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    • 专利摘要:
    Ein Spannungssteuergerät (8) überprüft eine Batteriespannung, wenn ein Fahrzeuggenerator (7) allmählich dessen Ausgangsgröße erhöht, so daß diese innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu liegen kommt, nachdem der Generator (7) zeitweilig angehalten wurde. Es wird dann die Batteriespannung abgegriffen, um die Laderate zu berechnen. Ferner wird eine erste Laderate SOC1 und eine erste Restkapazität SOH1 der Batterie (5) gespeichert, wenn die Maschine angehalten ist. Es wird periodisch eine pseudo-offene Schaltkreisspannung (Pseudo-OCV) überprüft, wenn ein Lade-/Entladestrom innerhalb eines vorbestimmten schmalen Bereiches zu liegen kommt, während die Maschine nicht läuft, und es wird eine zweite Laderate SOC2, basierend auf der geprüften Pseudo-OCV, berechnet. Eine zweite Restkapazität (SOH2) wird unter Verwendung der ersten Laderate (SOC1), der ersten Restkapazität (SOH1) und der zweiten Laderate (SOC2) berechnet.
    公开号:DE102004029437A1
    申请号:DE102004029437
    申请日:2004-06-18
    公开日:2005-01-20
    发明作者:Atsushi Kariya Ichikawa；Takeshi Kariya Sada；Makoto Kariya Taniguchi
    申请人:Denso Corp；
    IPC主号:G01R31-36
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft ein den Zustand einer Fahrzeugbatterie überwachendesGerät undein Verfahren in Verbindung mit dem Gerät.
    [0002] Imallgemeinen kann festgehalten werden, daß eine starke Korrelation zwischendem Ladezustand (SOC) [%] einer Bleispeicherbatterie, welcher einenIndex der geladenen Elektrizitätin einer Batterie und eine Spannung eines offenen Kreises (OCV) angibt,die unter der Annahme gemessen wird, daß die Batterieanschlüsse voneiner Schaltung abgetrennt sind. Es ist daher äußerst nützlich, die OCV zu überprüfen, umeine Maßnahmehinsichtlich des SOC zu unternehmen, wie dies auch in der US 6,531,874 (JP-A-2002-22268)und in der JP-A-2002-250757 vorgeschlagen wird.
    [0003] Jedochist eine Bleispeicherbatterie, die in einem Fahrzeug (Kraftfahrzeugbatterie)montiert ist, immer mit einer elektrischen Vorrichtung verbunden, undzwar ungeachtet dem Zustand des Fahrzeugs (entweder dem Fahrzustandoder dem Parkzustand). Es ist daher schwierig, die Anschlüsse derBatterie von der Anschlußschaltungabzutrennen. Das heißt, dasUnternehmen einer Maßnahmehinsichtlich der OCV einer Kraftfahrzeugbatterie zum Zwecke der SOC-Berechnungist nicht realistisch.
    [0004] Wieauch in der JP 2910184 gezeigtist, wird vorgeschlagen, daß eineanfänglicheRestkapazität ausder Spannung-Strom-Charakteristik oder -Kennlinie abgeleitet wird,und zwar in Ausdrückeneiner großenKapazitätsentladung(Stoßentladung)beim Anlassen, währendAblesungen des restlichen Kapazitätswertes beim Fahren nachfolgendaus einem Integrationswert des Lade-/Entladestromes der Batteriedurchgeführtwerden und abgeleitet werden, und zwar während sich eine Maschine imBetrieb befindet, oder mit anderen Worten, während ein WechselstromgeneratorElektrizitäterzeugt.
    [0005] Wennnun diese Art eines Stromintegrationsverfahrens angewendet wird,ist es erforderlich, einen Stromsensor und eine Überwachungsvorrichtung in Betriebzu setzen. Wenn als Konsequenz die Maschine nicht in Betrieb istoder der Generator keine Elektrizität erzeugt, resultiert dabeiein Dunkelstrom, der von dem Stromsensor verbraucht wird und auchvon der Überwachungsvorrichtungverbraucht wird, was dann zu einer verminderten Batteriekapazität führt, wasauch dazu beiträgt,daß esunmöglich wird,den Batteriezustand zu überwachen,während dieMaschine nicht läuft.
    [0006] EineAufgabe der Erfindung besteht darin, einen SOC basierend auf einemvirtuell erzeugten OCV-Zustand (Pseudo-OCV) und einer Pseudo-OCV-SOC-Korrelationzu erhalten bzw. abzuleiten, ohne dabei die Fahrzeugbatterieanschlüsse von derVerbindungsschaltung zu lösen.
    [0007] EinsekundäresZiel der Erfindung besteht ferner darin, eine Batteriezustandsüberwachungzu ermöglichen,und zwar währendder Standperiode und unter Minimalhaltung des Dunkelstromes.
    [0008] Umdie oben genannte Aufgabe der Erfindung zu lösen, wird die Ausgangsgröße einesFahrzeuggenerators in einen gesteuerten, ständigen Erhöhungszustand versetzt, undzwar nach einem zeitweiligen Anhalten des Generators, während sicheine Maschine im Betrieb befindet. Bei diesem Zustand wird ein Batteriespannungswertabgegriffen, wenn der Lade-/Entladestrom mit einem vorbestimmten Bereich übereinstimmtoder in diesen fällt.In bevorzugter Weise ist die Grenze des Bereiches des elektrischenStromwertes gleich mit oder liegt zwischen plus einem Ampere undminus einem Ampere.
    [0009] Dergesteuerte Betrieb des Fahrzeuggenerators zum Begrenzen des Lade-/Entladestromesinnerhalb eines vorbestimmten schmalen Bereiches erzeugt virtuelleinen simulierten Zustand oder Bedingung der physikalisch freigelegtenBatterieanschlüsse,wie sich dies anhand eines Experiments herausgestellt hat. Das heißt, einangenommener Zustand der Batterie, bei dem die Anschlüsse voneiner elektrischen Last frei gemacht sind, kann erzeugt werden.Gemäß diesemVerfahren kann der SOC einer Fahrzeugbatterie basierend auf demabgegriffenen Pseudo-OCV und dessen Korrelation zu einer aktuellenSOC berechnet werden.
    [0010] Inbevorzugter Weise führtdie gesteuerte Ausgangsgröße des Generatorszu einem Polarisierungszustand in der Batterie, der innerhalb einesvorbestimmten Bereiches liegt. Startet man von dem Zustand oderBedingung, welcher bzw. welche oben beschrieben ist, so wird derBatteriespannungswert abgegriffen, wenn der Lade-/Entladestrom imVerlauf der allmählichenErhöhungder Ausgangsgröße des Generatorsinnerhalb eines vorbestimmten Bereiches fällt bzw. zu diesem paßt.
    [0011] Dadie aktuelle SOC weit schwankt, abhängig von der Polarisation derBatterie, ist es weithin bekannt, daß eine strikte Steuerung hinsichtlichder Polarisation erforderlich ist, um eine exakte SOC-Ablesung zuerhalten. Wie in 6 gezeigtist, erscheint ein aktuelles SOC gegenüber einem Pseudo-OCV höher zu sein,wie dies durch eine unterbrochene Linie dargestellt ist, wenn sichdie Batterie in einem relativ geladenen Zustand befindet, und zwarverglichen mit einem abgeglichenen Zustand. Im Gegensatz dazu erscheintdie aktuelle SOC gegenüberder Pseudo-OCV niedriger zu sein, wie dies durch abwechselnd langeund kurze Linien dargestellt ist, wenn sich die Batterie in einemrelativ entladenen Zustand befindet, und zwar verglichen mit demabgeglichenen Zustand. Ferner sind wiederholte Prozesse gemäß einemLadevorgang und Entladevorgang durch Hysteresekurvenverläufe dargestellt,wie sich aus 7 ergibt.
    [0012] Demzufolgeist eine strikte Steuerung erforderlich, um in korrekter Weise denSOC-Wert abzuschätzen.Wenn der Pseudo-OCV-Wert unter einer Bedingung oder einem Zustandabgegriffen wird, bei dem die Polarisation der Fahrzeugbatteriein einem vorbestimmten Zustand gehalten wird, wird der Korrelationskoeffizientzwischen der Pseudo-OCV und der tatsächlichen SOC größer unddie Einschätzgenauigkeitkann in bemerkenswerter Weise verbessert werden.
    [0013] Auchmuß diePolarisation in der Fahrzeugbatterie innerhalb eines vorbestimmtenBereiches gesteuert werden, und zwar nach einer vorbestimmten Zeitentsprechend dem Anlassen einer Maschine. Die Verwendung eines Anlassermotorszum Anlassen einer Maschine erfordert einen hohen Strom, das heißt die Batterieentlädtsich mit einem hohen Strom. Daher ist die Polarisation in der Batterieunmittelbar nach dem Starten der Maschine übermäßig hoch. Dieser Zustand beschleunigteine elektrochemische Reaktion, um die übermäßige Polarisation aufzulösen, waszu einem sehr unstabilen internen Zustand führt. Dieser Zustand ist weitentfernt von dem idealen Anschlußfreigabezustand, bei dem gemessen werdensoll. Konsequenterweise wird die Polarisationssteueroperation während dervorbestimmten Zeitperiode nach dem Starten einer Maschine verhindert undes wird die Operation dann durchgeführt, wenn die Polarisationsich nach der vorbestimmten Zeitperiode aufgelöst hat.
    [0014] Inbevorzugter Weise wird ein Polarisationsindex Pn,wenn der momentane Lade-/Entladestromwert abgegriffen wird, in derfolgenden Formel ausgedrückt,in welcher Pn–1 einenPolarisationsindex der letzten Probeentnahme bedeutet, Δt den Samplingintervalldes Lade-/Entladestromes bedeutet, und τ eine Diffusionskonstante desElektrolyten der Batterie angibt. Pn =Pn–1 +I·Δt – Pn–1·Δt/τ
    [0015] Diequantitative Bestimmung in der oben angegebenen Formel führt zu einerexakten Steuerung der Polarisation.
    [0016] Auchwenn ein Lade-Bntladestrom der Batterie in einen vorbestimmten Bereichfällt bzw.in diesen paßt,wird eine (Anschluß-)Spannungder Batterie abgegriffen und es wird die Laderate der Batterie berechnet,und zwar basierend auf der Spannung und unter Einbeziehung eineranfänglichenLaderate (SOC). Ferner wird der Lade-/Entladestrom der Batteriein einem Intervall von Δtgesampelt. Der aus dem Produkt des gesampelten Stromwertes In und dem Samplingintervall Δt abgeleiteteWert, geteilt durch die Batteriekapazität, wird zu dem anfänglichenSOC hinzu addiert, und zwar einmal bei jedem Samplingvorgang, umeine Batterieaufladerate zu berechnen.
    [0017] Gemäß diesemVerfahren kann basierend auf einem SOC, der anhand des gesampeltenOCV berechnet wird, die iterative Addition des geänderten Wertesdes Lade-/Entladestromes (integrierter Lade-/Entladestrom) zu einemtatsächlichenoder aktuellen SOC der Batterie bei einem fahrenden Fahrzeug führen undals ein Ergebnis kann eine Verschlechterung des Aufladezustandesverhindert werden, der durch eine häufige Freisetzung der Batterieanschlüsse verursachtwird.
    [0018] Inbevorzugter Weise führtein Batteriezustandsüberwachungsgerät periodischeine gesteuerte Erhöhungoder Vergrößerung derAusgangsleistung des Generators durch, und zwar in Aufeinanderfolgemit einem zeitweiligen Anhalten, und zwar für den Batterielade-/-entladestrom,damit dieser in den vorbestimmten schmalen Bereich paßt, während die Maschineläuft.Gemäß diesemVerfahren kann ein Pseudo-OCV periodisch abgeleitet werden und es kannsomit die Integration der Toleranz, die ihren Ursprung im elektrischenStromsensor hat, die auch als ein Nachteil des Lade-/Entladestromintegrationsverfahrensbekannt ist, periodisch vermindert werden.
    [0019] Umdas oben genannte weitere Ziel der Erfindung zu erreichen, wirddie Klemmenspannung, die einen Lade-/Entladestrom liefert, der innerhalbeines vorbestimmten schmalen Bereiches liegt bzw. in diesen hineinpaßt,als eine pseudo-offene Schaltkreisspannung definiert (Pseudo-OCV).Eine Korrelationsinformation, welche diese Pseudo-OCV einer Batterieaufladerateauflistet (SOC: Zustand der Aufladung), wird gespeichert. Eine ersteAufladerate SOC1 der Batterie, wenn die Maschine angehalten wird,und eine erste RestkapazitätSOH1 werden ebenfalls gespeichert. Eine Klemmenspannung, das heißt einepseudo-offene Schaltkreisspannung wird periodisch in einem bestimmtenIntervall abgegriffen, wenn der Batterielade-/-entladestrom innerhalbeines vorbestimmten schmalen Bereiches liegt, und zwar während dieMaschine nicht läuft.Eine zweite Laderate SOC2 wird basierend auf der abgegriffenen Pseudo-OCVberechnet und es wird die momentane restliche Kapazität SOH1 basierendauf der ersten Auf laderate SOC1, der ersten Restkapazität SOH1 undder zweiten Aufladerate SOC2 berechnet.
    [0020] Inbevorzugter Weise sollte der bestimmte Intervall auf mehrere Stundeneingestellt werden, so daß dieZustandsüberwachungsvorrichtung(das Batteriezustandsüberwachungsgerät) und derelektrische Stromsensor nur dann in Betrieb genommen werden müssen, wennDaten abgegriffen werden, und dann ausgeschaltet werden können, umeinen Dunkelstromeinfluß zuverhindern. Als ein Ergebnis kann das Batteriezustandsüberwachungsgerät gemäß diesemverfahren den Batteriezustand periodisch überwachen, wenn die Maschinenicht läuft, undkann auch in eine Zustandsüberwachungeintreten, und zwar nach einer langen Standperiode, um den spätestensStand zu erhalten, wobei eine Batteriekapazitätsverminderung verursacht durcheine Entladung unterdrücktwird.
    [0021] Inbevorzugter Weise wird die momentane Restkapazität SOH2 durch die folgende Formeldefiniert. SOH2 = (SOH1/SOC1)·SOC2
    [0022] DasZustandsüberwachungsgerät ersetztdie Inhalte von SOC1 mit denjenigen von SOC2 und ersetzt auch dieInhalte von SOH1 mit denjenigen von SOH2, wenn SOH2 berechnet wird.Gemäß diesem Verfahren,wonach die Daten in einer Reihenfolge ersetzt werden, braucht dieSpeicherkapazitätder Zustandsüberwachungsvorrichtung(des Batteriezustandsüberwachungsgerätes) nichtsehr groß bemessenzu sein, so daß dasZustandsüberwachungsgerät kostengünstig wird.
    [0023] Fernerbeginnt das Gerätmit der Integration eines Entladestromes, wenn eine elektrischeVorrichtung in Betrieb gesetzt wird, und zwar während einer Anhalteperiodeder Maschine, und berechnet die momentane Restkapazität SOH2 durchSubtrahieren des Integrationswertes von dem SOH1-Wert, wann immereine Datenerneuerung stattfindet. Die Zustandsüberwachungsvorrichtung (dasBatteriezustandsüberwachungsgerät) und derelektrische Stromsensor könnendazu verwendet werden, um die aktuelle Restkapazität zu berechnen,indem der Entladestrom integriert wird, wenn ein wesentlicher Stromverbrauchstattfindet.
    [0024] Sollteein Lastanzeigesignal, welches den Start des Betriebes einer elektrischenVorrichtung mitteilt, zu der Zustandsüberwachungsvorrichtung zurgleichen Zeit gesendet werden, kann die Zustandsüberwachungsvorrichtung (dasBatteriezustandsüberwachungsgerät) mit derelektrischen Vorrichtung gleichzeitig in Betrieb gesetzt werden.Auch kann das Anhalten der Zustandsüberwachungsvorrichtung (desBatteriezustandsüberwachungsgerätes) inder gleichen Weise gesteuert werden und es kann auf diese Weiseder elektrische Stromverbrauch durch die ECU minimal gehalten werden.
    [0025] Innoch bevorzugterer Weise kann SOC2 basierend auf SOC1, dem SOC2und dem SOH1 anhand der folgenden Formel berechnet werden. SOC2 = (SOC1/SOH1)·SOH2
    [0026] Auchwerden die Inhalte von SOC1 mit denjenigen von SOC2 ersetzt, undes werden die Inhalte von SOH1 durch diejenigen von SOH2 ersetzt,wenn SOH2 berechnet wird. Der Datenaustausch in der Zustandsüberwachungsvorrichtung(dem Batteriezustandsüberwachungsgerät), wiedieser oben beschrieben ist, macht die Zustandsüberwachungsvorrichtung wenigerspeicherintensiv.
    [0027] Innoch bevorzugterer Weise wird eine anfängliche Restkapazität, nachdemein Entladestrom und eine Klemmenspannung der Fahrzeugbatterie abgegriffenwurde, wenn die Maschine gestartet worden ist, basierend auf diesemStromwert und dem Spannungswert berechnet, und es wird danach die vorliegendeRestkapazitätdadurch berechnet, indem der Integrationswert des Lade-/Entladestromeszu der anfänglichenRestkapazitäthinzu addiert wird. Gemäß diesemVerfahren kann der spätesteBatteriezustand immer überwachtwerden, und zwar ungeachtet dem Fahrzeugzustand (ob dieses nun fährt oderparkt).
    [0028] Auchwird der Kraftfahrzeuggenerator zeitweilig angehalten, und zwarnach einer vorbestimmten Zeitperiode in Aufeinanderfolge zum Startender Maschine. Die Ausgangsleistung des Generators wird allmählich erhöht, wennder Polarisationszustand der Batterie einen Wert erreicht, der innerhalb einesvorbestimmten Bereiches liegt, um dadurch den Batterielade-/-entladestromso zu steuern, daß dieserinnerhalb eines vorbestimmten schmalen Bereiches liegt. Es wirddann die Klemmenspannung der Batterie abgegriffen, wenn der Lade-/Entladestromeinen Wert erreicht, der innerhalb des vorbestimmten schmalen Bereichesliegt.
    [0029] Diegesteuerte Situation, bei der der Lade-/Entladestrom nahezu beiNull liegt, basierend auf einem bestimmten Polarisationszustand,erzeugt virtuell einen simulierten (elektrischen) Zustand der Batterieanschlüsse, diephysikalisch freigegeben sind, und zwar entsprechend einem Experiment.Es kann daher gemäß diesemVerfahren der SOC-Wert zu dem Zeitpunkt der Pseudo-OCV-Messung basierendauf der Klemmenspannung berechnet werden (der pseudo-offenen Kreisspannung:Pseudo-OCV), die unter der oben geschilderten Situation abgegriffenwird und unter Bezugnahme auf die Korrelationsinformationen, dieeine Beziehung gemäß Pseudo-OCVzu einem SOC auflistet.
    [0030] Dieoben angegebenen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegendenErfindung ergeben sich klarer aus der folgenden detaillierten Beschreibungunter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen.In den Zeichnungen zeigen:
    [0031] 1 ein Blockschaltbild einesFahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerätes gemäß einer erstenAusführungsformder vorliegenden Erfindung;
    [0032] 2 ein Flußdiagrammeiner Fahrzeugbatterie-SOC-Abgreifprozedur, während eine Maschine in Betriebist, und zwar bei der ersten Ausführungsform;
    [0033] 3 ein Betriebsdiagramm,welches die Charakteristika eines Startsignals, einer Generatorspannungdes Fahrzeuggenerators, einer Batteriespannung, eines Batteriestromesund eines Polarisationsindex und eines Anlassersignals gegenüber der verstrichenenZeit bei der ersten Ausführungsform darstellt;
    [0034] 4 ein Betriebsdiagramm,welches die Charakteristika eines Startsignals, einer Generatorspannungdes Fahrzeuggenerators, einer Batteriespannung, eines Batteriestromesund eines Polarisationsindex gegenüber der verstrichenen Zeitdarstellt, wenn eine periodische SOC-Messung ausgeführt wird;
    [0035] 5 eine Beziehung der aktuellenSOC zu der Pseudo-OCV;
    [0036] 6 eine Beziehung der aktuellenSOC zu der Pseudo-OCV in einem Polarisationszustand;
    [0037] 7 eine Beziehung der aktuellenSOC zu der Pseudo-OCV bei Lade-/Entladeprozessen;
    [0038] 8 eine Beziehung des aktuellenSOC zu der Pseudo-OCV;
    [0039] 9 ein Betriebsdiagramm einerelektrischen Last, eines Zustandes einer Batteriezustandsüberwachungsgerät, des SOCund des SOH währendeiner Maschinenanhalteperiode gemäß einer zweiten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung; und
    [0040] 10 ein Betriebsdiagrammeiner elektrischen Last, eines Zustandes einer Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung,des SOC und des SOH des Fahrzeugzustandes bei der zweiten Ausführungsform.
    [0041] Zuerstwird auf 1 eingegangen,die ein Batteriezustandsüberwachungsgerät darstellt,mit einem Anlasser 1, einem Anlasserschalter 2,einer elektrischen Last 3, einem elektrischen Stromsensor 4,einer Fahrzeugbatterie 5, einer Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 miteinem Speicher 6a, einem Fahrzeuggenerator 7,einem Spannungscontroller 8, einer ECU (Maschinencontroller) 9 undeinem elektrischen Kabel 10. Der Fahrzeuggenerator 7 wirdzur Drehung angetrieben, und zwar durch eine Maschine (in den Figurennicht gezeigt) und erzeugt Elektrizität zum Laden der Fahrzeugbatterie 5 undzum Betreiben der elektrischen Last 3.
    [0042] DerSpannungscontroller 8 steuert den Leitzustand des Erregungsstromesin der Feldwicklung, die in dem Fahrzeuggenerator 7 installiertist, um eine Ausgangsspannung des Generators 7 auf einen vorbestimmtenWert einzustellen. Dieser Spannungscontroller 8 bestehtaus einer Stromversorgungsschaltung, die den Betriebsstrom für die angehängte Schaltungliefert, ferner aus Stromsteuerkomponenten, wie beispielsweise einemLeistungstransistor, der den Leitzustand für den Erregungsstrom steuert,eine logische Schaltung, welche den Leitzustand steuert, und ähnliches,die alle in einem CMOS-IC inkorporiert sind.
    [0043] Dieelektrische Last 3 besteht aus einem elektrischen Gerät, wie beispielsweiseeiner Beleuchtungseinrichtung oder einem Luftklimatisierer oderbei den neueren Automobilen aus einer hochkomplizierten elektrischenVorrichtung zur Steuerung von elektrischen Komponenten, die im Innereninstalliert sind.
    [0044] EineVerbindung zwischen dem Fahrzeuggenerator 7 und der Fahrzeugbatterie 5 undauch zwischen der Batterie 5 und der elektrischen Last 3 wird mitHilfe eines elektrischen Kabels 10 realisiert. Der Spannungscontroller 8 istin dem Fahrzeuggenerator 7 eingebaut mit einer erforderlichenelektrischen Verdrahtung, die lediglich in dem Fahrzeuggenerator 7 enthaltenist.
    [0045] DieECU 9 besteht aus einer externen Steuervorrichtung, dieeinen Zustand einer Maschine, die Geschwindigkeit eines Fahrzeugsund auch den Generierungszustand des Fahrzeuggenerators 7 basierendauf der Drehung des Generators 7 und ähnlichem steuert. Beispielsweisewird die Generierungszustandsinformation des Fahrzeuggenerators 7 von demSpannungscontroller 8 zu der ECU 9 gesendet undes wird eine Generierungsspannungsbefehlsinformation, welche dieAusgangsleistung des Fahrzeuggenerators 7 einstellt, vonder ECU 9 zu dem Spannungscontroller 8 in derentgegengesetzten Richtung gesendet. Diese Generierungsbefehlsinformationkann auch als eine Generierungsunterdrückungsinformation verwendetwerden und es kann somit die Ausgangsgröße oder Ausgangsleistung desFahrzeuggenerators 7 unterdrückt werden, indem die Generierungsbefehlsinformationausgesendet wird, um die Ausgangsspannung des Fahrzeuggenerators 7 gemäß einerAbsenkung einzustellen.
    [0046] Auchist ein elektrischer Stromsensor 4 benachbart einem Anschluß der Fahrzeugbatterie 5 installiert(beispielsweise dem positiven Anschluß), und zwar als Strommeßvorrichtung,um den Lade-/Entladestrom der Fahrzeugbatterie 5 zu messen bzw.abzugreifen. Die Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 empfängt einhereinkommendes Signal, welches durch den Stromsensor 4 aufgegriffenwurde, und empfängtauch die Klemmenspannung, die von der Fahrzeugbatterie 5 her kommt.Planinformationen (5),welche die OCV mit der SOC bei einem vorbestimmten Polarisationszustandin Korrelation setzen, sind in der Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 gespeichert.
    [0047] Alsnächsteswird der Betrieb des Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerätes bei dieserAusführungsformbeschrieben.
    [0048] DieSOC-Meßprozedurfür dieFahrzeugbatterie, währenddie Maschine läuft,ist in 2 in Form einesFlußdiagrammsdargestellt. 3 zeigtdie Betriebscharakteristika, inklusive der GenerierungsspannungVa des Generators 7, der Batteriespannung Vb, des BatteriestromesIb, dem Batteriepolarisationsindex Pa und dem Anlassersignal ST.
    [0049] Wennin 2 der Zündschalterals EIN-geschaltet beurteilt wird, und zwar bei dem Schritt 30, wirddas Anlassersignal bei dem Schritt 40 überprüft, ob dieses von Hi nach Logeschaltet wurde. Wenn die Antwort JA lautet, bedeutet dies, daß ein hoherStrom zu dem Anlassermotor 1 zugeführt wurde, um die Maschinezu starten. Dies startet dann den Maschinenbetrieb und daher befindetsich der interne Zustand der Batterie 5 nicht in einemstabilen Zustand, und zwar auf Grund der hohen Stromentladung und aufGrund eines schwerwiegenden Polarisationszustandes, der die Entladungbegleitet. Es wird daher währendeiner bestimmten Zeitperiode nach dem Starten der Maschine die Polarisationssteuerung,damit der Polarisationszustand innerhalb eines vorbestimmten Bereicheszu liegen kommt, verhindert, das heißt die Polarisationssteueroperationwird füreine bestimmte Zeitperiode T = T1 hinausgeschoben.Ein Zeitgeber zum Messen des Verstreichens der Zeit T wird so eingestellt,daß erin Schritten von 50, 60 und 70 arbeitet.Beispielsweise wird T1 auf 60 Sekunden beidem Schritt 50 eingestellt und der Zeitgeber wird bei demSchritt 60 zurückgestellt,um fürdiese Periode T1 den Meßvorgang zu starten, was beidem Schritt 70 erfolgt. Bei dem Schritt 80 wirdder Lade-/Entladestrom In der Batterie durchden Stromsensor 4 gesampelt. Dann wird bei dem Schritt 90 der PolarisationsindexPn berechnet. Der Polarisationsindex Pn wird, wenn der momentane oder gegenwärtige Lade-/Entladestromabgegriffen wird, in der folgenden Formel wiedergegeben, in welcherPn–1 den Polarisationsindexdes letzten Samplingvorgangs bedeutet, Δt den Samplingintervall desLade-/Entladestroms bedeutet, und wobei τ für die Diffusionskonstante desElektrolyten der Batterie steht. Pn =Pn–1 +I·Δt – Pn–1·Δt/τ
    [0050] Wennbei dem Schritt 100 die Zeit T einen bestimmten BetragT1 erreicht, wird das Energieerzeugungsstopsignalvon der Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 zudem Spannungscontroller 8 gesendet, was bei dem Schritt 110 erfolgt,um die Spannung Va des Fahrzeuggenerators 7 auf einen bestimmtenWert einzustellen (11,8(V), um ein Beispiel zu nennen) (die Zeitta in 3).Demzufolge wird die Batterie 5 in den Entladezustand versetzt.Bei dem Schritt 120 wird der Polarisationsindex Pn überprüft, um festzustellen,ob dieser in einen vorbestimmten Bereich fällt (zwischen P0 undP1 in 3).Wenn der Polarisationsindex Pn in den vorbestimmtenBereich fällt,werden die Planinformationen (5),die in der Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 gespeichertsind, anwendbar. Als nächsteswird, um SOC zu berechnen, währendder interne Zustand der Batterie 5 stabil gehalten wird,die Ausgangsspannung des Fahrzeuggenerators 7 so gesteuert,daß sieallmählich ansteigtbzw. dessen Ausgangsleistung ansteigt, was bei dem Schritt 130 erfolgt,und zwar von einer bestimmten Spannung (11,8(V), um ein Beispielzu nennen) aus, was mit Hilfe des Spannungscontrollers 8 erfolgt(die Zeit tb in 3).
    [0051] Beider oben beschriebenen Prozedur wird die Ausgangsgröße des Fahrzeuggenerators 7 allmählich erhöht, um dadurchden Lade-/Entladestrom der Batterie entsprechend In nichtplötzlichoder stark ausgeprägtzu ändern.Bei dem Schritt 140 wird die Klemmenspannung der Batterie überprüft, ob der Batterielade-/-entladestromeinen Wert erreicht hat, der in den vorbestimmten schmalen Bereichfällt (± 1A, umein Beispiel zu nennen) (die Zeit tc in 3). Der gesteuerte Lade-/EntladestromIn, der in den vorbestimmten schmalen Bereichfällt,wird aus dem Grund erzeugt, um eng den Zustand zu simulieren (virtuellzu erzeugen), bei dem der Anschluß der Batterie 5 physikalischabgetrennt ist.
    [0052] Basierendauf diesem Zustand (JA bei dem Schritt 140), wird die Klemmenspannungder Batterie 5 bei dem Schritt 150 gemessen undwird dann also OCV betrachtet.
    [0053] 5 zeigt eine Beziehung derBatterie-SOC-Charakteristika gegenüber der OCV. Unter Verwendungdieser Beziehung wird der SOC der Batterie anhand von OCV der Batteriebei dem Schritt 160 berechnet.
    [0054] Durchdie Verwendung des bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Verfahrens,bei dem tatsächlichder Anschluß nichtfreigegeben wird, wird eine Standardgröße für die SOC-Berechnung zum Zeitpunktder OCV-Messung berechnet. Danach wird der tatsächliche oder aktuelle SOC einesfahrenden Fahrzeugs berechnet, und zwar durch iterative Additionder Differenz (Integrationswert) des Lade-/Entladestroms In.
    [0055] Obwohlbei der ersten Ausführungsformein Fall beschrieben ist, bei dem das Verstreichen der Zeit nachdem Starten der Maschine bei T1 liegt, ist ein ähnlicherFall, bei dem die Ausgangsgröße eines Fahrzeuggeneratorsperiodisch gesteuert wird, währendsich die Maschine im Betrieb befindet, und zwar durch Wiederholender Schritte 60 bis 170 bis zum Schritt 180,damit der Batterielade-/-entladestrom in den vorbestimmten schmalenBereich fällt,und zwar durch allmählichesErhöhender Ausgangsgröße des Generatorsin einer Aufeinanderfolge auf ein zeitweiliges Anhalten (unter derAnnahme, daß für T2 folgendes gilt: T1 << T2 oder beispielsweisemehrere Stunden) in 4 gezeigt(siehe die Zeitwerte tA, tB und tC). Durch Berechnen von der Pseudo-OCV inperiodischer Form kann die Integration der Toleranz, die ihren Ursprungim elektrischen Stromsensor hat, was auch als Nachteil des Lade-/Entladestromintegrationsverfahrensbekannt ist, periodisch reduziert werden.
    [0056] 6 zeigt die Beziehung zwischender Pseudo-OCV und der aktuellen oder tatsächlichen SOC bei drei Zuständen. Dergeladene, abgeglichene und entladene Zustand zeigt jeweils an, daß der Zustanddes Fahrzeugs entweder Fahren ist, ein Parken nach dem Fahren istoder ein Stillstehen füreine längereZeitperiode ist.
    [0057] DieHysteresekurvenverläufein 7 geben an, daß die Beziehungzwischen der Pseudo-OCV und der aktuellen oder tatsächlichenSOC sich zyklisch ändert,und zwar entlang diesen Kurven entsprechend den Zuständen desFahrzeugs. Das heißt, wenndas Fahrzeug fährt,nimmt der momentane SOC-Wert steil zu, und zwar gegenüber derPseudo-OCV (der untere Pfad), und wenn das Fahrzeug geparkt wird,nimmt der aktuelle SOC-Wert gegenüber dem Pseudo-OCV ab, undzwar mit allmählicher Additionvon dessen Abnahmerate (der obere Pfad). Die Lade-/Entladeprozesseverlaufen entsprechend dieser Art von Hysteresekurvenverläufe, undzwar auf Grund der Verzögerungder Polarisation in der Batterie.
    [0058] DasFahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät besitzteine ähnlicheKonstruktion wie bei der ersten Ausführungsform. Jedoch arbeitetdie Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 während einerMaschinenanhalteperiode so, wie in 9 und 10 gezeigt ist.
    [0059] 9 zeigt die Charakteristikaeines elektrischen Lastzustandes, eines Batteriezustandsüberwachungsvorrichtungszustandes(des Batteriezustandüberwachungsgerätes), derSOC und von SOH währendeiner Maschinenanhalteperiode.
    [0060] DieBatteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 speichertden Wert von SOC und von SOH zum Zeitpunkt (t1) des Ausschaltensder Maschine in Form von SOC1 und eines SOH1. Dann, nach dem Speichervorgang,betritt die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 einenStandby-Betriebszustand oder Schlafzustand.
    [0061] Dannwacht danach die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 automatischauf und gelangt in einen Fahrmodus zum Zeitpunkt (t2), und zwarnach einer vorbestimmten Zeitperiode (beispielsweise 3 Stunden)unter Verwendung ihres eigenen Zeitgebers. In diesem Fall ist derZeitgeberbetriebsstrom der Nennwert in Ausdrücken der Batteriekapazität und führt nichtzu einer Absenkung der Kapazität.Der Batterieklemmenspannungswert wird als eine Pseudo-OCV abgegriffen(V2 in 8, ähnlich wiebei 5) und ein Wertvon SOC2 wird unter Verwendung der Charakteristika in 8 berechnet. Dieser Zustandsimuliert eng einen Zustand, bei dem die Batterie 5 sogehalten wird, daß ihreAnschlüsse physikalischfrei sind von irgendeiner Schaltung, da nämlich der Dunkelstrom, derin die Batterie 5 gelangt, auf Nennwert liegt.
    [0062] Eswird dann der momentane Wert von SOH als ein SOH2 berechnet, undzwar basierend auf dem oben genannten SOC2, und auch auf der Grundlage vonSOC1 und SOH1, die beide in der Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 abgespeichert sind.
    [0063] Indiesem Fall wird dann SOH2 aus SOC1, aus SOH1 und aus SOC2 unterVerwendung der folgenden Formel definiert: SOH2 = (SOH1/SOC1)·SOC2 (1)
    [0064] Nachder Vervollständigungder Berechnung werden die Inhalte von SOC1 und von SOH1 durch dieInhalte von SOC2 bzw. von SOH2 ersetzt. Das heißt, SOC und SOH werden aufden neuesten Stand gebracht und gespeichert.
    [0065] Fernerwacht nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeit, das heißt zu denZeitpunkten t3, t4, t5 die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 erneutauf und greift die Batterieklemmenspannung ab und berechnet dannSOC2 und SOH2 bei den jeweiligen Zeitpunkten. Nach der Berechnungwerden die Inhalte des Speichers 6a in der gleichen Weise aufden neuesten Stand gebracht.
    [0066] Die Überwachungsoperation,die oben beschrieben ist, wird auf diese Weise wiederholt, wenn einFahrzeug geparkt gehalten wird und daher eine elektrische Last nichtsweiter bedeutet als einen normalen bzw. Nenn-Dunkelstrom.
    [0067] Eskönnendaher, währendsich die Maschine nicht in Betrieb befindet, die Werte von SOC und SOHimmer gemessen werden und es kann daraus ein genauerer internerZustand abgeleitet werden. Auch werden die Inhalte des Speichers 6a periodisch aufden neuesten Stand gebracht, und zwar bei einer Gelegenheit, wennSOC und SOH gemessen werden, was bedeutet, daß die Speicherkapazität minimalgehalten werden kann.
    [0068] Beidieser zweiten Ausführungsformarbeitet die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 fernerin einer weiter unten beschriebenen Art und Weise, wenn eine Parklastbeteiligt ist, währenddie Maschine nicht läuft.
    [0069] Wenneine Parklast (eine sicherheitsbezogene Zustandsüberwachungsvorrichtung, umein Beispiel zu nennen), zu einem Zeitpunkt t6 beteiligt ist, während dieMaschine nicht läuft,detektiert die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 diebeteiligte Last und wacht dann automatisch auf und startet die Integrationdes Entladestromes. Die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 addiert diesenIntegrationswert zu dem gespeicherten Wert von SOH1, um den Überwachungszustandauf den neuesten Stand zu bringen.
    [0070] Basierendauf diesem SOH2 und auch basierend auf SOC1 und SOH1, die in derBatteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 gespeichertsind, wird der momentane SOC-Wert in Form von SOC2 berechnet. Indiesem Fall wird SOC2 mit Hilfe der folgenden Formel definiert,basierend auf SOC1, SOH1 und SOH2. SOC2 = (SOC1/SOH1)·SOH2 (2)
    [0071] Der Überwachungsbetriebwird so lange fortgesetzt, bis der Zeitpunkt t7 erreicht ist, wobeidie Parklast in Betrieb ist.
    [0072] Wennauf diese Weise die Parklast in Betrieb gesetzt wird, während dieMaschine nicht läuft,kann SOC und kann SOH immer gemessen werden und es kann somit eingenauerer interner Zustand abgeleitet werden. Auch werden die Inhaltedes Speichers 6a periodisch bei der Gelegenheit auf denneuesten Stand gebracht, wenn SOC und SOH gemessen werden, was bedeutet,daß eineminimale Speicherkapazitäterforderlich ist.
    [0073] EineReihe von Betriebsmustern eines Fahrzeugs, wie beispielsweise Parken,Fahren und dann erneutes Parken gemäß 10, wurde als ein Beispiel herangezogen,um den Betrieb der Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 beivielfältigenSituationen zu beschreiben.
    [0074] Zuerstwerden der Entladestrom der Batterie 5 und die Klemmenspannungbeim Starten der Maschine abgegriffen (Zeitpunkt t10). Dann wirdder interne Widerstand berechnet und es wird die momentane Restkapazität SOH [Ah]der Batterie 5 als Anfangswert bestimmt. Es wird dann derBatterielade-/-entladestrom integriert, wann im mer dies erforderlichist, und es wird die restliche Kapazität SOH dadurch berechnet, indemsukzessive der Integrationswert zu dem Anfangswert hinzu addiertwird, und zwar zum Zwecke der Überwachung,währendein Fahrzeug fährt(bis zum Zeitpunkt t40).
    [0075] Alsnächsteswird, wenn eine bestimmte Zeitperiode nach dem Starten der Maschine(Zeit t20) verstrichen ist, eine gesteuerte Überwachung durchgeführt, umden Polarisationszustand der Batterie 5 zu erreichen, damitdieser in den vorbestimmten Bereich fällt, in dem zeitweilig derFahrzeuggenerator 7 angehalten wird. Nach dem Erreichendes Polarisationszustandes fürden vorbestimmten Bereich wird die Ausgangsgröße des Generators 4 allmählich erhöht, um festzustellen,ob der Absolutwert des Lade-/Entladestroms der Batterie 5 unterdem vorbestimmten Wert liegt. Wenn der elektrische Strom in denvorbestimmten Bereich fällt(± 1A,um ein Beispiel zu nennen), wie dies in 3 und 4 gezeigtist, wird die Klemmenspannung der Batterie 5 als Pseudo-OCVgemessen. Es wird dann die Laderate SOC entsprechend der Pseudo-OCVberechnet, und zwar unter Verwendung der Beziehung von 8, und es wird der SOC-Wertzu diesem Zeitpunkt als anfänglichesSOC (Zeit t30) bestimmt. Es wird dann die Integration des Lade-/Entladestromesdanach fortgesetzt, wobei sukzessive der Integrationswert zu dem AnfangswertSOC hinzu addiert wird, und zwar bis zu dem Zeitpunkt t40, um SOCzu überwachen.
    [0076] Eswird nun als nächstesdie Überwachungsoperationbeschrieben, wenn ein Fahrzeug nicht fährt.
    [0077] Zudem Zeitpunkt t40 gelangt eine Parklast (sicherheitsbezogene Zustandsüberwachungsvorrichtung,um ein Beispiel zu nennen) in Betrieb, die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 wirdin einem laufenden Zustand gehalten, um SOC und SOH zu überwachen,indem sukzessive eine Integration des Lade-/Entladestromes erreichtwird bzw. realisiert wird.
    [0078] Wenndie Parklast ausgeschaltet wird, wird der Wert von SOC und von SOHzu diesem Zeitpunkt als SOC1 und als SOH1 gespeichert (Zeitpunktt50). Nach der Abspeicherung derselben beendet die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 den Betriebund betritt dann den Standby-Modus oder Schlafmodus.
    [0079] Danachgreift die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 (diesewacht automatisch auf und betritt den Betriebsmodus nach einer bestimmtenZeitperiode unter Verwendung ihres eigenen Zeitgebers) periodischdie Batterieklemmenspannung ab, und zwar als Pseudo-OCV (V2 in 8), und es wird dann SOC2berechnet, und zwar unter Verwendung des momentanen SOC basierendauf den Charakteristika in 8.Basierend auf dem Wert von SOC2 und der Formel (1), wird der momentane SOH-Wertals SOC2 berechnet (Zeitpunkt t60). Nach der Vervollständigungdieser Berechnung werden die Inhalte von SOC1 und von SOH1 durchdie Inhalte von SOC2 bzw. von SOH2 ersetzt, das heißt es werdendie Werte von SOC1 und von SOH1 auf den neuesten Stand gebrachtund gespeichert.
    [0080] Nachdem Verstreichen der vorbestimmten Zeit (Zeit t70) wacht die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 erneutauf und greift die Batterieklemmenspannung ab und berechnet dannzur Zeit t70 die Werte von SOC2 und SOH2. Nach der Berechnung werdendie Inhalte des Speichers 6a in der gleichen Weise aufden neuesten Stand gebracht.
    [0081] Dieoben beschriebene Überwachungsoperationwird in dieser Weise wiederholt, wenn ein Fahrzeug geparkt wird,und daher stellt eine elektrische Last nichts weiter dar als einenNenn-Dunkelstrom.
    [0082] Wenneine Parklast in Erscheinung tritt (Zeit t90), detektiert die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 diebeteiligte Last und wacht automatisch auf und startet die Integrationdes Entladestromes. Die Überwachungsvorrichtungaddiert diesen Integrationswert zu dem Wert von SOH1, um den Überwachungszustandauf den neuesten Stand zu bringen. Dann wird sukzessive SOC2 unterVerwendung der Formel (2) berechnet. Die Überwachungsoperation wird fortgesetzt,währendsich die Parklast in Betrieb befindet (bis zum Zeitpunkt t100).
    [0083] Wennlediglich erneut ein Dunkelstrom fließt, betritt die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 denSchlafzustand und überwachtperiodisch eine auftretende neue Last. Wenn die Zündung eingeschaltetwird und die Maschine gestartet wird, und zwar vor der vorbestimmtenZeit, berechnet die Batteriezustandsüberwachungsvorrichtung 6 erneut denAnfangswert von SOH (Zeitpunkt t110), indem sie den Wert des Ladestromesabgreift, und zwar beim Starten einer Maschine, und auch die Klemmenspannung,und indem sie den internen Widerstand berechnet, und indem sie danndie oben beschriebene Überwachungsoperationwiederholt, die in bezug auf die Zeit nach dem Zeitpunkt t10 beschriebenwurde.
    [0084] Dievorliegende Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformenbeschränkt,sondern es könnenin vielfältigerWeise Abwandlungen vorgenommen werden, ohne jedoch dadurch den Rahmen derErfindung zu verlassen.
    权利要求:
    Claims (19)
    [1] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät, mit: einemFahrzeuggenerator (7), der durch eine Maschine angetriebenwird, einer Steuervorrichtung (8), welche den Generator (7)steuert; und einer Fahrzeugbatterie (5) zum Speichernvon Elektrizität,die durch den Generator (7) erzeugt wird, gekennzeichnetdurch eine Einrichtung (110) zum zeitweiligen Anhaltendes Fahrzeuggenerators (7) nach dem Anlassen der Maschinedurch einen Anlasser (1); eine Einrichtung (130)zum allmählichenErhöhender Ausgangsgröße des Generators(7), und eine Einrichtung (150) zum Abgreifeneines Batteriespannungswertes, wenn der Batterielade-/-entladestromin einen vorbestimmten schmalen Bereich gelangt, um eine Laderateder Batterie (5) zu berechnen.
    [2] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch1, bei dem die Anhalteeinrichtung (110) einen Polarisationszustandin der Batterie (5) steuert, so daß dieser innerhalb eines vorbestimmten Bereichesverbleibt, indem sie die Ausgangsgröße des Generators (7)steuert oder regelt.
    [3] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch1 oder 2, bei dem der vorbestimmte Bereich einen Wert des Stromesumfaßt,der gleich ist mit oder zwischen plus einem Ampere und minus einemAmpere liegt.
    [4] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch2 oder 3, bei dem die Anhalteeinrichtung (110) den Generator(7) füreine vorbestimmte Zeitperiode anhält, nachdem die Maschine gestartet ist.
    [5] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach einemder Ansprüche2 bis 4, bei dem der Polarisationszustand der Batterie (5)als ein Polarisationsindex Pn definiertist, entsprechend der folgenden Formel: Pn = Pn–1 + I·Δt – Pn–1·Δt/τworin: Pn–1:Polarisationsindex des letzten Samplingvorgangs ist, Δt: der Samplingintervalldes Lade-/Entladestroms ist, τ: die Diffusionskonstante desElektrolyten der Batterie ist; I: der elektrische Stromwert(Ampere) ist.
    [6] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach einemder Ansprüche1 bis 5, bei dem die Laderate (SOC) der Batterie (5), dieunter Verwendung der Spannung berechnet wird, die abgegriffen wird,wenn der Lade-/Entladestrom der Batterie (5) innerhalb desvorbestimmten Bereiches zu liegen kommt, als eine anfänglicheLaderate herangezogen wird.
    [7] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch6, bei dem die Batterieladerate (SOC) sukzessive als Summe gemäß einerwiederholten Addition eines Wertes zu der anfänglichen Laderate berechnetwird, indem der hinzu addierte Wert in Form eines Produktes ausdem gesampelten Stromwert In und dem Samplingintervall Δt, geteiltdurch die Batteriekapazität,abgeleitet wird, wenn der Lade-/Entladestrom In indem Samplingintervall gesampelt wird.
    [8] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach einemder Ansprüche1 bis 7, bei dem die die Ausgangsgröße erhöhende Einrichtung (130)periodisch eine gesteuerte Erhöhungder Ausgangsgröße des Generators(7) durchführt,und zwar nach einem zeitweiligen Anhalten, damit der Batterielade-/-entladestromin den vorbestimmten Bereich hinein gelangt, während die Maschine läuft.
    [9] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach einemder Ansprüche1 bis 7, bei dem die die Ausgangsgröße erhöhende Einrichtung (130)ferner eine periodische gesteuerte Erhöhung der Ausgangsgröße des Generators(7) durchführt,und zwar nach einem zeitweiligen Anhalten, wobei die Zeitperiodevor dem ersten Anhalten verschieden ist von den anderen Zeitperioden,damit der Batterielade-/-entladestrom in den vorbestimmten Bereichhinein gelangt, währendeine Maschine läuft.
    [10] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach einemder Ansprüche1 bis 7, bei dem die die Ausgangsgröße erhöhende Einrichtung (130)ferner eine periodische gesteuerte Erhöhung der Ausgangsgröße des Generators(7) nach einem zeitweiligen Anhalten durchführt, wobeidie Erhöhungsrate entsprechendgesteuert wird, basierend auf einer Hysteresekurvebeziehung zwischender Klemmenspannung und der aktuellen oder tatsächlichen SOC, damit der Batterielade-/ -entladestrominnerhalb des vorbestimmten Bereiches zu liegen kommt, während dieMaschine läuft.
    [11] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät, mit: einemFahrzeuggenerator (7), der durch eine Maschine angetriebenwird; und einer Batterie (5), welche Elektrizität speichert,die durch den Generator (7) in einem Fahrzeug erzeugt wird,wobei eine Klemmenspannung der Batterie (5) als eine pseudo-offeneSchaltkreisspannung (Pseudo-OCV) definiert wird, wenn ein Lade-/Entladestrom derBatterie (5) innerhalb eines vorbestimmten kleinen Bereichesliegt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (6a)zum Speichern einer Korrelationsinformation, welche die Pseudo-OCVgegenüber derBatterieladerate auflistet, und eine Einrichtung (6)zum Berechnen einer momentanen Restkapazität SOH2 basierend auf einerersten Laderate SOC1, einer ersten Restkapazität SOH1 und einer zweiten LaderateSOC2, von denen jede in einer solchen Weise realisiert wird, daß die ersteLaderate SOC1 und die erste Restkapazität SOH1 gespeichert werden,wenn die Maschine angehalten ist, wobei die Klemmenspannung,das ist die pseudo-offene Schaltkreisspannung, periodisch geprüft wird, wennder Batterielade-/-entladestrom innerhalb des vorbestimmten Bereichesliegt, währendeine Maschine nicht läuft,und wobei die zweite Laderate SOC2 basierend auf der abgegriffenenPseudo-OCV berechnet wird.
    [12] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch11, bei dem die vorhandene Restkapazität SOH2 gemäß der folgenden Formel festgelegtwird: SOH2 = (SOH1/SOC1)·SOC2
    [13] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch11 oder 12, bei dem die Inhalte von SOC1 mit denjenigen von SOC2ersetzt werden und auch die Inhalte von SOH1 durch diejenigen von SOH2zu dem Zeitpunkt ersetzt werden, wenn SOH2 berechnet wird.
    [14] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach einemder Ansprüche11 bis 13, bei dem der vorbestimmte schmale Bereich des Batterielade-/-entladestromesso definiert ist, daß derWert des elektrischen Stromes gleich ist mit oder zwischen pluseinem Ampere und minus einem Ampere liegt.
    [15] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch 11, bei dem ein Entladestromwert integriertwird und ein Integrationswert von der Größe SOH1 immer dann subtrahiertwird, wenn eine momentane Restkapazität SOH2 auf den neuesten Standgebracht wird, wenn eine elektrische Vorrichtung (3) inBetrieb genommen wird, währendeine Maschine nicht läuft.
    [16] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch15, bei dem die vorhandene oder momentane Laderate basierend aufSOC1, auf SOH1 und auf SOH2 unter Verwendung der folgenden Formelberechnet wird: SOC2 = (SOC1/SOH1)·SOH2
    [17] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch16, bei dem die Inhalte von SOC1 durch diejenigen von SOC2 ersetztwerden und auch die Inhalte von SOH1 durch diejenigen von SOH2 zu demZeitpunkt ersetzt werden, wenn SOH2 berechnet wird.
    [18] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch11 oder 15, bei dem der Entladestromwert und die Klemmenspannungder Fahrzeugbatterie (5) abgegriffen werden, eine anfängliche Restkapazität basierendauf diesem Stromwert und diesem Spannungswert berechnet wird unddanach die vorhandene Restkapazität dadurch berechnet wird, indemein integrierter Betrag des Lade-/Entladestromwertes zu der anfänglichenRestkapazität hinzuaddiert wird.
    [19] Fahrzeugbatteriezustandsüberwachungsgerät nach Anspruch18, bei dem der Fahrzeuggenerator (7) zeitweilig nach einervorbestimmten Zeitperiode vom Starten der Maschine an angehaltenwird, die Ausgangsgröße des Generators(7) allmählicherhöht wird,wenn ein Polarisationszustand der Batterie (5) innerhalbeines vorbestimmten Bereiches zu liegen kommt, der Batterielade-/-entladestromwertso gesteuert wird, daß erinnerhalb eines vorbestimmten schmalen Bereiches zu liegen kommt,und eine Klemmenspannung der Batterie (5) überprüft wird, wennder Lade-/Entladestromwert innerhalb des vorbestimmten schmalenBereiches ankommt.
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    法律状态:
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    2013-08-08| R016| Response to examination communication|
    2015-06-29| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2016-07-16| R020| Patent grant now final|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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