DE4035337C2 - Verfahren zur Verbesserung des Ladezustandes von einer Bordbatterieanordnung im Kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zur Verbesserung des Ladezustandes von einer Bordbatterieanordnung im Kraftfahrzeug

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung des La­ dezustandes von einer Bordbatterieanordnung im Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Es ist bereits ein gattungsgemäßes dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zugrundeliegendes Verfahren bekannt (DE-OS 23 50 494), wonach der Ladewert eines Batterieladesystems eines Kraftfahrzeuges im Anschluß an eine Nettoentladung für eine bestimmte Zeit erhöht wird, wobei die Nettoentladung ge­ messen wird, vorzugsweise dadurch, daß gemessen wird, wenn die Lichtmaschine mit voller Leistung arbeitet.
Als nachteilig könnte bei diesem Verfahren erachtet werden, daß eine derartige Messung einen gewissen Aufwand darstellt.
Weiters ist ein Verfahren bekannt DE-Buch: Autoelektrik, Au­ toelektronik am Ottomotor/Bosch; 1. Ausgabe; Düsseldorf: VDI-Verlag, 1987, S. 36-45, ISBN 3-18-419106-0), wonach die aufgrund von Drehzahlschwankungen einer Verbrennungskraftma­ schine variierende Ausgangsspannung eines von der Verbren­ nungskraftmaschine angetriebenen Generators dahingehend gere­ gelt wird, daß diese Ausgangsspannung einen bestimmten Schwellwert nicht überschreitet. Dabei ist dieser bestimmte Schwellwert temperaturabhängig derart, daß sich gemäß einem dort beschriebenen Beispiel bei einer Umgebungstemperatur von 250 K eine Ausgangsspannung von ca. 14,9 V ergibt und bei einer Umgebungstemperatur von 370 K eine Ausgangsspannung von ca. 13,5 V. Zwischen diesen beiden Punkten ändert sich der be­ stimmte Schwellwert mit der Umgebungstemperatur im wesentlichen linear. Dabei ist beschrieben, daß diese Kompensation der Um­ gebungstemperatur durch Abgleichwiderstände vorgenommen werden kann. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel eines Reglers ist ausgeführt, daß eine elektronische Kompensation der Umgebungs­ temperatur realisiert werden kann. Diese Kompensation der Um­ gebungstemperatur dient dazu, bei niedrigen Umgebungstem­ peraturen einen höheren Ladestrom zum Laden einer Bordbatterie zu erhalten. Bei höheren Umgebungstemperaturen wird nur ein niedrigerer Ladestrom benötigt, so daß auch der bestimmte Schwellwert einen niedrigeren Wert annimmt.
Aus der nachveröffentlichten DE 39 31 897 A1 ist ein gattungsge­ mäßes Verfahren bekannt, bei dem eine starke Entladung der Bord­ batterie nach einem Startvorgang der Verbrennungskraftmaschine durch ein schnelles und effizientes Wiederaufladen ausgeglichen wird, indem unmittelbar nach einem Startvorgang für eine be­ stimmte Zeitdauer und abhängig vom Ladezustand der Bordbatterie der bestimmte Schwellwert erhöht wird, so daß eine höhere Lade­ spannung an den Klemmen der Bordbatterie anliegt.
Bei dem letztgenannten gattungsgemäßen Verfahren ist es als nachteilig zu erachten, daß die Überwachung des Ladezustandes, welche eine Überladung der Bordbatterie verhindern soll, aufwen­ dig und kostenträchtig ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren darzustellen, das einerseits ein schnelles Wiederaufladen der Bordbatterie nach dem Start vorsieht aber gleichzeitig eine Überladung weitgehend und mit geringem Aufwand verhindert.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfin­ dungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 ge­ löst, wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen kennzeichnen.
Vorteile der Erfindung gegenüber den bekannten Verfahren beste­ hen insbesondere darin, daß mit geringem Aufwand eine Überladung im Anschluß an den Startvorgang, welche bei gehäuften, nur kurzen Fahrtunterbrechungen auftreten könnte, durch eine einfa­ che Temperaturabfrage verhindert wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen entsprechend der Zeichnung schematisch dargestellt und näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Ablaufes des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ablaufes des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 3 eine Darstellung der sich entsprechend den Ausfüh­ rungsbeispielen der Fig. 1 und 2 ergebenden Verläufe der Ladespannung über der Temperatur.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird in dem Schritt 101 entspre­ chend dem Stand der Technik eine Zuordnung eines bestimmten Schwellwertes Ugrenz, der die maximale Ausgangsspannung des Generators charakterisiert, zur Umgebungstemperatur TUmg durchgeführt.
In dem Schritt 102 wird dann geprüft, ob seit dem letzten Startvorgang zum Zeitpunkt tStart eine Zeitdauer größer als eine bestimmte Zeitdauer tSchwelle vergangen ist. Dadurch wird erreicht, daß während dieser Zeitdauer durch die Erhöhung des bestimmten Schwellwertes Ugrenz die Ladespannung der Bordbat­ terie erhöht wird, was zu einem besonders effektiven Wieder­ aufladen der Bordbatterie nach dem Startvorgang führt. Diese bestimmte Zeitdauer tSchwelle kann dabei in der Größenordnung von ca. 0,5 h liegen.
Um ein Überladen der Bordbatterie bei einem häufigen Starten des Motors, wie z. B. im Kurzstreckenbetrieb, zu vermeiden, wird in einer vorteilhaften Ausführungsform entsprechend dem Schritt 103 überwacht, ob die Verbrennungskraftmaschinentempe­ ratur selbst bzw. eine die Verbrennungskraftmaschinentemperatur charakterisierende Temperatur T oberhalb eines Schwellwertes Tschwelle liegt. Ist dies der Fall, handelt es sich nur um eine kurzzeitige Fahrtunterbrechung. Ein Überladen der Bordbatterie kann dann verhindert werden, indem in diesem Falle keine Erhö­ hung des bestimmten Schwellwertes Ugrenz vorgenommen wird. Eine zweckmäßige Größenordnung für den Wert TSchwelle kann bei­ spielsweise dadurch definiert sein, daß aufgrund der Tempera­ tur T geschlossen wird, daß die Verbrennungskraftmaschinentem­ peratur 320 K beträgt.
Wurde bei der Überprüfung in dem Schritt 103 festgestellt, daß die Verbrennungskraftmaschinentemperatur bzw. die die Verbren­ nungskraftmaschinentemperatur charakterisierende Temperatur T unterhalb des Schwellwertes TSchwelle liegt, wird der bestimmte Schwellwert Ugrenz erhöht. Diese Erhöhung kann dabei bei­ spielsweise erfolgen, indem temperaturunabhängig ein konstanter Wert δU zu dem sich aus dem Stand der Technik ergebenden be­ stimmten Schwellwert Ugrenz addiert wird. Ebenso kann der zu addierende Wert δU in Abhängigkeit der Umgebungstemperatur TUmg variiert werden, wobei bei niedrigeren Umgebungstemperaturen TUmg der Wert δU kleiner ist als bei höheren Umgebungstempera­ turen TUmg. Eine geeignete Größenordnung für den Wert δU kann dabei in der Größenordnung von ca. 0,5 V liegen.
Die die Verbrennungskraftmaschinentemperatur charakterisierende Temperatur T kann dabei ein Temperatursensor liefern, der bei­ spielsweise die Kühlmitteltemperatur des Motors mißt. Es ist allerdings auch möglich, eine Einrichtung zum Messen der Tem­ peratur zur Anpassung des bestimmten Schwellwertes Ugrenz an die Umgebungstemperatur zu verwenden, um einen Schwellwert TSchwelle dieser Temperatur zu erhalten, der dann die Verbren­ nungskraftmaschinentemperatur charakterisiert. Insbesondere steht bei den sich aus dem bisher bekannten Stand der Technik ergebenden Reglern der Lichtmaschine aufgrund der bekannten Maßnahmen zur Kompensation der Umgebungstemperatur ein diese Umgebungstemperatur charakterisierendes Temperatursignal zur Verfügung. Da sich die Lichtmaschine im Motorraum des Fahr­ zeuges befindet, wird die dieses Temperatursignal bewirkende Umgebungstemperatur während des Betriebes durch die Abwärme der Brennkraftmaschine aufgewärmt, so daß auch aus der durch dieses Temperatursignal repräsentierten Umgebungstemperatur auf die Temperatur der Brennkraftmaschine geschlossen werden kann. Ein Wert für die Temperatur TSchwelle kann dann in der Größenord­ nung von ca. 350 K liegen.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ablaufes des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Schritte 101 bis 103 sind dabei identisch zu dem in Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbei­ spiel. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 soll dabei der bestimmte Schwellwert Ugrenz einen bestimmten Wert nicht un­ terschreiten, so daß oberhalb einer bestimmten Umgebungstempe­ ratur TUmg der bestimmte Schwellwert Ugrenz einen konstanten Wert Ustat annimmt, der beispielsweise in der Größenordnung von 14,5 V liegen kann.
Die beschriebene Vorgehensweise wird dadurch umgesetzt, daß im Schritt 204 überprüft wird, ob der gemäß dem Schritt 101 er­ mittelte bestimmte Schwellwert Ugrenz kleiner ist als der kon­ stante Wert Ustat. Ist dies der Fall, wird entsprechend dem Schritt 205 der bestimmte Schwellwert Ugrenz auf den konstanten Wert Ustat festgesetzt. Andernfalls ist für die Regelung der Spannung weiterhin der bestimmte Schwellwert Ugrenz gültig.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm, in dem der Verlauf unterschiedlicher Kurven des bestimmten Schwellwertes Ugrenz in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur TUmg dargestellt ist. Dabei zeigt die Kurve 1 die Variation des bestimmten Schwellwertes Ugrenz in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur TUmg entsprechend dem Stand der Technik. Kurve 2 zeigt die Variation des bestimmten Schwellwertes Ugrenz entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und Kurve 3 zeigt die Variation des bestimmten Schwell­ wertes Ugrenz entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1, wobei gleichzeitig ein oberer Grenzwert vorgegeben ist, den der bestimmte Schwellwert Ugrenz nicht überschreitet. Grundsätzlich liegt es im Rahmen der Erfindung, auch andere Variationen des bestimmten Schwellwertes Ugrenz im Sinne einer Erhöhung des bestimmten Schwellwertes Ugrenz in Abhängigkeit von der Umge­ bungstemperatur TUmg vorzugeben.

Claims (7)

1. Verfahren zur Verbesserung des Ladezustandes von einer Bordbatterieanordnung im Kraftfahrzeug,
  • - wobei diese Bordbatterieanordnung aus wenigstens einer Batte­ rie besteht,
  • - wobei die aufgrund von Drehzahlschwankungen einer Verbren­ nungskraftmaschine variierende Ausgangsspannung eines von der Verbrennungskraftmaschine angetriebenen Generators, dessen Ausgangsleistung zumindest teilweise genutzt wird, um die Bordbatterieanordnung im Kraftfahrzeug zu laden, dahingehend geregelt wird, daß diese Ausgangsspannung einen bestimmten Schwellwert Ugrenz nicht überschreitet,
  • - wobei dieser Schwellwert Ugrenz in Abhängigkeit von der Entla­ dung der Bordbatterieanordnung für eine Zeitdauer erhöht wird,
dadurch gekennzeichnet, daß nach einem Startvorgang dann, wenn die Verbrennungskraftmaschinentemperatur oder eine diese charak­ terisierende Temperatur (T, TUmg) unterhalb eines Temperatur­ schwellwertes TSchwelle liegt, während einer bestimmten auf den Startvorgang folgenden Zeitdauer tSchwelle (102) eine Erhöhung des bestimmten Schwellwertes Ugrenz erfolgt (104, 205).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Schwellwert Ugrenz an die Umgebungstemperatur TUmg angepaßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung des bestimmten Schwellwertes Ugrenz erfolgt, indem ein unterer Wert Ustat gesetzt wird, den der bestimmte Schwell­ wert Ugrenz nicht unterschreitet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung des bestimmten Schwellwertes Ugrenz erfolgt, indem zu diesem ein Wert δU hinzuaddiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert δU konstant ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert δU mit der Umgebungstemperatur TUmg dahingehend vari­ iert, daß der Wert δU bei niedrigen Umgebungstemperaturen TUmg einen niedrigeren Wert annimmt als bei höheren Umgebungstempera­ turen TUmg.
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