СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2019 года по МПК B60R16/33 H02J7/14 H02J7/34 B60L58/12 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к способу управления электропитанием транспортного средства и к устройству управления электропитанием транспортного средства.

Уровень техники

[0002] Традиционная технология, описанная в PTL 1, предлагает, чтобы могло формироваться параллельное соединение аккумуляторной батареи с улучшенными рабочими характеристиками и свинцовой аккумуляторной батареи, и чтобы аккумуляторная батарея с улучшенными рабочими характеристиками соединялась, когда требуется неизменяющееся напряжение для электрической нагрузки в состоянии, в котором электричество вырабатывается посредством генератора мощности.

Список библиографических ссылок

Патентные документы

[0003] PTL 1. Патент (Япония) номер 5494498

Сущность изобретения

Техническая задача

[0004] Соединение аккумуляторной батареи с улучшенными рабочими характеристиками может приводить к невозможности подачи требуемого неизменяющегося напряжения вследствие уменьшения напряжения на контактных выводах аккумуляторной батареи с улучшенными рабочими характеристиками вследствие результирующего уменьшения кажущегося внутреннего сопротивления даже в случае заряда аккумуляторной батареи с улучшенными рабочими характеристиками с идентичным током.

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы стабильно подавать требуемое неизменяющееся напряжение.

Решение задачи

[0005] Согласно аспекту настоящего изобретения, предусмотрен способ управления электропитанием транспортного средства, используемый, когда требуется неизменяющееся напряжение схемы электропитания при выработке электрической мощности посредством генератора мощности, причем схема электропитания соединяется с первичной аккумуляторной батареей и имеет возможность соединяться со вторичной аккумуляторной батареей, которая имеет более низкое внутреннее сопротивление по сравнению с внутренним сопротивлением первичной аккумуляторной батареи. Переключение между соединением вторичной аккумуляторной батареи со схемой электропитания и отсоединением вторичной аккумуляторной батареи от схемы электропитания выполняется в зависимости от требуемого неизменяющегося напряжения, тока, выводимого в схему электропитания посредством генератора мощности, и состояния заряда вторичной аккумуляторной батареи.

Краткое описание чертежей

[0007] Фиг. 1 является конфигурационным видом системы глушения двигателя на холостом ходу;

Фиг. 2 является конфигурационным видом схемы электропитания;

Фиг. 3 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей обработку управления соединением/отсоединением;

Фиг. 4 является картой для определения того, следует или нет отсоединять дополнительный аккумулятор;

Фиг. 5 является видом для пояснения уменьшения напряжения на контактных выводах;

Фиг. 6 является временной диаграммой, иллюстрирующей пример 1 работы;

Фиг. 7 является временной диаграммой, иллюстрирующей пример 2 работы;

Фиг. 8 является временной диаграммой, иллюстрирующей сравнительный пример 1;

Фиг. 9 является временной диаграммой, иллюстрирующей пример 3 работы; и

Фиг. 10 является временной диаграммой, иллюстрирующей пример 4 работы.

Подробное описание вариантов осуществления

[0008] Ниже описываются варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Каждый чертеж является схематическим видом и может отличаться в реальности. Нижеприведенные варианты осуществления иллюстрируют устройства и способы для осуществления технической идеи настоящего изобретения и не имеют намерение ограничивать конфигурации следующими конфигурациями. Другими словами, различные модификации могут вноситься в техническую идею настоящего изобретения в пределах объема, описанного в формуле изобретения.

[0009] Первый вариант осуществления

Конфигурация

Во-первых, описывается общее представление системы глушения двигателя на холостом ходу.

Глушение двигателя на холостом ходу (IS) представляет собой функцию автоматической остановки двигателя, когда транспортное средство остановлено, например, на перекрестке или в пробке, и повторного запуска двигателя, когда движение транспортного средства начинается, и также упоминается как отсутствие холостого хода или снижение числа оборотов в режиме холостого хода.

[0010] Фиг. 1 является конфигурационным видом системы глушения двигателя на холостом ходу.

В системе глушения двигателя на холостом ходу, контроллер 11 (ECU: электронный модуль управления) выполняет глушение двигателя на холостом ходу в ответ на определенные значения из различных датчиков. Примеры различных датчиков включают в себя датчик 12 скорости вращения колес, датчик 13 давления в главном VAC, датчик 14 акселератора, датчик 15 ускорения, датчик 16 частоты вращения двигателя, датчик 17 позиции переключения коробки передач и переключатель 18 прекращения глушения двигателя на холостом ходу.

[0011] Датчик 12 скорости вращения колес определяет скорости VwFL-VwRR вращения колес для соответствующих колес. Датчик 12 скорости вращения колес определяет, например, магнитные силовые линии из ротора датчика посредством схемы определения, преобразует, в сигнал тока, изменение магнитного поля, вызываемое посредством вращения ротора датчика, и выводит сигнал тока в контроллер 11. Контроллер 11 определяет скорости VwFL-VwRR вращения колес из сигнала входного тока.

Датчик 13 давления в главном VAC определяет давление в главном VAC (тормозном усилителе) в качестве силы Pb нажатия педали тормоза. Датчик 13 давления в главном VAC принимает давление в главном VAC посредством участка диафрагмы, определяет искажение, сформированное в пьезорезистивном элементе, в качестве изменения электрического сопротивления через участок диафрагмы, преобразует изменение в сигнал напряжения, пропорциональный давлению, и выводит сигнал напряжения в контроллер 11. Контроллер 11 определяет давление в главном VAC, т.е. силу Pb нажатия педали тормоза из сигнала входного напряжения.

[0012] Датчик 14 акселератора определяет степень PPO открытия педали (рабочую позицию), эквивалентную величине нажатия педали акселератора. Датчик 14 акселератора, который, например, представляет собой потенциометр, преобразует степень PPO открытия педали для педали акселератора в сигнал напряжения и выводит сигнал напряжения в контроллер 11. Контроллер 11 определяет степень PPO открытия педали для педали акселератора из сигнала входного напряжения. Степень PPO открытия педали равна 0%, когда педаль акселератора находится в нерабочей позиции, тогда как степень PPO открытия педали составляет 100%, когда педаль акселератора находится в максимальной рабочей позиции (в конце хода).

[0013] Датчик 15 ускорения определяет темп ускорения или замедления в направлении вперед-назад транспортного средства. Датчик 15 ускорения определяет, например, смещение позиции подвижного электрода относительно неподвижного электрода в качестве изменения электростатической емкости, преобразует изменение в сигнал напряжения, пропорциональный темпу и направлению ускорения или замедления, и выводит сигнал напряжения в контроллер 11. Контроллер 11 определяет темп ускорения или замедления из сигнала входного напряжения. Контроллер 11 обрабатывает ускорение в качестве положительного значения и обрабатывает замедление в качестве отрицательного значения.

Датчик 16 частоты вращения двигателя определяет частоту Ne вращения двигателя. Датчик 16 частоты вращения двигателя определяет, например, магнитные силовые линии из ротора датчика посредством схемы определения, преобразует, в сигнал тока, изменение магнитного поля, вызываемое посредством вращения ротора датчика, и выводит сигнал тока в контроллер 11. Контроллер 11 определяет частоту Ne вращения двигателя из сигнала входного тока.

[0014] Датчик 17 позиции переключения коробки передач определяет позицию переключения передач трансмиссии. Датчик 17 позиции переключения коробки передач включает в себя, например, несколько элементов Холла и выводит соответствующие сигналы включения/выключения элементов Холла в контроллер 11. Контроллер 11 определяет позицию переключения коробки передач из комбинации входных сигналов включения/выключения.

Переключатель 18 прекращения глушения двигателя на холостом ходу (переключатель IS-OFF) определяет операцию отмены работы системы глушения двигателя на холостом ходу. Переключатель 18 прекращения глушения двигателя на холостом ходу, который располагается около приборной панели таким образом, что он может управляться водителем, выводит сигнал напряжения в зависимости от операции отмены в контроллер 11, например, через схему определения с нормально замкнутым контактом. Контроллер 11 определяет то, следует или нет отменять функцию глушения двигателя на холостом ходу, из сигнала входного напряжения.

[0015] Контроллер 11 выполняет управление впрыском топлива через топливный инжектор и управление распределением зажигания через катушку зажигания, чтобы управлять остановкой и повторным запуском двигателя (ENG) 21. Помимо этого, проворачивание, выполняемое посредством стартерного мотора 22 (SM), управляется во время повторного трогания с места.

Стартерный мотор 22, который включает в себя, например, последовательный коллекторный мотор, проворачивает двигатель 21 посредством зацепления коронной шестерни двигателя 21 с сателлитной шестерней выходного вала, чтобы передавать крутящий момент в коронную шестерню. Стартерный мотор 22 включает в себя: соленоид, посредством которого сателлитная шестерня аксиально проскальзывает с возможностью выдвигаться или задвигаться между выступающей позицией, в которой коронная шестерня двигателя 21 зацепляется с сателлитной шестерней, и втянутой позицией, в которой коронная шестерня двигателя 21 не зацепляется с сателлитной шестерней; зубчатый механизм, который замедляет вращение вращательного вала; и т.п.

Мощность двигателя 21 передается в генератор 24 переменного тока (ALT) через змеевидный клиновой ремень 23. Генератор 24 переменного тока вырабатывает электрическую мощность с помощью мощности, передаваемой через клиновой ремень 23, и вырабатываемая электрическая мощность подается в схему электропитания, описанную позднее. Генератор 24 переменного тока включает в себя регулятор, и напряжение вырабатываемой электрической мощности управляется через регулятор.

[0016] Далее описывается общее представление операции глушения двигателя на холостом ходу.

Система глушения двигателя на холостом ходу находится в режиме ожидания, в котором разрешается глушение двигателя на холостом ходу, когда, например, удовлетворяются все следующие условия разрешения.

- Переключатель 88 IS-OFF находится в нерабочем состоянии (функция глушения двигателя на холостом ходу находится во включенном состоянии).

- Состояние заряда (SOC) аккумулятора, например, составляет 70% или больше.

- Позиция переключения коробки передач отличается от R-диапазона.

[0017] Двигатель 21 останавливается из режима ожидания, описанного выше, когда все следующие рабочие условия удовлетворяются и, например, истекает одна секунда.

- Скорость V транспортного средства составляет 0 км/ч.

- Степень PPO открытия педали акселератора составляет 0%.

- Сила Pb нажатия педали тормоза, например, составляет 0,8 МПа или больше.

- Градиент поверхности дороги, например, составляет 14% или меньше.

- Частота Ne вращения двигателя, например, составляет меньше 1200 об/мин.

В таком случае, например, среднее значение скоростей VwFL-VwRR вращения колес используется в качестве скорости V транспортного средства. Градиент поверхности дороги вычисляется в зависимости от темпа ускорения или замедления. Градиент поверхности дороги вычисляется как "(вертикальное расстояние/горизонтальное расстояние)*100" и подвергается обработке фильтрации нижних частот, например, при 1 Гц.

[0018] Двигатель 21 повторно запускается из остановленного состояния, описанного выше, когда удовлетворяется любое из следующих условий повторного запуска.

- Операция руления начинается со времени глушения двигателя на холостом ходу.

- Скорость V транспортного средства, например, составляет 2 км/ч или больше.

- Степень PPO открытия педали акселератора, например, составляет 5% или больше.

- Операция переключения передач с P-диапазона на R-диапазон или D-диапазон выполняется.

- Операция переключения передач с N-диапазона на R-диапазон или D-диапазон выполняется.

- Операция переключения передач с D-диапазона на R-диапазон выполняется.

Выше приведено общее представление операции глушения двигателя на холостом ходу.

[0019] Контроллер 11 выполняет регулируемое управление напряжением, при котором напряжение электрической мощности, вырабатываемой посредством генератора 24 переменного тока, управляется в диапазоне, например, 11,4-15,6 В. Другими словами, целевое напряжение вырабатываемой электрической мощности вычисляется в зависимости от состояния движения транспортного средства и состояния заряда аккумулятора, и напряжение электрической мощности, вырабатываемой посредством генератора 24 переменного тока, управляется через регулятор в зависимости от вычисленного целевого напряжения вырабатываемой электрической мощности. Нагрузка на двигатель 21 может уменьшаться, чтобы уменьшать расход топлива, посредством предоставления возможности напряжению электрической мощности, вырабатываемой посредством генератора 24 переменного тока, быть ниже обычного, например, когда транспортное средство ускоряется. Когда регулируемое управление напряжением отменяется, генератор 24 переменного тока выполняет обычную выработку мощности в зависимости от характеристик регулятора.

[0020] Далее описывается конфигурация схемы электропитания.

Фиг. 2 является конфигурационным видом схемы электропитания.

Схема 31 электропитания, которая представляет собой схему, которая подает электроэнергию в стартерный мотор 22 и другую электрическую нагрузку 25, включает в себя основной аккумулятор 32, дополнительный аккумулятор 33 и реле 34. Схема 31 электропитания также выполнена с возможностью подавать электроэнергию в контроллер 11.

Например, свинцовая аккумуляторная батарея используется в качестве основного аккумулятора 32, в котором диоксид свинца используется в качестве положительного электрода, губчатый свинец используется в качестве отрицательного электрода, и разбавленная серная кислота используется в качестве раствора электролита. Основной аккумулятор 32 заряжается электрической мощностью, вырабатываемой посредством генератора 24 переменного тока, и имеет напряжение при разомкнутой схеме, например, в 12,7 В в состоянии полного заряда.

[0021] Дополнительный аккумулятор 33 располагается с возможностью предотвращать мгновенное падение напряжения питания транспортного средства вследствие большого тока, проходящего через стартерный мотор 22, когда двигатель 21 повторно запускается после глушения двигателя на холостом ходу. Например, литий-ионный аккумулятор, который представляет собой один вид аккумуляторных батарей с неводным электролитом, используется во дополнительном аккумуляторе 33, в котором оксид металлического лития используется в положительном электроде, и углеродный материал, такой как графит, используется в отрицательном электроде. Дополнительный аккумулятор 33 заряжается электрической мощностью, вырабатываемой посредством генератора 24 переменного тока, и имеет напряжение при разомкнутой схеме, например, в 13,1 В в состоянии полного заряда.

[0022] Литий-ионный аккумулятор имеет признак наличия более высокой плотности энергии и более высокой эффективности использования энергии заряда/разряда, чем свинцовая аккумуляторная батарея. Такой литий-ионный аккумулятор не заключает в себе реакцию растворения-осаждения электродного материала, когда заряжается и разряжается, и в силу этого предположительно может иметь длительный срок службы. Напротив, характеристики электрода такой свинцовой аккумуляторной батареи ухудшаются посредством разряда свинцовой аккумуляторной батареи, хотя свинцовая аккумуляторная батарея имеет меньшие затраты, чем литий-ионный аккумулятор с идентичной емкостью. Следовательно, износостойкость к повторному заряду и разряду такого литий-ионного аккумулятора превосходит износостойкость такой аккумуляторной батареи. Помимо этого, такой литий-ионный аккумулятор имеет более низкое внутреннее сопротивление, чем такая свинцовая аккумуляторная батарея, и в силу этого имеет улучшенные рабочие характеристики заряда/разряда.

[0023] Реле 34, которое представляет собой переключатель, который переключается между соединением дополнительного аккумулятора 33 со схемой 31 электропитания и отсоединением дополнительного аккумулятора 33 от схемы 31 электропитания, управляется посредством контроллера 11. Реле 34, которое представляет собой нормально разомкнутый a-контакт, отсоединяет дополнительный аккумулятор 33 от схемы 31 электропитания, когда контакт размыкается, и соединяет дополнительный аккумулятор 33 со схемой 31 электропитания, когда контакт замыкается. В частности, дополнительный аккумулятор 33 соединяется со схемой 31 электропитания и заряжается электрической мощностью, подаваемой из генератора 24 переменного тока в то время, когда двигатель 21 находится в состоянии приведения в действие. Когда двигатель 21 повторно запускается после глушения двигателя на холостом ходу, дополнительный аккумулятор 33 соединяется со схемой 31 электропитания, чтобы подавать электроэнергию в стартерный мотор 22. Помимо этого, дополнительный аккумулятор 33 соединяется и отсоединяется с/от схемы 31 электропитания по мере необходимости.

[0024] Далее описывается обработка управления соединением/отсоединением, выполняемая посредством контроллера 11.

Фиг. 3 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей обработку управления соединением/отсоединением.

Во-первых, на этапе S101, определяется то, присутствует или нет электрическая нагрузка 25, которая требует высокого неизменяющегося напряжения (в дальнейшем называемого "неизменяющимся напряжением") схемы 31 электропитания. Примеры электрической нагрузки 25, которая требует неизменяющегося напряжения, включают в себя стеклоочиститель и высоконапорный топливный насос. Когда неизменяющееся напряжение требуется, обработка переходит к этапу S102. Напротив, когда неизменяющееся напряжение не требуется, обработка возвращается в предварительно определенную основную программу как есть.

[0025] На этапе S102, задается карта для определения того, должен или нет дополнительный аккумулятор 33 отсоединяться от схемы 31 электропитания.

Фиг. 4 является картой для определения того, следует или нет отсоединять дополнительный аккумулятор.

Ось абсциссы задается как состояние заряда (SOC) дополнительного аккумулятора 33, тогда как ось ординат задается как ток. Во-первых, задается характеристическая линия L1, представляющая максимальный ток I_MAX, который может выводиться посредством генератора 24 переменного тока. Характеристическая линия L1 представляет собой прямую линию, параллельную оси абсциссы, и определяется в зависимости от частоты вращения двигателя, использования электрической нагрузки 25, состояния основного аккумулятора 32 и т.п. Помимо этого, задается характеристическая линия L2, представляющая зарядный ток в зависимости от состояния заряда в случае приложения неизменяющегося напряжения. Характеристическая линия L2, которая представляет собой прямую линию, представляющую зарядный ток, уменьшающийся с увеличением состояния заряда дополнительного аккумулятора 33, определяется в зависимости от требуемого неизменяющегося напряжения.

[0026] Следовательно, требуемое неизменяющееся напряжение может достигаться даже в случае соединения дополнительного аккумулятора 33, когда зарядный ток равен или меньше максимального тока I_MAX и выше характеристической линии L2, и состояние заряда дополнительного аккумулятора 33 выше характеристической линии L2. Таким образом, необязательно отсоединять дополнительный аккумулятор 33 от схемы 31 электропитания в области, обведенной посредством характеристической линии L1, характеристической линии L2 и оси абсциссы, и в силу этого определяется то, что дополнительный аккумулятор 33 должен соединяться со схемой 31 электропитания. Напротив, невозможно достигать требуемого неизменяющегося напряжения в случае соединения дополнительного аккумулятора 33, когда состояние заряда равно или меньше максимального тока I_MAX и ниже характеристической линии L2, и состояние заряда дополнительного аккумулятора 33 ниже характеристической линии L2. Таким образом, определяется то, что необходимо отсоединять дополнительный аккумулятор 33 от схемы 31 электропитания в области, обведенной посредством оси абсциссы, оси ординат, характеристической линии L1 и характеристической линии L2.

[0027] На следующем этапе S103, определяется то, необходимо или нет отсоединять дополнительный аккумулятор 33 от схемы 31 электропитания. Когда необходимо отсоединять дополнительный аккумулятор 33, обработка переходит к этапу S104. Напротив, когда необязательно отсоединять дополнительный аккумулятор 33, обработка переходит к этапу S105.

На этапе S104, дополнительный аккумулятор 33 отсоединяется от схемы 31 электропитания посредством размыкания реле 34, и обработка возвращается в предварительно определенную основную программу.

На этапе S105, дополнительный аккумулятор 33 соединяется со схемой 31 электропитания посредством замыкания реле 34, и обработка возвращается в предварительно определенную основную программу.

Выше приведена обработка управления соединением/отсоединением.

[0028] Работа

Ниже описывается работа первого варианта осуществления.

Некоторые электрические нагрузки 25 требуют высокого неизменяющегося напряжения схемы 31 электропитания. В таком случае, соединение дополнительного аккумулятора 33 с низким внутренним сопротивлением и улучшенными рабочими характеристиками, такого как литий-ионный аккумулятор, может вызывать уменьшение кажущегося внутреннего сопротивления, что приводит к уменьшению напряжения на контактных выводах дополнительного аккумулятора 33 даже в случае заряда идентичным током. В этом случае, может быть невозможным подавать требуемое неизменяющееся напряжение.

[0029] Фиг. 5 является видом для пояснения уменьшения напряжения на контактных выводах.

Внутреннее сопротивление в случае соединения аккумуляторной батареи с ухудшенными рабочими характеристиками предположительно составляет R1, и внутреннее сопротивление в случае соединения аккумуляторной батареи с улучшенными рабочими характеристиками предположительно составляет R2. Взаимосвязь R1>R2 удовлетворяется, поскольку аккумуляторная батарея с улучшенными рабочими характеристиками имеет более низкое внутреннее сопротивление и улученные рабочие характеристики возможности приема заряда, чем аккумуляторная батарея с ухудшенными рабочими характеристиками. Помимо этого, когда зарядный ток предположительно составляет I, напряжение на контактных выводах аккумуляторной батареи с ухудшенными рабочими характеристиками является значением, полученным посредством суммирования E1=I*R1 с напряжением при разомкнутой схеме, тогда как напряжение на контактных выводах аккумуляторной батареи с улучшенными рабочими характеристиками является значением, полученным посредством суммирования E2=I*R2 с напряжением при разомкнутой схеме. Следовательно, соединение аккумуляторной батареи с улучшенными рабочими характеристиками приводит к более низкому напряжению на контактных выводах, чем соединение аккумуляторной батареи с ухудшенными рабочими характеристиками.

[0030] Даже когда напряжение электрической мощности, вырабатываемой посредством генератора 24 переменного тока, увеличивается в случае, если требуется высокое неизменяющееся напряжение, вырабатываемая электрическая мощность легко поглощается в аккумуляторной батарее с улучшенными рабочими характеристиками, и может быть невозможным подавать неизменяющееся напряжение в зависимости от состояния заряда аккумуляторной батареи с улучшенными рабочими характеристиками. Помимо этого, генератор 24 переменного тока имеет ограничение по току, который может выводиться. Следовательно, когда максимальный ток I_MAX, который может выводиться посредством генератора 24 переменного тока, достигается до того, как неизменяющееся напряжение достигается, невозможно дополнительно увеличивать напряжение. Например, когда емкость генератора 24 переменного тока составляет 150 А, ток в 50 А подается для потребления в электрической нагрузке, и токе в 40 А подается для заряда основного аккумулятора 32, только ток в 60 А может подаваться для заряда дополнительного аккумулятора 33. Как результат, возникает случай, в котором, например, напряжение может увеличиваться только до 13,6 В, хотя напряжение в 14 В требуется в качестве неизменяющегося напряжения.

[0031] Таким образом, то, сколько электрического тока проходит, сколько тока может выводиться посредством генератора 24 переменного тока, и сколько электрической мощности поглощается посредством дополнительного аккумулятора 33, когда прикладывается неизменяющееся напряжение, учитывается, когда требуется неизменяющееся напряжение ("Да" при определении на этапе S101). Другими словами, карта для переключения между соединением и отсоединением дополнительного аккумулятора 33 задается с учетом требуемого неизменяющегося напряжения, максимального тока I_MAX генератора 24 переменного тока и состояния заряда дополнительного аккумулятора 33 (этап S102).

[0032] Со ссылкой на карту, определяется то, что неизменяющееся напряжение может достигаться даже посредством соединения дополнительного аккумулятора 33, когда зарядный ток равен или меньше максимального тока I_MAX и выше характеристической линии L2, и состояние заряда дополнительного аккумулятора 33 выше характеристической линии L2 ("Нет" при определении на этапе S103). Другими словами, достаточно высокое состояние заряда дополнительного аккумулятора 33 приводит к высокому напряжению на контактных выводах дополнительного аккумулятора и к небольшой разности между напряжением на контактных выводах и требуемым неизменяющимся напряжением. Следовательно, напряжение может увеличиваться до неизменяющегося напряжения в диапазоне дополнительной емкости генератора 24 переменного тока, и в силу этого дополнительному аккумулятору 33 разрешается иметь возможность соединения со схемой 31 электропитания (этап S105).

[0033] Напротив, определяется то, что невозможно достигать неизменяющегося напряжения посредством соединения дополнительного аккумулятора 33, когда состояние заряда равно или меньше максимального тока I_MAX и ниже характеристической линии L2, и состояние заряда дополнительного аккумулятора 33 ниже характеристической линии L2 ("Да" при определении на этапе S103). Другими словами, низкое состояние заряда дополнительного аккумулятора 33 также приводит к низкому напряжению на контактных выводах дополнительного аккумулятора и вызывает значительные различия между напряжением на контактных выводах и требуемым неизменяющимся напряжением. Следовательно, максимальный ток I_MAX достигается до того, как напряжение увеличивается до неизменяющегося напряжения посредством генератора 24 переменного тока, и в силу этого дополнительный аккумулятор 33 отсоединяется от схемы 31 электропитания (этап S104). Как результат, рабочие характеристики возможности приема заряда ухудшаются в схеме 31 электропитания; тем не менее, поскольку кажущееся внутреннее сопротивление увеличивается, уменьшение напряжения схемы 31 электропитания может не допускаться, чтобы достигать требуемого неизменяющегося напряжения.

[0034] Вышеописанное управление соединением/отсоединением выполняется без различения между рекуперацией (зарядом) и отсутствием рекуперации (отсутствием заряда), поскольку требуется, чтобы состояние заряда дополнительного аккумулятора 33 всегда могло находиться в пределах определенного диапазона, когда дополнительный аккумулятор 33 соединяется со схемой 31 электропитания в состоянии, в котором требуется неизменяющееся напряжение.

Требуемое неизменяющееся напряжение может стабильно подаваться, поскольку переключение между соединением и отсоединением дополнительного аккумулятора 33 выполняется с учетом требуемого неизменяющегося напряжения, максимального тока I_MAX генератора 24 переменного тока и состояния заряда дополнительного аккумулятора 33, как описано выше.

[0035] Фиг. 6 является временной диаграммой, иллюстрирующей пример 1 работы.

В таком случае, режим работы глушения двигателя на холостом ходу, состояние соединения/отсоединения дополнительного аккумулятора 33, то, следует или нет требовать рекуперации, то, следует или нет требовать неизменяющегося напряжения, и напряжение представляются вдоль временной оси. Для напряжения, требуемое неизменяющееся напряжение E_N указывается посредством непрерывной линии, тогда как напряжение E_Sub дополнительного аккумулятора 33 указывается посредством пунктирной линии.

Напряжение E_Sub достигает неизменяющегося напряжения E_N, поскольку состояние заряда дополнительного аккумулятора 33 является достаточным, хотя требуется неизменяющееся напряжение. Следовательно, необязательно отсоединять дополнительный аккумулятор 33, и дополнительный аккумулятор 33 остается соединенным со схемой 31 электропитания. Определяется то, следует или нет отсоединять дополнительный аккумулятор 33, независимо от того, следует или нет требовать рекуперации, хотя рекуперация требуется в момент t11 времени. В таком случае, глушение двигателя на холостом ходу предположительно не выполняется.

[0036] Фиг. 7 является временной диаграммой, иллюстрирующей пример 2 работы.

В таком случае, режим работы глушения двигателя на холостом ходу, состояние соединения/отсоединения дополнительного аккумулятора 33, то, следует или нет требовать рекуперации, то, следует или нет требовать неизменяющегося напряжения, и напряжение представляются вдоль временной оси. Для напряжения, требуемое неизменяющееся напряжение E_N указывается посредством непрерывной линии, тогда как напряжение E_Sub дополнительного аккумулятора 33 указывается посредством пунктирной линии.

Напряжение E_Sub ниже неизменяющегося напряжения E_N, поскольку состояние заряда дополнительного аккумулятора 33 является недостаточным, хотя требуется неизменяющееся напряжение. В таком случае, невозможно увеличивать напряжение до неизменяющегося напряжения посредством генератора 24 переменного тока, и в силу этого дополнительный аккумулятор 33 остается отсоединенным от схемы 31 электропитания. Как результат, неизменяющееся напряжение E_N достигается вследствие напряжения E_Main (иллюстрация которого опускается) основного аккумулятора 32. Определяется, следует или нет отсоединять дополнительный аккумулятор 33, независимо от того, следует или нет требовать рекуперации, хотя рекуперация требуется в момент t12 времени. В таком случае, глушение двигателя на холостом ходу предположительно не выполняется.

[0037] Фиг. 8 является временной диаграммой, иллюстрирующей сравнительный пример 1.

В таком случае, режим работы глушения двигателя на холостом ходу, состояние соединения/отсоединения дополнительного аккумулятора 33, то, следует или нет требовать рекуперации, то, следует или нет требовать неизменяющегося напряжения, и напряжение представляются вдоль временной оси. Для напряжения, требуемое неизменяющееся напряжение E_N указывается посредством непрерывной линии, тогда как напряжение E_Sub дополнительного аккумулятора 33 указывается посредством пунктирной линии.

Состояние заряда дополнительного аккумулятора 33 является недостаточным, хотя требуется неизменяющееся напряжение. В таком случае, рекуперация требуется в момент t13 времени, и даже соединение дополнительного аккумулятора 33 не допускает увеличение напряжения E_Sub до неизменяющегося напряжения E_N вследствие ограничения в выходных рабочих характеристиках генератора 24 переменного тока. В таком случае, глушение двигателя на холостом ходу предположительно не выполняется.

[0038] Пример варианта применения

Желательно соединять дополнительный аккумулятор 33 со схемой 31 электропитания, чтобы подавлять разряд основного аккумулятора 32 в то время, когда двигатель 21 останавливается посредством глушения двигателя на холостом ходу.

Фиг. 9 является временной диаграммой, иллюстрирующей пример 3 работы.

В таком случае, режим работы глушения двигателя на холостом ходу, состояние соединения/отсоединения дополнительного аккумулятора 33, то, следует или нет требовать неизменяющегося напряжения, и напряжение представляются вдоль временной оси. Для напряжения, требуемое неизменяющееся напряжение E_N указывается посредством непрерывной линии, тогда как напряжение E_Sub дополнительного аккумулятора 33 указывается посредством пунктирной линии.

[0039] Двигатель 21 останавливается посредством глушения двигателя на холостом ходу в момент t14 времени. В таком случае, разряд основного аккумулятора 32 может подавляться посредством соединения дополнительного аккумулятора 33 со схемой 31 электропитания. Требуемое неизменяющееся напряжение E_N также уменьшается вследствие остановки двигателя 21. Когда двигатель 21 останавливается, генератор 24 переменного тока также останавливается, невозможно увеличивать напряжение, и в силу этого напряжение ниже в ходе движения, если преобразователь постоянного тока в постоянный не монтируется.

[0040] В момент t15 времени, двигатель 21 повторно запускается, и в силу этого требуемое неизменяющееся напряжение E_N также увеличивается. Проиллюстрирован случай, в котором требуемое неизменяющееся напряжение E_N увеличивается постепенно. Например, в стеклоочистителе, необходимая выходная мощность увеличивается с увеличением скорости транспортного средства, и в силу этого высокое напряжение сразу не требуется. В таком случае, необязательно сразу отсоединять дополнительный аккумулятор 33, и допустимо постепенно увеличивать напряжение при предоставлении возможности дополнительному аккумулятору 33 оставаться соединенным со схемой 31 электропитания. Если дополнительный аккумулятор 33 соединяется посредством операции глушения двигателя на холостом ходу, как описано выше, приведение в действие реле 34 может подавляться не посредством немедленного отсоединения дополнительного аккумулятора, а посредством поддержания такого состояния, если это возможно. Другими словами, минимизация операции размыкания и замыкания реле 34 приводит к преимуществу по износостойкости.

[0041] Фиг. 10 является временной диаграммой, иллюстрирующей пример 4 работы.

В таком случае, режим работы глушения двигателя на холостом ходу, состояние соединения/отсоединения дополнительного аккумулятора 33, то, следует или нет требовать неизменяющегося напряжения, и напряжение представляются вдоль временной оси. Для напряжения, требуемое неизменяющееся напряжение E_N указывается посредством непрерывной линии, тогда как напряжение E_Sub дополнительного аккумулятора 33 указывается посредством пунктирной линии.

Двигатель 21 останавливается посредством глушения двигателя на холостом ходу в момент t16 времени, и двигатель 21 повторно запускается в момент t17 времени. Проиллюстрирован случай, в котором требуемое неизменяющееся напряжение E_N увеличивается сразу. Например, высоконапорный топливный насос может сразу требовать высокого напряжения. В таком случае, приоритет отдается стабильной подаче неизменяющегося напряжения посредством немедленного отсоединения дополнительного аккумулятора 33.

[0042] Альтернативный пример

Первый вариант осуществления описывается с точки зрения, но не только, случая, в котором реле 34 представляет собой механический переключатель. Например, может использоваться MOSFET (полевой транзистор со структурой "металл-оксид-полупроводник"). В этом случае, аналогичное функциональное преимущество может получаться посредством выполнения управления переключением MOSFET, чтобы формировать состояние, в котором схемное напряжение является высоким, и зарядный ток дополнительного аккумулятора 33 является низким.

[0043] Отношение соответствия

Основной аккумулятор 32 соответствует "первичной аккумуляторной батарее". Дополнительный аккумулятор 33 соответствует "вторичной аккумуляторной батарее". Реле 34 соответствует "переключателю для вторичной аккумуляторной батареи". Генератор 24 переменного тока соответствует "генератору мощности". Обработки на этапах S101 в S105 соответствуют "модулю управления соединением/отсоединением".

[0044] Преимущества

Далее описываются преимущества основных модулей в первом варианте осуществления.

(1) В способе управления электропитанием транспортного средства согласно первому варианту осуществления, когда требуется неизменяющееся напряжение схемы 31 электропитания, с которой соединяется основной аккумулятор 32, и может соединяться дополнительный аккумулятор 33, выполненный с возможностью иметь более низкое внутреннее сопротивление, чем основной аккумулятор 32, переключение между соединением дополнительного аккумулятора 33 со схемой 31 электропитания и отсоединением дополнительного аккумулятора 33 от схемы 31 электропитания выполняется в зависимости от требуемого неизменяющегося напряжения, максимального тока, который может выводиться в схему 31 электропитания посредством генератора 24 переменного тока, и состояния заряда дополнительного аккумулятора 33.

Требуемое неизменяющееся напряжение может стабильно подаваться, поскольку переключение между соединением и отсоединением дополнительного аккумулятора 33 выполняется с учетом требуемого неизменяющегося напряжения, максимального тока генератора переменного тока и состояния заряда дополнительного аккумулятора 33, как описано выше.

[0045] (2) В способе управления электропитанием транспортного средства согласно первому варианту осуществления, когда функция остановки двигателя для остановки двигателя 21 в зависимости от состояния транспортного средства включена, дополнительный аккумулятор 33 соединяется со схемой 31 электропитания в то время, когда двигатель 21 останавливается посредством функции остановки двигателя.

Разряд основного аккумулятора 32 может подавляться посредством соединения дополнительного аккумулятора 33 со схемой 31 электропитания в то время, когда двигатель 21 останавливается, как описано выше.

[0046] (3) В способе управления электропитанием транспортного средства согласно первому варианту осуществления, состояние, в котором дополнительный аккумулятор 33 соединяется со схемой 31 электропитания, поддерживается в случае, если неизменяющееся напряжение не требуется сразу, когда двигатель 21 повторно запускается.

Операция размыкания и замыкания реле 34 может уменьшаться, чтобы повышать износостойкость, поскольку дополнительный аккумулятор 33 остается соединенным со схемой 31 электропитания, когда неизменяющееся напряжение не требуется сразу, как описано выше.

[0047] (4) В способе управления электропитанием транспортного средства согласно первому варианту осуществления, дополнительный аккумулятор 33 отсоединяется от схемы 31 электропитания в случае, если неизменяющееся напряжение требуется сразу, когда двигатель 21 повторно запускается.

Требуемое неизменяющееся напряжение может стабильно подаваться, поскольку дополнительный аккумулятор 33 отсоединяется от схемы 31 электропитания, когда неизменяющееся напряжение требуется сразу, как описано выше.

[0048] (5) В способе управления электропитанием транспортного средства согласно первому варианту осуществления, реле 34 переключается между соединением дополнительного аккумулятора 33 со схемой 31 электропитания и отсоединением дополнительного аккумулятора 33 от схемы 31 электропитания.

Переключение между соединением и отсоединением дополнительного аккумулятора 33 может легко и надежно выполняться посредством использования реле 34, как описано выше.

[0049] (6) Устройство управления электропитанием транспортного средства согласно первому варианту осуществления включает в себя: основной аккумулятор 32, выполненный с возможностью соединяться со схемой 31 электропитания; дополнительный аккумулятор 33, выполненный с возможностью иметь более низкое внутреннее сопротивление, чем основной аккумулятор 32, и иметь возможность соединяться со схемой 31 электропитания; и генератор 24 переменного тока, выполненный с возможностью подавать вырабатываемую электрическую мощность в схему 31 электропитания. Когда требуется неизменяющееся напряжение схемы 31 электропитания, переключение между соединением дополнительного аккумулятора 33 со схемой 31 электропитания и отсоединением дополнительного аккумулятора 33 от схемы 31 электропитания выполняется в зависимости от требуемого неизменяющегося напряжения, максимального тока, который может выводиться посредством генератора 24 переменного тока, и состояния заряда дополнительного аккумулятора 33.

Требуемое неизменяющееся напряжение может стабильно подаваться, поскольку переключение между соединением и отсоединением дополнительного аккумулятора 33 выполняется с учетом требуемого неизменяющегося напряжения, максимального тока генератора переменного тока и состояния заряда дополнительного аккумулятора 33, как описано выше.

[0050] Выше предоставлено описание со ссылкой на ограниченное число вариантов осуществления. Тем не менее, объем права не ограничен этим, и модификации вариантов осуществления на основе раскрытия сущности, описанного выше, являются очевидными для специалистов в данной области техники.

Список номеров ссылок

[0051] 11 - контроллер

21 - двигатель

22 - стартерный мотор

24 - генератор переменного тока

25 - электрическая нагрузка

31 - схема электропитания

32 - основной аккумулятор

33 - дополнительный аккумулятор

34 - реле

Группа изобретений относится к электрическим схемам для транспортных средств. Способ управления электропитанием транспортного средства заключается в следующем. Когда требуется неизменяющееся напряжение схемы электропитания, определяют, может ли быть достигнуто требуемое неизменяющееся напряжение, когда вторичная аккумуляторная батарея соединена со схемой электропитания, в зависимости от требуемого неизменяющегося напряжения, тока, выводимого в схему электропитания посредством генератора мощности, и состояния заряда вторичной аккумуляторной батареи. Соединяют вторичную аккумуляторную батарею со схемой электропитания, когда определено, что требуемое неизменяющееся напряжение может быть достигнуто. Отсоединяют вторичную аккумуляторную батарею от схемы электропитания, когда определено, что требуемое неизменяющееся напряжение не может быть достигнуто. Причем вторичная аккумуляторная батарея имеет более низкое внутреннее сопротивление по сравнению с первичной аккумуляторной батареей. Также заявлено устройство управления электропитанием транспортного средства. Технический результат заключается в возможности стабильно подавать требуемое неизменяющееся напряжение. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ управления электропитанием транспортного средства, содержащий этап, на котором:

- когда требуется неизменяющееся напряжение схемы электропитания при выработке электрической мощности посредством генератора мощности, причем схема электропитания соединяется с первичной аккумуляторной батареей и имеет возможность соединяться с вторичной аккумуляторной батареей, которая имеет более низкое внутреннее сопротивление по сравнению с внутренним сопротивлением первичной аккумуляторной батареи, определяют, может ли быть достигнуто требуемое неизменяющееся напряжение, когда вторичная аккумуляторная батарея соединена со схемой электропитания, в зависимости от требуемого неизменяющегося напряжения, тока, выводимого в схему электропитания посредством генератора мощности, и состояния заряда вторичной аккумуляторной батареи;

- соединяют вторичную аккумуляторную батарею со схемой электропитания, когда определено, что требуемое неизменяющееся напряжение может быть достигнуто; и

- отсоединяют вторичную аккумуляторную батарею от схемы электропитания, когда определено, что требуемое неизменяющееся напряжение не может быть достигнуто.

2. Способ управления электропитанием транспортного средства по п. 1, в котором:

когда функция остановки двигателя для остановки двигателя в зависимости от состояния транспортного средства включена,

вторичная аккумуляторная батарея соединяется со схемой электропитания в то время, когда двигатель остановлен посредством функции остановки двигателя.

3. Способ управления электропитанием транспортного средства по п. 2, в котором состояние, в котором вторичная аккумуляторная батарея соединяется со схемой электропитания, поддерживается в случае, если неизменяющееся напряжение не требуется сразу, когда двигатель повторно запускается.

4. Способ управления электропитанием транспортного средства по п. 2 или 3, в котором вторичная аккумуляторная батарея отсоединяется от схемы электропитания в случае, если неизменяющееся напряжение требуется сразу, когда двигатель повторно запускается.

5. Способ управления электропитанием транспортного средства по любому из пп. 1-3, в котором переключатель для вторичной аккумуляторной батареи переключается между соединением вторичной аккумуляторной батареи со схемой электропитания и отсоединением вторичной аккумуляторной батареи от схемы электропитания.

6. Способ управления электропитанием транспортного средства по п. 4, в котором переключатель для вторичной аккумуляторной батареи переключается между соединением вторичной аккумуляторной батареи со схемой электропитания и отсоединением вторичной аккумуляторной батареи от схемы электропитания.

7. Устройство управления электропитанием транспортного средства, включающее в себя:

- первичную аккумуляторную батарею, выполненную с возможностью соединяться со схемой электропитания;

- вторичную аккумуляторную батарею, выполненную с возможностью иметь более низкое внутреннее сопротивление по сравнению с внутренним сопротивлением первичной аккумуляторной батареи и иметь возможность соединяться со схемой электропитания;

- генератор мощности, выполненный с возможностью подавать вырабатываемую электрическую мощность в схему электропитания; и

- модуль управления соединением/отсоединением, выполненный с возможностью:

когда требуется неизменяющееся напряжение схемы электропитания при выработке электрической мощности посредством генератора мощности, определять, может ли быть достигнуто требуемое неизменяющееся напряжение, когда вторичная аккумуляторная батарея соединена со схемой электропитания, в зависимости от требуемого неизменяющегося напряжения, тока, выводимого посредством генератора мощности, и состояния заряда вторичной аккумуляторной батареи;

соединять вторичную аккумуляторную батарею со схемой электропитания, когда определено, что требуемое неизменяющееся напряжение может быть достигнуто; и

отсоединять вторичную аккумуляторную батарею от схемы электропитания, когда определено, что требуемое неизменяющееся напряжение не может быть достигнуто.