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HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1.
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Leistungsversorgungssystem
für eine Fahrzeugverwendung, um verschiedene elektrische
Lasten, die an einem Fahrzeug angebracht sind, mit einer elektrischen
Leistung zu versorgen.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Herkömmlicherweise
versorgt eine Batterie, die an einem Fahrzeug angebracht ist, verschiedene elektrische
und elektronische Vorrichtungen, die in Betrieb sind, wenn das Fahrzeug
läuft, und verschiedene elektrische und elektronische Vorrichtungen, die
in Betrieb sind, wenn das Fahrzeug geparkt ist, mit elektrischer
Leistung. Es ist bekannt, eine Hilfsbatterie an einem Fahrzeug anzubringen,
um mit einer Fehlfunktion einer Hauptbatterie fertig zu werden, die
an dem Fahrzeug angebracht ist. Siehe beispielsweise die
japanische Patentanmeldung Offenlegungs-Nr.
2005-124275 (Patentdokument 1). Es ist ferner bekannt,
einen Satz einer Batterie und eines Kondensators an einem Fahrzeug
anzubringen, und den Kondensator durch die Verwendung eines Gleich-/Gleich-Wandlers
mit einer elektrischen Leistung von der Batterie zu laden. Siehe
beispielsweise die
japanische
Patentanmeldung Offenlegungs-Nr. 10-224987 (Patentdokument
2).
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Da
es jedoch die technische Verbesserung beim Erfassen eines Zustands
einer Blei-Säure-Batterie möglich gemacht hat,
die Hauptbatterie zu laden, während ihre verbleidende Kapazität überwacht wird,
um ein Verlängern der Lebensdauer der Hauptbatterie zu
ermöglichen und diese zu einem geeigneten Zeitpunkt durch
eine neue auszutauschen, hat sich das 2-Batterie-System, das in
dem vorhergehenden Patentdokument 1 beschrieben ist, nicht weit verbreitet,
da das 2-Batterie-System ein großes Gewicht hat und einen
großen Einbauraum benötigt.
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Eine
elektrische Leistung, die durch ein Fahrzeug verbraucht wird, erhöht
sich unterdessen mit einer Erhöhung einer Kraftstoffeffizienz,
einem Vorherrschen des elektrischen Kraftlenkungssystems bzw. elektrischen
Servolenkungssystems und eines Leerlaufabschaltsystems. Ein Fahrzeug,
an dem keine Hilfsbatterie angebracht ist, jedoch lediglich eine Hauptbatterie
angebracht ist, kann dementsprechend auf das Problem stoßen,
dass die Batteriespannung übermäßig abfällt,
wenn ein Hochleistungsmotor in Betrieb ist, was verursacht, dass
elektronische Vorrichtungen, die an dem Fahrzeug angebracht sind,
fehlerhaft funktionieren, wie zum Beispiel zurückgesetzt
werden.
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Das
in dem vorhergehenden Patentdokument 1 offenbarte Zwei-Batterie-System
hat unterdessen ein Problem dahin gehend, dass, da die zwei Batterien
miteinander durch ein Schaltelement verbunden sind, nicht nur die
Spannung der Hauptbatterie, sondern ferner die Spannung der Hilfsbatterie
in einem großen Maße abfällt, wenn eine
Fahrzeugmaschine startet oder eine Hochleistungslast, wie zum Beispiel
ein Motor eines elektrischen Kraftlenkungssystems, startet, wobei
als ein Resultat dessen, elektronische Systeme, die einen Prozessor
aufweisen, möglicherweise fehlerhaft funktionieren oder
zurückgesetzt werden. Ein solcher Spannungsabfall der Hilfsbatterie
kann verhindert werden, wenn ein Gleich-/Gleich-Wandler, wie er
in 2 des vorhergehenden Patentdokuments 1 gezeigt
oder in dem vorhergehenden Patendokument 2 beschrieben ist, zwischen
der Haupt- und Hilfsbatterie angeordnet ist. Allgemein hat jedoch
ein Gleich-/Gleich-Wandler eine komplizierte Struktur und benötigt
eine Steuerungsschaltung, um den Betrieb des Gleich-/Gleich-Wandlers
zu steuern. Es ist daher schwierig gewesen, eine solche Konfiguration
zu übernehmen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung schafft ein Leistungsversorgungssystem für
eine Fahrzeugverwendung, mit:
einer ersten Batterie, die einen
Motor, der in Betrieb ist, um eine Fahrzeugmaschine zu starten,
mit einer elektrischen Leistung versorgt;
einer zweiten Batterie,
die einen kleineren Innenwiderstand als die erste Batterie hat;
einem
Schaltelement, das in einem Leistungsversorgungsweg zwischen der
ersten und der zweiten Batterie angeordnet ist; und
einem Steuerungsabschnitt,
der das Schaltelement ein- und ausschaltet, um den Leistungsversorgungsweg
herzustellen und zu unterbrechen;
wobei der Steuerungsabschnitt
konfiguriert ist, um das Schaltelement einzuschalten, wenn die Fahrzeugmaschine
abgeschaltet ist, das Schaltelement auszuschalten, wenn der Motor
in Betrieb ist, und das Schaltelement einzuschalten, wenn eine verbleibende
Kapazität der zweiten Batterie unter einen vorbestimmten
Wert fällt, während die Fahrzeugmaschine läuft.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist ein 2-Batterie-Leistungsversorgungssystem
zur Verwendung in einem Fahrzeug geschaffen, das fähig
ist, ein elektronisches System, das an dem Fahrzeug angebracht ist,
mit einer ausreichenden elektrischen Leistung zu versorgen, um zu
verhindern, dass das elektronische System in einem der Laufzustände
des Fahrzeugs fehlerhaft funktioniert.
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Andere
Vorteile und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung,
die die Zeichnungen und Ansprüche aufweist, offensichtlicher.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 ein
Diagramm, das die Struktur eines Leistungsversorgungssystems für
eine Fahrzeugverwendung gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
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2 ein
Diagramm, das die Struktur eines Relais-Abschnitts, den das Leistungsversorgungssystem
für eine Fahrzeugverwendung in sich aufweist, zeigt;
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3 ein
Diagramm, das die Struktur eines Systemsteuerungsabschnitts, den
das Leistungsversorgungssystem für eine Fahrzeugverwendung
in sich aufweist, zeigt;
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4 ein
Diagramm, das den Betrieb des Leistungsversorgungssystems für
eine Fahrzeugverwendung schematisch erläutert;
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5 ein
Diagramm, das die Zustände des Leistungsversorgungssystems
für eine Fahrzeugverwendung zeigt, wenn ein Fahrzeug, an
dem das Leistungsversorgungssystem für eine Fahrzeugverwendung
angebracht ist, mit einer konstanten Geschwindigkeit läuft
und sich wechselweise verlangsamt;
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6 ein
Diagramm, das den Zustand des Leistungsversorgungssystems für
eine Fahrzeugverwendung zeigt, wenn sich die verbleibende Kapazität einer
zweiten Batterie verringert, und wenn eine Hochleistungslast in
Betrieb ist;
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7 ein
Diagramm, das den Zustand des Leistungsversorgungssystems für
eine Fahrzeugverwendung zeigt, wenn eine Maschine des Fahrzeugs gestartet
wird;
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8 ein Übergangsdiagramm,
das Übergänge zwischen den in 4 bis 7 gezeigten Zuständen
zeigt; und
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9 ein
Diagramm, das die Charakteristiken der zweiten Batterie zeigt.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
DER ERFINDUNG
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1 ist
ein Diagramm, das die Struktur eines Leistungsversorgungssystems
für eine Fahrzeugverwendung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Wie in 1 gezeigt
ist, weist das Leistungsversorgungssystem für eine Fahrzeugverwendung
dieses Ausführungsbeispiels eine erste Batterie 10,
einen ersten Sensor 12, einen Fahrzeugwechselstromgenerator 20,
einen Starter 30, einen Starterschalter 32, ein
Hochleistungssystem 40, einen Zündungsschalter 50,
eine zweite Batterie 60, einen zweiten Sensor 62,
ein elektronisches System 70, einen Relais-Abschnitt 80 und
einen Systemsteuerungsabschnitt 90 auf.
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Der
Fahrzeugwechselstromgenerator 20 wird durch eine Fahrzeugmaschine
(nicht gezeigt) angetrieben, um Leistung zu erzeugen. Die erste
Batterie 10, die eine Blei-Säure-Batterie sein
kann, wird durch die Leistungserzeugung des Wechselstromgenerators 20 in
einem geladenen Zustand gehalten, um zu ermöglichen, den
Starter 30, das Hochleistungssystem 40 etc. mit
einer elektrischen Leistung zu versorgen. Der erste Sensor 12 erfasst
einen Ladungs-/Entladungs-Strom der ersten Batterie 10.
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Der
Starter 30, der einen Motor zum Umdrehen der Maschine aufweist,
ist mit einer elektrischen Leistung, mit der von der ersten Batterie 10 versorgt wird,
in Betrieb, um die Maschine zu starten, wenn der Starterschalter 32,
nachdem der Zündungsschalter 50 eingeschaltet
ist, eingeschaltet wird. Das Hochleistungssystem 40, das
eine Hochleistungslast, wie zum Beispiel ein Motor für
ein elektrisches Kraftlenkungssystem ist, ist mit einer elektrischen Leistung
in Betrieb, mit der von der ersten Batterie 10 versorgt
wird, wenn ein nicht gezeigter Schalter eingeschaltet wird.
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Die
zweite Batterie 60, die einen kleineren Innenwiderstand
als die erste Batterie 10 hat, ist durch den. Relais-Abschnitt 80 zu
der ersten Batterie 10 parallel geschaltet. Die zweite
Batterie 60 kann eine Lithium-Ionen-Batterie oder ein Kondensator
sein. Der zweite Sensor 62 erfasst einen Ladungs-/Entladungs-Strom
der zweiten Batterie 60.
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Das
elektronische System 70, das einen Prozessor, wie zum Beispiel
eine ECU (= electronic control unit = elektronische Steuerungseinheit)
aufweist, funktioniert fehlerhaft, wird beispielsweise zurückgesetzt,
wenn seine Betriebsspannung übermäßig
gesenkt wird. Das elektronische System 70 muss nicht notwendigerweise
einen Prozessor aufweisen. Das elektronische System 70 ist
jedoch ein System, das mit einer stabilen Betriebsspannung, die
eine kleinere Variation der Amplitude hat, versorgt werden muss.
Das elektronische System 70 ist mit einer elektrischen
Leistung, mit der von der zweiten Batterie 60 versorgt
wird, in Betrieb, wenn ein Zündungsschalter 52,
der mit dem Zündungsschalter 50 verriegelt ist, eingeschaltet
wird.
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Der
Relais-Abschnitt 80 ist in einen Leistungsversorgungsweg
zwischen der ersten und der zweiten Batterie 10 und 60 eingefügt,
um zu geeigneten Zeitpunkten eine Verbindung dazwischen herzustellen
und zu unterbrechen.
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2 ist
ein Diagramm, das die Struktur des Relais-Abschnitts 80 zeigt.
Wie in dieser Fig. gezeigt ist, weist der Relais-Abschnitt 80 ein
Schaltelement 81, eine Diode 82 und einen Treiber 83 auf.
Das Schaltelement 81 ist ein Öffnen-/Schließen-Schalter, der
beispielsweise aus einem Leistungs-MOSFET gebildet ist. Das Schaltelement 81 ist
in Betrieb, um den Leistungsversorgungsweg für eine Verbindung zwischen
den positiven Anschlüssen der ersten und der zweiten Batterie 10 und 60 herzustellen
oder zu unterbrechen. Die Diode 82, die ein Spannungsabfallelement
bzw. Vorwiderstandselement ist, ist zu dem Schaltelement 81 derart
parallel geschaltet, dass ihre Anode auf der Seite der ersten Batterie
ist. Der Treiber 83 schaltet das Schaltelement 81 gemäß einem Relais-Befehl,
der aus dem Systemsteuerungsabschnitt 90 ausgegeben wird,
ein und aus.
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Der
Systemsteuerungsabschnitt 90 erzeugt den Relais-Befehl,
der zu dem Treiber 83 des Relais-Abschnitts 80 gemäß den
Ausgangssignalen des ersten und des zweiten Sensors 12 und 62 und
Fahrzeuginformationen, die von einer nicht gezeigten ECU gesendet
werden, auszugeben ist.
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3 ist
ein Diagramm, das die Struktur des Systemsteuerungsabschnitts 90 zeigt.
Wie in dieser Fig. gezeigt ist, weist der Systemsteuerungsabschnitt 90 einen
Zustand bestimmenden Abschnitt 91 der ersten Batterie,
einen Fahrzeugverlangsamung bestimmenden Abschnitt 92,
einen Zustand bestimmenden Abschnitt 93 der zweiten Batterie,
einen Leistungserzeugungsspannung befehlenden Abschnitt 94 und
einen Relais-Zustand befehlenden Abschnitt 95 auf.
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Der
Zustand bestimmende Abschnitt 91 der ersten Batterie bestimmt
auf der Basis des Ladungs-/Entladungs-Stroms der ersten Batterie 10, der
durch den ersten Sensor 12 erfasst wird, die verbleibende
Kapazität der ersten Batterie 10. Der Zustand
bestimmende Abschnitt 93 der zweiten Batterie bestimmt ähnlicherweise
auf der Basis des Ladungs-/Entladungs-Stroms der zweiten Batterie 60, der
durch den zweiten Sensor 62 erfasst wird, die verbleibende
Kapazität der zweiten Batterie 60.
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Der
Fahrzeugverlangsamung bestimmende Abschnitt 92 bestimmt
auf der Basis eines empfangenen Fahrzeuggeschwindigkeitssignals
und eines empfangenen Bremsensignals, ob das Fahrzeug in dem verlangsamenden
Zustand ist oder nicht. Der Fahrzeugverlangsamung bestimmende Abschnitt 92 bestimmt
beispielsweise, dass das Fahrzeug in dem verlangsamenden Zustand
ist, wenn auf der Basis dieser Signale bestimmt wird, dass das Fahrzeug bremst
und sich verlangsamt.
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Der
Leistungserzeugungsspannung befehlende Abschnitt 94 sendet
gemäß dem Bestimmungsresultat (der verbleibenden
Kapazität der ersten Batterie 10) durch den Zustand
bestimmende Abschnitt 91 der ersten Batterie und dem Bestimmungsresultat
(Verlangsamungszustand des Fahrzeugs) durch den Fahrzeugverlangsamung
bestimmenden Abschnitt 92 einen Befehl, der einen Wert
der Leistungserzeugungsspannung (der geregelten Spannung des Fahrzeugwechselstromgenerators 20)
anweist, zu dem Fahrzeugwechselstromgenerator 20. Wenn
das Fahrzeug beispielsweise in dem verlangsamenden Zustand ist,
und die erste Batterie nicht in dem vollständig geladenen
Zustand ist, befiehlt der Leistungserzeugungsspannung befehlende
Abschnitt 94 dem Fahrzeugwechselstromgenerator 20, die
Leistungserzeugungsspannung mit einem höheren Wert als
einen normalen Wert derselben zu erzeugen.
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Der
Relais-Zustand befehlende Abschnitt 95 empfängt
ein Starterbetriebssignal, das angibt, ob der Starter 30 in
Betrieb ist oder nicht, ein Hochleistungslastbetriebssignal, das
angibt, ob das Hochleistungssystem 40 in Betrieb ist oder
nicht, ein Maschinendrehungssignal, das angibt, ob die Maschine
in dem abgeschalteten Zustand oder in dem Laufzustand abgesehen
von dem Startzustand ist, das Bestimmungsresultat (die verbleibende
Kapazität der zweiten Batterie 60) durch den Zustand
bestimmenden Abschnitt 93 der zweiten Batterie und das
Bestimmungsresultat (der Verlangsamungszustand des Fahrzeugs) durch
den Fahrzeugverlangsamung bestimmenden Abschnitt 92. Der
Relais-Zustand befehlende Abschnitt 95 gibt den Relais-Befehl
gemäß diesen empfangenen Signalen aus.
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Der
Relais-Zustand befehlende Abschnitt 95 gibt beispielsweise
den Relais-Befehl aus, der anweist, das Schaltelement 81 einzuschalten,
wenn die Maschine abgeschaltet ist, das Schaltelement 81 auszuschalten,
wenn der Starter 30 in Betrieb ist, und das Schaltelement 81 einzuschalten,
wenn die verbleibende Kapazität der zweiten Batterie 60 unter
einen vorbestimmten Wert fällt, während die Maschine läuft.
Der Relais-Zustand befehlende Abschnitt 95 gibt den Relais-Befehl
aus, um das Schaltelement 81 einzuschalten, während
das Fahrzeug in dem verlangsamenden Zustand ist. Der Relais-Zustand
befehlende Abschnitt 95 gibt ferner den Relais-Befehl aus,
um das Schaltelement 81 auszuschalten, wenn das Hochleistungssystem 40 in
Betrieb ist.
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Als
Nächstes ist der Betrieb des Leistungsversorgungssystems
für eine Fahrzeugverwendung dieses Ausführungsbeispiels,
das die im Vorhergehenden beschriebene Struktur hat, erläutert. 4 ist
ein Diagramm, das die Zustände des Leistungsversorgungssystems
für eine Fahrzeugverwendung hinsichtlich des Ein-/Aus-Betriebs
des Relais-Abschnitts 80 zeigt.
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Während
das Fahrzeug in dem nicht betriebenen Zustand ist, in dem die Maschine
abgeschaltet ist, ist das Schaltelement 81 des Relais-Abschnitts 80 ein.
Der Relais-Zustand befehlende Abschnitt 95 des Systemsteuerungsabschnitts 90 sendet
detaillierter den Relais-Befehl, der anweist, das Schaltelement 81 zu
dem Treiber 83 des Relais-Abschnitts 80 nach einem
Erfassen, dass die Maschine abgeschaltet ist, auf der Basis des
Maschinendrehungssignals einzuschalten. Der Treiber 83 schaltet
das Schaltelement 81 ansprechend auf diesen Relais-Befehl
ein.
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Da
als ein Resultat die zweite Batterie 60 mit der ersten
Batterie 10 durch das Schaltelement 81 verbunden
ist, wird die zweite Batterie 60 geeignet geladen, so dass
das elektronische System 70 mit einer elektrischen Leistung
versorgt werden kann, die ausreichend ist, um von der zweiten Batterie 60 in Betrieb
zu sein.
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Wenn
der Starterschalter eingeschaltet wird, um zu verursachen, dass
der Starter 30 in Betrieb ist, um dadurch die Maschine
zu starten, wird das Schaltelement 81 des Relais-Abschnitts 80 ausgeschaltet. Der
Relais-Zustand befehlende Abschnitt 95 des Systemsteuerungsabschnitts 90 sendet
den Relais-Befehl, der anweist, das Schaltelement 81 zu dem
Treiber 83 des Relais-Abschnitts 80 nach einem Empfangen
des Starterbetriebssignals, das angibt, dass der Starter 30 in
Betrieb ist, auszuschalten. Der Treiber 83 schaltet ansprechend
auf diesen Relais-Befehl das Schaltelement 81 aus.
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Ein
Trennen der zweiten Batterie 60 von der ersten Batterie 10 zu
der Zeit eines Startens der Maschine macht es möglich,
zu verhindern, dass die Spannung der zweiten Batterie 60 übermäßig
mit dem Start der Maschine abfällt, und dementsprechend
möglich, zu verhindern, dass das elektronische System 70,
das mit der zweiten Batterie 60 verbunden ist, fehlerhaft
funktioniert, beispielsweise zurückgesetzt wird. Da in
diesem Moment ferner ein großer Strom durch den Starter 30 fließt,
ist es möglich, den Innenwiderstand der ersten Batterie 10 durch
eine Verwendung dieses Stroms genau zu messen, um dadurch den Zustand
der ersten Batterie 10 genau zu erfassen.
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Während
das Fahrzeug in dem Betriebszustand ist, in dem die Maschine läuft,
wird das Schaltelement 81 des Relais-Abschnitts 80 intermittierend ein-
und ausgeschaltet. Der Relais-Zustand befehlende Abschnitt 95 des
Systemsteuerungsabschnitts 90 sendet beispielsweise den
Relais-Befehl, der anweist, das Schaltelement 81 gemäß dem
erfassten Batteriezustand, dem Fahrzeuglaufzustand und dem Betriebszustand
des Hochleistungssystems 40 ein- und auszuschalten, zu
dem Treiber 83 des Relais-Abschnitts 80. Der Treiber 83 schaltet
das Schaltelement 81 ansprechend auf diesen Relais-Befehl ein
oder aus.
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Als
ein Resultat wird, da die zweite Batterie 60 durch das
Schaltelement 81 mit der ersten Batterie 10, wie
notwendig, verbunden wird, die zweite Batterie 60 geeignet
geladen, so dass das elektronische System 70 mit einer
elektrischen Leistung versorgt werden kann, die ausreichend ist,
um von der zweiten Batterie 60 in Betrieb zu sein.
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Wenn
die Maschine abgeschaltet wird und das Fahrzeug zu dem nicht betriebenen
Zustand wechselt, wird das Schaltelement 81 des Relais-Abschnitts 80 eingeschaltet.
in diesem Zustand wird die zweite Batterie 60 geeignet
geladen, so dass das elektronische System 70 mit einer
elektrischen Leistung versorgt werden kann, die ausreichend ist,
um von der zweiten Batterie 60 in Betrieb zu sein.
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5 ist
ein Diagramm, das die Zustände des Leistungsversorgungssystems
für eine Fahrzeugverwendung zeigt, wenn das Fahrzeug zwischen
dem Laufzustand und dem verlangsamenden Zustand wechselweise wechselt.
Der Laufzustand weist hier einen Zustand, bei dem das Fahrzeug mit einer
konstanten Geschwindigkeit läuft, und einen Zustand auf,
bei dem das Fahrzeug beschleunigt.
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Der
Relais-Zustand befehlende Abschnitt 95 des Systemsteuerungsabschnitts 90 bestimmt
nach einem Bestimmen, dass das Fahrzeug läuft, auf der Basis
des Maschinendrehungssignals, dass das Fahrzeug in dem Laufzustand
ist, es sei denn, dass der Fahrzeugverlangsamung bestimmende Abschnitt 92 bestimmt,
dass das Fahrzeug in dem verlangsamenden Zustand ist. Zu dieser
Zeit sendet der Relais-Zustand befehlende Abschnitt 95 den
Relais-Befehl, der den Treiber 83 des Relais-Abschnitts 80 anweist, das
Schaltelement 81 auszuschalten. In dem in 5 gezeigten
Fall, bei dem das Fahrzeug zwischen dem Laufzustand und dem verlangsamenden Zustand
wechselweise wechselt, wird die verbleibende Kapazität
der zweiten Batterie 60 über einem vorbestimmten
Wert (beispielsweise 50% der vollständig geladenen Kapazität)
beibehalten, der ein unterer Grenzwert des Bereichs der verbleibenden
Kapazität ist, in dem es nicht notwendig ist, die zweite
Batterie 60 weiter zu laden. Das Schaltelement 81 wird
dementsprechend ausgeschaltet, und das elektronische System wird
lediglich von der zweiten Batterie 60 mit einer elektrischen
Leistung versorgt. Als ein Resultat verringert sich mit der Zeit
die verbleibende Kapazität der zweiten Batterie 60.
Der Zustand bestimmende Abschnitt 91 der ersten Batterie überwacht
unterdessen die verbleibende Kapazität der ersten Batterie 10,
und der Leistungserzeugungsspannung befehlende Abschnitt 94 führt
gemäß der überwachten verbleibenden Kapazität
eine Ladungssteuerung der ersten Batterie 10 derart durch,
dass die verbleibende Kapazität der ersten Batterie 10 zwischen
85% bis 95% der vollständig geladenen Kapazität
der ersten Batterie 10 beibehalten wird.
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Wenn
der Fahrzeugverlangsamung bestimmende Abschnitt 92 des
Systemsteuerungsabschnitts 90 erfasst, dass das Fahrzeug
zu dem verlangsamenden Zustand gewechselt hat, sendet der Relais-Zustand
befehlende Abschnitt 95 den Relais-Befehl zu dem Treiber 83 des
Relais-Abschnitts 80, der anweist, das Schaltelement 81 einzuschalten. Der
Treiber 83 schaltet ansprechend auf diesen Relais-Befehl
das Schaltelement 81 ein. In Verbindung mit diesem Betrieb
sendet der Leistungserzeugungsspannung befehlende Abschnitt 94 den
Leistungserzeugungsspannungsbefehl, der anweist, die geregelte Spannung
auf einem hohen Spannungspegel (beispielsweise 14,8 V) zu erzeugen,
um eine regenerative Leistungserzeugung durchzuführen,
um eine elektrische Leistung zu erhöhen, die aus dem Fahrzeugwechselstromgenerator 20 ausgegeben
wird.
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Wenn
daher das Fahrzeug in dem verlangsamenden Zustand ist, erhöht
sich die elektrische Leistung, die aus dem Fahrzeugwechselstromgenerator 20 ausgegeben
wird, da eine regenerative Leistungserzeugung durchgeführt
wird, und die erste und die zweite Batterie 10 und 60 werden
mit der elektrischen Leistung geladen, die durch diese regenerative
Leistungserzeugung erhalten wird, da das Schaltelement 81 in
dem Ein-Zustand ist.
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Ein
Laden der ersten und zweiten Batterie 10 und 60 mit
der regenerativen elektrischen Leitung, die durch Wandeln einer
mechanischen Energie in eine elektrische Energie, während
sich das Fahrzeug verlangsamt, erhalten wird, macht es möglich,
die akkumulierte elektrische Leistung zu erhöhen, um eine Kraftstoffeffizienz
des Fahrzeugs zu erhöhen. Durch Durchführen einer
regenerativen Leistungserzeugung ist es, wenn die Maschine abgeschaltet
ist, zusätzlich möglich, die verbleibende Kapazität
der zweiten Batterie 60 auf einen Pegel zu erhöhen,
der ausreichend ist, um das elektronische System 70 mit einer
Leistung zu versorgen.
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6 ist
ein Diagramm, das die Zustände des Leistungsversorgungssystems
für eine Fahrzeugverwendung zeigt, wenn die verbleibende
Kapazität der zweiten Batterie 60 niedrig ist,
und wenn die Hochleistungslast in Betrieb ist.
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Wenn
die verbleibende Kapazität der zweiten Batterie 60 unter
einen vorbestimmten Wert (beispielsweise unter 50% der vollständig
geladenen Kapazität) fällt, während das
Fahrzeug in einem anderen Zustand als dem verlangsamenden Zustand
ist, sendet der Relais-Zustand befehlende Abschnitt 95 des
Systemsteuerungsabschnitts 90 den Relais-Befehl zu dem
Treiber 83 des Relais-Abschnitts 80, der anweist,
das Schaltelement 81 einzuschalten. Der Treiber 83 schaltet
ansprechend auf diesen Relais-Befehl das Schaltelement 81 ein.
Das heißt, wenn die verbleibende Kapazität der
zweiten Batterie 60 unter den vorbestimmten Wert fällt,
während das Fahrzeug in dem betriebenen Zustand abgesehen von
dem verlangsamenden Zustand ist, wird das Schaltelement 81 eingeschaltet,
bis diese verbleibende Kapazität einen Wert als diesen
vorbestimmten Wert plus α (α ist ein positiver
Wert) erreicht, so dass die zweite Batterie 60 mit der
ersten Batterie 10 und dem Fahrzeugwechselstromgenerator 20 verbunden
wird und geladen wird.
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Da
als ein Resultat die zweite Batterie 60 geeignet geladen
wird, während das Fahrzeug in dem betriebenen Zustand ist,
kann das elektronische System 70 mit einer elektrischen
Leistung, die ausreichend ist, um in Betrieb zu sein, von der zweiten
Batterie 60 versorgt werden.
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Die
Zeitdauer, während derer das Schaltelement 81 ein
gehalten wird, nachdem die verbleibende Kapazität der zweiten
Batterie 60 unter den vorbestimmten Wert fällt,
ist nicht auf das Vorhergehende begrenzt. Diese Zeitdauer kann beispielsweise
eine vorbestimmte konstante Zeitdauer sein.
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Wenn
das Hochleistungssystem 40 in Betrieb ist, wenn das Schaltelement 81 in
dem Ein-Zustand ist, um die zweite Batterie 60 zu laden,
während das Fahrzeug in dem betriebenen Zustand ist, der
den Verlangsamungszustand nicht aufweist, sendet der Relais-Zustand
befehlende Abschnitt 95 den Relais-Befehl zu dem Treiber 83 des
Relais-Abschnitts 80, der anweist, das Schaltelement 81 zwangsweise
auszuschalten. Der Treiber 83 schaltet das Schaltelement 81 ansprechend
auf diesen Relais-Befehl zwangsweise aus. Wenn danach das Hochleistungssystem 40 den
Betrieb abschaltet, sendet der Relais-Zustand befehlende Abschnitt 95 den Relais-Befehl
zu dem Treiber 83 des Relais-Abschnitts, der anweist, das
Schaltelement 81 einzuschalten. Als ein Resultat wird das
Schaltelement 81 wieder eingeschaltet. Dieser Ein-Zustand
des Schaltelements 81 setzt sich fort, bis die verbleibende
Kapazität der zweiten Batterie 60 den vorbestimmten Wert
plus α (α ist ein positiver Wert) erreicht.
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Dies
macht es möglich, zu verhindern, dass die Spannung der
zweiten Batterie übermäßig abfällt, wenn
das Hochleistungssystem 40 verwendet wird, und dementsprechend
möglich, zu verhindern, dass das elektronische System 70,
das mit der zweiten Batterie 60 verbunden ist, fehlerhaft
funktioniert, wie zum Beispiel zurückgesetzt wird.
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Obwohl
die vorhergehende Erläuterung für den Fall gemacht
wurde, bei dem das Hochleistungssystem 40 in Betrieb ist,
wenn das Fahrzeug in dem betriebenen Zustand abgesehen von dem verlangsamenden
Zustand ist, kann dieser betriebene Zustand aus dem folgenden Grund
den verlangsamenden Zustand aufweisen. Wie unter Bezugnahme auf 5 erläutert
ist, wird das Schaltelement 81 ausgeschaltet, wenn das
Fahrzeug in dem verlangsamenden Zustand ist. Wenn das Hochleistungssystem 40 in
diesem Zu stand in Betrieb ist, kann die Spannung der zweiten Batterie 60,
die durch das Schaltelement 81 mit der ersten Batterie 10 verbunden
ist, übermäßig abfallen. Durch ferner
zwangsweises Ausschalten des Schaltelements 81 in diesem
Zustand ist es dementsprechend möglich, den Spannungsabfall
der zweiten Batterie 60 zu reduzieren, um dadurch zu verhindern,
dass das elektronische System 70, das mit der zweiten Batterie 60 verbunden
ist, fehlerhaft funktioniert, wie zum Beispiel zurückgesetzt
wird.
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7 ist
ein Diagramm, das die Zustände des Leistungsversorgungssystems
für eine Fahrzeugverwendung zu der Zeit eines Startens
der Maschine zeigt. Bei dem nicht betriebenen Zustand des Fahrzeugs
bevor die Maschine gestartet wird, ist das Schaltelement 81 ein.
Es ist hier angenommen, dass in diesem Zustand die Spannung der
ersten Batterie 10 auf einer vorbestimmten Spannung (beispielsweise
12 V) ist, wobei die verbleibende Kapazität annähernd
90% ist, und die verbleibende Kapazität der zweiten Batterie 60 über
einem vorbestimmten Wert (zum Beispiel 50%) ist.
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Wenn
der Starter 30 in Betrieb ist, um die Maschine zu starten,
sendet der Relais-Zustand befehlende Abschnitt 95 den Relais-Befehl
zu dem Treiber 83 des Relais-Abschnitts 80, um
das Schaltelement 81 auszuschalten. Der Treiber 83 schaltet
ansprechend auf diesen Relais-Befehl das Schaltelement 81 aus.
Dieser Aus-Zustand des Schaltelements 81 wird fortgesetzt,
bis eine vorbestimmte Zeit, nach der der Starter 30 seinen
Betrieb abschließt, verstreicht.
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Da
ein großer Strom von der ersten Batterie 10 zu
dem Starter 30 fließt, während der Starter 30 in Betrieb
ist, fällt die Spannung der ersten Batterie 10 steil
ab. Dieselbe fällt beispielsweise auf 8 V ab. Da jedoch
das Schaltelement 81 in dem Aus-Zustand ist, und dementsprechend
die erste und die zweite Batterie 10 und 60 voneinander
getrennt sind, fällt ungeachtet des Spannungsabfalls der
ersten Batterie 10 die Spannung der zweiten Batterie 60 nicht
ab. Es ist dementsprechend möglich, zu verhindern, dass
das elektronische System 70, das mit der zweiten Batterie 60 verbunden
ist, fehlerhaft funktioniert, wie zum Beispiel zurückgesetzt
wird, wenn der Starter 30 in Betrieb ist, um die Maschine
zu starten.
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8 ist
ein Übergangsdiagramm der jeweiligen in 4 bis 7 gezeigten
Zustände. In 8 sind zwischen den drei Zuständen,
dem maschinenabgeschalteten Zustand (dem Zustand eines nicht betriebenen
Fahrzeugs), dem Maschinenstartzustand und dem Maschinenlaufzustand
(dem Zustand eines betriebenen Fahrzeugs) Übergänge
gezeigt.
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9 ist
ein Diagramm, das die Charakteristiken der zweiten Batterie 60 zeigt.
In 9 stellt die horizontale Achse die verbleibende
Kapazität der zweiten Batterie 60 dar, und die
vertikale Achse stellt die Spannung der zweiten Batterie 60 dar.
Der Ausdruck „Ladungsspannungscharakteristik” bedeutet die
Spannungscharakteristik der zweiten Batterie 60, wenn dieselbe
geladen wird, und der Ausdruck „Entladungsspannungscharakteristik” bedeutet
die Spannungscharakteristik der zweiten Batterie 60, wenn dieselbe
entladen wird.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel werden die Auswahl der ersten
und der zweiten Batterie 10 und 60 und das Einstellen
der geregelten Spannung des Fahrzeugwechselstromgenerators 20,
mit der die erste Batterie 10 geladen wird, um ihre verbleibende Kapazität
auf einem vorbestimmten Pegel beizubehalten (auf dieselbe kann im
Folgenden als „kapazitätsbeibehaltende Spannung” Bezug
genommen sein), derart vorgenommen, dass die kapazitätsbeibehaltende
Spannung der ersten Batterie 10 im Wesentlichen gleich
der Ladungsspannung der zweiten Batterie 60 ist, wenn die
verbleibende Kapazität der zweiten Batterie 60 bei
einer unteren Grenze (50% der vollständig geladenen Spannung
bei diesem Ausführungsbeispiel) ist. Die vorhergehenden
Einstellungen machen es möglich, den Übergangsstrom,
der verursacht wird, wenn das Schaltelement 81 eingeschaltet
wird, zu reduzieren.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel werden zusätzlich eine
Auswahl der ersten und der zweiten Batterie 10 und 60 und
ein Einstellen der kapazitätsbeibehaltenden Spannung derart
vorgenommen, dass die kapazitätsbeibehaltende Spannung
der ersten Batterie 60 minus dem Spannungsabfall über
die Diode 82, die zu dem Schaltelement 81 parallel
geschaltet ist, im Wesentlichen gleich der Entladungsspannung der
zweiten Batterie 60 ist, wenn die verbleibende Kapazität
der zweiten Batterie 60 bei der unteren Grenze (50% der
vollständig geladenen Spannung bei diesem Ausführungsbeispiel)
ist. Die vorhergehende Einstellung macht es möglich, zu
verhindern, dass die Spannung der zweiten Batterie 60 in
einem Fall übermäßig fällt,
bei dem das elektronische System 70, das mit der zweiten
Batterie 60 verbunden ist, in Betrieb ist, was verursacht,
dass die verbleibende Kapazität der zweiten Batterie 60 unter die
untere Grenze fällt, was es erforderlich macht, dass die
zweite Batterie 60 geladen wird, und die zweite Batterie 60 wurde
aufgrund einer Verzögerung des Zeitpunkts, das Schaltelement 81 einzuschalten, weiter
entladen.
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Es
ist eine Selbstverständlichkeit, dass verschiedene Modifikationen
an dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel vorgenommen sein
können. Obwohl das Hochleistungssystem 40 der
Motor des elektrischen Kraftlenkungssystems bei dem vorhergehenden
Ausführungsbeispiel ist, kann das Hochleistungssystem 40 andere
große Lasten, wie zum Beispiel Scheinwerfer, aufweisen.
Hier bedeutet der Ausdruck „Hochleistung” einen
großen betreibenden Strom, der verursachen kann, dass die
Spannung der ersten Batterie 60 in einem solchen Ausmaß fällt, dass
das elektronische System 70 fehlerhaft funktioniert, wie
zum Beispiel zurückgesetzt wird.
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Bei
dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel weist das elektronische
System 70, das mit der zweiten Batterie 60 verbunden
ist, einen Prozessor auf. Das elektronische System 70 kann
jedoch eines sein, das keinen Prozessor aufweist, wenn es ein System
ist, das mit einer stabilen betreibenden Spannung, die in der Amplitude
eine kleinere Variation hat, versorgt werden muss.
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Die
im Vorhergehenden erläuterten bevorzugten Ausführungsbeispiele
sind für die Erfindung der vorliegenden Anmeldung, die
allein durch die im Folgenden angehängten Ansprüche
beschrieben ist, exemplarisch. Es versteht sich von selbst, dass
Modifikationen der bevorzugten Ausführungsbeispiele vorgenommen
sein können, wie sie Fachleuten einfallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2005-124275 [0002]
- - JP 10-224987 [0002]