DE102012022462A1

DE102012022462A1 - Fahrzeugeigene elektrische Quelle und Steuer- bzw. Regelvorrichtung, entsprechendes Verfahren und Computerprogrammprodukt

Info

Publication number: DE102012022462A1
Application number: DE102012022462A
Authority: DE
Inventors: Masamitsu Yuhara; Kazuya Kotani; Hiroki Fujita
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2013-06-20
Anticipated expiration: 2032-11-16
Also published as: CN103158574A; US20130158763A1; DE102012022462B4; JP5880008B2; JP2013126819A; CN103158574B

Abstract

Bereitgestellt werden ein Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul, das konfiguriert ist zu bestimmen, ob oder ob nicht ein tatsächlicher Verschlechterungsgrad einen geschätzten Verschlechterungsgrad übersteigt, und zwar durch Vergleichen des von einem Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul detektierten tatsächlichen Verschlechterungsgrads mit dem von einem Geschätzter-Verschlechterungsgrad-Speichermodul gespeicherten geschätzten Verschlechterungsgrad, und ein Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul, das konfiguriert ist, eine Obergrenzspannung des Ladens eines Kondensators durch einen Generator auf eine Grenzspannung festzulegen, die niedriger ist als eine spezifizierte Spannung und einem Überschussgrad des tatsächlichen Verschlechterungsgrads über den geschätzten Verschlechterungsgrad entspricht, wenn bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine fahrzeugeigene elektrische Quelle, die einen Generator und einen Kondensator umfasst, eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung dafür, sowie ein Verfahren und ein Computerprogrammprodukt.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2010-160091 beispielsweise offenbart eine Arbeitsmaschine mit einer daran installierten elektromotorischen Maschine, bei der überschüssige kinetische Energie, die durch die elektromotorische Maschine erzeugt wird, in elektrische Energie umgewandelt wird und an einem Kondensator gespeichert wird. Dieser Kondensator verschlechtert sich durch seine Langzeitnutzung mit wiederholtem Laden und Entladen. Dementsprechend offenbart diese Patentschrift eine Bestimmung eines Verschlechterungsgrads des Kondensators durch Verwendung sowohl des Innenwiderstands als auch der Kapazität des Kondensators, um die Genauigkeit der Bestimmung zu verbessern.
Der Kraftstoffverbrauch (Benzineinsparung) eines Fahrzeugs, wie eines Kraftfahrzeugs, kann durch eine solche Konfiguration eingespart werden, dass ein schnell ladbarer Kondensator als Teil einer elektrischen Quelle verwendet wird und elektrische Energie (gewonnene Elektrizität) von einem Alternator bzw. Drehstromgenerator (Generator) während einer Verlangsamung des Fahrzeugs zu einer elektrischen Last bzw. einem elektrischen Verbraucher des Fahrzeugs geladen (gespeichert) und dann entladen wird. Dabei können die Effizienz des Ladens des Kondensators und die Speicherkapazität ordnungsgemäß durch Laden mit einer hohen Spannung des Generators erhöht werden, wodurch der Kraftstoffverbrauch weiter verbessert wird.
Das Laden des Kondensators mit hoher Spannung beschleunigt jedoch die Verschlechterung (insbesondere Abnahme der Kapazität) des Kondensators verglichen mit dem Laden des Kondensators mit niedriger Spannung, so dass die Sorge besteht, dass der Kondensator bis zum Ablauf der Garantiezeit nicht ordnungsgemäß funktionieren könnte. In diesem Fall kann keine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs erwartet werden.
Zwar kann der Verschlechterungsgrad des Kondensators gemäß dem oben beschriebenen Patentdokument bestimmt werden, aber dieses Patentdokument versäumt es zu offenbaren, wie die Verwendungsart des Kondensators basierend zu dieser Bestimmung zu steuern bzw. zu regeln bzw. zu kontrollieren ist, so dass es schwierig sein kann, die Lebensdauer bzw. Haltbarkeit des Kondensators zu verbessern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen Problematik geschaffen und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine fahrzeugeigene elektrische Quelle bereitzustellen, die den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs sowie die Lebensdauer des Kondensators verbessern kann. Ferner werden eine entsprechende Steuer- bzw. Regelvorrichtung und ein Verfahren bereitgestellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine fahrzeugeigene elektrische Quelle bereitgestellt, umfassend einen Generator, der von einem Motor angetrieben wird, um Elektrizität zu erzeugen, einen Kondensator, der elektrische Energie von dem Generator insbesondere während einer Verlangsamung eines Fahrzeugs speichert, um die Elektrizität an eine elektrische Last bzw. einen elektrischen Verbraucher des Fahrzeugs zu entladen, und einen Controller bzw. eine Steuer- bzw. Regeleinrichtung, der bzw. die enthält: ein Geschätzter-Verschlechterungsgrad-Speichermodul, das konfiguriert ist, einen geschätzten Verschlechterungsgrad des Kondensators bezüglich eines Lebenszyklus oder einer Lebensdauer des Kondensators (gegenüber einer Verwendungsdauer) vorher zu speichern, ein Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul, das konfiguriert ist, einen tatsächlichen Verschlechterungsgrad des Kondensators zu einem spezifizierten Zeitpunkt der Verwendungsdauer des Kondensators zu detektieren, ein Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul, das konfiguriert ist zu bestimmen, ob oder ob nicht der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad übersteigt, und zwar durch Vergleichen des von dem Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul detektierten tatsächlichen Verschlechterungsgrads mit dem von dem Geschätzter-Verschlechterungsgrad-Speichermodul gespeicherten geschätzten Verschlechterungsgrad, und ein Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul, das konfiguriert ist, eine Obergrenzspannung des Ladens des Kondensators durch den Generator auf eine Grenzspannung festzulegen, die niedriger ist als eine spezifizierte Spannung und einem Überschussgrad des tatsächlichen Verschlechterungsgrads über den geschätzten Verschlechterungsgrad entspricht, wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet.
Da die Obergrenzspannung des Ladens des Kondensators auf die Grenzspannung festgelegt ist, die niedriger ist als die spezifizierte Spannung, wenn der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet, das heißt wenn bestimmt wird, dass die Verschlechterung des Kondensators vor der geschätzten Verschlechterung auftreten kann, kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Verschlechterung des Kondensators auf nach der geschätzten Verschlechterung verzögert werden. Da die Grenzspannung eine Spannung ist, die dem Überschussgrad des tatsächlichen Verschlechterungsgrads über den geschätzten Verschlechterungsgrad entspricht, kann sie ferner auf eine angemessene Spannung gesteuert bzw. geregelt werden, die ermöglicht, die Verschlechterung des Kondensators auf nach der geschätzten Verschlechterung zu verzögern, ohne übermäßig verringert zu werden. Dementsprechend kann die Verschlechterung des Kondensators verzögert werden, wobei eine ordnungsgemäß hohe Ladeeffizienz des Kondensators beibehalten wird. Dabei kann die oben beschriebene spezifizierte Spannung ordnungsgemäß auf eine Spannung festgelegt sein, die ermöglicht, dass die Verschlechterung des Kondensators erheblich beschleunigt wird, wenn die Obergrenzspannung die spezifizierte Spannung übersteigt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul konfiguriert, die Obergrenzspannung auf die spezifizierte Spannung festzulegen, wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad nicht überschreitet. Dadurch wird ein Festlegen auf die spezifizierte Spannung höher als die Grenzspannung möglich, so dass die Ladeeffizienz des Kondensators erhöht werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die fahrzeugeigene elektrische Quelle ferner einen Kondensatortemperaturdetektor zum Detektieren einer Temperatur des Kondensators, wobei das Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul konfiguriert ist, die Grenzspannung gemäß der von dem Kondensatortemperaturdetektor detektierten Temperatur zu ändern, wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet. Im Allgemeinen tendiert die Verschlechterung des Kondensators dazu beschleunigt zu werden, wenn die Temperatur des Kondensators höher ist. Selbst wenn die Kondensatortemperatur hoch ist, kann daher die Grenzspannung eine angemessenere Spannung sein, die ermöglicht, die Verschlechterung des Kondensators sicher auf nach der geschätzten Verschlechterung zu verzögern, indem die Grenzspannung gemäß der Kondensatortemperatur verändert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul ein charakteristisches Kennfeld der spezifizierten Spannung gemäß der Temperatur des Kondensators auf und ist konfiguriert, wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet, ein charakteristisches Kennfeld der Grenzspannung gemäß der Temperatur des Kondensators aus dem charakteristischen Kennfeld der spezifizierten Spannung gemäß dem Überschussgrad des tatsächlichen Verschlechterungsgrads über den geschätzten Verschlechterungsgrad zu erstellen und die Grenzspannung basierend auf der von dem Kondensatortemperaturdetektor detektierten Temperatur und dem charakteristischen Kennfeld der Grenzspannung zu ändern. Dadurch können sowohl die spezifizierte Spannung als auch die Grenzspannung leicht auf angemessene Spannungen entsprechend der Kondensatortemperatur durch die charakteristischen Kennfelder festgelegt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul konfiguriert, die Detektion des tatsächlichen Verschlechterungsgrads des Kondensators jeden spezifizierten Zeitraum zu wiederholen, d. h. in vorbestimmten Zeitabständen bzw. -intervallen, das Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul ist konfiguriert, die Bestimmung dahingehend, ob oder ob nicht der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet, an jedem Zeitpunkt der Detektion des tatsächlichen Verschlechterungsgrads des Kondensators durch das Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul durchzuführen, und das Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul ist konfiguriert, die Obergrenzspannung auf die spezifizierte Spannung festzulegen, wenn bei einer vorhergehenden Bestimmung von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet, wodurch die Obergrenzspannung auf die Grenzspannung festgelegt wird, und dann bei einer gegenwärtigen Bestimmung von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad nicht überschreitet. Das heißt es gibt einen Fall, in dem, selbst wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul bei der vorhergehenden Bestimmung bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet, bei der gegenwärtigen Bestimmung bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad nicht überschreitet, indem die Obergrenzspannung auf die Grenzspannung festgelegt wird, wodurch die Verschlechterung des Kondensators auf nach der geschätzten Verschlechterung verzögert wird. In diesem Fall kann durch Festlegen der Obergrenzspannung auf die Grenzspannung die Effizienz des Ladens des Kondensators erhöht werden, so dass der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verbessert werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung für eine fahrzeugeigene elektrische Quelle bereitgestellt, die einen Generator, der von einem Motor angetrieben wird, um Elektrizität zu erzeugen, und einen Kondensator umfasst, der elektrische Energie von dem Generator insbesondere während einer Verlangsamung eines Fahrzeugs speichert, um die Elektrizität an eine elektrische Last bzw. einen elektrischen Verbraucher des Fahrzeugs zu entladen;
wobei die Steuer- bzw. Regelvorrichtung einen Controller bzw. eine Steuer- bzw. Regeleinrichtung umfasst, der bzw. die enthält:
ein Geschätzter-Verschlechterungsgrad-Speichermodul, das konfiguriert ist, einen geschätzten Verschlechterungsgrad des Kondensators bezüglich einer Verwendungsdauer oder einer Lebensdauer vorher zu speichern;
ein Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul, das konfiguriert ist, einen tatsächlichen Verschlechterungsgrad des Kondensators zu einem spezifizierten Zeitpunkt der Verwendungsdauer des Kondensators zu detektieren;
ein Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul, das konfiguriert ist zu bestimmen, ob oder ob nicht der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad übersteigt, und zwar durch Vergleichen des von dem Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul detektierten tatsächlichen Verschlechterungsgrads mit dem von dem Geschätzter-Verschlechterungsgrad-Speichermodul gespeicherten geschätzten Verschlechterungsgrad; und
ein Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul, das konfiguriert ist, eine Obergrenzspannung des Ladens des Kondensators durch den Generator auf eine Grenzspannung festzulegen, die niedriger ist als eine spezifizierte Spannung und einem Überschussgrad des tatsächlichen Verschlechterungsgrads über den geschätzten Verschlechterungsgrad entspricht, wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet.
Vorzugsweise ist das Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul konfiguriert, die Obergrenzspannung auf die spezifizierte Spannung festzulegen, wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad nicht überschreitet.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Steuern bzw. Regeln einer fahrzeugeigenen elektrischen Quelle bereitgestellt, umfassend die Schritte:
Erzeugen von Elektrizität durch einen Generator, der von einem Motor angetrieben wird;
Speichern von elektrischer Energie von dem Generator in einem Kondensator;
Speichern eines vorbestimmten geschätzten Verschlechterungsgrads des Kondensators bezüglich einer Verwendungsdauer;
Detektieren eines tatsächlichen Verschlechterungsgrads des Kondensators zu einem spezifizierten Zeitpunkt der Verwendungsdauer des Kondensators;
Vergleichen des tatsächlichen Verschlechterungsgrads mit dem geschätzten Verschlechterungsgrad; und
Festlegen einer Obergrenzspannung eines Ladens des Kondensators durch den Generator auf eine Grenzspannung, die niedriger ist als eine spezifizierte Spannung und einem Überschussgrad des tatsächlichen Verschlechterungsgrads über den geschätzten Verschlechterungsgrad entspricht, wenn bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner den Schritt des Detektierens einer Temperatur des Kondensators und des Änderns der Grenzspannung gemäß der detektierten Temperatur, wenn bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, umfassend computerimplementierte Instruktionen, die, wenn auf einem geeigneten System geladen und ausgeführt, die Schritte des oben genannten Verfahren durchführen können.
Andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich, die auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug nimmt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht, die eine Struktur eines Fahrzeugs zeigt, an dem eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung einer fahrzeugeigenen elektrischen Quelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung installiert ist.
2 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau der Steuer- bzw. Regelvorrichtung der fahrzeugeigenen elektrischen Quelle zeigt.
3 ist ein Graph, der ein charakteristisches Kennfeld einer spezifizierten Spannung und einer Grenzspannung für eine Temperatur eines Kondensators zeigt.
4 ist ein Graph, der ein Beispiel einer Änderung der Kapazität (tatsächlicher Verschlechterungsgrad) eines Kondensators zeigt, die durch eine Betätigung bzw. einen Betrieb eines Controllers bzw. einer Steuer- bzw. Regeleinrichtung bewirkt wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 zeigte eine Struktur eines Fahrzeugs 1, an dem eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung einer fahrzeugeigenen elektrischen Quelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung installiert ist. Die linke Seite in 1 entspricht der linken Seite des Fahrzeugs 1. Im Folgenden werden vorne, hinten, links, rechts, oben und unten bezüglich des Fahrzeugs 1 lediglich als vorne, hinten, links, rechts, oben und unten bezeichnet.
Ein Paar rechte und linke Vorderseitenrahmen 2, die sich im Wesentlichen longitudinal bzw. längs erstrecken, ist an in einer Fahrzeugbreitenrichtung (einer lateralen Richtung) gesehen beiden Endabschnitten eines vorderen Abschnitts des Fahrzeugs 1 angeordnet. Ein Raum bzw. Platz zwischen den Vorderseitenrahmen 2 ist ein Motorraum 3, wo ein Motor 40 vorgesehen ist. Ein hinterer Abschnitt jedes der Vorderseitenrahmen 2 ist ein Kickabschnitt 2a, dessen Ebene sich graduell zu einer hinteren Seite hin absenkt. Eine Trennwand bzw. ein Armaturenträger 5, die bzw. der einen Fahrzeuginnenraum von dem Motorraum 3 trennt, ist so vorgesehen, dass sie bzw. er sich in der Fahrzeugbreitenrichtung und einer vertikalen Richtung im Wesentlichen an derselben Längsposition wie der Kickabschnitt 2a erstreckt.
Ein Paar Aufhängungsmasten bzw. -dome 9 ist an in der Fahrzeugbreitenrichtung gesehen Außenseite des rechten und des linken Vorderseitenrahmens 2 vorgesehen. Jeweilige obere Endabschnitte des rechten und des linken Aufhängungsdoms 9 sind jeweils an einem Paar rechter und linker Schürzenverstärkungsglieder 8 fixiert bzw. befestigt, die sich im Wesentlichen longitudinal bzw. längs erstrecken, und jeweilige untere Endabschnitte der Aufhängungsdome 9 sind jeweils an den Vorderseitenrahmen 2 fixiert bzw. befestigt.
Quetschdosen 11 sind an jeweiligen vorderen Enden des rechten und des linken Vorderseitenrahmens 2 vorgesehen. Ein Flanschabschnitt 2a ist an dem vorderen Ende jedes der Vorderseitenrahmen 2 gebildet, und ein Flanschabschnitt 11a ist an einem hinteren Ende jeder der Quetschdosen 11 gebildet. Diese Flanschabschnitte 2a, 11a sind durch ein nicht dargestelltes Befestigungsglied (Bolzen bzw. Schrauben und Muttern) miteinander fixiert bzw. befestigt.
Vordere Enden der rechten und der linken Quetschdose 11 sind an jeweiligen rechten und linken beiden Endabschnitten einer Stoßfängerstange bzw. eines Stoßfängerträgers 12 befestigt, die bzw. der sich in der Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt. Der Stoßfängerträger 12 ist im Inneren eines vorderen Stoßfängers, nicht dargestellt, vorgesehen, der an einem vorderen Endabschnitt des Fahrzeugs 1 vorgesehen ist, und nimmt eine Aufpralllast bei einem Frontalzusammenstoß des Fahrzeugs 1 auf. Die rechte und die linke Quetschdose 11 zerquetschen longitudinal bzw. längs, wenn der Stoßfängerträger 12 die Aufpralllast bei einem Frontalzusammenstoß des Fahrzeugs 1 von vorne aufnimmt, um die Aufprallabsorption durchzuführen. Dabei kann die Aufprallabsorption bei einem leichten Zusammenstoß sachgemäß durchgeführt werden, indem nur die Quetschdosen 11 zerquetschen. Bei einem schweren Zusammenstoß kann jedoch die Aufprallabsorption sachgemäß durchgeführt werden, indem sowohl die Quetschdosen 11 zerquetschen als auch die Vorderseitenrahmen 2 longitudinal zerquetschen.
Ein unterer Endabschnitt der Trennwand 5 ist mit einem vorderen Endabschnitt des Bodenblechs 15 verbunden, das eine Bodenfläche des Fahzeuginnenraums bildet.
Das Bodenblech 15 umfasst einen vorderen Bodenabschnitt 15a und einen hinteren Bodenabschnitt 15b, der hinter dem vorderen Bodenabschnitt 15a positioniert ist und sich von einem hinteren Ende des vorderen Bodenabschnitts 15a zu einer höheren Position erhebt.
Eine Elektrizitätsspeichervorrichtung 43 ist auf der in der Fahrzeugbreitenrichtung gesehen Außenseite (linken Seite) des linken Vorderseitenrahmens 5 vorgesehen, das heißt an einer Position nahe eines links-außenseitigen Abschnitts des Motorraums 3 und zwischen dem Vorderrad und der Quetschdose 11 in der. Längsrichtung. Diese Elektrizitätsspeichervorrichtung 43 besteht aus einem Kondensator. Die Elektrizitätsspeichervorrichtung 43 ist an dem Flanschabschnitt 2a des linken Vorderseitenrahmens 2 oder einem Flanschabschnitt 11a der linken Quetschdose 11 (einem Flanschabschnitt, der mit dem Flanschabschnitt 2a des linken Vorderseitenrahmens 2 verbunden ist) gestützt bzw. getragen. Somit muss bzw. kann die Elektrizitätsspeichervorrichtung 43 keinen unsachgemäßen Wärmeeinfluss von dem Motor 40 erhalten, um effizient durch die Fahrtluft des Fahrzeugs gekühlt zu werden. Ferner kann die Elektrizitätsspeichervorrichtung 43 die Aufprallabsorptionsleistung der Quetschdosen 15 bei dem Frontalzusammenstoß (leichter. Zusammenstoß) des Fahrzeugs sowie die Aufprallabsorptionsleistung der Vorderseitenrahmen 2 bei dem Frontalzusammenstoß (schwerer Zusammenstoß) des Fahrzeugs 1 nicht blockieren.
Eine Batterie 44, die aus einer normalen Bleibatterie besteht, ist an einem linken hinteren Seitenabschnitt in dem Motorraum 3 vorgesehen. Diese Batterie 44 ist an dem linken Vorderseitenrahmen 2 über eine Batterieträger- bzw. -stützhalterung bzw. -träger 48 getragen bzw. gestützt, die bzw. der unterhalb der Batterie 44 angeordnet ist.
Ein DC/DC-Wandler bzw. Gleichstromwandler 50 ist zwischen dem linksseitigen Vordersitz 21 (Sitzpolster) und dem Bodenblech 15 (vorderer Bodenabschnitt 15a) angeordnet. Dieser DC/DC-Wandler 50 ist an einem spezifizierten Abschnitt des Bodenblechs 15 zwischen dem vorderen Querglied 16 und dem hinteren Querglied 17 über einen Träger bzw. eine Halterung 57 gestützt bzw. getragen, der bzw. die über dem DC/DC-Wandler 50 vorgesehen ist. Ein vorderer Endabschnitt der Halterung 57 ist an einer oberen Fläche des vorderen Querglieds fixiert bzw. befestigt, und ein hinterer Endabschnitt der Halterung 57 ist an dem Bodenblech 15 über einen Stütz- bzw. Trägerabschnitt, nicht dargestellt, fixiert bzw. befestigt, der so vorgesehen ist, dass er an der oberen Fläche des Bodenblechs 15 vorragt. Somit ist der DC/DC-Wandler 50 an dem Bodenblech in einem Zustand gestützt bzw. getragen, in dem er über und weg von dem Bodenblech 15 (vorderen Bodenblech 15a) positioniert ist. Dadurch entsteht ein Spalt zwischen einer Wärmesenke, nicht dargestellt, die an einer unteren Fläche des DC/DC-Wandlers 50 vorgesehen ist, und dem Bodenblech 15, so dass die von dem DC/DC-Wandler 50 erzeugte Wärme ausreichend von der Wärmesenke abgestrahlt werden kann. Dabei kann die Halterung 57 auch den DC/DC-Wandler 50 vor einer Spitze eines Fußes eines Fahrgasts schützen, der auf dem Rücksitz 22 sitzt, wenn der Fuß in einen Raum zwischen dem Vordersitz 21 (Sitzpolster) und dem Bodenblech 15 kommt.
Während ein Betriebszustand und ein Stoppzustand des DC/DC-Wandlers 50 durch die Steuerung bzw. Regelung der Steuer- bzw. Regeleinrichtung 70 umschaltbar sind, wird der DC/DC-Wandler 50 im Grund in dem Betriebszustand während eines EIN-Zustands eines Zündschalters des Fahrzeugs 1 gesteuert bzw. geregelt.
2 zeigt Elektrizitätsverbindungsbeziehungen des Generators 41, der Elektrizitätsspeichervorrichtung 43, der Batterie 44, des DC/DC-Wandlers 50 und einer elektrischen Last bzw. eines elektrischen Verbrauchers 45 eines Fahrzeugs.
Während der Verlangsamung des Fahrzeugs 1 wird der Generator 41 in dem Erzeugungszustand durch die Steuer- bzw. Regeleinrichtung 70 gesteuert bzw. geregelt, wodurch die kinetische Energie des Fahrzeugs 1 in die elektrische Energie (die erzeugte Elektrizität) umgewandelt wird. Die erzeugte Elektrizität (gewonnene Elektrizität) wird an dem Kondensator der Elektrizitätsspeichervorrichtung 43 gespeichert (im Folgenden einfach als „Kondensator” bezeichnet). Das heißt der Kondensator lädt die elektrische Energie, die von dem Generator 41 zugeführt wird.
Ferner wird der Generator 41 auch in dem Elektrizitätserzeugungszustand durch die Steuer- bzw. Regeleinrichtung 70 gesteuert bzw. geregelt, wenn die Lademenge bzw. der Ladebetrag des Kondensators abnimmt (die von einem Spannungsdetektor 61 detektierte Spannung unter eine Standardspannung absinkt), wodurch die erzeugte Elektrizität an dem Kondensator gespeichert wird. Dann entlädt der Kondensator die gespeicherte Energie an den elektrischen Fahrzeugverbraucher 45. Der elektrische Fahrzeugverbraucher 45 ist beispielsweise eine Audiovorrichtung, Navigationsvorrichtung, Beleuchtungsvorrichtung oder dergleichen. Ferner wird die zusätzliche Elektrizität, die nicht von dem elektrischen Fahrzeugverbraucher 45 verbraucht wurde, der Batterie 44 zugeführt und an dieser gespeichert, um die Elektrizität dem elektrischen Fahrzeugverbraucher 45 zuzuführen.
Die Elektrizitätszufuhr an den elektrischen Fahrzeugverbraucher 45 von dem Kondensator wird über den DC/DC-Wandler 50 durchgeführt. Der DC/DC-Wandler 50 senkt die Spannung der von dem Kondensator (oder dem Generator 41) zugeführten Elektrizität und führt die Elektrizität der Batterie 44 und dem elektrischen Fahrzeugverbraucher 45 zu. Das heißt, da die Spannung (die geladene Spannung bzw. Ladespannung des Generators 41 an den Kondensator) auf der Seite des Generators 41 und des Kondensators höher ist als diejenige (12–14 V) auf der Seite der Batterie 44 und des elektrischen Fahrzeugverbrauchers 45, wird diese Art von DC/DC-Wandler 50 bereitgestellt. Das liegt daran, dass eine höhere Ladespannung des Kondensators durch den Generator 41 die Effizienz des Ladens verbessern kann und die Speicherkapazität erhöhen kann. Die Ladespannung des Kondensators durch den Generator 41 (die Elektrizitätserzeugungsspannung durch den Generator 41) ist auf eine spezifizierte Spannung zwischen einer Obergrenzspannung, die nachstehend beschrieben wird, und einer Untergrenzspannung festgelegt, die etwas höher ist als die Spannung auf der Seite der Batterie 44 und des elektrischen Fahrzeugverbrauchers 45.
Ein Spannungsdetektor 61 und ein Temperaturdetektor 62 sind an der Elektrizitätsspeichervorrichtung 43 bereitgestellt. Der Spannungsdetektor 61 detektiert die Spannung des Kondensators. Die Spannung des Kondensators ist gleich der Ladespannung des Kondensators durch den Generator 41 (die Elektrizitätserzeugungsspannung durch den Generator 41) während des Ladens des Kondensators durch den Generator 41, wohingegen sie gleich der Entladespannung während des Entladens aus bzw. von dem Kondensator ist. Der Temperaturdetektor 62 detektiert die Temperatur des Kondensators.
Die Steuer- bzw. Regeleinrichtung 70 besteht aus einem gut bekannten Mikrocomputer und enthält eine zentrale Recheneinheit (CPU; Engl.: central processing unit), die Programme ausführt, einen Speicher, der beispielsweise aus RAM und ROM besteht und Programme und Daten speichert, und eine Schnittstelle zur Eingabe/Ausgabe verschiedener Signale.
In die Steuer- bzw. Regeleinrichtung 70 werden Detektionsinformationen von dem Spannungsdetektor 61 und dem Temperaturdetektor 62 sowie eines Fahrzeuggeschwindigkeitssensors (nicht dargestellt), der eine Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs 1 detektiert, eines Gaspedalwinkelsensors (nicht dargestellt), der einen Gaspedalöffnungswinkel detektiert, der einem Betätigungsbetrag eines Gaspedals des Fahrzeugs 1 entspricht, eines Bremssensors (nicht dargestellt), der ein Pressen bzw. Niederdrücken eines Bremspedals des Fahrzeugs 1 detektiert, und dergleichen eingegeben. Die Steuer- bzw. Regeleinrichtung 70 steuert bzw. regelt Operationen des Generators 41 und des DC/DC-Wandlers 50 basierend auf den Eingabeinformationen.
Der Kondensator tendiert dazu, sich graduell während seines Gebrauchs (Laden und Entladen) zu verschlechtern (insbesondere nimmt die Kapazität ab), und diese Verschlechterung des Kondensators kann noch beschleunigt werden, wenn die Elektrizitätserzeugungsspannung durch den Generator 41 (die Spannung (Ladespannung), die von dem Generator 41 an den Kondensator angelegt wird) höher ist. Insbesondere wenn die Elektrizitätserzeugungsspannung durch den Generator 41 die spezifizierte Spannung überschreitet kann die Verschlechterung des Kondensators erheblich beschleunigt werden. Daher wird die Steuer- bzw. Regeleinrichtung 70 dahingehend betätigt bzw. betrieben, die Obergrenzspannung des Ladens des Kondensators durch den Generator 41 (die Elektrizitätserzeugungsspannung) zu verringern, wenn die Verschlechterung des Kondensators vor der geschätzten Verschlechterung auftreten kann, wodurch die Verschlechterung des Kondensators verzögert wird.
Genauer gesagt enthält die Steuer- bzw. Regeleinrichtung 70 ein Geschätzter-Verschlechterungsgrad-Speichermodul 70a zum vorherigen Speichern eines geschätzten Verschlechterungsgrads des Kondensators bezüglich eines Lebenszyklus oder einer Lebensdauer (gegenüber einer Verwendungsdauer), ein Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul 70b zum Detektieren eines tatsächlichen Verschlechterungsgrads des Kondensators zu einem spezifizierten Zeitpunkt des Lebenszyklus (der Verwendungsdauer) des Kondensators (bei der vorliegenden Ausführungsform jeder spezifizierte Zeitraum), ein Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul 70c und ein Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul 70d.
Das Geschätzter-Verschlechterungsgrad-Speichermodul 70a speichert, als den geschätzten Verschlechterungsgrad, einen geschätzten Wert ΔCa, der dem entspricht, wie stark die Kapazität des Kondensators von seinem Anfangswert gemäß dem Verstreichen der Zeit nach dem Start der Verwendung des Kondensators bei der vorliegenden Ausführungsform abnimmt. Der geschätzte Wert ΔCa ist ein vorbestimmter Wert, und zwar durch ein Experiment wiederholten Ladens und Entladens, das an bzw. mit dem Kondensator durchgeführt wird. Wenn die Verschlechterung des Kondensators gemäß diesem geschätzten Verschlechterungsgrad fortschreitet, kann der Kondensator ordnungsgemäß bis zum Ablauf der Garantiezeit funktionieren. Dementsprechend wird die oben beschriebene Obergrenzspannung jeden oben beschriebenen spezifizierten Zeitraum wie nachfolgend beschrieben festgelegt, so dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad nicht überschreitet. Das heißt, man kann sagen, dass der geschätzte Verschlechterungsgrad ein Ziel- bzw. Sollverschlechterungsgrad ist. Zwar ist es bevorzugt, dass der oben beschriebene spezifizierte Zeitraum einige Tage oder etwa eine Woche beträgt, aber mehrere Monate oder etwa ein Jahr können auch möglich sein.
Das Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul 70b detektiert den tatsächlichen Verschlechterungsgrad des Kondensators auf nachstehend beschriebene Weise. Das heißt das Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul 70b führt einen Tatsächliche-Verschlechterung-Detektionsmodus zu dem Zeitpunkt des oben beschriebenen spezifizierten Zeitraums durch (wenn die verstrichene Zeit ab Beginn der Verwendung des Kondensator t wird). Dieser Tatsächliche-Verschlechterung-Detektionsmodus ist ein spezifizierter Modus, in dem der Generator 41 in den Nichtelektrizitätserzeugungszustand geschaltet wird bzw. ist, wodurch von dem Kondensator zu einem Register (Widerstandswert R) entladen wird, nicht dargestellt. In diesem Modus ist der DC/DC-Wandler 50 in dem Stoppzustand, so dass die Elektrizität dem elektrischen Fahrzeugverbraucher von der Batterie 44 zugeführt wird.
Das Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul 70b gibt die Spannungen, die von dem Spannungsdetektor 61 detektiert werden, zu zwei Zeitpunkten, die voneinander durch eine spezifizierte Zeit tw entfernt sind, während des oben beschriebenen Entladens zu dem Widerstand ein. Die detektierte Spannung zu dem Anfangszeitpunkt ist V1, und die detektierte Spannung zu dem späteren Zeitpunkt ist V2. Die detektierte Spannung während des Entladens verringert sich gemäß dem Verstreichen der Zeit, so dass V2 kleiner ist als V1 (V2 < V1). Das Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul 70b berechnet den Widerstand C des Kondensators durch die folgende Gleichung. C = –(tw/R)·[1/ln(V2/V1)]
Dabei ist In der natürliche Logarithmus und ln(V2/V1) ist eine negative Zahl.
Das Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul 70b gewinnt einen Abnahmewert ΔCb(t) (= C0 – C), der dem entspricht, wie stark der oben beschriebene Widerstand C von dem Anfangswert CO zu dem oben beschriebenen spezifizierten Zeitpunkt abnimmt (die verstrichene Zeit (t) nach dem Beginn der Verwendung des Kondensators). Bei der vorliegenden Ausführungsform wird dieser Abnahmewert ΔCb(t) als der tatsächliche Verschlechterungsgrad detektiert.
Das oben beschriebene Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul 70c bestimmt, ob oder ob nicht der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet, und zwar durch Vergleichen des tatsächlichen Verschlechterungsgrads, der durch das Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul 70b detektiert wird, mit dem geschätzten Verschlechterungsgrad, das von dem Geschätzter-Verschlechterungsgrad-Speichermodul 70a gespeichert wird, und entspricht den Detektionszeitpunkten des tatsächlichen Verschlechterungsgrads zu jedem der Detektionszeitpunkte des tatsächlichen Verschlechterungsgrads des Kondensators durch das Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul 70b.
Genauer gesagt gibt das Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul 70c den Abnahmewert ΔCb(t) von dem Geschätzter-Verschlechterungsgrad-Speichermodul 70a ein und gibt auch einen geschätzten Wert ΔCa(t) ein, der dem gespeicherten geschätzten Wert ΔCa zu dem Detektionszeitpunkt (der verstrichenen Zeit (t) nach dem Beginn der Verwendung des Kondensators) des Abnahmewerts ΔCb(t) von dem Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul 70b entspricht. Dann gewinnt bei der vorliegenden Ausführungsform das Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul 70c ΔCa(t)/t (= α(t)) sowie ΔCb(t)/t (= β(t)). Ein Wert β(t)), in einem Graph mit der Abszissenachse als Zeit und der Ordinatenachse als Kodensatorwiderstand, entspricht einer Neigung (negativer Wert) einer geraden Linie (L1, L2, L3 in 4), die einen Änderung des Widerstands des Kondensators in einem spezifizierten Zeitraum (t) ab Beginn der Verwendung des Kondensators bis zu einem aktuellen Zeitpunkt zeigt, wenn der tatsächliche Verschlechterungsgrad detektiert wird. Ein Wert α(t) entspricht der Neigung des geschätzten Werts ΔCa(t). Ein Fall, in dem β(t) größter ist als α(t), bedeutet, dass die Verschlechterung des Kondensators vor der geschätzten Verschlechterung (Verschlechterungsziel) beschleunigt wird (das heißt der tatsächliche Verschlechterungsgrad überschreitet den geschätzten Verschlechterungsgrad).
Es wird bestimmt, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet, wenn β(t) größer ist als α(t). Indes wird bestimmt, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad nicht überschreitet, wenn β(t) kleiner ist als α(t). Dabei kann auch ein Vergleich von ΔCa(t) mit ΔCb(t) oder ein Vergleich von ΔCa(t)/CO mit ΔCb(t)/CO (eine Rate des Abnahmewerts gegenüber dem Anfangswert) anstelle des Vergleichs von α(t) mit β(t) angewandt werden.
Das Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul 70d legt die Obergrenzspannung des Ladens des Kondensators durch den Generator 41 (die Obergrenzspannung der Elektrizitätserzeugung durch den Generator 4) auf eine spezifizierte Spannung fest, wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul 70c bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad nicht überschreitet. Die oben beschriebene spezifizierte Spannung ist eine Spannung mit einem Wert (beispielsweise 25 V), der die Verschlechterung des Kondensators erheblich beschleunigen kann, wenn die Obergrenzspannung diese spezifizierte Spannung überschreitet.
Indes legt das Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul 70d die Obergrenzspannung des Ladens des Kondensators durch den Generator 41 auf eine Grenzspannung fest, die niedriger ist als die oben beschriebene spezifizierte Spannung und einem Überschussgrad des tatsächlichen Verschlechterungsgrads über den geschätzten Verschlechterungsgrad entspricht, wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul 70c bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet. Die oben beschriebene Grenzspannung ist eine Spannung mit einem Wert, der erhalten wird, indem bei der vorliegenden Ausführungsform die oben beschriebene spezifizierte Spannung mit einem Verschlechterungsverhältnis ω(t) multipliziert wird. Dieses Verschlechterungsverhältnis ω(t) ist α(t)/β(t), und wenn β(t) größer ist als α(t) (wenn bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet), ist das Verschlechterungsverhältnis ω(t) weniger als 1 und wird kleiner, wenn β(t) größer wird. Dementsprechend ist die Grenzspannung niedriger als die spezifizierte Spannung und wird niedriger, wenn der Überschuss des tatsächlichen Verschlechterungsgrads über den geschätzten Verschlechterungsgrad größer wird.
Die spezifizierte Spannung und die Grenzspannung werden gemäß der Temperatur (der Temperatur des Kondensators) geändert, die von dem Temperaturdetektor 62 detektiert wird. Das heißt das Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul 70d enthält ein charakteristisches Kennfeld der spezifizierten Spannung für die Temperatur des Kondensators (siehe eine unterbrochene Linie in 3) und ändert die spezifizierte Spannung basierend auf der von dem Temperaturdetektor 62 detektierten Temperatur und diesem charakteristischen Kennfeld der spezifizierten Spannung (in einem Beispiel von 3, wenn die Kondensatortemperatur eine Verwendungszulässigkeitstemperatur oder niedriger ist, welche die Verschlechterung des Kondensators nicht beeinflusst, ist die spezifizierte Spannung konstant und gleich einer Verwendungsgrenzspannung, wohingegen wenn die Kondensatortemperatur innerhalb eines Bereichs von der Verwendungszulässigkeitstemperatur zu einer Verwendungsgrenzentemperatur ist, welche die Verschlechterung des Kondensators erheblich beeinflussen können, die spezifizierte Spannung gemäß der Temperatur festgelegt wird). Das Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul 70d erstellt ein charakteristisches Kennfeld der oben beschriebenen Grenzspannung für die Kondensatortemperatur aus dem oben beschriebenen charakteristischen Kennfeld der spezifizierten Spannung gemäß dem Überschussgrad des tatsächlichen Verschlechterungsgrads über den geschätzten Verschlechterungsgrad, wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul 70c bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet. Genauer gesagt wird dieses charakteristische Kennfeld (siehe eine durchgezogene Linie in 3) der Grenzspannung durch Multiplizieren der spezifizierten Spannung entsprechend den jeweiligen Temperaturen in dem charakteristischen Kennfeld der spezifizierten Spannung mit dem Wert des Verschlechterungsverhältnisses ω(t) (< 1) erstellt. Das Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul 70d ändert die Grenzspannung basierend auf der von dem Temperaturdetektor 62 detektierten Temperatur und diesem charakteristischen Kennfeld der Grenzspannung (in dem Beispiel von 3, die Grenzspannung ist konstant und gleich der Verwendungsgrenzspannung × xω(t), wenn die Kondensatortemperatur die oben beschriebene Verwendungszulässigkeitstemperatur oder niedriger ist).
Die Steuer- bzw. Regeleinrichtung 70 steuert bzw. regelt den Betrieb des Generators 41, so dass die Obergrenzspannung der Elektrizitätserzeugung durch den Generator 41 die Obergrenzspannung (die spezifizierte Spannung oder die Grenzspannung) sein kann, die von dem Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul 70d festgelegt wird.
Ein Beispiel der Änderung des Widerstands (des tatsächlichen Verschlechterungsgrads) durch den Betrieb der oben beschriebenen Steuer- bzw. Regeleinrichtung ist in 4 gezeigt. Bei diesem Beispiel von 4 nimmt hinsichtlich der geschätzten Verschlechterung, die an dem Geschätzter-Verschlechterungsgrad-Speichermodul 70a gespeichert wird, der Widerstand des Kondensators von dem Beginn der Verwendung des Kondensators entlang der geraden Linie L (einer unterbrochenen Zweipunktlinie) ab und der tatsächliche Verschlechterungsgrad nimmt ab, wie es durch eine durchgezogene Linie gezeigt ist.
Jedes mal, wenn die verstrichene Zeit t ab dem Beginn der Verwendung des Kondensators t1, t2 (= 2t1), t3 (= 3t1)... erreicht, wird der tatsächliche Verschlechterungsgrad von dem Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul 70b detektiert. Die Obergrenzspannung des Ladens des Kondensators durch den Generator 41 wird auf die oben beschriebene spezifizierte Spannung bis zu dem ersten Detektionszeitpunkt t1 des tatsächlichen Verschlechterungsgrads festgelegt.
Man nehme an, dass die Kapazität des Kondensators C1 ist und der Abnahmewert ΔCb(t1) (= C0–C1) zu dem Zeitpunkt t1 ist. Der Wert des Abnahmewerts ΔCb(t1) ist größer als der geschätzte Wert ΔCa(t1) entsprechend diesem Detektionszeitpunkt.
Das heißt die Neigung β(t1) der geraden Linie L1, die einen Koordinatenpunkt (0, C0) und einen Koordinatenpunkt (t1, C1) (= ΔCb(t1)/t1) verbindet, ist größer als die Neigung α(t1) der geraden Linie L (= ΔCa(t1)/t1), und die Verschlechterung des Kondensators wird vor der geschätzten Verschlechterung (der Ziel- bzw. Sollverschlechterung) beschleunigt.
Das Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul 70c bestimmt daraus, dass β(t1) größer ist als α(t1), dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet. Dadurch erstellt das Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul 70d das charakteristische Kennfeld des Grenzwerts aus dem charakteristischen Kennfeld der spezifizierten Spannung und legt die Grenzspannung basierend auf der Kondensatortemperatur und dem charakteristischen Kennfeld der Grenzspannung fest. Die oben beschriebene Grenzspannung weist einen Wert auf, der durch Multiplizieren der spezifizierten Spannung mit dem Verschlechterungsverhältnis ω(t1) gewonnen wird.
Somit wird die Obergrenzspannung des Ladens des Kondensators durch den Generator 41 (die Obergrenzspannung der Elektrizitätserzeugung durch den Generator 41) auf die Grenzspannung niedriger als die oben beschriebene spezifizierte Spannung festgelegt, so dass die Verschlechterung des Kondensators auf nach der geschätzten Verschlechterung (der Sollverschlechterung) verzögert werden kann.
Wenn bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad zu dem Zeitpunkt t1 nicht überschreitet, wird die oben beschriebene Obergrenzspannung auf der oben beschriebenen spezifizierten Spannung belassen.
Nun nehme man an, dass der Widerstand des Kondensators C2 ist und der Abnahmewert ΔCb(t2) (= C0 – C2) zu dem nächsten Detektionszeitpunkt t2 des tatsächlichen Verschlechterungsgrads ist. Der Wert des Abnahmewerts ΔCb(t2) ist niedriger als der geschätzte Wert ΔCa(t2) entsprechend diesem Detektionszeitpunkt.
Das heißt die Neigung β(t2) der geraden Linie L2, die den Koordinatenpunkt (0, C0) und einen Koordinatenpunkt (t2, C2) (= ΔCb(t2)/t2) verbindet, ist geringer als die Neigung á(t1) der geraden Linie L (= ΔCa(t2)/t2), und die Verschlechterung des Kondensators wird auf nach der geschätzten Verschlechterung (der Sollverschlechterung) verzögert. Dies liegt daran, dass die Verschlechterung des Kondensators durch Begrenzen der Obergrenzspannung des Ladens des Kondensators durch den Generator 41 auf die Grenzspannung verzögert wird. In dem Beispiel von 4, α(t2) = α(t1).
Das Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul 70c bestimmt daraus, dass β(t2) kleiner ist als α(t1), dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad nicht überschreitet.
Das Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul 70d legt die Obergrenzspannung auf die spezifizierte Spannung fest, wenn zu diesem Zeitpunkt (dem Zeitpunkt t2) von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul 70c bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad nicht überschreitet, und zwar in einem Fall, in dem zu dem vorhergehenden Zeitpunkt (dem Zeitpunkt t1) von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul 70c bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet, wodurch die Obergrenzspannung auf die Grenzspannung festgelegt wird.
Wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul 70c bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet, wird die Obergrenzspannung auf die Grenzspannung festgelegt. In diesem Fall jedoch wird die Grenzspannung ein Wert, der durch Multiplizieren der spezifizierten Spannung mit dem Verschlechterungsverhältnis ω(t2) (= α(t2)/β(t2)) gewonnen wird.
Man nehme ferner an, dass der Widerstand des Kondensators C3 ist und der Abnahmewert ΔCb(t3) (= C0 – C3) zu dem nächsten Detektionszeitpunkt t3 des tatsächlichen Verschlechterungsgrads ist. Der Wert des Abnahmewerts ΔCb(t3) ist, wie in dem Fall des Detektionszeitpunkts t1, größer als der geschätzte Wert ΔCa(t3) entsprechend diesem Detektionszeitpunkt. Das heißt die Neigung β(t3) der geraden Linie L3, die den Koordinatenpunkt (0, C0) und einen Koordinatenpunkt (t3, C3) (= ΔCb(t3)/t3) verbindet, ist größer als die Neigung α(t3) der geraden Linie L (= ΔCa(t3)/t3), und die Verschlechterung des Kondensators wird vor der geschätzten Verschlechterung (der Sollverschlechterung) beschleunigt. In dem Beispiel von 4, α(t3) = α(t2) = α(t1).
Das Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul 70c bestimmt daraus, dass β(t3) größer ist als α(t3), dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet. Dadurch erstellt das Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul 70d das charakteristische Kennfeld des Grenzwerts aus dem charakteristischen Kennfeld der spezifizierten Spannung und legt die Grenzspannung basierend auf der Kondensatortemperatur und dem charakteristischen Kennfeld der Grenzspannung fest. Die oben beschriebene Grenzspannung weist einen Wert auf, der durch Multiplizieren der spezifizierten Spannung mit dem Verschlechterungsverhältnis ω(t3) (= α(t3)/β(t3)) gewonnen wird.
Da die Obergrenzspannung des Ladens des Kondensators auf die Grenzspannung niedriger als die spezifizierte Spannung des Falls festgelegt wird, in dem bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad nicht überschreitet, wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul 70c bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Verschlechterung des Kondensators auf nach der geschätzten Verschlechterung verzögert werden. Da ferner die Grenzspannung die Spannung ist, die dem Überschussgrad des tatsächlichen Verschlechterungsgrads über den geschätzten Verschlechterungsgrad entspricht, kann sie auf eine geeignete Spannung gesteuert bzw. geregelt werden, die ermöglicht, dass die Verschlechterung des Kondensators auf nach der geschätzten Verschlechterung verzögert wird, ohne übermäßig verringert zu werden. Dementsprechend kann die Verschlechterung des Kondensators verzögert werden, wobei eine ordnungsgemäß hohe Ladeeffizienz des Kondensators beibehalten wird. Da ferner die Obergrenzspannung auf die oben beschriebene spezifizierte Spannung festgelegt wird, wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul 70c bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad nicht überschreitet, kann die Ladeeffizienz des Kondensators erhöht werden. Dadurch kann die Lebensdauer bzw. Haltbarkeit des Kondensators verbessert werden, was den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs 1 verbessert.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und jegliche andere Modifikationen oder Verbesserungen können innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, wie er durch die Ansprüche definiert ist.
Zwar wird bei der oben beschriebenen Ausführungsform beispielsweise der Widerstand des Kondensators als ein Element zum Bestimmen des Verschlechterungsgrads verwendet, aber der Innenwiderstand kann als das Element der Verschlechterungsgradbestimmung verwendet werden, da der Innenwiderstand eine ähnliche Tendenz zeigt.
Zwar werden bei der oben beschriebenen Ausführungsform die spezifizierte Spannung und die Grenzspannung gemäß der von dem Temperaturdetektor 62 detektierten Temperatur (der Kondensatortemperatur) geändert, aber entweder die spezifizierte Spannung oder die Grenzspannung kann auf eine konstante Spannung ungeachtet der Temperatur des Kondensators festgelegt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-160091 [0002]

Claims

Fahrzeugeigene elektrische Quelle, umfassend: einen Generator (41), der von einem Motor (40) angetrieben wird, um Elektrizität zu erzeugen; einen Kondensator (43), der elektrische Energie von dem Generator (41) insbesondere während einer Verlangsamung eines Fahrzeugs (1) speichert, um die Elektrizität an einen elektrischen Verbraucher (45) des Fahrzeugs (1) zu entladen; und eine Steuer- bzw. Regeleinrichtung (70), enthaltend: ein Geschätzter-Verschlechterungsgrad-Speichermodul (70a), das konfiguriert ist, einen geschätzten Verschlechterungsgrad des Kondensators (43) bezüglich einer Verwendungsdauer vorher zu speichern; ein Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul (70b), das konfiguriert ist, einen tatsächlichen Verschlechterungsgrad des Kondensators (43) zu einem spezifizierten Zeitpunkt der Verwendungsdauer des Kondensators (43) zu detektieren; ein Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul (70c), das konfiguriert ist zu bestimmen, ob oder ob nicht der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad übersteigt, und zwar durch Vergleichen des von dem Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul (70b) detektierten tatsächlichen Verschlechterungsgrads mit dem von dem Geschätzter-Verschlechterungsgrad-Speichermodul (70a) gespeicherten geschätzten Verschlechterungsgrad; und ein Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul (70d), das konfiguriert ist, eine Obergrenzspannung des Ladens des Kondensators (43) durch den Generator (41) auf eine Grenzspannung festzulegen, die niedriger ist als eine spezifizierte Spannung und einem Überschussgrad des tatsächlichen Verschlechterungsgrads über den geschätzten Verschlechterungsgrad entspricht, wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul (70c) bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet.
Fahrzeugeigene elektrische Quelle nach Anspruch 1, wobei das Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul (70d) konfiguriert ist, die Obergrenzspannung auf die spezifizierte Spannung festzulegen, wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul (70c) bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad nicht überschreitet.
Fahrzeugeigene elektrische Quelle nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend einen Kondensatortemperaturdetektor (62) zum Detektieren einer Temperatur des Kondensators (43), wobei das Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul (70d) konfiguriert ist, die Grenzspannung gemäß der von dem Kondensatortemperaturdetektor (62) detektierten Temperatur zu ändern, wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul (70c) bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet.
Fahrzeugeigene elektrische Quelle nach Anspruch 3, wobei das Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul (70d) ein charakteristisches Kennfeld der spezifizierten Spannung gemäß der Temperatur des Kondensators (43) aufweist und konfiguriert ist, wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul (70c) bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet, ein charakteristisches Kennfeld der Grenzspannung gemäß der Temperatur des Kondensators (43) aus dem charakteristischen Kennfeld der spezifizierten Spannung gemäß dem Überschussgrad des tatsächlichen Verschlechterungsgrads über den geschätzten Verschlechterungsgrad zu erstellen und die Grenzspannung basierend auf der von dem Kondensatortemperaturdetektor (62) detektierten Temperatur und dem charakteristischen Kennfeld der Grenzspannung zu ändern.
Fahrzeugeigene elektrische Quelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul (70b) konfiguriert ist, die Detektion des tatsächlichen Verschlechterungsgrads des Kondensators jeden spezifizierten Zeitraum zu wiederholen, das Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul (70c) konfiguriert ist, die Bestimmung dahingehend, ob oder ob nicht der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet, zu jedem Zeitpunkt der Detektion des tatsächlichen Verschlechterungsgrads des Kondensators (43) durch das Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul (70b) durchzuführen, und das Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul (70d) konfiguriert ist, die Obergrenzspannung auf die spezifizierte Spannung festzulegen, wenn bei einer vorhergehenden Bestimmung von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul (70c) bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet, wodurch die Obergrenzspannung auf die Grenzspannung festgelegt wird, und dann bei einer gegenwärtigen Bestimmung von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul (70c) bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad nicht überschreitet.
Steuer- bzw. Regelvorrichtung für eine fahrzeugeigene elektrische Quelle, die einen Generator (41), der von einem Motor (40) angetrieben wird, um Elektrizität zu erzeugen, und einen Kondensator (43) umfasst, der elektrische Energie von dem Generator (41) insbesondere während einer Verlangsamung eines Fahrzeugs (1) speichert, um die Elektrizität an einen elektrischen Verbraucher (45) des Fahrzeugs (1) zu entladen; wobei die Steuer- bzw. Regelvorrichtung eine Steuer- bzw. Regeleinrichtung (70) umfasst, die enthält: ein Geschätzter-Verschlechterungsgrad-Speichermodul (70a), das konfiguriert ist, einen geschätzten Verschlechterungsgrad des Kondensators (43) bezüglich einer Verwendungsdauer vorher zu speichern; ein Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul (70b), das konfiguriert ist, einen tatsächlichen Verschlechterungsgrad des Kondensators (43) zu einem spezifizierten Zeitpunkt der Verwendungsdauer des Kondensators (43) zu detektieren; ein Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul (70c), das konfiguriert ist zu bestimmen, ob oder ob nicht der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad übersteigt, und zwar durch Vergleichen des von dem Tatsächlicher-Verschlechterungsgrad-Detektiermodul (70b) detektierten tatsächlichen Verschlechterungsgrads mit dem von dem Geschätzter-Verschlechterungsgrad-Speichermodul (70a) gespeicherten geschätzten Verschlechterungsgrad; und ein Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul (70d), das konfiguriert ist, eine Obergrenzspannung des Ladens des Kondensators (43) durch den Generator (41) auf eine Grenzspannung festzulegen, die niedriger ist als eine spezifizierte Spannung und einem Überschussgrad des tatsächlichen Verschlechterungsgrads über den geschätzten Verschlechterungsgrad entspricht, wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul (70c) bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet.
Steuer- bzw. Regelvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Obergrenzspannung-Steuer- bzw. -Regelmodul (70d) konfiguriert ist, die Obergrenzspannung auf die spezifizierte Spannung festzulegen, wenn von dem Verschlechterungsgrad-Bestimmungsmodul (70c) bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad nicht überschreitet.
Verfahren zum Steuern bzw. Regeln einer fahrzeugeigenen elektrischen Quelle, umfassend die Schritte: Erzeugen von Elektrizität durch einen Generator (41), der von einem Motor (40) angetrieben wird; Speichern von elektrischer Energie von dem Generator (41) in einem Kondensator (43); Speichern eines vorbestimmten geschätzten Verschlechterungsgrads des Kondensators (43) bezüglich einer Verwendungsdauer; Detektieren eines tatsächlichen Verschlechterungsgrads des Kondensators (43) zu einem spezifizierten Zeitpunkt der Verwendungsdauer des Kondensators (43); Vergleichen des tatsächlichen Verschlechterungsgrads mit dem geschätzten Verschlechterungsgrad; und Festlegen einer Obergrenzspannung eines Ladens des Kondensators (43) durch den Generator (41) auf eine Grenzspannung, die niedriger ist als eine spezifizierte Spannung und einem Überschussgrad des tatsächlichen Verschlechterungsgrads über den geschätzten Verschlechterungsgrad entspricht, wenn bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend die Schritte des Detektierens einer Temperatur des Kondensators (43) und des Änderns der Grenzspannung gemäß der detektierten Temperatur, wenn bestimmt wird, dass der tatsächliche Verschlechterungsgrad den geschätzten Verschlechterungsgrad überschreitet.
Computerprogrammprodukt, umfassend computerimplementierte Instruktionen, die, wenn auf einem geeigneten System geladen und ausgeführt, die Schritte eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 oder 9 durchführen können.