DE102016205999A1

DE102016205999A1 - Stromversorgungssystem für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102016205999A1
Application number: DE102016205999.8A
Authority: DE
Inventors: Setsuko Komada
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2015-04-15
Filing date: 2016-04-11
Publication date: 2016-11-17
Also published as: JP2016207269A; CN106043176B; JP6582509B2; CN106043176A

Abstract

Ein Stromversorgungssystem für Fahrzeuge weist einen ISG (2), einen Satz von geschützten Lasten (3), eine Bleibatterie (4), eine Lithium-Ionen-Batterie (5), einen Schalter (SW1) zur Herstellung und Unterbrechung einer Verbindung zwischen der Bleibatterie (4) und dem ISG (2), einen Schalter (SW3) zur Herstellung und Unterbrechung einer Verbindung zwischen der Bleibatterie (4) und dem Satz von geschützten Lasten (3), einen Schalter (SW4) zur Herstellung und Unterbrechung einer Verbindung zwischen der Lithium-Ionen-Batterie (5) und dem Satz von geschützten Lasten (3) sowie eine ECU (10) zur Steuerung der Schalter (SW1, SW3 und SW4) auf, wobei die ECU (10) dazu ausgelegt ist, den Schalter (SW1) so zu steuern, dass er seine Verbindung unterbricht, einen der Schalter (SW3 und SW4) so zu steuern, dass er seine Verbindung herstellt, und den anderen davon so zu steuern, dass er seine Verbindung unterbricht, um den ISG (2) so zu steuern, dass er angetrieben wird, um die Fahrt des Fahrzeugs zu unterstützen.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft Stromversorgungssysteme für Fahrzeuge, die dazu ausgelegt sind, einen Zustand der Stromversorgung in einem betroffenen Fahrzeug zu steuern.
Stand der Technik
Es gibt Stromversorgungssysteme für Fahrzeuge, die, wie in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2011-178384 offenbart, beinhalten: eine Kombination aus sekundären Zellen, die eine Bleibatterie und eine Lithium-Ionen-Batterie oder eine Nickel-Metallhydrid-Batterie aufweisen, und Sätze von Hilfseinrichtungen, bei denen es sich um Sätze von parallel an diese sekundären Zellen angeschlossenen elektrischen Lasten handelt, wobei das System dazu ausgelegt ist, die Leistung an den Sätzen der parallel angeschlossenen Hilfseinrichtungen zu stabilisieren. Die Lithium-Ionen-Batterie oder die Nickel-Metallhydrid-Batterie ist an einen Satz von Hilfseinrichtungen (als geschützte Lasten) angeschlossen, die eine konstante stabilisierte Spannung benötigen, wie etwa einen Satz von Messinstrumenten und ein Fahrzeugnavigationssystem. Die Bleibatterie ist an einen Satz von Hilfseinrichtungen (als allgemeine Lasten) angeschlossen, die für vorübergehende Dienste ausgelegt sind, wie etwa Scheibenwischer oder Gebläse.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ein derartiges, in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2011-178384 offenbartes Stromversorgungssystems für Fahrzeuge kann dazu anwendbar sein, eine Stromversorgung zu steuern, die an eine Last angeschlossen ist, welche aus einem Motorgenerator besteht, der dazu ausgelegt ist, dass er bei der Regenerierung als Stromgenerator arbeitet und beim Leistungsbetrieb eine Achse drehend antreibt, um die Fahrt eines betroffenen Fahrzeugs zu unterstützen. Wenn der Motorgenerator zur Unterstützungs-Steuerung verwendet wird, wird eine Kombination aus sowohl einer Bleibatterie als auch einer Lithium-Ionen-Batterie oder einer Nickel-Metallhydrid-Batterie eingesetzt, um den Motorgenerator anzutreiben, wobei wiederholt eine instantane Verwendung einer großen Menge an elektrischem Strom für den Leistungsbetrieb nötig ist, um einen Strom auszugeben.
Wenn die Bleibatterie elektrischen Strom für eine derartige Verwendung zugeführt hat, wird sie stark entladen sein, so dass ein entsprechendes Aufladen der Bleibatterie nötig ist. Die Bleibatterie weist eine geringere Ladeeffizienz als die Lithium-Ionen-Batterie oder die Nickel-Metallhydrid-Batterie auf, weshalb sie eine längere Ladedauer benötigt. Damit die Bleibatterie aufgeladen wird, muss der Generator häufiger durch den Verbrennungsmotor angetrieben werden, was zu einer verringerten Kraftstoffeffizienz führt.
Ferner kann die Lithium-Ionen-Batterie oder die Nickel-Metallhydrid-Batterie beim Einsatz der Lithium-Ionen-Batterie oder der Nickel-Metallhydrid-Batterie, um elektrischen Strom zur Ausführung einer Unterstützungs-Steuerung zuzuführen, in einen Ladezustand gelangt sein, bei dem es nicht gelingt, eine stabile Zufuhr von elektrischem Strom von der Lithium-Ionen-Batterie oder der Nickel-Metallhydrid-Batterie an geschützte Lasten zu erreichen.
Diese Erfindung wurde angesichts dieser Probleme erdacht.
Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Stromversorgungssystem für Fahrzeuge bereitzustellen, das dazu ausgelegt ist, elektrische Lasten stabil zu betreiben, während eine Abnahme der Kraftstoffeffizienz unterdrückt wird.
Nach Aspekten dieser Erfindung wird als eine Lösung der Probleme ein Stromversorgungssystem für Fahrzeuge bereitgestellt, umfassend einen Elektromotor, der dazu ausgelegt ist, die Fahrt eines Fahrzeugs zu verwenden, um elektrischen Strom zu erzeugen, und eine Fahrt des Fahrzeugs zu unterstützen, einen Satz von elektrischen Lasten, der eine stabile Zufuhr von elektrischem Strom benötigt, wenn das Fahrzeug führt, eine erste Batterie, die an den Elektromotor und den Satz von elektrischen Lasten angeschlossen ist und dazu ausgelegt ist, diesen elektrischen Strom zuzuführen, eine zweite Batterie, die an den Elektromotor und den Satz von elektrischen Lasten angeschlossen ist und dazu ausgelegt ist, diesen elektrischen Strom zuzuführen, wobei sich die zweite Batterie von der ersten Batterie unterscheidet, einen ersten Schalter, der dazu ausgelegt ist, eine erste Verbindung zwischen der ersten Batterie und dem Elektromotor herzustellen und zu unterbrechen, einen zweiten Schalter, der dazu ausgelegt ist, eine zweite Verbindung zwischen der ersten Batterie und dem Satz von elektrischen Lasten herzustellen und zu unterbrechen, einen dritten Schalter, der dazu ausgelegt ist, eine dritte Verbindung zwischen der zweiten Batterie und dem Satz von elektrischen Lasten herzustellen und zu unterbrechen, und eine Steuereinheit, die dazu ausgelegt ist, den ersten Schalter, den zweiten Schalter und den dritten Schalter zu steuern, wobei die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, den ersten, den zweiten und den dritten Schalter so zu steuern, dass die erste Verbindung unterbrochen wird, eine aus der zweiten und der dritten Verbindung hergestellt wird und die andere aus der zweiten und der dritten Verbindung unterbrochen wird, um den Elektromotor so zu steuern, dass er angetrieben wird, um eine Fahrt des Fahrzeugs zu unterstützen.
Nach den Aspekten kann zur Ausführung einer Unterstützungs-Steuerung eine Kombination von elektrischem Strom, der von der zweiten Batterie dem Elektromotor zugeführt wird, und von elektrischem Strom, der von der ersten oder der zweiten Batterie den Satz von elektrischen Lasten zugeführt wird, vorliegen, wodurch eine derartige Anpassung erreicht wird, dass der Satz von elektrischen Lasten stabil betrieben wird, während es ermöglicht wird, dass eine Abnahme der Kraftstoffeffizienz unterdrückt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Aufbaudiagramm, das als Figur, die ein Stromversorgungssystem für Fahrzeuge nach einer Ausführungsform dieser Erfindung zeigt, ein Fahrzeug zeigt, welches ein Stromversorgungssystem für Fahrzeuge aufweist.
2 ist eine Tabelle, die Schaltungskonfigurationen zeigt, welche Kombinationen von Verbindungen umfassen, die durch Schalter in dem Stromversorgungssystem für Fahrzeuge nach einer Ausführungsform dieser Erfindung hergestellt oder getrennt werden.
3 ist ein Diagramm, das als Figur, die ein Stromversorgungssystem für Fahrzeuge nach einer Ausführungsform dieser Erfindung zeigt, eine Schaltungskonfiguration beim Neustarten eines Verbrennungsmotors zeigt.
4 ist ein Diagramm, das als Figur, die ein Stromversorgungssystem für Fahrzeuge nach einer Ausführungsform dieser Erfindung zeigt, eine Schaltungskonfiguration bei der Durchführung einer Unterstützungs-Steuerung bei einem niedrigen Ladezustand einer Lithium-Ionen-Batterie zeigt.
5 ist ein Diagramm, das als Figur, die ein Stromversorgungssystem für Fahrzeuge nach einer Ausführungsform dieser Erfindung zeigt, eine Schaltungskonfiguration bei der Durchführung einer Unterstützungs-Steuerung bei einem hohen Ladezustand der Lithium-Ionen-Batterie zeigt.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben werden. Wie in 1 gezeigt, ist ein Fahrzeug 1 mit einem Stromversorgungssystem für Fahrzeuge nach einer Ausführungsform dieser Erfindung ausgestattet. Das Fahrzeug 1 ist so aufgebaut, dass es einen Verbrennungsmotor 7, einen ISG (ein integrierter Starter-Generator) 2 als Elektromotor, einen Satz von geschützten Lasten 3 als Satz von elektrischen Lasten, einen Satz von allgemeinen Lasten 6, eine Bleibatterie 4 als erste Batterie und eine Lithium-Ionen-Batterie 5 als zweite Batterie aufweist.
Der Verbrennungsmotor 7 ist zum Beispiel als Benzinmotor ausgeführt. Der Verbrennungsmotor 7 ist ein Vierzylinder-Verbrennungsmotor, der dazu ausgelegt ist, eine Reihe von vier Takten, nämlich um einen Ansaugtakt, einen Verdichtungstakt, einen Arbeitstakt und einen Ausstoßtakt, auszuführen, während ein entsprechender Kolben zwei Mal in einem zugehörigen Zylinder hin und her läuft, wobei zwischen dem Verdichtungstakt und dem Arbeitstakt eine Zündung vorgenommen wird. Der Verbrennungsmotor 7 erzeugt eine Antriebskraft, die verwendet wird, um das Fahrzeug zum Fahren zu bringen.
Der ISG 2 ist unter Verwendung eines Riemens 8 mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 7 gekoppelt. Der ISG 2 ist dazu ausgelegt, elektrischen Strom zu erzeugen, während das Fahrzeug 1 fährt, und die Fahrt des Fahrzeugs 1 zu unterstützen. Mit anderen Worten ist der ISG 2 zur Arbeit als Stromgenerator und als Elektromotor ausgelegt. Der ISG 2 ist dazu ausgelegt, als Starter für einen Neustart aus einem angehaltenen Zustand des Verbrennungsmotors 7 zu arbeiten.
Der Satz von geschützten Lasten 3 ist ein Satz von elektrischen Lasten, der eine stabile Zufuhr von elektrischem Strom benötigt, während das Fahrzeug 1 fährt. Der Satz von geschützten Lasten 3 umfasst zum Beispiel Messinstrumente und ein Fahrzeugnavigationssystem.
Der Satz von allgemeinen Lasten 6 ist ein Satz von elektrischen Lasten, die für vorübergehende Dienste eingesetzt werden können, und benötigt im Vergleich zu geschützten Lasten 3 keine stabile Stromversorgung. Der Satz von allgemeinen Lasten 6 umfasst zum Beispiel Scheibenwischer oder Kühlgebläse.
Die Bleibatterie 4 sowie die Lithium-Ionen-Batterie 5 ist als Satz von wiederaufladbaren sekundären Zellen ausgeführt und an den ISG 2 und an den Satz von geschützten Lasten 3 angeschlossen, damit sie in der Lage ist, diesen elektrischen Strom zuzuführen. Die Lithium-Ionen-Batterie 5 ist eine Batterie, die innerhalb einer kurzen Zeit wiederholt auf eine höhere Energiedichte als die Bleibatterie 4 aufgeladen werden kann. Die Bleibatterie 4 sowie die Lithium-Ionen-Batterie 5 entsprechen Spezifikationen, die die Anzahl der Zellen und dergleichen umfassen und so festgelegt sind, dass eine Ausgangsspannung von 12 V oder nahe daran erzeugt wird.
Ferner weist das Fahrzeug 1 eine Kombination aus vier Schaltern auf, nämlich um einen Schalter SW1, einen anderen Schalter SW2, noch einen anderen Schalter SW3 sowie noch einen anderen Schalter SW4. Die Kombination der vier Schalter SW1, SW2, SW3 und SW4 ist der Lithium-Ionen-Batterie 5 angegliedert, wodurch ein Lithium-Ionen-Batteriesatz 11 gebildet wird.
Der Schalter SW1 ist dazu ausgelegt, eine Verbindung sowie eine Trennung zwischen der Bleibatterie 4 und dem ISG 2 herzustellen. Mit anderen Worten kann der Schalter SW1 elektrisch so gesteuert werden, dass er ”eine Verbindung zwischen der Bleibatterie 4 und dem ISG 2” (hier mitunter als ”erste Verbindung” bezeichnet) herstellt (d. h., schließt) und diese Verbindung trennt (d. h., öffnet). Der Schalter SW3 ist dazu ausgelegt, eine Verbindung sowie eine Trennung zwischen der Bleibatterie 4 und dem Satz von geschützten Lasten 3 herzustellen. Mit anderen Worten kann der Schalter SW3 elektrisch so gesteuert werden, dass er ”eine Verbindung zwischen der Bleibatterie 4 und dem Satz von geschützten Lasten 3” (hier mitunter als ”zweite Verbindung” bezeichnet) herstellt (d. h., schließt) und diese Verbindung trennt (d. h., öffnet). Der Schalter SW4 ist dazu ausgelegt, eine Verbindung sowie eine Trennung zwischen der Lithium-Ionen-Batterie 5 und dem Satz von geschützten Lasten 3 herzustellen. Mit anderen Worten kann der Schalter SW4 elektrisch so gesteuert werden, dass er ”eine Verbindung zwischen der Lithium-Ionen-Batterie 5 und dem Satz von geschützten Lasten 3” (hier mitunter als ”dritte Verbindung” bezeichnet) herstellt (d. h. schließt) und diese Verbindung trennt (d. h., öffnet). Der Schalter SW2 ist dazu ausgelegt, eine Verbindung sowie eine Trennung zwischen der Lithium-Ionen-Batterie 5 und dem ISG 2 herzustellen. Daher wird der Satz von geschützten Lasten 3 dann, wenn sich zumindest einer aus dem Schalter SW3 und dem Schalter SW4 in einem verbundenen Zustand befindet, mit Strom von zumindest einer aus der Bleibatterie 4 und der Lithium-Ionen-Batterie 5 versorgt.
Es wird angemerkt, dass die vier Schalter SW1 bis SW4 jeweils so betrieben werden können, dass sie sich schließen, um eine zugehörige Verbindung herzustellen, und dass sie sich öffnen, um eine zugehörige Trennung herzustellen.
Ferner weist das Fahrzeug 1 eine ECU 10 als Steuereinheit auf. Die ECU 10 ist dazu ausgelegt, die Verbindungen und Trennungen der vier Schalter SW1 bis SW4 zu steuern. Mit anderen Worten ist die ECU 10 dazu ausgelegt, jeden der vier Schalter SW1 bis SW4 so zu steuern, dass er sich schließt oder öffnet. Ferner ist die ECU 10 dazu ausgelegt, verschiedene Steuerungen vorzunehmen, die einer Antriebssteuerung des ISG 2 gemäß einem Fahrtzustand des Fahrzeugs 1 und einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 7 umfassen. Zum Beispiel ist die ECU 10 für Steuerungen ausgelegt, die beinhalten: eine Unterstützungs-Steuerung zum Einsatz der Antriebssteuerung des ISG 2 zur Unterstützung der Fahrt des Fahrzeugs und eine Leerlaufstopp-Steuerung, die vorgenommen wird, wenn eine vorgegebene Anhaltebedingung sowie eine Neustartbedingung erfüllt sind, um den Verbrennungsmotor 7 automatisch anzuhalten sowie neu zu starten. Es wird angemerkt, dass die ECU 10 bei der Leerlaufstopp-Steuerung dazu ausgelegt ist, den ISG 2 anzutreiben, um den Verbrennungsmotor neu zu starten, wenn eine vorgegebene Neustartbedingung besteht. Demnach ist das Fahrzeug 1 dazu ausgelegt, die Fahrt automatisch anzuhalten oder erneut zu starten, wenn eine dafür vorgegebene Bedingung erfüllt ist.
Wenn die Unterstützungs-Steuerung durchgeführt wird, steuert die ECU 10 den Schalter SW1 so, dass er sich in einem getrennten Zustand befindet, und steuert sie den Schalter SW2 so, dass er sich in einem verbundenen Zustand befindet. Dadurch ist es möglich, Abnahmen der Ladekapazität der Bleibatterie 4 zu unterdrücken und Abnahmen der Kraftstoffeffizienz zu unterdrücken, da die Bleibatterie 4 und der ISG 2 getrennt sind und dem ISG 2 Strom nur von der Lithium-Ionen-Batterie 5 zugeführt wird. Ferner wird zugleich die Steuerung derart ausgeführt, dass sich im Fall eines verbundenen Zustands von entweder dem Schalter SW3 oder dem Schalter SW4 der andere Schalter in einem getrennten Zustand befindet. Dadurch kann dem Satz von geschützten Lasten 3 elektrischer Strom entweder von der Bleibatterie 4 oder von der Lithium-Ionen-Batterie 5 zugeführt werden. Daher kann dem Satz von geschützten Lasten 3 elektrischer Strom unabhängig von dem Ladezustand der Lithium-Ionen-Batterie 5 zugeführt werden. Auf diese Weise kann das Stromversorgungssystem für Fahrzeuge nach hier vorliegenden Ausführungsformen den Satz von geschützten Lasten 3 stabil als elektrische Last betreiben, während eine Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz unterdrückt wird. Hier ist der verbundene Zustand ein Zustand, in dem ein Kontakt des Schalters geschlossen ist (ein geschlossener Zustand), und ist der getrennte Zustand ein Zustand, in dem ein Kontakt des Schalters geöffnet ist (ein offener Zustand).
Wenn ferner die Ladekapazität der Lithium-Ionen-Batterie 5 bei der Unterstützung der Fahrt des Fahrzeugs 1 durch eine Antriebssteuerung des ISG 2 niedriger als eine vorgegebene Ladekapazität ist, steuert die ECU 10 den Schalter SW3 so, dass er sich in einem verbundenen Zustand befindet, und den Schalter SW4 so, dass er sich in einem getrennten Zustand befindet. Dadurch kann dann, wenn sich die Ladekapazität der Lithium-Ionen-Batterie 5 in einem niedrigen Zustand befindet, elektrischer Strom von der Bleibatterie 4 dem Satz von geschützten Lasten 3 zugeführt werden. Daher kann die Unterstützungs-Steuerung auf eine solche Weise durchgeführt werden, dass eine Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz unterdrückt wird, während dem Satz von geschützten Lasten 3 stabil elektrischer Strom zugeführt werden kann.
Wenn bei Durchführung der Leerlaufstopp-Steuerung der Verbrennungsmotor 7 aus einem angehaltenen Zustand neu gestartet wird, steuert die ECU 10 den Schalter SW1 so, dass er sich in einem verbundenen Zustand befindet, steuert sie den Schalter SW2 so, dass er sich in einem getrennten Zustand befindet, steuert sie den Schalter SW3 so, dass er sich in einem getrennten Zustand befindet, und steuert sie den Schalter SW4 so, dass er sich in einem verbundenen Zustand befindet. Dadurch wird für den Neustart, der eine instantane Zufuhr von elektrischem Strom benötigt, die ein zulässiges Entladungsausmaß der Lithium-Ionen-Batterie 5 übersteigt, elektrischer Strom von der Bleibatterie 4 dem ISG 2 zugeführt und elektrischer Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 5 dem Satz von geschützten Lasten 3 zugeführt. Daher kann die Lithium-Ionen-Batterie 5 vor einer starken Ausgangsentladung geschützt werden und kann dem Satz von geschützten Lasten 3 stabil elektrischer Strom zugeführt werden. Darüber hinaus kann der Neustart gesteuert werden, ohne einen Spannungswandler, wie etwa einen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler, zu verwenden, und kann ein Anstieg der Kosten des Systems als Ganzes unterdrückt werden.
Auf diese Weise ist es nach hier vorliegenden Ausführungsformen bei dem Stromversorgungssystem für Fahrzeuge durch Einrichten des ISG 2 und der Bleibatterie 4 über den Schalter SW1 und Einrichten des ISG 2 und der Lithium-Ionen-Batterie 5 über den Schalter SW möglich, den Antrieb des ISG 2 durch Verwenden nur des Stroms zu steuern, der von der Lithium-Ionen-Batterie 5, die über eine hohe Energiesammelflähigkeit verfügt, zugeführt wird, und kann die Unterstützungs-Steuerung auf eine solche Weise durchgeführt werden, dass eine Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz unterdrückt wird.
Ferner sind der Satz von geschützten Lasten 3 und die Bleibatterie 4 so eingerichtet, dass sich dazwischen der Schalter SW3 befindet, und sind der Satz von geschützten Lasten 3 und die Lithium-Ionen-Batterie 5 so eingerichtet, dass sich dazwischen der Schalter SW4 befindet. Daher kann dem Satz von geschützten Lasten 3 Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 5 zugeführt werden, wenn die Ladekapazität der Lithium-Ionen-Batterie 5 hoch ist, und kann dem Satz von geschützten Lasten 3 Strom von der Bleibatterie 4 zugeführt werden, wenn die Ladekapazität der Lithium-Ionen-Batterie 5 niedrig ist. Dadurch kann die Unterstützungs-Steuerung selbst in einer Situation, die mit einer niedrigen Ladekapazität der Lithium-Ionen-Batterie 5 einhergeht, durchgeführt werden, und kann elektrischer Strom stabil dem Satz von geschützten Lasten 3 zugeführt werden.
Ferner kann nach hier vorliegenden Ausführungsformen ein Stromversorgungssystem für Fahrzeuge bei der Durchführung der Unterstützungs-Steuerung dazu ausgelegt sein, dass der elektrische Strom, der dem Satz von geschützten Lasten 3 zugeführt wird, unabhängig von der Größe der Ladekapazität der Lithium-Ionen-Batterie immer von der Bleibatterie 4 zugeführt wird. In diesem Fall kann die ECU 10 dazu betriebsfähig sein, den Schalter SW1 so zu steuern, dass er sich in einem getrennten Zustand befindet, den Schalter SW2 so zu steuern, dass er sich in einem verbundenen Zustand befindet, den Schalter SW3 so zu steuern, dass er sich in einem verbundenen Zustand befindet, und den Schalter SW4 so zu steuern, dass er sich in einem getrennten Zustand befindet. Dadurch kann die ECU 10 eine Unterstützungs-Steuerung zur Unterdrückung einer Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz durch eine vereinfachte Steuerung ohne Überwachung der Ladekapazität der Lithium-Ionen-Batterie 5 durchführen und dem Satz von geschützten Lasten 3 stabil elektrischen Strom zuführen. Selbst wenn die Durchführung der Unterstützungs-Steuerung eine hohe Ausgangsleistung benötigt, ist es ferner möglich, elektrischen Strom dem Satz von geschützten Lasten 3 stabil zuzuführen.
Nun erfolgt eine Beschreibung von Schaltungskonfigurationen, die durch Steuern der Schalter SW1 bis SW4 in dem Stromversorgungssystem für Fahrzeuge eingenommen werden sollen.
Wie aus 2 ersichtlich ist, ist die ECU 10 in dem Stromversorgungssystem für Fahrzeuge dazu betriebsfähig, die vier Schalter SW1 bis SW4 so zu steuern, dass sie jede von elf Typen von Schaltungskonfigurationen einnehmen (insbesondere eine Schaltungskonfiguration 1, eine Schaltungskonfiguration 2, eine Schaltungskonfiguration 3, eine Schaltungskonfiguration 4, eine Schaltungskonfiguration 5, eine Schaltungskonfiguration 6, eine Schaltungskonfiguration 7, eine Schaltungskonfiguration 8, eine Schaltungskonfiguration 9, eine Schaltungskonfiguration 10 und eine Schaltungskonfiguration 11).
Wie in 2 gezeigt, wird die Schaltungskonfiguration 1 eingenommen, wenn der Fahrzeugzustand ”in einer Phase ist, in der ein Laden und Entladen der Lithium-Ionen-Batterie untersagt ist”. Zum Beispiel ist dies ein Zustand in einer Niedertemperaturumgebung, der mit einem Zustand einhergeht, in dem der ISG 2 eine geringe Menge an Strom erzeugt. Bei der Schaltungskonfiguration 1 werden die Schalter SW1, SW2, SW3 bzw. SW4 so gesteuert, dass sie sich in einem verbundenen Zustand, einem getrennten Zustand, einem verbundenen Zustand bzw. einem getrennten Zustand befinden. Bei der Schaltungskonfiguration 1 ist die Lithium-Ionen-Batterie 5 (die in der Figur als Li-Batterie gezeigt ist) von dem Stromversorgungssystem getrennt, um ein Laden und Entladen an der Lithium-Ionen-Batterie 5 zu verhindern. Ferner befinden sich der Schalter SW1 und der Schalter SW3 in ihrem verbundenen Zustand, um elektrischen Strom, der durch den ISG 2 erzeugt wird, oder elektrischen Strom der Bleibatterie 4 dem Satz von geschützten Lasten 3 zuzuführen. Dadurch kann der Satz von geschützten Lasten 3 stabil betrieben werden.
Da ferner der entladbare elektrische Strom der Lithium-Ionen-Batterie 5 in einer Niedertemperaturumgebung gering ist, kann eine instabile Zufuhr von elektrischem Strom zu dem Satz von geschützten Lasten 3 auftreten. Daher steuert die ECU 10 den Schalter SW4 bei der Schaltungskonfiguration 1 so, dass er sich immer in einem getrennten Zustand befindet, um dem Satz von geschützten Lasten 3 stabil elektrischen Strom von der Bleibatterie 4 zuzuführen.
Es wird angemerkt, dass die Schaltungskonfiguration 1 ohne Beschränkung auf das beschriebene Beispiel der Niedertemperaturumgebung eingenommen wird, wenn das Laden sowie das Entladen der Lithium-Ionen-Batterie 5 untersagt ist. Insbesondere ist das Laden sowie das Entladen der Lithium-Ionen-Batterie 5 auch unter Hochtemperaturbedingungen untersagt.
Die Schaltungskonfiguration 2 wird eingenommen, wenn der Fahrzeugzustand ”unter einer Niedertemperaturumgebung (1)” ist. Zum Beispiel ist dies ein Zustand in einer Niedertemperaturumgebung, in dem die Stromerzeugungsmenge des ISG 2 ausreichend groß ist. Obwohl es sein kann, dass dem Satz von geschützten Lasten 3 in der Niedertemperaturumgebung ein unzureichender elektrischer Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 5 zugeführt wird, da der entladbare elektrische Strom (der elektrische Strom, der ausgegeben werden kann) der Lithium-Ionen-Batterie 5 gering ist, ist ein Laden der Lithium-Ionen-Batterie 5 möglich. Daher werden bei der Schaltungskonfiguration 2 die Schalter SW1, SW2, SW3 bzw. SW4 so gesteuert, dass sie sich in einem getrennten Zustand, einem verbundenen Zustand, einem getrennten Zustand bzw. einem verbundenen Zustand befinden. Bei der Schaltungskonfiguration 2 wird die Lithium-Ionen-Batterie 5 durch das Bringen des Schalters SW2 in einen verbundenen Zustand mit elektrischem Strom, der durch den ISG 2 erzeugt wird, geladen. Da ferner die Niedertemperaturumgebung (1) ein Zustand ist, in dem die Lithium-Ionen-Batterie 5 bis zu einem solchen Grad geladen ist, dass sie nicht übermäßig entladen ist, wird bei der Schaltungskonfiguration 2 elektrischer Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 5 dem Satz von geschützten Lasten 3 zugeführt, indem der Schalter SW2 in einen verbundenen Zustand gebracht wird. Dadurch wird der Satz von geschützten Lasten 3 stabil betrieben.
Die Schaltungskonfiguration 3 wird eingenommen, wenn der Fahrzeugzustand ”unter einer Niedertemperaturumgebung (2)” ist. Beispielsweise ist dies ein Zustand in einer Niedertemperaturumgebung, in dem die Stromerzeugungsmenge des ISG 2 ausreichend groß ist, oder ein Zustand, in dem die Lithium-Ionen-Batterie 5 schnell geladen werden muss. Bei der Schaltungskonfiguration 3 werden die Schalter SW1, SW2, SW3 bzw. SW4 so gesteuert, das sie sich in einem getrennten Zustand, einem verbundenen Zustand, einem verbundenen Zustand bzw. einem getrennten Zustand befinden. Bei der Schaltungskonfiguration 3 wird die Lithium-Ionen-Batterie 5 mit dem elektrischen Strom, der durch den ISG 2 erzeugt wird, geladen, indem der Schalter SW2 in einen verbundenen Zustand gebracht wird. Da ferner die Niedertemperaturumgebung (2) ein Zustand ist, in dem die Lithium-Ionen-Batterie 5 schnell geladen werden muss, wird bei der Schaltungskonfiguration 3 elektrischer Strom von der Bleibatterie 4 dem Satz von geschützten Lasten 3 zugeführt, während eine Entladung der Lithium-Ionen-Batterie 5 vermieden wird, indem der Schalter SW4 in einen getrennten Zustand gebracht wird und der Schalter SW3 in einen verbundenen Zustand gebracht wird. Dadurch wird der Satz der geschützten Lasten 3 stabil betrieben. Ferner kann bei der Schaltungskonfiguration 3 die Lithium-Ionen-Batterie 5 schnell mit dem elektrischen Strom, der durch den ISG 2 erzeugt wird, geladen werden, während elektrischer Strom von der Bleibatterie 4 dem Satz von geschützten Lasten 3 zugeführt wird.
Die Schaltungskonfiguration 4 wird eingenommen, wenn der Fahrzeugzustand ”während der Regenerierung (1)” ist. Bei ”während der Regenerierung (1)” handelt es sich um einen Zustand, in dem der ISG 2 eine rückgewinnende Stromerzeugung durchführt. Bei der Schaltungskonfiguration 4 werden die Schalter SW1, SW2, SW3 bzw. SW4 so gesteuert, das sie sich in einem verbundenen Zustand, einem verbundenen Zustand, einem getrennten Zustand bzw. einem verbundenen Zustand befinden. Bei der Schaltungskonfiguration 4 wird der elektrische Strom, der durch den ISG 2 erzeugt wird, durch Bringen des Schalters SW1 und des Schalters SW2 in einen verbundenen Zustand der Bleibatterie 4 und der Lithium-Ionen-Batterie 5 zugeführt, um die Bleibatterie 4 und die Lithium-Ionen-Batterie 5 effizient zu laden. Da ferner die Regenerierung (1) ein Zustand ist, in dem die Lithium-Ionen-Batterie 5 bis zu einem solchen Grad geladen ist, dass sie nicht übermäßig entladen ist, wird bei der Schaltungskonfiguration 4 elektrischer Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 5 dem Satz von geschützten Lasten 3 zugeführt, indem der Schalter SW4 in einen verbundenen Zustand gebracht wird. Dadurch wird der Satz der geschützten Lasten 3 stabil betrieben.
Die Schaltungskonfiguration 5 wird eingenommen, wenn der Fahrzeugzustand ”während der Regenerierung (2)” ist. Bei ”während der Regenerierung (2)” handelt es sich um einen Zustand, in dem der ISG 2 ähnlich wie bei der Regenerierung (1) eine regenerierende Stromerzeugung durchführt. Bei der Schaltungskonfiguration 5 werden die Schalter SW1, SW2, SW3 bzw. SW4 so gesteuert, das sie sich in einem verbundenen Zustand, einem verbundenen Zustand, einem verbundenen Zustand bzw. einem getrennten Zustand befinden. Bei der Schaltungskonfiguration 5 wird der elektrische Strom, der durch den ISG 2 erzeugt wird, durch Bringen des Schalters SW1 und des Schalters SW2 in einen verbundenen Zustand der Bleibatterie 4 und der Lithium-Ionen-Batterie 5 zugeführt, wodurch die Bleibatterie 4 und die Lithium-Ionen-Batterie 5 effizient geladen werden. Da ferner die Regenerierung (2) ein Zustand ist, in dem die Lithium-Ionen-Batterie 5 nicht ausreichend geladen ist, wird bei der Schaltungskonfiguration 5 die Lithium-Ionen-Batterie 5 durch den ISG 2 geladen und wird elektrischer Strom von der Bleibatterie 4 dem Satz von geschützten Lasten 3 zugeführt, indem der Schalter SW3 in einen verbundenen Zustand gebracht wird und der Schalter SW4 in einen getrennten Zustand gebracht wird. Dadurch wird der Satz von geschützten Lasten 3 stabil betrieben. Ferner kann in Fällen, in denen die Lithium-Ionen-Batterie 5 schnell geladen werden muss, der Schalter SW1 in einen getrennten Zustand gebracht werden. In diesem Fall kann der elektrische Strom, der durch den ISG 2 erzeugt wird, nur der Lithium-Ionen-Batterie 5 zugeführt werden.
Die Schaltungskonfiguration 6 wird eingenommen, wenn der Fahrzeugzustand ”Zeitpunkt des Neustarts” ist. Der Zeitpunkt des Neustarts ist ein Zustand, bei dem durch Antreiben des ISG 2 ein Neustart des Verbrennungsmotors 7 durchgeführt wird. Bei der Schaltungskonfiguration 6 werden die Schalter SW1, SW2, SW3 bzw. SW4 so gesteuert, das sie sich in einem verbundenen Zustand, einem getrennten Zustand, einem getrennten Zustand bzw. einem verbundenen Zustand befinden. Bei der Schaltungskonfiguration 6 wird durch Bringen des Schalters SW1 in einen verbundenen Zustand und Bringen des Schalters SW2 in einen getrennten Zustand, wie in 3 gezeigt ist, ein großer elektrischer Strom von der Bleibatterie 4 dem ISG 2 zugeführt, um den ISG 2 anzutreiben. Ferner wird durch Bringen des Schalters SW3 in einen getrennten Zustand und Bringen des Schalters SW4 in einen verbundenen Zustand elektrischer Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 5 dem Satz von geschützten Lasten 3 zugeführt. Mit anderen Worten wird der Satz von geschützten Lasten 3 zum Zeitpunkt des Neustarts durch Antreiben des ISG 2 durch den elektrischen Strom von der Bleibatterie 4 und Zuführen von elektrischem Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 5 zu dem Satz von geschützten Lasten 3 stabil betrieben. Auf diese Weise werden bei der Schaltungskonfiguration 6 ein Stromkreis, in dem der ISG 2 und die Bleibatterie 4 verbunden sind, und ein Stromkreis, in dem der Satz von geschützten Lasten 3 und die Lithium-Ionen-Batterie 5 verbunden sind, voneinander unabhängig gebildet. Ferner stellt, wie in 3 gezeigt, der Ein-Zustand der Schalter SW1 bis SW4 einen verbundenen Zustand dar, und stellt der Aus-Zustand der Schalter SW1 bis SW4 einen getrennten Zustand dar.
Die Schaltungskonfiguration 7 wird eingenommen, wenn der Fahrzeugzustand ”in einer Phase einer Ladeanforderung von der Lithium-Ionen-Batterie (1)” ist. Die Phase einer Ladeanforderung von der Lithium-Ionenbatterie (1) ist ein Zustand, in dem das Laden der Lithium-Ionen-Batterie 5 anders als während der Regenerierung nötig geworden ist. Bei der Schaltungskonfiguration 7 werden die Schalter SW1, SW2, SW3 bzw. SW4 so gesteuert, das sie sich in einem getrennten Zustand, einem verbundenen Zustand, einem verbundenen Zustand bzw. einem getrennten Zustand befinden. Bei der Schaltungskonfiguration 7 wird der elektrische Strom, der durch den ISG 2 erzeugt wird, durch Bringen des Schalters 2 in einen verbundenen Zustand der Lithium-Ionen-Batterie 5 zugeführt, um die Lithium-Ionen-Batterie 5 zu laden. Ferner wird durch Bringen des Schalters SW4 in einen getrennten Zustand und Bringen des Schalters SW3 in einen verbundenen Zustand elektrischer Strom von der Bleibatterie 4 dem Satz von geschützten Lasten 3 zugeführt. Dadurch wird der Satz von geschützten Lasten 3 stabil betrieben. Ferner wird bei der Schaltungskonfiguration 7 die Bleibatterie 4 durch Bringen des Schalters SW1 in einen getrennten Zustand von beiden elektrischen Lasten aus dem Satz von allgemeinen Lasten 6 und dem Satz von geschützten Lasten 3 entladen. Wenn eine Verringerung der Entlademenge der Bleibatterie 4 gewünscht ist, steuert die ECU 10 vorzugsweise den Schalter SW3 so, dass er sich in einem getrennten Zustand befindet, und steuert sie den Schalter SW4 so, dass er sich in einem verbundenen Zustand befindet, um elektrischen Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 5 dem Satz von geschützten Lasten 3 zuzuführen und die Lithium-Ionen-Batterie 5 mit dem elektrischen Strom, der durch den ISG 2 erzeugt wird, zu laden. Auf diese Weise kann sich bei der Schaltungskonfiguration 7 einer aus dem Schalter SW3 und dem Schalter SW4 in einem verbundenen Zustand oder in einem getrennten Zustand befinden.
Die Schaltungskonfiguration 8 wird eingenommen, wenn der Fahrzeugzustand ”in einer Phase einer Ladeanforderung von der Lithium-Ionen-Batterie (2)” ist. Die Phase einer Ladeanforderung von der Lithium-Ionenbatterie (2) ist ein Zustand, in dem ähnlich wie bei der Phase einer Ladeanforderung von der Lithium-Ionen-Batterie (1) ein Laden der Lithium-Ionen-Batterie 5 anders als während der Regenerierung nötig geworden ist. Bei der Schaltungskonfiguration 8 werden die Schalter SW1, SW2, SW3 bzw. SW4 so gesteuert, das sie sich in einem verbundenen Zustand, einem verbundenen Zustand, einem verbundenen Zustand bzw. einem getrennten Zustand befinden. Bei der Schaltungskonfiguration 8 wird der elektrische Strom, der durch den ISG 2 erzeugt wird, durch Bringen des Schalters SW1 und des Schalters SW2 in einen verbundenen Zustand der Bleibatterie 4 und der Lithium-Ionen-Batterie 5 zugeführt, um die Bleibatterie 4 und die Lithium-Ionen-Batterie 5 effizient zu laden. Ferner wird durch Bringen des Schalters SW4 in einen getrennten Zustand und Bringen des Schalters SW3 in einen verbundenen Zustand elektrischer Strom von der Bleibatterie 4 dem Satz von geschützten Lasten 3 zugeführt. Dadurch wird der Satz von geschützten Lasten 3 stabil betrieben. Ferner steuert die ECU 10 in Fällen, in denen sich der Ladezustand der Lithium-Ionen-Batterie 5 in einem niedrigeren Zustand als einem vorgegebenen Wert befindet, vorzugsweise den Schalter SW3 so, dass er sich in einem verbundenen Zustand befindet, und steuert sie den Schalter SW4 so, dass er sich in einem getrennten Zustand befindet, um elektrischen Strom von der Bleibatterie 4 dem Satz von geschützten Lasten 3 zuzuführen. Im Gegensatz dazu steuert die ECU 10 in Fällen, in denen sich der Ladezustand der Lithium-Ionen-Batterie 5 in einem Zustand eines vorgegebenen Werts oder darüber befindet (in Fällen, in denen der Ladezustand im Allgemeinen ausreichend ist), vorzugsweise den Schalter SW3 so, dass er sich in einem getrennten Zustand befindet, und steuert sie den Schalter SW4 so, dass er sich in einem verbundenen Zustand befindet, um elektrischen Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 5 dem Satz von geschützten Lasten 3 zuzuführen. Auf diese Weise kann sich bei der Schaltungskonfiguration 8 einer aus dem Schalter SW3 und dem Schalter SW4 in einem verbundenen Zustand oder in einem getrennten Zustand befinden.
Die Schaltungskonfiguration 9 wird eingenommen, wenn der Fahrzeugzustand ”ein guter Ladezustand der Bleibatterie und der Lithium-Ionen-Batterie” ist. Bei der Schaltungskonfiguration 9 werden die Schalter SW1, SW2, SW3 bzw. SW4 so gesteuert, das sie sich in einem getrennten Zustand, einem getrennten Zustand, einem getrennten Zustand bzw. einem verbundenen Zustand befinden. Bei der Schaltungskonfiguration 9 wird dem Satz von geschützten Lasten 3 elektrischer Strom durch Bringen des Schalters SW4 in einen verbundenen Zustand von der Lithium-Ionen Batterie 5 zugeführt. Dadurch wird der Satz von geschützten Lasten 3 stabil betrieben. Da sich dabei der Schalter SW3 in einem getrennten Zustand befindet, wird dem Satz von geschützten Lasten 3 kein elektrischer Strom von Seiten des Schalters SW3 zugeführt. Da bei der Schaltungskonfiguration 9 die Lithium-Ionen-Batterie 5, die wiederholt in einer kurzen Zeit aufladbar ist, aktiv verwendet wird, um den Satz von geschützten Lasten 3 zu betreiben, kann ein Zeitraum, in dem der ISG 2 nicht zur Stromerzeugung verwendet wird, sichergestellt werden und kann eine Stromerzeugungslast während der Phase der Fahrt des Fahrzeugs verringert werden und die Kraftstoffeffizienz verbessert werden. Ferner kann sich der Schalter SW2 in einem verbundenen Zustand befinden.
Die Schaltungskonfiguration 10 wird eingenommen, wenn der Fahrzeugzustand ”in einer Phase der Unterstützungs-Steuerung (wenn die Ladekapazität der Lithium-Ionen-Batterie niedrig ist)” ist. Bei der Schaltungskonfiguration 10 werden die Schalter SW1, SW2, SW3 bzw. SW4 so gesteuert, das sie sich in einem getrennten Zustand, einem verbundenen Zustand, einem verbundenen Zustand bzw. einem getrennten Zustand befinden. Da sich der Fahrzeugzustand zu diesem Zeitpunkt in einem Zustand befindet, in dem die Unterstützungs-Steuerung vorgenommen wird, wenn der Ladezustand der Lithium-Ionen-Batterie 5 niedrig ist, wird bei der Schaltungskonfiguration 10 elektrischer Strom durch Bringen des Schalters SW3 in einen verbundenen Zustand und Bringen des Schalters SW4 in einen getrennten Zustand, wie in 4 gezeigt, von der Bleibatterie 4 dem Satz von geschützten Lasten 3 zugeführt. Ferner wird durch Bringen des Schalters SW2 in einen verbundenen Zustand elektrischer Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 5 dem ISG 2 zugeführt. Darüber hinaus werden die Bleibatterie 4 und der ISG 2 durch Bringen des Schalters SW1 in einen getrennten Zustand voneinander getrennt. Auf diese Weise werden bei der Schaltungskonfiguration 10 ein Schaltkreis, in dem der ISG 2 und die Lithium-Ionen-Batterie 5 verbunden sind, und ein Schaltkreis, in dem der Satz von geschützten Lasten 3 und die Bleibatterie 4 verbunden sind, voneinander unabhängig gebildet. Da somit bei der Schaltungskonfiguration 10 die Lithium-Ionen-Batterie 5, die wiederholt in einer kurzen Zeit aufladbar ist, aktiv verwendet wird, um den ISG 2 anzutreiben, kann die Unterstützungs-Steuerung mit einer hohen Häufigkeit durchgeführt werden. Ferner kann der Satz von geschützten Lasten 3 durch Zuführen von elektrischem Strom von der Bleibatterie 4 zu dem Satz von geschützten Lasten 3 stabil betrieben werden. Ferner stellt, wie in 4 gezeigt, der Ein-Zustand der Schalter SW1 bis SW4 einen verbundenen Zustand dar, und stellt der Aus-Zustand der Schalter SW1 bis SW4 einen getrennten Zustand dar.
Die Schaltungskonfiguration 11 wird eingenommen, wenn der Fahrzeugzustand ”in einer Phase der Unterstützungs-Steuerung (wenn die Ladekapazität der Lithium-Ionen-Batterie hoch ist)” ist. Bei der Schaltungskonfiguration 11 werden die Schalter SW1, SW2, SW3 bzw. SW4 so gesteuert, das sie sich in einem getrennten Zustand, einem verbundenen Zustand, einem getrennten Zustand bzw. einem verbundenen Zustand befinden. Der Fahrzeugzustand zu dieser Zeit ist ein Zustand, in dem die Unterstützungs-Steuerung durchgeführt wird, wenn der Ladezustand der Lithium-Ionen-Batterie 5 hoch ist. Bei der Schaltungskonfiguration 11 wird, wie in 5 gezeigt, elektrischer Strom durch Bringen des Schalters SW3 in einen getrennten Zustand und Bringen des Schalters SW4 in einen verbundenen Zustand von der Lithium-Ionen-Batterie 5 dem Satz von geschützten Lasten 3 zugeführt, während durch Bringen des Schalters SW2 in einen verbundenen Zustand auch elektrischer Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 5 dem ISG 2 zugeführt wird. Ferner werden die Bleibatterie 4 und der ISG 2 durch Bringen des Schalters SW1 in einen getrennten Zustand voneinander getrennt. Da bei der Schaltungskonfiguration 11 die Lithium-Ionen-Batterie 5, die wiederholt in einer kurzen Zeit aufladbar ist, aktiv verwendet wird, um den ISG 2 anzutreiben, kann die Unterstützungs-Steuerung mit einer hohen Häufigkeit durchgeführt werden. Ferner kann der Satz von geschützten Lasten 3 durch Zuführen von elektrischem Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 5 zu dem Satz von geschützten Lasten 3 stabil betrieben werden. Ferner stellt, wie in 5 gezeigt, der Ein-Zustand der Schalter SW1 bis SW4 einen verbundenen Zustand dar, und stellt der Aus-Zustand der Schalter SW1 bis SW4 einen getrennten Zustand dar.
Somit wird bei den Schaltungskonfigurationen 10 und 11 bei der Durchführung der Unterstützungs-Steuerung eine Abnahme der Ladekapazität der Bleibatterie unterdrückt, indem der ISG 2 nur mit dem elektrischen Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 5, die wiederholt in einer kurzen Zeit aufladbar ist, angetrieben wird.
Ferner wird bei den Schaltungskonfigurationen 10 und 11 bei der Durchführung der Unterstützungs-Steuerung der Satz von geschützten Lasten 3 unabhängig von dem Ladezustand der Lithium-Ionen-Batterie 5 stabil betrieben, indem elektrischer Strom je nach dem Ladezustand der Lithium-Ionen-Batterie 5 von der Bleibatterie 4 dem Satz von geschützten Lasten 3 zugeführt wird.
Wie oben beschrieben, werden nach hier vorliegenden Ausführungsformen die Schaltungskonfigurationen 1 bis 11 bei dem Stromversorgungssystem für Fahrzeuge so eingenommen, dass entweder der Schalter SW3 oder der Schalter SW4 so gesteuert wird, dass er sich in einem verbundenen Zustand befindet, und kann der Satz von geschützten Lasten 3 daher stabil betrieben werden.
Es folgt eine Beschreibung von Operationen und vorteilhaften Effekten des Stromversorgungssystems für Fahrzeuge nach hier vorliegenden Ausführungsformen.
Nach hier vorliegenden Ausführungsformen beinhaltet das Stromversorgungssystem für Fahrzeuge den Schalter SW1, der eine Verbindung oder Trennung zwischen der Bleibatterie 4 und dem ISG 2 herstellt, den Schalter SW3, der eine Verbindung oder Trennung zwischen der Bleibatterie 4 und dem Satz von geschützten Lasten 3 herstellt, den Schalter SW4, der eine Verbindung oder Trennung zwischen der Lithium-Ionen-Batterie 5 und dem Satz von geschützten Lasten 3 herstellt, und die ECU 10, die die Verbindung oder Trennung des Schalters SW1, des Schalters SW3, und den Schalters SW4 steuert.
Ferner steuert die ECU 10 bei der Unterstützung der Fahrt des Fahrzeugs durch eine Antriebssteuerung des ISG 2 den Schalter SW1 so, dass er sich in einem getrennten Zustand befindet; und wenn sich einer aus dem Schalter SW3 und dem Schalter SW4 in einem verbundenen Zustand befindet, steuert die ECU 10 den anderen Schalter so, dass er sich in einem getrennten Zustand befindet.
Somit kann zu der Zeit der Unterstützungs-Steuerung, das heißt, wenn der ISG 2 die Fahrt des Fahrzeugs unterstützt, eine Abnahme der Ladekapazität der Bleibatterie 4 unterdrückt werden und eine Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz unterdrückt werden, da die Bleibatterie 4 und der ISG 2 voneinander getrennt sind und nur von der Lithium-Ionen-Batterie 5 elektrischer Strom dem ISG 2 zugeführt wird. Ferner kann dem Satz von geschützten Lasten 3 elektrischer Strom von einer aus der Bleibatterie 4 und der Lithium-Ionen-Batterie 5 zugeführt werden. Daher kann dem Satz von geschützten Lasten 3 elektrischer Strom unabhängig von dem Ladezustand der Lithium-Ionen-Batterie 5 zugeführt werden. Als Ergebnis kann der Satz von geschützten Lasten 3 stabil betrieben werden, während eine Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz unterdrückt wird. Da, mit anderen Worten, das Stromversorgungssystem für Fahrzeuge nach hier vorliegenden Ausführungsformen mit dem Schalter SW3 und dem Schalter SW4 versehen ist, kann die Unterstützung durch den ISG 2 bei einer Unterstützung der Fahrt durch den ISG 2 unter Verwendung eines großen elektrischen Stroms der Lithium-Ionen-Batterie 5 ausgeführt werden, während die Versorgung des Satzes von geschützten Lasten 3 mit elektrischem Strom von der Bleibatterie 4 durchgeführt wird.
Ferner kann das Stromversorgungssystem für Fahrzeuge nach hier vorliegenden Ausführungsformen einen Aufbau aufweisen, bei dem dann, wenn der ISG 2 die Fahrt des Fahrzeugs unterstützt, zumindest die Bleibatterie 4 und der ISG 2 voneinander getrennt sind und dem ISG 2 elektrischer Strom nur von der Lithium-Ionen-Batterie 5 zugeführt wird und dem Satz von geschützten Lasten 3 elektrischer Strom von einer aus der Bleibatterie 4 und der Lithium-Ionen-Batterie 5 zugeführt wird. Das heißt, diese Erfindung kann auch einen Aufbau aufweisen, bei dem die Lithium-Ionen-Batterie 5 und der ISG 2 stets verbunden sind.
Ferner steuert die ECU 10 in dem Stromversorgungssystem für Fahrzeuge nach hier vorliegenden Ausführungsformen dann, wenn die Fahrt des Fahrzeugs 1 durch eine Antriebssteuerung des ISG 2 unterstützt wird, im Fall einer niedrigeren Ladekapazität der Lithium-Ionen Batterie 5 als einer vorgegebenen Ladekapazität den Schalter SW3 so, dass er sich in einem verbundenen Zustand befindet, und steuert sie den Schalter SW4 so, dass er sich in einem getrennten Zustand befindet.
Da dadurch elektrischer Strom von der Bleibatterie 4 dem Satz von geschützten Lasten 3 zugeführt werden kann, wenn der Ladezustand der Lithium-Ionen-Batterie 5 niedrig ist, kann der Satz von geschützten Lasten 3 stabil betrieben werden. Da, mit anderen Worten, nach hier vorliegenden Ausführungsformen das Stromversorgungssystem für Fahrzeuge mit dem Schalter SW3 und dem Schalter SW4 versehen ist, kann dann, wenn der Ladezustand der Lithium-Ionen-Batterie 5 hoch ist, elektrischer Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 5 dem Satz von geschützten Lasten 3 zugeführt werden und somit der elektrische Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 5 effektiv verwendet werden.
Ferner verfügt das Fahrzeug 1 nach hier vorliegenden Ausführungsformen in dem Stromversorgungssystem für Fahrzeuge über die Funktion eines automatischen Anhaltens und Neustarts des Verbrennungsmotors, falls vorgegebene Bedingungen erfüllt sind, und steuert die ECU 10 beim Neustart des Verbrennungsmotors 7 aus einem angehaltenen Zustand den Schalter SW1 so, dass er sich in einem verbundenen Zustand befindet, steuert sie den Schalter SW3 so, dass er sich in einem getrennten Zustand befindet, und steuert sie den Schalter SW4 so, dass er sich in einem verbundenen Zustand befindet.
Da dadurch zu der Zeit des Neustarts des Verbrennungsmotors 7 elektrischer Strom von der Bleibatterie 4 dem ISG 2 zugeführt wird und elektrischer Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 5 dem Satz von geschützten Lasten 3 zugeführt wird, kann der Satz von geschützten Lasten 3 stabil betrieben werden. Mit anderen Worten können in dem Stromversorgungssystem für Fahrzeuge nach hier vorliegenden Ausführungsformen trotz des Umstands, dass zu der Zeit des Neustarts des Verbrennungsmotors 7 instantan ein elektrischer Strom nötig wird, der ein zulässiges Entladungsausmaß der Lithium-Ionen-Batterie 5 übersteigt, durch das Steuern des Schalters SW1 und des Schalters SW3 ein Stromkreis, der den ISG 2 und die Bleibatterie 4 enthält, und ein Stromkreis, der die Lithium-Ionen-Batterie 5 und den Satz von geschützten Lasten 3 enthält, voneinander unabhängig gemacht werden, um elektrischen Strom dem ISG 2 von der Bleibatterie 4 zuzuführen, und ist es daher möglich, die Notwendigkeit der Bereitstellung eines Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlers zwischen der Lithium-Ionen-Batterie 5 und dem Satz von geschützten Lasten 3 zu beseitigen.
Ferner ist die Lithium-Ionen-Batterie 5 in dem Stromversorgungssystem für Fahrzeuge nach hier vorliegenden Ausführungsformen eine Batterie, die innerhalb einer kürzeren Zeit als die Bleibatterie 4 wiederholt aufgeladen werden kann.
Da das Stromversorgungssystem für Fahrzeuge dadurch aus zwei Arten von Batterien mit unterschiedlichen Ladecharakteristika gebildet ist, kann in dem Stromversorgungssystem für Fahrzeuge eine effiziente Lade- oder Entladesteuerung durchgeführt werden. Ferner ist bei dem Stromversorgungssystem für Fahrzeuge nach hier vorliegenden Ausführungsformen die Position des ISG 2 so eingerichtet, dass sie sich anstatt an der Bleibatterie 4 auf Seiten der Lithium-Ionen-Batterie 5 befindet. Dadurch wird es möglich, den ISG 2 nur mit dem elektrischen Strom der Lithium-Ionen-Batterie 5, die eine hohe Energiesammelleistungsfähigkeit aufweist, zu bestromen.
Obwohl Ausführungsformen dieser Erfindung beschrieben wurden, ist es offensichtlich, dass ein Fachmann Änderungen vornehmen kann, ohne von dem Umfang dieser Erfindung abzuweichen. Alle diese Modifikationen und ihre Äquivalente sollen in den beigefügten Ansprüchen enthalten sein.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: ISG (Elektromotor)
3: geschützte Lasten (Satz von elektrischen Lasten)
4: Bleibatterie (erste Batterie)
5: Lithium-Ionen-Batterie (zweite Batterie)
10: ECU (Steuereinheit)
SW1: Schalter
SW3: Schalter
SW4: Schalter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2011-178384 [0002, 0003]

Claims

Stromversorgungssystem für Fahrzeuge, umfassend: einen Elektromotor, der dazu ausgelegt ist, die Fahrt eines Fahrzeugs zu verwenden, um elektrischen Strom zu erzeugen, und eine Fahrt des Fahrzeugs zu unterstützen; einen Satz von elektrischen Lasten, der eine stabile Zufuhr von elektrischem Strom benötigt, wenn das Fahrzeug fährt; eine erste Batterie, die an den Elektromotor und den Satz von elektrischen Lasten angeschlossen ist und dazu ausgelegt ist, diesen elektrischen Strom zuzuführen; eine zweite Batterie, die an den Elektromotor und den Satz von elektrischen Lasten angeschlossen ist und dazu ausgelegt ist, diesen elektrischen Strom zuzuführen, wobei sich die zweite Batterie von der ersten Batterie unterscheidet; einen ersten Schalter, der dazu ausgelegt ist, eine erste Verbindung zwischen der ersten Batterie und dem Elektromotor herzustellen und zu unterbrechen; einen zweiten Schalter, der dazu ausgelegt ist, eine zweite Verbindung zwischen der ersten Batterie und dem Satz von elektrischen Lasten herzustellen und zu unterbrechen; einen dritten Schalter, der dazu ausgelegt ist, eine dritte Verbindung zwischen der zweiten Batterie und dem Satz von elektrischen Lasten herzustellen und zu unterbrechen; und eine Steuereinheit, die dazu ausgelegt ist, den ersten Schalter, den zweiten Schalter und den dritten Schalter zu steuern, wobei die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, den ersten, den zweiten und den dritten Schalter so zu steuern, dass die erste Verbindung unterbrochen wird, eine aus der zweiten und der dritten Verbindung hergestellt wird und die andere aus der zweiten und der dritten Verbindung unterbrochen wird, um den Elektromotor so zu steuern, dass er angetrieben wird, um eine Fahrt des Fahrzeugs zu unterstützen.
Stromversorgungssystem für Fahrzeuge nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, dann, wenn die zweite Batterie eine Ladekapazität aufweist, die niedriger als eine vorgegebene Ladekapazität ist, die zweite Verbindung herzustellen und die dritte Verbindung zu unterbrechen, um den Antrieb des Elektromotors so zu steuern, dass eine Fahrt des Fahrzeugs unterstützt wird.
Stromversorgungssystem für Fahrzeuge nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Fahrzeug dazu ausgelegt ist, einen Verbrennungsmotor automatisch anzuhalten und den Verbrennungsmotor neu zu starten, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist, und die Steuereinheit dazu ausgelegt ist, die erste Verbindung herzustellen, die zweite Verbindung zu unterbrechen und die dritte Verbindung herzustellen, um den Verbrennungsmotor aus seinem angehaltenen Zustand neu zu starten.
Stromversorgungssystem für Fahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zweite Batterie dazu ausgelegt ist, eine Ladung innerhalb eines kürzeren Zeitraums als die erste Batterie zu wiederholen.