(57)【要約】  車の電気システムを制御する方法が提供される。電気システム（１１）は、作動すると電気システムの一部を絶縁するよう構成された少なくとも第１スイッチ（ＥＳ２）と、第１スイッチを作動させるよう構成された制御ユニットと、を含む。本方法は、制御ユニットを、少なくとも第１スイッチ配置を含む第１作動モードに設定するステップ、少なくとも第２スイッチ配置を含む第２作動モードに入る要求を受けるステップ、少なくとも部分的には作動モード及びその優先度のデータベースを参照して第１及び第２の各作動モードの優先度を決定するステップ、第２作動モードの優先度が第１作動モードの優先度より高い場合は制御ユニットを第２作動モードに切り換えるステップ、そうでない場合は第１作動モードを継続するステップ、を含む。
2015530861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１及び第２のスイッチにして、操作すると前記スイッチで制御される電気システムのパーツを絶縁させるスイッチ、前記スイッチを作動させるように構成した制御ユニット、を含む車の電気システムの制御方法であって、
制御ユニットを、少なくとも第１スイッチ配置を含む第１作動モードに設定するステップ、
前記制御ユニット内で、少なくとも第２スイッチ配置を含む第２作動モードに入る要求を受けるステップ、
少なくとも部分的には、各作動モード及びそれらの優先度のデータベースを参照して第１及び第２の各作動モードの優先度を判定するステップ、
第２作動モードの優先度が第１作動モードのそれより高い、あるいは、第１作動モードが停止された場合は制御ユニットを第２作動モードに切り換えるステップ、
そうでない場合は第１作動モードを継続させるステップを含む方法。
【請求項２】
ある作動時間長に渡り第２作動モードで作動するステップ、
前記作動時間長終了時に制御ユニットを第１作動モードに切り換えるステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第２作動モード中に、少なくとも第３スイッチ配置を含む第３作動モードに入る要求を受けるステップ、
少なくとも部分的には各作動モード及びそれらの優先度のデータベースを参照して第２及び第３の作動モードの優先度を判定するステップ、
作動時間長終了時に、第３作動モードの優先度が第１作動モードの優先度より高い場合は制御ユニットを第３作動モードに切り換えるステップ、
そうでない場合は作動時間長終了時に制御ユニットを第１作動モードに切り換えるステップを含む請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
第２作動モード中に、少なくとも第３スイッチ配置を含む第３作動モードに入る要求を受けるステップ、
少なくとも部分的には各作動モード及びそれらの優先度のデータベースを参照して第１、第２及び第３の作動モードの優先度を判定するステップ、
第３作動モードの優先度が第１及び第２の各作動モードの優先度より高い場合においてのみ制御ユニットを第３作動モードに即時切り換えるステップを含む請求項１〜３の何れかに記載の方法。
【請求項５】
第２作動モードはその作動可能時は、第２作動モードの優先度より高い所定最低優先度よりも第３作動モードの優先度が高くない場合は前記第３作動モードにより代替し得ない請求項４に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも第２作動モードの優先度は、前記第２作動モードの非作動時は第２作動モードに対する要求後の時間経過と共に高まる請求項１〜５の何れかに記載の方法。
【請求項７】
電気システムは、主バッテリー、補助バッテリー、作動すると電気システム内の少なくとも１つのコンポーネントから補助バッテリーを絶縁させるように構成された第１スイッチを含む請求項１〜６の何れかに記載の方法。
【請求項８】
少なくとも第２作動モードの優先度が部分的には要求により判定される請求項１〜７の何れかに記載の方法。
【請求項９】
前記要求が、前記要求の緊急性に関連するファクタにして、データベースから検索した第２作動モードの優先度を変換するよう作用するファクタを含む請求項７に従属する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ファクタが補助バッテリーの充電状態に関連する請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
第２作動モードが第４スイッチ配置を含み、前記方法が、第２作動モードの作動可能時は第２スイッチ配置と、第４スイッチ配置との間を切り替える電気システムを含む請求項１〜１０の何れかに記載の方法。
【請求項１２】
車で使用する電気システムであって、
作動されると電気システムの部品を絶縁させるように構成した少なくとも第１スイッチ及び第２スイッチ、
前記スイッチを作動させるように構成した制御ユニット、
作動モード及びそれら作動モードの優先度のデータベースにして、前記作動モードが少なくとも相違する前記スイッチの配置を含むデータベース、
を含み、
前記制御ユニットが、先行する請求項に記載した任意の方法に従い電気システムを制御するように構成された電気システム。
【請求項１３】
電気システムが主バッテリー及び補助バッテリーを含み、第１スイッチが、前記第１スイッチを作動すると電気システム内の少なくとも１つのコンポーネントから補助バッテリーを絶縁させるように作動するように構成される請求項１２に記載の電気システム。
【請求項１４】
請求項１２又は請求項１３に従う電気システムを含む車。
【請求項１５】
内燃機関及び電気システムを含む車であって、
前記電気システムが、
ａ）エンジン用のスタータモータに給電する主バッテリー、
ｂ）電気的負荷、
ｃ）発電機、
ｄ）補助バッテリー、
ｅ）主バッテリー及び補助バッテリーに夫々結合され、主バッテリー及び補助バッテリーを電気的負荷に選択的に接続する第１スイッチ及び第２スイッチ、
ｆ）制御ユニット、
を含み、
前記制御ユニットが、電気システムの異なる作動モード間で前記スイッチを切り換えるようになっており、前記作動モードが、少なくとも部分的には前記作動モード及びそれらの優先度のデータベースにより割り当てられた異なる相対的優先度を有し、前記制御ユニットが、
ｉ）前記電気システムを、少なくとも第１スイッチ配置を含む第１作動モードに電気システムを設定し、
ｉｉ）少なくとも第２スイッチ配置を含む第２作動モードに入る要求を受け、
ｉｉｉ）少なくとも部分的にはデータベースを参照して第１及び第２の各作動モードの優先度を判定し、
ｉｖ）第２作動モードの優先度が第１作動モードの優先度より高い場合、あるいは第１作動モードの停止時は制御ユニットを第２作動モードに切り換え、
ｖ）そうでない場合は第１作動モードを継続させるようになっている車。
【請求項１６】
前記作動モードが以下の群、即ち、
ａ）前記主バッテリーが前記電気的負荷に結合され、前記補助バッテリーが前記電気的負荷から絶縁された通常走行作動モード、
ｂ）前記主バッテリーがスタータモータに結合され、前記補助バッテリーが前記電気的負荷に結合された、車のストップスタート作動中のエンジン始動作動モード、
ｃ）前記主バッテリーが前記電気的負荷に結合され、前記補助バッテリーが発電機に結合された補助バッテリー充電作動モード、
ｄ）結合のシーケンスにして、
ｖｉ）第１に、前記主バッテリーを前記電気的負荷に結合し、補助バッテリーを前記電気的負荷から切り離し、第１バッテリーにおける第１電流流れを測定し、
ｖｉｉ）第２に、前記主バッテリー及び補助バッテリーを前記電気的負荷に結合し、第１バッテリーにおける第２電流流れを測定し、かくして補助バッテリーの充電が評価され得る結合シーケンス、
を含む群から選択される請求項１５に記載の車。
【請求項１７】
付随する図面の１つ又は１つ以上を参照してここに実質的に記載される如き構成、及び又は、配置されたシステム、方法又は車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチを使用する車の電気システムの制御方法に関し、詳しくは、デュアルバッテリー給電システムの制御方法に関する。本発明の様相は、方法、システム及び車に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料使用量に対する関心から、自動車製造業にとってエコロジー的思考を取り入れることが急務となっている。新規な自動車システムを開発する際にこの思考上重要な役割を果たすのは効率である。新車の実用燃費は、車の走行距離を伸ばし、車のランニングコスト及び対環境負荷を減少させるためにもできるだけ少なくすべきである。
【０００３】
化石燃料使用量を最小化するために導入可能な機能の１つはストップスタートシステムである。ストップスタートシステムは、車のエンジンをその非使用時には自動停止させ、始動要求時には速やかに再始動させる。ストップスタートシステムによるエンジン停止は完全停止ではなく、必要時の即時再始動を可能にする部分停止である。ストップスタートシステムを使用すると車のアイドリング時、例えば、信号待ちの燃費が低減され得る。車が静止していない場合でさえ使用できる類似システムがハイブリッド車でよく用いられる。例えば、車が使用電力が小さく、且つ、高電圧バッテリーシステムの電力が車を走行させるのに十分であれば内燃機関は恐らく使用されない。ストップスタートシステムは純粋内燃機関においても停止アイドリング中の燃費節約のために使用され得る。
【０００４】
ストップスタートシステム車では、必要時にいかに気付かれないようにエンジンを再クランクして再始動させるかが解決すべき主要な問題の１つである。エンジンを再クランクするには、代表的には１２ボルトバッテリーである主バッテリーからの相当の電力を要するため、その他のシステム用の電圧が低下する恐れがある。そうなると制御モジュールにリセット及びその他の障害が生じる恐れがある。車が発進前に完全停止している場合（例えば、イグニションシステム無効時）は初期クランク中の電圧低下により生じる障害コードはログされないため、そのような問題は生じない。初期クランクはセーフティクリティカルシナリオではないのでこれらの障害コードは無視しても安全であり得る。しかし、車の走行時は再クランク中の類似のエラーは無視できない。従って、車の多くのシステムは、継続して機能し、且つ、誤障害のログを防止するために信頼できる電圧を必要とする。これらのシステムは制御部品、詳しくは、信頼できる電圧を要し、且つ、所定の電圧低下が起こると全体が停止するエンジンマネジメントシステムを含み得る。車の電気システムの幾つかはセーフティクリティカルなものであるため、信頼できる電圧の提供は不可欠である。セーフティクリティカルシステムには、幾つかのブレーキシステム、安定性制御装置等が含まれる。車がハイブリッド車である場合はエンジン停止中も尚走行するため、ステアリングシステムもセーフティクリティカルシステムである。
再クランク時には減光あるいはラジオのボリューム低下、あるいは任意の類似効果等の、ドライバー視聴性の障害を生じないことも重要である。
【０００５】
この問題に対処するべく、代表的には各１２Ｖの２つのバッテリーを並列した新規のハードウェアレイアウトが設計された。国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１２／０５１４８４にはそのようなシステムの１つが記載される。２バッテリーシステムでは主バッテリーを使用してエンジンを再クランクする間、制御モジュールやその他システムを補助バッテリーでサポートできる。この場合、再クランク中に主バッテリーを車のシステムから絶縁する制御システムが必要であり、さもないと２バッテリーの効果が無くなる。
ストップスタートシステムを装備する従来型車では補助バッテリーは再クランク中に短時間使用されるのみである。補助バッテリーはその交換期限を延ばすために重度にサイクルさせないことが望ましい。
【０００６】
対照的に、ハイブリッド車では内燃機関が停止している限り主バッテリーを残余の電気システムから絶縁させることが代表的には望ましい。従って、１２Ｖの補助バッテリーはハイブリッド車が電気モードの時は常に、内燃機関ではなくむしろ高電圧被駆動モータに依存して使用される。ハイブリッド車は少なくとも３つのバッテリーを備えるものが有り、その内２つは１２Ｖバッテリーであり、他の１つは３００Ｖバッテリーである。
【０００７】
前記ＰＣＴ／ＥＰ２０１２／０５１４８４では、通常作動中は補助バッテリーを絶縁させて前記サイクル問題を回避することが提唱され、これは補助バッテリーを車のその他電機部品から絶縁するスイッチで行なわれる。しかしながら補助バッテリーは、その劣化を回避するべく満充電状態に保持され、且つ、ストップスタートシステムで確実に使用できる準備状態にしておく必要がある。
【０００８】
代表的には従来車のバッテリーは、バッテリー温度、バッテリー電圧及びバッテリー電流を測定するバッテリー監視システム（ＢＭＳ）から取得する信号を介してその状態が監視される。ＢＭＳはこの情報を基にバッテリーが必要に応じて充電され得るようバッテリーの充電状態（ＳＯＣ）を算出する。
【０００９】
しかしながら、代表的には相互に、及び、車の電気システムのその他部品と並列配置されたこれら２つのバッテリーの管理は簡単ではない。各バッテリーを充電状態及び良好な作用オーダーに保持する要求は、車の電気システムの消費電力要求と常にバランスさせる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】ＰＣＴ／ＥＰ２０１２／０５１４８４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来問題を解消する車の電気システムおよびその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の１様相によれば車の電気システムの制御方法が提供される。電気システムは、少なくとも第１及び第２のスイッチにして、操作されると前記スイッチで制御される電気システムの部品を絶縁させるスイッチ、及び、前記スイッチを作動させるように構成した制御ユニットを含む。本方法には、前記制御ユニットを、少なくとも第１スイッチ配置を含む第１作動モードに設定するステップ、少なくとも第２スイッチ配置を含む第２作動モードに入る要求を制御ユニット内で受けるステップ、少なくとも部分的には作動モード及びそれらの優先度のデータベースを参照して前記第１及び第２の作動モードの優先度を判定するステップ、第２作動モードの優先度が第１作動モードのそれより高い、あるいは、第１作動モードが停止された場合は制御ユニットを第２作動モードに切り換えるステップ、そうでない場合は第１作動モードを継続させるステップを含む方法が提供される。
【００１３】
このように、本方法によれば、車の電気システム用の拡張容易性のある制御方法が提供される。１つの作動モードがスイッチの１つ以上の配置と関連され得、かくして本方法は１つの作動モードの中でスイッチ配置間を切り換えるステップを含む。本方法は、必要とされる多数の作動モード間での切り換え操作を含み得、新規作動モードは、１つまたは１つ以上のスイッチ配置にこの作動モードを関連付けし、且つ必要な優先情報を提供することで導入可能である。優先度は、車が任意の所定状況下で適正作動モードに設定されること、及び、特に、セーフティクリティカルな作動モードに対し、その他作動モードに勝る優先度が常に与えられることを保証するために使用され得る。本方法は、必要時に異なる多数のコンポーネントを相互に絶縁させ得るよう、必要とされる多数の追加のスイッチを取り扱うように拡張させ得る。
【００１４】
本発明における少なくとも第１及び第２のスイッチの使用は、複数のスイッチを使用することで電気システムの別個のセクションを優先的に絶縁させ得る点で有益である。これは、例えばバッテリーを、コンポーネントの追加的絶縁を要すること無くシステムから絶縁させて無用な充放電を防止するために使用できる。２バッテリーシステムでは本発明に従う方法は、以下に詳しく記載するような充電状態テストの一部として用い得る。
データベースは作動モードリストを含み、各作動モードはその優先度を表わす値に夫々関連付けられる。かくして、第１作動モードは第２作動モードと、夫々の優先度の値を比較することで比較され得る。
【００１５】
各スイッチは電子スイッチであり得る。電気システムはデュアルバッテリー給電システムであり得る。
本方法は、ある作動時間長で第２作動モードで作動し、前記作動時間長の終了時に制御ユニットを第１作動モードに切り換えるステップを含み得る。作動時間長は１つの作動モードに対して判定され得、又は、車の状態に応じて変更され得る。
本方法は、ある作動時間長を第２作動モードに割り当てるステップにして、前記作動時間長が第２作動モードが作動する時間長を含むステップ、前記作動時間長終了時に制御ユニットを第１作動モードに切り換えるステップを含み得る。
【００１６】
このように、中断された作動モードは、優先度がより高い作動モードの作動が完了すると再開され得る。作動時間長は第２作動モードに対してプリセットされ得、あるいは、第２作動モードに対する要求が、この要求から判定される特定作動時間長に対する要求を含み得る。かくして作動時間長は、例えば作動モードの一部として、又は制御ユニットにより割り当て得る。
【００１７】
作動時間長を使用する場合、本方法は、第２作動モード中に少なくとも第３のスイッチ配置を含む第３作動モードに入る要求を受けるステップ、少なくとも部分的には作動モード及びそれらの優先度のデータベースを参照して第１及び第３の各作動モードの優先度を判定するステップ、作動時間長終了時に制御ユニットを第３作動モードに切り換えるステップ、第３作動モードの優先度が第１作動モードのそれより高い場合は第１作動モードの作動時間長終了時に制御ユニットを第３作動モードに切り換えるステップを含み得る。
【００１８】
本方法は、第２作動モード中に、少なくとも第３のスイッチ配置を含む第３作動モードに入る要求を受けるステップ、少なくとも部分的には、作動モード及びその優先度のデータベースを参照して第２及び第３の各作動モードの優先度を判定するステップ、作動時間長終了時に制御ユニットを第３作動モードに即時切り換えるステップ、第３作動モードの優先度が第２作動モードのそれより高い場合は第２作動モードの作動時間長終了時に制御ユニットを第３作動モードに切り換えるステップを含み得る。
このように、制御ユニットは第２作動モードが尚作動している場合でさえ第３作動モードに設定され得る。これにより、その優先度が十分高いセーフティクリティカルなモード等のモードにより、尚作動時間長内にある他の作動モードでさえ無効化できる。
【００１９】
第２作動モードから第３作動モードに切り換えられ、第３作動モードが第３作動時間長に関連する場合、本方法は、第３作動モード完了時に第１作動モードに復帰させるステップを含み得る。こうして、第３作動モードへの切り換え時に第２作動モードは、前記第２作動モードを作動させる際に必然的に第２作動モードが再要求されるように有効裡に終了される。あるいは本方法は、第３作動モード完了時に第２作動モードに戻るステップを含み得る。このように第２作動モードは有効裡に中断され、第３作動モード完了時に再開される。第２作動モードが第２作動時間長に関連付けされる場合、第２作動時間長は第２作動モードの再開時にリセットされ得る。あるいは第２作動時間長は、第２作動モード中断時の第２作動モードの経過分の時間長が変化しないよう、その終了時点から継続され得る。
【００２０】
第２作動モード作動時は、少なくとも第３作動モードの優先度が、第２作動モードの優先度以上である所定最低優先度より高く無い限り、前記第２作動モードを第３作動モードに切り換えることはできない。これは、絶対必要時以外のモード切り換えを防止し、且つ、新規要求を受けた場合にシステムが任意の所定モードを完了させないまま各モード間を急速に切り換える“スタッタリング”を防止する一方、セーフティクリティカルなモード等の高優先度のモードを即時実行させ得る点で有益である。
【００２１】
第２作動モードが尚作動していない場合、少なくとも第２作動モードの優先度は前記第２作動モードの要求時からの時間経過に従い高くなり得る。このように、第２作動モードを作動させないとその優先度は、前記第２作動モードを作動させるに十分な、前記第２作動モードの使用を最終的に保証する優先度まで高くなる。第２作動モードの優先度の上昇は所定の最大優先度に達すると停止され得る。
【００２２】
代表的には電気システムは少なくとも１台のバッテリーを含む。電気システムは、主バッテリー及び補助バッテリー、作動すると電気システム内の電気的負荷検知性コンポーネント等の少なくとも１つのコンポーネントから補助バッテリーを絶縁させるように配置した第１スイッチを含み得る。少なくとも第２作動モードの優先度は少なくとも部分的には要求により判定され得る。特定のイベント又は一連のイベントにより要求が発生すると、少なくとも第２作動モードの優先度は少なくとも部分的には要求の発生により判定され得る。
【００２３】
前記要求は、要求の緊急性に関するファクタにして、第２作動モードの優先度を前記データベースから検索した如き優先度に変更するように作用するファクタを含む。このファクタは補助バッテリーの充電状態に関するものであり得る。
第２作動モードは第４スイッチ配置を含み得、前記方法は、第２作動モード作動時に電気システムがスイッチを第２スイッチ配置及び第４スイッチ配置間で切り換えるステップが含まれる。本方法は、第２作動モード作動時にスイッチを第４スイッチ配置及び第２スイッチ配置間で切り換えるステップを含み得る。
【００２４】
スイッチの第１、第２、第３及び第４の各配置は全て相違し得、あるいはそれらの幾つかが同一であり得る。任意の作動モードはスイッチの任意の必要な配置あるいはスイッチ配置組み合わせを含み得る。
本発明の他の様相によれば、車で使用する電気システムであって、電気システムの一部分を絶縁させるように作動するように構成した少なくとも第１スイッチ及び第２スイッチ、前記スイッチを作動させるように構成した制御ユニット、作動モード及びそれら作動モードの優先度のデータベースにして、前記作動モードが、前記スイッチの少なくとも相違するスイッチ配置を含み、前記制御ユニットが、先に記載した任意の方法に従い電気システムを制御するように構成された電気システムが提供される。
【００２５】
電気システムは主バッテリー及び補助バッテリーを含み得、第１スイッチは、作動すると補助バッテリーを電気システム内の少なくとも１つのコンポーネントから絶縁させるように作動するように構成される。
本発明によれば、先に記載した如き電気システムを含む車も提供される。
【００２６】
本発明の更に他の様相によれば、電気システムを含む車であって、前記電気システムが、内燃機関、前記内燃機関用のスタータモータに給電する主バッテリー、電気的負荷、発電機、補助バッテリー、前記主バッテリー及び補助バッテリーを電気的負荷に選択的に結合するべく前記主バッテリー及び補助バッテリーに夫々結合した第１及び第２の各スイッチ、制御ユニットを有する車が提供される。制御ユニットは、各スイッチを電気システムの異なる作動モード間で切り換えるようになっており、前記作動モードは、少なくとも部分的には前記作動モード及びそれらの優先度のデータベースにより割り当てられた異なる相対的優先度を有する。制御ユニットは、電気システムを、少なくとも第１スイッチ配置を含む第１作動モードに設定し、少なくとも第２スイッチ配置を含む第２作動モードに設定する要求を受け、少なくとも部分的にはデータベースを参照して第１及び第２の各作動モードの優先度を判定し、第２作動モードの優先度が第１作動モードより高い、又は、第１作動モードが停止された場合は制御ユニットを第２作動モードに切り換え、そうでない場合は第１作動モードを継続させるように適合され得る。
【００２７】
前記作動モードは以下の作動モード群、即ち、前記主バッテリーが前記電気的負荷に結合され、前記補助バッテリーが前記電気的負荷から絶縁される通常走行作動モード、前記主バッテリーが前記スタータモータに結合され、前記補助バッテリーが前記電気的負荷に結合される車のストップスタート作動中のエンジン始動作動モード、前記主バッテリーが前記電気的負荷に結合され、前記補助バッテリーが発電機に結合される補助バッテリー充電作動モードを含む群から選択され得、前記主バッテリーが電気的負荷に結合され、前記補助バッテリーが電気的負荷から分離され、第１バッテリーの第１電流流れが計測される第１結合と、前記主バッテリー及び補助バッテリーが前記電気的負荷に結合され、主バッテリーの第２電流流れが測定され、かくして補助バッテリーの充電が評価され得る第２結合を含む結合シーケンス、を含む作動モード群から選択される。
【００２８】
先に記載した如き方法、あるいは、先に記載した如き電気的システムにおける作動モードはバッテリーの充電状態を判定する方法及びシステムを含み得る。本方法は、主バッテリー及び補助バッテリーを提供するステップを含む。本方法は更に、主バッテリーを電気的負荷に結合し、電気的負荷に結合している主バッテリーからの電流ｌ1を測定し、主バッテリー及び電気的負荷に補助バッテリーを並列接続し、電気的負荷及び補助バッテリーに接続している主バッテリーからの電流ｌ2を測定し、少なくともｌ1及びｌ2間の差に基づき補助バッテリーの充電状態を評価するステップを含む。
【００２９】
このように、本方法では補助バッテリーの充電状態をこのバッテリーからの放電量の大きさから評価する。従って、補助バッテリーの充電状態を、補助バッテリーから直接測定することなく評価できる。直接測定に代えて、主バッテリーに装着したバッテリー監視システム（ＢＭＳ）等の機器のみを使用して評価を入手できる。補助バッテリーに専用監視機器を装着する必要がないため、第２ＢＭＳ、又は、専用電流センサの費用が回避される。加えて、電気的負荷は終始給電されるが、これは、そのような方法を用いる車におけるブレーキシステム等のセーフティクリティカルシステムを含む電気システムが作動し続けることを意味する。本方法は、主バッテリー、補助バッテリー、電気的負荷を含む車で使用可能である。
【００３０】
本方法の主要な利点の１つは、バッテリー性能が負荷状態下に検査されることである。これは、システムを装備する車の通常作動中にテストを実施し得ることを意味する。本方法の結果はセーフティクリティカルなもので無いこと、及び、障害は代表的にはバッテリーの充填サイクルを生じさせることのみであることから、テストに無事通ることはバッテリーが必要時に信頼できる電力供給を提供し得ることを表す。
本方法は、複数の測定値ｌ1及びｌ2を得るステップ、前記複数の測定値ｌ1及びｌ2を使用して補助バッテリーの充電状態の複数の評価を導出するステップを含む。
【００３１】
電気的負荷サイズは時間経過に伴い変動し得るため、測定値ｌ1及びｌ2の測定間で変化する可能性がある。多数回のチェック実施はこのエラー源を補償する上で役立つ。本方法には、複数の充填状態評価の平均値を取るステップ、及び、充填状態の平均値を使用して補助バッテリーを充電サイクルさせる必要があるかを判定するステップが含まれ得る。
【００３２】
本方法には、各充電状態評価を、バッテリーが所定の閾値以上の充電状態か、あるいは前記閾値以下の充電状態かに分類するステップを含み得る。本方法は、次いで、バッテリーが所定閾値以下の充電状態にあることを示す評価が所定数になるとバッテリーを充電するステップを含み得る。本方法は、バッテリーが所定閾値以上の充電状態にあることを示す評価が所定数になると本方法を終了させるステップをも、又は、あるいは含み得る。
【００３３】
本方法は、主バッテリーの温度を判定するステップと、少なくとも測定値ｌ1及びｌ2の差と、主バッテリーの温度とに基づき補助バッテリーの充電状態を評価するステップとを含み得る。
同様に、本方法は、補助バッテリーの温度を判定するステップと、少なくとも測定値ｌ1及びｌ2の差と、補助バッテリーの温度とに基づき主バッテリーの充電状態を評価するステップとを含み得る。
【００３４】
このようにして本方法では、温度等の既知の条件に関する補助バッテリーからの放電流の大きさから補助バッテリーの充電状態を評価する。何れかのバッテリー温度を判定するステップは、サーミスタ等のセンサを使用して温度を直に測定するステップを含み得る。あるいは、何れかのバッテリー温度を判定するステップは、熱モデルを用いて評価温度を算出するステップを含み得る。前記評価温度は、車の他の位置の温度、周囲温度、及び、車の作動時間長等の変数に基づくものであり得る。ある実施形態では主バッテリー温度はＢＭＳで測定され得、補助バッテリー温度は熱モデルを用いて評価され得る。
【００３５】
本方法は、補助バッテリーの充電状態が所定レベル以下であると評価された場合は補助バッテリーの充電サイクルを開始するステップを含み得る。
本方法は、先ず電気的負荷のサイズを判定するステップ、電気的負荷が所定閾値以下である場合は本方法を中断するステップを含み得る。本方法が中断された場合、本方法は、電気的負荷が所定閾値以上になった場合に本方法を再開するステップを含み得る。あるいは本方法は、先ず電気的負荷のサイズを判定するステップ、電気的負荷が所定閾値以下である場合に電気的負荷のサイズを増加させるステップを含み得る。
本方法は、本方法を実施する間に電気的負荷のサイズを判定するステップ、電気的負荷が所定最大値を超えた場合は本方法を中断するステップを含み得る。
電気的負荷のサイズは直接測定により判定され得、あるいは、例えば、アクティブな電気システムを識別し、各システムの代表的な電気的負荷に基づいて評価を導出するステップを含み得る。
【００３６】
本方法は、測定実施中にオルタネータあるいはＤＣ／ＤＣコンバータ等の第３電源を非アクティブ化してこれら第３電源が車の電気的特性を不可測に変更しないようにするステップを含み得る。よく知られるように、オルタネータは内燃機関を備える車でバッテリーを充電するために使用され、ＤＣ／ＤＣコンバータは特には、電気モーターが通常の車のシステムより高電圧で作動され得、電源がそれに従い設定されるハイブリッド車で使用される。加えて、第３電源を非アクティブ化することによる作用で主バッテリー及び補助バッテリーからの電流流れが増加され得、それにより本方法の結果の信頼性が高まる傾向がある。
【００３７】
本方法は、測定値ｌ1及びｌ2の差を補助バッテリーの充電状態に関連付ける表を提供するステップ、前記表を用いて補助バッテリーの充電状態を評価するステップを含み得る。
あるいは測定値ｌ1及びｌ2の差を式によりバッテリーの充電状態に関連付け得る。
本方法は、Ｃ＝ｌ2／（ｌ1−ｌ2）である電流寄与率Ｃを算出するステップ、少なくともＣの値に基づき補助バッテリーの充電状態を評価するステップを含み得る。
補助バッテリーの充電状態を評価するステップは、Ｃ値をこのＣ値の閾値と比較するステップを含み得る。
【００３８】
本発明によれば、先に記載した方法で使用する表の較正方法であって、補助バッテリーを所定時間長において充放電させないステップ、補助バッテリーの端子間電圧を測定するステップ、少なくとも端子間電圧に基づいて補助バッテリーの充電状態を評価するステップ、先に記載した方法を用いて補助バッテリーの充電状態を評価するステップ、前記２つの評価を比較するステップ、前記２つの評価が同じになるように表を補正するステップ、を含む方法が提供される。
【００３９】
表に代えて式を使用する場合、前記式は、補助バッテリーを所定時間長において充填あるいは放電させないステップ、補助バッテリーの端子間の電圧を測定するステップ、少なくとも端子間電圧に基づき補助バッテリーの充電状態を評価するステップ、先に記載した方法を用いて補助バッテリーの充電状態を評価するステップ、前記２つの評価を比較するステップ、前記２つの評価が同じになるように式中の少なくとも１つの定数を補正するステップにより較正され得る。
【００４０】
前記２つの較正方法の何れかにおいて、補助バッテリーは、補助バッテリーの端子間電圧測定中は負荷等のその他の電気的部品から絶縁され得る。これは、恐らくはその結果を変化させることになるバッテリーの充放電を防止する上で役立ち得る。
本発明によれば、パワーマネジメントシステムであって、制御ユニット、主バッテリー、補助バッテリーを含むパワーマネジメントシステムも提供される。制御ユニットは、先に記載した如き方法を用いて補助バッテリーの充電状態を評価するように構成される。制御ユニットは既存の給電制御ユニットであり得る。このようにして、本発明は追加コンポーネントを必要とすることなく既存のハードウェアプラットフォーム上で実行され得る。
制御ユニットはメモリを含み得、前記メモリは測定値ｌ1及びｌ2の差を補助バッテリーの充電状態に関連付けする表を含み得る。
【００４１】
あるいはメモリは、測定値ｌ1及びｌ2の差を補助バッテリーの充電状態に関連付けする式を含み得る。
制御ユニットは、先に記載した如き方法を用いて表あるいは式を較正するよう構成され得る。
【００４２】
本発明によれば、先に記載した如き方法を使用し、及び又は、先に記載した如きパワーマネジメントシステムを含む車をも提供する。
従って、本発明によれば、電気的負荷と、制御ユニットにより電気的負荷に個別に結合自在の主及び補助の各バッテリーと、電気的負荷による主バッテリーからの電流（ｌ）流れを測定する手段とを含む車であって、制御ユニットが、主バッテリーを電気的負荷に接続し、電気的負荷と接続した主バッテリーからの電流流れｌ1を判定し、補助バッテリーを主バッテリーと並列状態で電気的負荷に接続し、電気的負荷及び補助バッテリーに接続した主バッテリーからの電流流れｌ2を判定し、少なくともｌ1及びｌ2の差に基づき補助バッテリーの充電状態を評価する車が提供される。
【００４３】
本発明の１実施形態では、車は内燃機関を搭載し、且つ、ストップスタート作動モードを有し、前記ストップスタート作動モード中に主バッテリーを使用してエンジンを始動し、且つ、エンジン作動中は車の電気的負荷を作動し、主バッテリーによるエンジン始動中は補助バッテリーを使用して車の電気的負荷を作動させ、前記制御ユニットが、エンジン作動中は補助バッテリーの充電状態を評価するように構成される。車はハイブリッド電気自動車であり得る。車がハイブリッド電気自動車である場合、補助バッテリーは任意の電気自動車モード中に使用され得る。
車の制御ユニットは、先に記載した方法の各ステップを実施するよう構成され得る。
【００４４】
本発明の範囲内で、本明細書、請求の範囲、及び又は、以下の詳細な説明及び図面、及び特にはその個別の特徴において、様相、実施形態、例、及び別態様における単独でのあるいは組み合わせにおいての種々の変更を成し得るものとする。１つの実施形態に関して記載される特徴は、その互換性がない限り、全ての実施形態に適用され得るものとする。
【発明の効果】
【００４５】
従来の問題を解消する車の電気システムの制御方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、ストップスタートシステムを搭載する車の電気システムの一部を表す略図である。
【図２】図２は、ハイブリッド電気自動車の電気システムの一部の略図である。
【図３】図３は、電気システムを制御するために使用できる制御ユニットのソフトウェアの高レベル機能性を示す略図である。
【図４】図４は、車の充電状態を判定する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図１及び図２は２つの異なる形式の車の電気システムの略図である。図１は、ストップスタートシステムを装備する従来型車の電気システム１１を示す。図２はハイブリッド車の電気システム２１を示す。従来型車及びハイブリッド車は何れも、スタータモータ１２、２２、主バッテリー１３、２３、エンジンマネジメントシステム、フロントガラスワイパー等１４、２４等の種々の負荷、補助バッテリー１５、２５を含み、それら全ては並列接続される。主バッテリー１３、２３には共に、バッテリー監視システム（ＢＭＳ）が設けられる。従来型車は、内燃機関作動時にシステムに電力を提供し得るオルタネータ１６を含み得る。ハイブリッド車は、電気モータ／発電機（図示せず）から電力を受けるＤＣ／ＤＣコンバータ２６と、高電圧バッテリー（図示せず）とを含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ２６はバッテリー２３、２５を充電する。各システムは、必要時に各コンポーネントを相互に絶縁させるために使用できる３つのスイッチＥＳ１、ＥＳ２、ＥＳ３をも含む。
【００４８】
従来型車及びハイブリッド車は類似の２バッテリー給電システムを備えるが、補助バッテリー１５、２５のスイッチＥＳ１、ＥＳ２、ＥＳ３の作用は非常に異なる。ハイブリッド車は燃費節減のためにエンジンを停止及び始動させ得るが、車を低速走行させるために好適な電気モーターも備える。更に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６は、ハイブリッド車の内燃機関停止中に電気的負荷２４をサポートできるがこれはオルタネータ１６では不可能である。
主及び補助の各バッテリー１３、２３、１５、２５は何れも代表的には１２Ｖ鉛電池である。
【００４９】
図３は、図１及び図２に示す電気システム１１、２１等の電気システムを制御するために使用可能な制御ユニット３１のソフトウェアの高レベルの機能性を示す略図である。制御ユニット３１は異なるシステム機能の全てを適正様式下に実行させるべく、電気システム１１、２１のネットワーク構成を動的に変更させる必要がある。
【００５０】
この目的を達成するために制御ユニット３１は、スイッチＥＳ１、ＥＳ２を操作できるコントローラ３２を含む。第３スイッチＥＳ３はコントローラ３２によっては直接制御されない。しかしながら、コントローラ３２は第３スイッチＥＳ３の操作を可能にするスタータモータの始動許可を与え得る。従って、コントローラ３２はスイッチＥＳ１及びＥＳ２を操作することで様々のコンポーネントを電気的ネットワークの内外に切り換え可能である。コントローラ３２には２つのソフトウェアルーチン、即ち、モードマネージャ３３及びスイッチコントロール３４が提供される。モードマネージャ３３及びスイッチコントロール３４は協動してスイッチＥＳ１、ＥＳ２、ＥＳ３の適正配置を選択する。
【００５１】
モードマネージャ３３及びスイッチコントロール３４は色々のソフトウェアサブ機能を含む。明瞭化の目的上、図３には２つのサブ機能例のみを示す。それらはストップスタートサブ機能３５及び障害マネージャサブ機能３６である。
各サブ機能は、内外のトリガーセットに従い生じた外部の操作要求により作用する。サブ機能用のトリガーは、センサデータ、より幅広い制御機能性において算出されたパラメータ、又は、コントローラ３２自体からのフィードバック信号等の種々の現実的変数であり得る。これら全てが共にサブ機能を実行可能かあるいは実行すべきかを判定する。
【００５２】
図１を参照するに、ストップスタートサブ機能３５の間に車が停止するとスイッチＥＳ１が閉鎖され、スイッチＥＳ２及びＥＳ３が開放され、かくして電気的負荷１４は尚、主バッテリー１３から電力を引き出せる。これは、ストップスタートサブ機能における停止は完全停止ではないため、車の様々の電気システムに引き続き給電する必要が有るためである。次いで、車が再始動準備状態になるとスイッチＥＳ２が閉鎖され、スイッチＥＳ１が開放され、かくして電気的負荷１４は補助バッテリー１５から電力を引き出せる。同時に、あるいはその直後にスイッチＥＳ３が閉鎖され、かくして主バッテリー１３はスタータモータ１２に給電して車のエンジンを再始動させ得る。
【００５３】
障害マネージャサブ機能３６は、車の障害検出時、特には電気システムの障害検出時にアクティブ化される。例えば、補助バッテリー１５、２５に深刻な障害が検出されると、障害マネージャサブ機能３６は、車の作動継続中に補助バッテリー１５、２５を多少とも使用することなくスイッチＥＳ２を開放させ、且つ、開放状態に維持させ得る。この状況下ではストップスタートあるいはハイブリッド機能は中断される。
その他多くのサブ機能が可能であり且つ必要であり得る。例えば、あるサブ機能が補助バッテリー１５、２５の充電状態をチェックするために提供され得る。同様に、あるサブ機能が主バッテリー１３、２３又は補助バッテリー１５、２５をオルタネータ１６又はＤＣ／ＤＣコンバータ２６から充電させるために提供され得る。
【００５４】
図１及び図２を参照するに、車にはその停止時に機能するオフモードが提供され得る。オフモードが開始されるとオフサブ機能がコントローラ３２内で作動する。オフサブ機能が作動すると停止プロセスの一部としてスイッチＥＳ１及びＥＳ２が開放される。各図に例示したダイオードが必要に応じてゼロ入力電流流れ用のルートを提供する。代表的にはオフモードでは、スイッチの設計に従い、車が停止するとスイッチを制御する電力が失われてスイッチが自動的に開放する。
【００５５】
しかしながら、エンジン及び殆どの車のシステムが尚、停止している間、ドライバーは車内のラジオ等のシステムを使用したい場合があり得る。従って、アクセサリモードが提供される。アクセサリモードではアクセサリサブ機能が作動し、スイッチＥＳ２が開放している間、スイッチＥＳ１は閉鎖される。次いで、ラジオ等の装置が作動し得るよう、主バッテリーからスイッチＥＳ１を介して電気的負荷に電力が供給される。
図２を参照するに、ハイブリッド車ではイグニションを作動して車を始動させる場合は異なるイグニションモードを選択できる。第１イグニションモードでは車は図１に例示する車におけると同一様式で始動される。
【００５６】
あるいは車を、車輪に電気モータのトルクが提供される電気自動車（ＥＶ）モードで始動させ得る。更に、車が既に移動している場合はクラッチが繋がれ、エンジンが車の運動量により“押し”掛け始動される第２イグニションモードを使用できる。第２イグニションモードでは第２イグニションサブ機能が作動し、スイッチＥＳ１の閉鎖及びスイッチＥＳ２の開放が保証される。このモードではＤＣ／ＤＣコンバータ２６は、電気的負荷２４に提供される電力のみならず、主バッテリー２３を充電させる電力を提供し得る。車速が十分速くない、あるいは何らかの理由で“押し掛け”できない場合はスタータモータを使用してエンジンをクランクさせる。これは、スイッチＥＳ１を開放し、スイッチＥＳ２を閉じ、後者により補助バッテリーから電気的負荷に電流を流すことで実施される。この間、ＤＣ／ＤＣコンバータもまた電気的負荷をサポートする。
【００５７】
低気温時で、内燃機関を始動させるためにより多くの電流が必要である場合に有益であり得る第３イグニションモードでは、エンジン始動時に２つのバッテリーからスタータモータに電流が流れるよう、スイッチＥＳ１及びＥＳ２が共に閉鎖され得る。第３イグニションモードの使用が想定される車には、代表的には、エンジン始動補助での使用を想定した大型の補助バッテリーが搭載される。
【００５８】
イグニションが完了するとハイブリッド車は、第１エンジン作動サブ機能が作動され、且つ、スイッチＥＳ１の閉鎖及びスイッチＥＳ２の開放が保証される第１エンジン作動モードに入り得る。従って、車の電気的負荷２４は主バッテリー１及びＤＣ／ＤＣコンバータ２６から給電され、他方、補助バッテリー２５はその完全充電状態に維持され且つ使用準備状態にあることが保証されるよう絶縁状態に維持される。
補助バッテリー２５への充電が必要であると判定されるとハイブリッド車は、第２エンジン作動サブ機能が作動され、且つ、スイッチＥＳ２の閉鎖及びスイッチＥＳ１の閉鎖が保証される第２エンジン作動モードに入り得る。次いで、ＤＣ／ＤＣコンバータが作動して補助バッテリー２５を充電し、且つ、電気的負荷２４に電力を提供する。
【００５９】
モードマネージャ３３と称するソフトウェアが、使用するサブ機能を判定するサブ機能の作動を管理する。各サブ機能を使用する時間長は、優先度のより高いサブ機能の割り込みに依存してサブ機能自体が判定する。対照的に、スイッチ制御は非常に簡単なソフトウェアである。その唯一のジョブはスイッチＥＳ１及びＥＳ２のみならずスイッチＥＳ３を間接的に作動させて所望の制御ターゲットを出力することである。制御ターゲットは、タスク特定的なものであり、且つ、その実行はモードマネージャによる実行許可に依存する。
【００６０】
異なるサブ機能はスイッチＥＳ１、ＥＳ２及びＥＳ３の異なる構成を要求することから、サブ機能に対する要求が衝突する恐れがある。従って、１つ以上のサブ機能が要求された場合、モードマネージャ３３は実行させるサブ機能を判定する必要があり得る。
【００６１】
例えば、システムがストップスタート機能を実行中にバッテリー障害が検出され、障害マネージャサブ機能３６の要求がトリガーされた場合は障害マネージャサブ機能３６の優先度が高くなる。この優先度は、システムのコンポーネントの損傷が防止されるようにシステムを設定し、他方、車の安全な走行を尚可能にするためのものである。しかしながら、ストップスタート機能が既に実行されているため、コントローラ３２は車の作動を妨害せずにサブ機能を変更できるようになるまで待機する必要がある。
【００６２】
モードマネージャ３３は各サブ機能に割り当てられた優先度を用いて異なるサブ機能を処理する。サブ機能の優先度はプリセットされる。次いで、サブ機能はその優先度に従うトークンを発行する。トークンはこのサブ機能の作動に対する許可を表し、且つ、スイッチＥＳ１及びＥＳ２及び間接的にはスイッチＥＳ３の配置を指示する。サブ機能は、別の、優先度がもっと高いサブ機能が介入しない限り、そのサブ機能が容易化を意図するタスクが完了するまで作動する。
【００６３】
モードマネージャ３３は、各サブ機能の優先度の少なくとも一部を判定する優先度表を含む。この優先度表は、車の１２Ｖバッテリー、電気的負荷、及び、オルタネータ、又は、ＤＣ／ＤＣコンバータ間の電気的流れの制御に関する可能な全てのサブ機能が記載され、且つ、それらサブ機能に優先度を割り当てるものである。
サブ機能に対するトークンは取り消し、あるいは再割り当てされ得る。例えば、優先度が十分高いサブ機能に対するトリガーが生じた場合、モードマネージャ３３は現在実行中のサブ機能を中断させ、優先度の高いこのサブ機能に即時使用のためのトークンを割り当て得る。例えば、深刻な障害に際しては障害マネージャサブ機能３６が即時使用トークンが与えられるに十分高い優先度で要求され得、作動中の、オルタネータ１６又はＤＣ／ＤＣコンバータ２６から主バッテリー１３、２３に充電させるためのサブ機能等の他のサブ機能が中断され得る。
【００６４】
代表的には、それが妥等であれば最大優先度の機能が即時実行される。そうでない場合、最大優先度の機能の実行は作動モード変更が安全になるまで待機する。
以下の表１は、ハイブリッド車における本発明の１実施形態に従うサブ機能セット及び、その優先度を示す一例である。従って表１は、本発明の１実施形態において使用可能のものとしてのデータベースの一部である。表示されるサブ機能セットは部分セットであるに過ぎず、代表的には車をうまく作動させるために更に多くのサブ機能が必要とされ得る。
【００６５】
【表１】
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【００６６】
“較正可能”と表された各欄における値とは、種々のサブ機能の名称であり、それらのサブ機能に対する記載は“説明”と表記した欄に提供される。各サブ機能の優先度は“値”欄に示され、数値が小さいほど優先度は高い。従って、外気温が所定最低温度以下の時にエンジンクランク要求を受けた場合に実行されるサブ機能であるＣｏｌｄＣｌｉｍＦｃｎＦｌｇ  Ｐｔの優先度は１である。従って、ＣｏｌｄＣｌｉｍＦｃｎＦｌｇ  Ｐｔは任意のサブ機能における最大優先度を有し、要求時には常に実行される。サブ機能のこの特性上、ＣｏｌｄＣｌｉｍＦｃｎＦｌｇ  Ｐｔは車が停止状態から始動状態とされる場合においてのみ、実際に作動される。
【００６７】
ＤｆａｌｔＰｏｓｔｎ  Ｐｔはデフォルトのスイッチ位置である。ＥＶＭｏｄｅＦｌｇ  Ｐｔは、車の内燃機関が停止され、電気モーターが車輪にトルクを提供するＥＶモード作動時に使用される。ＤｆａｌｔＰｏｓｔｎ  Ｐｔ作動時にＥＶＭｏｄｅＦｌｇ  Ｐｔに対する要求を受けるとＥＶＭｏｄｅＦｌｇ  Ｐｔが即時実行される。同様に、ＥＶＭｏｄｅＦｌｇ  Ｐｔ作動中に補助バッテリーを充電させるために使用するＢａｔｔ２ＣｈｒｇＦｌｇ  Ｐｔに対する要求を受けると、Ｂａｔｔ２ＣｈｒｇＦｌｇ  Ｐｔ作動により補助バッテリーが充電され得るようＥＶＭｏｄｅＦｌｇ  Ｐｔが中断される。モード切り換えに先立ちエンジンの再クランクが要求され得、エンジン作動が検出されるとモードが切り換えられる。
【００６８】
現代の車の電気システムは一般に非常に複雑である。この複雑化は新規機能の導入に従い増大され、ルールや規則がより厳しくなる傾向がある。各サブ機能を単一エンティティーとして扱うことで機能数を増やすあるいは相互に関する優先度を変更させることさえ非常に容易化される。コントローラ３２は、新規のサブ機能に優先度表で優先度が割り当てられ、且つ、任意のその他の関連情報がモードマネージャ３３に対して提供される限り、この新規のサブ機能を容易に考慮できる。このような変更容易性により、コントローラ３２の挙動を最適化する調整も容易化される。
【００６９】
図４には特定のサブ機能の実施状況のフローチャートが示される。
代表的には、従来型車のバッテリーは、バッテリー温度、バッテリー電圧、及びバッテリー電流を測定するバッテリー監視システム（ＢＭＳ）から取得する信号を介してその状況が監視される。この情報からＢＭＳはバッテリーの充電状態（ＳＯＣ）を導出し、かくしてバッテリーは必要に応じて充電され得る。
【００７０】
２バッテリーを備える車の場合、補助バッテリーはその適正使用上、その属性についても測定する必要がある。詳しくは、補助バッテリーの性能(及び、再クランク中に補助バッテリーに依存する任意のシステムの性能)は補助バッテリーのＳＯＣに依存する。この理由から、補助バッテリーに装着した他のＢＭＳモジュールを用いてＳＯＣを判定できる。しかしながら、ＢＭＳモジュールは高価であり、追加装着する場合は製造コストが増加する。従って、補助的なＢＭＳモジュールを使用せずに補助バッテリーＳＯＣの評価を実現できればコスト節減になり得る。
【００７１】
補助バッテリー１５、２５を長期間休止させた後、バッテリーの端子間電圧を測定することでそのＳＯＣを評価できる。従って、車を８時間に渡り停止させた場合、補助バッテリー１５、２５のＳＯＣを簡単な電圧測定により直接計測できる。これはパッシブテストとして既知である。
しかしながら、パッシブテストはバッテリーを最近充放電した場合は、この充放電により電解質が拡散するせいで充電表示電圧の信頼性が損なわれるため、役立たない。従って、車の停止時間がバッテリー端子位置の測定電圧を使用してＳＯＣを評価するには短すぎる場合は他の方法を用いるべきである。
【００７２】
ある方法では補助バッテリーの電圧ではなくむしろ電流を用いてその充電状態を評価する。これはアクティブテストとして既知である。
従って、図４には補助バッテリー１５のＳＯＣを評価するための、図１に示す如き車のパワーマネジメントシステムで使用するべきプロセスであるところの、アクティブテストを表わすフローチャートが示される（図２に関しても同じ方策を用い得るが、以下の記載は特に断わりの無い限り図１に対してのみ参照されるものとする)。
ステップＳ１で、パワーマネジメントシステムが前記テストが必要であると判定して前記テストを実行する要求を出す。この要求はパワーマネジメントシステム内の、スイッチＥＳ１及びＥＳ２の配置を、従って、車がアクティブテストを実施するための適正状態に設定され得るかを制御するコントローラユニットに対して出される。ステップＳ２で、コントローラユニットがアクティブテスト実行条件が有効であるかをチェックする。条件が有効であればアクティブテストが実施される。ステップＳ３及びＳ４でトークンが発行される。トークンはアクティブテスト実施に対する許可を表わす。
【００７３】
次いで、オルタネータ１６が、オルタネータ内の磁界に対する励磁電流を最小化することにより、常態で１〜２アンペアの電流を提供する最小出力にセットされる。フローチャートには記載されないが、本ステップは、補助バッテリー１５の充電測定の信頼性を高める傾向のある、バッテリーからのその後の電流流れ増加をもたらすことから有益である。ステップＳ５でスイッチＥＳ１が閉鎖され、スイッチＥＳ２が開放される。この構成では主バッテリー１３が電気的負荷１４用の全電力を提供する。スイッチの操作後に電流が突然変化されるため、パワーマネジメントシステムは５秒間待機する（ステップＳ６）。次いでパワーマネジメントシステムはＢＭＳを使用して、このステージで主バッテリー１３が発生する電流ｌＢ１を測定する。この測定値はｌＢ１，０として記録される。
ステップＳ７でスイッチＥＳ２が閉鎖され、主バッテリー１３及び補助バッテリー１５が共に負荷１４に結合される。パワーマネジメントシステムは再度５秒間待機した後（ステップＳ８）、ｌＢ１を再測定する。この測定値はｌＢ１，１として記録される。
【００７４】
補助バッテリーによる電流貢献ｌＢ２は以下の式の如く計算され得る。
ｌＢ２＝ｌＢ１，０−ｌＢ１，１
ｌＢ２が負である場合は、主バッテリー１３からの電流流れが補助バッテリー１５の連結により低下したことを表す。この場合、補助バッテリー１５は負荷に対し有益に貢献するために十分高い容量を有する。
ｌＢ２が正であると、主バッテリー１３からの電流流れが補助バッテリー１５の連結により増加したことを表す。この場合は補助バッテリー１５は負荷に対し有益に貢献するために十分高い容量を有さない。
【００７５】
例えば、ステップＳ５及びＳ６では、ｌＬＯＡＤ（負荷による電流流れ）が４０Ａであり、ｌＧＥＮ（オルタネータによる電流）が０ＡであるとｌＢ１，０＝−４０Ａである。次いでスイッチＥＳ２が閉鎖されるとｌＢ１は補助バッテリーの充電状態に依存する。ｌＢ１が−４０Ａから−６０Ａに降下するとｌＢ２＝−４０Ａ−（−６０Ａ）＝２０Ａとなり、これは補助バッテリーに主バッテリーから電流が流れて充電されていることを示す。あるいは、ｌＢ１が−４０Ａから−２０Ａに上昇するとｌＢ２＝−４０Ａ−（−２０Ａ）＝−２０Ａとなり、これは補助バッテリーが放電していることを示す。このように、ｌＢ２は補助バッテリー１５のＳＯＣのみならず、主バッテリーのＳＯＣに関連する。
【００７６】
しかしながら、ｌＢ２は主バッテリー１３のＳＯＣに依存しても変化する。従って、パワーマネジメントシステムはステップＳ９で、主及び補助の各バッテリー１３、１５による電流貢献率を算出する。これにより電流貢献率ＣＣｒｔが与えられ、ＣＣｒｔはＣＣｒｔ＝ｌＢ１，１／ｌＢ２として定義される。
次いでステップＳ１０で、パワーマネジメントシステムは電流貢献率ＣＣｒｔを閾値率Ｃｔと比較する。電流貢献率ＣＣｒｔが閾値率Ｃｔ以上あるいは等しい場合は補助バッテリー１５の充電状態が低すぎることを表す。電流貢献率ＣＣｒｔが閾値率Ｃｔ以下あるいは等しい場合は補助バッテリー１５の充電状態が適正であることを表す。
閾値率Ｃｔの値は主バッテリー１３のサイズ及び補助バッテリー１５のサイズに依存する。しかしながら、それらは固定変数であって、車の設計及びパワーマネジメントシステムの較正時に考慮され得る。更に問題なことに、閾値率Ｃｔの理想値もまた、主及び補助の各バッテリー１３、１５の温度に依存する。詳しくは、各バッテリーの内部抵抗は電解質温度が低下するに従い増大する。従って、電流貢献率ＣＣｒｔは両バッテリーの充電状態及び温度に関連する。この場合、閾値率Ｃｔは各バッテリー１３、１５の温度に関して可変である。
【００７７】
ＢＭＳは主バッテリー用の温度を提供し得る。補助バッテリーの温度は専用温度センサから提供され得るか、または車に関するその他の既知のファクタから参照され得る。
例えば、図１に示す実施形態では補助バッテリー１５は車のボンネットの下で主バッテリー１３の隣に位置付け得る。この場合、主バッテリー１３の温度は補助バッテリー１５の温度に対する評価値として作用する。車の他の設計では、例えば、周囲温度、車におけるバッテリーの場所、車の作動時間に基づく更に複雑な計算をする必要があり得る。
【００７８】
２つの温度が判定されると、バッテリー用の閾値率Ｃｔに対する温度を主バッテリー１３及び補助バッテリー１５の既知の特性に関連付けするマップを用いて閾値率Ｃｔ用の適正値を判定できる。
図１にその１つを示すような電気システムの負荷１４は経時変化を受ける。例えば、パワーマネジメントシステムが図４に示すプロセスを実施する間、ドライバーは、何れも負荷を大きく変化させ得るシートヒーターあるいは前後のウィンドウヒーターを作動させ得る。
【００７９】
このエラー源を考慮するため、パワーマネジメントシステムはチェックを数回行う。図示するように、パワーマネジメントシステムは図４のステップＳ１１及びＳ１２で、アクティブテスト実施の都度、電流貢献率ＣＣｒｔ＜閾値率Ｃｔであればカウンタの高ＳＯＣ２を増加させ、電流貢献率ＣＣｒｔ≧閾値率Ｃｔであればカウンタの低ＳＯＣ２を増加させる。
高ＳＯＣ２が閾値最大高ＳＯＣ２に達する（ステップＳ１３）ことは、バッテリーが十分に充電された（ステップＳ１４）ことの表示であるとみなされる。この例では目標ＳＯＣは８０％充電、最大高ＳＯＣ２は３である。従って、パワーマネジメントシステムは、補助バッテリー１５が少なくとも８０％充電されたことを表す３つの累積結果を受け取ると補助バッテリー１５は充電され、且つ、使用準備状態にあるとみなす。
【００８０】
同様に、低ＳＯＣ２が閾値最大低ＳＯＣ２に達する（ステップＳ１５）ことは、バッテリーが十分に充電されていない（ステップＳ１６）ことの表示であるとみなされる。この例では最大低ＳＯＣ２は３である。従って、パワーマネジメントシステムは補助バッテリー１５の充電状態が８０％未満であることを表す３つの累積結果を受け取ると、補助バッテリー１５を充電する必要があるとみなす。補助バッテリーを充電するためにオルタネータ１６が再アクティブ化され、補助バッテリー１５に接続される。
【００８１】
パワーマネジメントシステムは、電流貢献率ＣＣｒｔを測定する（ステップＳ１１及びＳ１２）都度、カウンターの作動ＳＯＣ２をも増加させる。作動ＳＯＣ２が閾値最大作動ＳＯＣ２を越えるのは、バッテリーが十分に充電されていない（ステップＳ１７）ことの表示であるとみなされる。
アクティブテスト中、パワーマネジメントシステムは車のその他システムにおいてアクティブ化されるものを監視する。電気的負荷１４が主及び補助の各バッテリー１３、１５が安全に給電可能なそれ以上に高まるとパワーマネジメントシステムはアクティブテストを中断させ、オルタネータ１６を再アクティブ化させる。
【００８２】
パワーマネジメントシステムは、アクティブテスト中に主バッテリー１３の充電状態をも監視する。主バッテリー１３の充電状態が安全閾値以下に低下するとアクティブテストが中断され、オルタネータで電気的負荷をサポートさせる。次いで、主バッテリー１３の充電状態が再度高くなるとアクティブテストを再初期化させる。
図２を参照するに、先に記載した方法を使用して本図では補助バッテリー２５が監視され得る。唯一の相違点は、オルタネータ１６ではなくむしろデューティーサイクルによりＤＣ／ＤＣコンバータ２６が停止されることである。
【００８３】
車のパワーマネジメントシステムは、数多くの理由で補助バッテリー１５、２５におけるＳＯＣのチェックを開始できる。例えば、パワーマネジメントシステムは、最後のＳＯＣチェックからの所定経過時間後にＳＯＣチェックを実行するように構成され得る。またパワーマネジメントシステムは、補助バッテリー１５、２５が充電サイクルを受けた直後にＳＯＣチェックを実行するように構成され得る。このようにして、パワーマネジメントシステムは補助バッテリー１５、２５が成功裡に充電されたことを確認できる。
【００８４】
充電サイクル後にＳＯＣチェックを実行する場合で、且つ、補助バッテリー１５、２５が充電すべきでないことが分かった場合、パワーマネジメントシステムはこれを充電失敗事象として記録し、２回目の充電サイクルを開始させる。これは、充電サイクル中の電気的負荷１４、２４が高いため、補助バッテリー１５、２５の有効充電を妨げるに十分な電流がこれらの電気的負荷に流れる場合に生じ得る。しかしながら、充電失敗サイクルは、特に充電失敗サイクルが何度か続く場合は補助バッテリーが点検あるいは交換する必要があることをも表示し得る。この目的上、パワーマネジメントシステムは車の点検時に使用するための失敗及び成功の各充電事象のログを保持する。充電失敗事象数が最小閾値を超えるとドライバーに補助バッテリー１５、２５のチェックを勧めるメッセージが表示される。
【００８５】
代表的には、パワーマネジメントシステムが補助バッテリー１５、２５のＳＯＣを正確に評価できることを保証するために特定の最小電気的負荷１４、２４が必要である。その場合、電気的負荷が小さすぎるとパワーマネジメントシステムは電気的負荷が所定最小値以上になるまでＳＯＣの評価を遅延させ得る。他の実施形態では、電気的負荷が小さすぎる場合はパワーマネジメントシステムはアクティブテストサイクル中に電気的負荷１４、２４を高めるために別の電力消費システムをアクティブ化させ得る。しかしながらこれは補助バッテリー１５、２５のＳＯＣを正確に評価するために必要な電気的負荷は、代表的にはエンジンのベース負荷、つまり、作動中のエンジンが発生可能な最小負荷に近いものであることから一般的なものではない。
【００８６】
パワーマネジメントシステムは、車が十分長い時間長、代表的には８時間に渡り停止されている場合は補助バッテリー１５、２５の充電状態の評価の補正を実行できる。補正を実施するため、パワーマネジメントシステムは補助バッテリー１５、２５の端子間電圧を測定することでパッシブテストを実施する。次いでパワーマネジメントシステムは、パッシブテストの結果を最後のアクティブテストの結果と比較し、仮に不一致があればパッシブテストの結果を使用する。
【００８７】
更に他の実施形態ではパワーマネジメントシステムは、車が十分長い時間長停止されている場合は較正チェックを実施できる。較正チェックを実施するために、パワーマネジメントシステムは先ず、補助バッテリー１５、２５の端子間電圧を測定することによりパッシブテストを実施する。次いでパワーマネジメントシステムは、各バッテリーを先に記載した如く分離及び結合することによるアクティブテストを実施する。アクティブテスト中の放電によりその結果が破棄されないよう、先ずパッシブテストを実施する。次いで、パワーマネジメントシステムは２つのテスト結果を比較し、パッシブテストの結果に従いアクティブテストを較正する。
この場合、パワーマネジメントシステムは、主及び補助の各バッテリー１３、２３、１５、２５のエージングに従う特性変化に適合できる。
【００８８】
本明細書の説明及び請求の範囲を通して、“含む”及び“収納する”及びそれらの派生語は、“含むがこれに限定されない”ことを意味するものであって、その他部分、成分、コンポーネント、整数、あるいはステップを除外しようとするものではない。
本明細書の説明及び請求の範囲を通して、文脈上他の意味に解釈する必要がある場合を除き、単数形は複数形を包含するものとする。詳しくは、不定冠詞が用いられる場合、文脈上他の意味に解釈する必要がある場合を除き、明細書における単数形は複数形を包含するものとする。
本発明の特定の様相、実施形態あるいは例に関連して記載される特徴、整数、特性、配合物、化学成分あるいは群は、それらとの非互換性を有さない限り、ここに記載した任意のその他様相、実施形態あるいは例に適用し得るものとする。
【符号の説明】
【００８９】
１  主バッテリー
１１  電気システム
１２  スタータモータ
１３  主バッテリー
１４、２４  電気的負荷
１５、２５  補助バッテリー
１６  オルタネータ
２１  電気システム
２３  主バッテリー
２６  ＤＣ／ＤＣコンバータ
３１  制御ユニット
３２  コントローラ
３３  モードマネージャ
３４  スイッチコントロール
３５  ストップスタートサブ機能
３５、３６  障害マネージャサブ機能
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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