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[Technisches Gebiet]
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Diese Erfindung betrifft eine Ladesteuervorrichtung zum Steuern eines Ladegeräts, das eine Speicherbatterie lädt.
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[Allgemeiner Stand der Technik]
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Wenn eine Speicherbatterie (hier auch als ”eine Batterie” bezeichnet), die aus Batteriezellen (hier auch als ”Zellen” bezeichnet) gebildet ist, geladen wird, ist es zur Verhinderung einer Verschlechterung der Batterie erforderlich, den Ladestrom so zu steuern, dass er keine an die Zellen angelegte Spannungswerte aufweist, die einen vorgegebenen Wert übersteigen.
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Zum Beispiel findet sich in
JP 2012-60757 A (Patentdokument 1) ein Vorschlag, der eine Steuerung des Ladestroms umfasst, die in eine Ladeanfangsphase und eine Konstantstrom-Steuerphase getrennt ist, wobei ein Anfangswert des Ladestroms in der Ladeanfangsphase geringer als ein Zielwert des Ladestroms in der Konstantstrom-Steuerphase festgelegt ist, so dass ein Ladestromwert während eines Zeitraums bis zu der Konstantstrom-Steuerphase von dem Anfangswert mit einer vorgegebenen Stromanstiegsrate allmählich auf den Zielwert erhöht wird.
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[Vorveröffentlichte technische Dokumente]
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[Patentdokumente]
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- [Patentdokument 1] JP 2012-60757 A
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[Kurzdarstellung der Erfindung]
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[Problem, das die Erfindung lösen soll]
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Doch bei dem Vorschlag in
JP 2012-60757 A ist die vorgegebene Stromanstiegsrate eine empirische Rate. Somit braucht es dann, wenn die Stromanstiegsrate unter Umständen bestimmt wird, die mit einer Batterie verknüpft sind, welche infolge einer Verwendung unter extrem niedrigen Temperaturen oder einer Langzeitverwendung verschlechterte Eigenschaften aufweist, Zeit, damit der Ladestrom den Zielwert erreicht, wodurch das Problem einer verringerten Nutzerfreundlichkeit besteht.
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Ferner werden bei dem Vorschlag in
JP 2012-60757 A dann, wenn die Stromanstiegsrate unter Umständen bestimmt wird, die mit einer instandgehaltenen Batterie verknüpft sind, Spannungen, die einen vorgegebenen Wert überschreiten, an Zellen angelegt, wenn sich die Eigenschaften der Batterie verschlechtern, wodurch das Problem besteht, dass die Verschlechterung der Batterie beschleunigt wird.
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Diese Erfindung wurde gemacht, um diese Probleme zu lösen, und es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Ladesteuervorrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht, dass eine Verschlechterung einer Speicherbatterie unterdrückt wird, wodurch verhindert wird, dass die Nutzerfreundlichkeit verringert wird.
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[Lösung des Problems]
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Nach einem ersten Aspekt dieser Erfindung handelt es sich um eine Ladesteuervorrichtung zum Steuern eines Ladegeräts zum Laden einer Speicherbatterie, die aus Batteriezellen gebildet ist, wobei die Ladesteuervorrichtung umfasst: eine Anstiegsraten-Bestimmungseinheit, die dazu ausgebildet ist, eine Anstiegsrate der Ladeleistung für die Speicherbatterie gemäß einem Zustand der Speicherbatterie zu bestimmen, bis die Ladeleistung eine vorgegebene Zielladeleistung erreicht, und eine Steuereinheit, die dazu ausgebildet ist, das Ladegerät zu steuern, damit die Speicherbatterie geladen wird, wobei der Ladestrom während des Ladens der Speicherbatterie mit der Anstiegsrate, die durch die Anstiegsraten-Bestimmungseinheit bestimmt wurde, bis zu der Zielladeleistung verändert wird.
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Nach einem zweiten Aspekt dieser Erfindung kann ein Temperaturdetektor bereitgestellt sein, der dazu ausgebildet ist, Temperaturen an Stellen in der Speicherbatterie zu detektieren, wobei der Zustand der Speicherbatterie einen Zustand beinhaltet, der mit einer geringsten Temperatur unter den Temperaturen, die durch den Temperaturdetektor detektiert werden, verknüpft ist.
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Nach einem dritten Aspekt dieser Erfindung kann ein Spannungsmesser bereitgestellt sein, der dazu ausgebildet ist, Spannungen an den Zellen zu messen, wobei der Zustand der Speicherbatterie einen Zustand beinhaltet, der mit einer größten Spannung unter den Spannungen, die durch den Spannungsmesser gemessen werden, verknüpft ist.
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Nach einem vierten Aspekt dieser Erfindung kann sie ferner eine Einheit zum Schätzen eines Innenwiderstands umfassen, die dazu ausgebildet ist, einen Innenwiderstand der Speicherbatterie zu schätzen, wobei der Zustand der Speicherbatterie einen Zustand beinhaltet, der mit dem Innenwiderstand, der durch die Einheit zum Schätzen des Innenwiderstands geschätzt wird, verknüpft ist.
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Nach einem fünften Aspekt dieser Erfindung kann sie ferner eine Einheit zum Schätzen einer Restkapazität umfassen, die dazu ausgebildet ist, eine Restkapazität der Speicherbatterie zu schätzen, wobei der Zustand der Speicherbatterie einen Zustand beinhaltet, der mit der Restkapazität, die durch die Einheit zum Schätzen der Restkapazität geschätzt wird, verknüpft ist.
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Nach einem sechsten Aspekt dieser Erfindung kann die Anstiegsraten-Bestimmungseinheit dazu ausgebildet sein, eine kleinste Anstiegsrate unter Anstiegsraten, die dem Zustand der Speicherbatterie zugeordnet sind, als die Anstiegsrate der Ladeleistung zu bestimmen.
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Nach einem siebten Aspekt dieser Erfindung kann die Anstiegsraten-Bestimmungseinheit dazu ausgebildet sein, unter Umständen, die damit verknüpft sind, dass eine Ladeleistung für die Speicherbatterie die Zielladeleistung übersteigt, so zu arbeiten, dass sie die Anstiegsrate so bestimmt, dass die Ladeleistung für die Speicherbatterie verringert wird.
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[Effekte der Erfindung]
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Somit wird nach dem ersten Aspekt eine Anstiegsrate der Ladeleistung für die Speicherbatterie gemäß einem Zustand der Speicherbatterie bestimmt, bis die Ladeleistung eine Zielladeleistung erreicht, wodurch verhindert wird, dass es Zeit braucht, bis die Ladeleistung die Zielladeleistung erreicht, und die Nutzerfreundlichkeit abnimmt.
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Da die Anstiegsrate der Ladeleistung, bis die Ladeleistung für die Batterie eine Zielladeleistung erreicht, nach dem ersten Aspekt gemäß einem Zustand der Speicherbatterie bestimmt wird, wird unter Umständen, die mit verschlechterten Eigenschaften der Speicherbatterie verbunden sind, verhindert, dass Spannungen, welche einen vorgegebenen Wert übersteigen, an Batteriezellen angelegt werden, was es ermöglicht, dass eine Verschlechterung der Batterie unterdrückt wird.
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Entsprechend ermöglicht der erste Aspekt, dass eine Verschlechterung der Speicherbatterie unterdrückt wird und eine Verringerung der Nutzerfreundlichkeit verhindert wird.
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Da die Anstiegsrate der Ladeleistung nach dem zweiten Aspekt gemäß einer niedrigsten Temperatur unter Temperaturen an Stellen in der Speicherbatterie bestimmt wird, kann unter Umständen, die mit verringerten Temperaturen an der Speicherbatterie verknüpft sind, verhindert werden, dass übermäßige Spannungen über Batteriezellen angelegt werden.
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Da die Anstiegsrate der Ladeleistung nach dem dritten Aspekt gemäß einer größten Spannung unter Spannungen, die über die Batteriezellen angelegt werden, bestimmt wird, kann verhindert werden, dass übermäßige Spannungen über Batteriezellen, die bereits ein Anlegen hoher Spannungen erfahren haben, angelegt werden.
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Der vierte Aspekt kann verhindern, dass unter Umständen, die mit verhältnismäßig hohen Innenwiderständen in der Speicherbatterie verknüpft sind, übermäßige Spannungen über Batteriezellen angelegt werden, und unter Umständen, die mit verhältnismäßig geringen Innenwiderständen in der Speicherbatterie verknüpft sind, lange Ladezeiten auftreten, die die Nutzerfreundlichkeit verringern.
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Der fünfte Aspekt kann verhindern, dass unter Umständen, die mit großen Restkapazitäten in der Speicherbatterie verknüpft sind, übermäßige Spannungen über Batteriezellen angelegt werden, und unter Umständen, die mit geringen Restkapazitäten in der Speicherbatterie verknüpft sind, lange Ladezeiten auftreten, die die Nutzerfreundlichkeit verringern.
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Da die Ladeleistungen für die Batteriezellen nach dem sechsten Aspekt mit einer kleinsten Anstiegsrate unter Anstiegsraten der an die Batteriezellen gelieferten Ladeleistungen geliefert werden, kann verhindert werden, dass übermäßige Spannungen über Batteriezellen angelegt werden.
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Nach dem siebten Aspekt wird unter Umständen, die mit einer Ladeleistung für die Speicherbatterie verknüpft sind, die eine Zielladeleistung übersteigt, eine Anstiegsrate so bestimmt, dass die Ladeleistung für die Speicherbatterie verringert wird, was es ermöglicht, dass Spannungen, die über die Batteriezellen angelegt werden, selbst dann auf eine vorgegebene Spannung gedrückt werden, wenn die Ladeleistung für die Speicherbatterie die Zielladeleistung überschritten hat. Der siebte Aspekt ist daher dazu geeignet, zu verhindern, dass über Batteriezellen übermäßige Spannungen angelegt werden.
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[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
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1 ist ein Hardwareaufbaudiagramm, das einen wesentlichen Teil eines Fahrzeugs, welches mit einer Ladesteuervorrichtung nach einer Ausführungsform dieser Erfindung ausgestattet ist, veranschaulicht.
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2 ist ein funktionales Blockdiagramm, das die Ladesteuervorrichtung nach der Ausführungsform dieser Erfindung veranschaulicht.
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3 ist ein Ablaufdiagramm, das Ladesteueroperationen veranschaulicht, die an der Ladesteuervorrichtung nach der Ausführungsform dieser Erfindung ausgeführt werden.
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4 ist ein Ablaufdiagramm, das abgewandelte Beispiele für Ladesteueroperationen veranschaulicht, die an einer Ladesteuervorrichtung nach einer Ausführungsform dieser Erfindung ausgeführt werden.
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[Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung]
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden Ausführungsformen dieser Erfindung ausführlich beschrieben. In 1, die einen Hardwareaufbau veranschaulicht, oder in 2, die ein funktionales Blockdiagramm veranschaulicht, ist eine Ladesteuervorrichtung nach einer Ausführungsform in ein Fahrzeug 1 eingebaut, das so ausgeführt ist, dass es umfasst: eine Speicherbatterie (hier auch als ”eine Batterie” bezeichnet) 3, die aus Batteriezellen (hier auch als ”Zellen” bezeichnet) gebildet ist, eine Batteriesteuereinheit 4 zur Überwachung und Steuerung der Batterie 3, und eine das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 zur Steuerung des Fahrzeugs 1.
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Bei dieser Ausführungsform wird angenommen, dass das so ausgeführte Fahrzeug 1 ein Elektrofahrzeug ist, das dazu eingerichtet ist, geladene Energie in der Batterie 3 zu verwenden, um einen Motor oder dergleichen anzutreiben, um von diesem Kraft zur Fortbewegung zu erhalten. Doch die Anwendung ist unabhängig von der Art des Fahrzeugs möglich, solange das Fahrzeug 1 ein Fahrzeug ist, das dazu eingerichtet ist, extern gelieferten elektrischen Strom als Antriebsquelle zu verwenden, wie etwa ein Plug-in-Hybridfahrzeug oder dergleichen.
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In der Batterie 3 ist jede Zelle 2 mit einem Spannungssensor 6 zum Messen einer Spannung über die Klemmen versehen. Die Batterie 3 weist an Stellen in ihrem Inneren Temperatursensoren 7 auf, um an den Stellen in der Batterie 3 Temperaturen zu detektieren. An einer Stromleitung für die Batterie 3 ist ein Stromsensor 8 vorgesehen, um den Wert eines elektrischen Stroms, der in die Batterie 3 eingebracht oder von dieser ausgegeben wird, zu messen.
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An dem Fahrzeug 1 ist ein Ladeanschluss 9 gebildet. Der Ladeanschluss 9 ist zum Anschluss eines Ladekabels 10 eingerichtet. Das Ladekabel 10 ist zum Beispiel mit einer Ladestation 11 verbunden.
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Die Ladestation 11, die bei dieser Ausführungsform ein Ladegerät bildet, ist zum Beispiel an eine Netzstromversorgung 12 angeschlossen. Die Ladestation 11 ist so ausgeführt, dass sie eine Ladeschaltung 13 und eine das Laden steuernde Steuereinheit 14 zur Steuerung der Ladeschaltung 13 umfasst. Die Ladeschaltung 13 ist dazu eingerichtet, Wechselstromleistung, die von der Netzstromversorgung 12 geliefert wird, in Gleichstromleistung mit einem veränderlichen Pegel umzuwandeln.
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Die das Laden steuernde Steuereinheit 14 ist als Computereinheit ausgeführt, die eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), ein RAM (Direktzugriffsspeicher), ein ROM (Nurlesespeicher), einen Flash-Speicher, einen Eingangsanschluss, einen Ausgangsanschluss und ein Netzwerkmodul umfasst.
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In der das Laden steuernden Steuereinheit 14 sind in dem ROM neben Programmen, um diese Computereinheit dazu zu bringen, als die das Laden steuernde Steuereinheit 14 zu wirken, unter anderem verschiedene Konstanten und verschiedene Abbildungen und dergleichen gespeichert.
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Das heißt, die CPU führt die Programme, die in dem ROM gespeichert sind, aus, um die Computereinheit dazu zu bringen, als die das Laden steuernde Steuereinheit 14 zu wirken.
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Die Ladeschaltung 13 ist an den Eingangs- und den Ausgangsanschluss der das Laden steuernden Steuereinheit 14 angeschlossen. Die das Laden steuernde Steuereinheit 14 ist dazu eingerichtet, über das Netzwerkmodul Steuersignale, die von der das Fahrzeug steuernden Steuereinheit 5 gesendet werden, zu erhalten und den erhaltenen Steuersignalen zu folgen, um unter anderem das Einstellen der Größe der Ladeleistung, die von der Ladeschaltung 13 an die Batterie 3 geliefert werden soll, vorzunehmen und die Ladeschaltung 13 ein- und auszuschalten.
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Die Batteriesteuereinheit 4 ist als Computereinheit ausgeführt, die eine CPU, ein RAM, ein ROM, einen Flash-Speicher, einen Eingangsanschluss, einen Ausgangsanschluss und ein Netzwerkmodul umfasst.
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Das Netzwerkmodul ist dazu eingerichtet, über ein fahrzeuginternes LAN (lokales Netzwerk), das einem Standard wie etwa dem CAN (Controller Area Network) oder dem FlexRay entspricht, eine Kommunikation mit anderen ECUs (elektronischen Steuereinheiten) einschließlich der das Fahrzeug steuernden Steuereinheit 5 vorzunehmen.
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In der Batteriesteuereinheit 4 sind in dem ROM neben Programmen, um diese Computereinheit dazu zu bringen, als die Batteriesteuereinheit 4 zu wirken, verschiedene Konstanten und verschiedene Abbildungen und dergleichen gespeichert.
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Das heißt, die CPU führt die in dem ROM gespeicherten Programme aus, wodurch diese Computereinheit dazu gebracht wird, als die Batteriesteuereinheit 4 zu wirken.
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In der Batteriesteuereinheit 4 weist der Eingangsanschluss Verbindungen zu verschiedenen Sensoren einschließlich der Spannungssensoren 6, der Temperatursensoren 7 und des Stromsensors 8 auf. Die Batteriesteuereinheit 4 ist dazu eingerichtet, Informationen, die von verschiedenen Sensoren erhalten werden, als Grundlagen zur Überwachung und Steuerung der Batterie 3 einzusetzen und Informationen über die Batterie 3 an die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 zu senden.
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Die Batteriesteuereinheit 4 ist dazu eingerichtet, die niedrigste Temperatur unter den Temperaturen, die durch die Temperatursensoren 7 an den Stellen in der Batterie 3 detektiert werden, als Temperatur der Batterie 3 zu bestimmen. Somit wirkt die Batteriesteuereinheit 4 mit den Temperatursensoren 7 zusammen, um einen Temperaturdetektor 20 zu bilden.
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Die Batteriesteuereinheit 4 ist dazu eingerichtet, die größte Spannung unter den Spannungen, die durch die Spannungssensoren 6 an den Zellen 2 detektiert werden, als Spannung, die über die Batterie 3 angelegt ist, zu bestimmen. Somit wirkt die Batteriesteuereinheit 4 mit den Spannungssensoren 6 zusammen, um einen Spannungsmesser 21 zu bilden.
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Die Batteriesteuereinheit 4 ist dazu eingerichtet, Werte der Ströme, die durch den Stromsensor 8 detektiert werden, zu integrieren, um dadurch eine Restkapazität (als Ladezustand, der hier auch als ”SOC” bezeichnet wird) der Batterie 3 zu schätzen. Somit wirkt die Batteriesteuereinheit 4 mit dem Stromsensor 8 zusammen, um eine Einheit 22 zum Schätzen einer Restkapazität zu bilden, die einen SOC der Batterie 3 schätzt.
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Ferner ist die Batteriesteuereinheit 4 dazu eingerichtet, auf Basis der Spannungen, die durch die Spannungssensoren 6 detektiert werden, und eines Stromwerts, der durch den Stromsensor 8 detektiert wird, einen Innenwiderstand der Batterie 3 zu berechnen und den berechneten Innenwiderstand der Batterie 3 gemäß den Temperaturen, die durch die Temperatursensoren 7 detektiert werden, zu korrigieren. Somit wirkt die Batteriesteuereinheit 4 mit den Spannungssensoren 6, den Temperatursensoren 7 und dem Stromsensor 8 zusammen, um eine Einheit 23 zum Schätzen des Innenwiderstands zu bilden, die einen Innenwiderstand der Batterie 3 schätzt.
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Die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 ist als Computereinheit ausgeführt, die eine CPU, ein RAM, ein ROM, einen Flash-Speicher, einen Eingangsanschluss, einen Ausgangsanschluss und ein Netzwerkmodul umfasst.
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Das Netzwerkmodul ist dazu eingerichtet, durch das fahrzeuginterne LAN, das dem Standard CAN, FlexRay oder dergleichen entspricht, eine Kommunikation mit anderen ECUs einschließlich der Batteriesteuereinheit 4 vorzunehmen.
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In der das Fahrzeug steuernden Steuereinheit 5 sind in dem ROM neben Programmen, um diese Computereinheit dazu zu bringen, als die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 zu wirken, verschiedene Konstanten und verschiedene Abbildungen und dergleichen gespeichert.
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Das heißt, die CPU führt die in dem ROM gespeicherten Programme aus, wodurch die Computereinheit dazu gebracht wird, als die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 zu wirken.
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Die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 ist dazu eingerichtet, an die das Laden steuernde Steuereinheit 4 Steuersignale zu senden, um unter anderen die Größe der elektrischen Leistung, die von der Ladeschaltung 13 an die Batterie zu liefern ist, zu steuern und die Ladeschaltung 13 ein- oder auszuschalten.
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Im Besonderen bildet die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 eine Anstiegsraten-Bestimmungseinheit 25, die abhängig von einem Zustand der Batterie 3 arbeitet, um eine Anstiegsrate der Ladeleistung zu bestimmen, bis eine Zielladeleistung als Ladeleistung der Batterie 3 erreicht ist. Die Zielladeleistung ist ein entsprechender Wert, der vorab empirisch bestimmt wird und zum Beispiel in dem ROM in der das Fahrzeug steuernden Steuereinheit 5 gespeichert wird.
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In der das Fahrzeug steuernden Steuereinheit 5 ist in dem ROM ein Anstiegsraten-Kennfeld gespeichert, das Anstiegsraten der Ladeleistung umfasst, die mit Temperaturen in der Batterie 3, Spannungen, die über die Batterie 3 angelegt sind, Innenwiderständen in der Batterie 3 und SOCs in der Batterie 3 verknüpft sind.
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Während die Batterie 3 geladen wird, das heißt, während die Ladestation 11 eingeschaltet ist und das Ladekabel 10 mit dem Ladeanschluss 9 verbunden ist, ist die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 dazu betriebsfähig, in dem Anstiegsraten-Kennfeld, das in dem ROM gespeichert ist, nachzuschlagen, um eine Anstiegsrate der Ladeleistung zu bestimmen, und an die das Laden steuernde Steuereinheit 14 ein Steuersignal zu senden, das eine Veränderung der Ladeleistung mit der bestimmten Anstiegsrate anfordert.
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Die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 ist bei jedweder Ladeleistung für die Batterie 3, die die Zielladeleistung übersteigt, dazu betriebsfähig, eine Anstiegsrate zu bestimmen, um die Ladeleistung für die Batterie 3 zu verringern.
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Somit bildet die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 eine Steuereinheit 26, um die das Laden steuernde Steuereinheit 14 so zu steuern, dass die Batterie 3 unter Veränderung der Ladeleistung mit einer bestimmten Anstiegsrate, bis sie eine Zielladeleistung erreicht, geladen wird.
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Die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 kann auch eine Anstiegsrate der Ladeleistung für jede Zelle 2 bestimmen und kann an die das Laden steuernden Steuereinheit 14 ein Steuersignal senden, das Ladeleistungen mit minimalen Anstiegsraten unter den bestimmten Anstiegsraten der Ladeleistung anfordert.
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Nun wird unter Bezugnahme auf 3 eine Ladesteueroperation an der wie beschrieben aufgebauten Ladesteuervorrichtung nach Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben. Die nachfolgend beschriebene Ladesteueroperation wird wiederholt durchgeführt, während die Batteriesteuereinheit 4 und die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 arbeiten.
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Zuerst bestimmt die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 (in einem Schritt S1), ob ein Laden begonnen wurde oder nicht. Das heißt, die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 bestimmt, ob oder ob nicht die Ladestation 11 eingeschaltet ist und das Ladekabel 10 mit dem Ladeanschluss 9 verbunden ist.
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Wenn bestimmt wird, dass kein Laden begonnen wurde, geht die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 zu dem Ende der Ladesteueroperation. Wenn bestimmt wird, dass ein Laden begonnen wurde, detektiert die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 dann (in einem Schritt S2) eine niedrigste Temperatur unter den Stellen in der Batterie 3. Die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 bestimmt die niedrigste Temperatur unter den Temperaturen an den Stellen als die Temperatur der Batterie 3.
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Als nächstes detektiert die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 (in einem Schritt S3) eine größte Spannung unter den Zellen. Die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 bestimmt die größte Spannung unter den Spannungen, die durch die Spannungssensoren 6 detektiert werden, als Spannung, die über die Batterie 3 angelegt ist.
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Als nächstes bringt die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 (in einem Schritt S4) die Batteriesteuereinheit 4 dazu, einen Innenwiderstand der Batterie 3 zu detektieren. Die Batteriesteuereinheit 4 antwortet auf die Anforderung durch die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5, indem sie auf Basis der Spannungen, die durch die Spannungssensoren 6 detektiert werden, und eines Stromwerts, der durch den Stromsensor 8 detektiert wird, einen Innenwiderstand der Batterie 3 berechnet und den berechneten Innenwiderstand der Batterie 3 gemäß Temperaturen, die durch die Temperatursensoren 7 detektiert werden, korrigiert. Somit schätzt die Batteriesteuereinheit 4 einen Innenwiderstand der Batterie 3 und sendet an die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 eine Information, die den geschätzten Innenwiderstand darstellt.
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Als nächstes bringt die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 (in einem Schritt S5) die Batteriesteuereinheit 4 dazu, eine Restkapazität in der Batterie 3 im Sinne eines SOC zu detektieren. Die Batteriesteuereinheit 4 antwortet auf die Anforderung durch die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5, indem sie Stromwerte, die durch den Stromsensor 8 detektiert werden, integriert, wodurch sie einen SOC der Batterie 3 schätzt, und an die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 eine Information sendet, die den geschätzten SOC darstellt.
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Als nächstes bestimmt die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 (in einem Schritt S6) eine Anstiegsrate der Ladeleistung. Hierbei führt die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 ein Nachschlagen in dem Anstiegsraten-Kennfeld durch, um auf Basis einer Temperatur der Batterie 3, einer angelegten Spannung über die Batterie 3, eines Innenwiderstands der Batterie 3 und eines SOC der Batterie 3 eine Anstiegsrate der Ladeleistung zu bestimmen.
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Als nächstes berechnet die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 (in einem Schritt S7) eine Ladeleistung. Die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 berechnet die Ladeleistung als Ladeleistung, die mit einer Anstiegsrate, welche in Schritt S6 bestimmt wurde, verändert wird.
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Als nächstes bestimmt die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 (in einem Schritt S8) in Bezug auf diese Ladeleistung, ob sie einer Zielladeleistung entspricht oder höher ist. Wenn bestimmt wird, dass diese Zielladeleistung gleich oder höher als die Ladeleistung ist, sendet die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 dann (in einem Schritt S9) an die das Laden steuernde Steuereinheit 14 ein Steuersignal, das anfordert, dass die Ladeleistung mit der in Schritt S6 bestimmen Anstiegsrate erhöht wird.
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Wenn bestimmt wird, dass die Zielladeleistung nicht gleich oder höher als die Ladeleistung ist, sendet die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 dann (in einem Schritt S10) ein Steuersignal an die das Laden steuernde Steuereinheit 14, das anfordert, dass die Ladeleistung mit der Anstiegsrate, die in Schritt S6 bestimmt wurde, verringert wird.
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Die in 3 gezeigte Ladesteueroperation kann auch, wie in 4 gezeigt, in den Schritten S7 bis S10 (jeweils inklusive) wie folgt abgeändert werden.
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(In dem Schritt S21) subtrahiert die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 im Anschluss an eine Verarbeitung, die in Schritt S6 ausgeführt wurde, eine gegenwärtige Ladeleistung von einer Zielladeleistung, um einen Unterschied dP zwischen ihnen zu berechnen. Als nächstes bestimmt die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 (in einem Schritt S22), ob der Unterschied dP 0 oder mehr beträgt.
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Wenn bestimmt wird, dass der Unterschied dP 0 oder mehr beträgt, sendet die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit dann (in einem Schritt S23) an die das Laden steuernde Steuereinheit 14 ein Steuersignal, das innerhalb eines Bereichs, der die Zielladeleistung nicht übersteigt, eine Ladeleistung anfordert, die um eine Anstiegsrate erhöht ist.
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Mit anderen Worten sendet die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 dann, wenn eine gegenwärtige Ladeleistung mit der Anstiegsrate, die in Schritt S6 bestimmt wurde, erhöht wird und die sich ergebende Ladeleistung gleich oder geringer als eine Zielladeleistung ist, an die das Laden steuernde Steuereinheit 14 ein Steuersignal, das als Ladeleistung die gegenwärtige Ladeleistung erhöht mit der Anstiegsrate anfordert.
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Wenn eine gegenwärtige Ladeleistung mit der Anstiegsrate, die in Schritt S6 bestimmt wurde, erhöht wird, sendet die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 dann, wenn die sich ergebende Ladeleistung nicht gleich oder geringer als die Zielladeleistung ist, an die das Laden steuernde Steuereinheit 14 ein Steuersignal, das die Zielladeleistung als Ladeleistung anfordert.
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Wenn in dem Schritt S22 bestimmt wird, dass der Unterschied dP nicht 0 oder mehr beträgt, sendet die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 (in einem Schritt S24) an die das Laden steuernde Steuereinheit 14 ein Steuersignal, das anfordert, dass die Ladeleistung innerhalb eines Bereichs, der nicht unter der Zielladeleistung liegt, um die Anstiegsrate verringert wird.
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Mit anderen Worten sendet die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 dann, wenn eine gegenwärtige Ladeleistung mit der Anstiegsrate, die in Schritt S6 bestimmt wurde, verringert wird und die sich ergebende Ladeleistung geringer als die Zielladeleistung ist, an die das Laden steuernde Steuereinheit 14 ein Steuersignal, das die Zielladeleistung als Ladeleistung anfordert.
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Andererseits sendet die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 14 dann, wenn eine gegenwärtige Ladeleistung mit der Anstiegsrate, die in Schritt S6 bestimmt wurde, verringert wird und die sich ergebende Ladeleistung nicht geringer als die Zielladeleistung ist, an die das Laden steuernde Steuereinheit 14 ein Steuersignal, das als Ladeleistung die gegenwärtige Ladeleistung verringert mit der Anstiegsrate anfordert.
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Wie oben beschrieben, wird nach dieser Ausführungsform eine Anstiegsrate der Ladeleistung für die Batterie 3, bis die Ladeleistung eine Zielladeleistung erreicht, definiert und gemäß einem Zustand der Batterie 3 bestimmt, wodurch verhindert wird, dass es Zeit braucht, bis die Ladeleistung die Zielladeleistung erreicht, und daher eine Abnahme der Nutzerfreundlichkeit verhindert wird.
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Da nach dieser Ausführungsform die Anstiegsrate der Ladeleistung, bis die Ladeleistung für die Batterie 3 eine Zielladeleistung erreicht, gemäß einem Zustand der Batterie 3 bestimmt wird, wird überdies verhindert, dass unter Umständen, die mit verschlechterten Eigenschaften der Batterie 3 verknüpft sind, Spannungen, die einen vorbestimmten Wert übersteigen, über Zellen 2 angelegt werden, was es ermöglicht, dass eine Verschlechterung der Batterie 3 unterdrückt wird.
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Entsprechend ermöglicht diese Ausführungsform, dass eine Verschlechterung der Batterie 3 unterdrückt wird, wodurch eine Abnahme der Nutzerfreundlichkeit verhindert wird.
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Da nach dieser Ausführungsform ferner die Anstiegsrate der Ladeleistung gemäß einer niedrigsten Temperatur unter Temperaturen an Stellen in der Batterie 3 bestimmt wird, wird unter Umständen, die mit verringerten Temperaturen an der Batterie 3 verknüpft sind, verhindert, dass übermäßige Spannungen über Zellen 2 angelegt werden.
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Da die Anstiegsrate der Ladeleistung nach dieser Ausführungsform gemäß einer größten Spannung unter Spannungen, die über die Zellen 2 angelegt werden, bestimmt wird, wird verhindert, dass übermäßige Spannungen über Zellen 2 angelegt werden, die bereits ein Anlegen von hohen Spannungen erfahren haben.
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Diese Ausführungsform kann verhindern, dass unter Umständen, die mit verhältnismäßig großen Innenwiderständen in der Batterie 3 verbunden sind, übermäßige Spannungen über Zellen 2 angelegt werden, und unter Umständen, die mit verhältnismäßig geringen Innenwiderständen in der Batterie 3 verbunden sind, lange Ladezeiten auftreten, die die Nutzerfreundlichkeit verringern.
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Diese Ausführungsform kann verhindern, dass unter Umständen, die mit großen Restkapazitäten in der Batterie 3 verbunden sind, übermäßige Spannungen über Zellen 2 angelegt werden, und unter Umständen, die mit geringen Restkapazitäten in der Batterie 3 verbunden sind, lange Ladezeiten auftreten, die die Nutzerfreundlichkeit verringern.
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Da nach dieser Ausführungsform Ladeleistungen für die Zellen 2 mit einer kleinsten Anstiegsrate unter den Anstiegsraten der an die Zellen 2 gelieferten Ladeleistungen geliefert werden, kann verhindert werden, dass übermäßige Spannungen über Zellen 2 angelegt werden.
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Ferner wird nach dieser Ausführungsform unter Umständen, die mit einer Ladeleistung für die Batterie 3 verknüpft sind, welche eine Zielladeleistung übersteigt, eine Anstiegsrate so bestimmt, dass die Ladeleistung an die Batterie 3 verringert wird, was es ermöglicht, dass Spannungen, die über die Zellen 2 angelegt werden, selbst dann auf eine vorgegebene Spannung gedrückt werden, wenn die Ladeleistung für die Batterie 3 die Zielladeleistung überschritten hat. Diese Ausführungsform ist daher dazu geeignet, zu verhindern, dass über Zellen 2 übermäßige Spannungen angelegt werden.
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Diese Ausführungsform ist als ein Beispiel beschrieben, das eine das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine Anstiegsrate der Ladeleistung zu bestimmen und eine das Laden steuernde Steuereinheit 14 so zu steuern, dass eine Batterie 3 unter Veränderung der Ladeleistung mit der bestimmten Anstiegsrate der Ladeleistung, bis eine Zielladeleistung erreicht wird, geladen wird.
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In dieser Hinsicht kann es sich nach dieser Erfindung auch um eine das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 handeln, die dazu eingerichtet ist, eine Anstiegsrate eines Ladestroms zu bestimmen und eine das Laden steuernde Steuereinheit 14 so zu steuern, dass eine Batterie 3 unter Veränderung des Ladestroms mit der bestimmten Anstiegsrate des Ladestroms, bis ein Zielladestrom erreicht wird, geladen wird.
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Überdies umfasst die beschriebene Ausführungsform in der das Fahrzeug steuernden Steuereinheit 5 ein ROM, in dem ein Anstiegsraten-Kennfeld gespeichert ist, umfassend Anstiegsraten der Ladeleistung zugeordnet zu Temperaturen in der Batterie 3, Spannungen, die über die Batterie 3 angelegt werden, Innenwiderständen in der Batterie 3, und SOCs in der Batterie 3, wobei die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 beim Laden der Batterie 3 dazu betriebsfähig ist, in dem Anstiegsraten-Kennfeld nachzuschlagen, um eine Anstiegsrate der Ladeleistung zu bestimmen, und an die das Laden steuernde Steuereinheit 14 ein Steuersignal zu senden, das eine Veränderung der Ladeleistung mit der bestimmten Anstiegsrate anfordert.
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In dieser Hinsicht kann nach dieser Erfindung in einer das Fahrzeug steuernden Steuereinheit 5 ein ROM vorhanden sein, in dem Anstiegsraten-Kennfelder gespeichert sind, umfassend Anstiegsraten der Ladeleistung zugeordnet zu Temperaturen in einer Batterie 3, Spannungen, die über die Batterie 3 angelegt werden, Innenwiderständen in der Batterie 3, und SOCs in der Batterie 3, und kann die das Fahrzeug steuernde Steuereinheit 5 beim Laden der Batterie 3 dazu betriebsfähig sein, in den Anstiegsraten-Kennfeldern nachzuschlagen, um jeweils Anstiegsraten der Ladeleistung zu bestimmen, und an eine das Laden steuernde Steuereinheit 14 ein Steuersignal zu senden, das eine Veränderung der Ladeleistung mit einer kleinsten Anstiegsrate unter den bestimmen Anstiegsraten anfordert.
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Ferner ist die Ausführungsform als ein Beispiel beschrieben, das eine Kombination aus der Ladeschaltung 13 und der das Laden steuernden Steuereinheit 14, die an einer Ladestation 11 bereitgestellt sind, umfasst, doch kann es sich auch um eine Ladesteuervorrichtung handeln, die eine Kombination aus der Ladeschaltung 13 und der das Laden steuernden Steuereinheit 14 umfasst.
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Obwohl Ausführungsformen dieser Erfindung offenbart wurden, ist offensichtlich, dass ein Fachmann Abwandlungen vornehmen kann, ohne von dem Umfang dieser Erfindung abzuweichen. Alle diese Korrekturen und Äquivalente sollen in den Ansprüchen, die in den ”Patentansprüchen” beansprucht werden, enthalten sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Zelle (als Batteriezelle)
- 3
- Batterie (als Speicherbatterie)
- 11
- Ladestation
- 20
- Temperaturdetektor
- 21
- Spannungsmesser
- 22
- Einheit zum Schätzen einer Restkapazität
- 23
- Einheit zum Schätzen eines Innenwiderstands
- 25
- Anstiegsraten-Bestimmungseinheit
- 26
- Steuereinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2012-60757 A [0003, 0004, 0005, 0006]
