DE102008057980A1

DE102008057980A1 - Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung

Info

Publication number: DE102008057980A1
Application number: DE102008057980A
Authority: DE
Inventors: Jyun Kariya Ozawa
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2008-11-19
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2028-11-20
Also published as: CN101447690B; US20090134847A1; CN101447690A; JP2009131132A; US7723963B2; DE102008057980B4; JP4424413B2

Abstract

Die Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung (8) für ein Fahrzeug, an dem ein Fahrzeugwechselstromgenerator (1) angebracht ist, weist eine erste Funktion (901) zum Berechnen einer großen Verzögerung erster Ordnung und einer kleinen Verzögerung erster Ordnung einer Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators (1) in regelmäßigen Zeitintervallen, eine zweite Funktion (902) zum Vornehmen einer Entscheidung hinsichtlich eines Fahrzustands des Fahrzeugs durch Bestimmen, ob sich das Fahrzeug in entweder einem Beschleunigungszustand oder einem Verlangsamungszustand befindet oder nicht, auf der Basis einer Variation der großen Verzögerung erster Ordnung, die von der ersten Funktion (901) zugeführt wird, und Bestimmen, ob sich das Fahrzeug in einem Normalzustand befindet oder nicht, auf der Basis einer Variation der kleinen Verzögerung erster Ordnung, die von der ersten Funktion (901) zugeführt wird, und eine dritte Funktion (903) zum Bestimmen einer Zielregulierungsspannung des Fahrzeugwechselstromgenerators (1) gemäß einem Entscheidungsresultat der zweiten Funktion (902) auf.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung ist mit der am 28. November 2007 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-307093 verwandt, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einstellen einer Zielregulierungsspannung eines Fahrzeugwechselstromgenerators, der an einem Fahrzeug, wie einem Personenkraftwagen oder einem Lastkraftwagen, angebracht ist.
2. BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
Es ist eine Spannungssteuerungsvorrichtung für einen Fahrzeugwechselstromgenerator bekannt, die konfiguriert ist, um eine Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators zu erfassen, eine Verzögerung erster Ordnung der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators berechnet, auf der Basis einer Differenz zwischen der erfassten Drehgeschwindigkeit und der berechneten Verzögerung erster Ordnung einen Fahrzustand des Fahrzeugs bestimmt und abhängig von dem bestimmten Fahrzustand des Fahrzeugs eine Zielregulierungsspannung des Fahrzeugwechselstromgenerators ändert. Siehe beispielsweise die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 11-252997 . Gemäß einer solchen Spannungssteuerungsvorrichtung ist es möglich, während der Fahrzustand eines Fahrzeugs erfasst wird, einen Fahrzeugwechselstromgenerator ohne Vorsehen spezifischer Anschlüsse und Kabel für eine Verbindung mit externen Vorrichtungen, die aufgrund einer schlechten Verbindung mit den externen Vor richtungen eine Fehlfunktion der Spannungssteuerungsvorrichtung verursachen können, zu steuern.
Die in dem vorhergehenden Patentdokument beschriebene Spannungssteuerungsvorrichtung kann jedoch abhängig von einer Variation der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators, wenn ein Schaltwechsel durchgeführt wird, eine fehlerhafte Bestimmung des Fahrzustands des Fahrzeugs vornehmen. Dies liegt daran, dass, da durch den Schaltwechsel eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses verursacht wird, eine Erhöhung (oder eine Verringerung) der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators nicht notwendigerweise bedeutet, dass sich das Fahrzeug in dem Beschleunigungszustand (oder in dem Verlangsamungszustand) befindet. Ferner kann, da der Fahrzustand des Fahrzeugs aus der Differenz zwischen der erfassten Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators und der Verzögerung erster Ordnung derselben bestimmt wird, der Zeitpunkt, zu dem bestimmt wird, dass sich der Fahrzustand des Fahrzeugs geändert hat, zu spät sein, wenn das Fahrzeug von dem Beschleunigungszustand (oder dem Verlangsamungszustand) zu der Normalgeschwindigkeit (dem Zustand konstanter Geschwindigkeit) wechselt. Wenn eine solche fehlerhafte Bestimmung oder verspätete Bestimmung vorgenommen wird, wird ein Kraftstoffverbrauch erhöht, da es nicht möglich ist, die Zielregulierungsspannung abhängig von dem Fahrzustand des Fahrzeugs auf einen optimalen Wert einzustellen. Zusätzlich kann, da sich die Spannungssteuerungsvorrichtung nahe dem Fahrzeugwechselstromgenerator befindet und dieselbe demgemäß gegenüber Wärme oder Magnetismus von dem Fahrzeugwechselstromgenerator empfindlich ist, eine Genauigkeit eines Einstellen der Zielregulierungsspannung gesenkt sein.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung schafft eine Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung für ein Fahrzeug, an dem ein Fahrzeugwechselstromgenerator angebracht ist, mit:
einer ersten Funktion zum Berechnen einer großen Verzögerung erster Ordnung und einer kleinen Verzögerung erster Ordnung einer Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators in regelmäßigen Zeitintervallen;
einer zweiten Funktion zum Vornehmen einer Entscheidung hinsichtlich eines Fahrzustands des Fahrzeugs durch Bestimmen, ob sich das Fahrzeug in entweder einem Beschleunigungszustand oder einem Verlangsamungszustand befindet oder nicht, auf der Basis einer Variation der großen Verzögerung erster Ordnung, die von der ersten Funktion zugeführt wird, und Bestimmen, ob sich das Fahrzeug in einem Normalzustand befindet oder nicht, auf der Basis einer Variation der kleinen Verzögerung erster Ordnung, die von der ersten Funktion zugeführt wird; und
einer dritten Funktion zum Bestimmen einer Zielregulierungsspannung des Fahrzeugwechselstromgenerators gemäß einem Entscheidungsresultat der zweiten Funktion.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung mit einer Einrichtung zum Verhindern, dass eine fehlerhafte Bestimmung oder eine verspätete Bestimmung des Fahrzustands eines Fahrzeugs vorgenommen wird, geschaffen, um dadurch einen Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
Andere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einschließlich der Zeichnungen und Ansprüche offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
1 ein Diagramm, das einen Gesamtaufbau eines in einem Fahrzeug angebrachten Ladesystems, das eine Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweist, zeigt;
2 ein Diagramm, das detaillierte Aufbauten der Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung, einer Leistungserzeugungssteuerungsvorrichtung für eine Verwendung in einem Fahrzeug und eines Fahrzeugwechselstromgenerators 1, der in dem in 1 gezeigten in einem Fahrzeug angebrachten Ladesystem umfasst ist, zeigt;
3 ein Diagramm, das ein Beispiel einer Beziehung zwischen einer Geschwindigkeit eines Fahrzeugs und einer durch die Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung berechneten Verzögerung erster Ordnung der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators zeigt;
4 ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung zeigt;
5 eine Tabelle zum Bestimmen des Fahrzustands des Fahrzeugs und zum Einstellen der Zielregulierungsspannung des Fahrzeugwechselstromgenerators;
6 ein Diagramm, das ein Beispiel einer zeitlichen Variation einer durch die Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung berechneten kleinen Verzögerung erster Ordnung der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators, die die Kriterien zum Bestimmen, dass das Fahrzeug in den Leerlaufzustand eingetreten ist, erfüllt, zeigt;
7A ein Diagramm, das ein Beispiel einer zeitlichen Variation einer durch die Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung berechneten großen Verzögerung erster Ordnung der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators, die die Kriterien zum Bestimmen, dass das Fahrzeug in den Beschleunigungszustand eingetreten ist, erfüllt, zeigt;
7B ein Diagramm, das ein Beispiel einer zeitlichen Variation der großen Verzögerung erster Ordnung, die die Kriterien zum Bestimmen, dass das Fahrzeug in den Verlangsamungszustand eingetreten ist, erfüllt, zeigt;
8 ein Teil-Flussdiagramm, durch das ein Teil des in 4 gezeigten Flussdiagramms in einem Fall, bei dem die Zielregulierungsspannung gemäß einem integrierten Lade-/Entladestrom einer Batterie angepasst wird, ersetzt wird;
9 ein Diagramm, das ein Beispiel zum Einstellen der Zielregulierungsspannung ebenfalls gemäß dem integrierten Lade-/Entladestrom der Batterie erklärt;
10 ein Diagramm, das ein Beispiel zum Anpassen der Zielregulierungsspannung gemäß dem integrierten Lade-/Entladestrom der Batterie erklärt; und
11 ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung zu der Zeit eines Anpassens der Zielregulierungsspannung gemäß dem integrierten Lade-/Entladestrom der Batterie zeigt.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
1 ist ein Diagramm, das einen Gesamtaufbau eines in einem Fahrzeug angebrachten Ladesystems, das eine Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung 8 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweist, zeigt. Wie in 1 gezeigt, weist dieses Ladesystem einen Fahrzeugwechselstromgenerator 1, eine Batterie 3, eine Fahrzeugmaschine 6 und die Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung 8 auf.
Der Fahrzeugwechselstromgenerator 1 wird durch die Fahrzeugmaschine 6 riemengetrieben, um eine elektrische Leistung zu erzeugen, die der Batterie 3 und verschiedenen elektrischen Lasten 4 zuzuführen ist (siehe 2). Der Fahrzeugwechselstromgenerator 1 weist in demselben eine Leistungserzeugungssteuerungsvorrichtung 2 für eine Verwendung in einem Fahrzeug auf. Die Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung 8, die sich nahe der Batterie 3 befindet, erfasst einen Lade-/Entladestrom (einen Batteriestrom) der Batterie 3 und stellt eine Zielregulierungsspannung des Fahrzeugwechselstromgenerators 1 ein. Die Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung 8 kann an den Anschlüssen oder dem Gehäuse der Batterie 3 angebracht sein.
2 ist ein Diagramm, das die detaillierten elektrischen Aufbauten der Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung 8, der Leistungserzeugungssteuerungsvorrichtung 2 für eine Verwendung in einem Fahrzeug und des Fahrzeugwechselstromgenerators 1 zeigt. Wie in 2 gezeigt, weist der Fahrzeugwechselstromgenerator 1 einen Stator, um den eine Dreiphasen-Statorwicklung 101 gewickelt ist, einen Rotor, um den eine Erregerwicklung 102 gewickelt ist, und eine Gleichrichterschaltung 103 zum Vollwellengleichrichten des Dreiphasen-Ausgangssignals der Statorwicklung 101 auf. Um die Ausgangsspannung des Fahrzeugwechselstromgenerators 1 bei der Zielregulierungsspannung zu halten, erlaubt die Leistungserzeugungssteuerungsvorrichtung 2 für eine Verwendung in einem Fahrzeug einem Erregerstrom intermittierend, zu der Erregerwicklung 102 durchzugehen.
Die Leistungserzeugungssteuerungsvorrichtung 2 für eine Verwendung in einem Fahrzeug weist eine Schwungraddiode (engl.: flywheel diode) 201, ein Schaltelement 202, eine Spannungssteuerungsschaltung 203, eine Kommunikationssteuerung 204, einen Treiber 205 und eine Drehgeschwindigkeitserfassungsschaltung 206 auf. Das Schaltelement 202 ist mit der Erregerwicklung 102 in Reihe geschaltet. Wenn das Schaltelement 202 eingeschaltet wird, wird der Erregerstrom zu der Erregerwicklung 102 durchgelassen. Die Schwungraddiode 201, die mit der Erregerwicklung 102 parallel geschaltet ist, erlaubt einem Stoßstrom, der verursacht wird, wenn das Schaltelement 202 ausgeschaltet wird, durch dieselbe durchzugehen.
Die Spannungssteuerungsschaltung 203 steuert den Ein-/Aus-Zustand des Schaltelements 202 derart, dass die Ausgangsspannung des Fahrzeugwechselstromgenerators 1 (oder die Anschlussspannung der Batterie 3) bei der Zielregulierungsspannung, die durch ein Zielregulierungsspannungssignal, das durch die Kommunikationssteuerung 204 eingegeben wird, festgelegt wird, gehalten wird. Die Drehgeschwindigkeitserfassungsschaltung 206 überwacht die Phasenspannung über eine der drei Phasenspulen der Statorwicklung 101, um die Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators 1 zu erfassen.
Die Kommunikationssteuerung 204 führt eine Kommunikationssteuerung verschiedener Signale durch, die durch eine Kommunikationsleitung zu der Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung 8 gesendet und von derselben empfangen werden. Genauer gesagt, die Kommunikationssteuerung 204 transformiert ein Drehgeschwindigkeitssignal, das die Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators 1 anzeigt und das von der Drehgeschwindigkeitserfassungsschaltung 206 gesendet wird, in digitale Daten eines vorbestimmten Formats als ein digitales moduliertes Signal. Dieses digitale modulierte Signal wird von dem Treiber 205 durch die Kommunikationsleitung zu der Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung 8 gesendet. Der Treiber 205 hat ferner eine Empfängerfunktion zum Empfangen eines digitalen modulierten Signals (des Zielregulierungsspannungssignals), das von der Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung 8 gesendet wird. Die Kommunikationssteuerung 204 hat ferner eine Funktion zum Demodulieren des digitalen modulierten Signals, das bei dem Treiber 205 empfangen wird, um das Zielregulierungsspannungssignal zu reproduzieren. Dieses reproduzierte Zielregulierungsspannungssignal wird in die Spannungssteuerungsschaltung 203 eingegeben.
Wie in 2 gezeigt, weist die Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung 8 einen Treiber 801, eine Kommunikationssteuerung 802, eine Stromerfassungsschaltung 803 und einen Mikrocomputer 9 auf. Die Stromerfassungsschaltung 803 dient zum Er fassen des Lade-/Entladestroms der Batterie 3. Die Stromerfassungsschaltung 803 kann konfiguriert sein, um den Lade-/Entladestrom der Batterie 3 auf der Basis einer Spannung über einen Nebenschlusswiderstand (nicht gezeigt), der zwischen den negativen Anschluss der Batterie 3 und die Masse geschaltet ist, zu erfassen.
Der Mikrocomputer 9, der zum Einstellen der Zielregulierungsspannung des Fahrzeugwechselstromgenerators 1 dient, weist eine Berechnungsschaltung 901 für eine Verzögerung erster Ordnung, eine Fahrzustandsbestimmungsschaltung 902, eine Zielregulierungsspannungsbestimmungsschaltung 903 und eine Berechnungsschaltung 904 für einen integrierten Stromwert auf. Die Berechnungsschaltung 901 für eine Verzögerung erster Ordnung berechnet die Verzögerung erster Ordnung der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators 1 gemäß folgender Gleichung. (Verzögerung erster Ordnung) = ((M – 1)/M) × (vorher berechnete Verzögerung erster Ordnung) + (1/M) × (aktuell erfasste Drehgeschwindigkeit) (1)
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist M (das ein Dämpfungsfaktor oder ein Glättungsfaktor ist) auf 16 eingestellt, um die Verzögerung erster Ordnung mit einem großen Wert (auf die im Folgenden als die „große Verzögerung erster Ordnung" Bezug genommen ist) zu berechnen, und auf 4 eingestellt, um die Verzögerung erster Ordnung mit einem kleinen Wert (auf die im Folgenden als die „kleine Verzögerung erster Ordnung" Bezug genommen ist) zu berechnen. Ein Berechnen der Verzögerung erster Ordnung mit dem Glättungsfaktor M ist äquivalent zu einem Ermitteln des Durchschnitts der Werte der Drehgeschwindigkeit, die M mal aufeinanderfolgend erfasst werden. Demgemäß kann die Verzögerung erster Ordnung anstatt eines Verwendens der Gleichung (1) durch Speichern der Werte der Drehgeschwindigkeit, die M mal aufeinanderfolgend erfasst werden, und Ermitteln des gleitenden Durchschnitts dieser gespeicherten Werte berechnet werden. Es ist bevorzugt, dass der Wert von M 2ⁿ ist, wobei n eine natürliche Zahl ist.
Die Fahrzustandsbestimmungsschaltung 902 bestimmt auf der Basis der Variation der großen Verzögerung erster Ordnung, ob sich das Fahrzeug in dem Beschleuni gungszustand oder dem Verlangsamungszustand befindet, und bestimmt auf der Basis der Variation der kleinen Verzögerung erster Ordnung, ob sich das Fahrzeug in dem Leerlaufzustand befindet oder nicht. Genauer gesagt, die Variation der Verzögerung erster Ordnung wird gemäß folgender Gleichung berechnet. (Variation der Verzögerung erster Ordnung) = (aktueller Wert der Verzögerung erster Ordnung) – (vorhergehender Wert der Verzögerung erster Ordnung) (2)
Die Berechnungsschaltung 904 für einen integrierten Stromwert integriert den Lade-/Entladestrom der Batterie 3, der durch die Stromerfassungsschaltung 803 erfasst wird. Die Zielregulierungsspannungsbestimmungsschaltung 903 bestimmt die Zielregulierungsspannung des Fahrzeugwechselstromgenerators 1 auf der Basis des Bestimmungsresultats der Fahrzustandsbestimmungsschaltung 902 und des integrierten Werts des Lade-/Entladestroms, der durch die Berechnungsschaltung 904 für einen integrierten Stromwert berechnet wird.
Der Treiber 801 und die Kommunikationssteuerung 802, die für eine Signalsendung und einen Signalempfang mit der Leistungserzeugungssteuerungsvorrichtung 2 für eine Verwendung in einem Fahrzeug vorgesehen sind, sind auf grundsätzlich die gleiche Weise in Betrieb wie der Treiber 205 und die Kommunikationssteuerung 204 der Leistungserzeugungssteuerungsvorrichtung 2 für eine Verwendung in einem Fahrzeug. Wenn der Treiber 801 das digitale modulierte Signal, das von der Leistungserzeugungssteuerungsvorrichtung 2 für eine Verwendung in einem Fahrzeug durch die Kommunikationsleitung gesendet wird, empfangt, demoduliert die Kommunikationssteuerung 802 dieses digitale modulierte Signal, und die resultierenden reproduzierten Daten, die die Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators 1 anzeigen, werden in die Berechnungsschaltung 901 für eine Verzögerung erster Ordnung des Mikrocomputers 9 eingegeben. Nach einem Empfangen eines Signals, das die Zielregulierungsspannung, die durch die in dem Mikrocomputer 9 umfasste Zielregulierungsspannungsbestimmungsschaltung 903 bestimmt wird, anzeigt, transformiert die Kommunikationssteuerung 802 dieses Signal in digitale Daten eines vorbestimmten Formats als ein digitales moduliertes Signal. Dieses digitale modulierte Signal wird von dem Treiber 801 durch die Kommunikationsleitung zu der Leistungserzeugungssteuerungsvorrichtung 2 für eine Verwendung in einem Fahrzeug gesendet.
Als Nächstes wird der Betrieb des in einem Fahrzeug angebrachten Ladesystems, das den im Vorhergehenden beschriebenen Aufbau hat, erklärt. 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Verzögerung erster Ordnung zeigt. In 3 bezeichnet S die Fahrzeuggeschwindigkeit, B bezeichnet die kleine Verzögerung erster Ordnung (M = 4), und C bezeichnet die große Verzögerung erster Ordnung (M = 16).
Bei dem in 3 gezeigten Beispiel ist es, wenn ein Schaltwechsel durchgeführt wird (der durch die gestrichelte Linie eingekreiste Abschnitt in 3), möglich, auf der Basis der großen Verzögerung erster Ordnung korrekt zu bestimmen, dass sich das Fahrzeug in dem Beschleunigungszustand befindet oder sich verlangsamt. Wenn das Fahrzeug jedoch von dem Beschleunigungszustand zu dem Normalzustand (dem Zustand konstanter Geschwindigkeit) schaltet, ist, da es einige Zeit dauert, bis der Wert der großen Verzögerung erster Ordnung stabil wird, der Zeitpunkt, zu dem bestimmt wird, dass das Fahrzeug von dem Beschleunigungs- oder Verlangsamungszustand zu dem Normalzustand geschaltet hat, verzögert. Insbesondere ist es, um durch Verwendung des Fahrzeugwechselstromgenerators 1 ein regeneratives Bremsen durchzuführen, um dadurch einen Kraftstoffverbrauch zu verbessern, erforderlich, einen Schaltzeitpunkt von dem Beschleunigungs- oder Verlangsamungszustand zu dem Normalzustand genau zu erfassen. Demgemäß wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Schaltzeitpunkt auf der Basis der kleinen Verzögerung erster Ordnung erfasst. Nebenbei bemerkt entsprechen die durch Q1 und Q2 von 3 gezeigten Abschnitte einer im Folgenden beschriebenen Modifikation dieses Ausführungsbeispiels, bei der die große Verzögerung erster Ordnung durch die kleine Verzögerung erster Ordnung ersetzt wird, wenn der Normalzustand länger als eine vorbestimmte Zeitdauer andauert. Wenn keine solche Ersetzung durchgeführt wird, nähert sich die große Verzögerung ester Ordnung allmählich der kleinen Verzögerung erster Ordnung an.
4 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung 8 zeigt, der in regelmäßigen Zeitintervallen (beispielsweise alle paar Millisekunden) durchgeführt wird.
Dieser Betrieb beginnt durch Empfangen der Daten, die die Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators 1 anzeigen und die von der Leistungserzeugungssteuerungsvorrichtung 2 für eine Verwendung in einem Fahrzeug gesendet werden, durch die Kommunikationssteuerung 802 (Schritt S100). Die empfangenen Daten werden in die Berechnungsschaltung 901 für eine Verzögerung erster Ordnung eingegeben. Bei einem Schritt S101 berechnet die Berechnungsschaltung 901 für eine Verzögerung erster Ordnung auf der Basis dieser Daten die große und die kleine Verzögerung erster Ordnung, und die Fahrzustandsbestimmungsschaltung 902 berechnet eine Variation für die berechnete sowohl große als auch kleine Verzögerung erster Ordnung.
Anschließend bestimmt die Fahrzustandsbestimmungsschaltung 902 bei einem Schritt S102 auf der Basis der kleinen Verzögerung erster Ordnung, die durch die Berechnungsschaltung 901 für eine Verzögerung erster Ordnung berechnet wird, ob sich das Fahrzeug in dem Leerlaufzustand befindet oder nicht. 5 ist eine Tabelle, die verwendet wird, um den Fahrzustand des Fahrzeugs zu bestimmen und die Zielregulierungsspannung gemäß dem bestimmten Fahrzustand des Fahrzeugs einzustellen. Die Einheit der Zahlenwerte bei „BESTIMMUNGSKRITERIEN" dieser Tabelle ist U/min der Maschine 6. Die Fahrzustandsbestimmungsschaltung 902 bestimmt beispielsweise, dass das Fahrzeug in den Leerlaufzustand eingetreten ist, wenn sich die kleine Verzögerung erster Ordnung von dem Bereich unter 550 (U/min der Maschine 6) zu dem Bereich zwischen 550 und 600 ändert. Da der Fahrzeugwechselstromgenerator 1 durch die Maschine 6 durch eine Riemenscheibe angetrieben wird, können anstatt der U/min der Fahrzeugmaschine 6 die U/min des Fahrzeugwechselstromgenerators 1, multipliziert mit dem Riemenscheibenverhältnis, bei den „BESTIMMUNGSKRITERIEN" verwendet werden. 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer zeitlichen Variation der kleinen Verzögerung erster Ordnung, die die Kriterien zum Bestimmen, dass das Fahrzeug in den Leerlaufzustand eingetreten ist, erfüllt, zeigt. Als eine Alternative kann die Fahrzustandsbestimmungsschaltung 902 bestimmen, dass das Fahrzeug in den Leerlauf zustand eingetreten ist, wenn sich die kleine Verzögerung erster Ordnung von einem beliebigen Wert zu dem Bereich zwischen 550 und 600 ändert.
Zu 4 zurückkehrend schreitet der Betrieb, wenn das Bestimmungsresultat bei dem Schritt S102 bejahend ist, zu einem Schritt S106 fort, bei dem die Zielregulierungsspannungsbestimmungsschaltung 903 die Zielregulierungsspannung gemäß der in 5 gezeigten Tabelle auf 12,5 V einstellt. Um die Leerlaufgeschwindigkeit der Maschine 6 zu stabilisieren, wird die Zielregulierungsspannung auf die relativ niedrige Spannung von 12,5 V eingestellt.
Wenn das Bestimmungsresultat bei dem Schritt S102 verneinend ist, schreitet der Betrieb zu einem Schritt S104 fort, bei dem die Fahrzustandsbestimmungsschaltung 902 auf der Basis der Variation der großen Verzögerung erster Ordnung (durch „Delta große Verzögerung erster Ordnung" in der Tabelle von 5 angezeigt) bestimmt, ob sich das Fahrzeug in dem Beschleunigungszustand befindet oder nicht. Wie in dieser Tabelle gezeigt, wird bestimmt, dass das Fahrzeug in den Beschleunigungszustand eingetreten ist, wenn sich die große Verzögerung erster Ordnung von dem Bereich über 30 zu dem Bereich zwischen 5 und 30 ändert. 7A ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer zeitlichen Variation der großen Verzögerung erster Ordnung, die die Kriterien zum Bestimmen, dass das Fahrzeug in den Beschleunigungszustand eingetreten ist, erfüllt, zeigt.
Wenn das Bestimmungsresultat bei dem Schritt S103 bejahend ist, schreitet der Betrieb zu dem Schritt S106 fort, bei dem die Zielregulierungsspannungsbestimmungsschaltung 903 die Zielregulierungsspannung gemäß der in 5 gezeigten Tabelle auf 13,5 V einstellt.
Wenn das Bestimmungsresultat bei dem Schritt S102 verneinend ist, schreitet der Betrieb zu dem Schritt S104 fort, bei dem die Fahrzustandsbestimmungsschaltung 902 auf der Basis der Variation der kleinen Verzögerung erster Ordnung bestimmt, ob sich das Fahrzeug in dem Normalzustand (dem Zustand konstanter Geschwindigkeit ausschließlich des Leerlaufzustands) befindet. Wie in der Tabelle von 5 gezeigt, wird bestimmt, dass sich das Fahrzeug in dem Normalzustand befindet, wenn die Variation der kleinen Verzögerung erster Ordnung zwischen –30 und 30 liegt oder wenn sich das Fahrzeug weder in dem Leerlaufzustand noch in dem Beschleunigungszustand oder dem Verlangsamungszustand befindet.
Wenn das Bestimmungsresultat bei dem Schritt S104 bejahend ist, schreitet der Betrieb zu dem Schritt S106 fort, bei dem die Zielregulierungsspannungsbestimmungsschaltung 903 die Zielregulierungsspannung gemäß der in 5 gezeigten Tabelle auf 13,5 V einstellt.
Wenn das Bestimmungsresultat bei dem Schritt S104 verneinend ist, schreitet der Betrieb zu einem Schritt S105 fort, bei dem die Fahrzustandsbestimmungsschaltung 902 auf der Basis der Variation der großen Verzögerung erster Ordnung bestimmt, ob sich das Fahrzeug in dem Verlangsamungszustand befindet oder nicht. Wie in der Tabelle von 5 gezeigt, wird bestimmt, dass sich das Fahrzeug in dem Verlangsamungszustand befindet, wenn die Variation der großen Verzögerung erster Ordnung zwischen –30 und –10 liegt. 7B ist ein Diagramm, das ein Beispiel der zeitlichen Variation der großen Verzögerung erster Ordnung, die die Kriterien zum Bestimmen, dass das Fahrzeug in den Verlangsamungszustand eingetreten ist, erfüllt, zeigt.
Wenn das Bestimmungsresultat bei dem Schritt S105 bejahend ist, schreitet der Betrieb zu dem Schritt S106 fort, bei dem die Zielregulierungsspannungsbestimmungsschaltung 903 die Zielregulierungsspannung gemäß der in 5 gezeigten Tabelle auf 14,5 V einstellt.
Wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs auf der Basis der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators 1 und deren Verzögerung erster Ordnung bestimmt wird, wie dies herkömmlicherweise geschieht, besteht, wenn ein Schaltwechsel durchgeführt wird, eine Möglichkeit, abhängig von der Variation der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators 1, die durch den Schaltwechsel verursacht wird, eine fehlerhafte Bestimmung vorzunehmen. Um dies zu bewältigen, verwendet bei diesem Ausführungsbeispiel die Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung 8 die große Verzögerung erster Ordnung, um die Wirkung der Variation der Drehgeschwindigkeit, die durch einen Schaltwechsel verursacht wird, zu entfernen, um dadurch korrekt zu bestimmen, ob sich das Fahrzeug in dem Beschleunigungs- oder Verlangsamungszustand befindet. Bei den herkömmlichen Weisen besteht ein Problem, dass, wenn das Fahrzeug von dem Beschleunigungs- oder Verlangsamungszustand zu dem Normalzustand schaltet, der Zeitpunkt, zu dem bestimmt wird, dass dieses Schalten aufgetreten ist, verglichen mit dem tatsächlichen Zeitpunkt des Schalten verzögert ist. Um dies zu bewältigen, wird bei diesem Ausführungsbeispiel die kleine Verzögerung erster Ordnung verwendet, so dass diese Bestimmung des Schaltens mit einer geringeren Verzögerung vorgenommen werden kann. Folglich kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel, da der Fahrzustand des Fahrzeugs aus der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators 1 genau bestimmt werden kann, die Zielregulierungsspannung mit einer hohen Präzision bestimmt werden, um dadurch einen Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Ferner kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel, da es möglich ist, die Zielregulierungsspannung zu erhöhen, um ein regeneratives Bremsen durchzuführen, wenn sich das Fahrzeug in dem Verlangsamungszustand befindet, und danach die Zielregulierungsspannung zu senken, um das Leistungserzeugungsdrehmoment zu reduzieren, wenn das Fahrzeug zu dem Normalzustand schaltet, ein Kraftstoffverbrauch weiter verbessert werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Bestimmung, ob sich das Fahrzeug in dem Verlangsamungszustand befindet, zuletzt vorgenommen. Dies macht es möglich, ein fehlerhaftes Bestimmen, dass das Fahrzeug in den Verlangsamungszustand eingetreten ist, zu verhindern. Die Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung 8 ist nahe der Batterie 3 angeordnet, die von dem Fahrzeugwechselstromgenerator 1 relativ weit entfernt ist. Demgemäß kann, da die Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung 8 durch Wärme oder Magnetismus von dem Fahrzeugwechselstromgenerator 1 weniger beeinflusst wird, die Genauigkeit eines Einstellens der Zielregulierungsspannung weiter erhöht werden.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators 1, die der Verzögerung erster Ordnung entspricht, gemäß der vorhergehenden Gleichung (1) berechnet. Dies macht es möglich, die Prozesslast zu reduzieren, da der Wert der Verzögerung erster Ordnung aufeinanderfolgend aktualisiert werden kann. Wenn der Wert von M auf 2ⁿ eingestellt ist (wobei n eine natürliche Zahl ist), kann die Prozesslast weiter reduziert werden, da die arithmetische Operation 1/M eine einfache Bitverschiebungsoperation sein kann.
Es sei bemerkt, dass die große Verzögerung erster Ordnung geeignet ist, um den Beschleunigungs- oder den Verlangsamungszustand des Fahrzeugs zu erfassen, dieselbe jedoch nicht notwendigerweise geeignet ist, um ein Schalten von dem Beschleunigungs- oder Verlangsamungszustand zu dem Normalzustand zu erfassen und ferner ein erneutes Schalten zu dem Beschleunigungs- oder Verlangsamungszustand kurz danach zu erfassen, da sich der Wert der Verzögerung erster Ordnung nach dem Schalten von dem Beschleunigungs- oder Verlangsamungszustand zu dem Normalzustand nicht sofort ändert. Beispielsweise kann in dem Fall, bei dem das Fahrzeug von dem Verlangsamungszustand zu dem Normalzustand und weiter zu dem Beschleunigungszustand schaltet, wenn der Normalzustand lediglich während einer kurzen Zeitdauer andauert, eine Bestimmung des Fahrzustands des Fahrzeugs vorgenommen werden, bevor die Verzögerung erster Ordnung ein Wert in dem Bereich des Normalzustands wird, und als ein Resultat dessen wird der Zeitpunkt, zu dem bestimmt wird, dass das Fahrzeug zu dem Beschleunigungszustand geschaltet hat, verzögert. Dieses Problem kann durch Modifizieren des Betriebs der Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung 8, die in 4 gezeigt ist, gelöst werden, wie im Folgenden beschrieben ist.
8 ist ein Teil-Flussdiagramm, durch das der Schritt S101 des in 4 gezeigten Flussdiagramms ersetzt wird, um das vorhergehende Problem zu lösen. Bei dieser Modifikation werden, wenn die Daten, die die Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators 1 anzeigen, empfangen werden (Schritt S100 in 4), bei einem Schritt S201 auf der Basis dieser Daten die große und die kleine Verzögerung erster Ordnung berechnet. Anschließend wird bei einem Schritt S202 bestimmt, ob der Normalzustand länger als eine vorbestimmte Zeit (beispielsweise 2 Sekunden) andauert. Diese Bestimmung kann auf der Basis des Bestimmungsresultats der Fahrzustandsbestimmungsschaltung 902 vorgenommen werden. Alternativ kann die Fahrzustandsbe stimmungsschaltung 902 selbst diese Bestimmung vornehmen. Wenn das Bestimmungsresultat bei dem Schritt S202 bejahend ist, ersetzt bei einem Schritt S203 die Berechnungsschaltung 901 für eine Verzögerung erster Ordnung die große Verzögerung erster Ordnung durch die kleine Verzögerung erster Ordnung. Als Nächstes berechnet die Fahrzustandsbestimmungsschaltung 902 bei einem Schritt S204 Variationen sowohl der großen als auch der kleinen Verzögerung erster Ordnung. Danach werden der Schritt S102 und die darauf folgenden Schritte, die in 4 gezeigt sind, durchgeführt.
Wie im Vorhergehenden erklärt, wird es durch Ersetzen der großen Verzögerung erster Ordnung durch die kleine Verzögerung erster Ordnung, wenn der Normalzustand länger als eine vorbestimmte Zeit andauert, leicht, ein Schalten von dem Normalzustand zu dem Beschleunigungs- oder Verlangsamungszustand zu erfassen, um dadurch die Verzögerung des Zeitpunkts, zu dem bestimmt wird, dass das Schalten aufgetreten ist, zu reduzieren.
Obwohl bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel die Zielregulierungsspannung gemäß dem Resultat einer Bestimmung des Fahrzeugfahrzustands variabel eingestellt wird, ist bevorzugt, die Zielregulierungsspannung ebenfalls gemäß dem integrierten Wert des Lade-/Entladestroms einzustellen, der die verbleibende Kapazität der Batterie 3 anzeigt und der durch die Berechnungsschaltung 904 für einen integrierten Stromwert berechnet wird.
9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel zum Einstellen der Zielregulierungsspannung auch gemäß dem integrierten Wert des Lade-/Entladestroms erklärt. Wie in 9 gezeigt, wird die Zielregulierungsspannung, die für jede der vier Arten der Fahrzeugfahrzustände eingestellt ist, gesenkt, wenn der integrierte Wert des Lade-/Entladestroms kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, während dieselbe erhöht wird, wenn derselbe größer als der vorbestimmte Wert ist. 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel zum Anpassen der Zielregulierungsspannung gemäß dem integrierten Wert des Lade-/Entladestroms, wie im Vorhergehenden, erklärt.
11 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung 8 zu der Zeit eines Anpassen der Zielregulierungsspannung, wie im Vorhergehenden, zeigt. Dieser in 11 gezeigte Betrieb unterscheidet sich von dem in 4 gezeigten Betrieb darin, dass vor dem Schritt S100 Schritte S301 und S302 hinzugefügt sind und nach dem Schritt S106 ein Schritt S303 hinzugefügt ist. Diese hinzugefügten Schritte werden im Folgenden erklärt.
Vor einem Empfangen der Daten, die die Drehgeschwindigkeit des Wechselstromgenerators 1 anzeigen, bei dem Schritt S100 (oder gleichzeitig mit dem Schritt S100 oder nach dem Schritt S100) erfasst die Stromerfassungsschaltung 803 den Lade-/Entladestrom der Batterie 3 bei einem Schritt S301, und dann integriert die Berechnungsschaltung 904 für einen integrierten Stromwert den erfassten Lade-/Entladestrom bei einem Schritt S302.
Nach dem Bestimmen der Zielregulierungsspannung bei dem Schritt S106 nimmt die Zielregulierungsspannungsbestimmungsschaltung 903 bei einem Schritt S303 die Anpassung an den bei dem Schritt S302 berechneten integrierten Wert des Lade-/Entladestroms vor.
Das Anpassen der Zielregulierungsspannung gemäß dem integrierten Lade-/Entladestrom der Batterie 3 macht es möglich, die Zielregulierungsspannung auf einen optimalen Wert hinsichtlich der verbleibenden Kapazität der Batterie 3 einzustellen, um dadurch eine Überladung oder übermäßige Entladung der Batterie 3 zu verhindern.
Die im Vorhergehenden erklärten bevorzugten Ausführungsbeispiele sind exemplarisch für die Erfindung der vorliegenden Anmeldung, die allein durch die im Folgenden angefügten Ansprüche beschrieben ist. Es versteht sich von selbst, dass Modifikationen der bevorzugten Ausführungsbeispiele, wie sie Fachleuten einfallen würden, vorgenommen werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2007-307093 [0001]
- JP 11-252997 [0003]

Claims

Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung (8) für ein Fahrzeug, an dem ein Fahrzeugwechselstromgenerator (1) angebracht ist, mit: einer ersten Funktion (901) zum Berechnen einer großen Verzögerung erster Ordnung und einer kleinen Verzögerung erster Ordnung einer Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators (1) in regelmäßigen Zeitintervallen; einer zweiten Funktion (902) zum Vornehmen einer Entscheidung hinsichtlich eines Fahrzustands des Fahrzeugs durch Bestimmen, ob sich das Fahrzeug in entweder einem Beschleunigungszustand oder einem Verlangsamungszustand befindet oder nicht, auf der Basis einer Variation der großen Verzögerung erster Ordnung, die von der ersten Funktion (901) zugeführt wird, und Bestimmen, ob sich das Fahrzeug in einem Normalzustand befindet oder nicht, auf der Basis einer Variation der kleinen Verzögerung erster Ordnung, die von der ersten Funktion (901) zugeführt wird; und einer dritten Funktion (903) zum Bestimmen einer Zielregulierungsspannung des Fahrzeugwechselstromgenerators (1) gemäß einem Entscheidungsresultat der zweiten Funktion (902).
Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung (8) nach Anspruch 1, bei der die erste Funktion (901) einen Wert der großen Verzögerung erster Ordnung, der der zweiten Funktion (902) zuzuführen ist, durch einen Wert der kleinen Verzögerung erster Ordnung ersetzt, wenn bestimmt wird, dass sich das Fahrzeug während einer längeren Zeitdauer als eine vorbestimmte Zeitdauer in dem Normalzustand befindet.
Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung (8) nach Anspruch 1, bei der die zweite Funktion (902) bei dem Vornehmen der Entscheidung als Letztes bestimmt, ob sich das Fahrzeug in dem Verlangsamungszustand befindet oder nicht.
Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung (8) nach Anspruch 1, ferner mit einer vierten Funktion (803) zum Erfassen eines Lade-/Entladestroms einer Batterie (3), die durch den Fahrzeugwechselstromgenerator (1) geladen wird, und einer fünften Funktion (904) zum Integrieren des durch die vierte Funktion (803) erfassten Lade-/Entladestroms, wobei die dritte Funktion (903) die Zielregulierungsspannung gemäß dem Entscheidungsresultat der zweiten Funktion (902) und einem durch die fünfte Funktion (904) integrierten Wert des Lade-/Entladestroms bestimmt.
Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung (8) nach Anspruch 4, bei der die Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung (8) nahe der Batterie (3), die sich in einer Entfernung von dem Fahrzeugwechselstromgenerator (1) befindet, angeordnet ist.
Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung (8) nach Anspruch 1, bei der sowohl die große als auch die kleine Verzögerung erster Ordnung durch einen Ausdruck ((M – 1)(M) × (vorhergehend berechnete Verzögerung erster Ordnung) + (1/M) × (aktuell erfasste Drehgeschwindigkeit des Fahrzeugwechselstromgenerators (1)) berechnet werden, wobei M ein Glättungsfaktor ist, der auf einen ersten Wert, um die große Verzögerung erster Ordnung zu berechnen, und auf einen zweiten Wert, der kleiner als der erste Wert ist, um die kleine Verzögerung erster Ordnung zu berechnen, eingestellt ist.
Zielregulierungsspannungseinstellvorrichtung (8) nach Anspruch 6, bei der sowohl der erste als auch der zweite Wert von M durch 2ⁿ dargestellt sind, wobei n eine natürliche Zahl ist.