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Die
Erfindung betrifft Stromerzeugungs-Regelvorrichtungen für
Kraftfahrzeuge und insbesondere Techniken zum Regeln der Stromerzeugungsspannung
eines Stromerzeugers zum Laden einer Elektrizitätsspeichereinrichtung,
die in einem Fahrzeug angeordnet ist.
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Allgemein
ist ein Kraftfahrzeug mit einer Batterie (Elektrizitätsspeichereinrichtung)
als Quelle für elektrischen Strom, der elektrischen Vorrichtungen, z.
B. Lampen, zuzuführen ist, und auch mit einem Stromerzeuger
(Drehstromgenerator) ausgerüstet, der durch den Motor des
Fahrzeugs angetrieben wird, um die Batterie zu laden. Die Stromerzeugungsspannung
des Stromerzeugers wird so geregelt, daß die Ladungskapazität
der Batterie gleich oder größer als ein Sollwert
(Soll-Ladungskapazität) werden kann. Bei dieser Art von
Fahrzeug wird häufig eine Energieregeneration durchgeführt.
Insbesondere wird bei Verzögerung bzw. im Schiebebetrieb
kinetische Energie in elektrische Energie umgewandelt, um in der
Batterie gespeichert zu werden, und die in der Batterie gespeicherte
Energie wird in der vom Schiebebetrieb abweichenden Zeit verwendet,
um so Energie einzusparen. Um zudem die Ladungskapazität
der Batterie genau zu bestimmen, wurde eine Technik entwickelt,
bei der die Batterie einmal voll geladen wird, wenn der Motor gestartet
wird, und in dem Moment, in dem sich der Batterieladestrom sättigt, die
Batterie als voll geladen beurteilt wird.
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Bei
diesem Bestimmungsverfahren der Volladung wird die Batterie solange
nicht als voll geladen beurteilt, bis sich der Batterieladestrom
nach dem Start des Motors sättigt, wo durch die Ladungskapazität
der Batterie zwischenzeitlich nicht genau bestimmt werden kann,
was es erschwert, eine geeignete Ladespannung einzustellen. Dadurch
sinkt der Regenerationswirkungsgrad, was zu höherem Kraftstoffverbrauch
führt. Besonders spürbar ist dieses Problem, wenn
der Motor in kurzen Zeitabständen wiederholt gestartet
und gestoppt wird und daher die Volladungsbestimmung häufig
erfolgt.
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Als
denkbare Lösung kann ein Verfahren zur Anwendung kommen,
bei dem die Soll-Ladungskapazität der Batterie vorab auf
einen großen Wert eingestellt wird, um die Volladungsbestimmung
zu beschleunigen. Wird aber die Soll-Ladungskapazität von
vornherein hoch eingestellt, tritt die Situation, in der das Laden
der Batterie bewirkt wird, während die Ladungskapazität
relativ hoch ist, häufiger auf. Folglich sinkt der Batterieladewirkungsgrad,
und der Regenerationswirkungsgrad verbessert sich nicht so wie beabsichtigt.
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Zur
Lösung dieses Problems wurde eine Regelvorrichtung in der
JP-A-2006-230102 vorgeschlagen,
in der statt der o. g. Volladungsbestimmung beim Start des Motors
die Motorstoppzeit gemessen und die Ladungskapazität der
Batterie durch Subtrahieren einer der Stoppzeit entsprechenden Entladungskapazität
von der zuvor gemessenen Kapazität geschätzt wird.
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In
der Regelvorrichtung, die in dieser Patentveröffentlichung
offenbart ist, wird aber die Ladungskapazität der Batterie
einfach auf der Grundlage der Motorstoppzeit geschätzt,
weshalb die Möglichkeit besteht, daß die Ladungskapazität
der Batterie größer als eine Ist-Kapazität
geschätzt wird. Wird die Batterie auf der Grundlage der
geschätzten Ladungskapazität geladen, die größer
als eine Ist-Kapazität ist, und bleibt als Ergebnis die
Stromerzeugungsspannung niedriger als die erforderliche Spannung, sinkt
die Ladungskapazität allmählich, und die Batterie
wird tiefentladen, was Motorstartversagen oder Verkürzung
der Lebensdauer der Batterie verursacht.
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Die
Erfindung kam zur Lösung der o. g. Probleme zustande, und
als Aufgabe liegt ihr zugrunde, eine Stromerzeugungs-Regelvorrichtung
für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, wobei die Vorrichtung eine
Ladespannung kurz nach dem Ladebeginn schnell auf einen geeigneten
Wert zu regeln vermag, was den Regenerationswirkungsgrad verbessert, und
die auch verhindern kann, daß eine Elektrizitätsspeichereinrichtung
als Ergebnis des Stopps des Fahrzeugs tiefentladen wird.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine Stromerzeugungs-Regelvorrichtung,
die durch einen in einem Fahrzeug angeordneten Verbrennungsmotor
angetrieben wird, zum Erzeugen von elektrischem Strom und Bestimmen
einer Stromerzeugungsspannung zum Zuführen des elektrischen
Stroms zu einer elektrischen Last und einer Elektrizitätsspeichereinrichtung
des Fahrzeugs bereit. Die Stromerzeugungs-Regelvorrichtung weist auf:
eine Elektrizitätsspeichermengen-Detektionseinrichtung
zum Detektieren einer in der Elektrizitätsspeichereinrichtung
gespeicherten Elektrizitätsmenge durch Integrieren eines
Eingangs-/Ausgangsstroms in die/aus der Elektrizitätsspeichereinrichtung;
eine Spannungssenkungseinrichtung zum Senken der Stromerzeugungsspannung,
wenn eine vorbestimmte Elektrizitätsspeichermenge durch
die Elektrizitätsspeichermengen-Detektionseinrichtung detektiert
wird; eine Zeitmeßeinrichtung zum Messen einer nach Lade-/Entladeabschluß der
Elektrizitätsspeichereinrichtung abgelaufenen Zeit; und
eine Senkungsverbotseinrichtung zum Unterbinden einer Senkung der
Stromerzeugungsspannung durch die Spannungssenkungseinrichtung,
wenn die nach Abschluß des Ladens/Entladens abgelaufene,
durch die Zeitmeßeinrichtung gemessene Zeit gleich oder
länger als eine vorbestimmte Zeit ist.
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Mit
der so aufgebauten Stromerzeugungs-Regelvorrichtung wird eine Senkung
der Stromerzeugungsspannung in Übereinstimmung mit der
Elektrizitätsspeichermenge geregelt, die durch Integrieren
des Eingangs-/Ausgangsstroms in die/aus der Elek trizitätsspeichereinrichtung
detektiert wird, und folglich kann die Ladungskapazität
der Elektrizitätsspeichereinrichtung kurz nach dem Motorstart
schnell bestimmt werden, was es ermöglicht, die Ladespannung
auf eine geeignete Spannung zu regeln und so den Regenerationswirkungsgrad
zu verbessern. Ist zudem die nach dem Entladeabschluß abgelaufene
Zeit gleich oder länger als die vorbestimmte Zeit, wird
eine Senkung der Stromerzeugungsspannung unterbunden. Somit kann
in Fällen, in denen die Ladungskapazität der Elektrizitätsspeichereinrichtung
als Ergebnis von Stoppen des Fahrzeugs zurückgegangen ist,
eine ausreichende Ladespannung für die Elektrizitätsspeichereinrichtung
gewährleistet werden, was Tiefentladung der Elektrizitätsspeichereinrichtung
verhindert.
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Vorzugsweise
verfügt die Stromerzeugungs-Regelvorrichtung der Erfindung
ferner über eine Initialisierungseinrichtung zum Initialisieren
eines gespeicherten Werts als Anzeige für die Elektrizitätsspeichermenge
der Elektrizitätsspeichereinrichtung in Übereinstimmung
mit dem Eingangs-/Ausgangsstrom und der Eingangs-/Ausgangsspannung der
Elektrizitätsspeichereinrichtung, wenn eine Senkung der
Stromerzeugungsspannung durch die Senkungsverbotseinrichtung unterbunden
ist.
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Ist
in der bevorzugten Stromerzeugungs-Regelvorrichtung die Senkung
der Stromerzeugungsspannung durch die Senkungsverbotseinrichtung
unterbunden, wird der gespeicherte Wert als Anzeige für
die Elektrizitätsspeichermenge der Elektrizitätsspeichereinrichtung
in Abhängigkeit vom Eingangs-/Ausgangsstrom und von der
Eingangs-/Ausgangsspannung der Elektrizitätsspeichereinrichtung initialisiert.
Auch wenn also der elektrische Strom durch eine (mehrere) elektrische
Last(en) verbraucht wird, während das Fahrzeug gestoppt
ist, kann die Elektrizitätsspeichermenge der Elektrizitätsspeichereinrichtung
genau bestimmt werden, da ein Fehler im gespeicherten Wert als Anzeige
für die Elektrizitätsspeichermenge eliminiert
ist. Daher ist es möglich, die Regelung zur Senkung der
Stromerzeugungsspannung danach auf der Grundlage der Elektrizitätsspeichermenge
der Elektrizitätsspeichereinrichtung genau durchzuführen.
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Vorzugsweise
verfügt die Stromerzeugungs-Regelvorrichtung der Erfindung
weiterhin über eine Verflüchtigungsdetektionseinrichtung
zum Detektieren von Verlust des gespeicherten Werts als Anzeige
für die Elektrizitätsspeichermenge, und wird Verlust
des gespeicherten Werts als Anzeige für die Elektrizitätsspeichermenge
durch die Verflüchtigungsdetektionseinrichtung detektiert,
unterbindet die Senkungsverbotseinrichtung eine Senkung der Stromerzeugungsspannung
durch die Spannungssenkungseinrichtung.
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In
der bevorzugten Stromerzeugungs-Regelvorrichtung wird die Senkung
der Stromerzeugungsspannung unterbunden, wenn der gespeicherte Wert als
Anzeige für die Elektrizitätsspeichermenge verloren
geht. Somit läßt sich verhindern, daß die
Stromerzeugungsspannung infolge von Verlust des gespeicherten Werts
als Anzeige für die Elektrizitätsspeichermenge
fälschlicherweise gesenkt wird, was es ermöglicht,
die Tiefentladung der Elektrizitätsspeichereinrichtung
zuverlässiger zu vermeiden.
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Aus
der nachfolgenden näheren Beschreibung geht der weitere
Bereich der Anwendbarkeit der Erfindung hervor. Allerdings sollte
verständlich sein, daß die nähere Beschreibung
und die spezifischen Beispiele zwar bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung darstellen, aber nur zur Veranschaulichung dienen,
da dem Fachmann anhand dieser näheren Beschreibung verschiedene Änderungen
und Abwandlungen im Grundgedanken und Schutzumfang der Erfindung
deutlich sein werden.
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Aus
der nachfolgenden näheren Beschreibung und den beigefügten
Zeichnungen, die nur zur Veranschaulichung dienen und somit die
Erfindung nicht einschränken, geht die Erfindung deutlicher hervor.
Es zeigen:
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1 einen
schematischen Aufbau einer Stromerzeugungs-Regelvorrichtung für
ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
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2 einen
Ablaufplan eines Verfahrensablaufs zum Regeln einer Stromerzeugungsspannung eines
Drehstromgenerators;
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3 ebenfalls
einen Ablaufplan des Regelverfahrensablaufs der Stromerzeugungsspannung für
den Drehstromgenerator;
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4 einen
Ablaufplan des Regelverfahrensablaufs der Stromerzeugungsspannung
für den Drehstromgenerator;
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5 einen
Ablaufplan des Regelverfahrensablaufs der Stromerzeugungsspannung
für den Drehstromgenerator;
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6 einen
Ablaufplan einer Subroutine für ein Verfahren zur Lade/Entladeregelung;
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7 einen
Ablaufplan einer Subroutine für ein Verfahren zur Fahrzustandsunterscheidung;
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8 einen
Ablaufplan einer Subroutine für ein Verfahren zur Berechnung
einer Soll-Erzeugungsspannung; und
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9 ein
Diagramm einer Innenwiderstandsänderung einer Batterie
nach dem Start.
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Im
Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt
schematisch einen Aufbau einer Stromerzeugungs-Regelvorrichtung
für ein Kraftfahrzeug gemäß der Ausführungsform
der Erfindung.
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Wie
in 1 dargestellt, ist ein Kraftfahrzeug, auf das
die Ausführungsform angewendet ist, mit einem Drehstromgenerator
(Stromerzeugungseinrichtung) 1 und einer Batterie (Elektrizitätsspeichereinrichtung) 2 als
Stromversorgungstechnik ausgestattet. Der Drehstromgenerator 1 ist
mit einer elektrischen Vorrichtung (elektrische Kraftfahrzeuglast) 3,
z. B. Scheinwerfern, und der Batterie 2 parallel zueinander elektrisch
verbunden. Angetrieben wird der Drehstromgenerator 1 durch
einen Motor (Verbrennungsmotor) 4 zum Bewegen des Fahrzeugs,
um Elektrizität zu erzeugen, wobei der erzeugte elektrische
Strom der elektrischen Vorrichtung 3, z. B. Scheinwerfern,
und auch der Batterie 2 zugeführt wird, um diese
zu laden.
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Ein
elektronisches Steuergerät (ESG) 10 weist Ein-/Ausgabebauelemente,
Speicherbauelemente (ROM, RAM, nichtflüchtiger RAM usw.),
eine Zentraleinheit (CPU) und einen Timer bzw. eine Uhr auf. In
das ESG 10 werden Informationen, die durch verschiedene
Sensoren detektiert werden, z. B. einen Gaspedalsensor 11 zum
Detektieren der Position eines Gaspedals, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12,
einen Motordrehzahlsensor 13 und einen Batterietemperatursensor 14,
sowie ein Betriebssignal von einem Starterschalter 15 des
Motors 4 und eine Spannung und ein Ladestrom der Batterie 2 eingegeben.
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Die
Ausgangsseite des ESG 10 ist mit dem Drehstromgenerator 1 verbunden.
Das ESG 10 gibt ein Regelsignal zum Drehstromgenerator 1 aus,
um dessen Stromerzeugungsspannung zu regeln.
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2 bis 5 sind
Ablaufpläne zur Darstellung eines Verfahrensablaufs zum
Regeln der Stromerzeugungsspannung des Drehstromgenerators 1 durch
das ESG 10. Die dargestellte Routine wird beim Start des
Motors abgearbeitet.
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Zunächst
wird im Schritt S10 ein Regelsignal zum Drehstromgenerator 1 ausgegeben,
um die Stromerzeugungsspannung auf 14,4 V einzustellen. Danach wird
der Schritt S20 abgearbeitet, um eine Sicherungsspeicherbereichssumme Σmem
zu berechnen, die der Verwendungsmenge eines Sicherungsspeichers
entspricht, was später beschrieben wird.
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Anschließend
wird im Schritt S30 bestimmt, ob die im Schritt S20 berechnete Summe Σmem gleich
einer später beschriebenen Speichersumme ist (Verflüchtigungsdetektionseinrichtung
zum Detektieren von Verlust eines gespeicherten Werts als Anzeige
für eine Elektrizitätsspeichermenge). Ist die Summe Σmem
gleich der Speichersumme, wird der Schritt S40 abgearbeitet, in
dem eine aktuelle Zeit Tnow von der Uhr erfaßt wird. Danach
wird im Schritt S50 anhand der im Schritt S40 erfaßten
aktuellen Zeit Tnow und einer im Schritt S190 gespeicherten, später
erläuterten vorherigen Motorstoppzeit Told eine Haltezeit
(Fahrzeugstandzeit) Tsoak als Zeit berechnet, die nach dem Lade-/Entladeabschluß der Batterie 2 abgelaufen
ist (Zeitmeßeinrichtung). Insbesondere berechnet sich die
Haltezeit nach Tsoak = Tnow – Told. Danach geht die Routine
zum Schritt S60 über.
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Im
Schritt S60 wird bestimmt, ob die im Schritt S50 berechnete Haltezeit
Tsoak länger als 48 Stunden ist. Ist die Haltezeit nicht
länger als 48 Stunden, geht die Routine zum Schritt S70 über.
Im Schritt S70 wird bestimmt, ob ein später beschriebenes
Verbots-Flag für die Stromerzeugungsspannungssenkung gesetzt
wurde (ob das Flag ”1” ist). Ist das Verbots-Flag
für die Erzeugungsspannungssenkung nicht gesetzt, fährt
die Routine mit dem Schritt S80 fort, in dem ein Regelsignal zum
Drehstromgenerator 1 ausgegeben wird, so daß die
Stromerzeugungsspannung gleich 14,4 V werden kann. Die Stromerzeugungsspannung
von 14,4 V ist eine Referenzspannung, die anliegt, wenn die Batterietemperatur 20°C
beträgt. In der Praxis wird daher die Stromerzeugungsspannung
in Übereinstimmung mit der vom Batterietemperatursensor 14 eingegebenen
detektierten Batterietemperatur gegenüber 14,4 V erhöht oder
verringert. Danach geht die Routine zum Schritt S90 über.
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Im
Schritt S90 wird bestimmt, ob der Starterschalter (SW) 15 des
Motors 4 eingeschaltet ist. Ist der Starterschalter 15 eingeschaltet,
wird im Schritt S100 ein Startbatteriestrom Ist erfaßt,
und im Schritt S110 wird eine Startbatteriespannung Vst erfaßt.
Danach wird im Schritt S120 ein Batterieinnenwiderstand Rbat anhand
des im Schritt S100 erfaßten Startbatteriestroms Ist und
der im Schritt S110 erfaßten Startbatteriespannung Vst
berechnet. Insbesondere berechnet sich der Innenwiderstand der Batterie nach
Rbat = Vst/Ist. Nach Abarbeitung des Schritts S120 kehrt die Routine
zum Schritt S90 zurück.
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Wird
dagegen im Schritt S90 beurteilt, daß der Starterschalter
des Motors 4 nicht eingeschaltet ist, geht die Routine
zum Schritt S130 über. Im Schritt S130 wird die Batterietemperatur
Tmp vom Batterietemperatursensor 14 erfaßt, wonach
im Schritt S140 ein Innenwiderstand Rdis(Tmp) zum Unterscheiden von
Entladung berechnet wird. Insbesondere wird mit Hilfe der im Schritt
S130 erfaßten Batterietemperatur Tmp ein vorab erstelltes
Kennfeld durchsucht, um einen entsprechenden entladungsunterscheidenden Innenwiderstand
Rdis(Tmp) zu erhalten.
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Anschließend
wird im Schritt S150 bestimmt, ob der im Schritt S120 berechnete
Batterieinnenwiderstand Rbat größer als der im
Schritt S140 berechnete entladungsunterscheidende Innenwiderstand Rdis(Tmp)
ist. Wird beurteilt, daß der Batterieinnenwiderstand Rbat
nicht größer als der entladungsunterscheidende
Innenwiderstand Rdis(Tmp) ist, d. h. bei der Beurteilung, daß der
erstgenannte gleich oder niedriger als der letztgenannte ist, fährt
die Routine mit dem Schritt S160 fort.
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Im
Schritt S160 wird eine später beschriebene Subroutine für
ein Verfahren zur Lade-/Entladeregelung abgearbeitet, und die Routine
geht zum Schritt S170 über. Im Schritt S170 wird eine Motordrehzahl
vom Motordrehzahlsensor 13 erfaßt, um zu bestimmen,
ob der Motor 4 gestoppt ist. Ist der Motor gestoppt, fährt
die Routine mit dem Schritt S180 fort; wenn nicht, kehrt die Routine
zum Schritt S160 zurück.
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Im
Schritt S180 wird eine aktuelle Zeit Told von der Uhr erfaßt,
wonach im Schritt S190 die im Schritt S180 erfaßte aktuelle
Zeit Told im Sicherungsspeicher als Motorstoppzeit Told gespeichert
wird. Anschließend wird im Schritt S200 eine später
erläuterte Entladungskapazität ”neu” im
Sicherungsspeicher gespeichert, und die Routine geht zum Schritt S210 über.
Im Schritt S210 wird der Wert des Verbots-Flags für die
Erzeugungsspannungssenkung im Sicherungsspeicher gespeichert. Danach
wird im Schritt S220 die Speichersumme berechnet und im Sicherungsspeicher
gespeichert. Insbesondere wird die Speichersumme durch Addieren
aller Werte berechnet, die an den Adressen gespeichert werden, die
dem Sicherungsspeicher zugewiesen sind, wonach die Routine endet.
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Die
Routine fährt mit dem Schritt S300 fort, wenn im Schritt
S30 beurteilt wird, daß die Sicherungsspeicherbereichssumme Σmem
nicht gleich der Speichersumme ist, oder wenn im Schritt S60 beurteilt
wird, daß die Haltezeit Tsoak länger als 48 Stunden
ist, oder wenn im Schritt S70 beurteilt wird, daß das Verbots-Flag
für die Erzeugungsspannungssenkung gesetzt ist, oder wenn
im Schritt S150 beurteilt wird, daß der Batterieinnenwiderstand
Rbat größer als der entladungsunterscheidende
Innenwiderstand Rdis(Tmp) ist.
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Im
Schritt S300 wird das Verbots-Flag für die Erzeugungsspannungssenkung
auf ”1” (Ein) gesetzt. Danach wird im Schritt
S310 ein Batteriestrom Ibat erfaßt, und im Schritt S320
wird eine Batteriespannung Vbat erfaßt.
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Anschließend
wird im Schritt S330 bestimmt, ob der im Schritt S310 erfaßte
Batteriestrom Ibat kleiner als 3 A ist und gleichzeitig die im Schritt
S320 erfaßte Batteriespannung Vbat größer
als 14 V ist. Ist der Batteriestrom Ibat kleiner als 3 A und ist
gleichzeitig die Batteriespannung Vbat größer
als 14 V, geht die Routine zum Schritt S340 über, in dem
die Entladungskapazität ”neu” der Batterie 2 auf
einen Anfangswert zurückgesetzt wird (Initialisierungseinrichtung
zum Initialisieren des gespeicherten Werts als Anzeige für
die Elektrizitätsspeichermenge). Danach wird im Schritt
S350 das Verbots-Flag für die Erzeugungsspannungssenkung
auf ”0” (Aus) gelöscht, wonach die Routine
zum Schritt S160 übergeht.
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Wird
im Schritt S330 beurteilt, daß der Batteriestrom Ibat gleich
oder größer als 3 A ist oder daß die
Batteriespannung Vbat gleich oder kleiner als 14 V ist, fährt
die Routine mit dem Schritt S360 fort. Im Schritt S360 wird die
Motordrehzahl vom Motordrehzahlsensor 13 erfaßt,
und es wird eine Bestimmung vorgenommen, ob der Motor 4 gestoppt
ist. Ist der Motor gestoppt, kehrt die Routine zum Schritt S300 zurück;
wenn nicht, geht die Routine zum Schritt S180 über.
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6 ist
ein Ablaufplan einer Subroutine für das im Schritt S160
der o. g. Hauptroutine abgearbeitete Verfahren zur Lade-/Entladeregelung.
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Nach
dem Start der Subroutine wird zuerst der Batteriestrom Ibat im Schritt
S400 erfaßt. Danach wird im Schritt S410 die Entladungskapazität ”neu” der
Batterie 2 nach der folgenden Gleichung (1) berechnet: Entladungskapazität ”neu” =
Entladungskapazität ”alt” + Ibat × Ibat-Erfassungsintervall (1),wobei die
Entladungskapazität ”alt” eine zuvor
berechnete Entladungskapazität ist und aus dem Sicherungsspeicher
eingelesen wird, Ibat der im Schritt S400 erfaßte Batteriestrom
ist und das Ibat-Erfassungsintervall einer Zeitspanne von der vorherigen Berechnung
der Entladungskapazität ”alt” bis zur
aktuellen Erfassung des Batteriestroms Ibat entspricht (Elektrizitätsspeichermengen-Detektionseinrichtung).
Die Entladungskapazität ”alt” ist ein
in der Erfindung verwendeter Index als Anzeige für die
Elektrizitätsspeichermenge, und der Schritt S410 entspricht
einer Elektrizitätsspeichermengen-Detektionseinrichtung
der Erfindung.
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Anschließend
wird im Schritt 420 eine später beschriebene Subroutine
zur Fahrzustandsunterscheidung abgearbeitet, und im Schritt S430
wird eine ebenfalls später beschriebene Subroutine zur Berechnung
einer Soll-Erzeugungsspannung Vtgt abgearbeitet. Im Schritt S440
wird ein Regelsignal zum Drehstromgenerator 1 ausgegeben,
so daß eine im Schritt S430 berechnete Soll-Erzeugungsspannung
Vtgt als Stromerzeugungsspannung eingestellt werden kann, wonach
die Subroutine endet und das Verfahren zur Hauptroutine zurückkehrt.
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7 ist
ein Ablaufplan der Subroutine zur Fahrzustandsunterscheidung, die
im Schritt S420 der o. g. Subroutine zur Lade-/Entladeregelung abgearbeitet
wird.
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Nach
dem Start der Subroutine zur Fahrzustandsunterscheidung wird zunächst
im Schritt S500 die Fahrzeuggeschwindigkeit vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 12 erfaßt,
und es wird bestimmt, ob die Fahrzeuggeschwindigkeit null (”0”)
ist. Ist die Fahrzeuggeschwindigkeit ”0”, geht
die Subroutine zum Schritt S510 über.
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Im
Schritt S510 wird bestimmt, ob die vom Motordrehzahlsensor 13 erfaßte
Motordrehzahl größer als die Summe aus einer voreingestellten
Leerlaufdrehzahl und 200 U/min ist. Ist die Summe aus der Leerlaufdrehzahl
und 200 U/min überschritten, fährt die Subroutine
mit dem Schritt S520 fort, in dem beurteilt wird, daß sich
der Motor 4 in einem Hochdrehzustand befindet, wonach die
Subroutine endet. Wird im Schritt S510 beurteilt, daß die
Motordrehzahl gleich oder kleiner als die Summe aus der Leerlaufdrehzahl
plus 200 U/min ist, fährt die Subroutine mit dem Schritt
S530 fort, in dem beurteilt wird, daß sich der Motor 4 in
einem Leerlaufzustand befindet, wonach die Subroutine endet.
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Wird
im Schritt S500 beurteilt, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit
nicht ”0” ist, geht die Subroutine zum Schritt
S540 über.
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Im
Schritt S540 wird anhand der Ausgabe vom Gaspedalsensor 11 beurteilt,
ob das Gaspedal losgelassen ist. Wird beurteilt, daß das
Gaspedal losgelassen ist, geht die Subroutine zum Schritt S550 über,
in dem beurteilt wird, daß sich das Fahrzeug in einem Schiebebetriebszustand
befindet, wonach die Subroutine endet. Wird dagegen im Schritt S540
beurteilt, daß das Gaspedal nicht losgelassen ist, fährt die
Subroutine mit dem Schritt S560 fort, in dem beurteilt wird, daß sich
das Fahrzeug in einem Konstantfahr- oder Beschleunigungszustand
befindet, wonach die Subroutine endet.
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8 ist
ein Ablaufplan der Subroutine zur Berechnung der Soll-Erzeugungsspannung
Vtgt, die im Schritt S430 der Subroutine zur Lade-/Entladeregelung
abgearbeitet wird.
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Nach
dem Start der Berechnungssubroutine wird im Schritt S600 zuerst
bestimmt, ob der in der Subroutine zur Fahrzustandsunterscheidung
unterschiedene Zustand der Schiebebetriebszustand ist. Ist der unterschiedene
Zustand der Schiebebetriebszustand, geht die Subroutine zum Schritt
S610 über, in dem bestimmt wird, ob das Verbots-Flag für
die Erzeugungsspannungssenkung gesetzt wurde (ob der Flag-Wert ”1” ist).
Ist das Verbots-Flag für die Erzeugungsspannungssenkung
nicht gesetzt, fährt die Subroutine mit dem Schritt S620
fort.
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Im
Schritt S620 wird bestimmt, ob eine Fahrzeuggeschwindigkeit VSP über ”0” nach
dem Start des Motors mindestens einmal aufgetreten ist. Ist der Zustand
VSP > 0 mindestens
einmal nach dem Motorstart aufgetreten, d. h., ist das Fahrzeug
nach dem Motorstart mindestens einmal gefahren, geht die Subroutine
zum Schritt S630 über. Im Schritt S630 wird bestimmt, ob
die im Schritt S410 berechnete Entladungskapazität ”neu” kleiner
als 4 Ah ist. Ist die Entladungskapazität ”neu” kleiner
als 4 Ah, fährt die Subroutine mit dem Schritt S640 fort.
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Im
Schritt S640 wird bestimmt, ob der in der Subroutine zur Fahrzustandsunterscheidung
unterschiedene Zustand der Leerlaufzustand ist. Ist der unterschiedene
Zustand der Leerlaufzustand, geht die Subroutine zum Schritt S650 über.
Im Schritt S650 wird ein Regelsignal zum Drehstromgenerator 1 ausgegeben,
so daß die Referenz-Stromerzeugungsspannung bei der Batterietemperatur
von 20°C auf 13,5 V eingestellt wer den kann, wonach die
Subroutine endet. Wird im Schritt S640 beurteilt, daß der unterschiedene
Zustand nicht der Leerlaufzustand ist, fährt die Subroutine
mit dem Schritt S660 fort. Im Schritt S660 wird ein Regelsignal
zum Drehstromgenerator 1 ausgegeben, so daß die
Referenz-Stromerzeugungsspannung bei der Batterietemperatur von 20°C
auf 12,5 V eingestellt werden kann, wonach die Subroutine endet.
Die Schritte S630, S650 und S660 entsprechen einer Einrichtung zur
Senkung der Stromerzeugungsspannung der Erfindung.
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Die
Subroutine geht zum Schritt S670 über, wenn im Schritt
S610 beurteilt wird, daß das Verbots-Flag für
die Erzeugungsspannungssenkung gesetzt ist, oder wenn im Schritt
S620 beurteilt wird, daß der Zustand VSP > 0 noch nicht aufgetreten
ist, oder wenn im Schritt S630 beurteilt wird, daß die
Entladungskapazität ”neu” gleich oder
größer als 4 Ah ist. Im Schritt S670 wird ein
Regelsignal zum Drehstromgenerator 1 ausgegeben, so daß die
Referenz-Stromerzeugungsspannung bei der Batterietemperatur von
20°C auf 14,3 V eingestellt werden kann, wonach die Subroutine
endet.
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Wird
im Schritt S600 beurteilt, daß der unterschiedene Zustand
nicht der Schiebebetriebszustand ist, fährt die Subroutine
mit dem Schritt S680 fort. Im Schritt S680 wird ein Regelsignal
zum Drehstromgenerator 1 ausgegeben, so daß die
Referenz-Stromerzeugungsspannung bei der Batterietemperatur von 20°C
auf 14,8 V eingestellt werden kann, wonach die Subroutine endet.
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Als
Ergebnis des zuvor beschriebenen Regelverfahrensablaufs erhält
die Stromerzeugungs-Regelvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform die Entladungskapazität ”neu” der
Batterie 2 durch Integrieren des Batteriestroms Ibat (S410)
und bestimmt anhand der Entladungskapazität ”neu” und des
Fahrzustands des Fahrzeugs die durch den Drehstromgenerator 1 anzulegende
Stromerzeugungsspannung (Subroutine zur Berechnung der Soll-Erzeugungsspannung
Vtgt). Beispielsweise wird die Stromerzeugungsspannung auf 14,3
V eingestellt, wenn die Entladungskapazität der Batterie 2 gleich
oder größer als 4 Ah im Schiebebetrieb ist, und wird
auf eine kleinere Spannung (12,5 V oder 13,5 V) eingestellt, wenn
die Entladungskapazität kleiner als 4 Ah im Schiebebetrieb
ist.
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Da
somit gemäß dieser Ausführungsform die Entladungskapazität
der Batterie 2 durch Integrieren des Ladestroms berechnet
wird, kann die Ladungskapazität der Batterie 2 beim
Start des Motors schnell bestimmt werden, ohne auf die Sättigung
des Ladestroms warten zu müssen, was es ermöglicht,
die Regelung der Stromerzeugungsspannung auf geeignete Weise sofort
einzuleiten. Besonders auch in dem Fall, in dem der Motor 4 in
kurzen Zeitabständen wiederholt gestartet und gestoppt
wird, kann der Regenerationswirkungsgrad verbessert werden.
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Ferner
wird in dieser Ausführungsform eine Bestimmung vorgenommen,
ob das Fahrzeug länger als eine Zeit von 48 Stunden stehen
bleibt, ohne bewegt zu werden, und bleibt das Fahrzeug länger
als 48 Stunden stehen (S60), wird die Senkung der Stromerzeugungsspannung
(auf 12,5 V oder 13,5 V) unterbunden (S300). Wenn das Fahrzeug länger
als 48 Stunden stehen bleibt, wird bestimmt, ob die Batterie voll
geladen ist (ob der Batteriestrom Ibat kleiner als 3 A ist und gleichzeitig
die Batteriespannung Vbat größer als 14 V ist)
(S330). Bei der Beurteilung, daß die Batterie voll geladen
ist, wird die Entladungskapazität ”neu” initialisiert
(S340), und die Senkung der Stromerzeugungsspannung wird zugelassen
(S350).
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Somit
wird gemäß dieser Ausführungsform eine
Abnahme der Ladungskapazität der Batterie 2 detektiert,
indem bestimmt wird, ob das Fahrzeug länger als eine Zeit
von 48 Stunden stehen bleibt, ohne bewegt zu werden.
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9 ist
ein Diagramm, das darstellt, wie sich der Innenwiderstand der Batterie
beim Start ändert. Im Diagramm sind Daten aufgetragen,
die während einer Periode von etwa einem Monat unmittelbar
vor Ablauf der Lebensdauer einer Batterie erhalten wurden, wobei
die waagerechte Achse eine Anzahl der Fahrzeugfahrten, d. h. eine
Anzahl der Startvorgänge, angibt und die senkrechte Achse
den Innenwiderstand der Batterie darstellt. Ferner wurde das Fahrzeug
an zwei aufeinanderfolgenden Tagen in einer Woche, d. h. samstags
und sonntags, nicht gefahren (das Fahrzeug blieb gestoppt) (zweitägige Haltezeit).
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Wird
gemäß 9 der Motor am Montagmorgen
erstmals gestartet, zeigt der Innenwiderstand ausnahmslos einen
deutlich hohen Wert. Dies beweist, daß bei Detektion einer
zweitägigen Haltezeit geschätzt werden kann, daß die
Ladungskapazität der Batterie wesentlich gesunken ist.
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Blieb
das Fahrzeug länger als 48 Stunden stehen, d. h., hat sich
die Ladungskapazität der Batterie 2 verringert,
wird die Senkung der Stromerzeugungsspannung unterbunden. Ist also
die Ladungskapazität der Batterie 2 infolge eines
langen Stillstands des Fahrzeugs niedrig, wird eine ausreichende
Ladespannung für die Batterie 2 gewährleistet, was
Tiefentladung der Batterie 2 vermeidet. Bleibt das Fahrzeug
zudem länger als eine Zeit von 48 Stunden stehen, wird
die Entladungskapazität ”neu” initialisiert,
was einen Fehler der Entladungskapazität ”neu” eliminiert,
wodurch es möglich ist, die Stromerzeugungsspannung danach
genau zu regeln.
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Wie
zuvor beschrieben, wird gemäß dieser Ausführungsform
die Ladungskapazität der Batterie 2 beim Start
des Motors schnell bestimmt, und zudem wird eine Abnahme der Ladungskapazität
der Batterie infolge von Stillstand des Fahrzeugs detektiert, um
die Stromerzeugungsspannung zu regeln. Da sich somit Tiefentladung
der Batterie 2 vermeiden läßt, kann die
Soll-Ladespannung der Batterie 2 niedrig eingestellt werden.
Durch Einstellen der Soll-Ladespannung der Batterie 2 auf
eine niedrige Spannung ist es möglich, die Batterie effizient zu
laden, was den Regenerationswirkungsgrad erheblich verbessert.
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Weiterhin
wird in der o. g. Ausführungsform die Senkung der Stromerzeugungsspannung
auch dann unterbunden, wenn die Sicherungsspeicherbereichssumme Σmem
mit der Speichersumme zusammenfällt, d. h. wenn sich der
Sicherungsspeicher in einem Überlaufzustand befindet. Dies
verhindert eine fälschliche Senkung der Stromerzeugungsspannung infolge
eines Fehlers der im Sicherungsspeicher gespeicherten Elektrizitätsspeichermenge,
was es ermöglicht, Tiefentladung der Batterie 2 zuverlässiger zu
vermeiden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2006-230102
A [0005]