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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugladesystem, das Stromerzeugungsstrom eines Fahrzeuggenerators in einer Speicherbatterie speichert.
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2. Beschreibung verwandten Stands der Technik
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Ein Fahrzeuggenerator ist mit einem Innenverbrennungsmotor über einen Riemen verbunden. Durch den Fahrzeuggenerator während der Verlangsamung eines Fahrzeugs erzeugter Strom wird in einer Speicherbatterie gespeichert. In einem Fahrzeugladesystem ist in den letzten Jahren ein Verfahren des Unterdrückens der Menge an Stromerzeugung des Fahrzeuggenerators aufgegriffen worden, wenn ein Fahrer auf ein Gaspedal tritt (siehe beispielsweise Patentdokument 1). Weiterhin wird im Falle des Rollens ohne Treten auf das Gaspedal oder im Falle des Abbremsens des Fahrzeugs durch Treten auf das Bremspedal die Menge an Stromerzeugung des Fahrzeuggenerators dazu gebracht, anzusteigen, um die Speicherbatterie rasch aufzuladen.
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Im Falle einer Schnellladung ist die Menge an Stromversorgung zur Speicherbatterie in einem Zustand klein, bei dem die Speicherbatterie nahe an voller Ladung ist; und somit ist auch die Stromerzeugungsleistung eines Wechselstrom-(AC)-Generators, der in das Fahrzeug eingerüstet ist, klein, und ist auch das durch den Fahrzeug-AC-Generator erzeugte Stromerzeugungsantriebsdrehmoment klein. Im Gegensatz dazu wird die Menge an Stromversorgung hauptsächlich in einem Zustand gebraucht, bei dem die Menge an Ladung der Speicherbatterie defizient ist; und somit wird auch die Stromerzeugungsleistung des Fahrzeuggenerators groß und wird auch der Stromerzeugungsantriebsdrehmoment groß.
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Wie oben beschrieben, fluktuiert im Fahrzeugladesystem, welches das Verfahren des Schnellladens der Speicherbatterie annimmt, das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Fahrzeuggenerators während der Schnellladung abhängig vom Ladezustand der Speicherbatterie. Ein Abbremsdrehmoment des Innenverbrennungsmotors fluktuiert auch aufgrund der Fluktuation; und somit differieren ein Fahrzeuglehrlaufgefühl zum Zeitpunkt des Trennens vom Gaspedals, und ein Fahrzeugabbremsgefühl zum Zeitpunkt des Tretens des Bremspedals, die beide vom Fahrer gefühlt werden, abhängig vom Ladezustand der Speicherbatterie. Um diesen Punkt zu vermeiden, wenn die Menge an Stromerzeugung des Fahrzeuggenerators dazu gebracht wird, direkt anzusteigen, kommt die Speicherbatterie in einen Überladezustand.
- Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2012-196104
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Kurze Zusammenfassung der Erfindung
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Die Erfindung ist gemacht worden, um das oben beschriebene Problem zu lösen und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Stromerzeugungsantriebsdrehmoment eines Fahrzeuggenerators während des Verlangsamens eines Fahrzeugs zu stabilisieren und den Einfluss auf die Fahrbarkeit eines Fahrers auf ein Minimum zu unterdrücken.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Fahrzeugladesystem bereitgestellt, welches beinhaltet: einen Generator, der eine Feldspule aufweist und an einem Fahrzeug montiert ist; eine Speicherbatterie, die durch den Generator erzeugten Strom speichert; einen Speicherzustandsdetektionssensor, der einen Ladezustand der Speicherbatterie detektiert; und eine Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuervorrichtung, die einen Ist-Wert von Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Generators aus einem Lastfaktor im Bezug auf die Feldspule berechnet, einen Zielwert des Stromerzeugungsantriebsdrehmomentes des Generators aus einem Laufzustand des Fahrzeugs berechnet und den Generator steuert, basierend auf dem berechneten Zielwert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoments. Die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuervorrichtung steuert den Generator, basierend auf einem ersten Zielwert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs sich in einen Verlangsamungsmodus bewegt, und senkt das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment ab, um den Generator zu steuern, basierend auf dem zweiten Zielwert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment, wenn der Ladezustand der Speicherbatterie einen Referenzwert erreicht, wobei der zweite Zielwert kleiner ist als der erste Zielwert.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vermieden, dass die Speicherbatterie in einen Überladezustand kommt, und das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Generators während der Verlangsamung des Fahrzeugs stabilisiert sich. Weiterhin kann der Einfluss auf die Fahrbarkeit durch einen Fahrer auf das Minimum reduziert werden.
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Kurze Beschreibung von mehreren Ansichten der Zeichnungen
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1 ist eine Ansicht, die eine Gesamtkonfiguration eines Fahrzeugladesystems gemäß Ausführungsform 1 repräsentiert;
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2 ist eine Ansicht, die ein Zeitdiagramm zum Erläutern der Rolle des Fahrzeugladesystems gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
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3 ist eine Ansicht, die ein Flussdiagramm gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
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4 ist eine Ansicht zum Erläutern der graduell abnehmenden Funktionen A1 bis A3, in welchen eine Laderate einer Speicherbatterie als ein Parameter dient;
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5 ist eine Ansicht zum Erläutern des graduellen Senkens von Funktionen B1 bis B3, in welchem eine verstrichene Zeit als ein Parameter dient;
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6 ist eine Ansicht, die ein Zeitdiagramm gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt;
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7 ist eine Ansicht, die die Gesamtkonfiguration eines Fahrzeugladesystems gemäß Ausführungsform 2 repräsentiert;
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8 ist eine Ansicht, die ein Zeitdiagramm zum Erläutern der Rolle des Fahrzeugladesystems gemäß der Ausführungsform 2 zeigt;
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9 ist eine Ansicht, die ein Flussdiagramm gemäß Ausführungsform 2 zeigt;
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10 ist eine Ansicht, die ein Zeitdiagramm gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt; und
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11 ist eine Ansicht, die ein Flussdiagramm gemäß Ausführungsform 3 zeigt.
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Die vorstehenden und anderen Aufgaben, Merkmale und vorteilhaften Effekte der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung in den folgenden Ausführungsformen und der Beschreibung der beigefügten Zeichnungen ersichtlicher.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Nachfolgend werden Ausführungsformen des Fahrzeugladesystems gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf Zeichnungen erläutert. Übrigens ist die vorliegende Erfindung nicht auf die nachfolgende Beschreibung beschränkt, sondern kann angemessen verändert werden, ohne von Geist oder Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dieselben Bezugszeichen oder Nummern werden jenen gegeben, die zu Elementen und Teilen in entsprechenden Zeichnungen identisch oder äquivalent sind.
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Ausführungsform 1
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1 zeigt ein Fahrzeugladesystem 100 gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. Ein Generator 1, der mit einer Feldspule 1a versehen ist, ist im Fahrzeug montiert. Der Generator 1 wird oft durch einen Innenverbrennungsmotor des Fahrzeugs über einen Riemen angetrieben; jedoch enthält der Generator 1 auch solche, welche direkt durch ein Antriebssystem (Antriebsräder, Lenkräder, eine Antriebswelle, ein Getriebe und dergleichen) angetrieben werden. Aus dem Generator 1 gesendete Stromerzeugungsleistung wird einer Speicherbatterie 2 und einer Fahrzeugelektrolast 3 zugeführt. Die Fahrzeugelektrolast 3 bedeutet: Lasten, die zum Betreiben des Fahrzeugs und des Innenverbrennungsmotor notwendig sind; und Elektrolasten, in denen ein Treiber beliebig arbeitet, beispielsweise ein Scheinwerfer und eine Klimaanlage. Ein Spannungs-/Stromsensor 4 ist in Reihe mit dem Generator 1 in der Nähe des Generator 1 verbunden und überwacht eine Ausgangsanschlussspannung und einen Ausgangsstrom des Generator 1. Durch den Spannungs-/Stromsensor 4 überwachten Information wird an eine Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuervorrichtung 6 gesendet. Ein Speicherzustandsdetektionssensor 5 detektiert einen Ladezustand (Laderate) der Speicherbatterie 2 und sendet die Information an die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuervorrichtung 6.
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Die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuervorrichtung 6 besteht aus einer Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a, einer Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Istwert-Berechnungseinheit 6b und einer Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Zielwertberechnungseinheit 6c. Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a überwacht einen Laufzustand des Fahrzeugs aus Fahrzeugzustandsinformationen (der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, einem Gaspedalöffnungsgrad, dem Betrag des Tretens auf die Bremse und dergleichen). Die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a sendet einen Befehl, der die Menge an Stromerzeugung während des Motorbremsens, bei welchem der Fahrer nicht auf ein Gaspedal tritt und/oder während des Übergangs zu einem Verlangsamungsmodus in dem Fall des Abbremsens des Fahrzeug durch Treten auf ein Bremspedal erhöht.
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Die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Istwert-Berechnungseinheit 6b berechnet einen Ist-Wert eines Stromerzeugungsantriebsdrehmoments des Generators 1, basierend auf einem Energetisierungsstrom und einem Lastfaktur an die Feldspule 1a des Generator 1. Zu dieser Zeit dienen die Information aus dem Spannungs-/Stromsensor 4, die Drehzahl des Innenverbrennungsmotor (oder des Generator 1) oder eine Temperaturinformationswert des Generators als eine der Berechnungsparameter; und damit wird die Berechnungsgenauigkeit des Ist-Werts des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment verbessert.
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Die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Zielwertberechnungseinheit 6c berechnet einen Zielwert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoments aus der Information zur Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder dergleichen, wobei der Zielwert durch den Generator in Bezug auf den Innenverbrennungsmotor in jedem Fahrzeugzustand abzudecken ist. Die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a vergleicht den Ist-Wert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment mit dem Zielwert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment und erteilt dem Generator 1 einen Erhöhungsbefehl, einen Senkbefehl oder einen Unterdrückungsbefehl der Menge an Stromerzeugung.
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Die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a bestimmt, ob das Fahrzeug zu einem Zustand im Verlangsamungsmodus übergeht oder nicht, aus der Fahrzeugzustandsinformation und führt den Erhöhungsbefehl der Menge an Stromerzeugung zum Generator 1 durch, wenn das Fahrzeug zum Verlangsamungsmodus übergeht. Um die Menge an Stromerzeugung zu erhöhen, gibt es ein Verfahren des Erhöhens der Stromerzeugungsspannung des Generator 1 und ein Verfahren des direkten Erhöhens der Menge an Strom, die in der Feldspule 1a des Generator 1 fließt. Die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a kann die Änderungsrate der Speicherbatterie 2 durch die Information aus dem Speicherzustandsdetektionssensor 5 erfahren.
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Wenn die Laderate der Speicherbatterie 2 niedrig ist, ist die Menge an Stromversorgung an die Speicherbatterie 2 groß; und entsprechend steigt natürlich das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Generator 1 an. Als Nächstes, wenn das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment ansteigt und der Ist-Wert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment aus der Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Istwert-Berechnungseinheit 6b höher als der Zielwert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment ist, unterdrückt die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a die Menge an Stromerzeugung des Generator 1. Wenn die Laderate der Speicherbatterie 2 hoch ist, ist die Stromversorgung an die Speicherbatterie 2 klein und ist ein Anstieg bei dem Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Generator 1 klein.
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2 zeigt ein Zeitdiagramm gemäß Ausführungsform 1. Die Menge an Arbeit des Generators korreliert mit dem Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Generator 1. Das Fahrzeug geht zuerst aus einer Beschleunigungs-(oder Geschwindigkeitserhöhungs-)Zone zu einer Verlangsamungs-(oder Leerlaufgeschwindigkeits-)Zone zur Zeit t1 über und bewahrt den Verlangsamungsmodus bis zu einer Zeit t5. Eine Laderate γ der Speicherbatterie zur Zeit t1 ist niedriger als ein zweiter Referenzwert β (beispielsweise 80%) und das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Generator 1 steigt natürlichrtweise an und erreicht einen ersten Zielwert (beispielsweise 100 %) des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment. Die Laderate beginnt zur Zeit t1 mit einem Anstieg beim Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Generator 1 zu steigen. Falls die Laderate bei diesem Gradienten steigt, erreicht die Speicherbatterie 2 einen ersten Referenzwert α (beispielsweise 95%) zu einer Zeit t3; jedoch erreicht die Laderate der Speicherbatterie den zweiten Referenzwert β (beispielsweise 80%) zu einer Zeit t2 vor Erreichen des ersten Referenzwerts α. In diesem Fall kann der erste Referenzwert α auf 100% (vollgeladener Zustand) eingestellt werden.
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Wenn die Laderate der Speicherbatterie 2 zur vollen Ladung kommt, führt die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a eine Impulsbreitenmodulation (PWM) Steuerung so durch, dass sie gleich oder kleiner einer vorbestimmten Differenz (in diesem Fall weniger oder gleich 5%) ist, durch Detektieren der Differenz zwischen der Laderate und dem Ist-Wert während der vollen Ladung. Zu dieser Zeit nimmt das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment graduell vom ersten Zielwert zu einem zweiten Zielwert ab. Der Abfall kann in einer linearen oder nichtlinearen Weise vorgenommen werden. In jeglichem Fall wird eine Anstiegsrate der Änderungsrate der Speicherbatterie (und ein Gradient eines Anstiegs bei der Menge von Stromerzeugung des Generators) ab der Zeit t2 graduell; und entsprechend wird eine Zeit, bis die Vollladung erreicht ist, verlängert. Der Ladezustand der Speicherbatterie erreicht den ersten Referenzwert α zur Zeit t4. Die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Zielwertberechnungseinheit 6c stellt den Zielwert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment auf den zweiten Zielwert ein, um so den ersten Referenzwert zu bewahren. Danach fällt das Fahrzeug aus der Verlangsamungs-(oder Leerlaufsgeschwindigkeits-)Zone und geht zur Zeit t5 in die Beschleunigungszone über.
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3 zeigt ein Flussdiagramm gemäß Anspruch 1. Außer bezüglich des Verlangsamungsmodus unterdrückt die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuervorrichtung 6 die Menge an Stromerzeugung des Generator 1. Falls das Fahrzeug im Verlangsamungsmodus ist, erhöht die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuervorrichtung 6 das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment, um in einem Zustand zu sein, der zum Laden der Speicherbatterie in der Lage ist. Falls die Laderate der Speicherbatterie höher als 80% (oder dem zweiten Referenzwert β) ist, kehrt der Prozess zum Start zurück; falls jedoch die Laderate der Speicherbatterie niedriger als 80% (oder dem zweiten Referenzwert β) ist, erhöht die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuervorrichtung 6 das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment, um die Menge an Stromerzeugung des Generators zu vergrößern. Im Falle des Erhöhens des Stromerzeugungsantriebsdrehmoments wird es bevorzugt, dass der Generator in einem Vollabgabezustand ist, um eine regenerative Ladung effektiv durchzuführen. Dieser Schritt, der die Menge an Stromerzeugung des Generators erhöht, wird wiederholt, bis die Laderate der Speicherbatterie 80% (oder den zweiten Referenzwert β) erreicht. Falls die Laderate der Speicherbatterie 80% (oder den zweiten Referenzwert β) erreicht, wird die Steuerung so durchgeführt, dass das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment graduell abnimmt. Falls die Laderate der Speicherbatterie 95% (oder den ersten Referenzwert α) erreicht, wird das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment auf dem zweiten Zielwert gehalten.
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Weiter wird ein Verfahren zum graduellen Absenken des Stromerzeugungsantriebsdrehmoments beschrieben. Graduelle Abnehmfunktionen A1 bis A3, die in 4 gezeigt sind, sind alle eine Funktion, die graduell die Menge an Arbeit des Generators (oder die Menge an Stromerzeugung des Generators) unter Verwendung der Laderate der Speicherbatterie als einem Parameter senken. Die graduelle Abnhemfunktion A1 repräsentiert eine Funktion, die linear absinkt und ist aufgrund einer einfachen linearen Funktion praktisch. Die graduelle Abnehmfunktion A2 repräsentiert eine Funktion, die eine abwärtsgehende konvexe Form aufweist und in Konvergenz zum zweiten Zielwert sanfter ist. Die graduelle Abnehmfunktion A3 ist eine Funktion, die eine Abnahme am Anfang unterdrückt, die Abnahme in der Mitte erhöht und zum zweiten Zielwert am Ende sanft konvergiert.
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Graduelle Abnehmfunktionen B1 bis B3, die in 5 gezeigt sind, sind alle eine Funktion, die eine verstrichene Zeit als einen Parameter verwenden. Die graduelle Abnehmfunktion B1 repräsentiert eine Funktion, die linear abnimmt und aufgrund einer einfachen linearen Funktion praktisch ist. Die graduelle Abnehmfunktion B2 repräsentiert eine Funktion, die eine abwärtig konvexe Form aufweist und von sanfter Konvergenz zum zweiten Zielwert ist. Die graduelle Abnehmfunktion B3 ist eine Funktion, die eine Abnahme am Anfang unterdrückt, die Abnahme in der Mitte vergrößert und sanft zum zweiten Zielwert am Ende konvergiert. Jegliche und jede Funktion wird so eingestellt, um vom ersten Zielwert zum zweiten Zielwert ungefähr 8 Sekunden lang abzunehmen.
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Gemäß der Steuerung von Ausführungsform 1 schlägt sich eine solche Weise nicht auf das Verlangsamungsdrehmoment des Innenverbrennungsmotor nieder und stört damit nicht die Beschleunigung des Fahrzeugs. Spezifischer wird gemäß der vorliegenden Erfindung vermieden, dass die Speicherbatterie überladen wird, stabilisiert sich das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Fahrzeuggenerators während des Abbremsens des Fahrzeugs und kann der Einfluss auf die Fahrbarkeit durch den Fahrer auf ein Minimum unterdrückt werden. Dies führt dazu, dass das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Generators während der Verlangsamung des Fahrzeugs konstant und stabil in Bezug auf den Zielwert wird.
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Um in Gegensatz zum Zeitdiagramm gemäß Ausführungsform 1 zu erläutern, ist in 6 ein Zeitdiagramm in einem Fahrzeugladesystem gemäß einem Vergleichsbeispiel gezeigt. Wenn die Laderate der Speicherbatterie 2 hoch ist, ist die Menge an Stromversorgung zur Speicherbatterie 2 klein und ist ein Anstieg beim Stromerzeugungsantriebsdrehmoment beim Generator 1 klein. Bei dieser Gelegenheit, wenn die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a den Anstiegsbefehl der Menge an Stromerzeugung durchführt, so dass der Ist-Wert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment der Zielwert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment ist, ist die Laderate der Speicherbatterie 2 hoch; und somit gelangt die Speicherbatterie 2 in einen Überladezustand.
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Gemäß dem Fahrzeugladesystem 100 gemäß Ausführungsform 1 wird die Laderate der Speicherbatterie 2 immer detektiert und wird die Differenz zwischen der Laderate und dem Ist-Wert während der vollen Ladung detektiert, wodurch sie kleiner oder gleich einer vorgegebenen Differenz ist; mit anderen Worten, wenn die Laderate der Speicherbatterie zur vollen Ladung gelangt, wird ein Gradient eines Anstiegs bei der Menge an Stromerzeugung des Generators dazu gebracht, graduell zu sein, um die Zeit bis zum Erreichen der vollen Ladung zu verlängern, wodurch das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment daran gehindert wird, plötzlich innerhalb eines Verlangsamungszeitraumes geändert zu werden.
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Ausführungsform 2
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7 zeigt ein Fahrzeugladesystem 100 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. Der Generator 1 ist mit einer Feldspule 1a ausgerüstet und wird durch einen Innenverbrennungsmotor eines Fahrzeugs über einen Riemen angetrieben. Stromerzeugungsleistung wird aus dem Generator 1 an die Speicherbatterie 2 und eine Fahrzeugelektrolast 3 geliefert. Die Fahrzeugelektrolast 3 bedeutet: Lasten, die zum Betreiben des Fahrzeugs und des Innenverbrennungsmotor notwendig sind; und Elektrolasten, in denen ein Treiber beliebig arbeitet, beispielsweise ein Scheinwerfer und eine Klimaanlage. Ein Spannungs-/Stromsensor 4 ist in Reihe mit dem Generator 1 in der Nähe des Generator 1 verbunden und überwacht eine Ausgangsanschlussspannung und einen Ausgangsstrom des Generator 1. Durch den Spannungs-/Stromsensor 4 überwachten Information wird an eine Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuervorrichtung 6 gesendet. Ein Speicherzustandsdetektionssensor 5 detektiert einen Ladezustand (Laderate) der Speicherbatterie 2 und sendet die Information an die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuervorrichtung 6.
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Die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuervorrichtung 6 besteht aus einer Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a, einer Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Istwert-Berechnungseinheit 6b, einer Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Zielwertberechnungseinheit 6c, und einer Elektrolastvorrichtungs-Steuereinheit 6d. Die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a überwacht einen Laufzustand des Fahrzeugs aus Fahrzeugzustandsinformationen (der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, einem Gaspedalöffnungsgrad, dem Betrag des Tretens auf die Bremse und dergleichen). Die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a sendet einen Befehl, der die Menge an Stromerzeugung während des Motorbremsens, bei welchem der Fahrer nicht auf ein Gaspedal tritt und/oder während des Übergangs zu einem Verlangsamungsmodus in dem Fall des Abbremsens des Fahrzeug durch Treten auf ein Bremspedal erhöht.
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Die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Istwert-Berechnungseinheit 6b berechnet einen Ist-Wert eines Stromerzeugungsantriebsdrehmoments des Generators 1, basierend auf einem Energetisierungsstrom und einem Lastfaktur an die Feldspule 1a des Generator 1. Zu dieser Zeit dienen die Information aus dem Spannungs-/Stromsensor 4, die Drehzahl des Innenverbrennungsmotor (oder des Generator 1) oder eine Temperaturinformationswert des Generators als eine der Berechnungsparameter; und damit wird die Berechnungsgenauigkeit des Ist-Werts des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment verbessert.
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Die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Zielwertberechnungseinheit 6c berechnet einen Zielwert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoments aus der Information zur Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder dergleichen, wobei der Zielwert durch den Generator in Bezug auf den Innenverbrennungsmotor in jedem Fahrzeugzustand abzudecken ist. Die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a vergleicht den Ist-Wert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment mit dem Zielwert und variiert die Menge an Energetisierungsstrom an eine Elektrolastvorrichtung 7 durch Impulsbreitenmodulations(PWM)-Steuerung über die Elektrolastvorrichtungssteuereinheit 6d; und somit wird der Stromverbrauch der Elektrolastvorrichtung 7 beliebig justiert.
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Die Elektrolastvorrichtung 7 ist mit der Stromversorgungsleitung der Speicherbatterie 2 und dem Generator 1 gegenüber Erdung über einen Stromverbrauchswiderstand 7a und eine Treiberschaltung 7b, welche die Menge an Strom derselben variieren kann, verbunden. Der Stromverbrauchswiderstand 7a der Elektrolastvorrichtung 7 ist beispielsweise in der Nähe des Innenverbrennungsmotor angeordnet, um durch den Fahrer nicht wahrgenommen zu werden. In der Zeichnung wird eine Elektrolastvorrichtung gesteuert; jedoch wird natürlich die Erweiterung zur Steuerung einer Mehrzahl von Elektrolastvorrichtungen leicht angenommen. Als Stromverbrauchswiderstand 7a kann eine Heckscheibenheizung oder dergleichen verwendet werden. Die Heckscheibenheizung ist eine Installation zum Entfernen von Taukondensation und/oder Frost von Glas auf einem Automobil und kann als auch ein Defroster bezeichnet werden.
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Die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a bestimmt, ob das Fahrzeug zu einem Zustand im Verlangsamungsmodus übergeht oder nicht, aus der Fahrzeugzustandsinformation und führt den Erhöhungsbefehl der Menge an Stromerzeugung zum Generator 1 durch, wenn das Fahrzeug zum Verlangsamungsmodus übergeht. Um die Menge an Stromerzeugung zu erhöhen, gibt es ein Verfahren des Erhöhens der Stromerzeugungsspannung des Generator 1 und ein Verfahren des direkten Erhöhens der Menge an Strom, die in der Feldspule 1a des Generator 1 fließt. Zu dieser Zeit kann die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a die Änderungsrate der Speicherbatterie 2 durch die Information aus dem Speicherzustandsdetektionssensor 5 erfahren.
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Wenn die Laderate der Speicherbatterie 2 niedrig ist, ist die Menge an Stromversorgung an die Speicherbatterie 2 groß; und entsprechend steigt natürlich das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Generator 1 an. Als Nächstes, wenn das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment ansteigt und der Ist-Wert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment aus der Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Istwert-Berechnungseinheit 6b höher als der Zielwert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment ist, unterdrückt die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a die Menge an Stromerzeugung des Generators j.
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Wenn die Laderate der Speicherbatterie 2 hoch ist, ist die Stromversorgung an die Speicherbatterie 2 klein und ist ein Anstieg bei dem Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Generator 1 klein. Bei dieser Gelegenheit, wenn die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a den Ansteigbefehl des Betrags an Stromerzeugung durchführt, so dass der Ist-Wert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment dessen Zielwert ist, ist die Laderate der Speicherbatterie 2 hoch; und damit gelangt die Speicherbatterie 2 in einen Überladezustand. Daher macht die Elektrolastvorrichtungssteuereinheit 6d die Treiberschaltung 7b der Elektrolastvorrichtung 7 leitend und leitet Strom zum Stromverbrauchswiderstand 7a der Elektrolastvorrichtung 7, durch die Information aus der Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a.
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Die Steuerung der Elektrolastvorrichtung 7 kann durch einfache Ein/Aussteuerung durchgeführt werden; falls jedoch die Steuerung durch PWM-Steuerung durchgeführt wird, kann die Menge an Stromverbrauch feiner justiert werden. Strom wird durch die Elektrolastvorrichtung 7 verbraucht und somit muss der Generator 1 Strom der Elektrolastvorrichtung 7 zuführen. Als Ergebnis steigt die Menge an Stromerzeugung des Generator 1 an und steigt entsprechend auch das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Generators 1 an. Die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a erhöht die Menge an Energetisierungsstrom an die Elektrolastvorrichtung 7, bis der tatsächliche Wert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Generators 1 den ersten Zielwert erreicht.
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Die obige Beschreibung wird unter Bezugnahme auf 8 spezifisch beschrieben. Die Arbeitsmenge des Generators korreliert mit dem Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Generators. Das Fahrzeug geht von einer Beschleunigungs-(oder Geschwindigkeit herauf) Zone zu einer Verlangsamungs-(oder Leerlaufgeschwindigkeit) Zone zur Zeit t1 über. Die Laderate der Speicherbatterie zur Zeit t1 ist niedriger als ein Referenzwert α (in diesem Fall 100%); und das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Generator 1 steigt natürlicher Weise an. Danach geht das Fahrzeug zur Zeit t2 von der Verlangsamungszone zur Beschleunigungszone über und geht wieder zur Zeit t3 von der Beschleunigungszone zur Verlangsamungszone über. Eine Zeit, zur welcher das Fahrzeugs in der Verlangsamungszone verbleibt, ist kurz, und daher erreicht die Laderate zur Zeit t2 den Referenzwert α nicht. Die Arbeitsmenge des Generators fällt während der Zeit t2 bis zur Zeit t3 auf einen Konstantwert ab und die Laderate sinkt ebenfalls.
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Das Fahrzeug geht während eines Zeitraums von Zeit t3 zu Zeit t5 in die Verlangsamungszone über. Mit einem Anstieg im Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Generator 1 beginnt die Laderate der Speicherbatterie von der Zeit t3 abzusinken und erreicht zur Zeit t4 den Referenzwert α. Wenn die Laderate den Referenzwert α erreicht, leitet, um Überladung zu vermeiden, die Elektrolastvorrichtungssteuereinheit 6d die Treiberschaltung 7d der Elektrolastvorrichtung 7 durch einen Befehl aus der Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuervorrichtung 6 und führt Strom zum Stromverbrauchswiderstand 7a der Elektrolastvorrichtung 7, bis der tatsächliche Wert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment den Zielwert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment erreicht. Wenn das Fahrzeug zur Zeit t5 von der Verlangsamungszone zur Beschleunigungszone übergeht, senkt die Elektrolastvorrichtungssteuereinheit 6d die Menge an Energetisierungsstrom an die Elektrolastvorrichtung 7.
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Ein Flussdiagramm gemäß Ausführungsform 2 ist in 9 gezeigt. Außer bezüglich des Verlangsamungsmodus unterdrückt die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuervorrichtung 6 die Menge an Stromerzeugung des Generator 1. Falls das Fahrzeug im Verlangsamungsmodus ist, erhöht die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuervorrichtung 6 das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment, um in einem Zustand zu sein, der zum Laden der Speicherbatterie in der Lage ist. Falls die Speicherbatterie nicht in vollgeladenem Zustand ist (oder falls die Laderate kleiner gleich im Referenzwert α ist), erhöht die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuervorrichtung 6 das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment. Im Falle des Erhöhens des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment, um regeneratives Laden effektiv durchzuführen, ist der Generator vorzugsweise in einem vollen Abgabezustand. Falls die Speicherbatterie im vollen Ladezustand ist (oder falls die Laderate gleich oder größer dem Referenzwert α ist) wird die Elektrolastvorrichtung 7 dazu gebracht, zu arbeiten. Die Elektrolastvorrichtung 7 arbeitet so, dass der Ist-Wert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoments dem Zielwert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoments entspricht.
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Außer bezüglich dem Verlangsamungsmodus unterdrückt die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuervorrichtung 6 die Menge an Stromerzeugung des Generators 1 und führt gar keinen Strom zur Elektrolastvorrichtung 7. Das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Generators während der Verlangsamung des Fahrzeugs wird konstant und stabil im Bezug auf den Zielwert. Eine solche Weise wirkt sich nicht auf das Verlangsamungsdrehmoment des Innenverbrennungsmotors aus, und stört damit nicht die Beschleunigung des Fahrzeugs. Spezifischer wird gemäß der vorliegenden Erfindung vermieden, dass die Speicherbatterie überladen wird, stabilisiert sich das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Fahrzeuggenerators während der Verlangsamung des Fahrzeugs und kann der Einfluss auf die Fahrbarkeit durch den Fahrer auf ein Minimum unterdrückt werden.
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Ein Zeitdiagramm in einem Fahrzeugladesystem gemäß einem Vergleichsbeispiel ist in 10 gezeigt. Wenn die Laderate der Speicherbatterie 2 hoch ist, ist die Menge an Stromversorgung zur Speicherbatterie 2 klein und ist ein Anstieg beim Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Generators 1 klein. Bei dieser Gelegenheit, wenn die Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuereinheit 6a den Anstiegsbefehl der Menge an Stromerzeugung durchführt, so dass der Ist-Wert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment der Zielwert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoment ist, ist die Laderate der Speicherbatterie 2 hoch; und somit gelangt die Speicherbatterie 2 in einen Überladezustand.
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Ausführungsform 3
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Ein Flussdiagramm gemäß Ausführungsform 3 ist in 11 gezeigt. In diesem Fall unterscheiden sich Schritte nach Bestimmung, ob ein Laden einer Speicherbatterie notwendig ist oder nicht, von Ausführungsform 1. Wenn eine Laderate der Speicherbatterie höher als ein Referenzwert (beispielsweise 100%) ist, wird die Menge an Stromverbrauch einer Elektrolastvorrichtung 7 dazu gebracht, wie in Ausführungsform 2 anzusteigen. Außer bezüglich einem Verlangsamungsmodus unterdrückt eine Stromerzeugungsantriebsdrehmoment-Steuervorrichtung 6 die Menge an Stromerzeugung eines Generators 1 und führt überhaupt keinen Strom an die Elektrolastvorrichtung 7. Das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Generators während der Verlangsamung eines Fahrzeugs wird konstant und stabil im Bezug auf einen Zielwert. Im Verlangsamungsmodus, falls die Speicherbatterie in einem vollgeladenen Zustand ist (oder falls die Laderate höher als ein zweiter Referenzwert β ist), wird die Elektrolastvorrichtung 7 dazu gebracht, zu arbeiten. Die Elektrolastvorrichtung 7 arbeitet so, dass der Ist-Wert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoments dem Zielwert des Stromerzeugungsantriebsdrehmoments entspricht.
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Falls die Speicherbatterie nicht im Vollladezustand ist (oder falls die Laderate niedriger als der zweite Referenzwert β ist), wird das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment dazu gebracht, anzusteigen. Im Falle des Ansteigens des Stromerzeugungsantriebsdrehmoments, um regeneratives Laden effektiv durchzuführen, wird der Generator vorzugsweise in einen vollen Ausgabezustand gebracht. Falls die Laderate höher als der zweite Referenzwert β ist, wird das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment dazu gebracht, graduell abzusinken. Eine solche Weise beeinträchtigt nicht das Verlangsamungsdrehmoment an einen Innenverbrennungsmotor und stört somit nicht die Beschleunigung eines Fahrzeugs. Spezifischer wird gemäß der vorliegenden Erfindung vermieden, dass die Speicherbatterie überladen wird, stabilisiert sich das Stromerzeugungsantriebsdrehmoment des Fahrzeuggenerators während der Verlangsamung des Fahrzeugs und kann der Einfluss auf die Fahrbarkeit durch einen Fahrer auf ein Minimum unterdrückt werden.
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Übrigens kann die vorliegende Erfindung die Ausführungsformen frei kombinieren und in Form angemessen ändern oder die entsprechenden Ausführungsformen weglassen, innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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