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QUERVERWEISE AUF VERWANDTE
ANMELDUNGEN
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Die
vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung
Nr. 10-2009-0069834 , welche am 30. Juli 2009 eingereicht
wurde, und die für alle Zwecke in vollem Umfang durch diese
Bezugnahme hierin umfasst ist.
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Hintergrund
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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Spannungsregelungseinrichtung
und ein Verfahren für ein Hybridfahrzeug, das die Kraftstoffeffizienz
verbessern kann.
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Stand der Technik
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Im
Allgemeinen umfasst ein Hybridelektrofahrzeug (hybrid electric vehicle – HEV)
wie in 1 gezeigt einen Motor, einen Elektromotor, der
direkt an den Motor als Hauptantriebsquelle des Fahrzeugs angeschlossen
ist, eine Kupplung und ein Getriebe zur Kraftübertragung,
einen Umrichter der den Motor und den Elektromotor etc. betreibt,
einen DC/DC-Wandler und eine Hochspannungsbatterie. Es umfasst weiterhin
eine Hybridsteuerung, eine Elektromotorsteuerung, eine Batteriesteuerung,
eine ECU für die Steuerung des Motors, und eine TCU für die
Getriebesteuerung, welche angeschlossen sind, um durch eine CAN-Kommunikation
miteinander in Verbindung zu stehen.
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Die
Hybridsteuerung ist eine High-Level-Steuerung, die im Allgemeinen
alle Funktionen in dem Hybridfahrzeug regelt, während sie
mit einer oder mehreren Low-Level-Steuerungen direkt oder indirekt
in Verbindung steht. Sie kann zum Beispiel das Drehmoment, die Geschwindigkeit
und die Menge des Stromerzeugungsdrehmoments des Elektromotors regeln,
während sie mit der Elektromotorsteuerung auf einem vorherbestimmten
Weg in Verbindung steht. Sie kann ebenfalls eine Relaissteuerung ausführen
und eine Fehlfunktion erfassen, die den Motorstart betrifft, während
sie mit der ECU auf einem vorherbestimmten Weg in Verbindung steht.
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Weiterhin
kann die Hybridsteuerung die Temperatur, die Spannung, den Strom
und den SOC (State of Charge – Ladungszustand) der Batterie
erfassen, das Drehmoment und die Geschwindigkeit des Elektromotors
gemäß dem SOC regeln, während sie mit
der Batteriesteuerung in Verbindung steht, und die durch einen Fahrer
gewünschte Geschwindigkeit beibehalten, während
sie mit der TCU in Verbindung steht.
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Ferner
kann die Hybridsteuerung die Ausgangsspannung des DC/DC-Wandlers
regeln, um die Energie entsprechend den Zuständen des Fahrzeugs
effizient zu verteilen, während sie die Bedarfsinformation
des Fahrers (Gaspedal, Bremse) und die derzeitigen Zustände
der Steuerungen (MCU, BMS, ECU, TCU) überwacht, so dass
es der DC/DC-Wandler ermöglicht, Energie entsprechend einer
elektrischen Gerätelast des Fahrzeugs zu liefern und eine 12
V-Batterie wirksam zu laden.
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Die
Hochspannungsbatterie kann Energie liefern, um den Elektromotor
und den DC/DC-Wandler zu betreiben, und die Batteriesteuerung kann
die Ladungsmenge der Hochspannungsbatterie einstellen, während
sie die Spannung, den Strom, die Temperatur der Hochspannungsbatterie überwacht.
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In
Verbindung mit der Steuerung des DC/DC-Wandlers kann die ECU und
die TCU ein Bremssignal empfangen, und wie weit ein Gaspedal niedergedrückt
ist, und der Hybridsteuerung Informationen bereitstellen, um die
Ladungsenergie des Fahrzeugs zu bestimmen.
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Mit
der oberhalb beschriebenen Anordnung kann die Kraftstoffeffizienz
erhöht werden und das Abgasverhalten verbessert werden.
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Andererseits
sind Hybridfahrzeuge im Allgemeinen mit einer Lichtmaschine zum
Laden der Batterie ausgerüstet. Eine herkömmliche
aus dem Stand der Technik bekannte Lichtmaschine arbeitet derart, dass
sie eine Referenzspannung gemäß der Umgebungstemperatur
und der Drehzahl (RPM) einstellt und erzeugt, so dass eine hohe,
konstante Spannung zum Verhindern einer Entladung einer Hilfsbatterie beibehalten
wird. Wenn eine Spannungsabnahme für eine vorbestimmte
Zeitdauer auftritt, regelt die Lichtmaschine die zu erhöhende
Referenzspannung durch Erhöhen der RPM. Zusätzlich
regelt sie die zu erhöhende RPM oder das Motordrehmoment
durch Erzeugen eines bestimmten Signals, entsprechend einer hohen
elektrischen Gerätelast.
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Im
Falle von Hybridfahrzeugen, die mit solch einer Lichtmaschine ausgestattet
sind, können Fehler und Fehlfunktionen beim Betrieb von
Fahrzeugscheinwerfern oder Scheibenwischern erzeugt werden, da lediglich
eine Hilfsbatterie mit den elektrischen Gerätelasten zum
Zeitpunkt eines Eintretens eines Leerlaufstops beschäftigt
ist. Weiterhin kann der Wirkungsgrad der Lichtmaschine in einem
hohen RPM-Bereich verschlechtert werden. Die Kraftstoffeffizienz
wird ebenfalls durch die Auslastung der Lichtmaschine während
der Beschleunigung nachteilig beeinflusst. Ferner werden ein Batterietemperatursensor
und eine Vorrichtung zum Überwachen der Spannung zur variablen
Spannungsregelung benötigt, was zusätzliche Kosten
erfordert.
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Die
in diesem Hintergrundabschnitt offenbarte Information dient nur
der Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds
der Erfindung und sollte nicht als Bestätigung oder jegliche Form
eines Vorschlags angesehen werden, dass diese Information den Stand
der Technik bildet, welcher bereits einem Fachmann bekannt ist.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER
OFFENBARUNG
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine variable Spannungsregelungseinrichtung und
ein Verfahren für ein Hybridfahrzeug bereitzustellen, das
Spannungen regeln kann, die zu elektronischen Einrichtungen des
Fahrzeugs geliefert werden, während eine Entladung der
Hilfsbatterie verhindert wird, um dadurch die Kraftstoffeffizienz
zu optimieren.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine variable Spannungsregelungseinrichtung
für ein Hybridfahrzeug bereit. Die Vorrichtung umfasst
eine Hauptbatterie, eine Hilfsbatterie, einen DC/DC-Wandler in Niederspannung
(low-voltage DC/DC converter – LDC), und einen Leistungscontroller.
Die Hauptbatterie kann eine Energie mit hoher Spannung speichern,
die zu einem Elektromotor des Fahrzeugs geliefert wird. Die Hilfsbatterie
kann eine Energie mit niedriger Spannung speichern, die zu elektronischen
Einrichtungen des Fahrzeugs geliefert wird. Der LDC kann die Energie
mit hoher Spannung der Hauptbatterie in die Energie mit niedriger Spannung
umwandeln, die zu den elektronischen Einrichtungen geliefert wird.
Der Leistungscontroller kann die Hauptbatterie, den LDC und die
Hilfsbatterie regeln. Insbesondere kann der Leistungscontroller eine
variable Spannungsregelung unter Verwendung einer niedrigen Spannung,
einer Referenzspannung, die höher als die niedrige Spannung
ist, und einer hohen Spannung, die höher als die Referenzspannung ist,
gemäß einem. Zustand des Leerlaufstops, einem Zustand
einer konstanten Fahrgeschwindigkeit, einem Beschleunigungszustand,
und einem Bremszustand des Fahrzeugs ausführen.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein variables Spannungsregelungsverfahren
für ein Hybridfahrzeug bereitstellen.
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Die
obigen und sonstige Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend
erläutert.
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Es
ist selbstverständlich, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder ”Fahrzeug-” oder
andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet
werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z. B. Personenkraftwagen
einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen,
verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich
einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen
einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in
Hybridelektrofahrzeuge, Wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge
mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff,
der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin
Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder
mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene
als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein Diagramm eines Systemaufbaus eines allgemeinen Hybridfahrzeugs.
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2 stellt
ein Beispiel des Betriebs der variablen Spannungsregelungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
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3 stellt einen Energiefluss einer elektrischen Gerätelast
und eine Fahrzeugenergiefluss gemäß der vorliegenden
Erfindung dar, wenn sich das Fahrzeug in einem Leerlaufstopzustand
befindet.
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4 stellt einen Energiefluss einer elektrischen
Gerätelast und einen Fahrzeugenergiefluss dar, wenn sich
das Fahrzeug in einem konstanten Fahrgeschwindigkeitszustand befindet.
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5 stellt
einen Energiefluss einer elektrischen Gerätelast und einen
Fahrzeugenergiefluss dar, wenn sich das Fahrzeug in einem Beschleunigungszustand
befindet.
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6 stellt
einen Energiefluss einer elektrischen Gerätelast und einen
Fahrzeugenergiefluss dar, wenn sich das Fahrzeug in einem Bremszustand befindet.
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7 zeigt ein Blockdiagramm, das ein variables
Spannungsregelungsverfahren gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Es
wird nun ausführlich Bezug genommen auf die verschiedenen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en), von welchen
Beispiele in den beigefügten Zeichnungen nachfolgend dargestellt sind
und beschrieben werden. Während diese Erfindung(en) in
Zusammenhang mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben
worden sind, ist es selbstverständlich, dass die vorliegende
Beschreibung nicht dazu vorgesehen ist, die Erfindung(en) auf jene
beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken.
Im Gegenteil dazu sind die Erfindung(en) dazu vorgesehen, dass sie
nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern
ebenfalls verschiedenste Alternativen, Änderungen, gleichbedeutende Anordnungen
und weitere Ausführungsformen umfassen, welche innerhalb
des Geistes und dem Umfang der Erfindung umfasst sein können,
wie sie durch die beigefügten Ansprüche bestimmt
wird.
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Bezug
nehmend auf 2–7B werden eine
variable Spannungsregelungseinrichtung und ein Verfahren für
ein Hybridfahrzeug gemäß den Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Verfahren und Vorrichtungen
regeln die Spannung, die zu elektronischen Einrichtungen des Fahrzeugs
gemäß den Fahrzuständen des Fahrzeugs
geliefert wird.
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Wie
in 2 gezeigt, kann der Fahrzustand eines Hybridfahrzeugs
in einen Leerlaufstopzustand, einen Beschleunigungszustand, einen
konstanten Fahrgeschwindigkeitszustand, und einen Bremszustand eingeteilt
werden. Der Leerlauf-/Stoppzustand bezieht sich auf einen Zustand,
wo das Fahrzeug angehalten wird und der Motor ebenfalls gestoppt
wird. Der Beschleunigungszustand bezieht sich auf einen Zustand,
wo die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteigt. Der konstante Fahrgeschwindigkeitszustand
bezieht sich auf einen Zustand, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit konstant
ist. Der Bremszustand bezieht sich auf einen Zustand, wo die Fahrzeuggeschwindigkeit abnimmt.
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In
dem Stoppzustand (Leerlauf-/Stoppzustand) entsprechend dem Abschnitt 200 von 2, wird
der Motor nicht betrieben und die Lichtmaschine wird nicht betrieben.
Da die Energie nicht ausreicht, um die Scheinwerfer, Scheibenwischer,
und weitere elektrische Einrichtungen des Fahrzeugs zu betreiben,
kann demzufolge ein Fehler oder eine Fehlfunktion auftreten.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird es in dem Leerlauf-/Stoppzustand geregelt,
so dass die Hauptbatterie Strom zu elektrischen Einrichtungen durch
einen DC/DC-Wandler in Niederspannung (Low Voltage DC/DC converter – LDC)
liefert. Um eine Entladung einer Hilfsbatterie des Fahrzeugs zu verhindern,
wird eine Steuerung bei einer niedrigen Spannung ausgeführt,
die die Entladung der Hilfsbatterie nicht ermöglicht. Die
niedrige Spannung kann zum Beispiel 12.8 V betragen, aber die vorliegende Erfindung
ist nicht darauf beschränkt. Bei der vorliegenden Erfindung
wird die Steuerung abwechselnd bei der niedrigen Spannung und einer
Referenzspannung ausgeführt, die höher als die
niedrige Spannung ist. Die Referenzspannung kann zum Beispiel 13.9
V betragen, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
Da der Strom geregelt wird, um sogar beim Leerlauf/Stopp von der
Hauptbatterie geliefert zu werden, wird die Hilfsbatterie nicht
entladen. Ferner ist es durch Abwechseln der niedrigen Spannung
und der Referenzspannung möglich, die Energieeffizienz
und Kraftstoffeffizienz verglichen mit dem Stand der Technik zu
verbessern, welcher lediglich bei der Referenzspannung erzeugt.
Durch Abwechseln der Spannungen wird verglichen mit dem Stand der
Technik ebenfalls die Ladeeffizienz erhöht, wo eine konstante
Spannung erzeugt wird.
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In
dem Beschleunigungszustand entsprechend dem Abschnitt 205 von 2,
wird eine Stromerzeugungsregelung des LDC ausgeführt. Die LDC-Stromerzeugung
berechnet, wenn eine Last von einem Fahrzeug erzeugt wird, die erzeugte
Last als die Menge an Stromverbrauch des LDC und erzeugt Strom unter
Verwendung des Elektromotors, der an den Motor angeschlossen ist.
Die erzeugte Energie wird nicht verwendet um die Hauptbatterie zu laden,
sondern wird direkt zu der elektrischen Gerätelast durch
den LDC geliefert. Da das Verfahren zum Laden der Hauptbatterie
unterlassen wird, ist es möglich, einen Energieverlust
zu verringern. Die LDC-Stromerzeugungsregelung wird ebenfalls verwendet,
um den SOC der Hauptbatterie auszugleichen, und wenn der SOC hoch
ist, wird die LDC-Stromerzeugungsregelung abgeschaltet und der Stromverlust
der elektrischen Gerätelast wird nur durch die Energie
der Hauptbatterie bestimmt.
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Da
Strom durch den Elektromotor erzeugt wird wenn die LDC-Stromerzeugungsregelung
verwendet wird, kann indessen die Kraftstoffeffizienz nicht maximal
sein. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden
die Faktoren, die die Kraftstoffeffizienz in dem Beschleunigungszustand
verringern können, durch Abschalten der LDC-Stromerzeugungsregelung
beseitigt, und der benötigte Strom wird durch die Energie
der Hauptbatterie gewonnen. Ferner wird die Energienutzung der Hauptbatterie
durch Ausführen einer Steuerung bei einer niedrigen Spannung
(z. B. 12.8 V) maximal verringert. Im Falle einer erheblichen elektrischen
Gerätelast (z. B. über 300 W) ist eine Steuerung
bei einer niedrigen Spannung jedoch nicht ausreichend. Wie in 2 gezeigt
wird demzufolge eine Steuerung bei einer niedrigen Spannung (z.
B. 12.8 V) durch die Energie der Hauptbatterie ausgeführt,
wenn die elektrische Gerätelast gering ist, und wird bei
der Referenzspannung (z. B. 13.9 V) ausgeführt, wenn die
elektrische Gerätelast ansteigt.
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In
dem konstanten Fahrgeschwindigkeitszustand entsprechend dem Abschnitt 210 von 2 wird
eine Steuerung bei der niedrigen Spannung für eine erste
vorbestimmte Zeit ausgeführt, und bei der Referenzspannung
für eine zweite vorbestimmte Zeit ausgeführt,
die mit der ersten vorbestimmten Zeit identisch sein kann oder sich
von ihr unterscheidet, so dass die Kraftstoffeffizienz verglichen
mit einem Fahrzeug verbessert wird, in welchem eine Steuerung lediglich
bei der Referenzspannung ausgeführt wird. Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine gewünschte
Energiemenge durch Überwachen der elektrischen Gerätelast
des Fahrzeugs zu erzeugen und zu verwenden. Es gibt zahlreiche Verfahren
zum Überwachen der elektrischen Gerätelast. Wenn
die elektrische Gerätelast erzeugt wird, kann zum Beispiel
die elektrische Gerätelast durch Abtrennen des Ausgangs
der Hauptbatterie und Messen des Stroms überwacht werden,
der zu der elektrischen Gerätelast geliefert wird.
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In
dem Bremszustand entsprechend dem Abschnitt 215 von 2 wird
ein Strom durch Bremsrückgewinnung unter Verwendung eines
Elektromotors erzeugt. Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden sowohl die Hauptbatterie als auch die Hilfsbatterie
durch den erzeugten Strom geladen, und der Strom von der Hauptbatterie
und der Hilfsbatterie werden zu der elektrischen Gerätelast
geliefert. Demzufolge wird eine Steuerung der hohen Spannung (z.
B. 14.1 V) ausgeführt.
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Andererseits
ist es möglich, den Zustand der Hilfsbatterie zu überprüfen,
und hierzu wird die Menge eines Stromverbrauchs des Fahrzeugs von
einem Wert eines Stromverbrauchs berechnet, der im Voraus durch
Empfangen eines Signals von einem Fahrzeugteil, das eine große
elektrische Gerätelast aufweist, berechnet wird. Es ist
ebenfalls möglich, den Zustand der Hilfsbatterie durch
Vergleichen eines Werts zu überprüfen, der durch Überwachen
der Menge des augenblicklichen Stromverbrauchs des LDC erhalten
wird.
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Der
Leerlauf-/Stoppzustand (220) von 2 ist der
gleiche wie der Stoppzustand (200) von 2, und
er kann eine Steuerung der hohen Spannung (14.1 V) umfassen, falls
die Batterie ein Laden benötigt.
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Die
Einrichtungen und Verfahren zur variablen-Spannungsregelung werden
nachfolgend ausführlicher mit Bezug auf 3 bis 6 erläutert.
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Bezug
nehmend auf 3 wird in dem Leerlauf-/Stoppzustand
ein Laden nicht ausgeführt, da der Motor gestoppt ist.
Demzufolge ist die Energie nur von der Hilfsbatterie nicht ausreichend,
um die elektrische Gerätelast zu bewältigen. Um
den Energiemangel auszugleichen, liefert gemäß der
vorliegenden Erfindung die Hauptbatterie (Hochspannungsbatterie)
ebenfalls Energie zu der elektrischen Gerätelast durch
den LDC. In diesem Betrieb wird eine Steuerung bei einer niedrigen
Spannung ausgeführt, wo eine Entladung der Hilfsbatterie
nicht auftritt. Im Allgemeinen kann die niedrige Spannung beispielsweise
12.8 V betragen, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf
beschränkt. Wie oberhalb erläutert, wird die Steuerung
abwechselnd bei einer niedrigen Spannung und einer Referenzspannung ausgeführt,
die höher als die niedrige Spannung ist, wie zum Beispiel
13.9 V. Während der Reglung bei einer niedrigen Spannung
liefern sowohl die Hilfsbatterie und die Hauptbatterie Energie zu
der elektrischen Gerätelast des Fahrzeugs. Während
der Steuerung bei der Referenzspannung wird Energie zu der elektrischen
Gerätelast des Fahrzeugs durch die Hauptbatterie und die
Hilfsbatterie geliefert, und eine Hauptbatterie (Hochspannungsbatterie)
kann zum Laden verwendet werden, wenn die Restladung der Hilfsbatterie
gering ist. Die abwechselnde Spannungsregelung kann auf unterschiedlichsten
Wegen ausgeführt werden. Als Beispiel kann ein Abwechseln
der niedrigen Spannung und der Referenzspannung durch Einstellen
der Ausgangsspannung durch den DC/DC-Wandler ausgeführt
werden. In einem weiteren Beispiel kann es durch Bilden eines Schalters
oder einer Schaltung zu den Eingangs-/Ausgangsklemmen der Hilfsbatterie
ausgeführt werden. Vorzugsweise kann die Steuerung durch
eine separate Steuereinheit ausgeführt werden. Sie kann ebenfalls
vorzugsweise durch die BMS, ECU, oder weitere vorhandene Steuereinrichtungen
ausgeführt werden.
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Bezug
nehmend auf 4 werden in dem konstanten
Fahrgeschwindigkeitszustand eine niedrige Spannung und eine Referenzspannung
abwechselnd geregelt. Die Hauptbatterie kann in dem konstanten Fahrgeschwindigkeitszustand
geladen werden. Folglich kann die Energie, die erzeugt wird, um die
Hauptbatterie zu laden, direkt zu der elektrischen Gerätelast
geliefert werden. Da der Ladevorgang und der Entladevorgang weggelassen
wird, kann demzufolge die Energieeffizienz erhöht werden.
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Wie
in dem Diagramm einer Steuerung der niedrigen Spannung (12.8 V)
von 4 gezeigt, kann die Energie, die
zu der elektrischen Gerätelast geliefert wird, die Energie
der Hilfsbatterie sein, die durch den Elektromotor erzeugt wird,
wenn die Steuerung der niedrigen Spannung in dem konstanten Fahrgeschwindigkeitszustand
ausgeführt wird. Ferner kann Energie durch eine Hochspannungsbatterie geliefert
werden.
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Andererseits
wird wie in dem Diagramm einer Referenzspannungsregelung (13.9 V)
von 4B gezeigt, die Energie, die durch den Elektromotor
erzeugt wird, zu der elektrischen Gerätelast geliefert,
wenn die Referenzspannungsregelung ausgeführt wird. In
diesem Betrieb kann die Hilfsbatterie ebenfalls geladen werden,
oder Energie kann zu der elektrischen Gerätelast von der
Hauptbatterie oder der Hilfsbatterie geliefert werden, wenn die übrige Batterieladung
nicht ausreichend ist.
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Bezug
nehmend auf 5 wird in dem Beschleunigungszustand
der Strom der Hauptbatterie verwendet, um den Elektromotor zu beschleunigen. Um
den Stromverbrauch so weit wie möglich zu verringern, wird
daher eine niedrige Spannung zu der elektrischen Gerätelast
des Fahrzeugs geliefert. Das heißt, die Energie der Hauptbatterie
und der Hilfsbatterie wird bei einer niedrigen Spannung zu der elektrischen
Gerätelast geliefert. In der oberhalb beschriebenen Steuerung
der niedrigen Spannung ist es möglich, den gesamten Energieverbrauch
durch Verringern des Energieverbrauchs der Hauptbatterie zu verringern.
Wenn die elektrische Gerätelast des Fahrzeugs groß ist,
(z. B. 300 W oder höher) wird jedoch die Referenzspannung
beibehalten.
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Bezug
nehmend auf 6 wird in dem Bremszustand Energie
in dem Elektromotor durch Bremsrückgewinnung erzeugt, wodurch
die Hauptbatterie geladen wird. Währenddessen wird die erzeugte
Energie zum Laden sowohl der Hauptbatterie als auch der Hilfsbatterie
verwendet, und es wird die Energie geliefert, die der elektrischen
Gerätelast entspricht. In diesem Betrieb wird die Hilfsbatterie
mit einem hohen Wirkungsgrad durch eine Steuerung der hohen Spannung
(z. B. 14.1 V) geladen.
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Um
Strom zu elektrischen Einrichtungen eines Fahrzeugs zu liefern,
ist es möglich: den Strom der Hauptbatterie oder der Hilfsbatterie
zu verwenden; den Strom direkt zu verwenden, der durch den Elektromotor
erzeugt wird, ohne die Hauptbatterie oder die Hilfsbatterie zu verwenden;
oder den Strom direkt zum Laden der Hauptbatterie zu verwenden, der
in der Bremsrückgewinnung erzeugt wird, abhängig
von den Ladezuständen der Hauptbatterie. Wenn eine Klimaanlage
des Fahrzeugs eingeschaltet ist, wird indessen eine Steuerung bei
der Referenzspannung ausgeführt, wenn sich die Gangstufe
in der P-Stellung oder der N-Stellung befindet, und wenn sich die
Gangstufe in anderen Stellungen befindet, wird die Steuerung bei
einer niedrigen Spannung ausgeführt, wenn die Gebläsestufe
maximal ist, und abwechselnd bei der niedrigen Spannung und der Referenzspannung
ausgeführt, wenn die Gebläsestufe nicht maximal
ist. Demzufolge ist es möglich, das Verhältnis
der Abschnitte geeignet zu verteilen, die durch die Steuerung der
niedrigen Spannung und die Referenzspannungsregelung während
der Steuerung genutzt werden.
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Ferner
wird die Steuerung bei der Referenzspannung ausgeführt,
wenn wenigstens ein Scheinwerfer eingeschaltet ist, um Änderungen
der Lichthelligkeit aufgrund von Spannungsänderungen zu verhindern.
Wenn die Änderungen der Lichthelligkeit aufgrund von Spannungsänderungen
sehr gering sind, kann jedoch die niedrige Spannung oder die hohe
Spannung in bestimmten Teilen einbezogen werden.
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Ferner
wird im Falle eines Betriebs von wenigstens einem Scheibenwischer
die Steuerung bei der Referenzspannung ausgeführt, um Änderungen des
Scheibenwischerbetriebs aufgrund von Spannungsänderungen
zu verhindern. Jedoch kann ähnlich wie im Falle der Scheinwerfer
die niedrige Spannung oder die hohe Spannung in bestimmten Teilen einbezogen
werden.
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Das
variable Spannungsregelungsverfahren gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug
auf 7 beschrieben.
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Es
wird bestimmt, ob sich ein Fahrzeug in dem Leerlauf-/Stoppzustand
(708) befindet. Falls es bestimmt wird, dass sich das Fahrzeug
in dem Leerlauf-/Stoppzustand befindet, wird eine Steuerung abwechselnd
bei einer niedrigen Spannung und einer Referenzspannung ausgeführt
(710).
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Wenn
es bestimmt wird, dass sich das Fahrzeug nicht in einem Leerlauf-/Stoppzustand
befindet und eine Klimaanlage des Fahrzeugs abgeschaltet ist, wird
die Steuerung bei der Referenzspannung (714) ausgeführt.
Wenn sich das Fahrzeug nicht in dem Leerlauf-/Stoppzustand befindet
und die Klimaanlage eingeschaltet ist, wird andererseits die Stellung
der Gangstufe des Fahrzeugs bestimmt (716). Wenn es bestimmt
wird, dass sich die Gangstufe in der P-Stellung oder N-Stellung
befindet, wird die Steuerung bei der Referenzspannung ausgeführt (718).
Wenn sie sich in den Fahrstellungen befindet, wie zum Beispiel in
der D-Stellung, R-Stellung, und L-Stellung und die Gebläsestufe
der Klimaanlage maximal ist, wird die Steuerung bei der niedrigen Spannung
ausgeführt, während die Last des Motors verringert
wird (722). Wenn die Gebläsestufe der Klimaanlage
nicht maximal ist, wird währenddessen die Steuerung abwechselnd
bei der niedrigen Spannung und der Referenzspannung ausgeführt,
um die Effizienz des Energieverbrauchs zu verbessern (724).
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Es
wird bestimmt, ob das Fahrzeug mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit
(z. B. 10 km/h) oder weniger fährt. Wenn das Fahrzeug mit
der vorbestimmten Geschwindigkeit oder weniger fährt (706) und
der Accel-Position-Sensor (APS), die Bremse, und der Leerlauf-/Stopp
abgeschaltet sind, wird die Stellung der Gangstufe bestimmt (754).
Wenn sich die Gangstufe in der P-Stellung oder der N-Stellung befindet,
wird die Steuerung bei der Referenzspannung ausgeführt.
Wenn sie sich in den Fahrstellungen, wie zum Beispiel der D-Stellung,
R-Stellung, und L-Stellung befindet und die Klimaanlage eingeschaltet
ist (758) und die Gebläsestufe maximal ist (762),
wird die Steuerung bei der niedrigen Spannung ausgeführt,
um die Last des Motors zu verringern (764). Falls die Gebläsestufe
nicht maximal ist, sogar wenn die Klimaanlage eingeschaltet ist,
wird die Steuerung abwechselnd bei der niedrigen Spannung und der
Referenzspannung ausgeführt (766). Wenn die Klimaanlage
ausgeschaltet wird, wird indessen die Steuerung bei der Referenzspannung ausgeführt
(760).
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Es
wird bestimmt, ob sich das Fahrzeug in dem konstanten Fahrgeschwindigkeitszustand
befindet (748). Wenn sich das Fahrzeug in dem konstanten
Fahrgeschwindigkeitszustand befindet und wenn das Verhältnis
der Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit einen Referenzwert
aufweist oder geringer ist, die Gangstufe einen Referenzwert aufweist
oder geringer ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit in einem vorbestimmten
Bereich ist, das APS eingeschaltet ist, und die Bremse abgeschaltet
ist, wird die Steuerung abwechselnd bei der niedrigen Spannung und
der Referenzspannung ausgeführt (752).
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Andererseits,
falls die Brems eingeschaltet ist, das APS eingeschaltet ist, oder
die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als der vorbestimmte
Wert (z. B. 10 km/h) (725) ist und wenn der Leerlauf/Stopp
abgeschaltet ist (728), wird bestimmt, ob sich die Gangstufe
in der R-Stellung oder der L-Stellung (730) befindet. Falls
es bestimmt wird, dass sich die Gangstufe in der R-Stellung oder
der L-Stellung befindet, wird die Steuerung bei der Referenzspannung
ausgeführt. Wenn sich die Gangstufe in den anderen Stellungen befindet,
wird bestimmt, ob sich die elektrische Gerätelast unterhalb
einer vorbestimmten Höhe befindet (z. B. 300 W) (734).
Falls es bestimmt wird, dass die elektrische Gerätelast
geringer ist als die vorbestimmte Höhe, wird bestimmt,
ob ein Bremszustand vorliegt (736). Falls es bestimmt wird,
dass die Bremse eingeschaltet ist oder das APS ausgeschaltet ist, wird
die Steuerung bei der Referenzspannung ausgeführt (732),
und falls es bestimmt wird, dass das APS eingeschaltet ist und die
Bremse ausgeschaltet ist, wird die Steuerung bei der niedrigen Spannung ausgeführt
(738). Falls es bestimmt wird, dass die elektrische Gerätelast
größer als die vorbestimmte Höhe ist,
wird andererseits bestimmt, ob der Bremszustand vorliegt (740).
Wenn es bestimmt wird, dass die Bremse eingeschaltet ist oder dass
die Bremse abgeschaltet ist und das APS abgeschaltet ist, wird die
Steuerung bei der hohen Spannung ausgeführt (742).
Wenn es bestimmt wird, dass die Bremse ausgeschaltet ist und das
APS eingeschaltet ist (744) und es bestimmt wird, dass
sich das Fahrzeug nicht in dem konstanten Fahrgeschwindigkeitszustand
befindet (748), wird die Steuerung bei der Referenzspannung
ausgeführt (750).
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Die
Einrichtungen und Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung bieten verschiedenste Vorteile. Zum Beispiel ist es möglich,
die Kraftstoffeffizienz durch Ändern der Spannung zu verbessern,
während ein Entladen der Hilfsbatterie verhindert wird,
und variable Steuerungen in verschiedenen Abschnitten von Fahrzuständen
eines Fahrzeugs zu verwirklichen. Ferner können Fehler
verringert werden, da sowohl die Hilfsbatterie als auch die Hauptbatterie
im Leerlauf/Stopp mit der elektrischen Gerätelast beschäftigt
sind.
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Die
vorhergehenden Beschreibungen der bestimmten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind zum Zweck der Veranschaulichung
und Erläuterung dargelegt worden. Sie sind nicht dazu vorgesehen,
die Erfindung vollständig darzulegen oder auf die bestimmten
offenbarten Formen zu beschränken, und zahlreiche Modifikationen
und Änderungen sind im Lichte der obigen Lehren offensichtlich
möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden
ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze
der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern,
um es dadurch einem Fachmann zu ermöglichen, verschiedenste
beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, ebenso
wie verschiedenste Alternativen und Modifikationen davon, zu schaffen
und zu verwenden. Es ist vorgesehen, dass der Umfang der Erfindung
durch die hierzu beigefügten Ansprüche und ihren Äquivalenten
bestimmt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - KR 10-2009-0069834 [0001]