SE534891C2 - Fastställande av laddningstid - Google Patents

Abstract

En förbättrad metod för fastställande av en resulterad laddningstid för användning vidladdning av minst ett startbatteri i ett dubbelbatterisystem redovisas.Dubbelbatterisystemet innefattar minst ett kraftbatteri inkopplat i ett elektriskt systeminnefattande en startmotor och en batteriladdningsanordning, samt det minst enastartbatteriet som är parallellkopplingsbart med det minst ena kraftbatteriet. I enlighetmed uppfinningen fastställs en initial laddningstid baserat på det minst enastartbatteriets temperatur och på ett mätvärde avseende startmotorns beteende, närnämnda startmotor är aktiverad. Vidare fastställs den resulterade laddningstiden föranvändning vid laddning av det minst ena startbatteriet, under laddning av det minstena startbatteriet, baserat på den initiala laddningstiden och på relationen mellan ennominell laddningsspänning och en faktisk laddningsspänning som används vidladdning av det minst ena startbatteriet. Genom den föreliggande uppfinningen kanden resulterade laddningstiden fastställas mycket exakt genom anpassning till defaktiska parametrar som påverkar kvaliteten och effektiviteten vid laddning av ' startbatterier. Fig. 4

Description

534 891 Av denna anledning bör det minst ena SLI-batteriet 120 kunna tillhandahålla tillräckligt med elektrisk energi för båda dessa funktioner. Följaktligen måste det minst ena SLI-batteriet 120 i ett traditionellt batterisystem ha både hög effekt och god cyklingskapacitet. Hög effekt krävs för att SLI-batteriet ska kunna driva startmotom.

Cyklingskapacitet krävs. så att det kan laddas ur och återladdas åtskilliga gånger, till följd av att det utnyttjas av elektriska enheter när motom inte år igång. Vanligtvis utgör hög effekt och god cyklingskapacitet motstridiga egenskaper hos batterier. För det traditionella batterisystemet i figur 1 krävs följaktligen en kompromiss mellan dessa två egenskaper, så att SLI-batteriet kan nyttjas för båda dessa funktioner. Det minst ena SLI-batteriet 120 år därför normalt utformat för att vara ett batteri där dessa två funktioner är balanserade mot varandra. Detta leder emellertid till en suboptimal användning av det minst ena SLI-batteriet 120, eftersom det inte kan optimeras för båda dessa funktioner.

Figur 2 visar ett batterisystem i enlighet med teknikens ståndpunkt försett med minst ett kraftbatteri 220 och minst ett startbatteri 230. som vart och ett tillhandahåller elektrisk energi för olika ändamål. l detta fall tillhandahåller det minst ena kraftbatteriet 220 likspänning till de elektriska enheter som används när motom inte är igång, t.ex. lampor 211 och värmesystem 212. Det minst ena startbatteriet 230 förser startmotom 213 med elektrisk energi. En generator 214 används för att ladda batteriema. Ett motorstyrsystem 215 reglerar startmotom 213. En kopplingsanordning 216 krävs för att båda batteriema ska kunna laddas av generatom 214.

Systemet som visas i figur 2 har emellertid den nackdelen att viloströmmar laddar ur startbatteriet 230 genom motorstyrsystemet 215. Dessutom implementeras ofta kopplingsanordningen 216 l form av en diod, vilket gör att energin från kraftbatteriet 220 inte kan användas för aktivering av startmotorn 213.

Figur 3 visar schematiskt ett dubbelbatterisystem 300, där minst ett kraftbatteri 320 är kopplat till ett elektriskt system 310. Det elektriska systemet innefattar en startmotor 313 och en batteriladdningsanordning, innefattande en generator 314. lO 15 20 25 30 534 891 Som angivits ovan innefattar det elektriska systemet även elektriska enheter som används när motom inte är igång, t.ex. värmesystem för förarhytter 312, lampor 311 och liknande. Dessutom innefattar det elektriska systemet 310 ett motorstyrsystem 315 som reglerar startmotom 313. I dubbelbatterisystemet 300 är minst ett startbatteri 330 parallellkopplingsbart med det minst ena kraftbatteriet 320 med hjälp aven tvàkretsbrytare 350. När tvåkretsbrytaren 350 är sluten, parallellkopplas följaktligen det minst ena startbatteriet 330 och det minst ena kraftbatteriet 320 så att de gemensamt förser det elektriska systemet 310 med en dubbelsystemspänning.

När tvåkretsbrytaren 350 är öppen, förser det minst ena kraftbatteriet 320 ensamt det elektriska systemet med elektrisk energi. Tvàkretsbrytaren 350 används följaktligen för att reglera den elektriska energi som tillhandahålls till det elektriska systemet, så att startbatteriet 330 kan tillhandahålla extra kraft när starmotorn 313 ska aktiveras.

I dubbelbatterisystemet 300 används det minst ena kraftbatteriet 320 huvudsakligen för att tillhandahålla energi till de elektriska enhetema i elektriska systemet 310, vilka används även när motom inte är igång. Det minst ena kraftbatteriet 320 kan därför optimeras med avseende på cyklingskapacitet. På motsvarande sätt används det minst ena startbatteriet 330 huvudsakligen för att endast tillhandahålla energi till startmotom 313, och kan därför optimeras med avseende pà hög starteffekt. Ett mer optimerat batterisystem kan följaktligen erhållas.

Vid laddning av det minst ena kraftbatteriet 320 och det minst ena startbatteriet 330 kan tvåkretsbrytaren 350 användas för att koppla in och/eller koppla ur startbatteriet 330 i förhållande till laddningsanordningen, där laddningsanordningen innefattar generatorn 314.

Batterisystem i enlighet med teknikens ståndpunkt har ett generellt problem avseende suboptimerad laddning av batteriema, vilket förkortar batteriemas tillämpliga livslängd, vilket i sin tur medför ekonomiska och miljömässiga nackdelar.

Framför allt leder överladdning av det minst ena startbatteriet, vilket orsakar korrosion och vattenförlust för det minst ena startbatteriet, vilket beror på underlägsna laddningsmetoderi enlighet med teknikens ståndpunkt, till minskad tillämplig livslängd för det minst ena startbatteriet. 10 15 20 25 30 534 89'l Uppfinningens syfte och viktigaste funktioner Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en metod för fastställande av en resulterad laddningstid, ett datorprogram och en anordning för fastställande av en resulterad laddningstid som löser ovanstående problem.

Den föreliggande uppfinningen avser följaktligen att tillhandahålla en metod för fastställande av en resulterad laddningstid för användande vid laddning av minst ett startbatteri i ett dubbelbatterisystem, vilket leder till en förlängd, eller åtminstone inte till en onödigtvis förkortad, användbar livslängd för det minst ena startbatteriet.

Detta syfte uppnås med en metod för fastställande av en resulterad laddningstid för användande vid laddning av minst ett startbatteri i ett dubbelbatterisystem i enlighet med den kännetecknande delen av krav 1.

Detta syfte uppnås även med en anordning anordnad för fastställande av en resulterad laddningstid för användande vid laddning av minst ett startbatteri i ett dubbelbatterisystem i enlighet med den kännetecknande delen av krav 17.

Syftet uppnås även genom ett datorprogram som implementerar metoden för den föreliggande uppfinningen.

Metoden, anordningen och datorprogrammet för fastställande av en resulterad laddningstid i enlighet med den föreliggande uppfinningen kännetecknas av att en initial laddningstid först fastställs baserat på ett temperaturvärde avseende startbatteriet och på ett mätvärde avseende startmotoms beteende, när denna aktiveras. Sedan fastställs adaptivt en resulterad laddningstid för användande vid laddning av minst ett startbatteri baserat på den initiala laddningstiden och på relationen mellan en nominell laddningsspänning och en faktisk laddningsspänning som används vid laddning av det minst ena startbatteriet. Fastställandet av den resulterade laddningstiden utförs vid ladd ning av det minst ena startbatteriet. 10 15 20 25 30 534 8B'l Den resulterade Iaddningstiden justeras följaktligen adaptivt baserat på den faktiskt utförda laddningens kvalitet, vilket resulterar i ett mycket effektivt och exakt fastställande av den resulterade Iaddningstiden. Fastställandet av den resulterade Iaddningstiden baseras här adaptivt både på ett temperaturvärde avseende det minst ena startbatteriet och på den faktiska laddningsspänning som används vid laddning av det minst ena startbatteriet, där båda dessa utgör parametrar som år grundläggande för den faktiskt utförda laddningens effektivitet.

Genom att använda den exakt fastställda resulterade Iaddningstiden vid laddning av det minst ena startbatteriet, undviks överladdning av det minst ena startbatteriet, vilket får till resultat att den tillämpliga livslängden för det minst ena starlbatteriet inte onödigtvis förkortas till följd av korrosion och vattenförlust. Batterierna kan därför användas under längre tid, vilket har både ekonomiska och miljömässiga fördelar.

I enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen fastställs den resulterade Iaddningstiden genom att först ställa in en återstående laddningstid som är lika med den initiala Iaddningstiden och sedan utföra en eller flera minskningar av den återstående Iaddningstiden. Varje minskning avser här en skillnad mellan den faktiskt använda laddningsspänningen och den nominella laddningsspänningen, där minskningen har ett relativt högre värde om skillnaden är liten och ett relativt lägre värde om skillnaden är stor. Den resulterade Iaddningstiden motsvarar här den tidslängd som den minst ena minskningen kräver, i syfte att minska den återstående laddningstid till noll tidsenheter.

Detta utförande har den fördelen att adaptionen av den resulterade Iaddningstiden, dvs. den minst ena minskningen av den återstående Iaddningstiden, är nära relaterad med den faktiskt använda laddningsspänningen, vilket ger en mycket exakt adaption. Detta utförande har även fördelar som avser implementeringen av metoden, eftersom adaptionen kan uppnås med hjälp av en iterativ loop, som enkelt kan implementeras vid programmering av instruktioner för en processoranordning som exekverar metoden. 10 15 20 25 30 534 851 Detaljerade typiska utföranden och fördelar med metoden för fastställande av en resulterad laddningstid, datorprogrammet och anordningen för fastställande av en resulterad laddningstid i enlighet med uppfinningen beskrivs i det följande med hänvisning till bifogade ritningar som visar ett antal föredragna utföringsformer.

Kort beskrivning av ritningarna F lg. 1 visar schematiskt ett traditionellt batterisystem.

Fig. 2 visar schematiskt ett batterisystem i enlighet med teknikens ståndpunkt.

Fig. 3 visar schematiskt ett dubbelbatterisystem.

Fig. 4 visar ett flödesdiagram för en generell metod i enlighet med föreliggande uppfinning.

Fig. 5 visar ett flödesdiagram för en metod i enlighet med föreliggande uppfinning.

Fig. 6 visar ett flödesdiagram för en möjlig implementering av en metod i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

F ig. 7a visar schematiskt en anordning för fastställande av en laddningstid i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

Fig. 7b visar ett flödesdiagram för ett system anordnat för laddning i enlighet med den föreliggande uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Vid laddning av batterier är den resulterade laddningstiden, dvs. den faktiska tid som används för batteriladdning, och laddningsspänningen grundläggande för att inte försämra batteriemas kapacitet och tillämpliga livslängd. Generellt, när den resulterade laddningstiden för ett batteri år för kort, tilltar en irreversibel tillväxt av sulfatkristaller tills batteriet blir sulfaterat. Å andra sidan, när den resulterade laddningstiden för ett batteri är för lång, uppstår korrosion och vattenförlust i batteriet, vilket förkortar dess livslängd. l det följande exemplifieras metodema och anordningama för fastställande av en resulterad laddningstid och för att utföra laddningen av minst ett startbatteri avseende ett fordon. Såsom är uppenbart för en fackman kan emellertid motsvarande metoder och anordningar även användas i farkoster, elleri andra anordningar där dubbelbatterisystem kan användas. 10 15 20 25 30 534 BEN I detta dokument utgör en initial laddningstid och en återstående laddningstid värden som används av uppfinningens metoder och anordningar i processen att fastställa den tidsperiod under vilken laddningen av det ett eller flera stanbatteriema bör utföras. Den initiala laddningstiden motsvarar en tidsperiod som initialt, dvs. relativt snart efter att startmotom har aktiverats, anses vara tillräcklig för laddning av det ett eller flera startbatteriema. Under laddning av det ett eller flera startbatteriema, beräknas laddningen behöva pågå under en tidsperiod som motsvarar den återstående laddningstiden. Under processen att ladda det ett eller flera startbatteriema utnyttjas den återstående laddningstiden av uppfinningens metod och anordning för fastställande av en resulterad laddningstid. Laddningen av minst ett startbatteri utförs under en tidsperiod som är lika med den resulterade laddningstiden. l enlighet med ett utförande av uppfinningen som redovisas nedan, sätts t.ex. den återstående laddningstiden till samma värde som den initiala laddningstiden. Den återstående laddningstiden minskas sedan en eller flera gånger tills noll tidsenheter återstår av den återstående laddningstiden. Den resulterade laddningstiden motsvarar sedan tidsperioden från inställningen av den initiala laddningstiden, dvs. från en tidpunkt relativt snart efter att startmotorn har aktiverats, till den tidpunkt då noll tidsenheter återstår av den återstående laddningstiden. l dubbelsystemet som visas schematiskt i figur 3, förser det minst ena startbatteriet 330 huvudsakligen det elektriska systemet 310 med likström endast när det driver startmotom 313, medan det minst ena kraftbatteriet 320 nyttjas för att huvudsakligen tillhandahålla all annan likström till det elektriska systemet 310. Vanligtvis när batteriladdning ska utföras är följaktligen det minst ena startbatteriet 330 och det minst ena kraftbatteriet 320 inte lika urladdade. Vid laddning av det minst ena startbatteriet 330 och det minst ena kraftbatteriet 320 krävs vanligtvis därför olika laddningstid för det minst ena startbatteriet 330 och det minst ena kraftbattenet 320.

Figur 4 visar ett flödesdiagram för en generell metod i enlighet med den föreliggande uppfinningen för fastställande av en resulterad laddningstid för användande vid laddning av minst ett startbatteri 330 i ett dubbelbatterisystem. I metodens första steg i enlighet med uppfinningen fastställs en initial laddningstid. 10 15 20 25 30 534 891 Fastställandet av den initiala laddningstiden beaktar ett temperaturvärde avseende det minst ena startbatteriet 330 samt även ett mätvärde avseende startmotoms 313 beteende, när denna är aktiverad. Startmotom aktiveras av minst något av startbatteriet 330 eller kraftbatteriet 320. l metodens andra steg fastställs en resulterad laddningstid för användande vid laddning av det minst ena startbatteriet 330. Den resulterade laddningstiden fastställs baserat på den initiala laddningstiden som fastställs i metodens första steg, och på en relation mellan en nominell laddningsspänning och en faktisk laddningsspänning som används vid laddning av nämnda minst ena startbatteriet. Det andra steget utförs under den tid som används för laddning av det minst ena startbatteriet 330. l enlighet med den föreliggande uppfinningens metod fastställs följaktligen den resulterade laddningstiden för laddning av det minst ena startbatteriet 330 adaptivt. dvs. först fastställs den initiala laddningstiden och därefter fastställs den resulterade laddningstiden adaptivt. l praktiken sätts först den återstående laddningstiden till samma värde som den initiala laddningstiden, och sedan utförs adaptivt fortlöpande minskningar av den återstående laddningstiden. Den resulterade laddningstiden motsvarar den tidslängd som krävs för dessa minskningar i syfte att minska den återstående laddningstiden till noll tidsenheter.

När den initiala laddningstiden fastställs beaktas ett temperaturvärde för det minst ena startbatteriet 330 och ett mätvärde avseende startmotoms 313 beteende när den är aktiverad för fastställande av den initiala laddningstiden. I enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen bör den initiala laddningstiden vara längre än en fördefinierad kortaste laddningstid (en minimal laddningstid) och bör vara kortare än en fördefinierad längsta laddningstid (en maximal laddningstid). Den kortaste respektive längsta laddningstiden sätts båda till värden som är beroende av det minst ena startbatteriets 330 temperatur. l enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen fastställs det minst ena startbatteriets 330 temperatur genom mätning av temperaturen. 10 15 20 25 30 534 891 Detta kan utföras på ett flertal olika sätt, vilket är uppenbart för en fackman, t.ex. genom användning av temperaturgivare som tillhandahåller temperaturrelaterade signaler. l enlighet med ett annat utförande av den föreliggande uppfinningen beräknas temperaturen, där beräkningen baseras på en batterimodell som tillämpas för det till antalet minst ett startbatteriet 330.

I enlighet med ett utförande av uppfinningen fastställs nämnda startmotors 313 beteende, vilka används för att fastställa den initiala laddningstiden, i relation till det minst ena startbatteriets 330 uppmätta eller beräknade temperatur, så att temperaturrelaterade beteenden, dvs. temperaturrelaterade startegenskaper, kan fastställas. De temperaturrelaterade startegenskapema fastställs genom analys av den igångsättning som startmotom utför 313. I enlighet med ett utförande av uppfinningen baseras startegenskaperna på startmotoms 313 varvtalsvärde, t.ex. ett mätvärde för medelvarvtal, samt på den tid under vilken igångsättningen utförs. lgångsättningshastigheten och den tid som åtgår för denna igångsättning när startmotom 313 är aktiverad används följaktligen för att fastställa om det var lätt eller trögt att starta motom, dvs. för att fastställa startmotoms 313 beteende. Dessa beteenden relateras sedan till det minst ena startbatteriets 330 temperatur.

Vid fastställande av den resulterade laddningstiden för användande vid laddning av minst ett startbatteri 330, sätts den återstående laddningstiden till samma värde som den initiala laddningstiden, och där sedan den återstående laddningstiden minskas under laddningen av det minst ena startbatteriet 330, och uppnår därigenom ett adaptivt fastställande av den resulterade laddningstiden. Den utförda minskningen baseras på relationen mellan en nominell laddnlngsspänning och en faktisk laddnlngsspänning som används vid laddning av minst ett startbatteri 330.

I enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen är den nominella laddningsspänningen relaterad till det minst ena startbatteriets 330 temperatur. För att säkerställa den nominella laddningsspänningen antingen uppmäts eller beräknas det minst ena startbatteriets 330 temperatur, i enlighet med ovanstående beskrivning, varefter den nominella laddningsspänningen fastställs baserat på denna temperatur. 10 15 20 25 30 534 891 10 För vanligt förekommande batterier föreligger i princip en väldefinierad och välkänd relation mellan nomineil iaddningsspänning och temperatur, vilket kan utnyttjas för fastställande av den nominella laddningsspänningen för det minst ena startbatteriet 330 i enlighet med uppfinningen. l enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen fastställs den faktiska laddningsspänningen, som används vid laddning av det minst ena startbatteriet 330, genom mätning av den faktiska spänningen som tillhandahålls av laddningsanordningen, inklusive generatom 314. Denna faktiskt tillhandahållna iaddningsspänning kan uppmätas med en anordning som nonnalt förekommer i t.ex. ett fordon för reglering av laddningsanordningens funktionalitet.

Som angivits ovan och i enlighet med uppfinningens metod, fastställs den resulterade laddningstiden för laddning av det minst ena startbatteriet 330 adaptivt, genom att under laddning av det minst ena startbatteriet 330 adaptivt minska den återstående laddningstiden. l enlighet med ett utförande av uppfinningen beror minskningens storlek på relationen mellan den nominella laddningsspänningen och den faktiska laddningsspänningen som används vid laddning av minst ett startbatteri 330.

I enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen har minskningen av den återstående laddningstiden ett relativt högt värde om skillnaden mellan spänningsnivàema för den nominella laddningsspänningen och den faktiska laddningsspänningen är relativt liten. Denna stora minskning kan utföras eftersom när startbatteriet 330 laddas med en faktisk iaddningsspänning som ligger nära en nomineil iaddningsspänning för det minst ena startbatteriets 330 temperatur, så utförs en optimal eller nära optimal laddning av det minst ena startbatteriet 330. Den slutsats som följaktligen kan dras är att det minst ena startbatteriet 330 har Iaddats effektivt och att den resulterade laddningstiden kan göras relativt kort. Å andra sidan, om skillnaden mellan spänningsnivàema för den nominella laddningsspänningen och den faktiska laddningsspänningen är relativt stor, dvs. när startbatteriet 330 laddas med en faktisk iaddningsspänning som är relativt mycket 10 15 20 25 30 534 891 11 lägre ån den nominella laddningsspänningen, erhåller minskningen av den återstående Iaddningstiden ett relativt làgt värde. Eftersom laddningen av det minst ena startbatteriet 330 följaktligen har utförts på ett icke-optimalt sätt, bör minskningen av den återstående Iaddningstiden bli relativt liten, vilket resulterar i en relativt lång resulterad laddningstid.

Genom fastställande av den resulterade Iaddningstiden, genom adaptiva minskningar av den återstående Iaddningstiden, baserat på kvaliteten avseende den faktiskt utförda laddningen av det minst ena startbatteriet 330, kan en mycket exakt tidslängd fastställas, dvs. den resulterade Iaddningstiden, under vilken det minst ena startbatteriet 330 kan laddas. Eftersom detta fastställande, i enlighet med ett utförande, dessutom justeras adaptivt baserat på parametrar som är grundläggande för effektiviteten avseende den utförda laddningen, dvs. på både temperaturvärdet avseende det minst ena startbatteriet 330 och på den faktiska laddningsspänning som används vid laddning av det minst ena startbatteriet 330, kan den resulterade Iaddningstiden, i enlighet med den föreliggande uppfinningen, anpassas till de momentana betingelsema för både det minst ena startbatteriet 330 och laddningsanordningen, inklusive generatorn 314.

Härigenom utförs ingen överladdning av det minst ena startbatteriet 330 av misstag, vilket säkerställer att den tillämpliga livslängden för det minst ena startbatteriet inte onödigtvis förkortas till följd av korrosion och vattenförlust. Dessutom undviks underladdning i kraft av den exakt fastställda resulterade Iaddningstiden. l enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen motsvaras storleken för varje sådan minskning av den återstående Iaddningstiden av en minskningstid t,, som är lika med en faktisk tid t, som har spenderats på laddning av det minst ena startbatteriet 330 sedan den föregående minskningen multiplicerad med en konstant k, t, = k"t,. Följaktligen utgör den faktiska tiden t, här den normala tidsåtgången mellan två på varandra följande minskningar av den återstående Iaddningstiden.

Konstanten kfastställs här baserat på skillnaden mellan den faktiska laddningsspänningen och den nominella Iaddningsspänningen. 10 15 20 25 30 534 891 12 Det vill säga, varje minskning kan betraktas som att den förorsakar en andrahandsindikator tillhörande en klocka som mäter laddningen att löpa fortare än den kronologiska tiden från den föregående minskningen till den innevarande minskningen, där konstanten k fastställer hur mycket snabbare den ska löpa. l enlighet med ett utförande av uppfinningen beror värdet för konstanten k både på skillnaden mellan den faktiska laddningsspänningen och den nominella laddningsspänningen samt pà det minst ena startbatteriets temperatur.

I enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen specificeras specifika värden för en relativt större minskning. Här har konstanten k ett värde i intervallet av cirka 3 till 6,5 i det fall skillnaden mellan den faktiska laddningsspänningen och den nominella laddningsspänningen är cirka 0 % till 2 % av den nominella laddningsspänningen. Mer specifikt har konstanten k ett värde av cirka 6; k = 6; i det fall skillnaden är cirka 0 % av den nominella laddningsspänningen, dvs. när en i det närmaste nominell laddnlngsspänning används. Dessutom har konstanten k ett värde av cirka 3,5; k = 3,5; i det fall skillnaden är cirka 2 % av den nominella laddningsspänningen.

I enlighet med ett annat utförande av den föreliggande uppfinningen specificeras specifika värden för en relativt mindre minskning. Här har konstanten k ett värde i intervallet av cirka 0,5 till 2,5 i det fall skillnaden mellan den faktiska laddningsspänningen och den nominella laddningsspänningen är cirka 4 % till 10 % av den nominella laddningsspänningen. Mer specifikt har konstanten k ett värde av cirka 2; k = 2; i det fall skillnaden är cirka 4 % av den nominella laddningsspänningen.

Dessutom har konstanten k ett värde av cirka 1; k = 1; i det fall skillnaden är cirka 10 % av den nominella laddningsspänningen.

Dessa specifika värdena för konstanten k, motsvarande större respektive mindre minskningar, garanterar en mycket exakt resulterad laddningstid för användande vid laddning av minst ett startbatteri. 10 15 20 25 30 534 BEN 13 I enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen baseras minskningen av den återstående laddningstiden även på en fördefinierad maximal laddningstid, som kan fastställas baserat på batteritemperaturen för det ett eller flera startbatterierna. Om den maximala laddningstiden har uppnåtts vid en bestämd tidpunkt, dvs. om det minst ena startbatteriet 330 har laddats under en totaltid som överskrider den maximala laddningstiden, är minskningen sådan att den återstående laddningstiden minskas till noll tidsenheter. När den maximala laddningstiden har uppnåtts, ska följaktligen den återstående laddningstiden, vid fastställande av minskningen, förkortas så att noll tidsenheter återstår av den återstående laddningstiden från denna specifika tidpunkt, och laddningen av det minst ena startbatteriet 330 därigenom avslutas.

I enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen baseras minskningen av den återstående laddningstiden på en fördefinierad minimal laddningstid, som även kan fastställas baserat på batteritemperaturen för det ett eller flera startbatteriema. Om den minimala laddningstiden inte har uppnåtts i sin helhet vid en viss tidpunkt tillåts inte justeringen utgöra en minskning som minskar den återstående laddningstiden till ett värde som innebär att noll tidsenheter återstår av den återstående laddningstiden från denna tidpunkt, dvs. minskningen minskar den återstående laddningstiden till ett värde som utgör fler än noll tidsenheter.

Laddningen av det minst ena startbatteriet 330 tillåts följaktligen inte att avslutas innan det minst ena startbatteriet 330 som minst har laddats under den minimala laddningstiden.

Genom att begränsa den adaptiva justeringen av den resulterade laddningstiden genom användning av den minimala respektive maximala laddningstiden, erhålls en extra försiktighetsåtgärd mot underladdning respektive överladdning, för det minst ena startbatteriet 330. l enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen baseras minskningen på om laddningsanordningen, inklusive generatorn 314, tillhandahåller en laddningsspänning eller inte. 10 15 20 25 30 534 891 14 Om laddningsanordningen inte tillhandahåller en laddningsspänning, minskas den återstående laddningstiden till ett värde som innebär att noll tidsenheter återstår av den återstående laddningstiden från denna tidpunkt. När generatom slutar generera en laddningsspänning bör den inledda laddningen av det minst ena startbatteriet avslutas. l enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen innefattar minskningen av den återstående laddningstiden minst två på varandra följande subtraktioner. Var och en av dessa subtraktioner utförs i form av en minskning i enlighet med ovanstående beskrivning. l ett utförande fastställs följaktligen en faktisk laddningsspänning för varje subtraktion, som används tillsammans med den nominella laddningsspänningen för att fastställa värdet för denna subtraktion. l ett annat utförande används både den faktiska laddningsspänningen i relation till den nominella laddningsspänningen samt det minst ena startbatteriets 330 temperatur för att fastställa subtraktionens storlek.

Ett adaptivt fastställande av den resulterade laddningstiden som används för laddning av det minst ena startbatteriet 330 innefattar här följaktligen flera på varandra följande fastställanden av skillnader mellan spänningsnivåer för den faktiska laddningsspänningen och den nominella laddningsspänningen samt möjligen också på startbatteriets temperatur, där varje efterföljande fastställande möjligen också följs av en minskning av den återstående laddningstiden, och där minskningen står i relation till resultatet av detta fastställande. Detta säkerställer att ett mycket exakt fastställande av den resulterade laddningstiden används vid laddning av det minst ena startbatteriet 330, även då det minst ena startbatteriets temperatur och/eller den faktiska laddningsspänningen varierar övertid.

Dessa på varandra följande minskningar av den återstående laddningstiden kan utföras huvudsakligen ialla tidsintervall som garanterar att den resulterade laddningstiden kan anpassas till variationema i temperatur för det minst ena startbatteriet 330 och/eller den faktiska laddningsspänningens nivå. l enlighet med ett utförande av den föreliggande uppfinningen separeras två på varandra följande minskningar i tid med cirka 0,5 sekunder till cirka 3 minuter, och tidsepareras helst 10 15 20 25 30 534 B91 15 med cirka 1 sekund till cirka 1 minut, och tidsepareras än hellre med cirka 1 sekund till cirka 30 sekunder, och tidsepareras helst av allt med cirka 1 sekund till cirka 15 sekunder.

I enlighet med ett utförande av uppfinningen används dessutom metoden för fastställande av en resulterad laddningstid för det minst ena startbatteriet 330 i en generell metod för laddning av minst ett startbatteri 330 i ett dubbelbatterisystem.

Denna metod illustreras av flödesdiagrammet i figur 5. l metodens första steg för laddning av det minst ena startbatteriet 330 fastställs den resulterade laddningstiden för användande vid laddning av det minst ena startbatteriet 330 i enlighet med någon av de ovan beskrivna metodema. I metodens andra steg används den fastställda resulterade ladd ningstiden vid urkoppling av det minst ena startbatteriet 330 från batteriladdningsanordningen 314 när den återstående laddningstiden är lika med noll tidsenheter, dvs. när den resulterade laddningstiden har löpt ut. Övertaddning av det minst ena startbatteriet 330 förhindras följaktligen genom användning av den föreliggande uppfinningens laddningsmetod till följd av att laddningen avslutas när den adaptivt fastställda resulterade laddningstiden utgörs av noll tidsenheter.

En ändamålsenlig implementering av den föreliggande uppfinningens metod för laddning av det minst ena startbatteriet 330 kan realiseras på ett flertal olika sätt. Ett sådant sätt exemplifieras iföljande beskrivning med hänvisning till flödesdiagrammet ifigur6.

I ett första metodsteg 601 i detta utförande av den föreliggande uppfinningen fastställs den initiala laddningstiden det minst ena startbatteriet 330 i enlighet med det ovanstående, dvs. baserat på det minst ena startbatteriets 330 temperatur och startmotoms 313 beteende. Den återstående laddningstiden sätts sedan till samma värde som den initiala laddningstiden. l ett andra metodsteg 602 påbörjas laddningen av det minst ena startbatteriet 330. Det minst ena startbatteriet 330 kopplas följaktligen här till batteriladdningsanordningen 314, dvs. tvåkretsbrytaren 350 sluts. l ett tredje steg 603 fastställs en relation mellan en nominell laddningsspänning och en faktisk laddningsspänning, där den faktiska laddningsspänningen utgör den 10 15 20 25 30 534 891 16 spänning som faktiskt används för att ladda det minst ena startbatteriet. Till exempel jämförs i det tredje steget 603 den faktiska Iaddningsspänningen med den nominella Iaddningsspänningen, varefter skillnaden mellan dessa två spänningar analyseras.

Om skillnaden är relativt stor fortsätter metoden till det fjärde steget 604.

I det fjärde steget 604 fastställs hur mycket som återstår av den återstående laddningstiden. Om den återstående laddningstiden är längre än noll tidsenheter. t.ex. timmar, minuter eller sekunder, fortsätter metoden till det sjätte steget 606. Om den återstående laddningstiden inte är längre än noll tidsenheter, fortsätter metoden till det sjunde steget 607.

I det sjätte steget 606 minskas den återstående laddningstiden med ett visst antal tidsenheter, t.ex. ett visst antal minuter Fràn det sjätte steget 606 går metoden tillbaka till det tredje steget 603, dvs. en íterativ process används för att minska den återstående laddningstiden så att ett adaptivt fastställande av den resulterade laddningstiden utförs.

Om skillnaden mellan den nominella och den faktiska Iaddningsspänningen i stället är relativt liten i det tredje steget 603, fortsätter metoden först till det femte steget 605 och går sedan vidare till det fjärde steget 604. l det femte steget 605 minskas den återstående laddningstiden med ett visst antal tidsenheter, t.ex. ett visst antal minuter F rån det femte steget 605 fortsätter metoden till det fjärde steget 604. l det fjärde steget 604 fastställs, som angivits ovan, om det återstår tid för den återstående laddningstiden. Om det återstår tid fortsätter metoden till sjätte steget 606, och om det inte gör det, så fortsätter metoden till det sjunde steget 607.

I det sjunde metodsteget 607 avslutas laddningen av det minst ena startbatteriet 330. l enlighet med ett utförande av uppfinningen uppnås detta genom att anmoda tvåkretsbrytaren 350 att bryta dubbelsystemskretsen, dvs. att koppla ur det minst ena startbatteriet 330 från batteriladdningsanordningen 314.

Genom den iterativa implementeringen av den föreliggande uppfinningens metod minskas följaktligen den återstående laddningstiden snabbare om skillnaden mellan 10 15 20 25 30 534 891 17 den nominella och den faktiska laddningsspänningen är relativt liten, dvs. när en nära optimal faktisk laddningsspånning används för laddning av det till minst ena startbatteriet, än om skillnaden är relativt stor. Med andra ord, den minskningstid t, som ska subtraheras från den återstående laddningstiden efter ett sådant fastställande är lika med den faktiska tid ta som spenderas på laddning av det minst ena startbatteriet, eftersom den föregående minskningen multipliceras med en konstant k, t, = k*t,, där konstanten k har ett högre värde om skillnaden mellan den faktiska laddningsspänningen och den nominella laddningsspänningen är liten, än om skillnaden är stor. l enlighet med ett utförande beror storleken för konstanten k på både denna skillnad och på startbatteriets temperatur. l enlighet med en implementering av ett utförande av den föreliggande uppfinningen sker även en kontroll i steg 604 ifall en minimal laddningstid har uppnåtts och/elleri fall en maximal laddningstid har överskridits. Om den minimala laddningstiden alltjämt inte har uppnåtts, fortsätter metoden till det sjätte steget 606. l det fall den maximala laddningstiden har överskridits minskar emellertid metoden den återstående laddningstiden till noll tidsenheter genom subtraktion av ett tillräckligt antal tidsenheter, och fortsätter sedan till det sjunde steget 607. l enlighet med en implementering av ett utförande av den föreliggande uppfinningen minskar metoden den återstående laddningstiden till noll tidsenheter genom subtraktion av ett tillräckligt antal tidsenheter, i det fall den faktiska laddningsspänningen är lika med eller nära noll, dvs. ifall batteriladdningsanordningen har slutat att tillhandahålla laddningsspänning. och fortsätter sedan till det sjunde steget 607.

Såsom är uppenbart för en fackman kan detaljema i implementeringen av den ovan beskrivna iterativa processen varieras. Till exempel kan den iterativa adaptionen utföras på ett antal olika sätt. Den iterativt utförda minskningen av den återstående laddningstiden kan följaktligen även utföras t.ex. genom att efter det tredje steget 603 låta metoden fortsätta till något av ett första och ett andra minskningssteg innan metoden fortsätter till det fiärde steget 604, där vart och ett av det första och andra minskningssteget sedan skulle utföra en specifik minskning av den återstående 10 15 20 25 30 534 891 18 laddningstiden, och där de specifika minskningama som utförs av vart och ett av det första och andra minskningssteget skiljer sig frán varandra, dvs. det första och andra minskningssteget har olika konstanter k. Valet av något av det första eller andra minskningssteget skulle här baseras på skillnaden mellan den nominella och den faktiska spänningen, och möjligen på startbatteriets temperatur, i enlighet med fastställandet i det fiärde steget 604.

Vidare, uppfinningens metod kan implementeras i ett datorprogram, innefattande programkod, vilken vid exekvering i en dator förorsakar datom att utföra metodens steg. Datorprogrammet innefattas på ett maskinläsbart medium tillhörande en datorprogramprodukt. Det maskinläsbara mediet kan huvudsakligen utgöras av vilken typ av minne som helst, till exempel ROM (Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), EPROM (Erasable PROM), Flash-minne, EEPROM (Electrically Erasable PROM) eller en hårddisk.

Figur 7a visar en anordning för fastställande av en resulterad laddningstid för minst ett startbatteri i ett dubbelbatterisystem i enlighet med den föreliggande uppfinningen, innefattande en processoranordning 701, t.ex. en dator, en anordning för fastställande av startbatteriets temperatur 702, en anordning för fastställande av faktisk laddningsspänning 703 och en anordning för fastställande av startmotoms beteende 704.

Anordningen för fastställande av startbatteriets temperatur 702 kan huvudsakligen utgöras av en godtycklig typ av givare eller motsvarande som kan fastställa startbatteriets temperatur, t.ex. batteritemperaturgivare som även används till andra ändamål eller en batteritemperaturgivare som är specialframtagen för denna anordning. Anordningen för fastställande av startbatteriets temperatur 702 är ansluten till processoranordningen 701 genom ett anslutningsdon 712.

Anordningen för fastställande av faktisk laddningsspänning 703 kan huvudsakligen vara en godtycklig anordning, som är konfigurerad för fastställande av laddningsspänningens effekt från batteriladdningsanordningen, dvs. den laddningsspänning som tillhandahålls till det minst ena startbatteriet för dess 10 15 20 25 30 534 891 19 laddning. Denna anordning för fastställande av faktisk laddningsspänning 703 kan även användas av andra system i fordonet, t.ex. av vamingssyslem för generatorfel.

Anordningen för fastställande av faktisk laddningsspänning 703 är ansluten till processoranordningen 701 genom ett anslutningsdon 713.

Anordningen för fastställande av startmotoms beteende 704 fastställer hur lätt eller trögt det var att starta motom, genom att, i enlighet med uppfinningen, använda den tid som nyttjas för att sätta igång motom samt igångsättningshastigheten för att fastställa startmotoms beteende när denna aktiveras. Även andra parametrar kan användas för fastställande av startmotoms beteende vilket är uppenbart för en fackman. Anordningen för fastställande av startmotoms beteende 704 är ansluten till processoranordningen 701 genom ett anslutningsdon 714.

Figur 7b visar ett system för laddning av minst ett startbatterl i ett dubbelbatterisystem. I systemet som visas i figur 7b innefattas hela den anordning för fastställande av en resulterad laddningstid som visas i figur 7a, med identiska referensnummer som i figur 7a. l laddningssystemet innefattas även en aktiveringsanordning för tvåkretsbrytaren 705. Aktiveringsanordningen för tvåkretsbrytaren 705 är ansluten till processoranordningen genom ett anslutningsdon 715. När processoranordningen har beslutat att tvåkretsbrytaren ska aktiveras, tillhandahålls en signal som motsvarar denna aktivering till aktiveringsanordningen för tvåkretsbrytaren 705. Tvàkretsbrytaren förorsakas sedan att sluta eller öppna tvåkretsbrytaren, dvs. den kopplar in eller kopplar ur startbatteriet i förhållande till batteriladdningsanordningen.

Anslutningsdonen 712, 713, 714, 715 ifigurema 7a och 7b kan vart och ett antingen vara någon i gruppen kabel; en buss, t.ex. en CAN-buss (Controller Area Network), en MOST-buss (Media Orientated Systems Transport) eller motsvarande, altemativt en trådlös anslutning. Processoranordningen kan vara placerad i anslutning till förarhytten eller principiellt i godtycklig del av fordonet. 534 891 20 Metodema för fastställande av en Iaddningstid och för laddning liksom anordningen för fastställande av en Iaddningstid och för utförande av en laddning i enlighet med uppfinningen, kan modifieras av fackmannen i förhållande till de föredragna utföringsformer som beskrivs ovan.

Claims (19)

10 15 20 25 30 534 89'l 21 Krav

1. Metod för fastställande av en resulterad laddningstid, dvs. den faktiska tid som används för batteriladdning, för användning vid laddning av minst ett startbatteri i ett dubbelbatterisystem, där nämnda dubbelbatterisystem innefattar: - minst ett kraftbatteri inkopplat i ett elektriskt system innefattande en startmotor och en batteriladdningsanordning, och - nämnda minst ett startbatteri, som är parallellkopplingsbart med nämnda minst ett kraftbatteri, kännetecknar! av följande steg: -fastställande av en initial laddningstid, dvs. den tidsperiod som initialt anses vara tillräcklig för laddning av det ett eller flera startbatterierna, baserat på nämnda minst ett startbatteris temperatur och på ett mätvärde avseende staitmotoms beteende, när nämnda startmotor är aktiverad, och - fastställande, under laddning av nämnda minst ett startbatteri. av nämnda resulterade laddningstid baserat på nämnda initiala laddningstid och på en relation mellan en nominell laddningsspänning och en faktisk laddningsspänning som används vid laddning av nämnda minst ett startbatteri. Nämnda resulterade laddningstid fastställs genom att: -först ställa in en återstående laddningstid till ett värde som är lika med nämnda initiala laddningstid, och - under en tid motsvarande nämnda resulterade laddningstid utföra minst en minskning av nämnda återstående laddningstid tills noll tidsenheter återstår av nämnda återstående laddningstid, där varje nämnda minst en minskning är relaterad till skillnaden mellan nämnda faktiska laddningsspänning och nämnda nominella laddningsspänning, på sådant sätt att minskningen har ett relativt högre värde i det fall nämnda skillnad är relativt liten, och sådant att nämnda minskning har ett relativt lägre värde i det fall nämnda skillnad är relativt stor.

2. Metod i enlighet med krav 1, där fastställandet av nämnda resulterade laddningstid även baseras på nämnda minst ett startbatteris temperatur. 10 15 20 25 30 534 891 22

3. . Metod i enlighet med krav 1 , där minskningen motsvarar en minskningstid t, som är lika med en faktisk tid t, som spenderas på laddning av nämnda minst ett startbatteri eftersom en föregående minskning multipliceras med en konstant k, t, = k*t,, där nämnda konstant kfastställs baserat på nämnda skillnad mellan nämnda faktiska laddningsspänning och nämnda nominella laddningsspänning.

4. . Metod i enlighet med krav 3 , där nämnda konstant k har nàgotav värdena i gruppen: - ett värde av cirka 3 till 6,5 i det fall nämnda skillnad är cirka 0 % till 2 % av nämnda nominella laddningsspänning; och - ett värde av cirka 0,5 till 2,5 i det fall nämnda skillnad är cirka 4 % till 10 % av nämnda nominella laddningsspänning.

5. _ Metod i enlighet med krav 4 , där nämnda konstant k har något av värdena i gruppen: - ett värde av cirka 6; k = 6; i det fall nämnda skillnad är cirka 0 % av nämnda nominella laddningsspänning; - ett värde av cirka 3,5; k = 3,5; i det fall nämnda skillnad är cirka 2 % av nämnda nominella laddningsspänning; - ett värde av cirka 2; k = 2; i det fall nämnda skillnad är cirka 4 % av nämnda nominella laddningsspänning; och - ett värde av cirka 1; k = 1; i det fall nämnda skillnad är cirka 10 % av nämnda nominella laddningsspänning.

6. . Metod i enlighet med något av kraven 1-5 , där minst två minskningar av nämnda återstående laddningstid utförs, och där, för varje minskning, en faktisk laddningsspänning fastställs och används för fastställande av minskningens storlek.

7. . Metod i enlighet med krav 6 , där två av nämnda på varandra följande minskningar separeras i tid med cirka 0,5 sekunder till cirka 3 minuter, och helst med cirka 1 sekund till cirka 1 minut, och än hellre med cirka 1 sekund till cirka 30 sekunder, och helst av allt med cirka 1 sekund till cirka 15 sekunder. 10 15 20 25 30 534 894 25

8. . Metod i enlighet med något av kraven 1-7 , där - en maximal laddningstid fastställs baserat på nämnda minst ett startbatteris temperatur, och där - minskningen baseras på nämnda maximala laddningstid, på sådant sätt att, i det fall nämnda maximala laddningstid uppnås vid en tidpunkt, nämnda minskning minskar nämnda återstående laddningstid till ett värde motsvarande noll tidsenheter.

9. . Metod i enlighet med något av kraven 1- 7 , där - en minimal laddningstid fastställs baserat på nämnda minst ett startbatteris temperatur, och där - minskningen baseras på nämnda minimala laddningstid, på sådant sätt att, i det fall nämnda minimala laddningstid inte har uppnåtts i sin helhet vid en viss tidpunkt, nämnda minskning minskar nämnda återstående laddningstid till ett värde motsvarande fler än noll tidsenheter.

10. . Metod i enlighet med något av kraven 1-9 , där nämnda nominella laddningstid fastställs baserat på nämnda minst ett startbatteris temperatur.

11. . Metod i enlighet med något av kraven 1-10 , där nämnda mätvärde avseende startmotoms beteende fastställs i relation till nämnda minst ett startbatteris nämnda temperatur.

12. . Metod i enlighet med krav 11 , där nämnda beteende fastställs baserat på en igångsättning som utförs av nämnda startmotor, där ett varvtal avseende nämnda igångsättning och en tid som används för nämnda igångsättning beaktas.

13. . Metod i enlighet med något av kraven 1-12 , där nämnda minst ett startbatteris temperatur fastställs genom mätning av nämnda temperatur eller genom beräkning av nämnda temperatur baserat på en batterimodell.

14. . Metod för laddning av minst ett startbatteri i ett dubbelbatterisystem, där nämnda dubbelbatterisystem innefattar: 10 15 20 25 30 534 89'l 2¿| - minst ett kraftbatteri inkopplat i ett elektriskt system innefattande en startmotor och en batteriladdningsanordning, och - nämnda minst ett startbatteri, som år parallellkopplingsbart med nämnda minst ett kraftbatteri med hjälp av en tvåkretsbrytare, kännetecknad av följande steg: -fastställande av en resulterad laddningstid för användande vid laddning av nämnda minst ett startbatteri genom användande av metoden i enlighet med något av kraven 1-13 , och - urkoppling, under laddning av nämnda minst ett startbatteri, av nämnda minst ett startbatteri från nämnda batteriladdningsanordning när nämnda resulterade laddningstid har löpt ut.

15. . Datorprogram, kännetecknat av programkod, som vid exekvering i en dator förorsakar att datom utför metoden i enlighet med något av kraven 1-14 .

16. _ Datorprogramprodukt som innefattar ett maskinläsbart medium och ett datorprogram i enlighet med krav 15 , där nämnda datorprogram är inkluderat i det maskinläsbara mediet.

17. _ En anordning för fastställande av en resulterad laddningstid, dvs. den faktiska tid som används för batteriladdning, för användning vid laddning av minst ett startbatteri i ett dubbelbatterisystem, där nämnda dubbelbatterisystem innefattar: - minst ett kraftbatteri inkopplat i ett elektriskt system innefattande en startmotor och en batteriladdningsanordning, och - nämnda minst ett startbatteri, som är parallellkopplingsbart med nämnda minst ett kraftbatteri, kännetecknad av: - en anordning för fastställande av en initial laddningstid, dvs. den tidsperiod som initialt anses vara tillräcklig för laddning av det ett eller flera startbatteriema, baserat på nämnda minst ett startbatteris temperatur och pà ett mätvärde avseende startmotoms beteende, när nämnda startmotor är aktiverad, - en anordning för fastställande, under laddning av nämnda minst ett startbatteri, av en resulterad laddningstid för användande vid laddning av nämnda minst ett 10 15 534 851 25 startbatteri, där fastställandet baseras på nämnda initiala laddningstid och pà en relation mellan en nominell laddningsspänning och en faktisk laddningsspänning som används vid laddning av nämnda minst ett startbatteri.

18. . Ett system för laddning av minst ett startbatteri i ett dubbelbatterisystem, där nämnda dubbelbatterisystem innefattar: - minst ett kraftbatteri inkopplat i ett elektriskt system innefattande en startmotor och en batteriladdningsanordning, och - nämnda minst ett startbatteri, som är parallellkopplingsbart med nämnda minst ett kraftbatteri med hjälp av en tvàkretsbrytare, kännetecknat av: - anordningen i enlighet med krav 17 , och - en urkopplingsanordning, anordnad för urkoppling, under laddning av nämnda minst ett startbatteri, av nämnda minst ett startbatteri från nämnda batteriladdningsanordning när nämnda resulterade laddningstid har löpt ut.