DE10114011A1

DE10114011A1 - Steuerungssystem und Steuerungsverfahren eines kombinierten Systems mit Nebenbatterie und Generator

Info

Publication number: DE10114011A1
Application number: DE10114011A
Authority: DE
Inventors: Takaaki Abe
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2001-10-25
Also published as: US20010024105A1; JP2001275205A; US6388421B2

Abstract

Ein Steuerungssystem und ein Steuerungsverfahren eines kombinierten Systems mit einer Nebenbatterie und einem Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem werden offengelegt, wobei eine Fahrzeugsteuerung einen Nebenbatterielademode, in dem eine elektrische Leistungsabgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems der Nebenbatterie und dem Motor zugeführt wird, und einen Nebenbatterieentlademode wiederholt, in dem die elektrische Leistungsabgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems und die elektrische Leistungsabgabe, die aus der Nebenbatterie entladen wird, dem Motor zugeführt werden. In solch einer Steuerung werden die elektrische Leistungsabgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems und die elektrische Leistungsabgabe, die aus der Nebenbatterie entladen wird, auf Werte eingestellt, um den maximalen Gesamtwirkungsgrad vorzusehen, der in Verbindung mit einem Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie während des Nebenbatterielademodes berechnet wird.

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerungs system und ein Steuerungsverfahren eines kombinierten Systems mit Nebenbatterie und Generator.

In den vergangenen Jahren sind Forschung und Entwicklung angestrengt worden, um ein Elektrofahrzeug mit einer Nebenbatte rie und einem Generator (Generator für elektrische Leistung) als eine kombinierte Kraftquelle für einen Antriebsmotor und Neben aggregaten hinsichtlich der Verbesserung des Leistungswirkungs grads der kombinierten Kraftquelle vorzusehen.

In solch einem Elektrofahrzeug wurde ein Brennstoffzellen leistungserzeugungssystem als ein zu installierender Generator elektrischer Leistung ausgewählt.

In Fahrzeugen, die mit Brennstoffzellenleistungserzeugungs systemen und Nebenbatterien ausgerüstet sind, gibt es zwei Typen von Betriebsmodes.

Ein typisches Beispiel ist ein erster Mode, bei dem die elek trische Leistungsabgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungs systems dem Motor, den Nebenaggregaten und der Nebenbatterie zugeführt wird, und wobei der erste Mode im Wesentlichen beibe halten wird, selbst wenn das Fahrzeug zu einem Halt gekommen ist. Dieser Mode wird im Folgenden als Nebenbatterielademode bezeichnet.

Der andere Mode dient dazu, die elektrische Leistungsabgabe sowohl der Nebenbatterie als auch des Generators elektrischer Leistung dem Motor und den Nebenaggregaten zuzuführen, während die Nebenbatterie nicht durch den Generator elektrischer Leis tung geladen wird. Dieser Mode wird im Folgenden als Nebenbatte rieentlademode bezeichnet.

In solch einem Fahrzeug mit diesen zwei Betriebsmodes ist es erforderlich, den Gesamtwirkungsgrad des Brennstoffzellenleis tungserzeugungssystems und der Nebenbatterie hinsichtlich der beiden Betriebsmodes mit Blick auf eine Verbesserung des Ener gieverbrauchs zu vergrößern.

Zusammenfassung der Erfindung

Mit Blick auf die Untersuchungen des Erfinders der vorliegen den Erfindung haben die Nebenbatterie und das Brennstoffzellen leistungserzeugungssystem Betriebswirkungsgrade, deren Charakte ristiken in Fig. 4 gezeigt sind.

Da die Nebenbatterie Energieverluste wegen Wärmeentwicklung aufgrund des Innenwiderstands hat, nimmt der Betriebswirkungs grad in dem Maß ab, wie die Menge der in die Nebenbatterie zu ladenden oder aus der Nebenbatterie zu entladenden elektrischen Leistung zunimmt, wie durch eine Kurve a für die Darstellung des Entlademodes und eine Kurve b für die Darstellung des Lademodes gezeigt wird.

Das Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem hat eine ähnli che Charakteristik auch dadurch, dass es dieselben Energiever luste wegen Wärmeentwicklung wie die Nebenbatterie hat und zusätzlich unter dem Betriebswirkungsgrad eines Kompressors für die Zufuhr von Sauerstoff zu der Brennstoffzelle leidet, woraus eine Abnahme des Betriebswirkungsgrads mit der Zunahme der Menge der abgegebenen elektrischen Leistung folgt, wie durch eine Kurve c in Fig. 4 gezeigt wird.

Aus den obigen Gründen steigt für den Fall, dass die elektri sche Leistung im Nebenbatterielademode dem Antriebsmotor und den Nebenaggregaten mit einer konstanten Rate zugeführt wird, das Maß der elektrischen Leistungsabgabe des Brennstoffzellenleis tungserzeugungssystem mit einer Zunahme der Menge der in die Nebenbatterie zu ladenden elektrischen Leistung an, woraus sich eine Abnahme des Gesamtwirkungsgrads des kombinierten Systems ergibt.

Es wird hier bemerkt, dass unter dem Gesamtwirkungsgrad typisch ein Gesamtbetriebswirkungsgrad verstanden wird, der sich ergibt, wenn das Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem mit Brennstoff betrieben wird, mindestens ein Teil der elektrischen Leistungsabgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems für das Laden der Nebenbatterie verwendet wird, und anschließend die Nebenbatterie entladen wird.

Um eine Abnahme des Gesamtwirkungsgrads zu vermeiden, wurde bisher ein Betriebsverfahren zur Verwendung vorgeschlagen, das die Menge der in die Nebenbatterie zu ladenden elektrischen Leistung verringert, wenn die für den Antriebsmotor und die Nebenaggregate angeforderte elektrische Leistung zunimmt.

Fig. 8 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Wirkungsgrad der Erzeugung elektrischer Leistung des Brennstoffzellenleistungs erzeugungssystems, dem Entladewirkungsgrad der Nebenbatterie und dem Gesamtwirkungsgrad hinsichtlich der elektrischen Leistungs abgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems (Abszisse der Fig. 8). Hier werden verschiedene Kurven abgeleitet unter einer Bedingung, bei der die angeforderte elektrische Leistung für den Antriebsmotor und die Nebenaggregate 60 kW beträgt.

Da in dem Nebenbatterieentlademode die Summe der elektrischen Leistungsabgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems und der von der Nebenbatterie entladenen elektrischen Leistung dem Antriebsmotor und den Nebenaggregaten zugeführt wird, wird das Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem eine elektrische Leistungsabgabe bei einer Zunahme der von dem Brennstoffzellen leistungserzeugungssystem produzierten Menge der elektrischen Leistungsabgabe mit einem reduzierten Leistungserzeugungswir kungsgrad erzeugen, wie durch die Kurve a in Fig. 8 gezeigt. Da im Gegensatz dazu die Menge der von der Nebenbatterie zu entla denen elektrischen Leistung in dem Maß abnimmt, wie die Menge der elektrischen Leistungsabgabe des Brennstoffzellenleistungs erzeugungssystem zunimmt, nimmt der Entladewirkungsgrad der Nebenbatterie zu, wie durch die Kurve b in Fig. 8 gezeigt.

Dieses bewirkt, dass der Gesamtwirkungsgrad der elektrischen Leistungsabgaben, der von dem Brennstoffzellenleistungserzeu gungssystem und der Nebenbatterie zu liefern sind, sich entlang der in Fig. 8 gezeigten Kurve c verändert, mit einem sich erge benden maximalen Gesamtwirkungsgrad, der sich aus dem besonderen Verhältnis zwischen der Menge der elektrischen Leistungsabgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems und der Menge der von der Nebenbatterie zu entladenden elektrischen Leistungsab gabe ableitet.

Auf der Basis des obigen besonderen Verhältnisses wird die Menge einer jeden Leistungsabgabe der Nebenbatterie und des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems auf jeweilige Werte eingestellt, um den maximalen Gesamtwirkungsgrad zu erreichen.

Der Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie verändert sich in dem Nebenbatterielademode durch Steuerung der Nebenbatterie, wie in Fig. 9 gezeigt. Auch wird der Ladewirkungsgrad der Nebenbatte rie, der im Wesentlichen mit einem aktuelleren Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie korrespondiert, wenn die Nebenbatterie in dem kombinierten System geladen wird, ermittelt durch Multiplizieren des Leistungserzeugungswirkungsgrads des Brennstoffzellenleis tungserzeugungssystems und dem Ladewirkungsgrad der Nebenbatte rie, die beide auf der Basis aktueller Messungen oder Ähnlichem ermittelt werden. Die Abszissenachse stellt die angeforderte elektrische Leistung des Antriebsmotors und der Nebenaggregate dar.

In Fig. 9 bezeichnet die Kurve a den Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie, wenn die Laderate der Nebenbatterie konstant gehalten wird, die Kurve b bezeichnet den Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie, wenn die Laderate der Nebenbatterie proportional zur Menge der an den Antriebsmotor und die Nebenaggregate zu liefernden elektrischen Leistung ist, und die Kurve c bezeichnet den Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie, wenn bei Absenken des Ladewirkungsgrads auf einen gegebenen Pegel die Menge der in die Nebenbatterie zu ladenden elektrischen Leistung verringert wird, um zu verhindern, dass der Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie niedriger als ein gegebener Pegel ist.

Während die Nebenbatterie mit generativer Energie geladen wird, die durch den Antriebsmotor während einer Abbremsung des Fahrzeugs erzeugt wird, hat ferner der Leistungserzeugungswir kungsgrad des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems keine Beziehung zur Nebenbatterie, und der Ladewirkungsgrad der Neben batterie, die mit der generativen Energie geladen wird, verän dert sich entlang der Kurve d, die in Fig. 9 gezeigt wird.

In dem Nebenbatterielademode wurde versucht, verschiedene Steuerungen zu kombinieren mit Blick auf die Verbesserung sowohl des Energieverbrauchswirkungsgrads des Fahrzeugs als auch des elektrischen Leistungswirkungsgrads.

Nebenbei ergaben weitere Forschungen und Entwicklungen, dass selbst dann, wenn die Steuerungen auf die oben diskutierte Weise eingestellt wurden, um so den maximalen Gesamtwirkungsgrad in dem Batterieentlademode zu erreichen, es schwierig war, den maximalen Gesamtwirkungsgrad über verschiedene Betriebsbedingun gen des Fahrzeugs zu erreichen. D. h., in dem oben vorgeschlage nen Verfahren kann der Gesamtwirkungsgrad nicht über alle Betriebsbedingungen erreicht werden, in denen elektrische Ener gie durch das Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem unter Nutzung von Brennstoff produziert und in die Nebenbatterie geladen wird, die dann anschließend mit elektrischer Leistungs abgabe entladen wird.

Hier wird ein Bezug gemacht auf Fig. 10, die verschiedene Kurven für die Gesamtwirkungsgrade zeigt, welche ermittelt wer den, wenn die Menge der dem Antriebsmotor und den Nebenaggrega ten zuzuführende elektrischen Leistung in dem Nebenbatterie entlademode 60 kW beträgt. Die Abszissenachse stellt die elek trische Leistungsabgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungs systems dar, und mehrere Kurven sind für jeden Wirkungsgrad in den Fällen aufgetragen, in denen die Nebenbatterie in dem Neben batterielademode geladen wird.

Wie aus Fig. 10 zu erkennen ist, schwankt der Gesamtwirkungs grad hinsichtlich der elektrischen Leistungsabgabe des Brenn stoffzellenleistungserzeugungssystems (Abszisse von Fig. 10) in Abhängigkeit von den Wirkungsgraden, die erreicht werden, wenn die Nebenbatterie geladen wird. Z. B. wird in dem Fall, in dem der Wirkungsgrad 70% beträgt, wenn die Nebenbatterie geladen wird, der maximale Pegel des Gesamtwirkungsgrads 65%, wie durch die Kurve B gezeigt wird.

In dem Fall, dass in einem Steuerungssystem ohne Berücksich tigung des Ladewirkungsgrads der Nebenbatterie verlangt wird, dass auf einer Charakteristikkurve 100% erreicht wird, wird der maximale Gesamtwirkungsgrad erreicht, wenn die elektrische Leis tungsabgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems 20 kW beträgt und die von der Nebenbatterie entladene elektrische Leistungsabgabe 40 kW (d. h. 60 kW - 20 kW) beträgt.

Angenommen jedoch, dass der Ladewirkungsgrad der Nebenbatte rie 70% beträgt, wird der maximale Gesamtwirkungsgrad in einem Punkt B in Fig. 10 unter Bedingungen erreicht, in denen die elektrische Leistungsabgabe des Brennstoffzellenleistungserzeu gungssystems 36 kW beträgt und die von der Nebenbatterie entla dene elektrische Leistungsabgabe 24 kW (d. h. 60 kW - 36 kW) beträgt. In diesem Fall wird der Gesamtwirkungsgrad in dem Punkt A niedriger als, wie erwartet, der maximale Gesamtwirkungsgrad, wobei die elektrische Leistungsabgabe des Brennstoffzellenleis tungserzeugungssystems 20 kW beträgt und die von der Nebenbatte rie entladene elektrische Leistungsabgabe 40 kW beträgt.

So variiert der Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie in dem Nebenbatterielademode in Abhängigkeit von den Betriebsbedingun gen des Fahrzeugs, und der Gesamtwirkungsgrad hat ein Maximum, das in Abhängigkeit von dem Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie in dem Nebenbatterielademode schwankt.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die durch den Erfinder der vorliegenden Erfindung untersuchten, obigen Situationen zu überwinden und ein Steuerungssystem und ein Steu erungsverfahren eines kombinierten Systems mit einer Nebenbatte rie und einem elektrischen Leistungserzeuger vorzusehen, um den maximalen Gesamtwirkungsgrad zu im Wesentlichen allen Zeitpunk ten über alle Betriebsbedingungen hinweg vorzusehen, wobei selbst dann, wenn der Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie vari iert, der elektrische Leistungserzeuger elektrische Energie erzeugt, die in die Nebenbatterie geladen wird, welche dann mit einer elektrischen Leistungsabgabe entladen wird.

In der vorliegenden Erfindung steuert ein Steuerungssystem ein kombiniertes System mit einer Nebenbatterie und einem elek trischen Leistungserzeuger, der als eine Leistungsversorgung für eine Last dient, wobei die Nebenbatterie unter Nutzung des elek trischen Leistungserzeugers geladen wird. Das Steuerungssystem wird vorgesehen mit: einem Ladewirkungsgradberechnungsabschnitt, der den Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie in Verbindung mit der elektrischen Leistungsabgabe des elektrischen Leistungserzeugers berechnet; einem Gesamtwirkungsgraddatenberechnungsabschnitt, der die Gesamtwirkungsgraddaten in Abhängigkeit von der angefor derten elektrischen Leistung der Last berechnet; und einem elek trischen Leistungsversorgungssteuerungsabschnitt, der die Zuwei sung der elektrischen Leistungsabgabe der Nebenbatterie und der elektrischen Leistungsabgabe des elektrischen Leistungserzeugers steuert, die beide an die Last geführt werden. Der elektrische Leistungsversorgungssteuerungsabschnitt stellt die elektrische Leistungsabgabe der Nebenbatterie und die elektrische Leistungs abgabe des elektrischen Leistungserzeugers, die beide an die Last geführt werden, auf der Basis des Ladewirkungsgrads und der Gesamtwirkungsgraddaten ein.

Mit anderen Worten: ein Steuerungssystem, das solch ein kom biniertes System der vorliegenden Erfindung steuert, wird vorge sehen mit: einer Einrichtung für die Berechnung des Ladewir kungsgrads der Nebenbatterie in Verbindung mit der elektrischen Leistungsabgabe des elektrischen Leistungserzeugers; einer Ein richtung für die Berechnung von Gesamtwirkungsgraddaten in Abhängigkeit von der geforderten elektrischen Leistung der Last; und einer Einrichtung für die Steuerung der Zuweisung der elek trischen Leistungsabgabe der Nebenbatterie und der elektrischen Leistungsabgabe der elektrischen Leistungserzeugers, die beide der Last zugeführt werden, wobei sie die elektrische Leistungs abgabe der Nebenbatterie und die elektrische Leistungsabgabe des elektrischen Leistungserzeugers, die beide an die Last zu führen sind, auf der Basis des Ladewirkungsgrads und der Gesamtwirkungs graddaten eingestellt.

Daneben berechnet ein Verfahren der Steuerung solch eines kombinierten Systems der vorliegenden Erfindung den Ladewirkungs grad der Nebenbatterie in Verbindung mit der elektrischen Leis tungsabgabe des elektrischen Leistungserzeugers; berechnet das Verfahren Gesamtwirkungsgraddaten in Abhängigkeit von der gefor derten elektrischen Leistung der Last; und steuert das Verfahren die Zuweisung der elektrischen Leistungsabgabe der Nebenbatterie und der elektrischen Leistungsabgabe des elektrischen Leistungs erzeugers, die beide der Last zuzuführen sind, während es die elektrische Leistungsabgabe der Nebenbatterie und die elektri sche Leistungsabgabe des elektrischen Leistungserzeugers, die beide an die Last zu führen sind, auf der Basis des Ladewirkungs grads und der Gesamtwirkungsgraddaten eingestellt.

Andere und weitere Merkmale, Vorteile und Nutzen der vorlie genden Erfindung werden offensichtlicher werden aus der folgen den Beschreibung, die in Verbindung mit den folgenden Zeichnun gen genommen wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm für die Veranschaulichung einer bevorzugten Ausführungsform eines Steuerungssystems nach der vorliegenden Erfindung, wobei das Steuerungssystem in einer Anwendung auf ein von einer Brennstoffzelle angetriebenes Fahr zeug gezeigt wird;

Fig. 2 ist ein allgemeines Flußdiagramm für die Veranschauli chung der grundlegenden Abfolge der Steuerung, die durch das in Fig. 1 gezeigte Steuerungssystem erreicht wird;

Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm für die Veranschaulichung der grundlegenden Abfolge der Berechnung der elektrischen Leistungs abgabe, die durch die Nebenbatterie entladen wird, und der elek trischen Leistungsabgabe, die durch das Brennstoffzellenleis tungserzeugungssystem produziert wird;

Fig. 4 ist ein Graph für die Veranschaulichung der Charakte ristik der Lade- und Entladewirkungsgrade einer Nebenbatterie und des Wirkungsgrads der elektrischen Leistungsabgabe eines Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem, das durch den Erfin der der vorliegenden Erfindung untersucht wurde;

Fig. 5 ist ein Graph für die Veranschaulichung der Charakte ristiken der Gesamtwirkungsgrade, die für die jeweiligen Lade wirkungsgrade der Nebenbatterie in Verbindung mit der Menge der elektrischen Leistungsabgabe des Brennstoffzellenleistungserzeu gungssystem aufgetragen wurden;

Fig. 6 ist ein Graph für die Veranschaulichung der Charakte ristiken der Gesamtwirkungsgrade, die für die jeweiligen Lade wirkungsgrade der Nebenbatterie in Verbindung mit der Menge der elektrischen Leistungsabgaben des Brennstoffzellenleistungs erzeugungssystem aufgetragen wurden;

Fig. 7 ist ein Graph für die Veranschaulichung der Charakte ristiken der Gesamtwirkungsgrade, die für die jeweiligen Lade wirkungsgrade der Nebenbatterie in Verbindung mit der Menge der elektrischen Leistungsabgaben des Brennstoffzellenleistungs erzeugungssystem aufgetragen wurden;

Fig. 8 ist ein Graph für die Veranschaulichung der Charakte ristiken des Wirkungsgrads der elektrischen Leistungsabgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem und des Ladewirkungs grads und des Gesamtwirkungsgrads der Nebenbatterie während eines durch den Erfinder der vorliegenden Erfindung untersuchten Nebenbatterieentlademodes;

Fig. 9 ist ein Graph für die Veranschaulichung der Charakte ristiken der Ladewirkungsgrade der Nebenbatterie für jeden Steu erungsmode während eines durch den Erfinder der vorliegenden Erfindung untersuchten Nebenbatterielademodes; und

Fig. 10 ist ein Graph, der die Charakteristiken zeigt für die Veranschaulichung der Ladewirkungsgrade der Nebenbatterie hin sichtlich der jeweiligen Gesamtwirkungsgrade während eines durch den Erfinder der vorliegenden Erfindung untersuchten Nebenbatte rieentlademodes.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Im Folgenden wird ein Steuerungssystem und ein Steuerungsver fahren eines kombinierten Systems mit einer Nebenbatterie und einem elektrischen Leistungserzeuger nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeich nungen im Detail beschrieben.

Mit Bezug auf Fig. 1 wird eine bevorzugte Ausführungsform eines Steuerungssystems und eines Steuerungsverfahrens eines kombinierten Systems mit einer Nebenbatterie und einem elektri schen Leistungserzeuger nach der vorliegenden Erfindung gezeigt, wobei das Steuerungssystem in einer Anwendung auf ein durch eine Brennstoffzelle angetriebenes Fahrzeug FV gezeigt wird.

In Fig. 1 enthält das durch eine Brennstoffzelle angetriebene Fahrzeug FV einen Elektromotor 11, der als Antriebsquelle für den Antrieb der Räder 10 dient, eine elektrische Leistungsversor gung mit einem Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem 12 und einer Nebenbatterie 15 und eine Fahrzeugsteuerung 20, die das Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem 12 und die Nebenbatte rie 15 in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs steuert.

Das Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem 12 arbeitet so, dass es Wasserstoffgas durch Umformung von aus Methanol und Was serstoff bestehendem Brennstoff in einer Brennstoffzelle in Reak tion mit Sauerstoff bringt, um eine elektrische Leistungsabgabe zu produzieren.

Das Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem 12 ist über einen Gleichspannungswandler 13 mit einem Inverter 14 verbunden, der die Gleichspannungsausgabe in eine Wechselspannungsausgabe umwandelt, die dem Elektromotor 11 und den Hilfsgeräten oder Nebenaggregaten 16 zugeführt wird, und es ist ebenfalls über den Gleichspannungswandler 13 mit der Nebenbatterie 15 verbunden.

Der Gleichspannungswandler 13 ist mit der Fahrzeugsteuerung 20 verbunden und wird von ihr gesteuert. Die Fahrzeugsteuerung 20 dient dazu, Steuerungskommandosignale zu erzeugen, um zwi schen einem ersten Betriebsmode, bei dem die elektrische Leis tungsabgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem 12 dem Elektromotor 11, den Nebenaggregaten 16 und der Nebenbatterie 15 zugeführt wird, und einem zweiten Betriebsmode umzuschalten, bei dem sowohl die elektrische Leistungsabgabe des Brennstoffzellen leistungserzeugungssystem 12 als auch die elektrische Leistungs abgabe, die aus der Nebenbatterie 15 entladen wird, dem Elektro motor 11 und den Nebenaggregaten 16 zugeführt wird.

Mit solch einer Steuerung der Leistungsabgabe wird die elek trische Leistungsabgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungs system 12 in der Spannung angehoben oder abgesenkt, und wird der Nebenbatterie 15 und dem Elektromotor 11 und den Nebenaggregaten 16 über den Inverter 14 zugeführt.

Die elektrische Leistung der Nebenbatterie 15 wird über den Gleichspannungswandler 13 dem Inverter 14 zugeführt, von dessen Wechselspannung eine Leistungsabgabe dem Elektromotor 11 und den Nebenaggregaten 16 zugeführt wird. Wenn der Elektromotor 11 wäh rend einer Abbremsung des Fahrzeugs eine generative Leistungsab gabe erzeugt, wird mit der generativen Leistungsabgabe die Neben batterie 15 über den Inverter 14 und den Gleichspannungswandler 13 geladen.

Die Fahrzeugsteuerung 20 ist verbunden mit einem Gaspedalsen sor 28, der ein Niederdrücken des Gaspedals erkennt, um ein dafür bezeichnendes Ausgabesignal zu erzeugen, und einem Dreh geschwindigkeitssensor 29, der die Drehgeschwindigkeit des Elek tromotors 11 erkennt, um ein dafür bezeichnendes Ausgabesignal zu erzeugen. So berechnet die Fahrzeugsteuerung 20 die angefor derte Menge der elektrischen Leistung in Abhängigkeit von den Betriebsparametern wie das Niederdrücken des Gaspedals und der Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 11.

Die Fahrzeugsteuerung 20 ist auch verbunden mit einem Span nungssensor 21, der die Gesamthöhe der Ausgangsspannung der Nebenbatterie 15 erkennt, um ein dafür bezeichnendes Erkennungs signal zu erzeugen, einem elektrischen Stromsensor 22, der die Gesamtmenge des elektrischen Stroms erkennt, um ein dafür bezeichnendes Erkennungssignal zu erzeugen, und einem Tempera tursensor 23, der die Temperatur der Nebenbatterie 15 erkennt, um ein dafür bezeichnendes Erkennungssignal zu erzeugen. Die Fahrzeugsteuerung 20 berechnet die Restkapazität (den Ladungs zustand) SOC, mit dem die Nebenbatterie 15 geladen ist, die Menge der zu entladenden elektrischen Leistung, die Menge der zu ladenden elektrischen Leistung, einen elektrischen Entladewir kungsgrad und einen elektrischen Ladewirkungsgrad in Abhängig keit von diesen Erkennungssignalen.

Ferner ist die Fahrzeugsteuerung auch verbunden mit einem Spannungssensor 25, der die Gesamtspannung der elektrischen Leis tungsabgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems 12 erkennt, um ein dafür bezeichnendes Erkennungssignal zu erzeu gen, und einen elektrischen Stromsensor 26, der den elektrischen Strom des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems 12 erkennt, um ein dafür bezeichnendes Erkennungssignal zu erzeugen. Die Fahrzeugsteuerung 20 berechnet den elektrischen Leistungserzeu gungswirkungsgrad in Abhängigkeit von diesen Erkennungssignalen.

Nebenbei gesagt, berechnet ein Ladewirkungsgradberechnungsab schnitt C1 der Fahrzeugsteuerung 20 den Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie 15, berechnet ein Gesamtwirkungsgraddatenberech nungsabschnitt C2 der Fahrzeugsteuerung 20 die Gesamtwirkungs graddaten des kombinierten Systems mit der Nebenbatterie 15 und dem Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems 12, und steuert ein Versorgungssteuerungsabschnitt C3 der elektrischen Leistung der Fahrzeugsteuerung 20 die Zuweisung der elektrischen Leis tungsabgabe der Nebenbatterie 15 und der elektrischen Leistungs abgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems 12 wie ein elektrischer Leistungsgenerator.

Bei solch einer Struktur des Brennstoffzellen angetriebenen Fahrzeugs FV steuert das Steuerungssystem der Erfindung wieder holt das Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem 12 und die Nebenbatterie 15 in einem "Nebenbatterieentlademode", in dem sowohl die elektrische Leistungsabgabe des Brennstoffzellenleis tungserzeugungssystems 12 als auch die elektrische Leistungsab gabe, die aus der Nebenbatterie 15 entladen wird, dem Elektromo tor 11 und den Nebenaggregaten 16 zugeführt werden, während die Nebenbatterie 15 nicht von dem Brennstoffzellenleistungserzeu gungssystem 12 geladen wird, und in einem "Nebenbatterielade mode", in dem die elektrische Leistungsabgabe des Brennstoffzel lenleistungserzeugungssystems 12 dem Elektromotor 11 und den Nebenaggregaten 16 zugeführt wird und auch der Nebenbatterie 15 zugeführt wird, um sie zu laden, in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Fahrzeugs.

Ferner erzeugt der Elektromotor 11 beim Abbremsen des Fahr zeugs generative Leistung, die der Nebenbatterie 15 zugeführt wird, um sie zu laden.

Nun wird der Steuerungsfluß der Fahrzeugsteuerung 20 mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben, die ein generelles Flußdiagramm für die Veranschaulichung der Grundabfolge des Betriebs der Fahrzeugsteuerung 20 zeigt.

Zu Beginn, d. h. wenn in Schritt 101 ein Zündschalter (nicht gezeigt) für den Start des Betriebs des Fahrzeugs eingeschaltet wird, wird in Schritt 102 die Restkapazität SOC der Nebenbatte rie 15 auf der Basis der Gesamtausgangsspannung der Nebenbatte rie 15 berechnet.

In Schritt 103 wird der Betriebsmode "Nebenbatterieentlade mode" in der Fahrzeugsteuerung 20 eingestellt.

In Schritt 104 wird der Betriebsmode erneut geprüft, ob der gegenwärtige Betriebsmode der "Nebenbatterieentlademode" oder der "Nebenbatterielademode" ist.

Falls die Fahrzeugsteuerung 20 sich im "Nebenbatterieentlade mode" befindet, geht der Betrieb zu Schritt 111, in dem geprüft wird, ob die Restkapazität SOC der Nebenbatterie 15 größer als ein niedrigst voreingestellter Wert SOC1 ist.

Falls die Restkapazität SOC der Nebenbatterie 15 größer als der untere Grenzwert SOC1 ist, geht der Betrieb zu Schritt 112, während die Fahrzeugsteuerung 20 kontinuierlich in dem "Neben batterieentlademode" gehalten wird, und die elektrische Leis tungsabgabe, die von der Nebenbatterie 15 entladen wird, und die elektrische Leistungsabgabe, die von dem Brennstoffzellenleis tungserzeugungssystem 12 zu erzeugen ist, auf der Basis der angeforderten elektrischen Leistung und dem zuletzt im "Neben batterielademode" ermittelten Ladewirkungsgrad berechnet wird. Es wird bemerkt, dass der Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie in einem Anfangsschritt auf einen Anfangsvoreinstellungswert von z. B. 90% eingestellt wird.

In Schritt 113 wird der Gleichspannungswandler 13 so gesteu ert, dass sowohl die elektrische Leistungsabgabe, die aus der Nebenbatterie 15 entladen wird, als auch die elektrische Leis tungsabgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems 12 dem Elektromotor 11 und den Nebenaggregaten 16 zugeführt werden.

In dem nächsten Schritt 114 wird die Restkapazität SOC der Nebenbatterie 15 berechnet durch Berechnung der Gesamtspannung der Nebenbatterie 15 oder der Gesamtwerte ihrer elektrischen Entladeströme, und der Betrieb kehrt zu Schritt 111 zurück.

Falls in dem Schritt 111 die Restkapazität SOC der Neben batterie 15 niedriger als der untere Grenzwert SOC1 des vorein gestellten Werts ist, kehrt der Betrieb zu Schritt 115 zurück, um ein weiteres Entladen der Nebenbatterie 15 zu verhindern.

In Schritt 115 wird der Betriebsmode umgeschaltet zum "Neben batterielademode", und der Betrieb kehrt zu Schritt 104 zurück.

Falls in Schritt 104 der Betriebsmode als "Nebenbatterielade mode" erkannt wird, geht der Betrieb zu Schritt 121, in dem geprüft wird, ob die Restkapazität der Nebenbatterie 15 niedri ger als der obere Grenzwert SOC2 des voreingestellten Werts ist.

Falls die Restkapazität SOC der Nebenbatterie 15 niedriger als der obere Grenzwert SOC2 des voreingestellten Werts ist, wird der "Nebenbatterielademode" beibehalten, und der Betrieb geht zu Schritt 122.

In Schritt 122 wird die Zuweisung der elektrischen Leistungs abgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems 12 auf die elektrische Leistungsabgabe, die durch den Elektromotor und die Nebenaggregate angefordert wird, und auf die elektrische Leis tung, die der Nebenbatterie 15 zuzuführen ist, innerhalb eines zulässigen Bereichs eingestellt, der durch den gegebenen Erzeu gungswirkungsgrad für elektrische Leistung des Brennstoffzellen leistungserzeugungssystems 12 bestimmt wird. Auch wird in Schritt 123 die elektrische Leistungsabgabe dem Elektromotor 11 und den Nebenaggregaten 16 in Abhängigkeit von der Zuweisung der elektrischen Leistungserzeugung zugeführt, und sie wird eben falls der Nebenbatterie 15 zugeführt, die geladen wird.

In Schritt 124 wird der Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie 15 in einer vorbestimmten Zeitabfolge während einer Zeitspanne berechnet, in der die Nebenbatterie 15 geladen wird, und in Schritt 125 wird ein durchschnittlicher Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie 15 in Korrespondenz zu der vorbestimmten Zeitab folge ermittelt.

In Schritt 126 wird ferner die Restkapazität SOC der Neben batterie 15 berechnet, und der Betrieb kehrt zu Schritt 121 zurück.

Falls in Schritt 121 die Restkapazität SOC der Nebenbatterie 15 den oberen Grenzwert SOC2 übersteigt, ist ein weiteres Laden der Nebenbatterie 15 nicht erforderlich, und der Betrieb kehrt zu Schritt 127 zurück, in dem der Betriebsmode auf den "Neben batterieentlademode" eingestellt wird. Dann kehrt der Betrieb zu Schritt 104 zurück.

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm für die detaillierte Veranschau lichung der Grundabfolge der in Schritt 112 angeführten Berech nung der elektrischen Leistungsabgabe, die aus der Nebenbatterie 15 entladen wird, und der elektrischen Leistungsabgabe, die durch das Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems 12 erzeugt wird.

Im Anfangsschritt 131 berechnet die Fahrzeugsteuerung 20 die von dem Elektromotor 11 und den Nebenaggregaten 16 angeforderte elektrische Leistungsabgabe auf der Basis der Betriebsbedingun gen durch Berechnung gegebener Betriebsparameter, wie den Wert des Niederdrückens, der durch den Gaspedalsensor 28 erkannt wird.

In dem nächsten Schritt 132 wird der Gesamtwirkungsgrad (Gesamtwirkungsgraddaten) in Verbindung mit der Menge der durch das Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems 12 erzeugten elektrischen Leistungsabgabe aus der angeforderten elektrischen Leistungsabgabe berechnet.

Hier wird der Gesamtwirkungsgrad in Verbindung mit der Menge der durch das Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem 12 erzeugten elektrischen Leistungsabgabe abgeleitet, wie in Fig. 5 gezeigt, während der Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie 15 als Parameter behandelt wird, auf der Basis der Beziehung zwischen dem von der Nebenbatterie 15 entladenen elektrischen Leistungs abgabe und eines Wirkungsgrads, wie durch eine Kurve a in Fig. 4 gezeigt wird, und der Beziehung zwischen der elektrischen Leis tungsabgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems 12 und einem Wirkungsgrad, wie durch eine Kurve c in Fig. 4 gezeigt. Auch zeigt Fig. 5 dieselben Charakteristikkurven für die Ladewirkungsgrade, wenn die angeforderte elektrische Leis tung 60 kW beträgt, wie in Fig. 10 gezeigt, hinsichtlich der elektrischen Leistungsabgabe des Brennstoffzellenleistungserzeu gungssystems (Abszisse von Fig. 10).

Im sich anschließenden Schritt 133 werden die von dem Brenn stoffzellenleistungserzeugungssystem 12 zu erzeugende elektri sche Leistungsabgabe und die von der Nebenbatterie 15 zu entla dende elektrische Leistungsabgabe berechnet, um den maximalen Gesamtwirkungsgrad zu ermitteln. Dies wird erreicht durch Berechnung der von dem Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem 12 zu erzeugenden elektrischen Leistungsabgabe, um den Maximal wert in der Charakteristikkurve vorzusehen, der mit dem durch schnittlichen Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie 15 korrespon diert, der in dem Nebenbatterielademode erreicht wurde, wie in Fig. 5 gezeigt. Auch wird bemerkt, dass die aus der Nebenbatte rie 15 zu entladende elektrische Leistungsabgabe gleich der Summe ist, in der die elektrische Leistungsabgabe des Brenn stoffzellenleistungserzeugungssystems 12 von der angeforderten elektrischen Leistungsabgabe abgezogen wird.

Mit solch einer Berechnung wird bei einer angeforderten elektrischen Leistung von 60 kW und einem Ladewirkungsgrad von 70% der Gesamtwirkungsgrad von einem Punkt A von 62%, der in einem Steuerungsverfahren unter Nichtbeachtung des Ladewirkungs grads der Nebenbatterie erreicht wird, verbessert auf einen Punkt B von 65%, wie aus dem Graphen von Fig. 5 erkannt wird.

In gleicher Weise zeigen Fig. 6 und 7 die Gesamtwirkungsgrade eines Falls, in dem die angeforderte elektrische Leistung 40 kW beträgt, bzw. in einem Fall, in dem die angeforderte elektrische Leistung 20 kW beträgt, mit Blick auf die elektrische Leistungs abgabe des Brennstoffzellenleistungserzeugungssystems (Abszissen von Fig. 6 und 7). Wie aus Fig. 6 zu erkennen ist, wird dann, wenn der Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie 15 70% beträgt, der Gesamtwirkungsgrad von einem Punkt C von 62% verbessert auf einen Punkt D von 69%. Wie aus Fig. 7 zu erkennen ist, wird der Gesamtwirkungsgrad von einem Punkt E von 65% verbessert auf einen Punkt F von 73%. Für den Fall, dass der Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie 15 niedriger als 70% ist, wird der Gesamtwir kungsgrad in einem weiteren breiten Bereich verbessert.

Nebenbei bemerkt, sind in der veranschaulichten Ausführungs form die Charakteristikdaten, wie in Fig. 4 bis 7 gezeigt, im Speicher (nicht gezeigt) in der Steuerung 20 als Tabelle oder Ähnliches gespeichert.

Die vorgenannten Schritte 124 und 125 werden durch den Lade wirkungsgradberechnungsabschnitt C1 ausgeführt, die Schritte 131 und 132 werden durch den Gesamtwirkungsgraddatenberechnungsab schnitt C2 ausgeführt, und die Schritte 133 und 134 werden durch den Versorgungssteuerungsabschnitt für elektrische Leistung C3 ausgeführt.

Mit solch einer Struktur der oben beschriebenen Ausführungs form werden der Nebenbatterieentlademode und der Nebenbatterie lademode abwechselnd wiederholt, um so die Restkapazität der Nebenbatterie 15 in einem Bereich zwischen den voreingestellten Werten SOC1 und SOC2 zu halten, und während dieses Zeitinter valls werden die elektrische Leistungsabgabe des Brennstoffzel lenleistungserzeugungssystems 12 und die von der Nebenbatterie 15 entladene elektrische Leistungsabgabe auf jeweilige Werte eingestellt, um so den Wirkungsgrad, der in Verbindung mit dem Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie 15 in dem Nebenbatterielade mode berechnet wurde, auf maximalen Pegel zu halten. Dementspre chend ist es möglich, den Gesamtwirkungsgrad über alle Betriebs bedingungen hinweg auf einen höheren Pegel stark zu verbessern, wobei die von dem Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem 12 unter Verbrauch von Brennstoff erzeugte elektrische Leistungs abgabe in die Nebenbatterie 15 geladen wird, und in einem nach folgenden Schritt die Nebenbatterie 15 mit elektrischer Leis tungsabgabe entladen wird.

Während in der veranschaulichten Ausführungsform die Last als aus dem Elektromotor 11 und den Nebenaggregaten 16 bestehend gezeigt und beschrieben wurde, ist die Last nicht hierauf begrenzt.

Obgleich der Nebenbatterieentlademode und der Nebenbatterie lademode so beschrieben wurden, dass sie abwechselnd wiederholt werden, um so die Restkapazität der Nebenbatterie 15 innerhalb eines Bereichs zwischen den voreingestellten Werten SOC1 und SOC2 zu halten, können ferner die zwei vorgenannten Betriebs modes nach Wunsch in passenden Abfolgen umgeschaltet werden, solange die Restkapazität in dem Bereich zwischen den Kapazi tätspegeln SOC1 und SOC2 gehalten werden.

Obgleich das Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem als der Typ beschrieben wurde, in dem Methanol umgeformt wird, um Wasserstoff zu erzeugen, welches der Brennstoffzelle zugeführt wird, ist das Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem nicht darauf begrenzt, sondern kann modifiziert werden, dass Benzin benutzt wird oder Wasserstoffgas direkt der Brennstoffzelle zugeführt wird, um elektrische Leistung zu erzeugen.

Obgleich die Restkapazität der Nebenbatterie 15 beschrieben wurde, dass sie in den Schritten 102, 114 oder 126 in dem Fluß diagramm berechnet wird, kann zusätzlich die Restkapazität auf der Basis der Gesamtspannung der Nebenbatterie 15 berechnet werden oder kann aus der Restkapazität der Nebenbatterie 15 wie im Speicher (nicht gezeigt) in der Steuerung 20 gespeichert ausgelesen werden, wenn der Zündschalter des Brennstoffzellen angetriebenen Fahrzeugs ausgeschaltet ist.

Ferner kann der Anfangswert des Ladewirkungsgrads der Neben batterie 15 in Anfangsschritten nach der Einschaltung des Zünd schalters bis zu Schritt 112 in ähnlicher Weise von dem Ladewir kungsgrad der Nebenbatterie 15 ausgelesen werden, der vor dem letzten Ausschalten des Zündschalters in einem Speicher (nicht gezeigt) der Steuerung 20 gespeichert worden ist.

Obgleich Parameter wie die Restkapazität SOC der Nebenbatte rie 15 und der Temperatur der Nebenbatterie 15 bei den Lade- und Entladewirkungsgraden der Nebenbatterie 15 in Fig. 4 weggelassen wurden, können die Charakteristikkurven für den Lade- und Entla dewirkungsgrad der Nebenbatterie 15 in Verbindung mit der Rest kapazität SOC bzw. der Temperatur vorbereitet werden, da der Lade- und Entladewirkungsgrad der Nebenbatterie 15 von der Rest kapazität SOC und der Temperatur der Nebenbatterie abhängen, was zu eine weiter verbesserten, präzisen Steuerung führt.

Während das elektrische Leistungserzeugungssystem in der ver anschaulichten Ausführungsform als ein Brennstoffzellenleistungs erzeugungssystem enthaltend gezeigt und beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt, und die vorlie gende Erfindung kann auch angewendet werden auf einen Fall, in dem der elektrische Leistungserzeuger einen elektrischen Leis tungserzeuger des Typs enthält, welcher durch einen Motor ange trieben wird.

Da entsprechend einem Merkmal der vorliegenden Erfindung die Mengen der elektrischen Leistungsabgaben der Nebenbatterie und des elektrischen Leistungserzeugers, die der Last zuzuführen sind, in Verbindung mit dem Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie in dem Nebenbatterielademode eingestellt werden, wird die Zuwei sung der elektrischen Leistung der Nebenbatterie und der elek trischen Leistung des elektrisches Leistungserzeugers hinsicht lich der angeforderten elektrischen Leistung so bestimmt, dass der Gesamtwirkungsgrad über alle Betriebsbedingungen verbessert wird, wobei die Nebenbatterie geladen und dann entladen wird. Mit dieser Bestimmung wird der Energieverbrauchswirkungsgrad selbst dann verbessert, wenn der elektrische Leistungserzeuger irgendeinen Typ von elektrischen Leistungserzeuger enthält, wie etwa ein Brennstoffzellenleistungserzeugungssystem oder ein durch einen Motor angetriebenes elektrisches Leistungserzeugungs system.

Da nach einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung die Gesamtwirkungsgraddaten für jeden Ladewirkungsgrad in Abhängig keit von der angeforderten elektrischen Leistung berechnet und die jeweiligen elektrischen Leistungsabgaben der Nebenbatterie und des elektrischen Leistungserzeugers auf jeweilige Werte ein gestellt werden, um den maximalen Gesamtwirkungsgrad in allen Gesamtwirkungsgraddaten in Korrespondenz zu den aktuellen Lade wirkungsgraden vorzusehen, ist es möglich, den maximalen Gesamt wirkungsgrad über eine Betriebsabfolge vorzusehen, in der die Nebenbatterie geladen und dann entladen wird.

Da nach einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung das Steuerungssystem einen Durchschnittswert der Ladewirkungsgrade verwendet, die ermittelt werden, wenn die Nebenbatterie mit der durch den elektrischen Leistungserzeuger erzeugten elektrischen Leistung geladen wird, ist es möglich, die Last der Berechnung der Mengen der elektrischen Leistung der Nebenbatterie und der elektrischen Leistung des elektrischen Leistungserzeugers zu reduzieren auf die Last in Abhängigkeit auf die Ladewirkungs grade, verglichen mit dem Fall, in dem ein Berechnungsschritt erreicht wird durch die direkte Nutzung der Wirkungsgrade, die sich mit der Zeit verändern.

Nach einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es möglich, in einem Fahrzeug mit einem Antriebsmotor, der darauf ausgerichtet ist, durch die elektrische Leistungsabgaben der Nebenbatterie und des elektrischen Leistungserzeugers angetrie ben zu werden, die Restkapazität der Nebenbatterie innerhalb eines passenden Bereichs zu halten, um dadurch den Gesamtwir kungsgrad durch abwechselndes Wiederholen des ersten Betriebsmo des, in dem das Fahrzeug während des Ladens der Nebenbatterie fährt, und des zweiten Betriebsmodes, in dem das Fahrzeug wäh rend des Entladens der Nebenbatterie fährt, zu verbessern. Mit solch einem Betrieb wird die Nebenbatterie wirksam genutzt, und eine Verschlechterung der Nebenbatterie wird verhindert, mit einem sich ergebenden Absinken beim Brennstoffverbrauch.

Der gesamte Inhalt einer Patentanmeldung Nr. 2000-85155 mit einem Einreichungsdatum vom 24. März 2000 in Japan wird hiermit durch Bezug eingebracht.

Obgleich die Erfindung oben beschrieben wurde mit Bezug auf eine gewisse Ausführungsform der Erfindung, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform begrenzt. Ver schiedene Modifikationen und Auswechselungen der oben beschrie benen Ausführungsform wird den in der Technik Bewanderten im Licht der Ausführungen einfallen. Der Umfang der Erfindung wird mit Bezug auf die folgenden Ansprüche definiert.

Claims

1. Steuerungssystem, das ein kombiniertes System mit einer Nebenbatterie und einem elektrischen Leistungserzeuger steuert, der als eine Leistungsversorgung für eine Last dient, und die Nebenbatterie unter Nutzung des elektrischen Leistungserzeugers geladen wird, enthält:
einen Ladewirkungsgradberechnungsabschnitt, der den Ladewir kungsgrad der Nebenbatterie in Verbindung mit der elektrischen Leistungsabgabe des elektrischen Leistungserzeugers berechnet;
einen Gesamtwirkungsgraddatenberechnungsabschnitt, der die Gesamtwirkungsgraddaten in Abhängigkeit von der angeforderten elektrischen Leistung der Last berechnet; und
einen elektrischen Leistungsversorgungssteuerungsabschnitt, der die Zuweisung der elektrischen Leistungsabgabe der Nebenbat terie und der elektrischen Leistungsabgabe des elektrischen Leis tungserzeugers steuert, die beide an die Last zu führen sind;
wobei der elektrische Leistungsversorgungssteuerungsabschnitt die elektrische Leistungsabgabe der Nebenbatterie und die elek trische Leistungsabgabe des elektrischen Leistungserzeugers, die beide an die Last zu führen sind, auf der Basis des Ladewirkungs grads und der Gesamtwirkungsgraddaten einstellt.

2. Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei der Gesamtwirkungs graddatenberechnungsabschnitt die Gesamtwirkungsgraddaten in Abhängigkeit von der geforderten elektrischen Leistung der Last auf der Basis des elektrischen Leistungserzeugungswirkungsgrads des elektrischen Leistungserzeugers und dem Entladewirkungsgrad der Nebenbatterie für jeden Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie berechnet.

3. Steuerungssystem nach Anspruch 2, wobei der Gesamtwirkungs grad mit einem Gesamtwirkungsgrad korrespondiert, der ermittelt wird, wenn eine elektrische Leistungsabgabe durch den elektri schen Leistungserzeuger produziert wird, die Nebenbatterie durch die elektrische Leistungsabgabe geladen und die Nebenbatterie entladen wird.

4. Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei der elektrische Leis tungsversorgungssteuerungsabschnitt die elektrische Leistungs abgabe der Nebenbatterie und die elektrische Leistungsabgabe des elektrischen Leistungserzeugers, die beide der Last zuzuführen sind, so einstellt, dass ein maximaler Gesamtwirkungsgrad hin sichtlich des korrespondierenden Ladewirkungsgrads der Nebenbat terie vorgesehen wird, indem er die Gesamtwirkungsgraddaten ver wendet.

5. Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei der Ladewirkungsgrad berechnungsabschnitt den Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie auf solch eine Weise berechnet, dass ein durchschnittlicher Ladewir kungsgrad der Nebenbatterie ermittelt wird, wenn die Nebenbatte rie mit einer elektrischen Leistungsabgabe des elektrischen Leistungserzeugers geladen wird.

6. Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die Nebenbatterie und der elektrische Leistungserzeuger in einem Fahrzeug installiert sind, und die Last einen Elektromotor des Fahrzeugs einschließt, der es antreibt, und wobei der elektrische Leistungsversorgungs steuerungsabschnitt die Zuweisung der elektrischen Leistungsab gabe der Nebenbatterie und die elektrische Leistungsabgabe des elektrischen Leistungserzeugers steuert in Korrespondenz mit einem ersten Betriebsmode, in dem die elektrische Leistungsab gabe des elektrischen Leistungserzeugers der Last für ihren Antrieb und der Nebenbatterie für ihr Laden zugeführt wird, und mit einem zweiten Betriebsmode, in dem die elektrische Leistungs abgabe des elektrischen Leistungserzeugers und eine elektrische Leistungsabgabe, die aus der Nebenbatterie entladen wird, der Last für ihren Antrieb zugeführt werden.

7. Steuerungssystem nach Anspruch 6, wobei der elektrische Leis tungsversorgungssteuerungsabschnitt die elektrische Leistungs abgabe der Nebenbatterie und die elektrische Leistungsabgabe des elektrischen Leistungserzeugers, die beide der Last zuzuführen sind, auf der Basis des Ladewirkungsgrads und der Gesamtwirkungs graddaten in dem ersten Betriebsmode einstellt.

8. Steuerungssystem nach Anspruch 6, wobei der Ladewirkungsgrad berechnungsabschnitt den Ladewirkungsgrad in Verbindung mit der elektrischen Leistungsabgabe des elektrischen Leistungserzeugers in dem zweiten Betriebsmode berechnet.

9. Steuerungssystem, das ein kombiniertes System mit einer Neben batterie und einem elektrischen Leistungserzeuger steuert, der als eine Leistungsversorgung für eine Last dient, und die Neben batterie unter Nutzung des elektrischen Leistungserzeugers gela den wird, enthält:
eine Einrichtung für die Berechnung des Ladewirkungsgrads der Nebenbatterie in Verbindung mit der elektrischen Leistungsabgabe des elektrischen Leistungserzeugers;
eine Einrichtung für die Berechnung von Gesamtwirkungsgrad daten in Abhängigkeit von der angeforderten elektrischen Leis tung der Last; und
eine Einrichtung für die Steuerung der Zuweisung der elektri schen Leistungsabgabe der Nebenbatterie und der elektrischen Leistungsabgabe des elektrischen Leistungserzeugers, die beide an die Last zu führen sind, während sie die elektrische Leistungs abgabe der Nebenbatterie und die elektrische Leistungsabgabe des elektrischen Leistungserzeugers, die beide an die Last zu führen sind, auf der Basis des Ladewirkungsgrads und der Gesamtwirkungs graddaten einstellt.

10. Verfahren der Steuerung eines kombinierten Systems mit einer Nebenbatterie und einem elektrischen Leistungserzeuger, der als Leistungsversorgung für eine Last dient, und die Nebenbatterie unter Nutzung des elektrischen Leistungserzeugers geladen wird, enthält:
Berechnen des Ladewirkungsgrad der Nebenbatterie in Verbin dung mit der elektrischen Leistungsabgabe des elektrischen Leistungserzeugers;
Berechnen von Gesamtwirkungsgraddaten in Abhängigkeit von der geforderten elektrischen Leistung der Last; und
Steuern der Zuweisung der elektrischen Leistungsabgabe der Nebenbatterie und der elektrischen Leistungsabgabe des elektri schen Leistungserzeugers, die beide der Last zuzuführen sind, während die elektrische Leistungsabgabe der Nebenbatterie und die elektrische Leistungsabgabe des elektrischen Leistungserzeu gers, die beide an die Last zu führen sind, auf der Basis des Ladewirkungsgrads und der Gesamtwirkungsgraddaten eingestellt wird.