DE102008019881A1

DE102008019881A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Energieverwaltung

Info

Publication number: DE102008019881A1
Application number: DE102008019881A
Authority: DE
Inventors: Kazuhi Kobe-shi Yamaguchi
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2007-04-19
Filing date: 2008-04-21
Publication date: 2008-10-30
Also published as: CN101291080B; US20080258895A1; US7768384B2; CN101291080A; JP2008265518A

Abstract

Energiemanagementeinheit für Kraftfahrzeuge, umfassend eine Berechnungseinheit, welche die Zahl an zulässigen Parktagen des Fahrzeugs berechnet, und zwar abhängig von Daten zum Zustand der Batterie und über den Strom, den das Fahrzeug beim Parken verbraucht; eine Bestimmungseinheit, die eine Antwort zur Zahl der Parktage des Nutzers erhält als Rückmeldung auf eine Nachricht über die Zahl der zulässigen Parktage; und eine Steuereinheit, die bewirkt, dass eine Meldeeinheit dem Nutzer die Zahl der zulässigen Parktage meldet, die die Berechnungseinheit berechnet hat, und einen Motorstillstand verhindert, bis der Batterie-Ladezustand durch einen Ladevorgang den erforderlichen Ladezustand erreicht, wenn eine Festlegungeinheit feststellt, dass die Batterie abhängig von der Zahl der zulässigen Parktage und der Zahl der Parktage, die die Bestimmungseinheit bestimmt hat, geladen werden muss.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zur Energieverwaltung, welche verhindern sollen, dass sich die Batterie eines Fahrzeugs beim Parken entlädt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Kraftfahrzeuge besitzen für den Betrieb der vorhandenen elektrischen Komponenten in der Regel eine Batterie, welche die elektrischen Komponenten mit Strom versorgt, sowie eine Drehstromlichtmaschine (ein elektrischer Generator), die die Batterie lädt. Die von der Drehstromlichtmaschine erzeugte Strommenge wird gesteuert über den Status der Batterie und den Betriebszuständen der elektrischen Komponenten. Eine Motor-ECU (ECU = Electronic Control Unit, elektronische Steuereinheit) regelt dann den von der Drehstromlichtmaschine erzeugten Strom.
In letzter Zeit hat die Zahl der in den Fahrzeugen eingebauten elektrischen Komponenten stark zugenommen und man darf erwarten, dass sich dieser Trend weiter fortsetzt. Es besteht daher Bedarf für eine genauere Ladesteuerung beziehungsweise für eine intelligente Ladekontrolle, welche einem frühen Batterieverfall begegnet.
Die immer größere Zahl an elektrischen Komponenten ist für den Ruhestrom problematisch. Der Ruhestrom ist der Strom, den die elektrischen Komponenten bei Motorstillstand verbrauchen. Beispielsweise hat eine Kfz-Diebstahlschutzvorrichtung einen hohen Ruhestrom, und zwar hauptsächlich, weil eine solche Vorrichtung auch dann arbeiten muss, wenn der Motor nicht läuft. Bei einem hohen Ruhestrom wird der Ladezustand der Batterie immer schlechter beziehungsweise die Batterie wird entladen.
Um ein solches Entladen der Batterie zu verhindern, lehrt die nicht geprüfte japanische Offenlegungsschrift Nr. 2004-147460 ein Vorgehen, bei dem der Sollwert des Batterie-Ladezustands (SOC: State Of Charge) abhängig von dem Zielort ermittelt wird, der in der Navigationsvorrichtung eingestellt ist. Die Batterie wird so geladen, dass der Sollwert des Ladezustands (SOC) erreicht wird, wenn das Fahrzeug am Zielort ankommt.
Bei dem in der JP 2004-147460 offenbarten Vorgehen ergibt sich aber das Problem, dass es ein Entleeren der Batterie nicht stets verhindert, denn manchmal wird der Sollwert des Ladezustands nicht erreicht – wenn die Verkehrsverhältnisse sich ändern oder das Wetter oder die Nutzung der elektrischen Komponenten. Zudem ergibt sich der Ladezustands-Sollwert am Zielort weiter aus der Voraussage, ob das Fahrzeug für kurze oder für lange Zeit geparkt werden soll. Es gibt keine Garantie dafür, dass diese Voraussage stimmen wird. Es stellt daher ein Problem dar, wie man ein Entladen der Batterie wirksam verhindern kann. Dieser Stand der Technik repräsentiert sich als Problem.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Energieverwaltungsvorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, in denen die obigen Probleme behoben sind.
Genauer gesagt besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Energiemanagementeinheit und ein Verfahren bereitzustellen, die das Entladen der Fahrzeugbatterie, wenn das Fahrzeug geparkt ist, wirksam verhindern.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft die Bereitstellung einer Energiemanagementeinheit, umfassend eine Berechnungseinheit, die die Anzahl der zulässigen Parktage eines Fahrzeugs berechnet, und zwar abhängig von Daten über den Batteriezustand und den Strom, den das Fahrzeug verbraucht, wenn es geparkt ist; eine Bestimmungseinheit, die eine Antwort bezüglich der Anzahl der Parktage eines Benutzers als Rückmeldung auf eine Nachricht über die Anzahl der zulässigen Parktage erhält; und eine Steuereinheit, die bewirkt, dass eine Meldeeinheit dem Benutzer die Anzahl der zulässigen Parktage meldet, die die Berechnungseinheit berechnet hat, und die einen Motorstillstand verhindert, bis die Batterie durch einen Ladevorgang einen erforderlichen Ladezustand erreicht hat, wenn eine Festlegungseinheit feststellt, dass die Batterie abhängig von der Anzahl der zulässigen Parktage und der Anzahl der Parktage, die die Bestimmungseinheit bestimmt hat, geladen werden muss.
In der obigen Anordnung wird die Anzahl der zulässigen Parktage des Fahrzeugs abhängig von Daten über den Batteriezustand und den Strom berechnet, den das Fahrzeug beim Parken verbraucht. Stellt die Festlegungseinheit fest, dass die Batterie abhängig von der Anzahl der zulässigen Parktage und der Anzahl der Parktage, die in einer Antwort des Benutzers angegeben ist, geladen werden muss, so wird ein Motorstillstand verhindert, bis die Batterie durch einen Ladevorgang den erforderlichen Ladezustand erreicht hat. Somit werden der Batteriezustand während eines Motorstillstands und der Strom in Betracht gezogen, der während des Parkens verbraucht wird, sodass ein Entladen der Batterie während des Parkens wirksam verhindert ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es werden nun weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung im Einzelnen und mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
1 ein Blockdiagramm mit einer Übersicht der in einem Fahrzeug vorhandenen Anlage, welche eine Energiemanagementeinheit gemäß der Erfindung aufweist;
2 ein Blockdiagramm, das die Hardwareanordnung der Energiemanagementeinheit darstellt;
3A und 3B Tabellendaten, die im ROM der Energiemanagementeinheit abgelegt sind;
4 ein Diagramm eines Falls, in dem die Spannung und der Strom der Batterie abgetastet werden;
5 ein Diagramm des Zusammenhangs zwischen der Spannung und dem aufsummierten Stromwert der Batterie;
6 ein Diagrammbeispiel von der Beziehung zwischen Flüssigkeitstemperatur und einem Korrekturkoeffizienten;
7A ein Diagrammbeispiel von der Beziehungsdefinition zwischen Laderate und Leerlaufspannung aufzeigt;
7B ein Beispiel für eine Laderaten-Korrekturabbildung, die für die Korrektur der Laderate verwendet wird;
8 ein Beispiel für die Abbildung, die den Zusammenhang zwischen der Korrekturlademenge definiert, die für die Korrektur der Solllademenge verwendet wird, und dem Innenwiderstand;
9A ein Beispiel für die Abbildung, die den Zusammenhang zwischen der Flüssigkeitstemperatur und einem Korrekturkoeffizienten definiert;
9B ein Beispiel für die Abbildung, die den Zusammenhang zwischen dem Innenwiderstand und einem Korrekturkoeffizienten definiert;
10A ein Beispiel für die Abbildung, die den Zusammenhang zwischen der Flüssigkeitstemperatur und einem Korrekturkoeffizienten definiert;
10B ein Beispiel für die Abbildung, die den Zusammenhang zwischen dem Innenwiderstand und einem Korrekturkoeffizienten definiert;
11 ein Flussdiagramm, das einen Steuervorgang darstellt, den die Energiemanagementeinheit ausführt;
12 ein Flussdiagramm, das einen Steuervorgang darstellt, den die Energiemanagementeinheit ausführt; und
13 ein Blockdiagramm, das im Überblick die Anordnung eines in ein Fahrzeug eingebauten Systems darstellt, das eine Abwandlung des Energieverwaltungssystems in 1 enthält.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen und mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm mit der zeichnerischen Darstellung des Aufbaus einer elektrischen Fahrzeuganlage mit einer Energiemanagementeinheit.
In 1 verwaltet die Energiemanagementeinheit 1 die Energieversorgung einer Vorrichtung, die in das Fahrzeug eingebaut ist. Eine Navigationsvorrichtung 2 (die Meldeeinheit), ein Satz Sensoren 3, ein nicht flüchtiger Speicher 5, eine Kommunikationsleitung 6, eine Sicherheits-ECU (elektronische Steuereinheit) 7, und eine Karosserie-ECU 8 (die Erfassungseinheit) sind mit der Energiemanagementeinheit 1 verbunden. Zudem ist eine Batterie 4 über den Satz Sensoren 3 mit der Energiemanagementeinheit 1 verbunden. Eine Audio-ECU 10 und eine Klima-ECU 11 sind über eine Relaisschaltung 9 eines Hilfsschalters mit der Energiemanagementeinheit 1 verbunden. Eine Motorsteuerungs-ECU 13 und eine Bremsensteuerungs-ECU 14 sind über eine Relaisschaltung 12 eines Zündschalters an die Energiemanagementeinheit 1 angeschlossen.
2 zeigt ein Blockdiagramm, das die Hardwareanordnung der Energiemanagementeinheit 1 darstellt.
Die Energiemanagementeinheit 1 kann beispielsweise mit einem Mikrocomputer aufgebaut sein. Die Energiemanagementeinheit 1 enthält: eine CPU 101, die die gesamte Vorrichtung steuert; ein ROM 102, das ein Steuerverfahren speichert sowie Zuordnungen (wird später beschrieben) und Information; ein RAM 103, das als Arbeitsbereich dient; und eine Schnittstelle 104, die an eine äußere Vorrichtung angeschlossen ist. Die CPU 101 ist mit dem ROM 102, dem RAM 103 und der Schnittstelle 104 verbunden.
3A und 3B zeigen Tabelleninformation, die im ROM 102 gespeichert ist. Die Tabelleninformation in 3A gibt den Zusammenhang an zwischen: einem Ziel, das in der Navigationsvorrichtung 2 eingestellt ist; der Parkzeit (lang oder kurz); und einer geschätzten Zahl von Tagen an, in denen das Fahrzeug unbenutzt ist. Wird ein Ziel über die Navigationsvorrichtung 2 eingestellt, so verwendet die CPU 101 (genauer die im Weiteren beschriebene Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28) die Tabelleninformation in 3A um festzustellen, ob die Parkzeit des Fahrzeugs lang oder kurz ist. Die CPU 101 (genauer die im Weiteren beschriebene Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28) verwendet die Tabelleninformation in 3A, um abhängig vom Ziel zu schätzen, wie viele Tage das Fahrzeug unbenutzt sein wird.
Die Tabelleninformation in 3B ist eine Liste von Parkverbotszonen. Die CPU 101 (genauer die im Weiteren beschriebene Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28) verwendet die Tabelleninformation um festzustellen, ob ein Motorstillstand erlaubt oder verboten ist. Wird das Fahrzeug in einer der Parkverbotszonen aus der Liste geparkt, so wird ein Motorstillstand verboten.
Nochmals zurück zu 1. Die Navigationsvorrichtung 2 gibt ein Ziel, die Anzahl der Parktage und einen Befehl für die zwangsweise Motorabschaltung ein, und sie stellt die Anzahl der zulässigen Parktage dar, die die Energiemanagementeinheit 1 berechnet.
Der Satz Sensoren 3 enthält einen Spannungssensor, der die Spannung der Batterie 4 misst, einen Stromsensor, der den Strom der Batterie 4 misst, und einen Temperatursensor, der die Temperatur der Batterieflüssigkeit der Batterie 4 misst (diese Temperatur wird im Weiteren als Flüssigkeitstemperatur bezeichnet). Der Satz Sensoren 3 gibt an die Energiemanagementeinheit 1 Signale aus, die den Spannungswert, den Stromwert und die Flüssigkeitstemperatur darstellen, die die Sensoren ermittelt haben.
Der nicht flüchtige Speicher 5 speichert die Information über den Batterietyp der Batterie 4 und die Information über den Ruhestrom, den die elektrischen Komponenten bei stillstehendem Motor verbrauchen. Der Batterietyp (in Ah) wird durch die Batteriekapazität (Asec)/3600 sec dargestellt.
Die Kommunikationsleitung 6 dient dem Empfang eines Eingangssignals von einem Schalter (in den Zeichnungen nicht dargestellt) und wird dazu verwendet, Kommunikationsdaten ein- und auszugeben. Die Sicherheits-ECU 7 empfängt Signale von einem Fahrzeugdiebstahl-Verhinderungssensor (in den Zeichnungen nicht dargestellt). Die diesem Sensor zugeführte Energie wird von der Energiemanagementeinheit 1 gesteuert.
Die Karosserie-ECU 8 empfängt ein Signal, das das Öffnen oder Schließen der Tür anzeigt, von einem Türschalter (nicht dargestellt). Wird der Hilfsschalter (nicht dargestellt) geschlossen, so wird die Relaisschaltung 9 ebenfalls eingeschaltet und liefert der Audio-ECU 10 und der Klima-ECU 11 Energie. Wird der Zündschalter geschlossen, so wird die Relaisschaltung 12 ebenfalls eingeschaltet und liefert der Motorsteuerungs-ECU 13 und der Bremsensteuerungs-ECU 14 Energie.
Die Energiemanagementeinheit 1 enthält eine Erfassungseinheit für externe Informationen 21, eine Batteriestatus-Erfassungseinheit 22, eine Ruhestrom-Erfassungseinheit 23, eine Benutzerabsichts-Erfassungseinheit 24 (die Eingabeeinheit), eine Batteriestatus-Festlegungseinheit 25, eine Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 (die Berechnungseinheit), die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 (die Bestimmungseinheit, die Festlegungseinheit, die Steuereinheit, die Korrektureinheit und die Fühleinheit) und eine Ladungsteuereinheit 29. Die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 besitzt eine Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 (SOC = State Of Charge). Die Erfassungseinheit für externe Informationen 21, die Batteriestatus-Erfassungseinheit 22, die Ruhestrom-Erfassungseinheit 23, die Benutzerabsichts-Erfassungseinheit 24, die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25, die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27, die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 und die Ladungsteuereinheit 29 werden durch die CPU 101 verwirklicht, die ein Steuerverfahren ausführt, das im ROM 102 abgelegt ist.
Die Erfassungseinheit für externe Informationen 21 ermittelt von der Navigationsvorrichtung 2 Information über die Straßen, beispielsweise ein Ziel und den Standort des Fahrzeugs, und sie ermittelt externe Informationen, beispielsweise ein Eingabesignal eines Schalters (nicht dargestellt) und eine Kommunikationsdateneingabe von einer äußeren ECU (nicht dargestellt) über die Kommunikationsleitung 6.
Die Batteriestatus-Erfassungseinheit 22 erhält Informationen einschließlich des Spannungswerts, des Stromwerts und der Flüssigkeitstemperatur der Batterie 4 gemessen während eines Motorstillstands vom Satz Sensoren 3. Sie überträgt diese Informationen an die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25. Wahlweise erhält die Batteriestatus-Erfassungseinheit 22 Informationen über den Batterietyp, die vorab im nicht flüchtigen Speicher 5 abgelegt werden, und sie überträgt diese Informationen an die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25. Falls die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 den Batterietyp anhand der Batteriekapazität festlegt, ist es nicht erforderlich, die Information über den Batterietyp im nicht flüchtigen Speicher 5 zu hinterlegen.
Die Ruhestrom-Erfassungseinheit 23 misst den Ruhestrom als den Stromwert der Batterie 4 bei stillstehendem Motor (oder während alle elektrischen Komponenten außer Betrieb sind). Man kann den Ruhestromwert auch vorab im nicht flüchtigen Speicher 5 ablegen, damit die Ruhestrom-Erfassungseinheit 23 den Ruhestromwert aus dem nicht flüchtigen Speicher 5 gewinnen kann.
Die Benutzerabsichts-Erfassungseinheit 24 ermittelt eine vom Benutzer eingegebene Antwort über die Navigationsvorrichtung 2 oder einen Schalter (nicht dargestellt) und zeigt die Anzahl der Parktage an. Die Benutzerabsichts-Erfassungseinheit 24 erkennt auch einen Motorstilllegungsvorgang durch den Benutzer (beispielsweise einen Befehl zum Öffnen des Zündschalters oder zum zwangsweisen Anhalten des Motors). Der Befehl zum zwangsweisen Anhalten des Motors wird über die Kommunikationsleitung 6 in die Benutzerabsichts-Erfassungseinheit 24 eingegeben, und zwar durch den Benutzer, der den (nicht dargestellten) Schalter drückt.
Die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 berechnet den Innenwiderstand der Batterie 4 und ermittelt die Batterieladerate abhängig von der Batterieinformation (der Information über den Spannungswert, den Stromwert und die Flüssigkeitstemperatur), die sie von der Batteriestatus-Erfassungseinheit 22 erhält. Die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 ermittelt auch den Batterietyp abhängig von der Information über die Batterie, die sie von der Batteriestatus-Erfassungseinheit 22 erhält, oder sie ermittelt die Information über den Batterietyp, die vorab im nicht flüchtigen Speicher 5 hinterlegt ist, von der Batteriestatus-Erfassungseinheit 22. Die Information über den Batterietyp wird zum Ermitteln der Batterieladerate verwendet.
Die Berechnung des Innenwiderstands der Batterie 4 beruht auf der Batterieinformation (der Information, die den Spannungswert, den Stromwert und die Flüssigkeitstemperatur angibt), die von der Batteriestatus-Erfassungseinheit 22 stammt, und wird nun beschrieben.
Tritt beispielsweise beim Motorstart ein Entladewert auf, der größer ist als ein vorbestimmter Wert, so tastet die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 über eine vorbestimmte Zeitspanne (beispielsweise 30 Sekunden) Stromwerte und Spannungswerte ab und berechnet den Innenwiderstand der Batterie 4 abhängig von den Ergebnissen der Abtastung. Im Einzelnen weist die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 die abgetasteten Stromwerte und Spannungswerte der Gleichung (1) zu, um den Innenwiderstand der Batterie 4 zu berechnen: Rn = {(V1 – (V0))/(I1 – (I0)) + ... + (Vn – (Vn – 1))/(In – (In – 1))}/n (1)
In Gleichung (1) werden die Werte, die man jeweils dadurch erhält, dass man die Differenz zwischen dem momentanen Spannungswert und dem vorhergehenden Spannungswert durch die Differenz zwischen dem momentanen Stromwert und dem vorhergehenden Stromwert teilt, nacheinander aufsummiert, und der Gesamtwert wird durch die Anzahl der Abtastvorgänge dividiert. Auf diese Weise bestimmt man den Mittelwert des Innenwiderstands, damit man einen exakten Wert für den Innenwiderstand erhält. Der auf die obige Weise berechnete Innenwiderstand der Batterie 4 stellt den sogenannten Verschleißzustand der Batterie 4 dar.
Nun wird das Verfahren zum Ermitteln des Batterietyps aus der Batterieinformation beschrieben, die von der Batteriestatus-Erfassungseinheit 22 erhalten wird.
Zuerst addiert die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 die in der Batterie 4 gespeicherten Stromwerte auf, bis die Spannung auf 1 V wächst. Dies ist in 5 dargestellt. In 5 beträgt die Spannung zwischen dem Punkt P1 und dem Punkt Q1 1 Volt, und der summierte Stromwert Isum (Asec), der der Spannung zwischen dem Punkt P1 und dem Punkt Q1 entspricht, ist der Wert zwischen dem Punkt P2 und dem Punkt Q2, die in der unteren Hälfte der Zeichnung dargestellt sind. Der summierte Stromwert Isum (Asec) ist der Batterieladungsmenge äquivalent.
Die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 berechnet nun einen Korrekturkoeffizienten anhand der Abbildung in 6, die den Zusammenhang zwischen der Flüssigkeitstemperatur und dem Korrekturkoeffizienten darstellt, und anhand der Information über die Flüssigkeitstemperatur, die aus der Batteriestatus-Erfassungseinheit 22 erhalten wird. Die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 multipliziert den summierten Stromwert Isum mit dem berechneten Korrekturkoeffizienten. Die Abbildung in 6, die den Zusammenhang zwischen der Flüssigkeitstemperatur und dem Korrekturkoeffizienten darstellt, ist vorab im ROM 102 der Energiemanagementeinheit 1 gespeichert. Danach dividiert die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 den summierten Stromwert Isum, der mit dem Korrekturkoeffizienten multipliziert worden ist, durch 3600 Sekunden. Auf diese Weise ermittelt die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 den Batterietyp (Ah).
Es wird nun das Verfahren zum Ermitteln der Laderate der Batterie 4 beschrieben.
Zuerst berechnet die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 die Leerlaufspannung (Vopen) der Batterie 4 gemäß Gleichung (2). Die Leerlaufspannung ist diejenige Spannung, die man bei abgeklemmtem Masseanschluss GND der Batterie 4 beobachtet. Vopen = Vnow – (Inow × R) (2)
In Gleichung (2) stellt Vnow den Spannungswert dar, den man momentan als Abtastwert erhält, Inow stellt den Stromwert dar, den man momentan als Abtastwert erhält, und R stellt den oben beschriebenen Innenwiderstand der Batterie dar. Der Wert von Inow ist beim Laden positiv und beim Entladen negativ.
Die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 ermittelt daraufhin mit dem oben beschriebenen Verfahren den Batterietyp (Ah). Falls die vorab im nicht flüchtigen Speicher 5 abgelegte Information über den Batterietyp von der Batteriestatus-Erfassungseinheit 22 gewonnen werden kann, verwendet die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 diese Information über den Batterietyp, anstatt den Batterietyp (Ah) mit dem oben beschriebenen Verfahren zu bestimmen.
Die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 liest nun die Abbildung (siehe 7A), die den Zusammenhang zwischen der Laderate und der Leerlaufspannung (OCV) abhängig vom Batterietyp (Ah) bestimmt, aus dem ROM 102 der Energiemanagementeinheit 1. Die Abbildung, die den Zusammenhang zwischen der Laderate und der Leerlaufspannung definiert, wird für jeden Batterietyp (Ah) im ROM 102 der Energiemanagementeinheit 1 gespeichert. Die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 berechnet nun die Laderate der Batterie 4 anhand der Abbildung, die den Zusammenhang zwischen der Laderate und der Leerlaufspannung definiert, und abhängig von der berechneten Leerlaufspannung. 7A zeigt ein Beispiel der Abbildung, die den Zusammenhang zwischen der Laderate und der Leerlaufspannung definiert, und zwar für einen Batterieinnenwiderstand von 18 mΩ.
Mit Hilfe einer Laderaten-Korrekturabbildung (in 7B dargestellt), die im ROM 102 abgelegt und für die Korrektur der Laderate zu verwenden ist, kann die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 einen Korrekturkoeffizienten aus der Information über die Flüssigkeitstemperatur berechnen und die berechnete Laderate der Batterie 4 mit dem Korrekturkoeffizienten multiplizieren, um die endgültige Laderate der Batterie 4 zu bestimmen.
Die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26, die in der Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 vorhanden ist, ermittelt, ob das Fahrzeug für eine kurze oder eine lange Zeitspanne am Zielort verbleibt, und zwar abhängig von der Zielinformation, die über die Navigationsvorrichtung 2 eingegeben wird, und die Erfassungseinheit für externe Informationen 21. Ist beispielsweise der Zielort des Fahrzeugs ein Flughafen oder eine Sehenswürdigkeit, so stellt die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 fest, dass das Fahrzeug für eine lange Zeitspanne am Zielort verbleibt. Ist der Zielort des Fahrzeugs ein Laden für Waren des täglichen Bedarfs oder ein Restaurant, so stellt die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 fest, dass das Fahrzeug für eine kurze Zeitspanne am Zielort verbleibt.
Stellt die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 fest, dass das Fahrzeug für eine lange Zeitspanne verbleibt, so setzt sie die Sollladungsmenge in der Nähe der Vollladungsmenge an (beispielsweise eine Laderate von 96 Prozent), und sie gibt einen Ladebefehl an die Ladungsteuereinheit 29 aus, der die Sollladerate enthält. Die Ladungsteuereinheit 29 empfängt den Ladebefehl und beginnt mit dem Laden der Batterie 4.
Stellt die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 fest, dass das Fahrzeug für eine kurze Zeitspanne verbleibt, so legt sie die Sollladungsmenge auf die Referenzladungsmenge (beispielsweise eine Laderate von 92 Prozent), und sie gibt einen Ladebefehl an die Ladungsteuereinheit 29 aus, der die Sollladerate enthält. An dieser Stelle liest die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 die Abbildung in 8, die den Zusammenhang zwischen einer Korrekturladungsmenge, die zum Korrigieren der Sollladungsmenge verwendet wird, und dem Innenwiderstand herstellt, aus dem ROM 102 der Energiemanagementeinheit 1. Abhängig von der gelesenen Abbildung und der Information über den Innenwiderstand, den die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 berechnet, berechnet die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 eine Korrekturladungsmenge. Die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 addiert nun die Korrekturladungsmenge zur oben bestimmten Sollladungsmenge, damit die endgültige Sollladungsmenge ermittelt wird. Auf diese Weise kann man beim Ermitteln der Sollladungsmenge den Innenwiderstand der Batterie bzw. den Verschleißzustand der Batterie einbeziehen. Der Referenzwiderstand von 18 mΩ in 8 ist ein Wert, den man für eine Batteriegröße von 55D beobachtet.
Wird der Motor angehalten (oder der Zündschalter geöffnet), so erhält die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 die Information über den Batterietyp und die Laderate von der Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 und die Information über den Ruhestrom von der Ruhestrom-Erfassungseinheit 23. Abhängig von der erhaltenen Information über den Batterietyp, die Laderate und den Ruhestrom berechnet die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 die Anzahl der zulässigen Parktage.
Insbesondere berechnet die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 die Anzahl der zulässigen Parktage gemäß Gleichung (3) bis (5) anhand der erhaltenen Information über den Batterietyp, die Laderate und den Ruhestrom nach: Entnehmbare Energie = (momentane Laderate – Laderate am Entladungsende)/100 × Batteriekapazität (Asec); (3) Verbleibende zulässige Zeitspanne (Sekunden) = entnehmbare Energie/Ruhestrom ; (4) Anzahl der zulässigen Parktage = verbleibende zulässige Zeitspanne/86400 (Sekunden) (5)
Dabei wird die von der Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 erhaltene Information über die Laderate der momentanen Laderate in Gleichung (3) zugewiesen. Die "Laderate am Entladungsende" ist die zum Anlassen des Motors erforderliche Laderate; sie kann beispielsweise 30 Prozent betragen. Der Wert, den man durch Multiplizieren des Werts des Batterietyps, der von der Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 stammt, mit 3600 Sekunden erhält, wird der Batteriekapazität in Gleichung (3) zugewiesen. Auf diese Weise wird die entnehmbare Energie mit Hilfe von Gleichung (3) berechnet. Die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 dividiert die entnehmbare Energie durch den Wert des Ruhestroms, der von der Ruhestrom-Erfassungseinheit 23 stammt (Ruhestrom pro eine Sekunde), und berechnet die verbleibende zulässige Zeitspanne in Gleichung (4). Die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 dividiert nun die in Gleichung (4) berechnete verbleibende zulässige Zeitspanne durch 86400 (Sekunden); dies ist die Dauer eines Tages (24 Stunden) ausgedrückt in Sekunden. Auf diese Weise berechnet die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 die Anzahl der zulässigen Parktage.
Da abhängig von der Witterung die Flüssigkeitstemperatur in der Batterie 4 steigt oder fällt, kann man den Wert, den man durch Multiplizieren der in Gleichung (3) berechneten entnehmbaren Energie mit einem Korrekturkoeffizienten erhält, als endgültige entnehmbare Energie festlegen. In einem solchen Fall erhält die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 die Information über die Flüssigkeitstemperatur von der Batteriestatus-Festlegungseinheit 25, und sie liest die Abbildung, die den Zusammenhang zwischen der Flüssigkeitstemperatur und dem Korrekturkoeffizienten gemäß 9A bestimmt, aus dem ROM 102 der Energiemanagementeinheit 1. Abhängig von der gelese nen Abbildung und der Information über die Flüssigkeitstemperatur aus der Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 berechnet die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 den Korrekturkoeffizienten.
Wahlweise kann man den Wert, den man durch das Multiplizieren der gemäß Gleichung (3) berechneten entnehmbaren Energie mit einem Korrekturkoeffizienten erhält, der den Innenwiderstand (bzw. den Verschleißzustand der Batterie 4) darstellt, als endgültige entnehmbare Energie festsetzen. In diesem Fall erhält die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 die Information über den Innenwiderstand von der Batteriestatus-Festlegungseinheit 25, und sie liest die Abbildung, die den Zusammenhang zwischen dem Innenwiderstand und dem Korrekturkoeffizienten nach 9B darstellt, aus dem ROM 102 der Energiemanagementeinheit 1. Abhängig von der gelesenen Abbildung und der Information über den Innenwiderstand, die aus der Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 stammt, berechnet die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 den Korrekturkoeffizienten. Der Referenzwiderstand von 18 mΩ in 9B ist ein Wert, den man für eine Batteriegröße von 55D erhält.
Wird über die Navigationsvorrichtung 2 ein Zielort gesetzt, so stellt die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 anhand des Ziels und der Tabelleninformation in 3A fest, ob das Fahrzeug für einen längeren Zeitraum oder eine kurze Zeitspanne geparkt wird. Ausgehend von der Information über den Fahrzeugstandort, die aus der Navigationsvorrichtung 2 stammt, und der Tabelleninformation in 3B stellt die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 auch fest, ob sich der Standort des Fahrzeugs in einer Parkverbotszone befindet. Abhängig vom festgestellten Ergebnis legt sie zudem fest, ob die Motorsteuerungs-ECU 13 den Motor anhalten darf oder ob der Motorsteuerungs-ECU 13 verboten ist, den Motor abzuschalten. Befindet sich der Standort des Fahrzeugs in einer Parkverbotszone, so verbietet die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 der Motorsteuerungs-ECU 13, den Motor stillzulegen.
Die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 erhält auch die Anzahl der zulässigen Parktage, die von der Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 berechnet wurde, und meldet dem Benutzer die Anzahl der zulässigen Parktage über die Navigationsvorrichtung 2. Die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 erhält nun vom Benutzer eine Antwort über die Anzahl der Parktage als Rückmeldung auf die Angabe der zulässigen Parktage, und zwar über die Navigationsvorrichtung 2 und die Benutzerabsichts-Erfassungseinheit 24. Die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 erhält zudem über die Benutzerabsichts-Erfassungseinheit 24 die Information über einen Motoranhaltevorgang des Benutzers (etwa den Vorgang des Drehens des Zündschalters oder einen Befehl, der einen Motorstillstand erzwingt).
Die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 vergleicht ferner die in der Benutzerantwort angegebene Anzahl der Parktage mit der Anzahl der zulässigen Parktage, die die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 berechnet hat. Ist die Anzahl der zulässigen Parktage größer als die Anzahl der in der Benutzerantwort angegebenen Parktage, so erlaubt die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 der Motorsteuerungs-ECU 13, den Motor anzuhalten. Ist die Anzahl der zulässigen Parktage nicht größer als die Anzahl der in der Benutzerantwort angegebenen Parktage, so verbietet die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 der Motorsteuerungs-ECU 13, den Motor anzuhalten, bis der Mangel bei der Energiemenge (oder der nötigen Ladungsmenge) der Batterie 4 ausgeglichen ist.
Die erforderliche Ladungsmenge berechnet die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 in der Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 gemäß der folgenden Gleichung (6): Nötige Ladungsmenge = (vom Benutzer angegebene Parktage – zulässige Parktage) × 86400 (sec) × Ruhestrom (6)
Dabei ist in Gleichung (6) der über die Navigationsvorrichtung 2 und die Benutzerabsichts-Erfassungseinheit 24 erhaltene Wert als "vom Benutzer angegebene Parktage" bezeichnet. Der von der Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 erhaltene Wert ist in Gleichung (6) als "zulässige Parktage" bezeichnet. Der "Ruhestrom" ist der Stromwert je Zeiteinheit (eine Sekunde), und der von der Ruhestrom-Erfassungseinheit 23 über die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 erhaltene Wert wird dem "Ruhestrom" zugewiesen. Auf diese Weise wird die nötige Ladungsmenge berechnet.
Da abhängig von der Witterung die Flüssigkeitstemperatur in der Batterie 4 zunimmt oder abnimmt, kann man den Wert, den man durch Multiplizieren der gemäß Gleichung (6) berechneten nötigen Ladungsmenge mit einem Korrekturkoeffizienten erhält, als endgültige nötige Ladungsmenge festlegen. In diesem Fall erhält die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 die Information über die Flüssigkeitstemperatur von der Batteriestatus-Festlegungseinheit 25, und sie liest die Abbildung, die den Zusammenhang zwischen der Flüssigkeitstemperatur und dem Korrekturkoeffizienten gemäß 10A bestimmt, aus dem ROM 102 der Energiemanagementeinheit 1. Abhän gig von der gelesenen Abbildung und der Information über die Flüssigkeitstemperatur, die aus der Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 stammt, berechnet die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 den Korrekturkoeffizienten.
Wahlweise kann man den Wert, den man durch Multiplizieren der gemäß Gleichung (6) berechneten nötigen Ladungsmenge mit einem Korrekturkoeffizienten erhält, und der den Innenwiderstand (oder den Verschleißzustand der Batterie 4) darstellt, als endgültige nötige Ladungsmenge festlegen. In diesem Fall erhält die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 die Information über den Innenwiderstand aus der Batteriestatus-Festlegungseinheit 25, und sie liest die Abbildung, die den Zusammenhang zwischen dem Innenwiderstand und dem Korrekturkoeffizienten gemäß 10B bestimmt, aus dem ROM 102 der Energiemanagementeinheit 1. Ausgehend von der gelesenen Abbildung und der Information über den Innenwiderstand, die aus der Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 stammt, berechnet die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 den Korrekturkoeffizienten. Der Referenzwiderstand von 18 mΩ in 10B ist ein Wert, den man für eine Batteriegröße von 55D erhält.
11 und 12 zeigen Flussdiagramme, die einen Steuervorgang darstellen, den die Energiemanagementeinheit 1 ausführt.
Zuerst stellt die Benutzerabsichts-Erfassungseinheit 24 fest, ob ein Motorabschaltvorgang (etwa den Vorgang des Abschaltens des Zündschalters) durch den Benutzer erkannt worden ist (Schritt S1). Stellt die Benutzerabsichts-Erfassungseinheit 24 keinen Motorabschaltvorgang des Benutzers fest, so endet der Ablauf. Stellt die Benutzerabsichts-Erfassungseinheit 24 einen Motorabschaltvorgang des Benutzers fest, so ermittelt die Batteriestatus-Erfassungseinheit 22 die Information hinsichtlich der Batterie 4 (die Information über den Spannungswert, den Stromwert und die Flüssigkeitstemperatur der Batterie 4) von dem Satz Sensoren 3 und überträgt die Information an die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 (Schritt S2).
Ausgehend von der ermittelten Information über die Batterie 4 berechnet die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 den Batterietyp, den Innenwiderstand und die Laderate der Batterie 4 wie oben beschrieben (Schritt S3). Ist die Information über den Batterietyp vorab im nicht flüchtigen Speicher 5 hinterlegt, so kann die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 die Information aus dem nicht flüchtigen Speicher 5 entnehmen.
Die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 gewinnt die Information über den Batterietyp und die Laderate von der Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 sowie die Information über den Ruhestrom von der Ruhestrom-Erfassungseinheit 23 (Schritt S4). Ausgehend von der erhaltenen Information über den Batterietyp, die Lade rate und den Ruhestrom berechnet die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 die Anzahl der zulässigen Parktage (Schritt S5).
Abhängig von der Abbildung in 9A und der Information über die Flüssigkeitstemperatur, die aus der Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 stammt, berechnet die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 einen Korrekturkoeffizienten. Wahlweise berechnet die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 einen Korrekturkoeffizienten abhängig von der Abbildung in 9B und der Information über den Innenwiderstand, die aus der Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 stammt. Die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 multipliziert die im Schritt S5 berechneten zulässigen Parktage mit dem Korrekturkoeffizienten, um die Anzahl der zulässigen Parktage zu korrigieren (Schritt S6).
Die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 gewinnt die Anzahl der zulässigen Parktage, die die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 berechnet, und meldet dem Benutzer die Anzahl der zulässigen Parktage über die Navigationsvorrichtung 2 (Schritt S7).
Die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 stellt daraufhin fest, ob vorbestimmte Anforderungen erfüllt sind (Schritt S8).
Die vorbestimmten Anforderungen sind: (1) die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 stellt anhand des über die Navigationsvorrichtung 2 eingestellten Ziels und der Tabelleninformation in 3A fest, dass das Fahrzeug für eine längere Zeitspanne geparkt wird; (2) die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 stellt anhand der Information über den Fahrzeugstandort, die über die Navigationsvorrichtung 2 erhalten wird, und der Tabelleninformation in 3B fest, dass sich der Standort des Fahrzeugs nicht in einer Parkverbotszone befindet; und (3) die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 empfängt über die Benutzerabsichts-Erfassungseinheit 24 keinen Befehl, den Motorstillstand zu erzwingen.
Stellt die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 fest, dass auch nur eine der drei Anforderungen nicht erfüllt ist, so meldet sie dem Benutzer, dass die Batterie 4 nicht geladen werden muss, und zwar mit Hilfe der Anzeige auf der Navigationsvorrichtung 2 oder einer Ansage aus einem Lautsprecher im Fahrzeug (in den Zeichnungen nicht dargestellt) (Schritt S24), und geht zum Schritt S23 über. Andernfalls geht die Verarbeitung zum Schritt S9.
Die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 stellt nun fest, ob sie eine Antwort vom Benutzer, die die Anzahl der Parktage angibt, als Rückmeldung auf die Nachricht bezüglich der Anzahl der zulässigen Parktage über die Navigationsvorrichtung 2 und die Benutzerabsichts-Erfassungseinheit 24 erhalten hat (Schritt S9).
Falls keine Antwort hinsichtlich der Anzahl der Parktage empfangen wird, stellt die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 fest, ob der Benutzer das Fahrzeug verlassen hat (Schritt S10). Ob der Benutzer das Fahrzeug verlassen hat, wird abhängig davon bestimmt, ob die Karosserie-ECU 8 ein Signal empfangen hat, das "Tür offen" anzeigt. Hat die Karosserie-ECU 8 ein Signal empfangen, das "Tür offen" anzeigt, so stellt die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 fest, dass der Benutzer das Fahrzeug verlassen hat.
Hat der Benutzer das Fahrzeug nicht verlassen, so kehrt die Verarbeitung zum Schritt S8 zurück. Hat der Benutzer das Fahrzeug verlassen, so warnt die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 den Benutzer über eine Anzeige auf der Navigationsvorrichtung 2 oder eine Ansage aus einem Lautsprecher im Fahrzeug (in den Zeichnungen nicht dargestellt) (Schritt S11). Diese Warnung wird ausgegeben, um den Benutzer davon zu unterrichten, dass das Laden der Batterie 4 nicht beendet ist.
Nachdem die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 im Schritt S7 dem Benutzer die Anzahl der zulässigen Parktage gemeldet hat, stellt sie fest, ob eine vorbestimmte Zeitspanne (beispielsweise 30 Sekunden) verstrichen ist (Schritt S12). Ist die vorbestimmte Zeitspanne noch nicht verstrichen, so kehrt die Verarbeitung zum Schritt S8 zurück. Ist die vorbestimmte Zeitspanne verstrichen, so schätzt die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 die Anzahl der Tage, während denen das Fahrzeug unbenutzt bleibt (im Weiteren als die geschätzte Anzahl der unbenutzten Tage bezeichnet), und zwar anhand des Zielorts, der über die Navigationsvorrichtung 2 eingestellt ist, und der Tabelleninformation in 3A (Schritt S13). Die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 meldet nun dem Benutzer die geschätzte Anzahl der unbenutzten Tage und die im Schritt S7 gewonnene Anzahl der zulässigen Parktage (Schritt S14) und geht zum Schritt S15.
Abhängig von der im Schritt S7 gewonnenen Anzahl der zulässigen Parktage und der Antwort vom Benutzer, die die Parktage angibt, oder von der geschätzten Anzahl der unbenutzten Tage und der Anzahl der zulässigen Parktage, stellt die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 fest, ob sie die Motorsteuerungs-ECU 13 daran zu hindern hat, den Motor stillzulegen (Schritt S15). Ist insbesondere die Anzahl der zulässigen Parktage nicht größer als die Anzahl der Parktage, die der Benutzer als Antwort gesendet hat, oder die geschätzte Anzahl der unbenutzten Tage, so hindert die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 die Motorsteuerungs-ECU 13 daran, den Motor stillzulegen.
Legt die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 fest, dass im Schritt S15 ein Motorstillstand zu verbieten ist, so berechnet die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 die nötige Ladungsmenge anhand der obigen Gleichung (6) (Schritt S16).
Die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 berechnet auch einen Korrekturkoeffizienten aus der Abbildung in 10A und der Information über die Flüssigkeitstemperatur, die von der Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 stammt, oder sie berechnet einen Korrekturkoeffizienten aus der Abbildung in 10B und der Information über den Innenwiderstand, die von der Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 stammt. Die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 multipliziert nun die im Schritt S16 berechnete nötige Ladungsmenge mit dem Korrekturkoeffizienten, damit die erforderliche Ladungsmenge korrigiert wird (Schritt S17).
Die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 gibt einen Ladebefehl an die Ladungsteuereinheit 29 aus, der die korrigierte erforderliche Ladungsmenge enthält. Nach dem Empfang des Ladebefehls beginnt die Ladungsteuereinheit 29 mit dem Laden der Batterie 4 (Schritt S18). Dabei meldet die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 dem Benutzer, dass die Batterie 4 geladen werden muss, und zwar über eine Anzeige auf der Navigationsvorrichtung 2 oder eine Ansage aus einem Lautsprecher im Fahrzeug (in den Zeichnungen nicht dargestellt) (Schritt S18).
Die Benutzerabsichts-Erfassungseinheit 24 stellt daraufhin fest, ob eine Motor-Zwangsabschaltung durch den Benutzer erfolgt ist (etwa der Vorgang des Abschaltens des Zündschalters) (Schritt S19). Hat die Benutzerabsichts-Erfassungseinheit 24 keine Motor-Zwangsabschaltung durch den Benutzer erkannt, so geht die Verarbeitung auf den Schritt S20 über.
Zu Beginn des Ladens der Batterie 4 berechnet die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 die summierte Batterieladungsmenge Isum abhängig von der Information über den Strom, die sie von dem Satz Sensoren 3 über die Batteriestatus-Erfassungseinheit 22 erhalten hat. Die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 überträgt nun, wenn nötig, die Information über die Batterieladungsmenge Isum an die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 (Schritt S20).
Die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 stellt fest, ob die Batterieladungsmenge Isum gleich oder größer ist als die im Schritt S17 korrigierte nötige Ladungsmenge (Schritt S21). Ist die Batterieladungsmenge Isum kleiner als die erforder liche Ladungsmenge, so kehrt die Verarbeitung zum Schritt S19 zurück. Ist die Batterieladungsmenge Isum gleich oder größer als die nötige Ladungsmenge, so gibt die Festlegungseinheit für die Sollladungsmenge 26 eine Ladeabschlussmeldung an die Ladungsteuereinheit 29 aus (Schritt S22). Durch den Erhalt der Ladeabschlussmeldung beendet die Ladungsteuereinheit 29 das Laden der Batterie 4.
Die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 erlaubt nun der Motorsteuerungs-ECU 13, den Motor anzuhalten (Schritt S23), und die Verarbeitung endet.
Erkennt die Benutzerabsichts-Erfassungseinheit 24 im Schritt S19 eine Motor-Zwangsabschaltung durch den Benutzer, so erhält die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 die Information über den Batterietyp und die Laderate aus der Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 und die Information über den Ruhestrom von der Ruhestrom-Erfassungseinheit 23. Ausgehend von der erhaltenen Information bezüglich des Batterietyps, der Laderate und des Ruhestroms berechnet die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 die Anzahl der zulässigen Parktage (Schritt S25).
Die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 meldet dem Benutzer über die Navigationsvorrichtung 2, dass die Batterie 4 geladen ist (Schritt S26). Die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 erhält nun die Anzahl der zulässigen Parktage, die die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 im Schritt S25 errechnet hat, und meldet dem Benutzer die Anzahl der zulässigen Parktage über die Navigationsvorrichtung 2 (Schritt S27). Die Verarbeitung endet hiermit.
Wie oben ausführlich beschrieben wurde, wird gemäß dieser Ausführungsform die Anzahl der zulässigen Parktage für das Fahrzeug anhand der Information über den Batteriezustand und den Ruhestrom berechnet, den das Fahrzeug verbraucht. Erkennt die Vorrichtung, dass die Batterie entsprechend der Anzahl der zulässigen Parktage und der Anzahl der Parktage, die in einer Benutzerantwort angegeben sind, geladen werden muss, wird ein Motorstillstand verhindert, bis die Batterie durch einen Ladevorgang die erforderliche Ladungsmenge erreicht (Schritt S5, Schritte S15 bis 21). Somit werden der Batteriezustand und der von Fahrzeug verbrauchte Ruhestrom einbezogen, um wirksam zu verhindern, dass sich die Batterie während des Parkens entlädt.
Die Steuereinheit berechnet die erforderliche Ladungsmenge, indem sie die Anzahl der zulässigen Parktage von der Anzahl der Parktage subtrahiert, die in einer Benutzerantwort angegeben ist, und das Subtraktionsergebnis mit 86400 (Sekunden) und dem Ruhestrom je Zeiteinheit (eine Sekunde) multipliziert. Die Information über den Batteriezustand enthält den Innenwiderstand, die Kapazität und die Laderate der Batterie.
Abhängig von der Flüssigkeitstemperatur oder dem Innenwiderstand der Batterie wird die berechnete Anzahl der zulässigen Parktage korrigiert (Schritt S6). Dadurch kann man die Anzahl der zulässigen Parktage genauer berechnen.
Dem Benutzer wird die berechnete Anzahl der zulässigen Parktage gemeldet und ob die Batterie geladen werden muss, wenn der Motor durch das Drehen des Zündschalters angehalten wird (Schritt S7, Schritt S18). Dadurch kann der Benutzer, wenn der Motor durch Öffnen des Zündschalters stillgelegt wird, die Anzahl der zulässigen Parktage sehen und ob die Batterie geladen werden muss.
Die Vorrichtung stellt nun abhängig vom Zielort des Fahrzeugs fest, ob das Fahrzeug für eine kurze Zeitspanne oder eine lange Zeitspanne geparkt wird (Schritt S8). Stellt die Vorrichtung fest, dass das Fahrzeug für eine kurze Zeitspanne geparkt wird, so wird das Abschalten des Motors erlaubt ("NEIN" im Schritt S8). Stellt die Vorrichtung fest, dass das Fahrzeug für eine lange Zeitspanne geparkt wird, so wird das Abschalten des Motors verboten, um die Batterie zu laden ("JA" im Schritt S8). Hierdurch lässt sich eine größere Benutzerfreundlichkeit erzielen.
Zudem wird in Parkverbotszonen eine Motorabschaltung automatisch verhindert ("JA" im Schritt S8). Hierdurch lässt sich eine größere Benutzerfreundlichkeit erzielen.
Ein Befehl zum Erzwingen eines Motorstillstands kann über die Kommunikationsleitung 6 in die Benutzerabsichts-Erfassungseinheit 24 eingegeben werden, indem der Benutzer einen Schalter drückt (in den Zeichnungen nicht dargestellt). Dadurch wird das Abschalten des Motors erlaubt ("NEIN" im Schritt S8). Die Absicht des Benutzers, den Motor stillzulegen, wird somit respektiert.
Wird ein Verlassen des Fahrzeugs erkannt, nachdem dem Benutzer die Anzahl der zulässigen Parktage gemeldet wurde, wird eine Warnung an den Benutzer gesendet (Schritte S9 bis S11). Hierdurch kann der Benutzer davon in Kenntnis gesetzt werden, dass das Laden der Batterie nicht abgeschlossen ist.
Wird vom Benutzer, nachdem ihm die Anzahl der zulässigen Parktage gemeldet wurde, keine Antwort erhalten, die die Anzahl der Parktage zurückmeldet, und wird ein Verlassen des Fahrzeugs erkannt, so schätzt die Vorrichtung die Anzahl der unbenutzten Tage abhängig vom Zielort des Fahrzeugs, und die Vorrichtung stellt abhängig von der Anzahl der zulässigen Parktage und der geschätzten Anzahl der unbenutzten Tage fest, ob die Batterie geladen werden muss. Erkennt die Vorrichtung, dass die Batterie geladen werden muss, so wird ein Motorstillstand verhindert, bis die Batterie die nötige Ladungsmenge durch einen Ladevorgang erreicht (Schritte S9 bis S21). Somit kann die notwendige Ladung der Batterie auch dann erfolgen, wenn der Benutzer das Fahrzeug verlässt, ohne ein Antwort zu geben, die die Anzahl der Parktage bezeichnet.
Als Abwandlung der beschriebenen Ausführungsform kann die Energiemanagementeinheit 1 in 1 zudem eine Übertragungseinheit 30 (die Übertragungseinheit) enthalten, die mit der Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 verbunden ist und Information an ein tragbares Endgerät 40 überträgt, das dem Benutzer gehört, siehe 13. Mit dieser Anordnung kann man die Warnung im Schritt S11 und die Meldung über die geschätzte Anzahl der unbenutzten Tage und die Anzahl der zulässigen Parktage im Schritt S14 an den Benutzer senden, indem die Übertragungseinheit 30 Information an das tragbare Endgerät 40 sendet, ohne dass die Navigationsvorrichtung 2 eingeschaltet wird.
Insbesondere kann dem Benutzer mit der Nachricht über die geschätzte Anzahl der unbenutzten Tage und die Anzahl der zulässigen Parktage im Schritt S14 über das tragbare Endgerät 40 gemeldet werden, dass die Batterie nicht vollständig geladen wurde, falls der Benutzer das Fahrzeug ohne eine Antwort verlässt, die die Anzahl der Parktage angibt.
Das tragbare Endgerät 40 z. B. kann ein tragbares Telefon, ein tragbares Informationsterminal (beispielsweise ein PDA) oder ein Notebook-Computer sein.
Wird in der beschriebenen Ausführungsform die Batterie durch eine neue Batterie ersetzt, so erkennt die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 den Batterietyp durch das beschriebene Verfahren beim Motorstart unmittelbar nach dem Ersetzen der Batterie, und sie kann die Information über den erkannten Batterietyp in den nicht flüchtigen Speicher 5 schreiben. Somit muss die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 den Batterietyp nicht bei jedem Motorstart berechnen. In diesem Fall sollte die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 beim Motorstart prüfen, ob sich die Information über das Batterieverhalten geändert hat. Hat sich das Batterieverhalten geändert, so sollte die Batteriestatus-Festlegungseinheit 25 die Information über den Batterietyp in den nicht flüchtigen Speicher 5 eintragen.
Wird in der beschriebenen Ausführungsform die Batterie durch ein neues Exemplar ersetzt, kann die Ruhestrom-Erfassungseinheit 23 unmittelbar nach dem Ersetzen den Stromwert über eine vorbestimmte Zeitspanne (beispielsweise 10 Sekunden) alle 0,5 Sekunden erfassen. Sie kann den Mittelwert der erfassten Stromwerte als definitiven Wert des Ruhestroms festsetzen. Zudem kann die Ruhestrom-Erfassungseinheit 23 den definitiven Wert des Ruhestroms in den nicht flüchtigen Speicher 5 schreiben. Wird der Ruhestrom erfasst, so sollte jede der ECUs 7, 8, 10, 11, 13 und 14 außer Betrieb sein. Mit dieser Anordnung lässt sich auch dann ein exakter Ruhestromwert erfassen, wenn die Batterie durch ein neues Exemplar ersetzt wird.
Werden andere elektrische Komponenten als die ECUs 7, 8, 10, 11, 13 und 14 und die Energiemanagementeinheit 1 betrieben, wenn der Zündschalter geöffnet wird, so kann die Berechnungseinheit für die zulässigen Parktage 27 die Anzahl der zulässigen Parktage neu berechnen. Ist die neu berechnete Anzahl der zulässigen Parktage geringer als die Anzahl der Parktage, die in der Benutzerantwort angegeben sind, so kann die Einheit für zulässigen oder verbotenen Motorstillstand 28 den Benutzer über die Navigationsvorrichtung 2 benachrichtigen, dass die Batterie 4 geladen werden muss.
In der beschriebenen Ausführungsform sind die in 6 bis 10B dargestellten Abbildungen im ROM 102 gespeichert. Diese Abbildungen können jedoch auch im nicht flüchtigen Speicher 5 abgelegt werden. Diese Abbildungen können auch über einen PC modifiziert werden, der über die Kommunikationsleitung 6 oder die Navigationsvorrichtung 2 angeschlossen wird.
Ein Aufzeichnungsmedium, auf dem ein Softwareverfahren zum Realisieren der Funktionen der beschriebenen Ausführungsform aufgezeichnet ist, kann für die Energiemanagementeinheit 1 bereitgestellt werden. Der Computer (die CPU 101 oder ein Mikrocomputer) der Energiemanagementeinheit 1 kann das im Aufzeichnungsmedium gespeicherte Verfahren lesen und ausführen, um die Effekte der beschriebenen Ausführungsform zu erzielen. Das Aufzeichnungsmedium, das das Verfahren bereitstellt, kann beispielsweise eine CD-ROM, eine DVD oder eine SD-Karte sein.
Der Computer (die CPU 101 oder der Mikrocomputer) der Energiemanagementeinheit 1 kann auch ein Softwareverfahren ausführen, um die Funktionen der Energiemanagementeinheit 1 zu realisieren und damit die Effekte der beschriebenen Ausführungsform erzielen.
Es wurden vorstehend bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben und dargestellt. Im Übrigen ergibt sich die Erfindung für den Fachmann aus den nachstehenden Patentansprüchen, welche auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-111063 vom 19. April 2007 beruhen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 2004-147460 [0005, 0006]
- JP 2007-111063 [0114]

Claims

Energiemanagementeinheit (1), umfassend eine Berechnungseinheit (27), die die Anzahl der zulässigen Parktage eines Fahrzeugs berechnet, und zwar abhängig von einer Information über den Batteriezustand und einer Information über den Strom, den das Fahrzeug verbraucht, während es parkt; eine Bestimmungseinheit, die eine Antwort bezüglich der Anzahl der Parktage eines Benutzers als Rückmeldung auf eine Nachricht über die Anzahl der zulässigen Parktage erhält; und eine Steuereinheit (28), die bewirkt, dass eine Meldeeinheit dem Benutzer die Anzahl der zulässigen Parktage meldet, die die Berechnungseinheit (27) berechnet hat, und die einen Motorstillstand verhindert, bis die Batterie (4) durch einen Ladevorgang einen erforderlichen Ladezustand erreicht hat, wenn eine Festlegungseinheit (25) feststellt, dass die Batterie (4) abhängig von der Anzahl der zulässigen Parktage und der Anzahl der Parktage, die die Bestimmungseinheit bestimmt hat, geladen werden muss.
Energiemanagementeinheit (1) nach Anspruch 1, zudem umfassend eine Korrektureinheit, die die von der Berechnungseinheit (27) berechnete Anzahl der zulässigen Parktage abhängig von einer Flüssigkeitstemperatur oder einem Innenwiderstand der Batterie (4) korrigiert.
Energiemanagementeinheit (1) nach Anspruch 1, worin zum Zeitpunkt einer Motorstilllegung die Steuereinheit (28) die Meldeeinheit veranlasst, dem Benutzer die Anzahl der zulässigen Parktage mitzuteilen, die die Berechnungseinheit (27) berechnet hat, und ob die Batterie (4) geladen werden muss.
Energiemanagementeinheit (1) nach Anspruch 1, worin die Steuereinheit (28) abhängig von einem Zielort des Fahrzeugs feststellt, ob das Fahrzeug für eine kurze Zeitspanne oder eine lange Zeitspanne geparkt werden soll, und abhängig von einem Ergebnis der Feststellung bestimmt, ob das Anhalten des Motors verboten oder das Anhalten des Motors erlaubt wird.
Energiemanagementeinheit (1) nach Anspruch 1, worin die Steuereinheit (28) abhängig von einem Standort des Fahrzeugs festlegt, ob das Abstellen des Motors verboten wird oder das Abstellen des Motors erlaubt wird.
Energiemanagementeinheit (1) nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Eingabeeinheit, die einen Befehl für die Zwangsstilllegung des Motors eingibt, wobei die Steuereinheit (28) erlaubt, den Motor anhand des Befehls für die Zwangsstilllegung des Motors anzuhalten, der über die Eingabeeinheit eingegeben wird.
Energiemanagementeinheit (1) nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Fühleinheit, die einen Aussteigevorgang aus dem Fahrzeug erfasst, wobei die Fühleinheit den Benutzer warnt, falls die Fühleinheit einen Aussteigevorgang aus dem Fahrzeug erkennt, nachdem die Steuereinheit (28) die Meldeeinheit veranlasst hat, dem Benutzer die Anzahl der zulässigen Parktage mitzuteilen.
Energiemanagementeinheit (1) nach Anspruch 7, worin wenn die Bestimmungseinheit vom Benutzer keine Antwort erhält, die die Anzahl der Parktage als Rückmeldung auf die Angabe der Anzahl der zulässigen Parktage bezeichnet, und die Fühleinheit einen Aussteigevorgang aus dem Fahrzeug erkennt, die Festlegungseinheit (25) die Anzahl der unbenutzten Tage abhängig von einem Zielort des Fahrzeugs schätzt, und die Berechnungseinheit (27) feststellt, ob die Batterie (4) geladen werden muss, und zwar abhängig von der Anzahl der zulässigen Parktage, die die Berechnungseinheit (27) berechnet hat, und von der geschätzten Anzahl der unbenutzten Tage; und wenn die Festlegungseinheit (25) erkennt, dass die Batterie (4) geladen werden muss, die Steuereinheit (28) ein Anhalten des Motors verbietet, bis die Ladungsmenge der Batterie (4) durch den Ladevorgang die erforderliche Ladungsmenge erreicht.
Energiemanagementeinheit (1) nach Anspruch 8, ferner umfassend eine Übertragungseinheit (30), die Daten an ein tragbares Endgerät überträgt, das der Benutzer besitzt, wobei, wenn die Bestimmungseinheit vom Benutzer keine Antwort erhält, die die Anzahl der Parktage als Rückmeldung auf die Nachricht über die Anzahl der zulässigen Parktage angibt, und die Fühleinheit einen Aussteigevorgang aus dem Fahrzeug erkennt, die Festlegungseinheit (25) die Anzahl der unbenutzten Tage abhängig vom Zielort des Fahrzeugs schätzt, und die Über tragungseinheit (30) die Information über die geschätzt Anzahl der unbenutzten Tage und die Anzahl der zulässigen Parktage an das tragbare Endgerät überträgt.
Verfahren, das einen Computer veranlasst, sich zu verhalten wie eine Berechnungseinheit (27), die die Anzahl der zulässigen Parktage eines Fahrzeugs abhängig von einer Information über einen Batteriezustand und einer Information über einen Strom berechnet, den das Fahrzeug beim Parken verbraucht; eine Bestimmungseinheit, die eine Antwort bestimmt, die die Anzahl der Parktage eines Benutzers als Rückmeldung auf die Nachricht über die Anzahl der zulässigen Parktage angibt; und eine Steuereinheit (28), die bewirkt, dass eine Meldeeinheit dem Benutzer die Anzahl der zulässigen Parktage meldet, die die Berechnungseinheit (27) berechnet hat, und die einen Motorstillstand verhindert, bis der Ladezustand der Batterie (4) durch einen Ladevorgang einen erforderlichen Ladezustand erreicht hat, wenn eine Festlegungseinheit (25) feststellt, dass die Batterie (4) abhängig von der Anzahl der zulässigen Parktage und der Anzahl der Parktage, die die Bestimmungseinheit bestimmt hat, geladen werden muss.