DE102012200978B4

DE102012200978B4 - Vollladungs-Steuervorrichtung für eine fahrzeugeigene Batterie

Info

Publication number: DE102012200978B4
Application number: DE102012200978.7A
Authority: DE
Inventors: Masaki Horii
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-05-16
Filing date: 2012-01-24
Publication date: 2017-08-17
Anticipated expiration: 2032-01-25
Also published as: US8698453B2; DE102012200978A1; US20120293121A1; JP5396428B2; JP2012244648A

Abstract

Vollladungs-Steuervorrichtung, installiert in einem Fahrzeug, zum Steuern eines Vollladungsbetriebs einer fahrzeugeigenen Batterie (105), die durch eine elektrische Energie geladen wird, die von einem Generator (102), der durch eine Kraftmaschine (100) angetrieben wird, geliefert wird, wobei die Vollladungs-Steuervorrichtung umfasst: einen Stromsensor (106) zum Erfassen von Lade- und Entladeströmen der Batterie (105); einen Temperatursensor (107) zum Erfassen einer Umgebungstemperatur der Batterie (105), die zum Schätzen einer wahren Temperatur der Batterie (105) verwendet wird; eine Vollladungs-Entscheidungseinheit (126) zum Bestimmen, ob die Batterie (105) einen vollen Ladezustand erreicht hat, auf Grundlage eines erfassten Werts des Ladestroms, der von dem Stromsensor (106) eingespeist wird, und einer Ladezeit; und eine SOC-Berechnungseinheit zum Zeitpunkt der Vollladeentscheidung (130) zum Berechnen eines Ladezustands der Batterie (105) während einer Beurteilung des vollen Ladezustands auf Grundlage der geschätzten Temperatur der Batterie (105); gekennzeichnet durch eine Temperatur-Erfassungsgenauigkeits-Entscheidungseinheit (122) zum Erfassen einer Umgebungsbedingung der Batterie (105) und, auf Grundlage eines erfassten Werts der Umgebungsbedingung, zum Bestimmen, ob die Differenz zwischen der Temperatur der Batterie (105), die aus der Umgebungstemperatur davon geschätzt wird, die durch den Temperatursensor (107) erfasst wird, und der wahren Temperatur der Batterie (105) in einen bestimmten Genauigkeitsbereich fällt; und eine Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit (123) zum Anpassen von Vollladungs-Entscheidungsbedingungen, derart, dass die in der Batterie (105) gehaltene Lademenge, bei der es sich um eine der Vollladungs-Entscheidungsbedingungen handelt, die durch die Vollladungs-Entscheidungseinheit (126) verwendet wird, wenn bestimmt wird, ob die Batterie (105) den Vollen Ladezustand erreicht hat, um eine bestimmte Größe anwächst, wenn ein Resultat der Beurteilung durch die Temperatur-Erfassungsgenauigkeits-Entscheidungseinheit (122) negativ ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vollladungs-Steuervorrichtung, die in einem Fahrzeug installiert ist, zum Steuern einer fahrzeugeigenen Batterie, die durch eine elektrische Energie geladen wird, welche von einem Generator geliefert wird, der durch eine Kraftmaschine angetrieben wird.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Es ist möglich, dass Leistungsvermögen einer regenerativen Energie einer sekundären Batterie zu erhöhen, während ein Ladezustand (SOC) davon auf einen geringeren Pegel als eine Vollladungskapazität (nominale Kapazität) der Batterie gesteuert wird. Es ist jedoch bekannt, dass diese Art eines Steuerbetriebs, der im Folgenden als Teilladezustand(PSOC)-Steuerbetrieb bezeichnet wird, einen Nachteil darin aufweist, dass der Steuerbetrieb zu einem Verschleiß der Batterie führt. Wenn die Batterie insbesondere unter Bedingungen betrieben wird, bei dem der Ladezustand geringer als ein tolerierbarer SOC-Bereich der Batterie ist, kann ein Phänomen wie eine Sulfatierung auftreten, die zu einem beschleunigten Verschleiß führt. Um den PSOC-Steuerbetrieb erfolgreich durchzuführen, muss der Ladezustand der Batterie mit einer hohen Genauigkeit bestimmt werden, und die Batterie derart betrieben werden, dass der Ladezustand nicht geringer als eine untere Grenze des tolerierbaren SOC-Bereichs der Batterie wird.
Verwendbare Verfahren zum Bestimmen des Ladezustands einer Batterie umfassen z. B. ein Stromintegrationsverfahren und ein Leerlaufspannungs-(engl. Open Circuit Voltage bzw. OCV)SOC-Verfahren. In dem Stromintegrationsverfahren wird die Batterie in regulären Intervallen voll geladen und Lade- und Entladeströme werden von jedem Zeitpunkt der vollständigen Ladung integriert, um den Ladezustand der Batterie zu bestimmen. Ein Betrieb zum Steuern der Batterie, um einen vollen Ladezustand zu erreichen (d. h., einen Volllade-Steuerbetrieb) wäre damit verbunden, die Batterie bis zu einem Punkt zu laden, bei dem die folgenden Bedingungen erfüllt sind: „der Ladestrom wird gleich oder geringer als ein bestimmter Wert, und, zusätzlich ist eine bestimmte Zeitperiode abgelaufen.” Ein Verfahren zum Bestimmen einer Ladekapazität der Batterie aus Strom-SOC-Abbildungen, die im Voraus für unterschiedliche Batterietemperaturen präpariert werden, ist im Stand der Technik bekannt, und es ist oft der Fall, dass der Betrieb, bei dem die Batterie in den vollen Ladezustand gebracht wird, unmittelbar nach einem Start der Kraftmaschine ausgeführt wird.
Wenn ein Ladestrom, der für eine Beurteilung des vollen Ladezustands verwendet wird, auf den gleichen Pegel eingestellt wird, unabhängig von Temperaturen, ist es notwendig, die Batterietemperatur mit einer hohen Genauigkeit zu erfassen. Dies ist der Fall, da der Ladezustand der Batterie sich mit der Batterietemperatur unterscheidet. In vielen Fällen wird jedoch die Batterietemperatur durch Erfassen einer Umgebungstemperatur der Batterie bestimmt, die sich potenziell von einer wahren Batterietemperatur unterscheiden kann. Es wird somit normaler Weise nicht erwartet, dass die Batterietemperatur mit einer hohen Genauigkeit erfasst wird. In einem Fall, bei dem der Ladezustand der Batterie aus der erfassten Temperatur bestimmt wird, unter Verwendung der Strom-SOC-Abbildungen, die für unterschiedliche Temperaturen präpariert werden, besteht eine Möglichkeit, dass der bestimmte Ladezustand der Batterie sich von dem tatsächlichen Ladezustand unterscheidet, wenn die Temperaturerfassungsgenauigkeit nicht hoch ist. Wenn der Ladezustand zu Beginn der SOC-Berechnung oder der Ladezustand unter Bedingungen, bei denen der Vollladungs-Steuerbetrieb ausgeführt wurde, geringer als ein erwarteter Wert ist (z. B. SOC = 90% oder geringer), besteht die Möglichkeit, dass die Batterie einen Bereich nicht erreichen kann, in dem der Verschleiß der Batterie beschleunigt wird.
Unter diesen Bedingungen schlägt JP H06-84 754 U eine Vollladungs-Steuervorrichtung für eine sekundäre Batterie vor, die sowohl die Temperatur der Batterie als auch die Umgebungstemperatur davon erfasst, und den Vollladungs-Steuerbetrieb derart durchführt, dass nicht falsch beurteilt wird, dass die Batterie vollständig geladen ist, selbst dann, wenn sich die Umgebungstemperatur verändert.
Insbesondere kann, wenn der Ladezustand einer fahrzeugeigenen Batterie, die z. B. in der Nähe einer Fahrzeugkraftmaschine angebracht ist, aus Strom-SOC-Abbildungen bestimmt wird, die im Voraus für unterschiedliche Batterietemperaturen präpariert werden, wie in herkömmlichen Fällen, kann ein Fall auftreten, bei dem sich die Genauigkeit der Erfassung der Batterietemperatur verschlechtert, aufgrund von Variationen in den Umgebungsbedingungen der Batterie gemäß den Betriebsbedingungen der Kraftmaschine. In einem Fall, bei dem der Ladezustand der Batterie geringer als der erwartete Wert ist, besteht eine Möglichkeit, dass die Batterie unzureichend geladen wird. Wenn somit die Batterie in dem Ladezustand betrieben wird, der geringer als der tolerierbare SOC-Bereich ist, kann der Verschleiß der Batterie beschleunigt werden, z. B. durch eine Sulfatierung, wie oben erwähnt.
Im Übrigen gibt es Fälle, bei denen die Umgebungstemperatur der Batterie durch die Batterietemperatur beeinflusst wird. Wenn daher transiente Variationen der Umgebungstemperatur vorliegen, kann die Batterietemperatur in der Nähe des vollen Ladezustands schnell anwachsen, wie in JP H06-84 754 U erwähnt. Aus diesem Grund kann sich die Genauigkeit der Erfassung der Batterietemperatur potenziell verschlechtern, wenn die Differenz zwischen der Batterietemperatur und der Umgebungstemperatur anwächst.
DE 10 2009 008 751 A1 offenbart eine Vollladungs-Steuervorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
US 2009/0 102 428 A1 zeigt ebenfalls eine Vorrichtung zum Steuern eines Vollladungsbetriebs einer Batterie, wobei die Steuervorrichtung einen Stromsensor zum Erfassen von Lade- und Entladeströmen der Batterie, einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur der Batterie und eine Vollladungs-Entscheidungseinheit umfasst zum Bestimmen, ob die Batterie einen vollen Ladezustand erreicht hat, auf Grundlage eines erfassten Werts des Ladestroms, der von dem Stromsensor eingespeist wird, und einer Ladezeit. Ferner wird offenbart, dass die die Entscheidung der Vollladung anhand des Vollladungs-Entscheidungsstrom abhängig von der Batterietemperatur erfolgt
Ähnliche Steuervorrichtungen sind in JP 2009-106 118 A und US 2002/0 036 482 A1 offenbart.
Aus WO 99/41 819 A1 ist bekannt, dass zur Ermittlung des exakten Ladezustands einer Fahrzeugbatterie die Batterietemperatur aus einer Umgebungstemperatur sowie einer Fahrzeuggeschwindigkeit abgeleitet werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung dient zum Überwinden des weiter oben stehenden Problems. Entsprechend besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung einer Vollladungs-Steuervorrichtung für eine fahrzeugeigene Batterie, die es möglich macht, einen Verschleiß der Batterie zu verhindern, der durch eine unzureichende Aufladung verursacht wird, selbst in einem Fall, bei dem die Genauigkeit der Erfassung der Batterietemperatur sich verschlechtert hat.
Gemäß der Erfindung ist eine Volladungs-Steuervorrichtung in einem Fahrzeug installiert, zum Steuern eines Vollladungsbetriebs einer fahrzeugeigenen Batterie, die durch eine elektrische Energie geladen wird, die von einem Generator geliefert wird, der durch eine Kraftmaschine angetrieben wird, wobei die Vollladungs-Steuervorrichtung enthält einen Stromsensor zum Erfassen von Lade- und Entladeströmen der Batterie, einen Temperatursensor zum Erfassen einer Umgebungstemperatur der Batterie, die verwendet wird zum Schätzen einer wahren Temperatur der Batterie, eine Vollladungs-Entscheidungseinheit zum Bestimmen, ob die Batterie einen vollen Ladezustand erreicht hat, auf Grundlage eines erfassten Werts des Ladestroms, der von dem Stromsensor eingespeist wird, und einer Ladezeit, und eine SOC-Berechnungseinheit zum Zeitpunkt der vollen Ladeentscheidung zum Berechnen eines Ladezustands der Batterie während einer Beurteilung des vollen Ladezustands auf Grundlage der geschätzten Temperatur der Batterie. Die erfindungsgemäße Volladungs-Steuervorrichtung umfasst ferner eine Temperatur-Erfassungsgenauigkeits-Entscheidungseinheit zum Erfassen einer Umgebungsbedingung der Batterie, und, auf Grundlage eines erfassten Werts der Umgebungsbedingung, zum Bestimmen, ob die Differenz zwischen der Temperatur der Batterie, die aus der Umgebungstemperatur davon geschätzt wird, die durch den Temperatursensor erfasst wird, und der wahren Temperatur der Batterie in einen bestimmten Genauigkeitsbereich fällt, und eine Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit zum Anpassen von Vollladungs-Entscheidungsbedingungen, derart, dass die in der Batterie gehaltene Lademenge, bei der es sich um eine der Vollladungs-Entscheidungsbedingungen handelt, die durch die Vollladungsentscheidungseinheit verwendet wird, beim Bestimmen, ob die Batterie den vollen Ladezustand erreicht hat, um eine bestimmte Größe anwächst, wenn ein Resultat der Beurteilung durch die Temperatur-Erfassungsgenauigkeits-Entscheidungseinheit negativ ist.
Die Vollladungs-Steuervorrichtung für die fahrzeugeigene Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit der Temperatur-Erfassungsgenauigkeits-Entscheidungseinheit und der Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit bereitgestellt, wie oben erläutert. Die derart konfigurierte Vollladungs-Steuervorrichtung erfasst die Umgebungsbedingung der Batterie, und beurteilt, auf Grundlage des erfassten Werts der Umgebungsbedingung, ob die Differenz zwischen der Temperatur der Batterie, die aus der Umgebungstemperatur davon geschätzt wird, die durch den Temperatursensor erfasst wird, und der wahren Temperatur der Batterie in den bestimmten Genauigkeitsbereich fällt. Wenn das Resultat der Beurteilung durch die Temperatur-Erfassungsgenauigkeits-Entscheidungseinheit negativ ist, erhöht die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit die in der Batterie zu haltende Ladegröße, bei der es sich um eine der Vollladungs-Entscheidungsbedingungen handelt, die durch die Vollladungs-Entscheidungseinheit verwendet wird, beim Bestimmen, ob die Batterie den vollen Ladezustand erreicht hat, um die bestimmte Größe. Es ist daher möglich, einen Verschleiß der Batterie zu verhindern, der durch ein unzureichendes Aufladen verursacht wird, selbst dann, wenn sich die Erfassungsgenauigkeit der Batterietemperatur verschlechtert.
Die oben stehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung noch mehr ersichtlich werden, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Vollladungs-Steuervorrichtung für eine fahrzeugeigene Batterie gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 ist ein Diagramm zur Darstellung von Kennlinien, die eine Beziehung zwischen einem Ladestrom und einem Ladezustand der Batterie in zwei Fällen darstellen, in denen die Batterie unterschiedliche Temperaturen aufweist;
3 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Betriebsflusses eines Vollladungs-Steuerbetriebs gemäß der Erfindung;
4 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung eines Volladungs-Steuerbetriebs gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung; und
5 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung eines Vollladungs-Steuerbetriebs gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Erste Ausführungsform
1 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Vollladungs-Steuervorrichtung für eine fahrzeugeigene Batterie gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei dargestellte Hardwareabschnitte Elemente sind, die extrahiert sind als in besonderer Weise mit dem Betrieb der im Folgenden beschriebenen Vollladungs-Steuervorrichtung in Beziehung stehend.
Eine Kraftmaschine 100, die in einem Fahrzeug angebracht ist, wird durch einen Starter 108 gestartet und gibt ein Drehmoment aus, das zum Drehen eines Generators 102 verwendet wird, der einen Teil eines Energieversorgungssystems 101 ausbildet. Es wird vermerkt, dass 1 kein Antriebskraft-Ausgabesystem der Kraftmaschine 100 darstellt, das zum Erzeugen einer Antriebskraft für das Fahrzeug verwendet wird.
Ein Energiewandler 103 wandelt eine Wechselstromenergie, die von dem Generator 102 geliefert wird, in eine Gleichstromenergie, durch Vollwellen-Gleichrichtung der Wechselstromenergie, und liefert die somit erhaltene Gleichstromenergie an elektrische Lasten 104, wie z. B. Frontlichter, eine Innenraumlampe und die Batterie 105. Ein Stromsensor 106 erfasst Lade- und Entladeströme der Batterie 105, während ein Temperatursensor 107 eine Umgebungstemperatur der Batterie 105 erfasst, die zum Schätzen einer wahren Temperatur der Batterie 105 verwendet wird.
Als nächstes wird die Konfiguration einer Energieerzeugungs-Steuervorrichtung 120 einschließlich eines Hauptabschnitts der Erfindung beschrieben. Die folgende Diskussion stellt eine Beschreibung eines solchen Teiles bereit, der herkömmlich eingesetzt wird, gefolgt durch eine Beschreibung des Hauptabschnitts der Erfindung.
Bei Empfang einer Vollladungsanweisung, initiiert eine Vollladungs-Steuereinheit 121 die Ausführung eines Vollladungs-Steuerbetriebs zum Zurückstellen eines Stromintegrationsfehlers, der in der Batterie 105 akkumuliert wird. Ein Vollladungs-Entscheidungseinheit 126, in die eine Information über eine gemessene Zeit und der Ladestrom der Batterie 105, der durch den Stromsensor 106 erfasst wird, eingegeben wird, trifft eine Entscheidung zum Bestimmen, dass ein Vollladungszustand erreicht wurde, unter der Bedingung, dass der Ladestrom gleich oder geringer als ein bestimmter Vollladungs-Entscheidungsstrom geworden ist, und dass dieser Zustand über eine bestimmte Vollladungs-Entscheidungszeit vorgelegen hat, gemäß Vollladungs-Entscheidungsbedingungen, die durch eine später beschriebene Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit 123 spezifiziert wird. Eine SOC-Berechnungsfehler-Rückstellsteuereinheit 127 stellt den Stromintegrationsfehler zurück, unter der Bedingung, dass die Vollladungs-Entscheidungseinheit 126 bestimmt hat, dass der Vollladungszustand erreicht wurde. Eine SOC-Berechnungseinheit 128 berechtet den Ladezustand der Batterie 105, durch Integration des durch den Stromsensor 106 erfassten Stromes, ab einem Zeitpunkt des Vollladungszustands. Eine PSOC-Steuereinheit 129 steuert den Generator 102 derart, dass der durch die SOC-Berechnungseinheit 128 berechnete Ladezustand gleich zu einem gewünschten Wert wird.
Eine Temperaturerfassungs-Genauigkeitsentscheidungseinheit 122 empfängt eingegebene Erfassungswerte bezüglich den Umgebungsbedingungen der Batterie 105 und bestimmt dann, ob irgendeiner der Erfassungswerte um eine bestimmte Größe oder mehr in einer bestimmten Zeitperiode variiert. Wenn die Variation von jedem der Erfassten Werte geringer als die bestimmte Größe ist, bestimmt die Temperaturerfassungs-Genauigkeitsentscheidungseinheit 122, dass die Temperatur der Batterie 105, die von einem durch den Temperatursensor 107 erfassten Wert geschätzt wird, in einem erlaubten Genauigkeitsbereich bezüglich der wahren Temperatur der Batterie 105 ist. Wenn die Variation in jedem der Erfassten Werte gleich oder größer als die oben stehende bestimmte Größe ist, bestimmt die Temperaturerfassungs-Genauigkeitsentscheidungseinheit 122, dass die geschätzte Temperatur außerhalb des erlaubten Genauigkeitsbereiches ist. In einem Fall, wenn die Temperaturerfassungs-Genauigkeitsentscheidungseinheit 122 bestimmt, dass die Differenz zwischen der Temperatur der Batterie 105, die aus dem Wert geschätzt wird, der durch den Temperatursensor 107 erfasst wird, und der wahren Batterietemperatur gleich oder größer als die bestimmte Größe geworden ist, und beurteilt wurde, dass ein Zustand unzureichender Ladung potenziell auftreten kann, wenn der Vollladungs-Steuerbetrieb gemäß den anfänglich eingestellten Bedingungen durchgeführt wird, bewirkt die Temperaturerfassungs-Genauigkeitsentscheidungseinheit 122 insbesondere, dass die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit 123, die in einer anschließenden Stufe bereitgestellt wird, die Vollladungs-Entscheidungsbedingungen steuert oder anpasst, um den Zustand unzureichender Ladung zu vermeiden, wie im Folgenden weiter diskutiert wird.
In dem Beispiel der 1 empfängt die Temperaturerfassungs-Genauigkeitsentscheidungseinheit 122 die Umgebungstemperatur der Batterie 105, die durch den Temperatursensor 107 erfasst wurde, sowie eine Kraftmaschinengeschwindigkeit und eine Fahrzeuggeschwindigkeit, die durch andere Sensoren (nicht gezeigt) erfasst werden, als Parameter, welche die Umgebungsbedingungen der Batterie 105 darstellen. Die Temperaturerfassungs-Genauigkeitsentscheidungseinheit 122 bestimmt, ob einer der erfassten Werte um eine individuell voreingestellte bestimmte Größe variiert.
Ein Grund, warum die Temperaturerfassungs-Genauigkeitsentscheidungseinheit 122 die oben erwähnten drei Erfassungswerte verwendet, ist wie folgt. Wenn die Änderungsgröße der Umgebungstemperatur groß ist, wird es eine große Differenz zwischen der Temperatur der Batterie 105, die aus dem Wert geschätzt wird, der durch den Temperatursensor 107 erfasst wird, und der wahren Temperatur der Batterie 105 geben, da die Temperatur der Batterie 105 mit einer Zeitverschiebung ansteigt. Wenn die Kraftmaschinengeschwindigkeit oder die Fahrzeuggeschwindigkeit stark variieren, wird die Kraftmaschine 100 ferner eine große Wärmemenge dissipieren, was dazu führt, dass die Temperatur der Batterie 105 ansteigt. Da dieser Anstieg der Temperatur der Batterie 105, der durch Wärmedissipation von der Kraftmaschine 100 verursacht wird, auch hinter einem Anstieg der Umgebungstemperatur zurückbleibt, wird erwartet, dass es eine große Differenz zwischen der Temperatur der Batterie 105, die aus dem erfassten Wert der Umgebungstemperatur geschätzt wird, und der wahren Temperatur der Batterie 105 geben wird.
Im Allgemeinen wird erwartet, dass die Temperatur einer Batterie durch Umgebungsbedingungen der Batterie auf unterschiedliche Art und Weisen beeinflusst wird, in Abhängigkeit von der Kapazität und Struktur der Batterie, sowie einer Positionsbeziehung zwischen der Batterie und der Kraftmaschine oder dem Temperatursensor und der Struktur des Fahrzeugkörpers. Es wird somit vermerkt, dass die Parameter, welche die Umgebungsbedingungen der Batterie 105 darstellen, nicht auf die drei erfassten Werte, einschließlich der Kraftmaschinengeschwindigkeit, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Umgebungstemperatur der Batterie 105, wie in 1 gezeigt, beschränkt sind.
Die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit 123 umfasst eine Entscheidungsstrom-Steuereinheit 124 oder eine Entscheidungszeit-Steuereinheit 125, die die Vollladungs-Entscheidungsbedingungen gemäß dem Resultat einer Beurteilung durch die Temperaturerfassungs-Genauigkeitsentscheidungseinheit 122 steuern oder anpassen. Die Einzelheiten dieser Funktion und damit in Beziehung stehenden Operationen wird später mit Bezug auf die 3 bis 5 diskutiert.
Eine Beziehung zwischen dem Ladestrom und dem Ladezustand der Batterie 105 wird nun mit Bezug auf zwei Fälle beschrieben, in denen die Batterie 105 unterschiedliche Temperaturen aufweist, wie in 2 gezeigt, bei der es sich um ein Diagramm handelt, welches Kennlinien darstellt, die die Beziehung zwischen dem Ladestrom (Vollladungs-Entscheidungsstrom) und dem Ladezustand darstellen, in einem Fall (1), bei dem die Batterietemperatur relativ hoch ist, und in einem Fall (2), bei dem die Batterietemperatur relativ gering ist.
Wenn der Ladestrom bei dem gleichen Wert eingestellt ist, unabhängig von der Batterietemperatur, unterscheidet sich der Ladezustand der Batterie 105 mit der Batterietemperatur. Insbesondere hat die Batterie 105 eine geringere Ladekapazität im Fall (2), wenn die Batterietemperatur gering ist, verglichen mit dem Fall (1), bei dem die Batterietemperatur hoch ist, wie aus 2 ersichtlich.
Wenn daher die Änderungsgröße, z. B. der Kraftmaschinengeschwindigkeit, groß genug wird, um die Genauigkeit der Batterie-Temperaturerfassung zu verschlechtern, was dazu führt, dass die Batterietemperatur, die von dem Wert erhalten wird, der durch den Temperatursensor 107 erfasst wird, höher wird als die wahre Batterietemperatur, wie bereits erwähnt, sodass die Ladekapazität der Batterie 105 verglichen mit einem Steuerwert geringer wird. Wenn darüber hinaus ein Entscheidungsstrom γ1 [A], der in 2 gezeigt ist, auf ein Pegel eines Ladestroms γ2 [A] geändert wird, der geringer als der Entscheidungsstrom (Ladestrom) γ1 [A] ist, wächst die Ladungsmenge an, die in der Batterie 105 gehalten wird, wodurch es möglich wird, einen Batterieverschleiß zu unterdrücken.
Der Vollladungs-Steuerbetrieb wird nun im Folgenden mit Bezug auf 3 beschrieben, bei der es sich um ein Flussdiagramm handelt, das einen Fluss des Vollladungs-Steuerbetriebs darstellt. Wenn die Vollladungs-Steuereinheit 121, die in 1 dargestellt ist, die oben erwähnte Vollladungsanweisung empfängt, führt die Energieerzeugungs-Steuervorrichtung 120 die im Folgenden beschriebenen Betriebsschritte durch.
Im Schritt 301 empfängt die Temperaturerfassungs-Genauigkeitsentscheidungseinheit 120 die Umgebungstemperatur der Batterie 105, die durch den Temperatursensor 107 erfasst wird. Die Temperaturerfassungs-Genauigkeitsentscheidungseinheit 122 empfängt die Kraftmaschinengeschwindigkeit auf Grundlage einer Eingabe von der Kraftmaschine 100 im Schritt 302 und empfängt dann die Fahrzeuggeschwindigkeit im Schritt 303.
Im Schritt 304 bestimmt die Temperaturerfassungs-Genauigkeitsentscheidungseinheit 122, ob die Differenz zwischen der Batterietemperatur, die aus dem Wert geschätzt wird, der durch den Temperatursensor 107 erfasst wird, und der wahren Batterietemperatur in den bestimmten Genauigkeitsbereich fällt, auf Grundlage der Änderungsgröße in einem oder mehreren der erfassten Werte bezüglich der Kraftmaschinengeschwindigkeit, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Umgebungstemperatur der Batterie 105, in der bestimmten Zeitperiode. Wenn die Differenz zwischen der geschätzten Batterietemperatur und der wahren Batterietemperatur in den Genauigkeitsbereich fällt (Ja im Schritt 304), geht die Energieerzeugungs-Steuervorrichtung 120 zum Schritt 307 und führt den Vollladungs-Steuerbetrieb ohne eine Variation der anfänglich eingestellten Vollladungs-Entscheidungsbedingungen durch. Wenn das Resultat der Beurteilung negativ ist (Nein im Schritt 304), geht die Energieerzeugungs-Steuervorrichtung 120 andererseits zum Schritt 305 oder 306.
Schritt 305 ist ein Betriebsschritt, der ausgeführt wird, wenn die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit 123 die Entscheidungsstrom-Steuereinheit 124 enthält. In diesem Fall stellt die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit 123 den Vollladungs-Entscheidungsstrom auf einen bestimmten Wert ein, der geringer als ein herkömmlicher Referenzwert im Schritt 305 ist. Wenn daher der Referenzwert des Vollladungs-Entscheidungsstroms γ1 [A] ist, stellt die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit 123 den Vollladungs-Entscheidungsstrom auf den bestimmten Wert γ2 [A] ein, der geringer als der Referenzwert γ1 [A] ist. Es wird aus der 2 verstanden, dass die Lademenge, die in der Batterie 105 gehalten wird, anwächst, wenn der Vollladungs-Entscheidungsstrom von γ1 zu γ2 variiert wird. Ein Zeitdiagramm der 4, das später diskutiert wird, zeigt den Vollladungs-Steuerbetrieb, der durchgeführt wird, wenn die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit 123 die Entscheidungsstrom-Steuereinheit 124 enthält.
Schritt 306 ist ein Betriebsschritt, der ausgeführt wird, wenn die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit 123 die Entscheidungszeit-Steuereinheit 125 enthält. In diesem Fall wird die Vollladungs-Entscheidungszeit auf einen bestimmten Wert eingestellt, der größer als ein herkömmlicher Referenzwert ist. Wenn daher der Referenzwert der Vollladungs-Entscheidungszeit gleich δ1 [s] ist, stellt die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit 123 die Vollladungs-Entscheidungszeit auf einen bestimmten Wert δ2 [s] ein, die größer als der Referenzwert δ1 ist, im Schritt 306. Wenn die Vollladungs-Entscheidungszeit von δ1 auf δ2 variiert wird, vergrößert sich eine Ladefortsetzungszeit normalerweise um eine entsprechende Größe, was zu einem Anwachsen der Ladegröße führt, die in der Batterie 105 gehalten wird. Ein Zeitdiagramm der 5, das später als eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung diskutiert wird, zeigt den Vollladungs-Steuerbetrieb, der durchgeführt wird, wenn die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit 123 die Entscheidungszeit-Steuereinheit 125 enthält.
Im Schritt 307 führt die Energieerzeugungs-Steuervorrichtung 120 einen Vollladungsbetrieb mit einer erzeugten Spannung des Generators 102 durch, die auf einen bestimmten Wert erhöht ist, welche größer als ein herkömmlicher Referenzwert ist. Wenn der Referenzwert der erzeugten Spannung gleich α1 [V] ist, stellt die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit 123 die erzeugte Spannung auf einen bestimmten Wert α2 [V] ein, der höher als der Referenzwert α1 ist. Wenn das Resultat der Beurteilung im Schritt 304 zustimmend ist (Ja im Schritt 304), stellt die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit 123 den Vollladungs-Entscheidungsstrom auf den Referenzwert γ1 [A] davon ein, und die Vollladungs-Entscheidungszeit auf den Referenzwert δ1 [s] davon, und die Energieerzeugungs-Steuervorrichtung 120 führt den Vollladungsbetrieb mit diesen Einstellungen im Schritt 307 durch.
In einem anschließenden Schritt 308 bestimmt die Vollladungs-Entscheidungseinheit 126 auf Grundlage der eingegebenen Informationen über den Ladestrom und Zeit, dass die Batterie 105 den vollen Ladezustand erreicht hat (Ja im Schritt 308), unter der Bedingung, dass der Ladestrom gleich oder geringer als der voreingestellte Vollladungs-Entscheidungsstrom geworden ist und dieser Zustand über die voreingestellte Vollladungs-Entscheidungszeit kontinuierlich vorlag. Wenn die Vollladungs-Entscheidungseinheit 126 beurteilt, dass die Batterie 105 den vollen Ladezustand nicht erreicht hat (Nein im Schritt 308), kehrt die Energieerzeugungs-Steuervorrichtung 120 zum Schritt 307 zurück und setzt den Vollladungsbetrieb fort. Der Ladezustand der Batterie 105 während der Beurteilung des vollen Ladezustands wird durch eine SOC-Berechnungseinheit berechnet, zum Zeitpunkt der Vollladeentscheidung 130, aus dem Volllade-Entscheidungsstrom, auf Grundlage der geschätzten Temperatur der Batterie 105, die durch die Vollladungs-Entscheidungseinheit 126 verwendet wird, wenn bestimmt wird, dass die Batterie 105 den vollständigen Ladezustand im Schritt 308 erreicht hat.
Im Schritt 309 stellt die SOC-Berechnungsfehler-Rückstellsteuereinheit 127 den Stromintegrationsfehler zurück, durch Zurückstellen eines Batterie-SOC-Werts auf den Ladezustand der Batterie 105, der oben vorbestimmt wird.
Im Folgenden wird ein Betrieb mit Bezug auf das Zeitdiagramm der 4 erläutert, der durchgeführt wird, wenn die Vollladungs-Steuereinheit 121 die in 1 gezeigte Vollladungsanweisung empfangen hat.
Gemäß 4 stellt Wellenform 401 ein IG-Flag dar, das AN/AUS-Zustände eines Zündschalters anzeigt. Das IG-Flag 401 wird beim Kraftmaschinenstart zu AN, und bei einem Stopp der Kraftmaschine zu AUS. Die Wellenform 402 stellt AN/AUS-Zustände eines Vollladungs-Anweisungsflag dar, das während der Ausführung des Vollladungsbetriebs zu AN wird, und in einem anderen als dem Vollladungsbetrieb zu AUS wird. Die Wellenform 403 stellt die erfolgte Spannung des Generators 102 dar, die Wellenform 404 stellt die Kraftmaschinengeschwindigkeit dar, und Wellenform 405 stellt die Fahrzeuggeschwindigkeit dar. Die Wellenform 406 stellt die Batterietemperatur in zwei unterschiedlichen Größen dar, d. h., die Umgebungstemperatur der Batterie 105, die durch den Temperatursensor 107 erfasst wird, und eine wahre Fluid-Temperatur (die nicht direkt erfasst wird) der Batterie 105.
Die Wellenform 407 stellt AN/AUS-Zustände eines Temperaturerfassungs-Genauigkeitsentscheidungs-Flag dar, das zu AN wird, wenn beurteilt wird, dass die Temperaturerfassungsgenauigkeit sich verschlechtert hat, was mit einem Fall zusammenhängt, wenn das Resultat der Beurteilung im Schritt 304 der 3 negativ ist), und zu AUS wird, wenn beurteilt wird, dass die Temperaturerfassungsgenauigkeit positiv ist (was mit einem Fall zusammenhängt, wenn das Resultat der Beurteilung im Schritt 304 zustimmend ist). Die Wellenform 408 stellt den Vollladungs-Entscheidungsstrom dar, der verwendet wird, wenn bestimmt wird, ob die Batterie 105 den vollen Ladezustand erreicht hat. Die Wellenform 409 stellt die Vollladungs-Entscheidungszeit dar, die verwendet wird, wenn bestimmt wird, ob die Batterie 5 den vollen Ladezustand erreicht hat. Die Wellenform 410 stellt den Lade- oder Entladestrom der Batterie 105 dar, der durch den Stromsensor 106 erfasst wird, positive und negative Seiten dieser Wellenform 410 stellen die Entlade- bzw. Ladeströme dar.
Die Kraftmaschine 100 ist vor einem Zeitpunkt t1 im Ruhezustand, wie aus den Darstellungen der Kraftmaschinengeschwindigkeit 404 und der Fahrzeuggeschwindigkeit 405 in 4 ersichtlich. In einer Zeitperiode von t1 bis t2, wird das IG-Flag 401 zu AN und die Kraftmaschine 100 wird durch den Starter 108 gestartet. Die Umgebungstemperatur der Batterie 105 in der Batterietemperatur 406 steigt an, nachdem die Kraftmaschine 100 gestartet wurde, und die Batterietemperatur 406 wächst aufgrund einer Temperaturänderung der Kraftmaschine 100 mit einer Zeitverschiebung an. Die Kraftmaschinengeschwindigkeit 404 erreicht eine Anfahrtsabschlussentscheidungs-Kraftmaschinengeschwindigkeit β1 [rpm] zum Zeitpunkt t2 und die erzeugte Spannung 403 verbleibt danach bei α1 [V]. Während einer Zeitperiode von t2 bis t3, wächst die Nach-Anfahrt-Kraftmaschinengeschwindigkeit 404.
Zum Zeitpunkt t3, bei dem es sich um einen Zeitpunkt nach dem Start der Kraftmaschine handelt, wird das Vollladungs-Anweisungsflag 402 zu AN und der Vollladungs-Steuerbetrieb wird eingeleitet, sodass die erzeugte Spannung 403 des Generators 102 auf α2 [ansteigt]. In diesem Beispiel beurteilt die Temperaturerfassungsgenauigkeits-Entscheidungseinheit 122, dass sich die Temperaturerfassungsgenauigkeit zu diesem Zeitpunkt verschlechtert hat, da die Kraftmaschinengeschwindigkeit 404 sich bereits um die bestimmte Größe oder mehr geändert hat, womit bewirkt wird, dass das Temperaturerfassungs-Genauigkeits-Entscheidungsflag 407 zu AN wird. Folglich reduziert die Entscheidungsstrom-Steuereinheit 124 den Vollladungs-Entscheidungsstrom 408 von dem Referenzwert γ1 auf γ2.
In einer Zeitperiode von t3 bis t4, führt die Energieerzeugungs-Steuervorrichtung 120 den Vollladungs-Steuerbetrieb durch, bis die Batterie 105 den vollen Ladezustand erreicht hat. Bezüglich der Batterietemperatur 406 wird vermerkt, dass die Differenz zwischen der Umgebungstemperatur der Batterie 105 und der Fluid-Temperatur davon in dieser Periode anwächst. Zum Zeitpunkt t4 erreicht der Strom 410 γ2 [A]. In einer Zeitperiode von t4 bis t5 wartet die Energieerzeugungs-Steuervorrichtung 120, bis die Volladungs-Entscheidungszeit 409, die auf den Referenzwert δ1 [s] eingestellt ist, durch die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit 123, abgelaufen ist, nachdem der Strom 410 γ2 [A] erreicht hat. Zum Zeitpunkt t5 bestimmt die Vollladungs-Entscheidungseinheit 126, dass die Batterie 105 den vollen Ladezustand erreicht hat, unter der Bedingung, dass die Vollladungs-Entscheidungszeit 409 abgelaufen ist, die auf den Referenzwert δ1 [s] eingestellt ist. Wenn die Batterie 105 den vollen Ladezustand erreicht hat, wird das Vollladungs-Anweisungsflag 402 zu AUS, die erzeugte Spannung 403 des Generators 102 wird gleich dem Referenzwert α1 [V], das Temperaturerfassungsgenauigkeits-Entscheidungsflag 407 wird zu AUS und der Vollladungs-Entscheidungsstrom 408 kehrt zu dem Referenzwert γ1 [A] zurück.
Die oben stehende Diskussion hat den Betrieb beschrieben, der durchgeführt wird, wenn die Temperaturerfassungsgenauigkeits-Entscheidungseinheit 122 beurteilt, dass die Temperaturerfassungsgenauigkeit sich verschlechtert hat und die Entscheidungsstrom-Steuereinheit 124 den Vollladungs-Entscheidungsstrom 408 von dem Referenzwert γ1 [A] zu γ2 [A] reduziert, um die Lademenge zu erhöhen, die in der Batterie 105 gehalten wird, die verwendet wird, beim Bestimmen, dass die Batterie 105 den vollen Ladezustand erreicht hat. Wenn beurteilt wird, dass die Temperaturerfassungsgenauigkeit jedoch vorteilhaft ist, bestimmt die Vollladungs-Entscheidungseinheit 126, ob die Batterie 105 den vollen Ladezustand erreicht hat, wobei der Vollladungs-Entscheidungsstrom 408 von dem Referenzwert γ1 [A] unverändert beibehalten wird, und in diesem Fall wird die Lademenge, die in der Batterie 105 gehalten wird, auf einem nicht erhöhten Wert gelassen, und somit bei einem damit zusammenhängenden geringeren Wert zum Zweck der Berechnung. In diesem Fall gibt es jedoch keinen nachteiligen Effekt, der zu einem Verschleiß der Batterie 105 führt, da ein gewünschter Pegel der Vollladungs-Schätzgenauigkeit erhalten wird.
Wie somit beschrieben erfasst die Temperaturerfassungsgenauigkeits-Entscheidungseinheit 122 eine Änderung der Batterietemperatur-Erfassungsgenauigkeit, selbst dann, wenn die Batterietemperatur-Erfassungsgenauigkeit aufgrund einer großen Änderungsgröße der Kraftmaschinengeschwindigkeit, der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Umgebungstemperatur der Batterie 105, bei denen es sich um die Umgebungsbedingungen der Batterie 105 handelt, sich verschlechtert. Mit dem Empfang einer Information über die Änderung der Batterietemperatur-Erfassungsgenauigkeit reduziert die Entscheidungsstrom-Steuereinheit 124 den eingestellten Wert des Vollladungs-Entscheidungsstroms von dem Referenzwert γ1 [A] zu γ2 [A], um die Lademenge, die in der Batterie 105 gehalten wird, am Ende des Vollladungs-Steuerbetriebs größer als normal einzustellen. Da die Energieerzeugungs-Steuervorrichtung 120 der ersten Ausführungsform dieser Erfindung in der oben stehenden Art und Weise konfiguriert ist, ist es möglich, einen Verschleiß der Batterie 105 zu unterdrücken und die Betriebslebensdauer davon effizient zu verlängert.
Zweite Ausführungsform
Im Folgenden wird nun mit Bezug auf das Zeitdiagramm der 5 der Vollladungs-Steuerbetrieb beschrieben, der durchgeführt wird, wenn die Vollladungs-Steuereinheit 121, die in 1 dargestellt ist, die Vollladungsanweisung in einem Fall empfängt, bei dem die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit 123 die Entscheidungszeit-Steuereinheit 125 enthält. Die folgende Diskussion betrachtet einen Fall, bei dem die Energieerzeugungs-Steuervorrichtung 120 einen Arbeitsschritt 306 ausführt, wenn das Resultat der Beurteilung im Schritt 304 im Flussdiagramm der 3 negativ ist (Nein im Schritt 304.
Bezugnehmend auf 5 stellt die Wellenform 501 ein IG-Flag dar, das AN/AUS-Zustände des Zündschalters anzeigt. Das IG-Flag 501 ist beim Start der Kraftmaschine AN und beim Stopp der Kraftmaschine AUS. Die Wellenform 502 stellt AN/AUS-Zustände eines Vollladungs-Anweisungsflag dar, das während der Ausführung des Vollladungsbetriebs AN ist, und AUS wird, während einem anderen als dem Vollladungsbetrieb. Die Wellenform 503 stellt die Erzeugungsspannung des Generators 102 dar, Wellenform 504 stellt die Kraftmaschinengeschwindigkeit dar, und Wellenform 505 stellt die Fahrzeuggeschwindigkeit dar. Die Wellenform 506 stellt die Batterietemperatur in zwei unterschiedlichen Größen dar, und zwar die Umgebungstemperatur der Batterie 105, die durch den Temperatursensor 107 erfasst wird, und eine wahre Fluid-Temperatur (die nicht direkt erfasst wird) der Batterie 105.
Die Wellenform 507 stellt AN/AUS-Zustände eines Temperaturerfassungs-Genauigkeitsentscheidungsflag dar, das zu AN wird, wenn beurteilt wird, dass die Temperaturerfassungsgenauigkeit sich verschlechtert hat (was mit einem Fall zusammenhängt, bei dem das Resultat der Beurteilung im Schritt 304 der 3 negativ ist), und wird zu AUS, wenn die Temperaturerfassungsgenauigkeit als positiv beurteilt wird (was mit einem Fall zusammenhängt, bei dem das Resultat der Beurteilung im Schritt 304 positiv ist). Die Wellenform 508 stellt den Vollladungs-Entscheidungsstrom dar, der verwendet wird, wenn bestimmt wird, ob die Batterie 105 den vollen Ladezustand erreicht hat. Die Wellenform 509 stellt die Vollladungs-Entscheidungszeit dar, die verwendet wird, wenn bestimmt wird, ob die Batterie 105 den vollen Ladezustand erreicht hat. Die Wellenform 510 stellt den Lade- oder Entladestrom der Batterie 105 dar, der durch den Stromsensor 106 erfasst wird, wobei positive und negative Seiten dieser Wellenform 510 den Entlade- bzw. Ladestrom darstellen.
Die Kraftmaschine 100 ist vor einem Zeitpunkt t1 im Ruhezustand, wie aus den Darstellungen der Kraftmaschinengeschwindigkeit 504 und der Fahrzeuggeschwindigkeit 505 in 5 ersichtlich ist. In einer Zeitperiode von t1 bis t2 wird das IG-Flag 501 zu AN und die Kraftmaschine 100 wird durch den Starter 108 gestartet. Die Umgebungstemperatur der Batterie 105 steigt in der Batterietemperatur 506, nachdem die Kraftmaschine 100 gestartet wurde, und die Batterietemperatur 406 steigt aufgrund einer Temperaturänderung der Kraftmaschine 100 mit einer Zeitverschiebung an. Die Kraftmaschinengeschwindigkeit 504 erreicht eine Anlauf-Abschlussentscheidungs-Kraftmaschinengeschwindigkeit β1 [rpm] zum Zeitpunkt t2 und die erzeugte Spannung 503 verbleibt danach bei α1 [V]. In einer Zeitperiode von t2 bis t3 wächst die „nach Anlauf”-Kraftmaschinengeschwindigkeit 504 an.
Zum Zeitpunkt t3, bei dem es sich um einen Zeitpunkt nach dem Kraftmaschinenstart handelt, wird das Vollladungs-Anweisungsflag 502 zu AN und der Vollladungs-Steuerbetrieb beginnt, sodass die erzeugte Spannung 503 des Generators 102 auf α2 [V] ansteigt. In diesem Beispiel beurteilt die Temperatur-Erfassungsgenauigkeits-Entscheidungseinheit 122, dass sich die Temperaturerfassungsgenauigkeit zu diesem Zeitpunkt verschlechtert hat, da die Kraftmaschinengeschwindigkeit 504 sich bereits um eine bestimmte Größe oder mehr verändert hat, wodurch bewirkt wird, dass das Temperatur-Erfassungsgenauigkeits-Entscheidungsflag 507 zu AN wird. Entsprechend verlängert die Entscheidungszeit-Steuereinheit 125 die Vollladungs-Entscheidungszeit 509 von dem Referenzwert δ1 auf δ2.
In einer Zeitperiode von t3 bis t4 führt die Energieerzeugungs-Steuervorrichtung 120 den Vollladungs-Steuerbetrieb aus, bis die Batterie 105 den vollen Ladezustand erreicht hat. Bezüglich der Batterietemperatur 506 wird vermerkt, dass die Differenz zwischen der Umgebungstemperatur 506 der Batterie 105 und der Fluid-Temperatur davon in dieser Zeitperiode anwächst. Zum Zeitpunkt t4 erreicht der Strom 510 den Referenzwert γ1 [A]. In einer Zeitperiode von t4 bis t5 wartet die Energieerzeugungs-Steuervorrichtung 120 bis die Vollladungs-Entscheidungszeit 509, die durch die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit 123 auf den bestimmten Wert δ2 [s] eingestellt wurde, abgelaufen ist, nachdem der Strom 510 γ1 [A] erreicht hat. Zum Zeitpunkt t5 bestimmt die Vollladungs-Entscheidungseinheit 126, dass die Batterie 105 den vollen Ladezustand erreicht hat, unter der Bedingung, dass die Vollladungs-Entscheidungszeit 509 abgelaufen ist, die auf den bestimmten Wert δ2 [s] eingestellt ist. Wenn die Batterie 105 den vollen Ladezustand erreicht hat, wird das Vollladungs-Anweisungsflag 502 zu AUS, die erzeugte Spannung 503 des Generators 102 wird gleich dem Referenzwert α1 [V], das Temperatur-Erfassungsgenauigkeits-Entscheidungsflag 507 wird zu AUS, und die Vollladungs-Entscheidungszeit 509 geht zu dem Referenzwert δ1 [s] zurück.
Die oben stehende Diskussion der zweiten Ausführungsform hat den Betrieb beschrieben, der durchgeführt wird, wenn die Temperatur-Erfassungsgenauigkeits-Entscheidungseinheit 122 beurteilt, dass sich die Temperaturerfassungsgenauigkeit verschlechtert hat, und die Entscheidungszeit-Steuereinheit 125 die Vollladungs-Entscheidungszeit 509 von dem Referenzwert δ1 [s] zu δ2 [s] verlängert, um die Lademenge zu erhöhen, die in der Batterie 105 erhalten wird, welche verwendet wird, wenn bestimmt wird, dass die Batterie 105 den vollen Ladezustand erreicht hat. Wenn beurteilt wird, dass die Temperaturerfassungsgenauigkeit positiv ist, bestimmt die Vollladungs-Entscheidungseinheit 126 jedoch, ob die Batterie 105 den vollen Ladezustand erreicht hat, wobei die Vollladungs-Entscheidungszeit 409 von dem Referenzwert δ1 [s] unverändert beibehalten wird, und in diesem Fall wird die in der Batterie 105 gehaltene Lademenge bei einem nicht erhöhten Wert beibehalten, und somit bei einem damit zusammenhängenden geringeren Wert zum Zweck der Berechnung. In diesem Fall liegt jedoch kein nachteiliger Effekt vor, der zu einem Verschleiß der Batterie 105 führt, da ein gewünschter Pegel der Vollladungs-Schätzgenauigkeit erhalten wird.
Wie oben stehend beschrieben erfasst die Temperatur-Erfassungsgenauigkeits-Entscheidungseinheit 122 eine Änderung in der Batterietemperatur-Erfassungsgenauigkeit, selbst dann, wenn sich die Batterietemperatur-Erfassungsgenauigkeit aufgrund einer großen Änderungsgröße der Kraftmaschinengeschwindigkeit, der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Umgebungstemperatur der Batterie 105 verschlechtert, bei denen es sich um die Umgebungsbedingungen der Batterie 105 handelt. Bei Empfang einer Information über die Änderung der Batterietemperatur-Erfassungsgenauigkeit verlängert die Entscheidungszeit-Steuereinheit 125 den eingestellten Wert der Vollladungs-Entscheidungszeit von dem Referenzwert δ1 [s] auf δ2 [s], um zu erreichen, dass die in der Batterie 105 gehaltene Lademenge am Ende des Vollladungs-Steuerbetriebs größer als normal ist. Da die Energieerzeugungs-Steuervorrichtung 120 der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung in der oben stehenden Art und Weise konfiguriert ist, ist es möglich, einen Verschleiß der Batterie 105 zu unterdrücken, und die Betriebslebensdauer davon effizient zu verlängern.
Während die oben stehend erste und zweite Ausführungsform zwei unterschiedliche Konfigurationen offenbart haben, wobei die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit 123 die Entscheidungsstrom-Steuereinheit 124 enthält bzw. die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit 123 die Entscheidungszeit-Steuereinheit 125 enthält, kann die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit 123 rekonfiguriert werden, um eine Entscheidungsstrom/Zeit-Steuereinheit zu enthalten, die zum Steuern oder Anpassen sowohl des Vollladungs-Entscheidungsstroms als auch der Vollladungs-Entscheidungszeit ausgelegt ist. In dieser modifizierten Form der Erfindung kann die Entscheidungsstrom/Zeit-Steuereinheit den Vollladungs-Entscheidungsstrom, der zum Beurteilen des vollen Ladezustands der Batterie 105 verwendet wird, bei einem Wert einstellen, der geringer als der Referenzwert ist, sowie die Vollladungs-Entscheidungszeit, die zum Beurteilen des vollen Ladezustands der Batterie 105 verwendet wird, auf einen Wert einstellen, der größer als der Referenzwert ist, sodass die in der Batterie 105 gehaltene Lademenge, bei der es sich um eine der Vollladungs-Entscheidungsbedingungen handelt, um eine bestimmte Größe erhöht werden kann. In diesem Fall kann ein Verhältnis zwischen der Änderungsgröße des Vollladungs-Entscheidungsstroms und der in der Vollladungs-Entscheidungszeit als geeignet bestimmt werden, z. B. gemäß den Eigenschaften der verwendeten Batterie 105.

Claims

Vollladungs-Steuervorrichtung, installiert in einem Fahrzeug, zum Steuern eines Vollladungsbetriebs einer fahrzeugeigenen Batterie (105), die durch eine elektrische Energie geladen wird, die von einem Generator (102), der durch eine Kraftmaschine (100) angetrieben wird, geliefert wird, wobei die Vollladungs-Steuervorrichtung umfasst: einen Stromsensor (106) zum Erfassen von Lade- und Entladeströmen der Batterie (105); einen Temperatursensor (107) zum Erfassen einer Umgebungstemperatur der Batterie (105), die zum Schätzen einer wahren Temperatur der Batterie (105) verwendet wird; eine Vollladungs-Entscheidungseinheit (126) zum Bestimmen, ob die Batterie (105) einen vollen Ladezustand erreicht hat, auf Grundlage eines erfassten Werts des Ladestroms, der von dem Stromsensor (106) eingespeist wird, und einer Ladezeit; und eine SOC-Berechnungseinheit zum Zeitpunkt der Vollladeentscheidung (130) zum Berechnen eines Ladezustands der Batterie (105) während einer Beurteilung des vollen Ladezustands auf Grundlage der geschätzten Temperatur der Batterie (105); gekennzeichnet durch eine Temperatur-Erfassungsgenauigkeits-Entscheidungseinheit (122) zum Erfassen einer Umgebungsbedingung der Batterie (105) und, auf Grundlage eines erfassten Werts der Umgebungsbedingung, zum Bestimmen, ob die Differenz zwischen der Temperatur der Batterie (105), die aus der Umgebungstemperatur davon geschätzt wird, die durch den Temperatursensor (107) erfasst wird, und der wahren Temperatur der Batterie (105) in einen bestimmten Genauigkeitsbereich fällt; und eine Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit (123) zum Anpassen von Vollladungs-Entscheidungsbedingungen, derart, dass die in der Batterie (105) gehaltene Lademenge, bei der es sich um eine der Vollladungs-Entscheidungsbedingungen handelt, die durch die Vollladungs-Entscheidungseinheit (126) verwendet wird, wenn bestimmt wird, ob die Batterie (105) den Vollen Ladezustand erreicht hat, um eine bestimmte Größe anwächst, wenn ein Resultat der Beurteilung durch die Temperatur-Erfassungsgenauigkeits-Entscheidungseinheit (122) negativ ist.
Vollladungs-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Temperatur-Erfassungsgenauigkeits-Entscheidungseinheit (122) beurteilt, dass die Differenz zwischen der geschätzten Temperatur und der wahren Temperatur der Batterie (105) nicht in den bestimmten Genauigkeitsbereich fällt, wenn eine Kraftmaschinengeschwindigkeit, eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder ein erfasster Wert der Umgebungstemperatur der Batterie (105), der von dem Temperatursensor (107) eingespeist wird, sich zumindest um einen bestimmten eingestellten Wert verändert hat.
Vollladungs-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit (123) eine Entscheidungsstrom-Steuereinheit (124) enthält, die die in der Batterie (105) gehaltene Lademenge erhöht, bei der es sich um eine der Vollladungs-Entscheidungsbedingungen handelt, um die bestimmte Größe, durch Einstellen eines Vollladungs-Entscheidungsstroms, der zum Beurteilen des vollen Ladezustands der Batterie (105) verwendet wird, auf einen Wert, der geringer als ein Referenzwert davon ist, wenn die Temperatur-Erfassungsgenauigkeits-Entscheidungseinheit (122) beurteilt, dass die Differenz zwischen der geschätzten Temperatur und der wahren Temperatur der Batterie (105) nicht in den bestimmten Genauigkeitsbereich fällt.
Vollladungs-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit (123) eine Entscheidungszeit-Steuereinheit (125) enthält, die die in der Batterie (105) gehaltene Lademenge erhöht, bei der es sich um eine der Vollladungs-Entscheidungsbedingungen handelt, um die bestimmte Größe, durch Einstellen einer Vollladungs-Entscheidungszeit, die zum Beurteilen des vollen Ladezustands der Batterie (105) verwendet wird, auf einen Wert, der größer als ein Referenzwert davon ist, wenn die Temperatur-Erfassungsgenauigkeits-Entscheidungseinheit (122) beurteilt, dass die Differenz zwischen der geschätzten Temperatur und der wahren Temperatur der Batterie (105) nicht in den bestimmten Genauigkeitsbereich fällt.
Vollladungs-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Vollladungs-Entscheidungsbedingungs-Steuereinheit (123) eine Entscheidungsstrom/Zeit-Steuereinheit enthält, die die in der Batterie (105) gehaltene Lademenge erhöht, bei der es sich um eine der Vollladungs-Entscheidungsbedingungen handelt, um die bestimmte Größe, durch Einstellen eines Vollladungs-Entscheidungsstroms, der zum Beurteilen des vollen Ladezustands der Batterie (105) verwendet wird, auf einen Wert, der geringer als ein Referenzwert davon ist, und einer Vollladungs-Entscheidungszeit, die zum Beurteilen des vollen Ladezustands der Batterie (105) verwendet wird, auf einen Wert, der größer als ein Referenzwert davon ist, wenn die Temperatur-Erfassungsgenauigkeits-Entscheidungseinheit (122) beurteilt, dass die Differenz zwischen der geschätzten Temperatur und der wahren Temperatur der Batterie (105) nicht in den bestimmten Genauigkeitsbereich fällt.