DE10220939A1

DE10220939A1 - Fahrzeug-Stromversorgungsgerät und Verfahren zur Steuerung desselben

Info

Publication number: DE10220939A1
Application number: DE10220939A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Imai; Tetsuya Nagata; Hideji Yoshida
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-05-11
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2002-11-14
Also published as: US6583602B2; US20020167291A1

Abstract

Ein Niedrigspannungsbatterieblock liefert eine Niedrigspannungsenergie zu einer Niedrigspannungslast. Der Niedrigspannungsbatterieblock enthält Zellen. Wenigstens ein Hochspannungsbatterieblock ist in Reihe mit dem Niedrigspannungsbatterieblock geschaltet und arbeitet mit dem Niedrigspannungsbatterieblock zusammen, um eine Hochspannungsenergie einer Hochspannungslast zuzuführen. Der Hochspannungsbatterieblock enthält Zellen. Ein Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer überträgt Energie von dem Hochspannungsbatterieblock zu dem Niedrigspannungsbatterieblock. Ein Controller detektiert einen elektrischen Parameter des Niedrigspannungsbatterieblocks, der eine mittlere Pro-Zellen-Spannung in dem Niedrigspannungsbatterieblock betrifft, und detektiert auch einen elektrischen Parameter des Hochspannungsbatterieblocks, der eine mittlere Pro-Zellen-Spannung in dem Hochspannungsbatterieblock betrifft. Der Controller arbeitet dahingehend, um den Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer im Ansprechen auf die detektierten elektrischen Parameter zu steuern, um die mittlere Pro-Zellen-Spannung in dem Niedrigspannungsbatterieblock und die mittlere Pro-Zellen-Spannung in dem Hochspannungsbatterieblock abzugleichen oder auszugleichen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Vielfachausgang-Stromversorgungsgerät für ein Fahr zeug. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung eines Vielfach ausgang-Stromversorgungsgerätes für ein Fahrzeug. Ferner befaßt sich die Erfindung mit einem Gerät zum Steuern eines Fahrzeug-Stromerzeugungsgenerators oder eines Fahrzeug-Wechselstromgenerators.

Beschreibung des Standes der Technik

Die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer P2000-354334A offenbart ein Verfahren zum Laden einer Kombinationsbatterie, die Zellen enthält, welche in Reihe miteinander gekoppelt sind. Die Kombinationsbatterie besitzt einen Negativanschluß, einen ersten Positivanschluß und einen zweiten Positivanschluß. Der Negativanschluß geht von dem Negativende der Reihenanordnung der Zellen ab. Der zweite Positivanschluß geht von dem Positivende der Reihenanordnung der Zellen ab. Der erste Positivanschluß ist mit einem Zwischenabgriff (einem Übergang) zwi schen benachbarte zwei Zellen unter den genannten Zellen angeschlossen. Daher liegt eine Spannung (eine erste Ausgangsspannung) an dem ersten Positivanschluß niedriger als eine Spannung (eine zweite Ausgangsspannung) an dem zweiten Positivanschluß. Es ist eine erste Last zwischen den Negativanschluß der Kombinationsbatterie und den ersten Positivanschluß derselben angeschaltet. Somit wird die erste Last durch die erste Ausgangsspannung angetrieben. Eine zweite Last ist zwischen dem Negativanschluß der Kombinationsbatterie und dem zweiten Positivanschluß derselben angeschlossen. Somit wird die zweite Last durch die zweite Ausgangsspannung angetrieben. Ein erster Strom versorgungsgenerator wirkt dahingehend, um alle Zellen in der Kombinationsbatterie aufzuladen. Ein zweiter Stromversorgungsgenerator wirkt dahingehend, um die Zellen zwischen dem Negativanschluß der Kombinationsbatterie und dem ersten Positivan schluß derselben zu laden. Ein Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer, der Strom von dem ersten Stromversorgungsgenerator erhält, wird dazu verwendet, um in korrigierender Weise oder in unterstützender Weise die Zellen zwischen dem Negativanschluß der Kombinationsbatterie und dem ersten Positivanschluß derselben zu laden. Es ist demzu folge möglich, die Unterschiede in den Bedingungen oder Zuständen unter den Zellen in der Kombinationsbatterie zu reduzieren. Die Reduzierung der Unterschiede resultiert in einer längeren Lebensdauer der Kombinationsbatterie. Der Gleichstrom-Gleichstrom- Umsetzer kann mit Energie von der Kombinationsbatterie versorgt werden.

Die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 10-257682 of fenbart ein Gerät zur Steuerung einer Kombinationsbatterie, die Zellen enthält, welche in Serie geschaltet bzw. miteinander gekoppelt sind. Das Gerät in der japanischen Pa tentanmeldung 10-257682 enthält Spannungssteuerschaltungen und Gleichstrom- Gleichstrom-Wandler. Die Spannungssteuerschaltungen sind jeweils mit den Zellen verbunden. Zusätzlich sind die Spannungssteuerschaltungen jeweils mit den Gleich strom-Gleichstrom-Wandlern verbunden. Die Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler sind jeweils mit den Zellen verbunden. Die Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler sind aneinan der gekoppelt, so daß Strom unter diesen übertragen werden kann. Die Spannungssteu erschaltungen aktivieren und deaktivieren die Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler im Ansprechen auf Spannungen, die jeweils über den Zellen anliegen. Wenn eine der Zel len sich einem Überladungszustand nähert und damit die Spannung über derselben einen Bezugswert überschreitet, so aktiviert die Spannungssteuerschaltung, die mit der in Frage stehenden Zelle verbunden ist, den betreffenden Gleichstrom-Gleichstrom- Wandler unter Verwendung der Energie in der in Frage stehenden Zelle. Die Energie bzw. Strom wird von dem aktivierten Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler zu den anderen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlern übertragen, bevor die Zellen geladen werden, die mit den anderen Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlern verbunden sind. Als ein Ergebnis wird Energie von der in Frage stehenden Zelle zu den anderen Zellen hin übertragen. Auf diese Weise arbeiten die Spannungssteuerschaltungen und die Gleichstrom-Gleich strom-Wandler in solcher Weise, um die Ladezustände der Zellen abzugleichen oder auszugleichen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine erste Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Vielfachausgang- Stromversorgungsgerät für ein Fahrzeug zu schaffen.

Ein zweites Ziel der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Steuern eines Vielfachausgang-Stromversorgungsgerätes für ein Fahrzeug zu schaffen.

Ein drittes Ziel der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Gerät eines Fahr zeug-Stromversorgungsgenerators zu schaffen (ein Fahrzeug-Wechselstromgenerator).

Ein erster Aspekt der Erfindung schafft ein Vielfachausgang-Stromversorgungsge rät für ein Fahrzeug. Das Gerät umfaßt einen niedrigeren (gemäß einer niedrigeren Spannung) Batterieblock zum Zuführen einer Niedrigspannungsenergie zu einer Nied rigspannungslast, wobei der Niedrigbatterieblock Zellen enthält; wenigstens einen höheren (gemäß einer höheren Spannung) Batterieblock, der mit dem niedrigeren Batterieblock in Reihe geschaltet ist und mit dem niedrigeren Batterieblock zusammen arbeitet, um eine Hochspannungsenergie zu einer Hochspannungslast zuzuführen, wobei der höhere Batterieblock Zellen enthält; eine Stromversorgungsgeneratoreinrichtung zum Zuführen von Energie zu einer Kombination aus dem Niedrigbatterieblock und dem Hochbatterieblock; einen Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer, um Energie aus dem Hochbatterieblock zu dem Niedrigbatterieblock zu übertragen; eine Steuereinrichtung zum Detektieren eines elektrischen Parameter des Niedrigbatterieblocks, der eine mittlere Pro-Zellen-Spannung in dem Niedrigbatterieblock betrifft, um einen elektri schen Parameter des Hochbatterieblocks zu detektieren, der eine mittlere Pro-Zellen- Spannung in dem Hochbatterieblock betrifft, um den detektierten elektrischen Parameter des Niedrigbatterieblocks mit dem detektierten elektrischen Parameter des Hochbatterieblocks zu vergleichen und um den Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer zu steuern, um die mittlere Pro-Zellen-Spannung in dem Niedrigbatterieblock und die mittlere Pro-Zellen-Spannung in dem Hochbatterieblock im Ansprechen auf ein Ergeb nis des Vergleichs abzugleichen.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung basiert auf dem ersten Aspekt und schafft ein Vielfachausgangs-Stromversorgungsgerät, welches ferner folgendes enthält: eine erste Zellenabgleichsschaltung (eine erste Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung), die mit den Zellen in dem Niedrigbatterieblock verbunden ist und Spannungen abgleicht, die über den Zellen in dem Niedrigbatterieblock anstehen; und eine zweite Zellenab gleichsschaltung (eine zweite Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung), die mit den Zellen in dem Hochbatterieblock verbunden ist und welche die Spannungen über den Zellen in dem Hochbatterieblock abgleicht.

Ein dritter Aspekt der Erfindung schafft ein Verfahren zum Steuern des Vielfach ausgangs-Stromversorgungsgerätes des zweiten Aspektes. Das Verfahren umfaßt die Schritte gemäß Warten, bis der Betrieb der ersten Zellenabgleichsschaltung und der Be trieb der zweiten Zellenabgleichsschaltung vervollständigt worden ist; und Betätigen bzw. Betreiben des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers unter einer Bedingung, daß der Betrieb der ersten Zellenabgleichsschaltung und der Betrieb der zweiten Zellenab gleichsschaltung vervollständigt worden ist.

Ein vierter Aspekt der Erfindung schafft ein Verfahren zum Steuern des Vielfach ausgangs-Stromversorgungsgerätes des ersten Aspektes. Das Verfahren umfaßt die Schritte gemäß Detektieren eines ersten allgemeinen Parameters, der sich auf eine der Größen gemäß (1) einem SOC (Ladezustand) des Niedrigbatterieblocks, (2) der mittleren Pro-Zellen-Spannung in dem Niedrigbatterieblock und (3) einem Strom be zieht, der von dem Niedrigbatterieblock zu der Niedrigspannungslast zugeführt wird; Detektieren eines zweiten allgemeinen Parameters, der sich auf eine der Größen gemäß (1) einem SOC des Hochbatterieblocks, (2) der mittleren Pro-Zellen-Spannung in dem Hochbatterieblock und (3) einem Strom bezieht, der von dem Hochbatterieblock zu der Hochspannungslast zugeführt wird; Betätigen oder Betreiben des Gleichstrom-Gleich strom-Umsetzers in Fällen, bei denen der detektierte erste allgemeine Parameter kleiner ist als der detektierte zweite allgemeinen Parameter, und zwar um eine Größe, die grö ßer ist als ein erster Schwellenwert; und Aufrechterhalten des Betriebes des Gleich strom-Gleichstrom-Umsetzers während eines vorgeschriebenen Zeitintervalls, nachdem eine Differenz zwischen dem ersten detektierten allgemeinen Parameter und dem zwei ten detektierten allgemeinen Parameter kleiner wird als der erste Schwellenwert, oder Aufrechterhalten des Betriebes des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers, bis die Differenz zwischen dem detektierten ersten allgemeinen Parameter und dem detektierten zweiten allgemeinen Parameter kleiner wird als ein zweiter Schwellenwert, der kleiner ist als der erste Schwellenwert.

Ein fünfter Aspekt der Erfindung schafft ein Verfahren zum Steuern des Vielfach ausgangs-Stromversorgungsgerätes des ersten Aspektes. Das Verfahren umfaßt die Schritte gemäß einem Detektieren eines ersten allgemeinen Parameters, der sich auf eine der Größen gemäß (1) einem SOC des Niedrigbatterieblocks, (2) der mittleren Pro-Zel len-Spannung in dem Niedrigbatterieblock und (3) einem Strom bezieht, der von dem Niedrigbatterieblock zu der Niedrigspannungslast zugeführt wird; Detektieren eines zweiten allgemeinen Parameters, der sich auf eine der Größen gemäß (1) einem SOC des Hochbatterieblocks, (2) der mittleren Pro-Zellen-Spannung in dem Hochbatterieblock und (3) einem Strom bezieht, der von dem Hochbatterieblock zu der Hochspannungslast zugeführt wird; und intermittierende Aktivierung des Gleichstrom- Gleichstrom-Umsetzers in Fällen, bei denen der detektierte erste allgemeine Parameter kleiner ist als der detektierte zweite allgemeine Parameter, und zwar um eine Größe, die größer ist als ein vorgeschriebener Schwellenwert.

Ein sechster Aspekt der Erfindung basiert auf dem fünften Aspekt der Erfindung und schafft ein Verfahren, welches ferner einen Schritt umfaßt gemäß einem kontinu ierlichen Aktivieren des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers in Fällen, bei denen der detektierte erste allgemeine Parameter kleiner ist als der detektierte zweite allgemeine Parameter, und zwar um eine Größe, die größer ist als ein gegebener Schwellenwert, wobei der gegebene Schwellenwert größer ist als der vorgeschriebene Schwellenwert.

Ein siebenter Aspekt der Erfindung schafft ein Verfahren zum Steuern des Viel fachausgangs-Stromversorgungsgerätes des ersten Aspektes. Das Verfahren umfaßt die Schritte gemäß Berechnen eines ersten Gerätebetriebswirkungsgrades, der auftritt, wenn der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer kontinuierlich aktiviert wird; Berechnen eines zweiten Gerätebetriebswirkungsgrades, der dann auftritt, wenn der Gleichstrom-Gleich strom-Umsetzer intermittierend aktiviert wird; und intermittierende Aktivierung des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers in Fällen, bei denen der berechnete zweite Geräte betriebswirkungsgrad als der berechnete erste Gerätebetriebswirkungsgrad.

Ein achter Aspekt der Erfindung schafft ein Verfahren zum Steuern des Vielfach ausgangs-Stromversorgungsgerätes des ersten Aspektes. Das Verfahren umfaßt die Schritte gemäß Bestimmen, ob ein Fahrzeugmaschinenzündschalter sich in seiner AUS- Position befindet oder nicht; und Betreiben des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers für jeden vorgeschriebenen Zeitintervall pro vorgeschriebenem Ausdruck (term) in Fällen, bei denen der Fahrzeugmaschinenzündschalter weiterhin in seiner AUS-Position ver weilt.

Ein neunter Aspekt der Erfindung schafft ein Verfahren zum Steuern des Viel fachausgangs-Stromversorgungsgerätes des ersten Aspektes. Das Verfahren umfaßt die Schritte gemäß Bestimmen, ob eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs niedriger liegt als eine voreingestellte Geschwindigkeit oder nicht; Einstellen einer Energieausgabe von dem Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer auf einen ersten Stromversorgungspegel, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs niedriger liegt als die voreingestellte Geschwindig keit; und Einstellen der Energieausgabe von dem Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer auf einen zweiten Energiewert, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nicht niedriger liegt als die voreingestellte Geschwindigkeit, wobei der zweite Energiewert größer ist als der erste Energiewert.

Ein zehnter Aspekt der Erfindung schafft ein Gerät zum Steuern eines Fahrzeug- Stromversorgungsgenerators. Das Gerät umfaßt eine Energiespeichereinrichtung; einen Stromversorgungsgenerator zum Zuführen von Strom zu der Stromspeichereinrichtung und eine elektrische Last; und eine Steuereinrichtung, um den Stromversorgungsgenerator intermittierend zu aktivieren, um in angemessener Weise eine mittlere Energieausgabe von dem Stromversorgungsgenerator auf einen Energie wert abzugleichen, der durch die elektrische Last verbraucht wird.

Ein elfter Aspekt der Erfindung basiert auf dem zehnten Aspekt desselben und schafft ein Gerät, welches ferner eine Einrichtung enthält, um eine Drehzahl einer An triebswelle des Stromversorgungsgenerators zu detektieren, und eine Einrichtung, um während der intermittierenden Aktivierung des Stromversorgungsgenerators den Strom versorgungsgenerator im Ansprechen auf die detektierte Drehzahl der Antriebswelle des Stromversorgungsgenerators auf der Grundlage einer vorbestimmten Beziehung unter den Größen gemäß der Drehzahl der Antriebswelle des Stromversorgungsgenerators, einem Energieerzeugungswirkungsgrad des Stromversorgungsgenerators und einer Energieausgangsgröße von dem Stromversorgungsgenerator zu steuern, um eine mo mentane Energieausgabegröße entsprechend einem hohen Energieerzeugungswirkungs grad zu liefern.

Ein zwölfter Aspekt der Erfindung basiert auf dem zehnten Aspekt derselben und schafft ein Gerät, bei dem die Steuereinrichtung eine erste Subeinrichtung enthält, um einen ersten Gesamtenergiewirkungsgrad zu berechnen, der dann auftritt, wenn der Stromversorgungsgenerator intermittierend aktiviert wird, und eine zweite Subeinrich tung enthält, um einen zweiten Gesamtenergiewirkungsgrad zu berechnen, der auftritt, wenn der Stromversorgungsgenerator kontinuierlich aktiviert wird, eine dritte Subein richtung, um intermittierend den Stromversorgungsgenerator zu aktivieren, wenn der erste Gesamtenergiewirkungsgrad höher liegt als der zweite Gesamtenergiewirkungs grad, und eine vierte Subeinrichtung, um kontinuierlich den Stromversorgungsgenerator zu aktivieren, wenn der zweite Gesamtenergiewirkungsgrad höher liegt als der erste Gesamtenergiewirkungsgrad.

Ein dreizehnter Aspekt der Erfindung basiert auf dem zwölften Aspekt derselben und schafft ein Gerät, bei dem die Steuereinrichtung Mittel enthält, um den ersten und den zweiten Gesamtenergiewirkungsgrad zu berechnen, und zwar aus dem Stromerzeu gungswirkungsgrad des Stromversorgungsgenerators und den Auflade- und Entladewir kungsgraden der Energiespeichereinrichtung.

Ein vierzehnter Aspekt der Erfindung basiert auf dem zehnten Aspekt derselben und schafft ein Gerät, bei dem die Steuereinrichtung eine erste Subeinrichtung enthält, um zu bestimmen, ob ein Fahrzeug verzögert oder nicht, eine zweite Subeinrichtung enthält, um den Stromversorgungsgenerator bei einer maximalen Energieausgabe zu betreiben, wenn die erste Subeinrichtung bestimmt, daß das Fahrzeug verzögert, und eine dritte Subeinrichtung, um intermittierend den Stromerzeugungsgenerator zu akti vieren, wenn die erste Subeinrichtung bestimmt, daß das Fahrzeug nicht verzögert.

Ein fünfzehnter Aspekt der Erfindung basiert auf dem zehnten Aspekt derselben und schafft ein Gerät, bei dem die Steuereinrichtung eine erste Subeinrichtung enthält, um eine Beschleunigung eines Fahrzeuges zu detektieren, und eine zweite Subeinrich tung, um den Stromerzeugungsgenerator zu deaktivieren, wenn die detektierte Be schleunigung des Fahrzeugs einen vorgeschriebenen Wert überschreitet.

Ein sechzehnter Aspekt der Erfindung basiert auf dem zehnten Aspekt derselben und schafft ein Gerät, welches ferner eine Einrichtung enthält, um einen Parameter zu detektieren, der eine der Größen gemäß (1) einem SOC der Energiespeichereinrichtung und (2) eine Spannung über der Energiespeichereinrichtung, Mittel, um während der intermittierenden Aktivierung des Stromversorgungsgenerators, den Stromversorgungs generator auf einer spezifizierten Energieabgabe kontinuierlich zu betreiben, bis der detektierte Parameter auf einen ersten vorgeschriebenen Wert ansteigt, und eine Ein richtung, um während der intermittierenden Aktivierung des Stromerzeugungsgenera tors kontinuierlich den Stromerzeugungsgenerator zu deaktivieren, bis der detektierte Parameter auf einen zweiten vorgeschriebenen Wert abfällt, der niedriger ist als der erste vorgeschriebene Wert, betrifft.

Ein siebzehnter Aspekt der Erfindung basiert auf dem zehnten Aspekt derselben und schafft ein Gerät, bei dem die Energiespeichereinrichtung aus einer Lithiumbatterie besteht.

Ein achtzehnter Aspekt der Erfindung basiert auf dem zehnten Aspekt derselben und schafft ein Gerät, bei dem die Energiespeichereinrichtung einen elektrischen Dop pelschichtkondensator umfaßt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Diagramm eines Stromversorgungsgerätes eines Vielfachspannungsaus gangstyps gemäß einer ersten spezifischen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 zeigt ein Diagramm eines Stromversorgungsgerätes eines Vielfachspannungs ausgangstyps gemäß einer zweiten spezifischen Ausführungsform der Erfin dung;

Fig. 3 ist ein Diagramm einer Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung (balancer circuit), die für jede der Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltungen in Fig. 2 verwendet werden kann;

Fig. 4 ist ein Diagramm eines Stromversorgungsgerätes vom Vielfachspannungsaus gangstyp gemäß einer dritten spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ist ein Diagramm eines Stromversorgungsgerätes eines Vielfachspannungsaus gangstyps gemäß einer vierten spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ist ein Diagramm einer Beziehung zwischen dem Wirkungsgrad eines Gleich strom-Gleichstrom-Umsetzers 18 und der von diesem ausgegebenen Energie;

Fig. 7 ist ein Zeitdomänediagramm des SOC des Niedrigbatterieblocks in einer fünf ten spezifischen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 ist ein Zeitdomänediagramm der Ausgangsenergie von einem Gleichstrom- Gleichstrom-Umsetzer;

Fig. 9 ist ein Zeitdomänediagramm der mittleren SOC des Niedrigbatterieblocks;

Fig. 10 ist ein Diagramm der Beziehung zwischen dem Ladewirkungsgrad des Nied rigbatterieblocks und der Ladeenergie und auch der Beziehung zwischen dem Entladewirkungsgrad des Niedrigbatterieblocks und der Entladeenergie;

Fig. 11 ist ein Diagramm der Beziehung zwischen den Gesamtenergiewirkungsgraden und der durch eine Last bei der fünften spezifischen Ausführungsform der Er findung verbrauchten Energie;

Fig. 12 ist ein Zeitdomänediagramm der Betriebsart eines Controllers bei einer sechsten spezifischen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 ist ein Zeitdomänediagramm der Spannung über einem Niedrigbatterieblock;

Fig. 14 ist ein Zeitdomänediagramm der Ausgangsenergie von einem Gleichstrom- Gleichstrom-Umsetzer;

Fig. 15 ist ein Zeitdomänediagramm der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs bei einer siebten spezifischen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 16 ist ein Zeitdomänediagramm der Ausgangsenergie von einem Gleichstrom- Gleichstrom-Umsetzer;

Fig. 17 ist ein Zeitdomänediagramm der Spannung über einem Niedrigbatterieblock;

Fig. 18 zeigt ein Flußdiagramm eines Segments eines Programms für einen Controller bei einer neunten spezifischen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfin dung;

Fig. 19 ist ein Diagramm eines Gerätes zum Steuern eines Fahrzeug-Stromversor gungsgenerators gemäß einer zehnten spezifischen Ausführungsform der Er findung;

Fig. 20 ist ein Diagramm einer Beziehung zwischen der maximalen Ausgangsenergie eines Stromversorgungsgenerators von Fig. 19 und der Drehzahl desselben;

Fig. 21 zeigt ein Diagramm einer Beziehung zwischen dem Energieerzeugungswir kungsgrad des Stromversorgungsgenerators in Fig. 19, der Energieabgabe des selben und der Drehzahl desselben;

Fig. 22 ist ein Zeitdomänediagramm der Ausgangsenergie des Stromerzeugungsgenerators in Fig. 19, der in bzw. von einer Kombinations batterie in Fig. 19 eingespeisten Energie und von dieser abgegebenen Energie und der Energie, die durch eine Last in Fig. 19 verbraucht wird;

Fig. 23 zeigt ein Diagramm der Beziehung zwischen dem Ladewirkungsgrad der Kombinationsbatterie in Fig. 19 und der Ladeenergie bzw. dem Ladestrom und auch eine Beziehung zwischen dem Entladewirkungsgrad der Kombinations batterie in Fig. 19 und der Entladeenergie bzw. dem Entladestrom;

Fig. 24 ist ein Diagramm der Beziehung zwischen den Gesamtenergiewirkungsgraden und der durch die Last bei der zehnten spezifischen Ausführungsform der Er findung verbrauchten Energie;

Fig. 25 zeigt ein Flußdiagramm eines Segments eines Programms für einen Controller in Fig. 19;

Fig. 26 ist ein Zeitdomänediagramm der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, der Be schleunigung des Fahrzeugs, des SOC der Kombinationsbatterie in Fig. 19 und der Ausgangsenergie bzw. dem Ausgangsstrom von dem Stromversorgungsge nerator in Fig. 19.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG Grundlegende Ausführungsformen

Gemäß einer ersten grundlegenden Ausführungsform nach der vorliegenden Er findung umfaßt ein Vielfachausgangs-Stromversorgungsgerät für ein Fahrzeug einen Niedrigbatterieblock zum Zuführen einer Niedrigspannungsenergie zu einer Nied rigspannungslast. Der Niedrigbatterieblock enthält Zellen. Wenigstens ein Hochbatterieblock ist in Reihe mit dem Niedrigbatterieblock geschaltet und kooperiert mit dem Niedrigbatterieblock, um eine Hochspannungsenergie zu einer Hochspan nungslast zuzuführen. Der höhere Batterieblock bzw. Batterieblock mit der höheren Spannung enthält Zellen. Eine Energiegeneratoreinrichtung arbeitet in solcher Weise, um Energie bzw. Strom zu einer Kombination aus dem Niedrigbatterieblock und dem Hochbatterieblock zuzuführen. Ein Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer arbeitet in sol cher Weise, um Energie von dem Hochbatterieblock zu dem Niedrigbatterieblock zu übertragen. Eine Controllereinrichtung arbeitet in solcher Weise, um einen elektrischen Parameter des Niedrigbatterieblocks zu detektieren, der eine mittlere Pro-Zellen-Span nung in dem Niedrigbatterieblock betrifft, und um einen elektrischen Parameter für den Hochbatterieblock zu detektieren, der eine mittlere Pro-Zellen-Spannung in dem Hoch batterieblock betrifft, und um den detektierten elektrischen Parameter des Niedrigbatterieblocks mit dem detektierten elektrischen Parameter des Hochbatterieblocks zu vergleichen, und um den Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer derart zu steuern, um die mittlere Pro-Zellen-Spannung in dem Niedrigbatterieblock und die mittlere Pro-Zellen-Spannung in dem Hochbatterieblock im Ansprechen auf ein Er gebnis des Vergleichs abzugleichen.

Bei der ersten grundlegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung be steht der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer aus einem Einwegtyp und besitzt eine re lativ einfache Konstruktion. Es ist demzufolge möglich, das Gewicht des Gerätes zu reduzieren, ebenso die Größe des Gerätes und die Kosten des Gerätes. Da die mittlere Pro-Zellen-Spannung in dem Niedrigbatterieblock und die mittlere Pro-Zellen-Span nung in dem Hochbatterieblock abgeglichen wird, wird es möglich, eine Variation unter den Beträgen oder Mengen der Energie zu beseitigen, die in den Zellen der Niedrig- und Hochbatterieblöcke gespeichert ist. In Verbindung mit der Steuerung des Gleichstrom- Gleichstrom-Umsetzers ist es nicht erforderlich, einen Sensor zum Detektieren eines Stromes vorzusehen, der von dem Niedrigbatterieblock zu der Niedrigspannungslast zugeführt wird. Jeder der elektrischen Parameter des Niedrig- und Hochbatterieblocks kann eine minimale Zellenspannung, eine mittlere SOC oder eine minimale SOC betref fen.

Eine zweite grundlegende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basiert auf der ersten grundlegenden Ausführungsform derselben. Gemäß der zweiten grundle genden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält ein Vielfachausgangs- Stromversorgungsgerät ferner eine erste Zellenabgleichsschaltung (eine erste Zellen spannungs-SOC-Abgleichsschaltung), die mit den Zellen in dem Niedrigbatterieblock verbunden ist und die Spannungen über den Zellen in dem Niedrigbatterieblock ab gleicht, und enthält eine zweite Zellenabgleichsschaltung (eine zweite Zellenspannungs- SOC-Abgleichsschaltung), die mit den Zellen in dem Hochbatterieblock verbunden ist und die die Spannungen über den Zellen in dem Hochbatterieblock abgleicht oder aus gleicht.

Bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die mittlere Pro-Zellen-Spannung in dem Niedrigbatterieblock und die mittlere Pro-Zellen-Span nung in dem Hochbatterieblock dadurch abgeglichen oder ausgeglichen, indem der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer gesteuert wird. Ferner werden die Spannungen über den Zellen in dem Niedrigbatterieblock durch die erste Zellenabgleichsschaltung abge glichen oder ausgeglichen und es werden die Spannungen über den Zellen in dem Hochbatterieblock durch die zweite Zellenabgleichsschaltung ausgeglichen oder abge glichen. Es ist demzufolge möglich, in zuverlässigerer und exakterer Weise die Energie speicherbedingungen der Zellen in dem Niedrigbatterieblock und in dem Hochbatterieblock abzugleichen oder auszugleichen. Die erste und die zweite Zellenab gleichsschaltung unterstützen den Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer. Es wird daher möglich, die Wärmeerzeugung durch den Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer zu redu zieren.

Gemäß einer dritten grundlegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Steuern des Vielfachausgangs-Stromversorgungsgerätes ge mäß der zweiten grundlegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Schritte gemäß Warten, bis der Betrieb der ersten Zellenabgleichsschaltung und der Be trieb der zweiten Zellenabgleichsschaltung vervollständigt worden ist; und Betreiben oder in Betrieb setzen des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers unter einer Bedingung, daß der Betrieb der ersten Zellenabgleichsschaltung und der Betrieb der zweiten Zellen abgleichsschaltung vervollständigt worden ist. Es ist möglich, eine Variation unter den Energiespeicherbedingungen der Zellen in dem Niedrigbatterieblock und in dem Hoch batterieblock zu reduzieren.

Gemäß einer vierten grundlegenden Ausführungsform nach der vorliegenden Er findung umfaßt ein Verfahren zum Steuern des Vielfachausgangs-Stromversorgungsge rätes der ersten grundlegenden Ausführungsform der Erfindung die Schritte gemäß De tektieren eines ersten allgemeinen Parameters, der eine der Größen gemäß (1) einem SOC des Niedrigbatterieblocks, (2) die mittlere Pro-Zellen-Spannung in dem Niedrig batterieblock und (3) einen Strom betrifft, der von dem Niedrigbatterieblock zu der Niedrigspannungslast zugeführt wird; Detektieren eines zweiten allgemeinen Parame ters, der eine der Größen gemäß (1) einem SOC des Hochbatterieblocks, (2) der mittle ren Pro-Zellen-Spannung in dem Hochbatterieblock und (3) einen Strom betrifft, der von dem Hochbatterieblock zu der Hochspannungslast zugeführt wird; Betätigen oder Betreiben des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers in Fällen, bei denen der detektierte erste allgemeine Parameter kleiner ist als der detektierte zweite allgemeine Parameter, und zwar um eine Größe, die größer ist als ein erster Schwellenwert; und Aufrechter halten des Betriebes des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers während eines vorge schriebenen Zeitintervalls, nachdem eine Differenz zwischen dem detektierten ersten allgemeinen Parameter und dem detektierten zweiten allgemeinen Parameter kleiner geworden ist als der erste Schwellenwert, oder Beibehalten oder Aufrechterhalten des Betriebes des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers, bis die Differenz zwischen dem detektierten ersten allgemeinen Parameter und dem detektierten zweiten allgemeinen Parameter kleiner wird als ein zweiter Schwellenwert, der kleiner ist als der erste Schwellenwert.

Bei der vierten grundlegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dann, wenn die Differenz bei dem elektrischen Parameter (beispielsweise der Lasttrei berstrom, der mittleren Pro-Zellen-Spannung oder SOC) zwischen dem Niedrigbatterieblock und dem Hochbatterieblock größer wird als ein Bezugswert, der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer einem Hystereseantrieb unterworfen. Dadurch kann der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer intermittierend aktiviert werden. Die intermit tierende Aktivierung des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers unterdrückt einen Abfall im Wirkungsgrad.

Gemäß einer fünften grundlegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Steuerung des Vielfachausgangs-Stromversorgungsgerätes gemäß der ersten grundlegenden Ausführungsform der Erfindung die Schritte gemäß einem Detektieren eines ersten allgemeinen Parameters, der sich auf eine der Größen gemäß (1) einem SOC des Niedrigbatterieblocks, (2) einer mittleren Pro-Zellen-Span nung in dem Niedrigbatterieblock und (3) einem Strom bezieht, der von dem Niedrig batterieblock zu der Niedrigspannungslast zugeführt wird; Detektieren eines zweiten allgemeinen Parameters, der eine der Größen gemäß (1) einem SOC des Hochbatterieblocks, (2) der mittleren Pro-Zellen-Spannung in dem Hochbatterieblock und (3) einen Strom betrifft, der von dem Hochbatterieblock zu der Hochspannungslast zugeführt wird; und intermittierende Aktivierung des Gleichstrom-Gleichstrom- Umsetzers in Fällen, bei denen der detektierte erste allgemeine Parameter kleiner ist als der detektierte zweite allgemeine Parameter, und zwar um eine Größe, die größer ist als ein vorgeschriebener Schwellenwert.

Bei der fünften grundlegenden Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung wird dann, wenn die Differenz des elektrischen Parameters (z. B. der Lasttreiberstrom, die mittlere Pro-Zellen-Spannung oder SOC) zwischen dem Niedrigbatterieblock und dem Hochbatterieblock größer ist als der vorgeschriebene Schwellenwert, der Gleich strom-Gleichstrom-Umsetzer intermittierend aktiviert. Die intermittierende Aktivierung des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers unterdrückt einen Abfall im Wirkungsgrad.

Eine sechste grundlegende Ausführungsform der Erfindung basiert auf der fünften grundlegenden Ausführungsform derselben. Gemäß der sechsten grundlegenden Aus führungsform nach der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren ferner einen Schritt gemäß einer kontinuierlichen Aktivierung des Gleichstrom-Gleichstrom- Umsetzers in Fällen, bei denen der detektierte erste allgemeine Parameter kleiner ist als der detektierte zweite allgemeine Parameter, und zwar um eine Größe, die größer ist als ein gegebener Schwellenwert. Der gegebene Schwellenwert ist größer als der vorge schriebene Schwellenwert.

Bei der sechsten grundlegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dann, wenn die Differenz bei dem SOC oder deren Variationsrate zwischen dem Niedrigbatterieblock und dem Hochbatterieblock größer ist als ein Bezugswert (der ge gebene Schwellenwert), der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer kontinuierlich aktiviert. Somit kann der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer in der Größe klein ausgeführt wer den.

Gemäß einer siebten grundlegenden Ausführungsform nach der vorliegenden Er findung umfaßt ein Verfahren zur Steuerung des Vielfachausgangs-Stromversorgungs gerätes der ersten grundlegenden Ausführungsform nach der Erfindung die Schritte ge mäß einer Berechnung eines ersten Gerätebetriebswirkungsgrades, der auftritt, wenn der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer kontinuierlich oder durchgehend aktiviert wird; Berechnen eines zweiten Gerätebetriebswirkungsgrades, der auftritt, wenn der Gleich strom-Gleichstrom-Umsetzer intermittierend aktiviert wird; und intermittierendes Akti vieren des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers in Fällen, bei denen der berechnete zweite Gerätebetriebswirkungsgrad höher liegt als der berechnete erste Gerätebetriebs wirkungsgrad.

Bei der siebten grundlegenden Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung umfaßt das kontinuierliche oder durchgehende Aktivieren des Gleichstrom-Gleich strom-Umsetzers das kontinuierliche Antreiben des Gleichstrom-Gleichstrom- Umsetzers bei einer Teillast. Ein durchgehender Teillastantrieb umfaßt den Betrieb des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers unter einer PWM-basierten Tastverhältnissteuerung. Hierbei bedeutet PWM die Abkürzung für eine Impulsbreiten modulation. Während der intermittierenden Aktivierung des Gleichstrom-Gleichstrom- Umsetzers wird ein Strom, der von dem Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer ausgege ben wird, wiederholt blockiert. Wie bereits an früherer Stelle erwähnt wurde, wird in dem Fall, bei dem der berechnete zweite Gerätebetriebswirkungsgrad höher liegt als der berechnete erste Gerätebetriebswirkungsgrad der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer, intermittierend aktiviert. Es ist demzufolge möglich, den Gerätebetriebswirkungsgrad über einen gesamten Lastbereich hinweg zu erhöhen. Vorausgesetzt, daß die Lade- und Entladewirkungsgrade des Niedrigbatterieblocks und des Hochbatterieblocks in Be tracht gezogen werden, kann der Gerätebetriebswirkungsgrad noch weiter erhöht wer den.

Gemäß einer achten grundlegenden Ausführungsform nach der vorliegenden Er findung umfaßt ein Verfahren zur Steuerung des Vielfachausgangs-Stromversorgungs gerätes gemäß der ersten grundlegenden Ausführungsform der Erfindung die Schritte gemäß einem Bestimmen, ob ein Fahrzeugmaschinenzündschalter sich in seiner AUS- Position befindet oder nicht; und Betätigen oder Betreiben des Gleichstrom-Gleich strom-Umsetzers für jeden vorgeschriebenen Zeitintervall pro vorgeschriebenem Aus druck (term) in Fällen, bei denen der Fahrzeugmaschinenzündschalter weiterhin in sei ner AUS-Position verbleibt. Es ist möglich, den effektiven Wirkungsgrad des Gleich strom-Gleichstrom-Umsetzers zu verbessern, wenn sich der Fahrzeugmaschinenzünd schalter in seiner AUS-Position befindet.

Gemäß einer neunten grundlegenden Ausführungsform nach der vorliegenden Er findung umfaßt ein Verfahren zur Steuerung des Vielfachausgangs-Stromversorgungs gerätes gemäß der ersten grundlegenden Ausführungsform der Erfindung die Schritte gemäß Bestimmen, ob eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs niedriger liegt als eine vor eingestellte Geschwindigkeit oder nicht; Einstellen einer Energieausgangsgröße von dem Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer auf einen ersten Energiewert, wenn die Ge schwindigkeit des Fahrzeugs niedriger liegt als die voreingestellte Geschwindigkeit; und Einstellen der Energieausgangsgröße aus dem Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer auf einen zweiten Energiewert, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nicht niedriger ist als die voreingestellte Geschwindigkeit. Der zweite Energiewert ist dabei größer als der erste Energiewert. Es ist möglich, zu verhindern, daß sich der Gleichstrom-Gleichstrom- Umsetzer überhitzt, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs relativ niedrig ist.

Gemäß einer zehnten grundlegenden Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein Gerät zum Steuern eines Fahrzeug-Stromversorgungsgenerators eine Energiespei chereinrichtung; einen Stromerzeugungsgenerator zum Zuführen von Energie zu der Energiespeichereinrichtung und zu einer elektrischen Last; und eine Steuereinrichtung, um den Stromversorgungsgenerator intermittierend zu aktivieren, um eine mittlere Energieausgangsgröße aus dem Stromversorgungsgenerator auf einen Energiewert ab zugleichen, der durch die elektrische Last verbraucht wird. Die intermittierende Aktivierung des Stromversorgungsgenerators erhöht den effektiven Wirkungsgrad des selben und auch den gesamten Geräteenergiewirkungsgrad.

Eine elfte grundlegende Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung ba siert auf der zehnten grundlegenden Ausführungsform derselben. Gemäß der elften grundlegenden Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein Gerät ferner eine Einrich tung zum Detektieren einer Drehzahl einer Antriebswelle des Stromerzeugungsgenera tors und eine Einrichtung, um während der intermittierenden Aktivierung des Stromer zeugungsgenerators, den Stromerzeugungsgenerator im Ansprechen auf die detektierte Drehzahl der Antriebswelle des Stromerzeugungsgenerators auf der Grundlage einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Drehzahl der Antriebswelle des Stromgenera tors, einem Energieerzeugungswirkungsgrad des Stromerzeugungsgenerators und einer Energieausgangsgröße aus dem Stromerzeugungsgenerator zu steuern, um eine mo mentane Energieausgangsgröße entsprechend einem hohen Energieerzeugungswir kungsgrad zu liefern.

Im allgemeinen hängt die Beziehung zwischen dem Energieerzeugungswirkungs grad des Stromerzeugungsgenerators und der Energieausgangsgröße desselben von der Drehzahl der Antriebswelle des Stromerzeugungsgenerators ab. Bei der elften grundle genden Ausführungsform der Erfindung wird der Stromerzeugungsgenerator bei einer Energieausgangsgröße betrieben, die einem hohen Energieerzeugungswirkungsgrad entspricht (einem maximalen Energieerzeugungswirkungsgrad). Demzufolge kann der Stromerzeugungsgenerator bei Wirkungsgrad optimierenden Bedingungen betrieben werden, und zwar ungeachtet der durch die elektrische Last verbrauchten Energie und einer Variation in der Drehzahl der Antriebswelle des Stromerzeugungsgenerators.

Eine zwölfte grundlegende Ausführungsform der Erfindung basiert auf der zehn ten grundlegenden Ausführungsform derselben. Gemäß der zwölften grundlegenden Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung ist ein Gerät derart ausgelegt, daß die Steuereinrichtung eine erste Subeinrichtung zum Berechnen eines ersten Gesamtenergiewirkungsgrades enthält, der dann auftritt, wenn der Stromerzeugungsge nerator intermittierend aktiviert wird, eine zweite Subeinrichtung zum Berechnen eines zweiten Gesamtenergiewirkungsgrades enthält, der dann auftritt, wenn der Stromerzeu gungsgenerator durchgehend aktiviert wird, eine dritte Subeinrichtung enthält, um in termittierend den Stromerzeugungsgenerator zu aktivieren, wenn der erste Gesamtener giewirkungsgrad höher liegt als der zweite Gesamtenergiewirkungsgrad, und eine vierte Subeinrichtung enthält, um den Stromerzeugungsgenerator durchgehend oder kontinu ierlich zu aktivieren, wenn der zweite Gesamtenergiewirkungsgrad höher liegt als der erste Gesamtenergiewirkungsgrad. Es ist möglich, einen hohen effektiven Gesamtener giewirkungsgrad zu erzielen.

Eine dreizehnte grundlegende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ba siert auf der zwölften grundlegenden Ausführungsform derselben. Gemäß der dreizehn ten grundlegenden Ausführungsform der Erfindung ist ein Gerät derart konstruiert, daß die Steuereinrichtung Mittel zum Berechnen des ersten und des zweiten Gesamtener giewirkungsgrades aus einem Energieerzeugungswirkungsgrad des Stromversorgungs generators und aus den Lade- und Entladewirkungsgraden der Energiespeichereinrich tung enthält. Da die Lade- und Entladewirkungsgrade der Energiespeichereinrichtung berücksichtigt werden, kann der Geräteenergiewirkungsgrad erhöht werden.

Eine vierzehnte grundlegende Ausführungsform der Erfindung basiert auf der zehnten grundlegenden Ausführungsform. Gemäß der vierzehnten grundlegenden Aus führungsform der Erfindung ist ein Gerät derart konstruiert, daß die Steuereinrichtung eine erste Subeinrichtung umfaßt, um zu bestimmen, ob ein Fahrzeug verzögert oder nicht, eine zweite Subeinrichtung umfaßt, um den Stromerzeugungsgenerator bei einer maximalen Energieausgangsgröße zu betreiben, wenn die erste Subeinrichtung be stimmt, daß das Fahrzeug verzögert, und eine dritte Subeinrichtung umfaßt, um den Stromerzeugungsgenerator intermittierend zu aktivieren, wenn die erste Subeinrichtung bestimmt, daß das Fahrzeug nicht verzögert. Der Stromerzeugungsgenerator kann ef fektiv beim Bremsen des Fahrzeugs verwendet werden und es kann dadurch der Gerä teenergiewirkungsgrad erhöht werden.

Eine fünfzehnte grundlegende Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung basiert auf der zehnten grundlegenden Ausführungsform. Die fünfzehnte grundlegende Ausführungsform der Erfindung enthält eine Steuereinrichtung, welche eine erste Subeinrichtung umfaßt, um eine Beschleunigung eines Fahrzeugs zu detektieren, und eine zweite Subeinrichtung umfaßt, um den Stromerzeugungsgenerator zu deaktivieren, wenn die detektierte Beschleunigung des Fahrzeugs einen vorgeschriebenen Wert über schreitet. Da der Stromerzeugungsgenerator deaktiviert wird, wenn die detektierte Be schleunigung des Fahrzeugs den vorgeschriebenen Wert überschreitet, können die Fahr zeugbeschleunigungsqualitäten verbessert werden.

Eine sechzehnte grundlegende Ausführungsform der Erfindung basiert auf der zehnten grundlegenden Ausführungsform. Gemäß der sechzehnten grundlegenden Aus führungsform nach der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Gerät ferner eine Einrichtung zum Detektieren eines Parameters, der sich auf eine der Größen gemäß (1) einem SOC der Energiespeichereinrichtung und (2) einer Spannung über der Energiespeicherein richtung, auf eine Einrichtung, um während der intermittierenden Aktivierung des Stromerzeugungsgenerators den Stromerzeugungsgenerator bei einer spezifizierten Energieabgabe kontinuierlich zu betreiben, bis der detektierte Parameter auf einen ersten vorgeschriebenen Wert ansteigt, und eine Einrichtung betrifft, um während der inter mittierenden Aktivierung des Stromerzeugungsgenerators den Stromerzeugungsgenerator solange kontinuierlich zu deaktivieren, bis der detektierte Parameter auf einen zweiten vorgeschriebenen Wert abfällt bzw. abgefallen ist, der niedriger als der erste vorgeschriebene Wert liegt. Der Parameter, der für die Bestim mung des kontinuierlichen Betriebes des Stromerzeugungsgenerators verwendet wird, kann sich auf die Spannung über der Energiespeichereinrichtung beziehen, während der Parameter, der für die Bestimmung verwendet wird, daß eine kontinuierliche Deaktivierung des Stromerzeugungsgenerators durchgeführt wird, sich auf das SOC der Energiespeichereinrichtung beziehen kann. Alternativ kann sich der Parameter, der für die Bestimmung verwendet wird, daß ein kontinuierlicher Betrieb des Stromerzeu gungsgenerators durchgeführt wird, auf das SOC der Energiespeichereinrichtung bezie hen, während der Parameter, der für die Bestimmung verwendet wird, daß eine konti nuierliche Deaktivierung des Stromerzeugungsgenerators durchgeführt wird, sich auf die Spannung über der Energiespeichereinrichtung beziehen kann.

Eine siebzehnte grundlegende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ba siert auf der zehnten grundlegenden Ausführungsform derselben. Gemäß der siebzehn ten grundlegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Gerät derart konstruiert, daß die Energiespeichereinrichtung eine Lithiumbatterie umfaßt. Da die Lithiumbatterie geringe Lade- und Entladeverluste aufweist, kann der Geräteenergie wirkungsgrad weiter erhöht werden.

Eine achtzehnte grundlegende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ba siert auf der zehnten grundlegenden Ausführungsform. Gemäß der achtzehnten grundle genden Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung ist ein Gerät derart konstru iert, daß die Energiespeichereinrichtung einen elektrischen Doppelschichtkondensator umfaßt. Da der elektrische Doppelschichtkondensator geringe Lade- und Entladeverluste aufweist, kann der Geräteenergiewirkungsgrad erhöht werden.

Erste spezifische Ausführungsform

Fig. 1 zeigt ein Stromversorgungsgerät eines Vielfachspannungsausgangstyps ge mäß einer ersten spezifischen Ausführungsform der Erfindung. Das in Fig. 1 gezeigte Stromversorgungsgerät ist für ein Fahrzeug ausgelegt, welches von einer Maschine an getrieben wird. Das Stromversorgungsgerät nach Fig. 1 enthält eine Kombinationsbatterie 13, die zusammengesetzt ist aus Bleisäurebatterien 111, 112 und 113, die in dieser Reihenfolge in Serie geschaltet sind. Die Kombinationsbatterie 13 ist mit einer Niedrigspannungslast verbunden (einer elektrischen Last) 161 und mit einer Hochspannungslast (einer elektrischen Last) 162 verbunden, um Strom zu diesen zuzu führen. Zwei Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 181 und 182 sind mit der Kombinationsbatterie 13 verbunden. Der Stromgenerator oder Wechselstromgenerator 17, der einen Gleichrichter enthält, ist mit der Kombinationsbatterie 13 verbunden. Ein Controller 22 ist mit den Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzern 181 und 182 verbunden.

Die Kombinationsbatterie 13 besitzt einen Negativanschluß 151, einen ersten Po sitivanschluß 152 und einen zweiten Positivanschluß 153, der als Anschluß der niedri geren Spannungsseite bezeichnet wird, besitzt einen zwischenliegenden Anschluß und einen Anschluß gemäß einer höheren Spannungsseite. Der Anschluß 151 gemäß der niedrigeren Spannungsseite führt von dem Negativende der Reihenschaltung aus den Bleisäurebatterien 111, 112 und 113 ab. Der zwischenliegende Anschluß 152 geht von der Verbindung zwischen den Bleisäurebatterien 111 und 112 ab. Der Anschluß 153 auf der spannungsmäßig höheren Seite geht von dem Positivende der Reihenschaltung aus den Bleisäurebatterien 111, 112 und 113 ab. Jede der Bleisäurebatterien 111, 112 und 113 erzeugt eine Spannung von ca. 12 V als Mittelwert. Daher beträgt die Spannung zwischen dem Zwischenabgriff bzw. Zwischenanschluß 152 und dem Negativanschluß 151 etwa 12 V. Die Niedrigspannungslast 161 ist zwischen den Zwischenanschluß 152 und den Negativanschluß 151 geschaltet. Die Niedrigspannungslast 161 enthält bei spielsweise eine elektronische Steuereinheit (ECU), ein Innenlicht und eine Audiovor richtung. Die Spannung zwischen dem zweiten Positivanschluß 153 und dem Negativanschluß 151 liegt bei etwa 36,0 V. Die Hochspannungslast 162 ist zwischen den zweiten Positivanschluß 153 und den Negativanschluß 151 geschaltet. Die Hoch spannungslast 162 enthält beispielsweise einen Energiesteuermotor, einen Klimaanlage kompressor und eine Wasserpumpe. Der Stromerzeugungsgenerator 17 wird durch die Maschine angetrieben. Der Stromerzeugungsgenerator 17 ist zwischen das positive und das negative Ende der Reihenschaltung aus den Bleisäurebatterien 111, 112 und 113 in der Kombinationsbatterie 13 angeschlossen. Der Stromerzeugungsgenerator 17 wirkt dahingehend, um die Kombinationsbatterie 13 zu laden. Zusätzlich kann der Stromer zeugungsgenerator 17 Energie zu der Niedrigspannungslast 161 und auch zu der Hoch spannungslast 162 zuführen.

Der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 181 enthält ein Schaltelement 201, einen Übertrager 191 und eine Diode 211. Das Schaltelement 201 enthält beispielsweise einen MOS-FET. Der Übertrager 191 besitzt eine Primärwicklung und eine Sekundärwick lung. Ein Ende der Primärwicklung ist mit der Verbindung 141 zwischen den Bleisäure batterien 111 und 112 verbunden. Das andere Ende der Primärwicklung ist über das Schaltelement 201 mit der Verbindung zwischen den Bleisäurebatterien 112 und 113 verbunden. Ein Ende der Sekundärwicklung ist über die Diode 211 mit der Verbindung 141 zwischen den Bleisäurebatterien 111 und 112 verbunden. Das andere Ende der Se kundärwicklung ist mit dem Negativende der Reihenschaltung aus den Bleisäurebatterien 111, 112 und 113 verbunden. Wenn das Schaltelement 201 abwechselnd zwischen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand umgeschaltet wird, wird der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 181 aktiviert, so daß Energie von der Blei säurebatterie 112 zu der Bleisäurebatterie 111 übertragen werden kann. Wenn anderer seits das Schaltelement 201 in seinem AUS-Zustand verbleibt, bleibt der Gleichstrom- Gleichstrom-Umsetzer 181 weiterhin inaktiv. Das Schaltelement 201 besitzt einen Steu eranschluß, der mit dem Controller 22 verbunden ist. Das Schaltelement 201 kann durch den Controller 22 gesteuert werden.

Der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 182 enthält ein Schaltelement 202, einen Übertrager 192 und eine Diode 212. Das Schaltelement 202 enthält beispielsweise einen MOS-FET. Der Übertrager 192 besitzt eine Primärwicklung und eine Sekundärwick lung. Ein Ende der Primärwicklung ist mit der Verbindung 142 zwischen den Bleisäure batterien 112 und 113 verbunden. Das andere Ende der Primärwicklung ist über das Schaltelement 202 mit dem Positivende der Reihenschaltung aus den Bleisäurebatterien 111, 112 und 113 verbunden. Ein Ende der Sekundärwicklung ist über die Diode 212 mit der Verbindung 141 zwischen den Bleisäurebatterien 111 und 112 verbunden. Das andere Ende der Sekundärwicklung ist mit dem Negativende der Reihenschaltung aus den Bleisäurebatterien 111, 112 und 113 verbunden. Wenn das Schaltelement 202 ab wechselnd zwischen dem EIN-Zustand und dem AUS-Zustand umgeschaltet wird, wird der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 182 aktiviert, so daß Energie von der Bleisäure batterie 113 zu der Bleisäurebatterie 111 übertragen werden kann. Wenn andererseits das Schaltelement 202 in seinem AUS-Zustand verbleibt, bleibt auch der Gleichstrom- Gleichstrom-Umsetzer 182 weiterhin inaktiv. Das Schaltelement 202 besitzt einen Steu eranschluß, der mit dem Controller 22 verbunden ist. Das Schaltelement 202 kann durch den Controller 22 gesteuert werden.

Während des Betriebes des Stromversorgungsgerätes in Fig. 1 wird die Energie, die zu der Hochspannungslast 162 zugeführt wird, durch die Bleisäurebatterien 111, 112 und 113 und durch den Stromversorgungsgenerator 17 implementiert. Andererseits wird Energie, die zu der Niedrigspannungslast 161 zugeführt wird, durch die Bleisäurebatterie 111 implementiert. Auch kann Energie von der Niedrigspannungslast 161 von der Bleisäurebatterie 112 über den Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 181 zugeführt werden. Zusätzlich kann Energie zu der Niedrigspannungslast 161 von der Bleisäurebatterie 113 über den Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 182 zugeführt wer den.

Der Controller 22 ist mit den Negativ- und Positivenden der Reihenschaltung aus den Bleisäurebatterien 111, 112 und 113 verbunden, ferner mit der Verbindung 141 zwischen den Bleisäurebatterien 111 und 112 und der Verbindung 142 zwischen den Bleisäurebatterien 112 und 113. Somit wird die Spannung über der Bleisäurebatterie 111, die Spannung über der Bleisäurebatterie 112 und die Spannung über der Bleisäure batterie 113 an dem Controller 22 angelegt.

Der Controller 22 enthält beispielsweise einen Mikrocomputer mit einer Kombi nation aus einer Eingabe-/Ausgabeschaltung, einer CPU, einem ROM und einem RAM. Der Controller 22 arbeitet in Einklang mit einem Programm, welches in dem ROM ab gespeichert ist. Das Programm ist derart ausgelegt, um es dem Controller 22 zu ermög lichen, Operationsschritte zu implementieren, die im folgenden erläutert werden. Der Controller 22 überwacht die Spannungen an den Bleisäurebatterien 111, 112 und 113 und vergleicht diese miteinander. Der Controller 22 steuert die Schaltelemente 201 und 202 im Ansprechen auf die Ergebnisse des Vergleichs, um dadurch die Spannungen an den Bleisäurebatterien 111, 112 und 113 abzugleichen oder auszugleichen. Mit anderen Worten funktioniert der Controller 22 in solcher Weise, um die Energiebeträge abzu gleichen, die in den Bleisäurebatterien 111, 112 und 113 gespeichert sind. Wenn bei spielsweise die Spannung an bzw. über der Bleisäurebatterie 112 höher wird als die Spannung an bzw. über der Bleisäurebatterie 111, so steuert der Controller 22 das Schaltelement 201, um den Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 181 zu aktivieren. Die Aktivierung des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers 181 bewirkt eine Übertragung von Energie von der Bleisäurebatterie 112 zu der Bleisäurebatterie 111. Als Ergebnis der Energieübertragung steigt die Spannung an der Bleisäurebatterie 111 an, während je doch die Spannung an der Bleisäurebatterie 112 abfällt. Daher werden die Spannungen an den Bleisäurebatterien 111 und 112 gleich gemacht bzw. abgeglichen. Wenn die Spannung an der Bleisäurebatterie 113 höher wird als die Spannung an der Bleisäure batterie 111, steuert der Controller 22 das Schaltelement 202, um den Gleichstrom- Gleichstrom-Umsetzer 182 zu aktivieren. Die Aktivierung des Gleichstrom-Gleich strom-Umsetzers 182 bewirkt die Übertragung von Energie von der Bleisäurebatterie 113 zu der Bleisäurebatterie 111. Als Ergebnis der Energieübertragung steigt die Span nung an der Bleisäurebatterie 111 an, während jedoch die Spannung an der Bleisäure batterie 113 abfällt. Daher werden die Spannungen an den Bleisäurebatterien 111 und 113 gleich gemacht bzw. abgeglichen.

Alternativ kann der Controller 22 Spannungskomparatoren enthalten, um die Spannungen an den Bleisäurebatterien 111, 112 und 113 miteinander zu vergleichen, und kann Impulssignalgeneratoren enthalten, um Impulssignal zu den Schaltelementen 201 und 202 im Ansprechen auf die Ausgangssignale der Spannungskomparatoren aus zugeben.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Bleisäurebatterien 111, 112 und 113 durch elektrische Doppelschichtkondensatoren oder auch Lithiumionenbatterien ersetzt wer den können.

Zweite spezifische Ausführungsform

Fig. 2 zeigt ein Stromversorgungsgerät eines Vielfachspannungsausgangstyps ge mäß einer zweiten spezifischen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung. Das Stromversorgungsgerät nach Fig. 2 ist für ein Fahrzeug ausgelegt, welches durch eine Maschine angetrieben wird. Das Stromversorgungsgerät nach Fig. 2 enthält eine Kom binationsbatterie 13A, die aus Lithiumbatterien zusammengesetzt ist (Lithiumzellen oder Lithiumionenzellen) 111A, 112A, 113A, 114A, 115A, 116A, 117A, 118A, 119A und 1110A, die in Reihe in dieser Reihenfolge miteinander gekoppelt sind. Die Kombi nationsbatterie 13A ist mit einer Niedrigspannungslast (einer elektrischen Last) 161 verbunden und auch mit einer Hochspannungslast (einer elektrischen Last) 162 verbun den, um diesen Energie zuzuführen. Ein Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 ist mit der Kombinationsbatterie 13A verbunden. Ein Stromgenerator oder ein Wechselstrom generator 17, der einen Gleichrichter enthält, ist mit der Kombinationsbatterie 13A ver bunden. Der Stromgenerator 17 wird durch die Maschine angetrieben. Ein Controller 22A ist mit dem Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 verbunden.

Die Kombinationsbatterie 13A enthält einen Batterieblock gemäß einer niedrige ren Spannung (lower battery block) 121 und einen Batterieblock 122 gemäß einer höheren Spannung (higher battery block), die in Reihe geschaltet sind. Die Lithiumzel len 111A-114A bilden den Niedrigbatterieblock 121. Die Lithiumzellen 115A-119A und 1110A bilden den Hochbatterieblock 122. Die Kombinationsbatterie 13A besitzt einen Negativanschluß 151A, einen ersten Positivanschluß 152A und einen zweiten Positivanschluß 153A, der als Anschluß einer niedrigeren Spannungsseite bezeichnet wird, besitzt einen Zwischenanschluß und einen Anschluß gemäß einer höheren Span nungsseite. Der Anschluß 151A gemäß der niedrigeren Spannungsseite geht von dem Negativende der Reihenschaltung aus den Lithiumzellen 111A-119A und 1110A ab. Der zwischenliegende Anschluß 152A geht von der Verbindung 14 zwischen dem Nied rigbatterieblock 121 und dem Hochbatterieblock 122 ab (das heißt von der Verbindung zwischen den Lithiumzellen 114A und 115A). Der Anschluß 153A auf der höheren Spannungsseite geht von dem Positivende der Reihenschaltung aus den Lithiumzellen 111A, 119A und 1110A ab. Jede der Lithiumzellen 111A-119A und 1110A erzeugt eine Spannung von etwa 3,6 V als Mittelwert. Daher liegt die Spannung zwischen dem Zwi schenanschluß 152A und dem Negativanschluß 151A bei etwa 14,4 V. Die Nied rigspannungslast 161 ist zwischen den Zwischenanschluß 152A und den Negativan schluß 151A geschaltet. Die Spannung zwischen dem zweiten Positivanschluß 153A und dem Negativanschluß 151A beträgt etwa 36,0 V. Die Hochspannungslast 162 ist zwischen den zweiten Positivanschluß 153A und den Negativanschluß 151A geschaltet. Der Stromgenerator 17 ist zwischen die Positiv- und Negativenden der Reihenschaltung aus den Lithiumzellen 111A-119A und 1110A in der Kombinationsbatterie 13A ge schaltet. Der Stromgenerator 17 wirkt dahingehend, um die Kombinationsbatterie 13A zu laden. Zusätzlich kann der Stromgenerator 17A Energie zu der Niedrigspannungslast 161 und zu der Hochspannungslast 162 zuführen.

Eine Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung (eine Zellenabgleichsschaltung) 231 ist mit dem Positivanschluß und dem Negativanschluß der Lithiumzellen 111A-114A in dem Niedrigbatterieblock 121 verbunden. Die Zellenspannungs-(SOC)-Ab gleichsschaltung 231 funktioniert in solcher Weise, um die Spannungen an den Lithiumzellen 111A-114A abzugleichen bzw. auszugleichen. Die Zellenspannungs- (SOC)-Abgleichsschaltung 231 wird durch den Niedrigbatterieblock 121 mit Strom versorgt. Die Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung 231 ist nahe bei dem Nied rigbatterieblock 121 gelegen. Die Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung (eine Zellenabgleichsschaltung) 232 ist mit dem Positivanschluß und dem Negativanschluß der Lithiumzellen 115A-119A und 1110A in dem Hochbatterieblock 122 verbunden. Die Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung 232 funktioniert derart, um die Span nungen an den Lithiumzellen 115A-119A und 1110A abzugleichen oder gleich zu ma chen. Die Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung 232 wird durch den Hochbatterieblock 122 mit Strom versorgt. Die Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichs schaltung 232 ist nahe bei dem Hochbatterieblock 122 (higher battery block) gelegen.

Der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 enthält eine Schaltelement 20, einen Übertrager 19 und eine Diode 21. Das Schaltelement 20 besteht beispielsweise aus einem MOS-FET. Der Übertrager 19 besitzt eine Primärwicklung und eine Sekundär wicklung. Ein Ende der Primärwicklung ist mit der Verbindung 14 zwischen dem Nied rigbatterieblock 121 und dem Hochbatterieblock 122 verbunden (das heißt der Verbin dung zwischen den Lithiumzellen 114A und 115A). Das andere Ende der Primärwick lung ist über das Schaltelement 20 mit dem Positivende der Reihenschaltung aus den Lithiumzellen 111A-119A und 1110A verbunden. Ein Ende der Sekundärwicklung ist über die Diode 21 mit der Verbindung 14 zwischen dem Niedrigbatterieblock 121 und dem Hochbatterieblock 122 verbunden (das heißt der Verbindung zwischen den Lithiumzellen 114A und 115A). Das andere Ende der Sekundärwicklung ist mit dem Negativende der Reihenschaltung aus den Lithiumzellen 111A-119A und 1110A ver bunden. Wenn das Schaltelement 20 abwechselnd zwischen dem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand umgeschaltet wird, wird der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 aktiviert, so daß Strom von dem Hochbatterieblock 122 zu dem Niedrigbatterieblock 121 übertragen werden kann. Wenn andererseits das Schaltelement 20 in seinem AUS- Zustand verbleibt, bleibt der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 weiterhin inaktiv. Das Schaltelement 20 besitzt einen Steueranschluß, der mit dem Controller 22A ver bunden ist. Das Schaltelement 20 kann durch den Controller 22A gesteuert werden.

Während des Betriebes des Stromversorgungsgerätes nach Fig. 2, wird die Ener gie, die zu der Hochspannungslast 162 zugeführt wird, durch den Niedrigbatterieblock 121 geliefert, ebenso durch den Hochbatterieblock 122 und durch den Stromgenerator 17 geliefert. Andererseits wird Energie, die zu der Niedrigspannungslast 161 zugeführt wird, durch den Niedrigbatterieblock 121 geliefert. Es kann jedoch auch Energie zu der Niedrigspannungslast 161 von dem Hochbatterieblock 122 über den Gleichstrom- Gleichstrom-Umsetzer 18 zugeführt werden.

Der Controller 22A ist mit dem Negativende und dem Positivende der Reihen schaltung aus den Lithiumzellen 111A-119A und 1110A verbunden und auch mit der Verbindung 14 zwischen dem Niedrigbatterieblock 121 und dem Hochbatterieblock 122. Daher wird die Spannung über dem Niedrigbatterieblock 121 und die Spannung über dem Hochbatterieblock 122 an den Controller 22A angelegt.

Der Controller 22A enthält beispielsweise einen Mikrocomputer mit einer Kom bination aus einer Eingang-/Ausgangsschaltung, einer CPU, einem ROM und einem RAM. Der Controller 22A arbeitet in Einklang mit einem Programm, welches in dem ROM gespeichert ist. Das Programm ist derart ausgelegt, um es dem Controller 22A zu ermöglichen, Operationsschritte zu implementieren, die im folgenden erläutert werden. Der Controller 22A überwacht die Spannung an dem Niedrigbatterieblock 121 und auch die Spannung an dem Hochbatterieblock 122. Der Controller 22A berechnet das Ver hältnis zwischen der überwachten Spannung über dem Batterieblock 121 und der über wachten Spannung über dem Hochbatterieblock 122. Der Controller 22A vergleicht das berechnete Verhältnis mit einem Bezugsverhältnis "4 : 6" oder "2 : 3". Der Controller 22A steuert das Schaltelement 20 im Ansprechen auf das Ergebnis des Vergleichs, so daß das Verhältnis zwischen der Spannung über dem Niedrigspannungsbatterieblock 121 und der Spannung dem Hochspannungsbatterieblock 122 gleich wird dem Bezugsverhältnis.

Die Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltungen 231 und 232 sind in ihrer Konstruktion ähnlich. Fig. 3 zeigt eine Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung, die als Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung 231 oder 232 verwendet werden kann. In Fig. 3 besteht ein Batterieblock 31 aus Zellen 321, 322, . . ., und 32N, die in dieser Reihenfolge aneinander gekoppelt sind. Die Zellen 321-32N entsprechen den Zellen 111A-114A in dem Niederspannungsbatterieblock 121 in Fig. 2 oder den Zellen 115A-119A und 1110A in dem Hochspannungsbatterieblock 122 in Fig. 2. Die Zellenspan nungs-(SOC)-Abgleichsschaltung in Fig. 3 enthält Widerstände 331, 332, . . ., und 33N, die in dieser Reihenfolge in Reihe geschaltet sind. Die Zahl der Widerstände 331, 332, . . . und 33N ist gleich der Zahl der Zellen 321, 322, . . ., und 32N. Die Widerstandswerte der Widerstände 331, 332, . . ., und 33N sind untereinander gleich. Die Reihenschaltung aus den Widerständen 331, 332, . . ., und 33N ist über den Batterieblock 31 geschaltet. Die Reihenschaltung aus den Widerständen 331, 332, . . ., und 33N bildet eine Schaltung zum Teilen der Spannung über dem Batterieblock 31. Die Abgriffe TP(1), TP(2), . . ., und TP(N-1) unter den Widerständen 331, 332, . . ., und 33N entsprechen den jeweiligen Verbindungen JC(1), JC(2), . . ., und JC(N-1) unter den Zellen 321, 322, . . ., und 32N.

Die Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung in Fig. 3 enthält ferner Kompa ratoren 34(1), 34(2), . . ., und 34(N-1), eine logische Schaltung 35, Schalter 371, 372, . . ., und 37N und Widerstände 361, 362, . . ., und 36N. Die Zelle 321, der Widerstand 361 und der Schalter 371 sind in einer Schleife geschaltet. Auch sind die Zelle 322, der Widerstand 362 und der Schalter 372 in einer Schleife geschaltet. In ähnlicher Weise sind andere Zellen 323-32N, die anderen Widerstände 363-36N und die Schalter 373-37N in Schleifen geschaltet. Die Schalter 371-37N besitzen Steueranschlüsse, die mit der logischen Schaltung 35 verbunden. Die Schalter 371-37N werden durch die logische Schaltung 35 gesteuert. Die Komparatoren 34(1), 34(2), . . ., und 34(N-1) sind den Zwi schenzellenverbindungen oder Zwischenzellenübergängen JC(1), JC(2), . . ., und JC(N-1) jeweils zugeordnet. Zusätzlich sind die Komparatoren 34(1), 34(2), . . ., und 34(N-1) den Zwischenwiderstandsabgriffen TP(1), TP(2), . . ., und TP(N-1) jeweils zugeordnet. Der Komparator 34(1) vergleicht die Spannung an dem Zwischenzellenübergang JC(1) mit der Spannung an dem Zwischenwiderstandsabgriff TP(1). Der Komparator 34(1) gibt ein binäres Signal an die logische Schaltung 35 aus, was von dem Vergleichsergebnis abhängt. Auch vergleicht der Komparator 34(2) die Spannung an dem Zwischenzellen übergang JC(2) mit der Spannung an dem Zwischenwiderstandsabgriff TP(2). Der Komparator 34(2) gibt ein binäres Signal an die logische Schaltung 35 aus, was von dem Vergleichsergebnis abhängt. In ähnlicher Weise vergleichen die andere Kompara toren 34(3)-34(N-1) die Spannung an den betreffenden Zwischenzellenübergängen mit der Spannung an den betreffenden Zwischenwiderstandsabgriffen und geben ein binäres Signal an die logische Schaltung 35 aus, was von den Vergleichsergebnissen hängt. Im Ansprechen auf die Ausgangssignale von den Komparatoren 34(1)-34(N-1) detektiert die logische Schaltung 35 eine oder einige unter den Zellen 321, 322, . . ., und 32N, deren Spannungen höher liegen als ein Mittelwert (oder ein gewünschter Pegel). Die logische Schaltung 35 schließt einen oder einige der Schalter 371-37N, die den Hochspannungs zellen entsprechen. Als ein Ergebnis wird Energie von jeder der Hochspannungszellen durch den entsprechenden einen der Widerstände 361-36N verbraucht. Daher fällt die Spannung von jeder der Hochspannungszellen auf einen Mittelwert ab (oder auf einen gewünschten Pegel). Demzufolge werden die Spannungen an den Zellen 321, 322, . . . und 32N abgeglichen.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Lithiumzellen 111A-119A und 1110A durch elektrische Doppelschichtkondensatoren ersetzt werden können.

Dritte spezifische Ausführungsform

Fig. 4 zeigt ein Stromversorgungsgerät eines Vielfachspannungsausgangstyps ge mäß einer dritten spezifischen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung. Das Stromversorgungsgerät nach Fig. 4 ist für ein Fahrzeug ausgelegt, welches durch eine Maschine angetrieben wird. Das Stromversorgungsgerät nach Figur enthält eine Kombi nationsbatterie 13B, die aus Lithiumbatterien (Lithiumzellen oder Lithiumionenzellen) 111B, 112B, 113B, 114B, 115B, 116B, 117B, 118B, 119B und 1110B zusammenge setzt ist, die in Reihe in dieser Reihenfolge aneinander gekoppelt bzw. geschaltet sind. Die Kombinationsbatterie 13B ist mit einer Niedrigspannungslast (einer elektrischen Last) 161B, einer Zwischenspannungslast (einer elektrischen Last) 162B und einer Hochspannungslast (einer elektrischen Last) 163B verbunden, um diesen Energie zuzu führen. Es sind zwei Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18B und 181B mit der Kom binationsbatterie 13B verbunden. Ein Stromgenerator oder Wechselstromgenerator 17, der einen Gleichrichter enthält, ist mit der Kombinationsbatterie 13B verbunden. Der Stromgenerator 17 wird durch die Maschine angetrieben. Ein Controller 22B ist mit den Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzern 18B und 181B verbunden.

Die Kombinationsbatterie 13B enthält einen Niedrigspannungsbatterieblock 121B, einen Zwischenspannungsbatterieblock 122B und einen Hochspannungsbatterieblock 123B, die in Reihe geschaltet sind. Die Lithiumzellen 111B und 112B bilden den Nied rigspannungsbatterieblock 121B. Die Lithiumzellen 113B-114B bilden den Zwischen spannungsbatterieblock 122B. Die Lithiumzellen 115B-119B und 1110B bilden den Hochspannungsbatterieblock 123B. Die Kombinationsbatterie 13B besitzt einen Nega tivanschluß 151B, einen ersten Positivanschluß 152B, einen zweiten Positivanschluß 153B und einen dritten Positivanschluß 154B, der als Anschluß gemäß einer niedrigeren Spannungsseite bezeichnet wird, einen ersten zwischenliegenden Anschluß, einen zweiten zwischenliegenden Anschluß und einen Anschluß gemäß einer höheren Span nungsseite. Der Anschluß 151B gemäß der niedrigeren Spannungsseite geht von dem Negativende der Reihenschaltung aus den Lithiumzellen 111B-119B und 1110B ab. Der erste Zwischenanschluß 152B geht von der Verbindung bzw. dem Übergang 141B zwi schen dem Niedrigbatterieblock 121B und dem Zwischenbatterieblock 122B ab (das heißt der Verbindung oder dem Übergang zwischen den Lithiumzellen 112B und 113B). Der zweite Zwischenanschluß 153B geht von dem Übergang oder der Verbindung 142B zwischen dem Zwischenbatterieblock 122B und dem Hochbatterieblock 123B ab (das heißt der Verbindung oder dem Übergang zwischen den Lithiumzellen 114B und 115B). Der Anschluß 154B auf der hohen Spannungsseite geht von dem Positivende der Rei henschaltung aus den Lithiumzellen 111B-119B und 1110B ab. Jede der Lithiumzellen 111B-119B und 1110B erzeugt eine Spannung von etwa 3,5 V als Mittelwert. Daher beträgt die Spannung zwischen dem ersten Positivanschluß 152B und dem Negativan schluß 151B ca. 7,2 V. Die Niedrigspannungslast 161B ist zwischen den ersten Positivanschluß 152B und den Negativanschluß 151B geschaltet. Die Spannung zwi schen dem zweiten Positivanschluß 153B und dem Negativanschluß 151B liegt bei etwa 14,4 V. Die Zwischenspannungslast 162B ist zwischen den zweiten Positivanschluß 153B und den Negativanschluß 151B geschaltet. Die Spannung zwischen dem dritten Positivanschluß 154B und den Negativanschluß 151B ist gleich etwa 36,0 V. Die Hoch spannungslast 163B ist zwischen den dritten Positivanschluß 154B und den Negativan schluß 151B geschaltet. Der Stromgenerator 17 ist zwischen das Positivende und das Negativende der Reihenschaltung aus den Lithiumzellen 111B-119B und 1110B in der Kombinationsbatterie 13B geschaltet. Der Stromgenerator 17 wirkt dahingehend, um die Kombinationsbatterie 13B zu laden. Zusätzlich kann der Stromgenerator 17B Ener gie zu der Niedrigspannungslast 161B, der Zwischenspannungslast 162B und der Hoch spannungslast 163B zuführen.

Eine Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung 231B ist mit den Positiv- und Negativanschlüssen der Lithiumzellen 111B und 112B in dem Niedrigbatterieblock 121B verbunden. Die Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung 231B funktioniert dahingehend, um die Spannungen über den Lithiumzellen 111B und 112B abzugleichen oder gleich zu machen. Die Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung 231B wird durch den Niedrigbatterieblock 121B mit Strom versorgt. Die Zellenspannungs-(SOC)- Abgleichsschaltung 231B ist nahe dem Niedrigbatterieblock 121B gelegen. Die Zellen spannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung 231B besitzt eine Struktur ähnlich derjenigen, die in Fig. 3 gezeigt ist. Eine Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung 232B ist mit den Positiv- und Negativanschlüssen der Lithiumzellen 113B und 114B in dem Zwi schenbatterieblock 122B verbunden. Die Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung 232B funktioniert dahingehend, um die Spannungen über den Lithiumzellen 113B und 114B abzugleichen oder auszugleichen. Die Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschal tung 232B wird durch den Zwischenspannungsbatterieblock 122B mit Strom versorgt. Die Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung 232B ist nahe bei dem Zwischenspan nungsbatterieblock 122B gelegen. Die Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung 232B besitzt eine Konstruktion ähnlich derjenigen, die in Fig. 3 gezeigt ist. Eine Zellen spannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung 233B ist mit den Positiv- und Negativanschlüs sen der Lithiumzellen 115B-119B und 1110B in dem Hochbatterieblock 123B verbun den. Die Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung 233B funktioniert dahingehend, um die Spannungen an den Lithiumzellen 115B-119B und 1110B abzugleichen oder gleich zu machen. Die Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung 233B wird durch den Hochspannungsbatterieblock 123B mit Strom versorgt. Die Zellenspannungs- (SOC)-Abgleichsschaltung 233B ist nahe bei dem Hochspannungsbatterieblock 123B gelegen. Die Zellenspannungs-(SOC)-Abgleichsschaltung 233B besitzt eine Konstruk tion ähnlich derjenigen, die in Fig. 3 gezeigt ist.

Der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18B ist in der Konstruktion ähnlich dem Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 in Fig. 2 aufgebaut. Ein erster Eingangsanschluß des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers 18B ist mit der Verbindung oder dem Über gang 142B zwischen dem Zwischenbatterieblock 122B und dem Hochbatterieblock 123B angeschaltet (das heißt dem Ubergang zwischen den Lithiumzellen 114B und 115B). Ein zweiter Eingangsanschluß des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers 18B ist mit dem Positivende der Reihenschaltung aus den Lithiumzellen 111B-119B und 1110B verbunden. Ein erster Ausgangsanschluß des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers 18B ist mit dem Negativende der Reihenschaltung aus den Lithiumzellen 111B-119B und 1110B verbunden. Ein zweiter Ausgangsanschluß des Gleichstrom-Gleichstrom- Umsetzers 18B ist mit dem Übergang oder der Verbindung 142B zwischen dem Zwi schenbatterieblock 122B und dem Hochbatterieblock 123B verbunden (das heißt dem Übergang zwischen den Lithiumzellen 114B und 115B). Wenn der Gleichstrom-Gleich strom-Umsetzer 18B aktiviert wird, wird Energie von dem Hochbatterieblock 123B zu dem Niedrigbatterieblock bzw. Niedrigspannungsbatterieblock 121B und dem Zwi schenbatterieblock bzw. Zwischenspannungsbatterieblock 1228 übertragen. Der Gleich strom-Gleichstrom-Umsetzer 18B besitzt einen Steueranschluß, der zu einem Schaltelement führt und der mit dem Controller 22B verbunden ist. Der Gleichstrom- Gleichstrom-Umsetzer 18B wird durch den Controller 22B gesteuert.

Der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 181B ist in seinem Aufbau ähnlich dem Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 von Fig. 2 ausgeführt. Ein erster Eingangsan schluß des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers 181B ist mit der Verbindung oder dem Übergang 141B zwischen dem Niedrigbatterieblock 121B und dem Zwischenbatterieblock 122B angeschlossen (das heißt dem Übergang zwischen den Lithiumzellen 112B und 113B). Ein zweiter Eingangsanschluß des Gleichstrom-Gleich strom-Umsetzers 181B ist mit der Verbindung oder dem Übergang 142B zwischen dem Zwischenbatterieblock 122B und dem Hochbatterieblock 123B verbunden (das heißt den Übergang zwischen den Lithiumzellen 114B und 115B). Ein erster Ausgangsan schluß des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers 181B ist mit dem Negativende der Rei henschaltung aus den Lithiumzellen 111B-119B und 1110B verbunden. Ein zweiter Ausgangsanschluß des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers 181B ist mit der Verbin dung 141B zwischen dem Niedrigbatterieblock 121B und dem Zwischenbatterieblock 122B verbunden (das heißt dem Ubergang zwischen den Lithiumzellen 112B und 113B). Wenn der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 118B aktiviert wird, wird Energie von dem Zwischenbatterieblock 122B zu dem Niedrigbatterieblock 121B übertragen. Der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 118B besitzt einen Steueranschluß, der zu einem Schaltelement führt, und ist mit dem Controller 22B verbunden. Der Gleich strom-Gleichstrom-Umsetzer 181B wird durch den Controller 22B gesteuert.

Während des Betriebes des Stromversorgungsgerätes nach Fig. 4, wird die Ener gie, die der Hochspannungslast 163B zugeführt wird, durch den Niedrigbatterieblock 121B, den Zwischenbatterieblock 122B und den Hochbatterieblock 123B und durch den Stromgenerator 17 implementiert. Die zu der Zwischenspannungslast 162B zugeführte Energie wird durch den Niedrigbatterieblock 121B und den Zwischenbatterieblock 1228 implementiert. Auch kann Energie zu der Zwischenspannungslast 162B von dem Hochbatterieblock 123B über den Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18B zugeführt werden. Die der Niedrigspannungslast 161B zugeführte Energie wird durch den Nied rigbatterieblock 121B geliefert. Es kann jedoch auch Energie zu der Niedrigspannungs last 161B von dem Zwischenbatterieblock 122B über den Gleichstrom-Gleichstrom- Umsetzer 181B zugeführt werden.

Der Controller 22B ist mit dem Negativende und dem Positivende der Reihen schaltung aus den Lithiumzellen 111B-119B und 1110B, der Verbindung 141B zwi schen dem Niedrigbatterieblock 121B und dem Zwischenbatterieblock 122B und der Verbindung 142B zwischen dem Zwischenbatterieblock 122B und dem Hochbatterieblock 123B verbunden. Es werden somit die Spannung über dem Niedrig batterieblock 121B, die Spannung über dem Zwischenbatterieblock 122B und die Span nung über dem Hochbatterieblock 123B an dem Controller 22B angelegt.

Der Controller 22B enthält beispielsweise einen Mikrocomputer mit einer Kombi nation aus einer Eingangs-/Ausgangsschaltung, einer CPU, einem ROM und einem RAM. Der Controller 22B arbeitet in Einklang mit einem Programm, welches in dem ROM gespeichert ist. Das Programm ist dafür ausgelegt, um es dem Controller 22B zu ermöglichen, Operationsschritte zu implementieren, die im folgenden erläutert werden. Der Controller 22B überwacht die Spannung an dem Niedrigbatterieblock 121B, die Spannung an dem Zwischenbatterieblock 122B, die Spannung an dem Hochbatterieblock 123B und die Spannung über dem Satz aus dem Niedrigbatterieblock 121B und dem Zwischenbatterieblock 122B. Der Controller 22B berechnet das Verhält nis zwischen (1) der überwachten Spannung über dem Satz aus dem Niedrigbatterieblock 121B und dem Zwischenbatterieblock 122B und (2) der über wachten Spannung an dem Hochbatterieblock 123B. Der Controller 22B vergleicht das berechnete Verhältnis mit einem Bezugsverhältnis "4 : 6" oder "2 : 3". Der Controller 22B steuert den Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18B im Ansprechen auf das Vergleichsergebnis, so daß das Verhältnis zwischen (1) der Spannung über dem Satz aus Niedrigbatterieblock 121B und Zwischenbatterieblock 122B und (2) der Spannung über dem Hochbatterieblock 123B gleich wird dem Bezugsverhältnis. Zusätzlich be rechnet der Controller 22B das Verhältnis zwischen der überwachten Spannung an dem Niedrigbatterieblock 121B und der überwachten Spannung an dem Zwischenbatterieblock 122B. Der Controller 22B vergleicht das berechnete Verhältnis mit einem Bezugsverhältnis "1 : 1". Der Controller 22B steuert den Gleichstrom-Gleich strom-Umsetzer 181B im Ansprechen auf das Ergebnis des Vergleichs, so daß das Ver hältnis zwischen der Spannung über dem Niedrigbatterieblock 121B und der Spannung über dem Zwischenbatterieblo 68536 00070 552 001000280000000200012000285916842500040 0002010220939 00004 68417ck 122B gleich wird dem Bezugsverhältnis.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Lithiumzellen 111B-119B und 1110B durch elektrische Doppelschichtkondensatoren ersetzt werden können.

Vierte spezifische Ausführungsform

Fig. 5 zeigt ein Stromversorgungsgerät eines Vielfachspannungsausgangstyps ge mäß einer vierten spezifischen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung. Das Stromversorgungsgerät nach Fig. 5 ist ähnlich aufgebaut demjenigen, welches in Fig. 2 gezeigt ist, ausgenommen der folgenden zusätzlichen Konstruktion.

Das Stromversorgungsgerät nach Fig. 5 enthält einen Stromgenerator 24, der bei spielsweise durch die Maschine angetrieben wird. Die Ausgangsseite des Stromgenera tors 24 ist an den Niedrigbatterieblock 121 angeschlossen. Der Stromgenerator 24 kann einen Abschnitt der Energie, die durch die Niedrigspannungslast 161 benötigt wird, zu führen. Der Stromgenerator 24 kann den Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 unter stützen.

Fünfte spezifische Ausführungsform

Eine fünfte spezifische Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung ist ähnlich der zweiten spezifischen Ausführungsform, und zwar mit Ausnahme der weiter unten erläuterten Punkte.

Wie in Fig. 6 gezeigt, ist hängt der Wirkungsgrad des Gleichstrom-Gleichstrom- Umsetzers 18 (siehe Fig. 2) von der Energie ab, die von diesem abgegeben wird. Wenn die Energieausgangsgröße bzw. -ausgangsleistung des Gleichstrom-Gleichstrom-Um setzers 18 im Bereich von 250 W bis 600 W liegt, liegt der Wirkungsgrad desselben zwischen 90% und 91%. Wenn die Ausgangsleistung unter 250 W abfällt, fällt der Wir kungsgrad in beträchtlicher Weise von einem guten Bereich (90%-91%) ab.

Bei der fünften spezifischen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung wird die Aktivierung oder der Antrieb des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers 18 zwi schen einem intermittierenden Modus und einem kontinuierlichen Modus (einem Real zeitmodus) geändert. Beispielsweise wird der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 intermittierend aktiviert, wenn es erforderlich ist, eine Ausgangsleistung bzw. Energie von weniger als 250 W abzugeben. Die intermittierende Aktivierung des Gleichstrom- Gleichstrom-Umsetzers 18 erhöht dessen effektiven Wirkungsgrad.

Der Controller 22A (siehe Fig. 2) berechnet den Zustand der Ladung (SOC) des Niedrigbatterieblocks 121 in einer bekannten Weise. Ein SOC-Sensor kann dafür vorge sehen sein, um das SOC des Niedrigbatterieblocks 121 zu detektieren. In diesem Fall leitet der Controller 22A das SOC des Niedrigbatterieblocks 121 aus dem Ausgangs signal des SOC-Sensors ab. Wenn das SOC des Niedrigbatterieblocks 121 auf 50% ab fällt, aktiviert der Controller 22A den Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 gemäß einer Ausgangsleistung von 400 W. Beispielsweise wird Energie entsprechend 200 W zu der Niedrigspannungslast 161 zugeführt (siehe Fig. 2), während Energie von 200 W in dem Niedrigbatterieblock 121 gespeichert wird. Als ein Ergebnis steigt SOC des Niedrigbatterieblocks bzw. Niedrigspannungsbatterieblocks 121 an. Wenn SOC des Niedrigbatterieblocks 121 auf 60% ansteigt, deaktiviert der Controller 22A den Gleich strom-Gleichstrom-Umsetzer 18. In diesem Fall wird Energie gemäß 200 W zu der Niedrigspannungslast 161 lediglich von dem Niedrigbatterieblock 121 her zugeführt und damit fällt SOC des Niedrigbatterieblocks 121 ab. Demzufolge variiert das SOC des Niedrigbatterieblocks 121 zwischen 50% und 60%, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist.

Der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 wird aktiviert und deaktiviert, so daß die Energieausgangsgröße desselben variiert, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. In diesem Fall variiert das mittlere SOC des Niedrigbatterieblocks 121 so, wie dies in Fig. 9 ge zeigt ist.

In bevorzugter Weise berechnet der Controller 22A die Energie, die durch die Niedrigspannungslast 161 verbraucht wird, und zwar auf bekannte Weise. Ein Energie sensor kann vorgesehen sein, um die Energie zu detektieren, welche durch die Nied rigspannungslast 161 verbraucht wird. In diesem Fall leitet der Controller 22A die ver brauchte Energie aus dem Ausgangssignal des Energiesensors ab. Der Controller 22A vergleicht die verbrauchte Energie mit einem vorgeschriebenen Wert. Wenn die ver brauchte Energie gleich ist mit oder kleiner ist als der vorgeschriebene Wert, stellt der Controller 22A die Aktivierung des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers 18 auf den intermittierenden Modus ein. Wenn die verbrauchte Energie größer ist als der vorge schriebene Wert, stellt der Controller 22A die Aktivierung des Gleichstrom-Gleich strom-Umsetzers 18 auf den kontinuierlichen Modus ein.

In einem Fall, bei dem der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 kontinuierlich bei einer Ausgabeenergie aktiviert wird, die gleich ist der Energie, die durch die Nied rigspannungslast 161 verbraucht wird, kann der Gesamtenergiewirkungsgrad (der Ge rätebetriebswirkungsgrad) E1 in der folgenden Weise ausgedrückt werden:

E1 = {0,4 + 0,6 ηDC (0,6 PL)/100}.100 [%] (1)

worin PL die Energie bezeichnet, die durch die Niedrigspannungslast 161 verbraucht wird und ηDC(P) den Wirkungsgrad des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers 18 be zeichnet, der eine Funktion der Ausgangsenergie P desselben ist (siehe Fig. 6).

In einem Fall, bei dem der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 intermittierend bei einer vorgeschriebenen Ausgangsleistung oder Abgabeenergie aktiviert wird oder bei einer spezifizierten Ausgangsenergie betrieben wird, gemäß Pconst, entsprechend einem guten Wirkungsgrad, wird Energie in den Niedrigbatterieblock 121 gespeichert und von diesem ausgegeben, so daß Verluste auf Grund des Ladevorgangs und Entlade vorgangs des Niedrigbatterieblocks 121 auftreten. Daher läßt sich in diesem Fall der Gesamtenergiewirkungsgrad (der Gerätebetriebswirkungsgrad) E2 in der folgenden Weise ausdrücken:

E2 = [0,4 + {0,6 ηDC(Pconst)/100}.{ηbat1(Pconst - PL)/100}.{ηbat2(PL)/100}].100 [%] (2)

worin ηbat1 den Ladewirkungsgrad (%) des Niedrigbatterieblocks 121 angibt, der eine Funktion der Ladeenergie ist, und ηbat2 den Entladewirkungsgrad (%) des Niedrigbat terieblocks 121 bezeichnet, der eine Funktion der Entladeenergie ist.

Der Ladewirkungsgrad ηbat1 und der Entladewirkungsgrad ηbat2 des Niedrig batterieblocks 121 hängt von dem internen Widerstand desselben ab. Der Ladewir kungsgrad ηbat1 des Niedrigbatterieblocks 121 variiert als Funktion der Ladeenergie. Der Entladewirkungsgrad ηbat2 des Niedrigbatterieblocks bzw. Niedrigspannungsbatterieblocks 121 variiert als eine Funktion der Entladeenergie. In einem Fall, bei dem der interne Pro-Zellen-Widerstandswert des Niedrigbatterieblocks 121 gleich ist 2 mΩ, fällt der Ladewirkungsgrad ηbat1 des Niedrigbatterieblocks 121 in Einklang mit einer Zunahme in der Ladeenergie, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist. In ähnlicher Weise fällt der Entladewirkungsgrad ηbat2 des Niedrigbatterieblocks 121 in Einklang mit einer Zunahme der Entladeenergie ab, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist.

In bevorzugter Weise schätzt oder berechnet der Controller 22A die Gesamtener giewirkungsgrade E1 und E2. Der Controller 22A vergleicht die berechneten Gesamtenergiewirkungsgrade E1 und E2. Wenn der berechnete Gesamtenergiewir kungsgrad E1 gleich ist mit oder größer ist als der berechnete Gesamtenergiewirkungs grad E2, stellt der Controller 22A die Aktivierung des Gleichstrom-Gleichstrom- Umsetzers 18 in dem kontinuierlichen Modus ein (den Realzeitmodus). In diesem Fall arbeitet der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 kontinuierlich oder durchgehend bei einer Energieausgangsgröße, die gleich ist der Energie, welche durch die Niedrigspan nungslast 161 verbraucht wird. Wenn der berechnete Gesamtenergiewirkungsgrad E1 kleiner ist als der berechnete Gesamtenergiewirkungsgrad E2, stellt der Controller 22A die Aktivierung des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers 18 auf den intermittierenden Modus ein. In diesem Fall arbeitet der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 intermit tierend auf solch einer Energieausgangsgröße, um den Wirkungsgrad zu optimieren.

Unter der Bedingung, daß der interne Pro-Zellen-Widerstandswert des Niedrig batterieblocks 121 gleich ist 2 mΩ und die vorgeschriebene Energieausgangsgröße (die spezifizierte Energieausgangsgröße) Pconst gleich ist 400 W, haben die Gesamtener giewirkungsgrade E1 und E2 Beziehungen mit der Energie PL, die durch die Nied rigspannungslast 161 verbraucht wird, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Wenn die verbrauchte Energie PL in signifikanter Weise größer ist als etwa 300 W, dann ist der Gesamtener giewirkungsgrad E1 klar größer als der Gesamtenergiewirkungsgrad E2. Somit wird in diesem Fall der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 bei einer Ausgangsenergie kon tinuierlich aktiviert, die gleich ist der Energie, die durch die Niedrigspannungslast 161 verbraucht wird. Wenn die verbrauchte Energie PL kleiner ist als etwa 370 W, ist der Gesamtenergiewirkungsgrad E1 klar oder eindeutig niedriger als der Gesamtenergiewir kungsgrad E2. Somit wird in diesem Fall dann der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 intermittierend aktiviert.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 im An sprechen auf die Spannung gesteuert werden kann, die an dem Niedrigspannungsblock 121 anliegt, anstelle durch das SOC desselben.

Sechste spezifische Ausführungsform

Eine sechste spezifische Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung ist ähnlich der zweiten spezifischen Ausführungsform aufgebaut, und zwar mit Ausnahme der weiter unten angeführten Punkte. Bei der sechsten spezifischen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung ist der Controller 22A (siehe Fig. 2) mit einem Zeitge ber ausgestattet und spricht auf einen Zündschalter (einen Fahrzeugmaschinenzünd schalter) an. Die Betriebsweise des Controllers 22A ändert sich zwischen einem Auf wachmodus und einem Schlafmodus, und zwar im Ansprechen auf die Position des Zündschalters und auch abhängig vom Verstreichen der Zeit, die durch den Zeitgeber gemessen wird. Spezifischer ausgedrückt, befindet sich der Betrieb des Controllers 22A in dem aufgeweckten Modus, wenn sich der Zündschalter in seiner EIN-Position befin det.

Gemäß Fig. 12 wird in dem Fall, bei dem der Zündschalter in seiner AUS-Position verbleibt, der Zeitgeber den Controller 22A (siehe Fig. 2) in Bereitschaft setzen, um von dem Schlafmodus des Betriebes in den aufgeweckten Modus des Betriebes zu wechseln und um in dem aufgeweckten Modus zu arbeiten, und zwar für mehrere 10 Sekunden (beispielsweise für 20 bis 30 Sekunden), und zwar einmal pro ca. 6 Stunden. Während jedes Betriebes in dem aufgeweckten Modus mißt der Controller 22A die Spannung über dem Niedrigbatterieblock 121 und vergleicht die gemessene Spannung mit einem vorgeschriebenen Wert. In bevorzugter Weise liegt der vorgeschriebene Wert bei 14,4 V. Wenn die gemessene Spannung gleich ist mit oder niedriger als der vorgeschriebene Wert, aktiviert der Controller 22A den Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 (siehe Fig. 2), um ca. 400 W Energie von dem Hochbatterieblock 122 (siehe Fig. 2) zu dem Niedrigbatterieblock 121 für ca. 15 Sekunden zu senden. Wenn andererseits die gemes sene Spannung höher liegt als die vorgeschriebene Spannung bzw. der vorgeschriebene Pegel, hält der Controller 22A den Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 inaktiv.

Gemäß Fig. 13 variiert die Spannung an dem Niedrigbatterieblock 121 in Ein klang mit dem Verstreichen der Zeit. Zu den Zeitpunkten von 6 Stunden, 18 Stunden, 30 Stunden, 42 Stunden und 54 Stunden ist die Spannung an dem Niedrigbatterieblock 121 höher als der vorgeschriebene Pegel (14,4 V), so daß der Gleichstrom-Gleichstrom- Umsetzer 18 inaktiv ist. Bei jedem der Zeitpunkte von 12 Stunden, 24 Stunden, 36 Stunden, 48 Stunden und 60 Stunden ist die Spannung an dem Niedrigbatterieblock 121 niedriger als der vorgeschriebene Pegel (14,4 V), so daß der Gleichstrom-Gleichstrom- Umsetzer 18 bei einer Energieausgangsgröße von 400 W aktiviert wird, um den Nied rigbatterieblock 121 für ca. 15 Sekunden zu laden, wie dies in Fig. 14 gezeigt ist. Daher steigt zu diesen Zeitpunkten die Spannung über dem Niedrigbatterieblock 121 an.

Siebte spezifische Ausführungsform

Eine siebte spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ähnlich der zweiten spezifischen Ausführungsform, mit der Ausnahme der weiter unten erläu terten Punkte. Der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 (siehe Fig. 2) erzeugt Wärme, wenn er aktiviert ist. Bei der siebten spezifischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 derart konstruiert, um einem Luftstrom ausgesetzt zu sein und durch diesen Luftstrom gekühlt zu werden, der her vorgerufen wird, wenn das Fahrzeug fährt. Wenn andererseits das Fahrzeug stationär ist, fehlt solch ein Luftstrom.

Bei der siebten spezifischen Ausführungsform der Erfindung ist der Controller 22A (siehe Fig. 2) mit einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor verbunden, um Informa tionen über die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu erhalten. Der Controller 22A ver gleicht die Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem vorgeschriebenen Wert, der gleich ist mit beispielsweise 10 km/h. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich ist mit oder niedriger ist als der vorgeschriebene Wert, hält der Controller 22A den Gleichstrom- Gleichstrom-Umsetzer 18 inaktiv, um zu verhindern, daß der Gleichstrom-Gleichstrom- Umsetzer 18 Wärme erzeugt. Wenn auf der anderen Seite die Fahrzeuggeschwindigkeit höher liegt als der vorgeschriebene Wert, erlaubt der Controller 22A die Aktivierung des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers 18.

In einem Fall, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich ist mit oder niedriger liegt als der vorgeschriebene Wert, wird der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 in aktiv gehalten und damit wird lediglich Energie in dem Niedrigbatterieblock (siehe Fig. 2) durch die Niedrigspannungslast 161 verbraucht (siehe Fig. 2). In bevorzugter Weise steuert in einem Fall, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist als der vorge schriebene Wert, der Controller 22A den Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18, um die Pro-Zellen-Spannung des Niedrigbatterieblocks 121 um einen gegebenen Wert größer zu halten als die Pro-Zellen-Spannung des Hochbatterieblocks 122 (siehe Fig. 2). Diese Aktion verhindert, daß der Niedrigbatterieblock 121 übermäßig entladen wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich bleibt mit oder niedriger wird als der vorgeschriebene Wert, und zwar für eine lange Zeitdauer.

In bevorzugter Weise berechnet der Controller 22A den Ladezustand (SOC) des Niedrigspannungsbatterieblocks 121 in einer bekannten Weise. Der SOC-Sensor kann dafür vorgesehen sein, um den SOC des Niedrigbatterieblocks 121 zu detektieren. In diesem Fall leitet der Controller 22A den SOC des Niedrigbatterieblocks 121 aus dem Ausgangssignal des SOC-Sensors ab. Auch berechnet der Controller 22A den Ladezu stand (SOC) des Hochbatterieblocks 122 auf bekannte Weise. Ein SOC-Sensor kann dafür vorgesehen sein, um den SOC des Hochbatterieblocks bzw. des Hochspannungs batterieblocks 122 zu detektieren. In diesem Fall leitet der Controller 22A den SOC des Hochbatterieblocks 122 aus dem Ausgangssignal des SOC-Sensors ab. In bevorzugter Weise steuert der Controller 22A in einem Fall, bei dem die Fahrzeuggeschwindigkeit höher ist als der vorgeschriebene Wert, den Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18, um den SOC des Niedrigbatterieblocks 121 um einen gegebenen Wert größer zu halten als den SOC des Hochbatterieblocks 122. Diese Aktion verhindert, daß der Niedrigbatterieblock 121 übermäßig entladen wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit für eine lange Zeitdauer gleich bleibt mit oder niedriger ist als der vorgeschriebene Wert.

Gemäß Fig. 15 ändert sich die Fahrzeuggeschwindigkeit in Einklang mit dem Verstreichen der Zeit. Während des Zeitintervalls TM1 zwischen einem Zeitpunkt bei ca. 8 Minuten und einem Zeitpunkt von ca. 12 Minuten bleibt die Fahrzeuggeschwin digkeit gleich mit oder ist niedriger als der vorgeschriebene Wert (10 km/h). Daher ver bleibt der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 während des Zeitintervalls TM1 inak tiv, so daß die Energieausgangsgröße desselben gleich bleibt mit 0 W, wie dies in Fig. 16 gezeigt ist. Während eines Zeitintervalls TM2, der unmittelbar auf den Zeitintervall TM1 folgt, ist der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 gemäß einer Energieaus gangsgröße von etwa 500 W aktiviert, was mehr ist oder größer ist als der normale Wert (400 W). Während des Zeitintervalls TM1 fällt die Spannung über dem Niedrigbatte rieblock 121, da der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 inaktiv bleibt, allmählich ab, wie in Fig. 17 dargestellt ist. Da der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 aktiviert ist, und zwar während des Zeitintervalls TM2, steigt die Spannung an dem Niedrigbatte rieblock 121 an.

Achte spezifische Ausführungsform

Eine achte spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ähnlich konstruiert wie die fünfte spezifische Ausführungsform mit der Ausnahme der weiter unten erläuterten Punkte. Bei der achten spezifischen Ausführungsform der vorliegen den Erfindung ist der Controller 22A (siehe Fig. 2) mit einem ersten Sensor verbunden, um einen elektrischen Parameter des Niedrigbatterieblocks 121 zu detektieren (siehe Fig. 2). Der Controller 22A leitet den detektierten elektrischen Parameter aus dem Aus gangssignal des ersten Sensors ab. Der elektrische Parameter des Niedrigbatterieblocks 121 besteht aus einer Spannung, einem Strom, den Amperestunden Ah oder dem SOC desselben. Auch ist der Controller 22A mit einem zweiten Sensor verbunden, um einen elektrischen Parameter des Hochbatterieblocks 122 zu detektieren (siehe Fig. 2). Der Controller 22A leitet den detektierten elektrischen Parameter aus dem Ausgangssignal des zweiten Sensors ab. Der elektrische Parameter des Hochspannungsbatterieblocks 122 besteht aus einer Spannung, einem Strom, den Amperestunden Ah oder dem SOC desselben.

In bevorzugter Weise verzögert der Controller 22A den Start der Aktivierung des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers 18 (siehe Fig. 2) solange, bis der elektrische Para meter des Niedrigbatterieblocks 121 kleiner wird als derjenige des Hochbatterieblocks bzw. Hochspannungsbatterieblocks 122, und zwar um einen gegebenen Schwellenwert oder noch mehr. Spezifischer ausgedrückt, berechnet der Controller 22A die Differenz zwischen den elektrischen Parametern des Niedrigbatterieblocks 121 und des Hochbat terieblocks 122. Der Controller 22A vergleicht die berechnete Differenz mit dem Schwellenwert. Wenn die berechnete Differenz den Schwellenwert überschreitet, er laubt der Controller 22A den Start der Aktivierung des Gleichstrom-Gleichstrom-Um setzers 18.

Nachdem die Differenz zwischen den elektrischen Parametern des Niedrigbatterieblocks 121 und des Hochbatterieblocks 122 beseitigt worden ist, hält der Controller 22A in bevorzugter Weise die Aktivierung des Gleichstrom-Gleichstrom- Umsetzers 18 für einen begrenzten Zeitintervall aufrecht (einen gegebenen Zeitinter vall). In diesem Fall ist die zeitliche Dauer von jeder Aktivierung des Gleichstrom- Gleichstrom-Umsetzers 18 lang und das Integral der Stromausgangsgröße aus dem Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 ist groß. Spezifischer ausgedrückt, liefert der Controller 22A eine Hysterese des Betriebes des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers 18. Um dies mehr in Einzelheiten zu erläutern, so hält der Controller 22A die Aktivie rung des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers 18 solange aufrecht, bis der elektrische Parameter des Niedrigbatterieblocks 121 größer wird als derjenige des Hochbatterieblocks 122, und zwar um einen gegebenen Schwellenwert oder noch mehr. Der Schwellenwert für das Ende der Aktivierung des Gleichstrom-Gleichstrom- Umsetzers 18 liegt höher als der Schwellenwert für den Start der Aktivierung desselben.

In bevorzugter Weise implementiert in einem Fall, bei dem die Differenz zwi schen den elektrischen Parametern des Niedrigbatterieblocks 121 und des Hochbatterieblocks 122 kleiner ist als ein gegebener kleiner Bezugswert, der Controller 22A die intermittierende Aktivierung des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers 18 für einen voreingestellten Zeitintervall.

Neunte spezifische Ausführungsform

Eine neunte spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ähnlich aufgebaut wie eine Kombination aus der fünften, der sechsten und der siebten spezifi schen Ausführungsform, und zwar mit der Ausnahme der im folgenden erläuterten Punkte.

Fig. 18 zeigt ein Flußdiagramm eines Segments eines Programms für den Con troller 22A (siehe Fig. 2) bei der neunten spezifischen Ausführungsform der vorliegen den Erfindung. Wie in Fig. 18 gezeigt ist, wird bei einem ersten Schritt S100 des Pro grammsegments bestimmt, ob der Zündschalter sich in der EIN-Position befindet oder nicht, und zwar durch Bezugnahme auf das Ausgangssignal desselben. Wenn der Zünd schalter sich in seiner EIN-Position befindet, gelangt das Programm von dem Schritt S100 zu einem Schritt S102. Ansonsten schreitet das Programm von dem Schritt S100 zu einem Schritt S118 voran.

Bei dem Schritt S102 wird die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem Ausgangssignal des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors abgeleitet. Bei dem Schritt S102 wird die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit mit einem vorgeschriebenen Wert ver glichen (beispielsweise mit 10 km/h). Wenn die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit gleich ist mit oder höher ist als der vorgeschriebene Wert, gelangt das Programm von dem Schritt S102 zu einem Schritt S104, ansonsten schreitet das Programm von dem Schritt S102 zu einem Schritt S114 voran.

Bei dem Schritt S104 wird der Gesamtenergiewirkungsgrad E1 beispielsweise gemäß der an früherer Stelle angegebenen Gleichung (1) berechnet. Bei dem Schritt S106, der auf den Schritt S104 folgt, wird der Gesamtenergiewirkungsgrad E2 bei spielsweise gemäß der an früherer Stelle angegebenen Gleichung (2) berechnet.

Bei dem Schritt S108, der auf den Schritt S106 folgt, werden die berechneten Ge samtenergiewirkungsgrade E1 und E2 verglichen. Wenn der berechnete Gesamtener giewirkungsgrad E1 gleich ist mit oder größer ist als der berechnete Gesamtenergiewir kungsgrad E2, gelangt das Programm von dem Schritt S108 zu einem Schritt S110. An sonsten verläuft das Programm von dem Schritt S108 zu einem Schritt S112.

Bei dem Schritt S110 wird die Aktivierung des Gleichstrom-Gleichstrom- Umsetzers 18 (siehe Fig. 2) in dem kontinuierlichen Modus eingestellt. In diesem Fall arbeitet der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 durchgehend bei einer Energieaus gangsgröße, die gleich ist mit der Energie, die von der Niedrigspannungslast 161 (siehe Fig. 2) verbraucht wird. Nach dem Schritt S110 kehrt das Programm zu dem Schritt S100 über die Schritte (nicht gezeigt) zurück.

Bei dem Schritt S112 wird die Aktivierung des Gleichstrom-Gleichstrom- Umsetzers 18 in den intermittierenden Modus eingestellt. In diesem Fall arbeitet der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 auf solch einer Energieausgangsgröße intermit tierend, um den Wirkungsgrad desselben zu optimieren. Nach dem Schritt S112 kehrt das Programm zu dem Schritt S100 über Schritte (nicht gezeigt) zurück.

Bei dem Schritt S114 wird die Spannung an dem Niedrigspannungsbatterieblock 121 (siehe Fig. 2) mit einem vorbestimmten Bezugswert verglichen. Wenn die Span nung an dem Niedrigbatterieblock 121 gleich ist mit oder höher liegt als der vorbe stimmte Bezugswert, gelangt das Programm von dem Schritt S114 zu einem Schritt S116. Ansonsten verläuft das Programm von dem Schritt S114 zu dem Schritt S104.

Bei dem Schritt S116 wird der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 deaktiviert. Nach dem Schritt S116 kehrt das Programm zu dem Schritt S100 über Schritte (nicht gezeigt) zurück.

Bei dem Schritt S118 wird bestimmt, ob die verstrichene Zeit, die durch den Zeit geber angegeben wird, einen vorbestimmten Zeitpunkt erreicht hat, der beispielsweise gleich ist mit etwa 6 Stunden oder nicht. Wenn die verstrichene Zeit, die durch den Zeitgeber angezeigt wird, den voreingestellten Zeitpunkt bzw. die voreingestellte Zeit erreicht, wird bei dem Schritt S118 der Zeitgeber zurückgestellt und es wird eine Proze dur gemäß einer Änderung des Controllers 22A in den Wachmodusbetrieb implemen tiert. Dann gelangt das Programm von dem Schritt S118 zu einem Schritt S120. Wenn auf der anderen Seite die verstrichene Zeit, die durch den Zeitgeber angegeben wird, die voreingestellte Zeit nicht erreicht hat, kehrt das Programm von dem Schritt S118 zu dem Schritt S110 über Schritte (nicht gezeigt) zurück.

Bei dem Schritt S120 wird die Spannung an dem Niedrigbatterieblock 121 mit einem vorbestimmten Bezugswert (beispielsweise 14,4 V) verglichen. Wenn die Span nung an dem Niedrigbatterieblock 121 gleich ist mit oder niedriger ist als der vorbe stimmte Bezugswert, schreitet das Programm von dem Schritt S120 zu einem Schritt S122 voran. Andernfalls springt das Programm von dem Schritt S120 zu einem Schritt S124. Im allgemeinen unterscheidet sich der vorbestimmte Bezugswert, der bei dem Schritt S120 verwendet wird, von demjenigen, der bei dem Schritt S114 verwendet wird. Der vorbestimmte Bezugswert, der bei dem Schritt S120 verwendet wird, kann der gleiche sein wie derjenige, der bei dem Schritt S114 verwendet wird.

Bei dem Schritt S122 wird der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer 18 aktiviert, um Energie von dem Hochbatterieblock 122 (siehe Fig. 2) zu dem Niedrigbatterieblock 121 für einen vorbestimmten Zeitintervall zu übertragen (beispielsweise für ca. 15 Se kunden). Nach dem Schritt S122 gelangt das Programm zu dem Schritt S124.

Bei dem Schritt S124 wird eine Prozedur der Änderung des Controllers 22A in den Schlafmodusbetrieb implementiert. Nach dem Schritt S124 kehrt das Programm zu dem Schritt S100 über Schritte (nicht gezeigt) zurück.

Zehnte spezifische Ausführungsform

Fig. 19 zeigt ein Gerät zum Steuern eines Fahrzeug-Stromversorgungsgenerators gemäß einer zehnten spezifischen Ausführungsform nach der Erfindung. Das in Fig. 19 gezeigte Gerät enthält eine Kombinationsbatterie 501, die aus Lithiumbatterien (Lithiumzellen oder Lithiumionenzellen) zusammengesetzt ist, die in Reihe miteinander gekoppelt bzw. geschaltet sind. Die Lithiumbatterien können auch durch elektrische Doppelschichtkondensatoren ersetzt werden. Die Kombinationsbatterie 501 ist mit einer Last (einer elektrischen Last) 502 verbunden. Die Kombinationsbatterie 501 führt der Last 502 Energie zu. Der Stromerzeugungsgenerator (ein Wechselstromgenerator) 503 ist mit der Kombinationsbatterie SO1 und mit der Last 502 verbunden. Der Stromgenerator 503 führt Strom zu der Last 502 zu und lädt die Kombinationsbatterie 501 auf.

Der Stromgenerator 503 enthält eine Antriebswelle, die mit der Ausgangswelle einer Maschine (nicht gezeigt), welche ein Fahrzeug antreibt, gekoppelt ist. Die An triebswelle des Stromgenerators 503 dreht sich, wenn sich die Ausgangswelle der Ma schine dreht. Demzufolge wird der Stromgenerator 503 durch die Maschine angetrieben.

Der Stromgenerator 503 enthält eine 3-Phasen-Ankerwicklung 504, einen 3-Pha sen-Vollweggleichrichter SOS, eine Feldwicklung 506, einen Schalter 507 und eine Schwungraddiode FD. Die 3-Phasen-Ankerwicklung 504 ist mit dem 3-Phasen-Voll weggleichrichter SOS verbunden. Der 3-Phasen-Vollweggleichrichter SOS ist mit dem positiven Anschluß 501A der Kombinationsbatterie 501 und mit dem Negativanschluß 501B derselben verbunden. Ein Ende der Feldwicklung 506 ist mit einem Ende des 3- Phasen-Vollweggleichrichters 505 verbunden. Das andere Ende der Feldwicklung 506 ist über den Schalter 507 mit dem anderen Ende des 3-Phasen-Vollweggleichrichters 505 verbunden. Die Schwungraddiode FD ist mit der Feldwicklung 506 parallel ge schaltet. Der Schalter 507 dient dazu, den Feldstrom (den Strom, der durch die Feld wicklung 506 fließt) zu steuern.

Ein Controller 508 ist mit einem Steueranschluß des Schalters 507 in dem Strom generator 503 über eine Signalleitung 516 verbunden. Der Controller 508 ändert den Schalter 507 zwischen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand und steuert da durch den Stromgenerator 503. Wie noch an späterer Stelle klar hervorgehen wird, kann der Controller 508 die Aktivierung oder den Antrieb des Stromgenerators 503 zwischen einem kontinuierlichen Modus (einem Realzeitmodus) und einem intermittierenden Modus ändern.

Ein Stromsensor 509 ist einer Stromzuführleitung zugeordnet, die zu dem Positivanschluß 501A der Kombinationsbatterie 501 von dem Stromgenerator 503 und der Last 502 führt. Der Stromsensor 509 detektiert den Strom, der durch die Kombinationsbatterie 501 fließt. Der Stromsensor 509 ist über eine Signalleitung 511 mit dem Controller 508 verbunden. Das Ausgangssignal des Stromsensors 509, welches den detektierten Strom repräsentiert, der durch die Kombinationsbatterie 501 hindurch fließt, wird zu dem Controller 508 über die Signalleitung 511 übertragen.

Eine Signalleitung 512A verbindet den Positivanschluß 501A der Kombinations batterie 501 mit dem Controller 508. Eine andere Signalleitung 512B verbindet den Ne gativanschluß 501B der Kombinationsbatterie 501 mit dem Controller 508. Die Span nung über der Kombinationsbatterie 501 wird dem Controller 508 über die Signallei tungen 512A und 512B zugeführt.

Ein Temperatursensor 510 ist in der Kombinationsbatterie 501 vorgesehen. Der Temperatursensor 510 detektiert die Temperatur der Kombinationsbatterie 501. Der Temperatursensor 510 ist über eine Signalleitung 513 mit dem Controller 508 verbun den. Das Ausgangssignal des Temperatursensors 510, welches die detektierte Temperatur der Kombinationsbatterie 501 wiedergibt, wird zu dem Controller 508 über die Signalleitung 513 übertragen.

Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 514A detektiert die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 514A ist über eine Signalleitung 514 mit dem Controller 508 verbunden. Das Ausgangssignal des Fahrzeuggeschwindigkeits sensors 514A, welches die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergibt, wird zu dem Controller 508 über die Signalleitung 514 übertragen.

Ein Stromgeneratordrehzahlsensor 515A detektiert die Drehzahl der Antriebswelle des Stromgenerators 503, die als Stromgeneratordrehzahl oder -geschwindigkeit be zeichnet wird. Der Stromgeneratordrehzahlsensor 515A ist über eine Signalleitung 515 mit dem Controller 508 verbunden. Das Ausgangssignal des Stromgeneratordrehzahl sensors 515A, welches die detektierte Stromgeneratordrehzahl wiedergibt, wird über die Leitung 515 zu dem Controller 508 übertragen.

Der Controller 508 enthält beispielsweise einen Mikrocomputer mit einer Kombi nation aus einer Eingangs-/Ausgangsschaltung, einer CPU, einem ROM und einem RAM. Der Controller 508 arbeitet in Einklang mit einem Programm, welches in dem ROM abgespeichert ist. Das Programm ist dafür ausgelegt, um es dem Controller 508 zu ermöglichen, die Operationsschritte zu implementieren, die im folgenden erläutert wer den.

Der Controller 508 setzt den Stromgenerator 503 in Bereitschaft, so daß dieser selektiv aktiviert und deaktiviert werden kann. Mit anderen Worten ändert der Control ler 508 den Zustand des Stromgenerators 503 zwischen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand. Der Stromgenerator 503 wandelt genetische Energie des Fahrzeugkör pers in elektrische Energie um, wenn er aktiviert wird. In diesem Fall lädt der Stromge nerator 503 die Kombinationsbatterie 501 mit der elektrischen Energie, während das Fahrzeug verzögert oder bremst. Es wird somit eine Energiewiedergewinnung realisiert unter der Voraussetzung, daß der Stromgenerator aktiviert ist, wenn das Fahrzeug ver zögert werden muß oder abgebremst werden muß. Der Controller 508 bestimmt, ob das Fahrzeug verzögert oder nicht, und zwar auf der Grundlage des Ausgangssignals von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 514A. Der Controller 508 kann mit einem Sensor verbunden sein, um die Position (oder den Hub) eines Fahrzeugbremspedals zu detektie ren. In diesem Fall bestimmt der Controller 508, ob das Fahrzeug verzögert werden muß (gebremst werden muß) oder nicht, und zwar auf der Grundlage des Ausgangssignals von dem Bremspedalpositionssensor (oder dem Bremspedalhubsensor). Wenn das Fahr zeug verzögert wird oder wenn das Fahrzeug verzögert werden muß, dient der Controller 508 dazu, den Stromgenerator 503 zu aktivieren, um eine Energiewiederge winnung zu realisieren. In diesem Fall wird der Stromgenerator 503 bei einer Aus gangsenergie bzw. Ausgangsleistung in Betrieb gesetzt, die angenähert gleich ist der maximalen Ausgangsenergie bzw. Ausgangsleistung, was von der Stromgeneratordreh zahl abhängig ist. Bei anderen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs ist die erforderliche Ausgangsenergie bzw. Ausgangsleistung des Stromgenerators 503 beträchtlich kleiner als während der Verzögerung des Fahrzeugs.

Gemäß Fig. 20 nimmt die maximale Ausgangsenergie Pmax des Stromgenerators 503 zu, und zwar mit Ansteigen der Stromgeneratordrehzahl (Umdrehungen pro Mi nute). In Fig. 20 bezeichnet das Bezugszeichen P1 den Betriebspunkt des Stromgenera tors 503, der in einem angenommenen Fall auftritt, bei dem die Stromgeneratordrehzahl gleich ist etwa 4000 Umdrehungen pro Minute und es wird der Stromgenerator 503 ak tiviert, um Energie zu erzeugen (beispielsweise 0,2 kW), welche von der Last 502 auf einer Realzeitbasis verbraucht wird. Die Ausgangsenergie an dem Betriebspunkt P1 ist beträchtlich kleiner als die maximale Ausgangsenergie Pmax. Beispielsweise ist die Ausgangsenergie an dem Betriebspunkt P1 gleich etwa 7% der maximalen Ausgangsenergie Pmax.

Wie in Fig. 21 gezeigt ist, hängt der Energieerzeugungswirkungsgrad des Strom generators 503 von sowohl der Ausgangsleistung bzw. Abgabeenergie desselben als auch der Drehzahl desselben ab. Bei einer willkürlichen oder beliebigen Stromgenera tordrehzahl kann die Ausgangsleistung oder Ausgangsenergie des Stromgenerators 503, die dem maximalen Energieerzeugungswirkungsgrad entspricht, in einzigartige Weise entschieden oder festgelegt werden. Spezifischer ausgedrückt, erreicht in einem Fall, bei dem die Stromgeneratordrehzahl auf 4000 Umdrehungen pro Minute fixiert ist, der Energieerzeugungswirkungsgrad des Stromgenerators 503 Spitzenwerte, wenn die Aus gangsenergie desselben gleich ist etwa 1,0 kW. In Fig. 21 bezeichnet der Punkt "A" den Energieerzeugungswirkungsgrad, der dann auftritt, wenn die Ausgangsenergie von dem Stromgenerator 503 gleich ist 0,2 kW und die Drehzahl desselben gleich ist 4000 Um drehungen pro Minute. Andererseits bezeichnet der Punkt "B" den Energieerzeugungs wirkungsgrad, der dann auftritt, wenn die Ausgangsenergie des Stromgenerators 503 gleich ist 1,0 kW und die Drehzahl gleich ist 4000 Umdrehungen pro Minute. Der Ener gieerzeugungswirkungsgrad bei dem Punkt "A" ist niedriger als derjenige bei dem Punkt "B", und zwar um etwa 20%.

Um einen effektiven Energieerzeugungswirkungsgrad anzuheben, aktiviert der Controller 508 den Stromgenerator 503 bei dem Punkt "A" intermittierend, so daß die mittlere Ausgangsenergie (die mittlere Ausgangsleistung) des Stromgenerators 503 gleich ist der Energie, die durch die Last 502 verbraucht wird. Während der intermittierenden Aktivierung des Stromgenerators 503 variiert die Ausgangsenergie des Stromgenerators 503 und die Energie, die in die Kombinationsbatterie 501 einge speist und von dieser ausgegeben wird, während die durch die Last 502 verbrauchte Energie konstant bleibt, wie in Fig. 22 gezeigt ist. Spezifischer ausgedrückt, wird für den Zeitintervall zwischen den Zeitpunkten T1 und T2 der Stromgenerator 503 bei einer Ausgangsenergie bzw. Ausgangsleistung entsprechend 1,0 kW aktiviert. In diesem Fall werden 0,2 kW zu der Last 502 zugeführt, während 0,8 kW dazu verwendet werden, um die Kombinationsbatterie 501 zu laden. Während des Zeitintervalls zwischen dem Zeit punkt T2 und dem nächsten Zeitpunkt T3 bleibt der Stromgenerator 503 deaktiviert und die Kombinationsbatterie 501 führt 0,2 kW der Last 502 zu. Danach werden ähnliche Betriebs- oder Operationsschritte wiederholt. Das Tastverhältnis "(T2 - T1)/(T3 - T1)", das heißt das Verhältnis aus dem Zeitintervall "T2 - T1" zu dem Zeitintervall "T3 - T1" ist gleich 1/5. Demzufolge ist die mittlere Ausgangsenergie (mittlere Ausgangsleistung) des Stromgenerators 503 gleich der Energie, die durch die Last 502 verbraucht wird. In bevorzugter Weise wird die Ausgangsenergie des Stromgenerators 503 allmählich vari iert, um zu verhindern, daß sich der Fahrer des Fahrzeugs unwohl oder unkomfortabel fühlt.

Die Energie, die durch den Stromgenerator 503 erzeugt wird, kann direkt zu der Last 503 zugeführt werden. Auch kann die Energie, die durch den Stromgenerator 503 erzeugt wird, in der Kombinationsbatterie 501 gespeichert werden, bevor sie von der Kombinationsbatterie 501 zu der Last 502 zugeführt wird. Das Laden und das Entladen der Kombinationsbatterie 501 verursacht Verluste. Auf Grund solcher Verluste tritt eine Differenz in dem Gesamtenergiewirkungsgrad zwischen der kontinuierlichen Aktivie rung des Stromgenerators 503 und der intermittierenden Aktivierung desselben auf. Spezifischer ausgedrückt, liegt in dem Fall, bei dem die durch die Last 502 verbraucht Energie gleich ist mit oder kleiner ist als ein vorgeschriebener Wert, der Gesamtener giewirkungsgrad, der durch die intermittierende Aktivierung des Stromgenerators 503 erreicht wird, höher als derjenige, der durch die kontinuierliche Aktivierung desselben erreicht wird. Andererseits liegt in einem Fall, bei dem von der Last 502 verbrauchte Energie größer ist als der vorgeschriebene Wert, der Gesamtenergiewirkungsgrad, der durch die kontinuierliche Aktivierung des Stromgenerators 503 erreicht wird, höher als derjenige, der durch die intermittierende Aktivierung desselben erreicht wird.

In einem Fall, bei dem der Stromgenerator 503 kontinuierlich bei einer Aus gangsleistung bzw. Ausgangsenergie aktiviert wird, die gleich ist der Energie, welche durch die Last 502 verbraucht wird, sind Verluste, die durch den Ladevorgang und den Entladevorgang der Kombinationsbatterie 501 verursacht werden, nicht vorhanden und damit kann der Gesamtenergiewirkungsgrad TE1 in der folgenden Weise ausdrückt werden:

TE1 = ηG(PL, N) [%] (3)

worin PL die Energie (W) bezeichnet, die durch die Last 502 verbraucht wird, und ηG(P, N) den Energieerzeugungswirkungsgrad des Stromgenerators 503 bezeichnet, der eine Funktion der Ausgangsenergie "p" desselben und der Drehzahl N desselben ist (siehe Fig. 21).

In einem Fall, bei dem der Stromgenerator 503 intermittierend bei einer vorge schriebenen Ausgangsenergie oder einer spezifizierten Ausgangsenergie Pconst aktiviert wird, und zwar entsprechend einem guten Wirkungsgrad, wird Energie in der Kombina tionsbatterie 501 gespeichert und von dieser ausgegeben, so daß Verluste auftreten, und zwar auf Grund des Ladevorganges und des Entladevorganges der Kombinationsbatterie 501. Daher kann man in diesem Fall den Gesamtenergiewirkungsgrad TE2 in der fol genden Weise ausdrücken:

TE2 = (PL/Pconst).ηG(Pconst, N) + (Pconst - PL)/Pconst.{ηG(Pconst, N)/100}.{ηbat1(Pconst - PL)/100}.{ηbat2(PL)/100}.100 [%] (4)

worin ηbat1 den Ladewirkungsgrad (%) der Kombinationsbatterie 501 angibt, der eine Funktion der Ladeenergie ist, und ηbat2 den Entladewirkungsgrad (%) der Kombinationsbatterie 501 bezeichnet, der eine Funktion der Entladeenergie ist.

Der Ladewirkungsgrad ηbat1 und der Entladewirkungsgrad ηbat2 der Kombinationsbatterie 501 hängt von dem internen Widerstandswert derselben ab. Der Ladewirkungsgrad ηbat1 der Kombinationsbatterie 501 variiert als Funktion der Ladeenergie. Der Entladewirkungsgrad ηbat2 der Kombinationsbatterie 501 variiert als eine Funktion der Entladeenergie. In einem Fall, bei dem der innere Widerstandswert der Kombinationsbatterie 501 gleich ist 100 mΩ, fällt der Ladewirkungsgrad ηbat1 der Kombinationsbatterie 501 in Einklang mit einer Zunahme in der Ladeenergie ab, wie dies in Fig. 23 veranschaulicht ist. In ähnlicher Weise fällt der Entladewirkungsgrad ηbat2 der Kombinationsbatterie 501 in Einklang mit einer Zunahme der Entladeenergie ab, wie in Fig. 23 gezeigt ist.

In bevorzugter Weise schätzt oder berechnet der Controller 508 die Gesamtener giewirkungsgrade TE1 und TE2. Der Controller 508 vergleicht die berechneten Ge samtenergiewirkungsgrade TE1 und TE. Wenn der berechnete Gesamtenergiewirkungs grad TE1 gleich ist mit oder größer ist als der berechnete Gesamtenergiewirkungsgrad TE2, stellt der Controller 508 die Aktivierung des Stromgenerators 503 in den kontinu ierlichen Modus ein (den Realzeitmodus). In diesem Fall arbeitet der Stromgenerator 503 kontinuierlich bei einer Ausgangsenergie bzw. Ausgangsleistung, die der Energie entspricht, welche durch die Last 502 verbraucht wird. Wenn der berechnete Gesamtenergiewirkungsgrad TE1 kleiner ist als der berechnete Gesamtenergiewir kungsgrad TE2, stellt der Controller 508 die Aktivierung des Stromgenerators 503 auf den intermittierenden Modus ein. In diesem Fall arbeitet der Stromgenerator 503 auf solch einer Ausgangsenergie intermittierend, um den Wirkungsgrad desselben zu opti mieren.

Unter der Bedingung, daß der innere Widerstandswert der Kombinationsbatterie 501 gleich ist 100 mΩ und die vorgeschriebene Abgabe- oder Ausgangsenergie (die spezifizierte Energieausgabe) Pconst gleich ist 1,0 kW, haben die Gesamtenergiewir kungsgrade TE1 und TE2 Beziehungen zu der Energie PL, die durch die Last 502 ver braucht wird, wie in Fig. 24 dargestellt ist. Wenn die verbrauchte Energie PL größer ist als etwa 0,8 kW, liegt der Gesamtenergiewirkungsgrad TE1 höher als der Gesamtener giewirkungsgrad TE2. Somit wird in diesem Fall der Stromgenerator 503 kontinuierlich bei einer Ausgangsenergie aktiviert, die gleich ist der Energie, die durch die Last 502 verbraucht wird. Wenn die verbrauchte Energie PL kleiner ist als etwa 0,8 kW, liegt der Gesamtenergiewirkungsgrad TE1 niedriger als der Gesamtenergiewirkungsgrad TE2. Somit wird in diesem Fall der Stromgenerator 503 intermittierend aktiviert.

In bevorzugter Weise wird während den Fahrzeugbetriebsbedingungen, mit Aus nahme der Fahrzeugverzögerungsbedingungen, die Aktivierung des Stromgenerators 503 in dem intermittierenden Modus vorgenommen, um einen guten Gesamtenergiewir kungsgrad zu erzielen. Andererseits wird während der Fahrzeugverzögerungsbedingun gen der Stromgenerator 503 bei der maximalen Ausgangsenergie kontinuierlich akti viert, um mehr Energie wiederzugewinnen und um somit die Brennstoffwirtschaftlich keit zu erhöhen. Wie bereits an früherer Stelle erwähnt wurde, bestimmt der Controller 508, ob das Fahrzeug verzögert oder nicht, und zwar auf der Grundlage des Ausgangs signals des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 514A. Auch bestimmt der Controller 508, ob das Fahrzeug verzögern muß (gebremst werden muß) oder nicht, und zwar auf der Grundlage des Ausgangssignals des Bremspedalpositionssensors. Wenn das Fahrzeug verzögert wird oder wenn das Fahrzeug verzögert werden muß, setzt der Controller 508 den Stromgenerator 503 in Bereitschaft, so daß dieser bei einer maximalen Ausgangsenergie betrieben werden kann, und zwar kontinuierlich. In anderen Fällen stellt der Controller 508 die Aktivierung des Stromgenerators 503 auf den intermittierenden Modus ein, um einen guten Gesamtenergiewirkungsgrad zu erzielen.

Der Controller 508 berechnet den Ladezustand (SOC) der Kombinationsbatterie 501 auf bekannte Weise. Ein SOC-Sensor kann dafür vorgesehen sein, um den SOC der Kombinationsbatterie 501 zu detektieren. In diesem Fall leitet der Controller 508 den SOC der Kombinationsbatterie 501 aus dem Ausgangssignal des SOC-Sensors ab. Der Controller 508 berechnet die Beschleunigung des Fahrzeugs auf der Grundlage des Ausgangssignals aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 514A. Während der inter mittierenden Aktivierung des Stromgenerators 503 ändert der Controller 508 den Stromgenerator 503 zwischen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand entspre chend dem SOC der Kombinationsbatterie 501 und der Beschleunigung des Fahrzeugs.

Fig. 25 zeigt ein Flußdiagramm eines Segments eines Programms für den Con troller 508. Wie in Fig. 25 gezeigt ist, wird bei einem ersten Schritt S501 des Pro grammsegments der momentane SOC der Kombinationsbatterie 501 abgeleitet. Bei dem Schritt S501 wird der momentane SOC mit einem ersten vorgeschriebenen Wert SOC-1 verglichen, der beispielsweise gleich ist 60%. Wenn der momentane SOC kleiner ist als der erste vorgeschriebene Wert SOC-1, gelangt das Programm von dem Schritt S501 zu einem Schritt S502. Ansonsten gelangt das Programm von dem Schritt S501 zu einem Schritt S503.

Bei dem Schritt S502 wird ein Flag "Charge" auf "1" gesetzt. Nach dem Schritt S502 gelangt das Programm zu einem Schritt S504. Andererseits wird bei dem Schritt S503 das Flag "Charge" auf "0" gesetzt. Nach dem Schritt S503 schreitet das Programm zu dem Schritt S504 voran.

Bei dem Schritt S504 wird die momentane Beschleunigung des Fahrzeugs auf der Grundlage des Ausgangssignals von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 514A be rechnet. Bei dem Schritt S504 wird bestimmt, ob das Fahrzeug verzögert oder nicht, indem auf die berechnete momentane Beschleunigung des Fahrzeugs Bezug genommen wird. Wenn das Fahrzeug verzögert, schreitet das Programm von dem Schritt S504 zu einem Schritt S505 voran. Andernfalls schreitet das Programm von dem Schritt S504 zu einem Schritt S506 voran.

Bei dem Schritt S505 wird der Stromgenerator 503 bei der maximalen Ausgangs energie bzw. Ausgangsleistung betrieben, was von der Stromgeneratordrehzahl abhängig ist (siehe Fig. 21). Nach dem Schritt S505 kehrt das Programm zu dem Schritt S504 zurück.

Bei dem Schritt S506 wird die momentane Beschleunigung des Fahrzeugs auf der Grundlage des Ausgangssignals des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 514A berechnet. Bei dem Schritt S506 wird die berechnete momentane Beschleunigung mit einem vor bestimmten Bezugswert verglichen, der beispielsweise gleich ist 0,5 m/s². Wenn die berechnete momentane Beschleunigung gleich ist mit oder größer ist als der vorge schriebene Bezugswert, schreitet das Programm von dem Schritt S506 zu einem Schritt S507 voran. Andernfalls schreitet das Programm von dem Schritt S506 zu einem Schritt S508 voran.

Bei dem Schritt S507 wird der Stromgenerator 503 deaktiviert. Nach dem Schritt S507 kehrt das Programm zu dem Schritt S504 zurück.

Bei dem Schritt S508 wird bestimmt, ob das Flag "Charge" gleich ist "1" oder nicht. Wenn das Flag "Charge" gleich ist "1", gelangt das Programm von dem Schritt S508 zu einem Schritt S509. Andernfalls gelangt das Programm von dem Schritt S508 zu einem Schritt S513.

Bei dem Schritt S509 wird der momentane SOC der Kombinationsbatterie 501 abgeleitet. Bei dem Schritt S509 wird der momentane SOC mit dem ersten vorgeschrie benen Wert SOC-1 verglichen. Wenn der momentane SOC kleiner ist als der erste vor geschriebene Wert SOC-1, schreitet das Programm von dem Schritt S509 zu einem Schritt S510 voran. Andernfalls schreitet das Programm von dem Schritt S509 zu einem Schritt S511 voran.

Bei dem Schritt S510 wird der Stromgenerator 503 bei einer spezifizierten Aus gangsenergie (z. B. 1,0 kW) betrieben, und zwar entsprechend dem maximalen Energie erzeugungswirkungsgrad. Nach dem Schritt S510 kehrt das Programm zu dem Schritt S504 zurück.

In bevorzugter Weise wird der ROM innerhalb des Controllers 508 mit Tabellen daten beladen, die eine vorbestimmte Beziehung zwischen der Stromgeneratordrehzahl, dem Stromgeneratorwirkungsgrad des Stromgenerators 503 und der Ausgangsleistung oder Ausgangsenergie desselben wiedergeben. Bei dem Schritt S510 wird die momen tane Stromgeneratordrehzahl aus dem Ausgangssignal des Stromgeneratordrehzahlsen sors 515A abgeleitet. Bei dem Schritt S510 wird auf die Tabellendaten zugegriffen, und zwar im Ansprechen auf die momentane Stromgeneratordrehzahl, und es wird dadurch die Ausgangsenergie des Stromgenerators 503 bestimmt, die dem maximalen Energie erzeugungswirkungsgrad entspricht. Bei dem Schritt S510 wird der Stromgenerator 503 bei der vorbestimmten Ausgangsenergie betrieben.

Bei dem Schritt S511 wird der Stromgenerator 503 deaktiviert. Bei einem Schritt S512, der auf den Schritt S511 folgt, wird das Flag "Charge" auf "0" gesetzt. Nach dem Schritt S512 kehrt das Programm zu dem Schritt S504 zurück.

Bei dem Schritt S513 wird der momentane SOC der Kombinationsbatterie 501 abgeleitet. Bei dem Schritt 513 wird der momentane SOC mit einem zweiten vorge schriebenen Wert SOC-2 verglichen, der kleiner ist als der erste vorgeschriebene Wert SOC-1. Der zweite vorgeschriebene Wert SOC-2 ist beispielsweise gleich 50%. Wenn der momentane SOC größer ist als der zweite vorgeschriebene Wert SOC-2, schreitet das Programm von dem Schritt S513 zu einem Schritt S514 voran. Andernfalls schreitet das Programm von dem Schritt S513 zu einem Schritt S515 voran.

Bei dem Schritt S514 wird der Stromgenerator 503 deaktiviert. Nach dem Schritt S514 kehrt das Programm zu dem Schritt S504 zurück.

Bei dem Schritt S515 wird der Stromgenerator 503 bei einer spezifizierten Aus gangsenergie (beispielsweise 1,0 kW) betrieben, und zwar entsprechend dem maxima len Energieerzeugungswirkungsgrad. Der Schritt S515 ist ähnlich dem Schritt S510.

Bei einem Schritt S516, der auf den Schritt S515 folgt, wird das Flag "Charge" auf "1" gesetzt. Nach dem Schritt S516 kehrt das Programm zu dem Schritt S504 zurück.

Gemäß Fig. 26 sei angenommen, daß das Flag "Charge" gleich ist "1", und zwar zu einem Zeitpunkt T21. Während des Zeitintervalls zwischen dem Zeitpunkt T21 und einem nachfolgenden Zeitpunkt T22, bleibt die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich auf 40 km/h und die Fahrzeugbeschleunigung soll weiterhin gleich bleiben entsprechend 0 m/s². Zusätzlich dazu, daß das Flag "Charge" auf "1" gesetzt ist, sei der SOC der Kom binationsbatterie 501 kleiner als der erste vorgeschriebene Wert SOC-1 (60%). Somit wird während des Zeitintervalls zwischen den Zeitpunkten T21 und T22 bei dem Schritt S510 in Fig. 25 der Stromgenerator 503 bei der spezifizierten Ausgangsenergie (1,0 kW) betrieben, und zwar entsprechend dem maximalen Energieerzeugungswirkungs grad. In diesem Fall werden 0,2 kW zu der Last 502 zugeführt, während 0,8 kW dazu verwendet werden, um die Kombinationsbatterie 501 zu laden. Als ein Ergebnis nimmt der SOC der Kombinationsbatterie 501 zu.

Während des Zeitintervalls zwischen dem Zeitpunkt T22 und einem nachfolgen den Zeitpunkt T23 soll die Fahrzeuggeschwindigkeit von 40 km/h auf 80 km/h anstei gen und die Fahrzeugbeschleunigung soll weiterhin bei 0,56 m/s² liegen. Da die Fahr zeugbeschleunigung größer ist als der vorbestimmte Bezugswert (0,5 m/s²), wird bei dem Schritt S507 in Fig. 25 der Stromgenerator 503 deaktiviert. In diesem Fall führt die Kombinationsbatterie 501 0,2 kW zu der Last 502 zu. Als ein Ergebnis wird der SOC der Kombinationsbatterie 501 abgesenkt.

Während des Zeitintervalls zwischen dem Zeitpunkt T23 und einem nachfolgen den Zeitpunkt T24 sollt die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich bleiben, und zwar bei 80 km/h und die Fahrzeugbeschleunigung soll gleich sein 0 m/s². Zusätzlich wird das Flag "Charge" auf "1" gesetzt und der SOC der Kombinationsbatterie 501 ist kleiner als der erste vorgeschriebene Wert SOC-1 (60%). Daher wird während des Zeitintervalls zwi schen den Zeitpunkten T23 und T24 bei dem Schritt S510 in Fig. 25 der Stromgenerator 503 bei der spezifizierten Ausgangsenergie betrieben (1,0 kW) entsprechend dem ma ximalen Energieerzeugungswirkungsgrad. In diesem Fall werden 0,2 kW der Last 502 zugeführt, während jedoch 0,8 kW dazu verwendet werden, um die Kombinationsbatterie 501 zu laden. Als ein Ergebnis wird der SOC der Kombinations batterie 501 erhöht.

Bei dem Zeitpunkt T24 erreicht der SOC der Kombinationsbatterie 501 den ersten vorgeschriebenen Wert SOC-1 (60%). Daher wird bei dem Schritt S511 in Fig. 25 der Stromgenerator 503 deaktiviert. Dann wird bei dem Schritt S512 in Fig. 25 das Flag "Charge" auf "0" gesetzt.

Während des Zeitintervalls zwischen dem Zeitpunkt T24 und einem nachfolgen den Zeitpunkt T25 soll die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich bei 80 km/h bleiben und die Fahrzeugbeschleunigung soll weiterhin bei 0 m/s² liegen. Zusätzlich ist das Flag "Charge" auf "0" gesetzt und der SOC der Kombinationsbatterie 501 ist größer als der zweite vorgeschriebene Wert SOC-2 (50%). Somit wird während des Zeitintervalls zwi scheu den Zeitpunkten T24 und T25 bei dem Schritt S514 in Fig. 25 der Stromgenerator 503 deaktiviert. In diesem Fall liefert die Kombinationsbatterie 501 0,2 kW an die Last 502. Als ein Ergebnis nimmt der SOC der Kombinationsbatterie 501 ab.

Bei dem Zeitpunkt T25 erreicht der SOC der Kombinationsbatterie 501 den zweiten vorgeschriebenen Wert SOC-2 (50%). Daher wird bei dem Schritt S515 in Fig. 25 der Stromgenerator 503 bei der spezifizierten Ausgangsenergie (1,0 kW) betrieben, entsprechend dem maximalen Energieerzeugungswirkungsgrad. Dann wird bei dem Schritt S516 in Fig. 25 das Flag "Charge" auf "1" gesetzt.

Während des Zeitintervalls zwischen dem Zeitpunkt T25 und einem nachfolgen den Zeitpunkt T26 bleibt die Fahrzeuggeschwindigkeit bei 80 km/h und die Fahrzeug beschleunigung bleibt weiterhin gleich 0 m/s². Zusätzlich zum Einstellen des Flags "Charge" auf "1" wird der SOC der Kombinationsbatterie 501 kleiner als der vorge schriebene erste Wert SOC-1 (60%). Somit wird während des Zeitintervalls zwischen den Zeitpunkten T25 und T26 bei dem Schritt S510 in Fig. 25 der Stromgenerator 503 bei der spezifizierten Ausgangsenergie (1,0 kW) betrieben, entsprechend dem maxima len Energieerzeugungswirkungsgrad. In diesem Fall werden 0,2 kW der Last 502 zuge führt, während 0,8 kW dazu verwendet werden, um die Kombinationsbatterie 501 zu laden. Als ein Ergebnis nimmt der SOC der Kombinationsbatterie 501 zu.

Bei dem Zeitpunkt T26 erreicht der SOC der Kombinationsbatterie 501 den ersten vorgeschriebenen Wert SOC-1 (60%). Daher wird bei dem Schritt S511 in Fig. 25 der Stromgenerator 503 deaktiviert. Dann wird bei dem Schritt S512 in Fig. 25 das Flag "Charge" auf "0" gesetzt.

Während des Zeitintervalls zwischen dem Zeitpunkt T26 und einem nachfolgen den Zeitpunkt T27 bleibt die Fahrzeuggeschwindigkeit auf 80 km/h und die Fahrzeug beschleunigung bleibt weiterhin bei 0 m/s². Zusätzlich zum Einstellen des Flags "Charge" auf "0" wird der SOC der Kombinationsbatterie 501 größer als der zweite vor geschriebene Wert SOC-2 (50%). Somit wird während des Zeitintervalls zwischen den Zeitpunkten T26 und T27 bei dem Schritt S514 in Fig. 25 der Stromgenerator 503 de aktiviert. In diesem Fall liefert die Kombinationsbatterie 501 0,2 kW an die Last 502. Als ein Ergebnis wird der SOC der Kombinationsbatterie 501 reduziert.

Zu dem Zeitpunkt T27 erreicht der SOC der Kombinationsbatterie 501 den zwei ten vorgeschriebenen Wert SOC-2 (50%). Daher wird bei dem Schritt S515 in Fig. 25 der Stromgenerator 503 bei der spezifizierten Energieausgangsgröße (1,0 kW) betrieben, entsprechend dem maximalen Energieerzeugungswirkungsgrad. Dann wird bei dem Schritt S516 in Fig. 25 das Flag "Charge" auf "1" gestellt.

Während des Zeitintervalls zwischen dem Zeitpunkt T27 und einem nachfolgen den Zeitpunkt T28 bleibt die Fahrzeuggeschwindigkeit weiterhin auf 80 km/h und die Fahrzeugbeschleunigung bleibt weiterhin gleich 0 m/s². Zusätzlich zur Einstellung des Flags "Charge" auf "1" ist der SOC der Kombinationsbatterie 501 kleiner als der vorge schriebene erste Wert SOC-1 (60%). Somit wird während des Zeitintervalls zwischen den Zeitpunkt T27 und T28 bei dem Schritt S510 in Fig. 25 der Stromgenerator 503 bei der spezifizierten Ausgangsenergie (1,0 kW) betrieben, entsprechend dem maximalen Energieerzeugungswirkungsgrad. In diesem Fall wird 0,2 kW der Last 502 zugeführt, während 0,8 kW dazu verwendet wird, um die Kombinationsbatterie 501 zu laden. Als ein Ergebnis wird der SOC der Kombinationsbatterie 501 erhöht.

Bei dem Zeitpunkt T28 erreicht der SOC der Kombinationsbatterie 501 den ersten vorgeschriebenen Wert SOC-1 (60%). Es wird daher bei dem Schritt S511 in Fig. 25 der Stromgenerator 503 deaktiviert. Dann wird bei dem Schritt S512 in Fig. 25 das Flag "Charge" auf "0" gesetzt.

Während des Zeitintervalls zwischen dem Zeitpunkt T28 und einem nachfolgen den Zeitpunkt T29 bleibt die Fahrzeuggeschwindigkeit weiterhin auf 80 km/h und die Fahrzeugbeschleunigung beträgt weiterhin 0 m/s². Zusätzlich zur Einstellung des Flags "Charge" auf "0" wird der SOC der Kombinationsbatterie 501 größer als der zweite vor geschriebene Wert SOC-2 (50%). Somit wird während des Zeitintervalls zwischen den Zeitpunkten T28 und T29 bei dem Schritt S514 in Fig. 25 der Stromgenerator 503 de aktiviert. In diesem Fall liefert die Kombinationsbatterie 501 0,2 kW an die Last 502. Als ein Ergebnis wird der SOC der Kombinationsbatterie 501 reduziert.

Während des Zeitintervalls zwischen dem Zeitpunkt T29 und einem nachfolgen den Zeitpunkt T30 fällt die Fahrzeuggeschwindigkeit von 80 km/h auf 0 km/h ab und das Fahrzeug verzögert dabei. Somit wird während des Zeitintervalls zwischen den Zeitpunkten T29 und T30 bei dem Schritt S505 in Fig. 25 der Stromgenerator 503 bei der maximalen Energieausgangsgröße betrieben, die von der Stromgeneratordrehzahl abhängt (siehe Fig. 21). In diesem Fall werden 0,2 kW zu der Last 502 zugeführt, während die verbleibende Energie dazu verwendet wird, um die Kombinationsbatterie 501 zu laden. Als ein Ergebnis nimmt der SOC der Kombinationsbatterie 501 zu.

Während des Zeitintervalls zwischen dem Zeitpunkt T30 und einem nachfolgen den Zeitpunkt T31 bleibt die Fahrzeuggeschwindigkeit weiterhin auf 0 km/h und die Fahrzeugbeschleunigung bleibt weiterhin auf 0 m/s². Zusätzlich zur Einstellung des Flags "Charge" auf "0" wird der SOC der Kombinationsbatterie 501 größer als der zweite vorgeschriebene Wert SOC-2 (50%). Somit wird während des Zeitintervalls zwi schen den Zeitpunkten T30 und T31 bei dem Schritt S514 in Fig. 25 der Stromgenerator 503 deaktiviert. In diesem Fall liefert die Kombinationsbatterie 501 0,2 kW zur Last 502. Als ein Ergebnis nimmt der SOC der Kombinationsbatterie 501 ab.

Während des Zeitintervalls zwischen dem Zeitpunkt T31 und einem nachfolgen den Zeitpunkt T32 steigt die Fahrzeuggeschwindigkeit von 0 km/h auf 70 km/h an und die Fahrzeugbeschleunigung bleibt dabei auf 0,97 m/s². Da die Fahrzeugbeschleunigung größer ist als der vorbestimmte Bezugswert (0,5 m/s²) wird bei dem Schritt S507 in Fig. 25 der Stromgenerator 503 deaktiviert. In diesem Fall liefert die Kombinationsbatterie 501 0,2 kW zur Last 502. Als ein Ergebnis nimmt der SOC der Kombinationsbatterie 501 ab.

Zu einem Zeitpunkt T32 endet die Beschleunigung des Fahrzeugs. Während des Zeitintervalls zwischen dem Zeitpunkt T32 und einem nachfolgenden Zeitpunkt T33 bleibt die Fahrzeuggeschwindigkeit weiterhin auf 70 km/h und die Fahrzeugbeschleuni gung beträgt dabei 0 m/s². Zusätzlich zum Einstellen des Flags "Charge" auf "0" wird der SOC der Kombinationsbatterie 501 größer als der zweite vorgeschriebene Wert SOC-2 (50%). Somit wird während des Zeitintervalls zwischen den Zeitpunkten T32 und T33 bei dem Schritt S514 in Fig. 25 der Stromgenerator 503 deaktiviert. In diesem Fall liefert die Kombinationsbatterie 501 0,2 kW an die Last 502. Als ein Ergebnis nimmt der SOC der Kombinationsbatterie 501 ab.

Elfte spezifische Ausführungsform

Eine elfte spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ähnlich der zehnten spezifischen Ausführungsform ausgeführt, mit der Ausnahme der im folgenden noch erläuterten Konstruktionsänderungen. Bei der elften spezifischen Ausführungs form der Erfindung ändert der Controller 508 (siehe Fig. 19) den Stromgenerator 503 (siehe Fig. 19) zwischen einem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand in Entsprechung zu der Spannung an der Kombinationsbatterie 501 (siehe Fig. 19) anstatt den SOC der selben. Spezifischer ausgedrückt, deaktiviert der Controller 508 den Stromgenerator 503, wenn die Spannung über der Kombinationsbatterie 501 auf einen ersten vorge schriebenen Wert (beispielsweise 39,0 V) ansteigt. Der Controller 508 führt einen Wie derstart der Aktivierung des Stromgenerators 503 durch, wenn die Spannung über der Kombinationsbatterie 501 auf einen zweiten vorgeschriebenen Wert abfällt, der niedri ger liegt als der erste vorgeschriebene Wert. Der zweite vorgeschriebene Wert liegt bei spielsweise bei 35,0 V.

Claims

1. Vielfachausgang-Stromversorgungsgerät für ein Fahrzeug, mit:
einem Niedrigspannungsbatterieblock (lower battery block) zum Zuführen einer Niedrigspannungsenergie zu einer Niedrigspannungslast, wobei der Nied rigspannungsbatterieblock Zellen enthält;
wenigstens einem Hochspannungsbatterieblock (higher battery block), der mit dem Niedrigspannungsbatterieblock in Reihe geschaltet ist und mit dem Nied rigspannungsbatterieblock zusammenarbeitet, um eine Hochspannungsenergie einer Hochspannungslast zuzuführen, wobei der Hochspannungsbatterieblock Zellen enthält;
einer Stromgeneratoreinrichtung zum Zuführen von Energie zu einer Kombina tion aus dem Niedrigspannungsbatterieblock und dem Hochspannungsbatterieblock;
einem Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer zum Übertragen der Energie von dem Hochspannungsbatterieblock zu dem Niedrigspannungsbatterieblock; und
einer Controllereinrichtung zum Detektieren eines elektrischen Parameters des Niedrigspannungsbatterieblocks, der sich auf eine mittlere Pro-Zellen-Spannung in dem Niedrigspannungsbatterieblock bezieht, und um einen elektrischen Para meter für den Hochspannungsbatterieblock zu detektieren, der sich auf eine mittlere Pro-Zellen-Spannung in dem Hochspannungsbatterieblock bezieht, und um den detektierten elektrischen Parameter für den Niedrigspannungsbatterieblock mit dem detektierten elektrischen Parameter für den Hochspannungsbatterieblock zu vergleichen, und um den Gleichstrom- Gleichstrom-Umsetzer zu steuern, um die mittlere Pro-Zellen-Spannung in dem Niedrigspannungsbatterieblock und die mittlere Pro-Zellen-Spannung in dem Hochspannungsbatterieblock im Ansprechen auf ein Vergleichsergebnis abzu gleichen.

2. Vielfachausgang-Stromversorgungsgerät nach Anspruch 1, ferner mit:
einer ersten Zellenabgleichsschaltung, die mit den Zellen in dem Niedrigspan nungsbatterieblock verbunden ist und welche die Spannungen über den Zellen in dem Niedrigspannungsbatterieblock abgleicht oder ausgleicht; und
einer zweiten Zellenabgleichsschaltung, die mit den Zellen in dem Hochspan nungsbatterieblock verbunden ist und die Spannungen über den Zellen in dem Hochspannungsbatterieblock abgleicht oder ausgleicht.

3. Verfahren zum Steuern des Vielfachausgang-Stromversorgungsgerätes nach An spruch 2, mit den folgenden Schritten:
Warten, bis der Betrieb der ersten Zellenabgleichsschaltung und der Betrieb der zweiten Zellenabgleichsschaltung vervollständigt ist; und
Betätigen des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers unter einer Bedingung, daß der Betrieb der ersten Zellenabgleichsschaltung und der Betrieb der zweiten Zellenabgleichsschaltung vervollständigt worden ist.

4. Verfahren zum Steuern des Vielfachausgang-Stromversorgungsgerätes nach An spruch 1, mit den folgenden Schritten:
Detektieren eines ersten allgemeinen Parameters, der sich auf eine der Größen gemäß (1) einem SOC des Niedrigspannungsbatterieblocks, (2) der mittleren Pro-Zellen-Spannung in dem Niedrigspannungsbatterieblock und (3) einem Strom bezieht, der von dem Niedrigspannungsbatterieblock zu der Niedrigspan nungslast zugeführt wird;
Detektieren eines zweiten allgemeinen Parameters, der sich auf eine der Größen gemäß (1) einem SOC des Hochspannungsbatterieblocks, (2) der mittleren Pro-Zellen-Spannung in dem Hochspannungsbatterieblock und (3) einem Strom be zieht, der von dem Hochspannungsbatterieblock zu der Hochspannungslast zuge führt wird;
Betreiben des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers in Fällen, bei denen der de tektierte erste allgemeine Parameter kleiner ist als der detektierte zweite allge meine Parameter, und zwar um einen Betrag oder eine Größe größer als ein erster Schwellenwert; und
Aufrechterhalten des Betriebes des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers wäh rend eines vorgeschriebenen Zeitintervalls, nachdem eine Differenz zwischen dem detektierten ersten allgemeinen Parameter und dem detektierten zweiten allgemeinen Parameter kleiner geworden ist als der erste Schwellenwert, oder Aufrechterhalten des Betriebes des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers bis die Differenz zwischen dem detektierten ersten allgemeinen Parameter und dem de tektierten zweiten allgemeinen Parameter kleiner wird als ein zweiter Schwel lenwert, der kleiner ist als der erste Schwellenwert.

5. Verfahren zum Steuern des Vielfachausgang-Stromversorgungsgerätes nach An spruch 1, mit den folgenden Schritten:
Detektieren eines ersten allgemeinen Parameters, der eine der Größen gemäß (1) einem SOC des Niedrigspannungsbatterieblocks, (2) die mittlere Pro-Zellen- Spannung in dem Niedrigspannungsbatterieblock und (3) den von dem Nied rigspannungsbatterieblock zu der Niedrigspannungslast zugeführten Strom be trifft;
Detektieren eines zweiten allgemeinen Parameters, der eine der Größen gemäß (1) einem SOC des Hochspannungsbatterieblocks, (2) der mittleren Pro-Zellen- Spannung in dem Hochspannungsbatterieblock und (3) einen Strom betrifft, der von dem Hochspannungsbatterieblock der Hochspannungslast zugeführt wird; und
intermittierendes Aktivieren des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers in Fällen, bei denen der detektierte erste allgemeine Parameter kleiner ist als der detektierte zweite allgemeine Parameter, und zwar um mehr als einen vorgeschriebenen Schwellenwert.

6. Verfahren nach Anspruch 5, ferner mit einem Schritt gemäß einem kontinuierli chen Aktivieren des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers in Fällen, bei denen der detektierte erste allgemeine Parameter kleiner ist als der detektierte zweite allgemeine Parameter um mehr als einen gegebenen Schwellenwert, wobei der gegebene Schwellenwert größer ist als der vorgeschriebene Schwellenwert.

7. Verfahren zum Steuern des Vielfachausgang-Stromversorgungsgerätes nach An spruch 1, mit den folgenden Schritten:
Berechnen eines ersten Gerätebetriebswirkungsgrades, der dann auftritt, wenn der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer kontinuierlich aktiviert wird;
Berechnen eines zweiten Gerätebetriebswirkungsgrades, der auftritt, wenn der Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzer intermittierend aktiviert wird; und
intermittierendes Aktivieren des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers in Fällen, bei denen der berechnete zweite Gerätebetriebswirkungsgrad höher ist als der be rechnete erste Gerätebetriebswirkungsgrad.

8. Verfahren zum Steuern des Vielfachausgang-Stromversorgungsgerätes nach An spruch 1, mit den folgenden Schritten:
Bestimmen, ob ein Fahrzeugmaschinenzündschalter sich in seiner AUS-Position befindet oder nicht; und
Betreiben des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers für jeden vorgeschriebenen Zeitintervall pro vorgeschriebenem Ausdruck (term), in Fällen, bei denen der Fahrzeugmaschinenzündschalter in seiner AUS-Position weiter verbleibt.

9. Verfahren zum Steuern des Vielfachausgang-Stromversorgungsgerätes nach An spruch 1, ferner mit den folgenden Schritten:
Bestimmen, ob eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs niedriger ist als eine vor eingestellte Geschwindigkeit oder nicht;
Einstellen einer Energieausgangsgröße des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers auf einen ersten Energiewert, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs niedriger ist als die voreingestellte Geschwindigkeit; und
Einstellen der Energieausgangsgröße des Gleichstrom-Gleichstrom-Umsetzers auf einen zweiten Energiewert, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nicht niedriger ist als die voreingestellte Geschwindigkeit, wobei der zweite Energie wert größer ist als der erste Energiewert.

10. Verfahren zum Steuern eines Fahrzeug-Stromgenerators, mit:
einer Energiespeichereinrichtung;
einem Stromgenerator zum Zuführen von Energie zu der Energiespeicherein richtung und zu einer elektrischen Last; und
einer Steuereinrichtung, um den Stromgenerator intermittierend zu aktivieren, um eine mittlere Energieausgangsgröße des Stromgenerators auf einen Energie wert angenähert abzugleichen, der durch die elektrische Last verbraucht wird.

11. Gerät nach Anspruch 10, ferner mit einer Einrichtung zum Detektieren der Dreh zahl einer Antriebswelle des Stromgenerators und mit einer Einrichtung, um während der intermittierenden Aktivierung des Stromgenerators den Stromgene rator im Ansprechen auf die detektierte Drehzahl der Antriebswelle des Strom generators auf der Grundlage einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Drehzahl der Antriebswelle des Stromgenerators, einem Energieerzeugungswir kungsgrad des Stromgenerators und einer Energieausgangsgröße des Stromgenerators zu steuern, um eine momentane Energieausgangsgröße entspre chend einem hohen Stromerzeugungswirkungsgrad zu liefern.

12. Gerät nach Anspruch 10, bei dem die Steuereinrichtung eine erste Subeinrich tung enthält, um einen ersten Gesamtenergiewirkungsgrad zu berechnen, der auftritt, wenn der Stromgenerator intermittierend aktiviert wird, eine zweite Subeinrichtung enthält, um einen zweiten Gesamtenergiewirkungsgrad zu be rechnen, der auftritt, wenn der Stromgenerator kontinuierlich aktiviert wird, eine dritte Subeinrichtung enthält, um den Stromgenerator dann intermittierend zu aktivieren, wenn der erste Gesamtenergiewirkungsgrad höher ist als der zweite Gesamtenergiewirkungsgrad, und eine vierte Subeinrichtung enthält, um den Stromgenerator kontinuierlich zu aktivieren, wenn der zweite Gesamtenergie wirkungsgrad höher ist als der erste Gesamtenergiewirkungsgrad.

13. Gerät nach Anspruch 12, bei dem die Steuereinrichtung Mittel enthält, um den ersten und den zweiten Gesamtenergiewirkungsgrad aus einem Energieerzeu gungswirkungsgrad des Stromgenerators und aus den Lade- und Entladewir kungsgraden der Energiespeichereinrichtung zu berechnen.

14. Gerät nach Anspruch 10, bei dem die Steuereinrichtung eine erste Subeinrich tung enthält, um zu bestimmen, ob ein Fahrzeug verzögert, eine zweite Subein richtung enthält, um den Stromgenerator bei einer maximalen Energieausgangs größe zu betreiben, wenn die erste Subeinrichtung bestimmt, daß das Fahrzeug verzögert, und eine dritte Subeinrichtung enthält, um den Stromgenerator inter mittierend zu aktivieren, wenn die erste Subeinrichtung bestimmt, daß das Fahr zeug nicht verzögert.

15. Gerät nach Anspruch 10, bei dem die Steuereinrichtung eine erste Subeinrich tung enthält, um eine Beschleunigung eines Fahrzeugs zu detektieren, und eine zweite Subeinrichtung enthält, um den Stromgenerator zu deaktivieren, wenn die detektierte Beschleunigung des Fahrzeugs einen vorgeschriebenen Wert über schreitet.

16. Gerät nach Anspruch 10, ferner mit einer Einrichtung zum Detektieren eines Parameters, der eine der Größen gemäß (1) einem SOC der Energiespeicherein richtung und (2) eine Spannung über der Speichereinrichtung, eine Einrichtung, um während der intermittierenden Aktivierung des Stromgenerators den Strom generator bei einer spezifizierten Energieausgangsgröße kontinuierlich zu betrei ben, bis der detektierte Parameter auf einen ersten vorgeschriebenen Wert an steigt, und eine Einrichtung, um während der intermittierenden Aktivierung des Stromgenerators den Stromgenerator kontinuierlich zu deaktivieren, bis der de tektierte Parameter auf einen zweiten vorgeschriebenen Wert abfällt, der niedri ger als der erste vorgeschriebene Wert ist, betrifft.

17. Gerät nach Anspruch 10, bei dem die Energiespeichereinrichtung eine Lithium batterie umfaßt.

18. Gerät nach Anspruch 10, bei dem die Energiespeichereinrichtung einen elektri schen Doppelschichtkondensator umfaßt.