DE60034168T2 - System zur Steuerung eines Hybridfahrzeugs - Google Patents

System zur Steuerung eines Hybridfahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
DE60034168T2
DE60034168T2 DE60034168T DE60034168T DE60034168T2 DE 60034168 T2 DE60034168 T2 DE 60034168T2 DE 60034168 T DE60034168 T DE 60034168T DE 60034168 T DE60034168 T DE 60034168T DE 60034168 T2 DE60034168 T2 DE 60034168T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery
electric power
voltage
charging
full charge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60034168T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60034168D1 (de
Inventor
Shinji Wako-shi Saitama-ken Kato
Morio Wako-shi Kayano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE60034168D1 publication Critical patent/DE60034168D1/de
Publication of DE60034168T2 publication Critical patent/DE60034168T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K6/485—Motor-assist type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/22—Balancing the charge of battery modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1415—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with a generator driven by a prime mover other than the motor of a vehicle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/003—Starting of engines by means of electric motors said electric motor being also used as a drive for auxiliaries, e.g. for driving transmission pumps or fuel pumps during engine stop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0862—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery
    • F02N11/0866—Circuits or control means specially adapted for starting of engines characterised by the electrical power supply means, e.g. battery comprising several power sources, e.g. battery and capacitor or two batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuer/Regelsystem für ein Hybridfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Beschreibung des zugehörigen Fachgebiets
  • In den letzten Jahren sind Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge entwickelt worden, um in Anbetracht des Effekts der globalen Erwärmung den Ausstoß von Kohlendioxid zu reduzieren. Diese Fahrzeuge weisen einen Motor auf, welcher keinerlei Gase ausstößt, sowie eine Batterie zur Zuführung von elektrischer Energie.
  • Zum Laden der Batterie werden für Elektrofahrzeuge externe Ladegeräte verwendet, während für Hybridfahrzeuge am Fahrzeug angebrachte Generatoren verwendet werden.
  • In Parallelhybridfahrzeugen wirken Antriebsmotoren als die am Fahrzeug angebauten Generatoren, während Reihenhybridfahrzeuge durch die Maschinen gedrehte Generatoren einsetzen. Ferner wurden Hybridfahrzeuge entwickelt, welche durch ein externes Ladegerät ladbar sind.
  • In dem Parallelhybridfahrzeug unterstützt der Motor die Antriebskraft von der Maschine, wenn das Fahrzeug beschleunigt, während der Motor als Generator zum Wiedergewinnen von elektrischer Energie für die Batterie wirkt, wenn das Fahrzeug verzögert. Der Motor wiederholt Antrieb und Regeneration, d.h. die Batterie wiederholt Laden und Entladen. Im Ergebnis kann es vorkommen, dass die Batterie nicht immer vollständig geladen wird. Aufgrund der Wiederholung des Ladens und Entladens können die verbleibenden Ladungen in den Zellen der Batterie unausgeglichen sein und diese Unausgeglichenheit kann die Leistungsfähigkeit der Batterie herabsetzen. Daher ist es notwendig, die Restladungen in den Zellen in der Batterie auszugleichen (aufzufrischen).
  • In der herkömmlichen Technik können die Ladungen in den Zellen ausgeglichen werden, indem ein externes Ladegerät mit dem Fahrzeug verbunden wird und die Batterie vollständig aufgeladen wird.
  • Um den nächsten Unterstützungs- oder Wiedergewinnungsvorgang zu bewältigen, wird die Restladung in der Batterie üblicherweise in einem mittleren Bereich gehalten. Wenn das Fahrzeug fortwährend beschleunigt, sodass der Motor fortwährend die Maschine unterstützt, so kann die Restladung allmählich abnehmen und die Batterie muss später geladen werden. Für diesen Zweck kann ein externes Ladegerät verwendet werden.
  • Wenn die Batterie verwendet wird, so ist es ferner notwendig, den vollständig geladenen Zustand der Batterie zu erkennen. Da das Hybridfahrzeug, welches durch das externe Ladegerät ladbar ist, nach dem vollständigen Laden der Batterie gestartet wird, ist es unpraktisch, dass der Fahrer den vollständig geladenen Zustand nicht erkennen kann. Um ferner die Batterie durch die von dem Antriebsmotor erzeugte Energie oder durch die Drehung der Maschine aufzuladen, ist es notwendig, den vollständig geladenen Zustand zu erfassen, um die in der Batterie verbleibende Ladung zu berechnen.
  • Es gibt zwei herkömmliche Verfahren zum Erfassen des vollständig geladenen Zustands.
  • Ein Verfahren erfasst den vollständig geladenen Zustand auf Grundlage der Abnahme der Spannung unter Verwendung des Effekts, dass die Spannung (–ΔV) von der Batterie abnimmt, wenn sich die Batterie dem vollständig geladenen Zustand annähert.
  • Während die Temperatur der Batterie zunimmt, wenn die Batterie geladen wird, nimmt die Rate, mit der die Temperatur ansteigt (dT/dt) zu, wenn sich die Batterie dem vollständig geladenen Zustand annähert. Das zweite herkömmliche Verfahren, welches diesen Effekt ausnutzt, erfasst die vollständige Ladung auf Grundlage der Rate, mit der die Temperatur ansteigt.
  • Im Folgenden wird das zweite herkömmliche Verfahren erläutert.
  • Da der Temperaturanstieg eine Verschlechterung der Batterie verursachen kann oder die Lebensdauer der Batterie verkürzen kann, wird die Batterie allgemein gekühlt. Zum Kühlen der Batterie verwendet ein Verfahren (Luftkühlung) Luft außerhalb oder innerhalb des Fahrzeugs als Kühlmittel, indem die Batterie auf geeignete Weise in dem Fahrzeug positioniert wird. Ein anderes Verfahren (Wasserkühlung) verwendet einen Wassermantel und einen Wärmetauscher (Kühler) mit einem bestimmten Kühlwasser. Die Temperatur der Batterie wird durch eines dieser Verfahren eingestellt. Das zweite herkömmliche Verfahren erfasst die Rate, mit der die Temperatur ansteigt, wenn die Temperatur gesteuert/geregelt wird.
  • Während das Hybridfahrzeug vorzugsweise ein externes Ladegerät verwendet, welches beim Laden der Batterie konstant eine stabile Spannung ausgibt, vergrößert das externe Ladegerät die Kosten des Fahrzeugs.
  • Daher sollte die Batterie durch den Generator geladen werden, der durch die Maschine gedreht wird. Um die Batterie vollständig zu laden, wird die Maschine im Leerlauf gedreht, um den Generator zu aktivieren, von welchem aus elektrische Energie der Batterie zugeführt wird. Die Maschinendrehzahl kann jedoch unnormal oder unstabil sein und daher kann die durch diese erzeugte elektrische Energie schwanken. Ferner kann die elektrische Energie, welche durch den durch die Maschine gedrehten Generator erzeugt wird, durch andere elektrische Lasten (z.B. ein Kühlgebläse oder eine Klimaanlage) verbraucht werden. Wenn diese Vorrichtungen während des Ladens der Batterie arbeiten, so können Ladespannung oder -strom schwanken. Daher ist durch das oben erwähnte erste herkömmliche Verfahren eine genaue Erfassung der vollstän digen Ladung unmöglich.
  • Wenn die Batterie gekühlt wird, so kann Luft außerhalb oder innerhalb des Fahrzeugs als Kühlmittel verwendet werden. Dieses Verfahren muss jedoch Wasserwiderstand und Matschverspritzungen berücksichtigen und dies erhöht die Anzahl an Bauteilen zur Verbesserung der Kühlwirkung der Klimaanlage. Die Luft außerhalb des Fahrzeugs wird selten als Kühlmittel verwendet, da die Verkapselung des Fahrzeugs beeinträchtigt werden könnte. Hauptsächlich ist das Kühlmittel die Luft innerhalb des Fahrzeugs. Wenn in diesem Fall die Klimaanlage während des Ladens der Batterie gestartet oder angehalten wird, oder wenn die Öffnungen (z.B. die Türen) der Karosserie geöffnet und geschlossen werden, so kann die Temperatur der Luft im Inneren des Fahrzeugs schwanken, wodurch die Temperatur der Batterie beeinflusst wird, welche dann ebenfalls schwanken kann. Daher ist durch das oben erwähnte zweite herkömmliche Verfahren eine genaue Erfassung der vollständigen Ladung unmöglich.
  • Ein Steuer/Regelsystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der Druckschrift JP-A-03036936 bekannt, welche ein Steuer/Regelsystem für ein Fahrzeug offenbart, umfassend eine Spannungserfassungseinrichtung zum Erfassen einer Spannung der Batterie und eine Vollladung-Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen der vollständigen Ladung der Batterie auf Grundlage der Batteriespannung. In dem gattungsgemäßen Steuer/Regelsystem wird eine Beurteilung der vollständigen Ladung verhindert, wenn eine Abweichung des Ladestroms eine bestimmte Grenze überschreitet. In der Folge wird eine Erfassung der vollständigen Ladung nur dann ausgeführt, wenn Schwankungen des Ladestroms gering sind.
  • Ferner beschreibt die EP-A-0868005 ein Steuer/Regelsystem, welches eine Maschine und einen mit einer Batterie verbundenen Elektromotor aufweist. In Abhängigkeit von dem benötigten Ausgangsdrehmoment arbeitet der Elektromotor als Generator oder als Motor und eine elektrische Lade-Entlade-Energie wird der Batterie zugeführt bzw. von dieser entnommen. Um das Ausgabedreh moment der Maschine zu stabilisieren, berücksichtigt das bekannte Steuer/Regelsystem diese elektrische Lade-Entlade-Energie, wenn es ein Solldrehmoment berechnet, das von der Maschine auszugeben ist.
  • Zur weiteren Illustration des fachlichen Hintergrunds kann auch auf die Druckschrift JP-A-01136534 verwiesen werden, welche ein Ladungssteuer-/-regelsystem offenbart, in welchem auf die Erfassung eines plötzlichen Energieausfalls hin ein Ladungssteuer-/-regelsignal verhindert wird, sowie auf die JP-A-C5115131, welche ein weiteres Ladungssteuer-/-regelsystem offenbart, das Vollladung-Steuer/Regelmittel sowie ein Änderungsraten-Betriebsmittel, welches die Änderungsrate der Batteriespannung berechnet, umfasst, wobei die Beurteilung eines Vollladungszustands verhindert wird, wenn die Änderungsrate einen bestimmten Schwellwert überschreitet.
  • KURZER ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuer/Regelsystem für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, welches die vollständige Ladung selbst dann genau erfassen kann, wenn die durch einen Generator erzeugte elektrische Energie schwankt oder eine elektrische Last schwankt.
  • Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Steuer/Regelsystem gemäß Anspruch 1 bereit. Ein solches Steuer/Regelsystem weist auf: eine Maschine zum Erzeugen einer Antriebskraft für das Fahrzeug, einen Motor zum Erzeugen einer Unterstützungsantriebskraft zum Unterstützen der Ausgabe von der Maschine und eine Batterie zum Zuführen von elektrischer Energie zu dem Motor und zum Speichern von Energie, die durch den als Generator wirkenden Motor erzeugt wird, wobei das Steuer/Regelsystem umfasst: eine Spannungserfassungseinrichtung (40), zum Erfassen einer Spannung von der Batterie; eine Vollladung-Beurteilungseinrichtung (52) zum Beurteilen einer vollständigen Ladung der Batterie auf Grundlage der durch die Spannungserfassungseinrichtung erfassten Spannung; eine Erfassungseinrichtung für Änderung der elektrischen Ladeleistung (S20, S100, S102 und S104) zum Erfassen einer Änderung der elektrischen Ladeleistung zum Laden der Batterie und eine Vollladungsbeurteilung-Verhinderungseinrichtung (50) zum Verhindern einer Beurteilung einer vollständigen Ladung, wenn die Erfassungseinrichtung für Änderung der elektrischen Ladeleistung eine Änderung in der elektrischen Ladeleistung erfasst.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das System ferner eine Erfassungseinrichtung für elektrische Ladeleistung (42) zum Erfassen der elektrischen Ladeleistung aus dem Produkt der Spannung der Batterie und dem elektrischen Strom zu der Batterie; eine Aktualisierungseinrichtung für elektrische Leistung (46) zum Speichern des erfassten elektrischen Ladungsleistungswerts, wenn die Spannung von der Batterie maximal wird; und einen Vergleicher (48) zum Vergleichen des in der Aktualisierungseinrichtung für elektrische Leistung gespeicherten elektrischen Leistungswerts mit dem durch die Erfassungseinrichtung für elektrische Ladeleistung erfassten elektrischen Leistungswert. Die Vollladungsbeurteilung-Verhinderungseinrichtung (50) verhindert die Beurteilung der Vollladung, wenn die Differenz zwischen den durch den Vergleicher verglichenen Werten größer als ein vorbestimmter Wert ist.
  • Die vorliegende Erfindung vergleicht den elektrischen Leistungswert entsprechend der Maximalspannung von der Batterie mit der momentanen elektrischen Leistung, die durch die Erfassungseinrichtung für elektrische Leistung erfasst wird, und verhindert die Beurteilung der vollständigen Ladung, wenn die Differenz über dem vorbestimmten Wert liegt. Somit kann die vollständige Ladung genauer erfasst werden.
  • Wenn die Ladespannung aufgrund von Störungen zunimmt, so steigt die Batteriespannung an, und wenn die Ladespannung auf den vorhergehenden Wert zurückkehrt, so kehrt auch die Batteriespannung auf den vorherigen Wert zurück. Die Abnahme der Batteriespannung nach einer zeitweiligen Vergrößerung der Ladespannung kann eine Fehlerfassung der vollständigen Ladung verursachen. Diese Erfindung kann eine solche Fehlerfassung vermeiden.
  • Ferner erfasst das Steuer/Regelsystem nach Anspruch 1 die vollständige Ladung der Batterie auf Grundlage der Abnahme der Spannung. Die Spannungserfassungseinrichtung erfasst die Spannung von der Batterie, während die Erfassungseinrichtung für Änderung der elektrischen Ladeleistung die Änderung der elektrischen Leistung von der Batterie erfasst, und die Vollladungsbeurteilung-Verhinderungseinrichtung verhindert die Beurteilung der vollständigen Ladung, wenn die elektrische Ladeleistung schwankt.
  • Da die Beurteilung der vollständigen Ladung verhindert wird, wenn die elektrische Ladeleistung schwankt, kann die vollständige Ladung genau beurteilt werden, wobei eine Fehlerfassung vermieden wird.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfasst die Erfassungseinrichtung für Änderung der elektrischen Ladeleistung die Änderung der elektrischen Leistung auf Grundlage einer Änderung von wenigstens einer Größe aus Drehzahl der Maschine, elektrische Ladeleistung und elektrische Last, die durch die von dem Generator erzeugte elektrische Leistung angetrieben wird.
  • Gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Änderung der Ladeleistung nicht nur dann erfasst, wenn die elektrische Leistung, welche aus dem Produkt der Spannung und des elektrischen Stroms zur Batterie erhalten wird, sich verändert, sondern auch dann, wenn die Drehzahl der Maschine oder die elektrische Last sich verändert, und im Ergebnis wird die Beurteilung der vollständigen Ladung verhindert. Daher kann die Erfassungsgenauigkeit selbst dann verbessert werden, wenn es zu verschiedenen Änderungen der Bedingungen kommt.
  • Zu Illustrationszwecken wird ein System beschrieben, welches nicht Teil der vorliegenden Erfindung bildet und welches umfasst: eine Eingabevorrichtung (34) zum Eingeben eines Startkommandos für gleichmäßiges Laden und eine Einrichtung für gleichmäßiges Laden (Schritte S16 bis S22) zum vollständigen Laden der Batterie durch die durch den Motor als Generator erzeugte elektrische Leistung, während die Maschine im Leerlauf ist.
  • Wenn in einem solchen System das Startkommando für gleichmäßiges Laden eingegeben wird, während das Fahrzeug nicht geparkt ist (während im Falle des Automatikgetriebes sich ein Schaltgetriebe in der Parkstellung befindet oder während das Fahrzeug durch eine Feststellbremse gebremst wird und sich ein Schaltgetriebe in der neutralen Position befindet), lädt die Einrichtung für gleichmäßiges Laden die Batterie nicht auf.
  • Es ist somit möglich, die unausgeglichenen Ladungen der Batterien ohne ein spezielles Ladegerät auszugleichen, indem die Batterie mit einer elektrischen Leistung, die durch einen durch die Maschine gedrehten Generator (Motor) erzeugt wird, vollständig geladen wird.
  • Zum Starten des Ladens zum Ausgleichen der unausgeglichenen Ladungen in den Unterbatterien muss das Startkommando für gleichmäßiges Laden eingegeben werden. In Antwort auf das Kommando tritt das Fahrzeug (die Maschine und der Motor/Generator) in den Ansteuerungszustand für gleichmäßiges Laden ein. Somit kann das Fahrzeug umschalten zwischen dem Normalantriebszustand, in welchem der Fahrer das Fahrzeug steuert/regelt, und dem Zustand gleichmäßigen Ladens, welche dafür kompatibel sind.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Blockdarstellung, welche die Gesamtstruktur des Steuer/Regelsystems für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist eine Blockdarstellung, welche die Funktionen des Steuer/Regelsystems für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3 ist eine Blockdarstellung, welche die Funktionen des Steuer/Regelsystems für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, weiches den Betrieb des Steuer/Regelsystems für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, welches detaillierter den Prozess des Schritts S20 in 4 zum Bestimmen, ob die elektrische Ladeleistung schwankt oder nicht, zeigt.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, welches detaillierter den Prozess des Schritts S22 in 4 zum Beurteilen der vollständigen Ladung auf Grundlage der Schwankung der Temperatur in der Umgebung der Batterie zeigt.
  • 7 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen dem Kriterium für das Beurteilen der vollständigen Ladung und der Änderungsrate der Temperatur in der Umgebung der Batterie in der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 8A bis 8C sind Diagramme zur Erläuterung der Schwankungen in der Ladespannung im breiten Sinne in der vorliegenden Erfindung.
  • 9 ist ein Flussdiagramm, welches die zweite Ausführungsform des Schritts S22 in 4 zur Beurteilung der vollständigen Ladung zeigt.
  • 10 ist ein Graph, welcher ein Beispiel für Schwankungen in der elektrischen Ladeleistung und in der Ladespannung in der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die Ausführungsform des Steuer/Regelsystems für das Hybridfahrzeug (Batterieladegerät) der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert.
  • 1 ist eine Blockdarstellung, welche die Gesamtstruktur des Steuer/Regel systems für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt. In dieser Ausführungsform ist die Erfindung speziell auf ein Hybridfahrzeug angewendet, in welchem eine Batterie durch einen durch eine Maschine gedrehten Generator geladen wird.
  • In 1 bezeichnet Bezugszeichen 10 eine Maschine, von welcher Antriebskraft über ein Getriebe (nicht gezeigt) auf Räder (nicht gezeigt) übertragen wird und auf einen Motor/Generator 12, eine Kupplung 14 und eine Klimaanlage 16 übertragen wird, welche direkt mit der Drehwelle der Maschine verbunden sind. Der Motor/Generator 12 wird durch eine Batterie 18 als elektrische Energiequelle angedreht und die Drehung wird über das Getriebe als Antriebskraft auf die Räder sowie auf die Kupplung 14 und auf die Klimaanlage 16 übertragen.
  • Der durch die Maschine 10 gedrehte Motor/Generator 12 erzeugt elektrische Energie und wirkt als ein Ladegerät für die Batterie 18. Wenn der Motor/Generator 12 als Ladegerät für die Batterie 18 wirkt, so wird durch die elektromotorische Kraft von 144 V die elektrische Leistung von 500 W erzeugt. Die Batterie 18 umfasst zehn Unterbatterien, welche in Reihe geschaltet sind, und gibt 144 V aus. Die Batterie 18 umfasst ferner eine Spannungserfassungseinrichtung 19a zum Erfassen der Spannungen, die von den jeweiligen Unterbatterien abgegeben werden, sowie eine Temperaturerfassungseinrichtung 19b zum Erfassen der Temperaturen der jeweiligen Unterbatterien. Die Klimaanlage 16 empfängt die Antriebskräfte von der Maschine 10 und von dem Motor/Generator 12, wodurch der Kompressor (nicht gezeigt) in der Klimaanlage 16 gedreht wird. Die Batterie 18 weist einen Lüfter 20 auf. Dieser Lüfter 20 kühlt die Batterie 18, um ihre Temperatur einzustellen. Nahe des Lüfters 20 ist eine Temperaturerfassungseinrichtung 22 zum Erfassen der Temperatur in der Umgebung der Batterie 18 vorgesehen.
  • Während der Motor/Generator 12 elektrisch mit der Batterie 18 verbunden ist, sind ein Abwärtswandler 24 und eine Stromerfassungseinrichtung 26 dazwischen vorgesehen. Der Abwärtswandler 24 wandelt die Spannung von 144 V, die durch den Motor/Generator 12 erzeugt wird, sowie die Spannung der Batte rie 18 in eine Spannung von 12 V μm. Die Stromerfassungseinrichtung 26 erfasst den von der Batterie 18 ausgegebenen elektrischen Strom sowie den in die Batterie 18 fließenden elektrischen Strom (wiedergewonnener elektrischer Strom). Der Abwärtswandler 24 ist mit einer Batterie 27 verbunden, deren Ausgabespannung 12V beträgt. Die Batterie 27 wird durch die Ausgabe von dem Abwärtswandler 24 geladen. Der Lüfter 20, die Kupplung 14 und die elektrische Last 28 sind mit dem Abwärtswandler 24 und der Batterie 27 verbunden. D.h. dass die Ausgabe von der Batterie 27 den Lüfter 20, die Kupplung 14 und die elektrische Last 28 versorgt. Die elektrische Last 28 umfasst z.B. eine Fahrzeug-Stereo-Audio-Anlage, Scheibenwischer oder eine Krafttür. Eine Stromerfassungseinrichtung 30 zum Erfassen des ausgegebenen elektrischen Stroms von dem Abwärtswandler 24 ist am Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers 24 vorgesehen.
  • Der durch die Stromerfassungseinrichtung 26 erfasste elektrische Strom wird durch eine Signalleitung 26a geschickt. Die durch die Spannungserfassungseinrichtung 19a für die Batterie 18 erfasste Spannung wird durch eine Signalleitung 18a geschickt. Die durch die Temperaturerfassungseinrichtung 22 erfasste Temperatur wird durch eine Signalleitung 22a geschickt. Der durch die Stromerfassungseinrichtung 30 erfasste elektrische Strom wird durch eine Signalleitung 30a geschickt. Die Drehzahl Ne, die von einer an der Maschine 10 angebrachten Drehzahlerfassungseinrichtung (nicht gezeigt) ausgegeben wird, wird durch eine Signalleitung 10a geschickt. Alle diese Signale werden in eine ECU 32 eingegeben.
  • Die ECU 32 steuert/regelt die Maschine 10 und den Motor/Generator 12 auf Grundlage der Eingangssignale. Speziell steuert/regelt die ECU 32 über eine mit der Maschine 10 verbundene Signalleitung 32a eine der Maschine 10 zuzuführende Menge an Kraftstoff und die Zündzeitsteuerung von Zündkerzen, um die Maschinendrehzahl einzustellen. Wenn der Leerlauf gesteuert/geregelt wird, so wird die Maschinendrehzahl beispielsweise auf 1200 Umdrehungen pro Minute gesetzt. Ferner steuert/regelt die ECU 32 die Drehzahl des Motors/Generators 12 durch eine Signalleitung 32b. Wenn die Batterie 18 ge laden wird, so wird die Ausgabe von dem Motor/Generator 12 auf 500 W eingestellt. Die ECU 32 wird durch einen allgemeinen Computer mit einer CPU, einem RAM und einem ROM realisiert.
  • Eine externe Diagnoseeinrichtung 34 weist die ECU 32 an, ob die Batterie auf den Punkt vollständiger Ladung durch die durch den Motor/Generator 12 erzeugte elektrische Leistung aufzuladen ist, wenn die Maschine im Leerlauf läuft. Die externe Diagnoseeinrichtung 34 ist in einer Servicestation vorbereitet und wird durch Servicepersonal mit der ECU 32 über eine nicht gezeigte Verbindung verbunden. Der Prozess des vollständigen Ladens wird durchgeführt, um die reduzierte Restladung in der Batterie bis auf vollständige Ladung wieder herzustellen oder um alle Restladungen in den Unterbatterien auszugleichen, wenn die Restladungen in den in Reihe geschalteten Unterbatterien unausgeglichen sind (die Restladungen sich zwischen den Unterbatterien unterscheiden).
  • Die externe Diagnoseeinrichtung 34 weist eine Leuchte 36 auf zur Anzeige, dass die Batterie vollständig geladen ist. Die ECU 32 empfängt ein Parksignal, wenn das Fahrzeug ein Automatikgetriebe aufweist. Wenn das Fahrzeug ein manuelles Getriebe aufweist, so empfängt die ECU 32 ein Neutral-Signal, was anzeigt, dass sich das Getriebe in der neutralen Stellung befindet, sowie ein Seiten-Bremssignal, welches anzeigt, dass die Feststellbremse angezogen ist.
  • Wenngleich in dieser Ausführungsform die verfügbare externe Diagnoseeinrichtung 34 als Eingabevorrichtung zum Eingeben der Gleichladung-Startanweisung verwendet wird, kann die Gleichladung-Startanweisung der ECU 32 durch einen einfachen Schalter eingegeben werden. In diesem Fall kann der Schalter nahe der ECU 32 bereitgestellt werden und kann vorzugsweise so angeordnet werden, dass der Fahrer den Schalter nicht so einfach betätigen kann.
  • Das Steuer/Regelsystem für das Hybridfahrzeug in der ECU 32 der vorliegenden Erfindung wird nun erläutert.
  • 2 und 3 sind Diagramme, welche die Funktionen des Steuer/Regelsystems für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • In 2 bezeichnet Bezugszeichen 40 eine Ladespannungserfassungseinrichtung, welche der Spannungserfassungseinrichtung 19a entspricht, die in 1 an der Batterie 18 angebracht ist. Bezugszeichen 42 bezeichnet eine Erfassungseinrichtung für elektrische Ladeleistung, welche der in 1 gezeigten Stromerfassungseinrichtung 26 entspricht. Bezugszeichen 44 bezeichnet eine Speichereinrichtung für Maximalspannung, welche die Maximalspannungswertausgabe von der Ladungsspannungserfassungseinrichtung 40 speichert.
  • Bezugszeichen 46 bezeichnet eine Aktualisierungseinrichtung für elektrische Leistung, welche mit der Erfassungseinrichtung für elektrische Ladeleistung 42 und der Maximalspannungsspeichereinrichtung 44 verbunden ist und den von der Erfassungseinrichtung für elektrische Ladeleistung 42 ausgegebenen Wert der elektrischen Leistung speichert. Jedes Mal, wenn die in der Maximalspannungsspeichereinrichtung 44 gespeicherte Maximalspannung aktualisiert wird, aktualisiert die Aktualisierungseinrichtung für elektrische Leistung 46 den Wert der elektrischen Leistung, der von der Erfassungseinrichtung für elektrische Ladeleistung 42 ausgegeben wird.
  • Bezugszeichen 48 bezeichnet einen Vergleicher zum Vergleichen des elektrischen Leistungswerts, der von der Erfassungseinrichtung für elektrische Ladeleistung 42 ausgegeben wird, mit dem in der Aktualisierungseinrichtung für elektrische Leistung 46 gespeicherten elektrischen Leistungswert, um dadurch das Ergebnis des Vergleichs auszugeben. Diese Erfassungseinrichtung für elektrische Ladeleistung 42, die Aktualisierungseinrichtung für elektrische Leistung 46 und der Vergleicher 48 bilden eine Erfassungseinrichtung für Änderung der elektrischen Ladeleistung. Bezugszeichen 50 bezeichnet eine Vollladungsbeurteilung-Verhinderungseinrichtung zum Verhindern der Beurteilung einer vollständigen Ladung auf Grundlage des Ergebnisses des Ver gleichs, das von dem Vergleicher 48 ausgegeben wird.
  • Bezugszeichen 52 bezeichnet eine Vollladungsbeurteilungseinrichtung, welche mit der Ladungsspannungserfassungseinrichtung 40 und der Maximalspannungsspeichereinrichtung 44 verbunden ist, und beurteilt auf Grundlage der Ausgangsspannungen von diesen, ob die Batterie 18 den Vollladungszustand erreicht hat oder nicht. Die Beurteilung des Vollladungszustands durch die Vollladungsbeurteilungseinrichtung 52 wird nicht ausgeführt, wenn die Vollladungsbeurteilungs-Verhinderungseinrichtung 50 die Beurteilung der vollständigen Ladung verhindert.
  • Die in 3 gezeigte Struktur wird erläutert. In 3 sind Teile, die den in 2 gezeigten gleich sind oder entsprechen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und auf deren Beschreibung wird verzichtet.
  • Die Speichereinrichtung für minimale elektrische Leistung 54 ist mit der Erfassungseinrichtung für elektrische Ladeleistung 42 verbunden und speichert den von der Erfassungseinrichtung für elektrische Ladeleistung 42 ausgegebenen minimalen elektrischen Leistungswert. Bezugszeichen 56 bezeichnet eine zweite Maximalspannungs-Aktualisierungseinrichtung (Aktualisierungseinrichtung für minimale elektrische Leistung und maximale Spannung), welche den von der Ladespannungserfassungseinrichtung 40 ausgegebenen maximalen Spannungswert speichert. Jedes Mal wenn der in der Speichereinrichtung für minimale elektrische Leistung 54 gespeicherte minimale elektrische Leistungswert aktualisiert wird, aktualisiert die zweite Maximalspannungs-Aktualisierungseinrichtung 56 den Spannungswert von der Ladespannungserfassungseinrichtung 40. Eine Vollladungsbeurteilungseinrichtung 58 beurteilt die vollständige Ladung in ähnlicher Weise wie die Vollladungsbeurteilungseinrichtung 52 in 2 und unterscheidet sich von der Einrichtung 52 darin, dass die Ausgabe von der Vollladungsbeurteilung-Verhinderungseinrichtung nicht eingegeben wird. Die Vollladungsbeurteilungseinrichtung 58 ist mit der Ladespannungserfassungseinrichtung 40 und der zweiten Maximalspannungs-Aktualisierungseinrichtung 56 verbunden und beurteilt auf Grundlage von de ren Spannungswerten, ob die Batterie 18 den Vollladungszustand erreicht hat.
  • Der Betrieb des Steuer/Regelsystems für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung wird nun erläutert.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, welches den Betrieb des Steuer/Regelsystems für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Der in 4 gezeigte Prozess wird in regelmäßigen Intervallen, z.B. 1 s, wiederholt.
  • Zuerst empfängt die ECU 32 das Parksignal (im Fall des Fahrzeugs mit Automatikgetriebe) oder das Neutral-Signal und das Feststellbremsensignal (im Falle des Fahrzeugs mit manuellem Getriebe) und empfängt ferner von der externen Diagnoseeinrichtung 34 in 1 das Signal zur Ausführung der Beurteilung der Vollladung. Die ECU 32 bestimmt dann, ob ein Startkommando für gleichmäßiges Laden empfangen wird oder nicht (Schritt S10). Wenn in Schritt S10 "NEIN" ermittelt wird, so schreitet der Ablauf weiter zum Schritt S12. Die ECU 32 steuert/regelt dann in Schritt S12 die Maschine in normaler Art und steuert/regelt den Motor/Generator in Schritt S14 in normaler Art. D.h. dass in Schritt S10 aufgrund der Tatsache, dass die ECU 32 bestimmt hat, dass das Signal zum Ausführen der Beurteilung der Vollladung nicht eingegeben wurde oder dass das Fahrzeug in normaler Art angetrieben wird, die Maschine und der Motor/Generator in normaler Art gesteuert/geregelt werden. Der Begriff "gleichmäßiges Laden", welcher in dieser Beschreibung und in den Figuren verwendet wird, bedeutet ein zuverlässiges vollständiges Laden der Batterie 18. Mit anderen Worten ist gemeint, dass unter Vermeidung einer Fehlbeurteilung der vollständigen Ladung aufgrund der Schwankung der Ladespannung oder der elektrischen Last, die Vollladung nicht fehlerhaft erfasst wird, wenn die Batterie nicht in dem tatsächlich vollständig geladenen Zustand ist.
  • Wenn andererseits im Schritt S10 "JA" ermittelt wird, d.h. wenn das Fahrzeug angehalten ist und die Eingabe des Startkommandos für gleichmäßiges Laden durch die ECU 32 erfasst wird, so schreitet der Ablauf weiter zum Schritt S16. Im Schritt S16 gibt die ECU 32 ein Steuer/Regelsignal durch die Signalleitung 32a in 1 an die Maschine 10 aus, um die Maschine in einen vorbestimmten Leerlaufzustand einzustellen. In diesem Leerlaufzustand wird die Drehzahl der Maschine 10 bei beispielsweise 1200 Umdrehungen pro Minute aufrechterhalten.
  • Der Ablauf schreitet dann weiter zum Schritt S18, in welchem durch Steuerung/Regelung über Signalleitung 32b die ECU 32 die durch den Motor/Generator 12 erzeugte elektrische Leistung auf einen vorbestimmten Wert einstellt. Durch den Steuer/Regelbetrieb wird beispielsweise die Ausgabe von dem Motor/Generator 12 gleich 144 V und die erzeugte elektrische Leistung (die elektrische Ladeleistung für die Batterie 18) wird 500 W. Der Ablauf schreitet dann weiter zum Schritt S20, in welchem bestimmt wird, ob die elektrische Ladeleistung sich ändert/schwankt oder nicht. Dieser Schritt dient der Vermeidung einer Fehlbeurteilung der vollständigen Ladung aufgrund von Änderungen der elektrischen Ladeleistung. Dieser Schritt S20 wird als Nächstes detaillierter erläutert.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, welches den Prozess des Schritts S20 in 4 zur Bestimmung, ob die elektrische Ladeleistung sich ändert oder nicht, zeigt. Die Bestimmung, ob sich die elektrische Ladeleistung ändert oder nicht, wird nicht nur auf Grundlage der Änderungen in der elektrischen Ladeleistung, sondern außerdem auf Grundlage von Änderungen in der Maschinendrehzahl und in der externen Last durchgeführt. D.h. dass im breiten Sinne die Änderungen in der elektrischen Ladeleistung durch Änderungen in der Maschinendrehzahl und durch die externe Last verursacht werden können.
  • 8A bis 8C sind Diagramme zur Erläuterung der Änderungen in der Ladespannung im breiten Sinne. In 8A bis 8C repräsentiert die horizontale Achse die Zeit. In 8A und 8B repräsentiert die vertikale Achse die Maschinendrehzahl oder die elektrische Leistung, während in 8C die vertikale Achse die Spannung oder die elektrische Leistung repräsentiert.
  • Zunächst wird 8A erläutert. In 8A repräsentiert die gerade Linie A1 die Sollmaschinendrehzahl und die elektrische Sollleistung, welche durch den Motor/Generator 12 erzeugt werden soll, wenn sich die Maschine 10 im Leerlauf befindet. Aus den Charakteristiken der Maschine 10 heraus ist die Drehzahl selten konstant, wie durch die gerade Linie A1 dargestellt, und schwingt in Wirklichkeit, wie durch die gewundene Linie R1 dargestellt. Wenn daher die Batterie 18 durch die durch R1 in 8A gezeigte elektrische Leistung geladen wird und die vollständige Ladung auf Grundlage des –ΔV-Effekts in Abhängigkeit von den Charakteristiken der Batterie beurteilt wird, so führt dies zu einer Fehlbeurteilung.
  • In 8B stellt die gerade Linie A2 die Sollmaschinendrehzahl und die elektrische Sollleistung dar, welche durch den Motor/Generator 12 zu erzeugen sind, wenn sich die Maschine 10 im Leerlauf befindet. Die Zickzacklinie R2 stellt die Maschinendrehzahl und die erzeugte elektrische Leistung dar, welche höher sind als die Sollwerte der durch die Linie A1 dargestellten Maschinendrehzahl und elektrischen Leistung. In der in 8B gezeigten Situation wird die Batterie 18 mit mehr als der normalen Nennleistung (500 W) geladen und daher kann die vollständige Ladung nicht genau beurteilt werden.
  • In 8C stellt die teilweise gekrümmte Linie V1 die Spannung dar, welche durch die Spannungserfassungseinrichtung 19a erfasst wird, und die teilweise gekrümmte Linie P1 stellt die elektrische Leistung dar, welche auf Grundlage des durch die Stromerfassungseinrichtung 26 erfassten elektrischen Stroms berechnet wurde. Die Maximalwerte a1 und a2 treten auf, wenn die elektrische Last eingeschaltet oder angehalten wird. Der Abschnitt d1 in 8C stellt das Auftreten des –ΔV-Effekts in Abhängigkeit von den Charakteristiken der Batterie 18 dar. Wenn daher die vollständige Ladung der Batterie auf Grundlage des Abschnitts mit dem Maximalwert a1 beurteilt wird, so kann die vollständige Ladung fehlerhaft erfasst werden, selbst wenn die Batterie tatsächlich nicht vollständig geladen ist.
  • Zurück zu 5 wird der Prozess zur Bestimmung, ob die elektrische Ladeleistung sich ändert oder nicht, erläutert. In Schritt S100 in 5 wird bestimmt, ob sich die Maschinendrehzahl ändert oder nicht. Wie durch R1 in 8A gezeigt, werden beispielsweise die Änderungen der Maschinendrehzahl der Maschine 10 erfasst. Dieser Schritt wird auf Grundlage des Signals ausgeführt, das von der Maschine 10 über die Signalleitung 10a an die ECU 32 geschickt wird. Da die Antriebskraft von der Maschine 10 über die Kupplung 14 auf die Klimaanlage 16 übertragen wird, verändert sich die Maschinendrehzahl, wenn sich die Last an der Maschine in Abhängigkeit vom Ein-Aus-Zustand der Klimaanlage 16 ändert. Wenn in Schritt S100 "NEIN" ermittelt wird, d.h. wenn die Maschinendrehzahl sich nicht ändert, so schreitet der Ablauf weiter zum Schritt S102, in welchem bestimmt wird, ob sich die elektrische Ladeleistung ändert oder nicht. Diese elektrische Ladeleistung wird berechnet auf Grundlage des erfassten elektrischen Stromwerts, der durch die Signalleitung 26a von der Stromerfassungseinrichtung 26 eingegeben wird, und des erfassten Spannungswerts, der durch die Signalleitung 18a von der Spannungserfassungseinrichtung 19a der Batterie 18 eingegeben wird. Die Bestimmung im Schritt S102 wird durchgeführt basierend darauf, ob das Ergebnis der Berechnung sich ändert oder nicht. Beispielsweise dient dieser Prozess der Erfassung der Verschiebung der Zickzacklinie R2 von der geraden Linie A1, welche die Solldrehzahl der Maschine 10 darstellt und der erzeugten elektrischen Sollleistung in 8B.
  • Wenn in Schritt S102 "NEIN" ermittelt wird, so schreitet der Ablauf weiter zum Schritt S104. Im Schritt S104 wird bestimmt, ob sich die äußere Last verändert oder nicht. Dabei bezeichnet diese äußere Last eine elektrische Last. Die Änderung der äußeren Last wird erfasst auf Grundlage des elektrischen Stroms, der durch die für den Abwärtswandler 24 bereitgestellte Stromerfassungseinrichtung 30 erfasst wird. Da die elektrische Leistung der äußeren Last (der elektrischen Last) 28 von der Batterie 27 und dem Abwärtswandler 24 aus zugeführt wird, ist die Änderung des elektrischen Stroms der äußeren Last auf Grundlage des erfassten Werts der mit dem Abwärtswandler 24 bereitgestellten Stromerfassungseinrichtung 30 erfassbar. Dieser Prozess ist die Erfassung des momentanen Maximalwerts, wie in 8C gezeigt.
  • Wenn in Schritt S104 "NEIN" ermittelt wird, so schreitet der Ablauf weiter zum Schritt S106, um die Beurteilung der vollständigen Ladung zuzulassen. D.h. dass der Ablauf weiter zum Schritt S22 in 4 schreitet.
  • Wenn andererseits in irgendeinem der Schritte S100, S102 und S104 "JA" ermittelt wird, so wird der in 5 gezeigte Prozess abgeschlossen, die Bestimmung im Schritt S20 in 4 ergibt "JA" und der Ablauf kehrt zurück zum Schritt S16. Dieser Prozess dient der Verhinderung der Beurteilung der vollständigen Ladung, da sich die elektrische Ladeleistung im breiten Sinne ändert.
  • Während in 5 die Änderungen der elektrischen Ladeleistung durch die Kombination der Schritte S100, S102 und S104 beurteilt werden, können irgendwelche oder mehrere der Beurteilungsschritte kombiniert werden.
  • Der Prozess in 5 ist abgeschlossen und der Ablauf schreitet weiter zum Schritt S22 in 4, in welchem beurteilt wird, ob die Batterie den vollständig geladenen Zustand erreicht hat. Die Beurteilung der vollständigen Ladung wird durchgeführt, indem die Abnahme der Spannung von der Batterie erfasst wird. Im Folgenden werden die Details dieses Prozesses erläutert.
  • [Erste Ausführungsform zur Beurteilung der vollständigen Ladung]
  • Die erste Ausführungsform der Beurteilung der vollständigen Ladung verwendet den (–ΔV)-Effekt, in welchem die Spannung von der Batterie abnimmt, wenn sich die Batterie der vollständigen Ladung annähert. Diese erste Ausführungsform erfasst die Abnahme der Spannung. D.h. dass bestimmt wird, ob die Abnahme des Spannungswerts, welcher von der mit der Batterie 18 bereitgestellten Spannungserfassungseinrichtung 19a ausgegeben wird, einen vorbestimmten Schwellwert (–ΔV) überschreitet oder nicht. Wenn "NEIN" ermittelt wird, so schreitet der Ablauf weiter zum Schritt S16.
  • Wenn "JA" ermittelt wird, so schreitet der Ablauf weiter zum Schritt S24, in welchem die Maschine 10 und der Motor/Generator 12 angehalten werden. Zusätzlich wird die Anzeige der vollständigen Ladung angezeigt. In diesem Prozess gibt in 1 die ECU 32 das Hinweissignal an die externe Diagnoseeinrichtung 34 aus und die Leuchte 36 leuchtet auf. Somit kann der Fahrer auf Grundlage des Aufleuchtens der Leuchte 36 erkennen, dass der Ladevorgang abgeschlossen ist.
  • Wenngleich der oben erwähnte Prozess der grundlegende Prozess zur Beurteilung der vollständigen Ladung ist, umfasst Schritt S22 in dieser Ausführungsform ferner einen in 6 gezeigten Prozess.
  • In diesem Prozess wird als Ausfallsicherung die vollständige Ladung auf Grundlage des Temperaturanstiegs der Batterie beurteilt, selbst wenn die Änderung (Abnahme) der Spannung nicht erfasst werden kann. Wenn sich die Batterie dem Vollladungszustand annähert, so wird die elektrische Ladeleistung nicht in der Batterie gespeichert und wird durch Elektrolysierung des Elektrolyts (Wasser) verbraucht, und daher steigt die Temperatur an. Dieser Temperaturanstieg wird in dem Prozess erfasst.
  • Ferner wird der Wert für die Erfassung des Temperaturanstiegs auf Grundlage der Umgebungstemperatur (Lufttemperatur) TA in der Umgebung der Batterie korrigiert, wodurch die Verschlechterung der Erfassungsgenauigkeit aufgrund der Veränderung der Temperatur im Inneren des Fahrzeugs (welche z.B. durch den Betrieb der Klimaanlage 16 verursacht wird) verhindert wird.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, welches dem Prozess zur Beurteilung der vollständigen Ladung auf Grundlage der Veränderungen der Temperatur der Batterie 18 in Schritt S22 in 4 zeigt.
  • Der in 6 gezeigte Prozess verwendet den Effekt, in welchem die Rate, mit der die Temperatur ansteigt (dT/dt) zunimmt, wenn sich die Batterie dem Voll ladungszustand annähert, und beurteilt die vollständige Ladung auf Grundlage dieses Effekts. Die ECU 32 beurteilt die vollständige Ladung auf Grundlage der erfassten Temperatureingabe von der Temperaturerfassungseinrichtung 22 in 1 über die Signalleitung 22a und der erfassten Temperatur, die über die Signalleitung 18b von der mit der Batterie 18 bereitgestellten Temperaturerfassungseinrichtung 19b eingegeben wird.
  • Wenn dieser Prozess einmal gestartet ist, so wird im Schritt S250 der oben beschriebene Wert –ΔV erfasst und es wird bestimmt, ob –ΔV größer ist als ein vorbestimmter Wert. Wird "JA" ermittelt, so schreitet der Ablauf weiter zum Schritt S252, in welchem beurteilt wird, dass sich die Batterie 18 im vollständig geladenen Zustand befindet, und der Ablauf kehrt dann zum Prozess in 4 zurück.
  • Wenn andererseits im Schritt S250 "NEIN" ermittelt wird, so erfasst die Temperaturerfassungseinrichtung 22 die Temperatur TA in der Umgebung der Batterie 18 im Schritt S254.
  • Im Schritt S256 wird auf Grundlage der in Schritt S254 erfassten Temperatur TA das Kriterium (dT/dt-Wert) zur Beurteilung, ob sich die Batterie im vollständig geladenen Zustand befindet oder nicht, definiert.
  • Im Folgenden wird der Schritt S256 erläutert.
  • 7 ist eine Darstellung, welche die Beziehung zwischen dem Kriterium zum Beurteilen der vollständigen Ladung und der Änderungsrate der Temperatur TA zeigt. Wie in 7 gezeigt ist, verändert sich das Kriterium, wenn die Temperatur TA sich verändert. Das Kriterium steigt nicht immer proportional zur Änderungsrate der Temperatur TA an und steigt nicht linear an. D.h. dass dann, wenn die Änderungsrate der Temperatur TA hoch ist, das Kriterium größer wird.
  • In Schritt S256 wird die Änderungsrate der Temperatur TA, welche in Schritt S254 erfasst wurde, berechnet und das Kriterium (dT/dt-Wert) zum Beurteilen der vollständigen Ladung der Batterie wird aus dem Graphen der 7 auf Grundlage der berechneten Änderungsrate der Temperatur TA erhalten.
  • Im Schritt S258 wird bestimmt, ob die Änderungsrate der Temperatur, welche durch die Temperaturerfassungseinrichtung 19b der Batterie 18 erfasst wurde, größer als das in Schritt S256 bestimmte Kriterium ist. Wenn in Schritt S258 "JA" ermittelt wird, so schreitet der Ablauf weiter zum Schritt S252 und es wird bestimmt, dass sich die Batterie im vollständig geladenen Zustand befindet. Wenn in Schritt S258 "NEIN" ermittelt wird, so wird die Bestimmung der vollständigen Ladung nicht durchgeführt. D.h. dass auf Grundlage der Temperatur TA in der Umgebung der Batterie die Änderung der Temperatur des Kühlmittels (welches die Luft im Inneren des Fahrzeugs ist, wie oben beschrieben) erfasst wird, und unter Berücksichtigung dieser Änderung der Temperatur des Kühlmittels das Kriterium für die Beurteilung der vollständigen Ladung geändert wird, wodurch eine Fehlerfassung der vollständigen Ladung vermieden wird. Somit kann auch dann, wenn die vollständige Ladung auf Grundlage der Änderung der Temperatur erfasst wird, die Fehlerfassung vermieden werden.
  • Zweite Ausführungsform der Beurteilung der vollständigen Ladung]
  • Die zweite Ausführungsform zur Beurteilung der vollständigen Ladung, welche in Schritt S22 in 4 gezeigt ist, wird nun erläutert.
  • 9 ist ein Flussdiagramm, welches die zweite Ausführungsform zur Beurteilung der vollständigen Ladung in Schritt S22 in 4 zeigt.
  • Wenn die Ladespannung aufgrund einer Störung zunimmt, so steigt die Batteriespannung an, und wenn die Ladespannung auf den vorherigen Wert abnimmt, so nimmt die Batteriespannung ebenfalls auf den vorhergehenden Wert ab. Wenn die vollständige Ladung auf Grundlage der Abnahme der Spannung erfasst wird, wie in der ersten Ausführungsform gezeigt, so kann die Abnahme der Batteriespannung nach der zeitweiligen Zunahme der Ladespannung eine Fehlerfassung der vollständigen Ladung verursachen. Die zweite Ausführungs form der Beurteilung der vollständigen Ladung, welche in 9 gezeigt ist, kann diese Fehlerfassung vermeiden.
  • Wenn der Prozess der Beurteilung der vollständigen Ladung einmal gestartet ist, so erfasst die Ladespannungserfassungseinrichtung 40 (siehe 2) die von der Batterie 18 ausgegebene Spannung. Die Erfassungseinrichtung für elektrische Ladeleistung 42 erfasst den elektrischen Strom, der in die Batterie 18 fließt (Schritt S200). Auf Grundlage des durch die Ladestromerfassungseinrichtung 42 erfassten elektrischen Stroms wird die elektrische Leistung berechnet (S202).
  • Im Schritt S204 speichert die Maximalspannungsspeichereinrichtung 44 die Maximalspannung VMAX1 unter den erfassten Spannungen. Wenn der momentan erfasste Spannungswert kleiner ist als die Maximalspannung VMAX1, die zuvor gespeichert wurde, so wird die Maximalspannung VMAX1 nicht aktualisiert. Im Schritt S206 wird bestimmt, ob die Maximalspannungsspeichereinrichtung 44 die Maximalspannung aktualisiert oder nicht. Wenn diese Ermittlung "JA" ergibt, so schreitet der Ablauf weiter zum Schritt S208 und der durch die Erfassungseinrichtung für elektrische Ladeleistung 42 erfasste Wert wird als VMAX durch die Aktualisierungseinrichtung für elektrische Leistung 46 gespeichert, wenn die Maximalspannung aktualisiert wird. Wenn in Schritt S206 die Ermittlung "NEIN" ergibt, so wird Schritt S208 übersprungen.
  • Der Ablauf schreitet weiter zum Schritt S210 und der Vergleicher 48 vergleicht den in der Aktualisierungseinrichtung für elektrische Leistung 46 gespeicherten Wert PMAX mit dem durch die Erfassungseinrichtung für elektrische Ladeleistung 42 erfassten elektrischen Leistungswert. Mit anderen Worten wird bestimmt, ob der Wert PMAX – P gleich oder größer ist als ein vorbestimmter Wert, wenn P die durch die Erfassungseinrichtung für elektrische Ladeleistung 42 erfasste elektrische Leistung repräsentiert. Der vorbestimmte Wert in Schritt S210 ist z.B. die maximale Änderung der elektrischen Leistung aufgrund der Änderung der äußeren Last. Dieser Wert wurde zuvor experimentell erhalten.
  • Wenn in Schritt S210 "JA" ermittelt wird, so sendet der Vergleicher 48 die Benachrichtigung, die das Ergebnis der Bestimmung der Vollladungsbeurteilung-Verhinderungseinrichtung 50 anzeigt, wodurch dann die Beurteilung der vollständigen Ladung verhindert wird. Wenn somit in Schritt S210 in 9 "JA" ermittelt wird, so wird die Beurteilung der vollständigen Ladung in Schritt S214 nicht durchgeführt.
  • Wenn in Schritt S210 "NEIN" ermittelt wird, so schreitet der Ablauf weiter zum Schritt S212. Im Schritt S212 vergleicht die Vollladungsbeurteilungseinrichtung 52 die Maximalspannung VMAX1, welche in der Maximalspannungsspeichereinrichtung 44 gespeichert ist, mit der durch die Ladespannungserfassungseinrichtung 40 erfassten Spannung. Mit anderen Worten wird bestimmt, ob ein Wert VMAX1 – V gleich oder größer ist als ein vorbestimmter Wert, wenn V die durch die Ladespannungserfassungseinrichtung 40 erfasste Spannung repräsentiert. Dieser Schritt dient dazu, –ΔV in Abhängigkeit von den Charakteristiken der Batterie 18 zu erfassen, und wenn in diesem Schritt "JA" ermittelt wird, so beurteilt die Vollladungsbeurteilungseinrichtung 52 in Schritt S214, dass sich die Batterie 18 im Vollladungszustand befindet.
  • Wenn in Schritt S212 "NEIN" ermittelt wird, so wird Schritt S214 zur Beurteilung, ob sich die Batterie im Vollladungszustand befindet oder nicht, übersprungen.
  • Der Ablauf schreitet dann weiter zum Schritt S216 und die Speichereinrichtung für minimale elektrische Leistung 54 in 3 speichert die minimale elektrische Leistung unter den erfassten elektrischen Leistungswerten. Wenn der durch die Erfassungseinrichtung für elektrische Ladeleistung 42 erfasste elektrische Leistungswert gleich oder größer ist als der zuvor gespeicherte minimale elektrische Leistungswert, so wird der Wert nicht aktualisiert. Im Schritt S218 wird bestimmt, ob die Speichereinrichtung für minimale elektrische Leistung 54 die minimale elektrischen Leistung aktualisiert hat oder nicht. Wenn diese Ermittlung "JA" ergibt, so schreitet der Ablauf weiter zum Schritt S220, und wenn die minimale elektrische Leistung aktualisiert wird, so setzt die zweite Aktualisierungseinrichtung für Maximalspannung 56 VMAX2 auf den durch die Ladespannungserfassungseinrichtung 40 erfassten Wert. Wenn in Schritt S218 die Ermittlung "NEIN" ergibt, so wird der Schritt S220 nicht ausgeführt.
  • Der Ablauf schreitet weiter zum Schritt S222, in welchem die Vollladung-Beurteilungseinrichtung 58 die Maximalspannung VMAX2, welche in der zweiten Aktualisierungseinrichtung für Maximalspannung 56 gespeichert ist, mit dem durch die Ladespannungserfassungseinrichtung 40 erfassten Spannungswert vergleicht. Mit anderen Worten wird bestimmt, ob der Wert VMAX2 – V gleich oder größer ist als ein vorbestimmter Wert, wenn V den durch die Ladespannungserfassungseinrichtung 40 erfassten Spannungswert repräsentiert. Dieser Schritt dient dazu, –ΔV in Abhängigkeit von den Charakteristiken der Batterie 18 zu erfassen. Wenn die Ermittlung "JA" ergibt, so bestimmt die Vollladungsbeurteilungseinrichtung 58 in Schritt S224, dass sich die Batterie 18 im vollständig geladenen Zustand befindet.
  • Wenn in Schritt S222 "NEIN" ermittelt wird, so wird die Beurteilung der vollständigen Ladung in Schritt S214 nicht ausgeführt.
  • Als Nächstes wird der in 9 gezeigte Betrieb mittels eines konkreten Beispiels, in welchem sich die Spannung und die elektrische Leistung ändern, gesondert erläutert.
  • 10 ist eine Darstellung, welche die Änderungen der elektrischen Ladeleistung und der Ladespannung zeigt.
  • 9 ist eine Darstellung, welche im Detail den Prozess in Schritt S22 in 4 zeigt. Da der Prozess in Schritt S22 in vorbestimmten Intervallen aufgerufen wird, wird die folgende Beschreibung unter der Annahme gemacht, dass der in 9 gezeigte Prozess wiederholt wird.
  • In 10 bezeichnet Bezugszeichen V2 eine Kurvenlinie, welche die durch die Spannungserfassungseinrichtung 19a der Batterie 18 (die Ladespannungserfassungseinrichtung 40 in 2) erfasste Spannung repräsentiert. Bezugszeichen P2 bezeichnet eine Kurvenlinie, welche die elektrische Leistung repräsentiert, die auf Grundlage des durch die Stromerfassungseinrichtung 26 erfassten elektrischen Stroms berechnet wird. In 10 entspricht der Abschnitt d2 dem –ΔV-Effekt in Abhängigkeit von den Charakteristiken der Batterie 18.
  • Wenn der Ladevorgang der Batterie 18 einmal gestartet ist, so nimmt die durch die Ladespannungserfassungseinrichtung 40 erfasste Spannung zu (die Zeitdauer von 0 bis t1). Während dieser Zeitdauer führt die Maximalspannungsspeichereinrichtung 44 den Schritt S204 zum Speichern und Aktualisieren des Maximalspannungswerts VMAX1 aus. Jedes Mal wenn der Maximalspannungswert VMAX1 aktualisiert wird, bestimmt die Aktualisierungseinrichtung für elektrische Leistung 46 in Schritt S206, ob die Maximalspannung aktualisiert wurde oder nicht, und aktualisiert den Wert PMAX, wenn die Ermittlung "JA" ergibt. Da in dieser Zeitdauer der Wert PMAX – P nicht gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert, ergibt die Ermittlung in Schritt S210 "NEIN", und in Schritt S212 wird bestimmt, ob der Wert VMAx1 – V gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert. In der Zeitdauer von 0 bis t1 ergibt die Ermittlung im Schritt S212 "NEIN" und der Ablauf schreitet weiter zum Schritt S216. Da, wie durch die Kurvenlinie P2 in 10 gezeigt, die elektrische Leistung in dieser Zeitdauer zunimmt, wird die minimale elektrische Leistung im Schritt S216 nicht aktualisiert, die Ermittlung im Schritt S218 ergibt "NEIN" und in Schritt S222 wird bestimmt, ob der Wert VMAX1 – V gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert. Diese Ermittlung ergibt "NEIN" und der Ablauf kehrt zurück zum Prozess der 4.
  • Zum Zeitpunkt t2 ändert sich die elektrische Last und in der Spannung und in der elektrischen Leistung treten die Maximalwerte auf, wie in der Figur gezeigt. Im Schritt S204 wird der in 10 gezeigte Maximalwert als die Maximalspannung VMAX1 gespeichert. Nachdem der Maximalwert in der Maximalspannungsspeichereinrichtung 44 gespeichert wurde, speichert die Ak tualisierungseinrichtung für elektrische Leistung 46 den elektrischen Leistungswert zum Zeitpunkt der Speicherung des Maximalwerts im Schritt S208. In dem in 10 gezeigten Beispiel ist die Maximalspannung VMAX1 der Wert zum Zeitpunkt t2.
  • Nachdem der Maximalwert in der Speichereinrichtung für maximale elektrische Leistung 44 gespeichert wurde, wird in Schritt S210 bestimmt, ob der Wert PMAX – P gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert. Zum Zeitpunkt t2 ergibt die Ermittlung "NEIN", der Ablauf schreitet weiter zum Schritt S212 und es wird dann bestimmt, ob der Wert VMAX1 – V gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert. Zum Zeitpunkt t2 ergibt die Ermittlung "NEIN".
  • Zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 nehmen die Spannung und die elektrische Leistung ab und die Werte PMAX – P und VMAX1 – V steigen an. Wenn in dem in 10 gezeigten Beispiel der Wert PMAX – P größer ist als ein vorbestimmter Wert, so ergibt die Ermittlung in Schritt S210 "JA" und die Schritte S212 und S214 werden nicht ausgeführt. Das bedeutet, dass in Schritt S212, da die Änderung der elektrischen Leistung signifikant ist, die Beurteilung der vollständigen Ladung auf Grundlage von –ΔV verhindert wird.
  • Wenn die Ladung fortgesetzt wird und den Zeitpunkt t4 in 10 erreicht, so zeigt die elektrische Leistung eine Tendenz, allmählich abzunehmen, während die Spannung eine Tendenz zeigt, zuzunehmen und dann abzunehmen.
  • Wenn die elektrische Leistung abgenommen hat, so wird in Schritt S216 die in der Speichereinrichtung für minimale elektrische Leistung 54 gespeicherte minimale elektrische Leistung aktualisiert. Zwischen den Zeitpunkten t4 und t5 nimmt die Spannung zu, wie in 10 gezeigt, und der in der zweiten Spannungsaktualisierungseinrichtung 56 gespeicherte Spannungswert wird in Schritten S218 und S220 aktualisiert. Es wird dann in Schritt S222 bestimmt, ob der Wert VMAX2 – V gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert. In der Zeitdauer zwischen t4 und t5 ergibt die Ermittlung in Schritt S222 "NEIN" und der Ablauf kehrt zurück zum Prozess in 4.
  • Zum Zeitpunkt t5 nimmt die elektrische Leistung ab und die Spannung beginnt abzunehmen. Nach dem Zeitpunkt t5 ist die in der zweiten Maximalspannungsaktualisierungseinrichtung 56 gespeicherte Maximalspannung VMAX2 der Spannungswert zum Zeitpunkt t5. Nach dem Zeitpunkt t5 nimmt die Spannung ab, sodass der Wert VMAX2 – V größer ist als der Wert d2 in 10. Zu diesem Zeitpunkt ergibt die Ermittlung in Schritt S222 "JA" und der Ablauf schreitet weiter zum Schritt S224, um die Beurteilung der vollständigen Ladung durchzuführen. Gemäß dieser Ausführungsform kann daher selbst dann, wenn die Spannung und die elektrische Leistung sich zum Zeitpunkt t2 verändern, die Fehlbeurteilung der vollständigen Ladung vermieden werden. Somit kann die Genauigkeit der Erfassung der vollständigen Ladung verbessert werden.
  • Wenn die Beurteilung der vollständigen Ladung, wie sie in 9 gezeigt ist, abgeschlossen ist und die vollständige Ladung beurteilt wurde, so kehrt der Ablauf zurück zum Schritt S24 und die Maschine 10 und der Motor/Generator 12 werden angehalten. Ferner wird die vollständige Ladung durch die Anzeige mitgeteilt. In diesem Prozess sendet die ECU 32 in 1 das Signal an die externe Diagnoseeinrichtung 34, welche dann die Leuchte 36 einschaltet. Der Fahrer kann die Fertigstellung des Ladevorgangs durch Aufleuchten der Leuchte 36 erkennen.
  • Somit kann das Steuer/Regelsystem für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung ungleichmäßige Ladungen der Batterien ohne ein spezielles Ladegerät ausgleichen, und zwar durch vollständiges Laden der Batterie mit der durch einen Generator (Motor), der durch die Maschine gedreht wird, erzeugten elektrischen Leistung.
  • Um den Ladevorgang zum Ausgleich der unausgeglichenen Ladungen in den Unterbatterien zu starten, muss ein Startkommando für gleichmäßiges Laden eingegeben werden. In Antwort auf das Kommando tritt das Fahrzeug (die Maschine und der Motor/Generator) in den Zustand zum gleichmäßigen Laden ein. Somit kann das Fahrzeug zwischen dem Normalantriebszustand, in wel chem der Fahrer das Fahrzeug kontrolliert, und dem Zustand des gleichmäßigen Ladens umschalten, welche dafür kompatibel sind.
  • Diese Erfindung kann in anderen Formen ausgebildet oder in anderen Arten ausgeführt werden, ohne die Idee derselben zu verlassen. Die vorliegenden Ausführungsformen sind daher in jeglicher Hinsicht als illustrativ und nicht als beschränkend anzusehen, wobei der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche bezeichnet ist, und alle Modifikationen, die in die Bedeutung und den Äquivalenzbereich fallen, sollen darin eingeschlossen sein.
  • Steuer/Regelsystem für das Hybridfahrzeug der vorliegenden Erfindung, welches eine Maschine zur Erzeugung einer Antriebskraft für das Fahrzeug, einen Motor zur Erzeugung einer Unterstützungsantriebskraft zur Unterstützung der Ausgabe von der Maschine und eine Batterie zur Zuführung von elektrischer Energie zu dem Motor und zur Speicherung von durch den Motor, der als Generator wirkt, wiedergewonnener elektrischer Energie aufweist, wobei das Steuer/Regelsystem umfasst: eine Spannungserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Spannung von der Batterie; eine Vollladungsbeurteilungseinrichtung zur Beurteilung einer Vollladung der Batterie auf Grundlage der durch die Spannungserfassungseinrichtung erfassten Spannung; eine Erfassungseinrichtung für Änderung der elektrischen Ladeleistung zur Erfassung einer Änderung der elektrischen Ladeleistung zum Laden der Batterie sowie eine Vollladungsbeurteilungs-Verhinderungseinrichtung zum Verhindern einer Beurteilung der vollständigen Ladung, wenn die Erfassungseinrichtung für Änderung von elektrischer Ladeleistung die Änderung der elektrischen Ladeleistung erfasst.

Claims (2)

  1. Steuer-/Regelsystem für ein Hybridfahrzeug mit einer Maschine (10) zur Erzeugung einer Antriebskraft für das Fahrzeug, einem Motor (12) zur Erzeugung einer Unterstützungsantriebskraft, um die Ausgabe der Maschine (10) zu unterstützen, und einer Batterie (18), um dem Motor (12) elektrische Energie zuzuführen und um Energie zu speichern, die durch den als Generator arbeitenden Motor (12) wiedergewonnen wird, wobei das Steuer-/Regelsystem umfasst: eine Spannungserfassungseinrichtung (19a) zum Erfassen einer Spannung der Batterie (18); eine Vollladung-Beurteilungseinrichtung (32) zum Beurteilen der vollständigen Ladung der Batterie (18) auf Grundlage der durch die Spannungserfassungseinrichtung (19a) erfassten Spannung; eine Erfassungseinrichtung für Änderung der elektrischen Ladeleistung (42, 46, 48) zum Erfassen einer Änderung der elektrischen Ladeleistung zum Laden der Batterie (18); und eine Vollladungsbeurteilung-Verhinderungseinrichtung (50) zum Verhindern einer Beurteilung einer vollständigen Ladung, wenn die Erfassungseinrichtung für Änderung der elektrischen Ladeleistung (42, 46, 48) die Änderung in der elektrischen Ladeleistung erfasst, gekennzeichnet durch eine Erfassungseinrichtung für elektrische Ladeleistung (42) zum Erfassen der elektrischen Ladeleistung aus dem Produkt der Spannung der Batterie und dem elektrischen Strom zu der Batterie; eine Aktualisierungseinrichtung für elektrische Leistung (46) zum Speichern des erfassten elektrischen Ladeleistungswerts, wenn die Spannung von der Batterie (18) maximal wird; und einen Vergleicher (48) zum Vergleichen des in der Aktualisierungseinrichtung für elektrische Leistung (46) gespeicherten elektrischen Leistungswerts mit dem durch die Erfassungseinrichtung für elektrische Ladeleistung (42) erfassten elektrischen Leistungswert, wobei die Vollladungsbeurteilung-Verhinderungseinrichtung (50) die Beurteilung der Vollladung verhindert, wenn die Differenz zwischen den durch den Vergleicher (48) verglichenen Werten größer als ein vorbestimmter Wert ist.
  2. System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung für Änderung der elektrischen Ladeleistung (42, 46, 48) zum Erfassen der Änderung der elektrischen Leistung auf Grundlage einer Änderung von wenigstens einer Größe aus Drehzahl der Maschine (10), elektrische Ladeleistung und elektrische Last, die durch die von dem Generator (12) erzeugte elektrische Leistung angetrieben wird, vorgesehen ist.
DE60034168T 1999-02-03 2000-02-01 System zur Steuerung eines Hybridfahrzeugs Expired - Lifetime DE60034168T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2671299A JP3073975B1 (ja) 1999-02-03 1999-02-03 ハイブリッド車両の制御装置
JP2671299 1999-02-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60034168D1 DE60034168D1 (de) 2007-05-16
DE60034168T2 true DE60034168T2 (de) 2007-12-20

Family

ID=12200983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60034168T Expired - Lifetime DE60034168T2 (de) 1999-02-03 2000-02-01 System zur Steuerung eines Hybridfahrzeugs

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6294843B1 (de)
EP (1) EP1026807B1 (de)
JP (1) JP3073975B1 (de)
DE (1) DE60034168T2 (de)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3545240B2 (ja) * 1999-01-28 2004-07-21 本田技研工業株式会社 バッテリ劣化判断装置
US6878092B1 (en) * 1999-02-01 2005-04-12 Robert Bosch Gmbh Drive arrangement for at least one secondary aggregate of a motor vehicle and method for operating the drive arrangement
JP2000257462A (ja) * 1999-03-09 2000-09-19 Honda Motor Co Ltd ハイブリッド車両のエンジン制御装置
JP3395708B2 (ja) * 1999-04-27 2003-04-14 株式会社日立製作所 ハイブリッド車両
JP2001018669A (ja) * 1999-07-06 2001-01-23 Suzuki Motor Corp ハイブリッド動力車
US6702052B1 (en) * 1999-09-22 2004-03-09 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control apparatus for hybrid vehicles
KR100387483B1 (ko) * 2000-12-30 2003-06-18 현대자동차주식회사 전기 자동차용 배터리의 충전상태 제어방법
US7448328B2 (en) * 2001-03-27 2008-11-11 General Electric Company Hybrid energy off highway vehicle electric power storage system and method
US20060005736A1 (en) * 2001-03-27 2006-01-12 General Electric Company Hybrid energy off highway vehicle electric power management system and method
US7185591B2 (en) * 2001-03-27 2007-03-06 General Electric Company Hybrid energy off highway vehicle propulsion circuit
US9193268B2 (en) 2001-03-27 2015-11-24 General Electric Company Hybrid energy power management system and method
US7430967B2 (en) * 2001-03-27 2008-10-07 General Electric Company Multimode hybrid energy railway vehicle system and method
US9151232B2 (en) 2001-03-27 2015-10-06 General Electric Company Control system and method
US6615118B2 (en) * 2001-03-27 2003-09-02 General Electric Company Hybrid energy power management system and method
JP3566252B2 (ja) * 2001-12-12 2004-09-15 本田技研工業株式会社 ハイブリット車両及びその制御方法
US20030116368A1 (en) * 2001-12-20 2003-06-26 Winkelman James R. Accessory drive for vehicle with hybrid drive system
US6842673B2 (en) 2002-06-05 2005-01-11 Visteon Global Technologies, Inc. Engine engagement control for a hybrid electric vehicle
JP3839382B2 (ja) * 2002-09-13 2006-11-01 本田技研工業株式会社 車載蓄電装置の制御装置
JP2004112900A (ja) * 2002-09-18 2004-04-08 Nissan Motor Co Ltd 車両用発電制御装置
US6801028B2 (en) * 2002-11-14 2004-10-05 Fyre Storm, Inc. Phase locked looped based digital pulse converter
JP4029746B2 (ja) * 2003-03-10 2008-01-09 株式会社デンソー 車両用補機の制御装置
JP2005073379A (ja) * 2003-08-25 2005-03-17 Nissan Motor Co Ltd 車両のバッテリ充電状態判定装置
JP4529555B2 (ja) * 2004-06-22 2010-08-25 日産自動車株式会社 車両用発電機の制御装置
FR2891774B1 (fr) * 2005-10-10 2008-11-28 Renault Sas Dispositif et procede de gestion d'une batterie
US7605493B1 (en) 2005-11-09 2009-10-20 Joseph P. Boudreaux Electrically powered vehicle engine
JP4823078B2 (ja) * 2007-01-09 2011-11-24 ヤマハモーターエレクトロニクス株式会社 車両における充電装置
WO2011039772A2 (en) * 2009-09-15 2011-04-07 Kpit Cummins Infosystems Ltd. Hybrid drive system for vehicle having engine as prime mover
CN102498007B (zh) 2009-09-15 2014-12-10 Kpit技术有限责任公司 动力辅助系统
KR101897836B1 (ko) * 2009-09-15 2018-09-12 케이피아이티 테크놀로지스 엘티디. 차량을 하이브리드 차량으로 변환하는 방법
BR112012005366A2 (pt) 2009-09-15 2020-09-15 Kpit Cummins Infosystems Ltd. método de assistência de motor para um veículo híbrido com base na entrada de usuário, seu sistema e dispositivo
JP5774592B2 (ja) 2009-09-15 2015-09-09 ケーピーアイティ テクノロジーズ リミテッド 予測駆動範囲に基づくハイブリッド車のモータ補助
US20110100731A1 (en) * 2009-10-30 2011-05-05 Hassan M Hassan Perpetual fuel-free electric vehicle
JP5110149B2 (ja) * 2010-10-28 2012-12-26 株式会社Ｊｖｃケンウッド 車載器制御装置、車載器制御方法、及び、プログラム
US9446666B2 (en) * 2011-06-16 2016-09-20 Renault S.A.S. Method to supply an electric accessory of a motor vehicle comprising an electric battery to which said accessory is connected
KR101420340B1 (ko) * 2012-03-23 2014-07-16 삼성에스디아이 주식회사 차량 운행 시스템, 및 이의 제어방법
JP2014118079A (ja) * 2012-12-18 2014-06-30 Mitsubishi Motors Corp ハイブリッド車の充電制御装置
DE102013013541B3 (de) * 2013-08-14 2014-12-04 Audi Ag Kraftfahrzeug mit Klimakompressormotor als Starter der Brennkraftmaschine
US9272628B2 (en) * 2013-12-09 2016-03-01 Textron Inc. Using AC induction motor as a generator in a utility vehicle
US9719477B2 (en) 2013-12-09 2017-08-01 Textron Inc. Using a DC or AC generator as a starter with fault detection
US20150207344A1 (en) * 2014-01-17 2015-07-23 General Electric Company Configurable hybrid energy storage system and method
US9827865B2 (en) 2014-12-30 2017-11-28 General Electric Company Systems and methods for recharging vehicle-mounted energy storage devices
US10300804B2 (en) 2015-04-29 2019-05-28 General Electric Company Apparatus and method for automated positioning of a vehicle
US9987938B2 (en) 2015-12-04 2018-06-05 General Electric Company Energy storage device, exchange apparatus, and method for exchanging an energy storage device
CN112977439A (zh) * 2021-03-18 2021-06-18 浙江卡尔森汽车有限公司 商务车的自主控制系统及车辆控制方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3991357A (en) * 1974-04-30 1976-11-09 The Stolle Corporation Storage battery monitoring and recharging control system with automatic control of prime mover driving charging generator
JPH01136534A (ja) * 1987-11-19 1989-05-29 Matsushita Electric Works Ltd 充電回路
JPH0817536B2 (ja) * 1989-06-30 1996-02-21 日立工機株式会社 電池の充電装置
JPH05115131A (ja) * 1991-10-22 1993-05-07 Matsushita Electric Works Ltd 充電制御回路
JPH08289407A (ja) * 1995-02-13 1996-11-01 Nippon Soken Inc ハイブリッド車の発電制御装置
JPH09182311A (ja) 1995-12-22 1997-07-11 Honda Motor Co Ltd バッテリの充電制御装置
US5841201A (en) * 1996-02-29 1998-11-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle drive system having a drive mode using both engine and electric motor
JP3167935B2 (ja) * 1996-08-02 2001-05-21 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JPH1051971A (ja) 1996-08-02 1998-02-20 Kokusai Electric Co Ltd 充電器
JP3099769B2 (ja) * 1997-03-24 2000-10-16 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置およびその制御方法
US5977647A (en) * 1997-11-26 1999-11-02 Thermo King Corporation Automatic pretrip for engine powered generator
JP3525218B2 (ja) * 1998-09-18 2004-05-10 本田技研工業株式会社 ハイブリッド車両の回生制御装置
US6230496B1 (en) * 2000-06-20 2001-05-15 Lockheed Martin Control Systems Energy management system for hybrid electric vehicles

Also Published As

Publication number Publication date
EP1026807A2 (de) 2000-08-09
JP2000224703A (ja) 2000-08-11
JP3073975B1 (ja) 2000-08-07
US6294843B1 (en) 2001-09-25
DE60034168D1 (de) 2007-05-16
EP1026807A3 (de) 2004-07-14
EP1026807B1 (de) 2007-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60034168T2 (de) System zur Steuerung eines Hybridfahrzeugs
DE60020459T2 (de) Batteriesteuerungsvorrichtung für Hybridfahrzeug
DE60128905T2 (de) Regelung der motorfunktion eines hybridfahrzeugs
DE102009022831B4 (de) Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie
DE19505726C2 (de) Generatorausgangsleistungs-Steuereinheit für ein elektrisches Fahrzeug mit bordeigenem Generator
DE102011084777B4 (de) Fahrzeugstromversorgungssystem
DE10330566B4 (de) Steuervorrichtung und Steuerungsverfahren für ein Hybridfahrzeug
DE102007006849B4 (de) Steuergerät, welches wirtschaftlich und zuverlässig einen Elektrogenerator steuern kann
DE10045426B4 (de) Kühlgebläse-Fehlererfassungsvorrichtung für ein Hybridfahrzeug
DE112012003427T5 (de) Fahrzeugantriebsvorrichtung
DE60116578T2 (de) Fahrzeugbatterieladesteuerung
DE102006001201B4 (de) Verfahren zur Steuerung eines Batterieladungsvorgangs
DE10346720A1 (de) Fahrzeugsteuerungsvorrichtung
DE102013100746A1 (de) Lade- /Entladesteuerungsvorrichtung
DE102017130319A1 (de) Steuerung für ein Elektrofahrzeug und Elektrofahrzeug
DE102012200978B4 (de) Vollladungs-Steuervorrichtung für eine fahrzeugeigene Batterie
EP2043897B1 (de) Verfahren zur regelung des ladezustandes eines energiespeichers für ein fahrzeug mit hybridantrieb
EP2945258B1 (de) Verfahren zum management der elektrischen stromversorgung in einem kraftfahrzeug
DE102005046342A1 (de) Verfahren zur Regelung einer Ausgangsspannung eines Generators
WO2010004023A2 (de) Verfahren zum erfassen des ladezustands einer fahrzeugbatterie und elektronische steuerung
DE19639826A1 (de) Ladesystem für ein Kraftfahrzeug
WO2019110341A1 (de) Verfahren zum steuern einer elektrischen anlage eines elektrisch antreibbaren kraftfahrzeugs sowie ladezustandssteuereinrichtung für ein kraftfahrzeug
DE102014211956A1 (de) Fahrzeugladesystem
EP1410479B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum steuern der aufladung einer kraftfahrzeugbatterie
EP1102381B1 (de) Spannungsregelung für den Drehstromgenerator eines Kraftfahrzeuges

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition