(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複式電池システムにおける少なくとも１つの始動電池を充電するために使用される最終充電継続期間、すなわち電池を充電するために使用される実際の時間、を決定するための方法であって、前記複式電池システムは：
始動モータおよび電池充電装置を含む電気システムに接続された少なくとも１つの電力電池と、
前記少なくとも１つの電力電池と並列接続可能な少なくとも１つの始動電池とを含み、
前記少なくとも１つの始動電池の温度と、起動された際の始動モータの挙動の測定とに基づいて初期充電継続期間、すなわち１つまたは複数の電池を充電するのに十分であると最初に信じられる時間間隔、を決定し、
前記少なくとも１つの始動電池の充電中に、前記初期充電継続期間と、前記少なくとも１つの始動電池を充電するために使用される公称充電電圧と実際の充電電圧との間の関係に基づいて前記最終充電継続期間を決定するステップを特徴とする方法において、前記最終充電継続期間が：
最初に残存充電継続期間を前記初期充電継続期間に等しい値に設定し、
前記最終充電継続期間に対応する時間の間に、前記残存充電継続期間の残りが零時間単位になるまで、前記残存充電継続期間の少なくとも１回の削減を実行し、ここで前記少なくとも１回の削減の各々１つは、前記実際の充電電圧と前記公称充電電圧間の差に関係し、前記差が比較的小さな場合は削減が比較的大きく、また前記差が比較的大きな場合は削減が比較的小さくなるように決定される、前記方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記最終充電継続期間の決定が前記少なくとも１つの始動電池の温度にも基づいている、前記方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、削減が、前回削減から前記少なくとも１つの始動電池を充電するために消費された実際の時間ｔａに定数ｋを乗じた、ｔｒ＝ｋ＊ｔａに等しい削減時間ｔｒに相当し、ここで前記定数ｋが前記実際の充電電圧と前記公称充電電圧間の前記差に基づいて決定される、前記方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法において、前記定数ｋが下記のグループ内の任意の値：
前記差が前記公称充電電圧の０％から２％の場合、３から６．５の値、
前記差が前記公称充電電圧の４％から１０％の場合、０．５から２．５の値、を取る前記方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法において、前記定数ｋが下記のグループ内の任意の値：
前記差が前記公称充電電圧の０％の場合、６の値、
前記差が前記公称充電電圧の２％の場合、３．５の値、
前記差が前記公称充電電圧の４％の場合、２の値、
前記差が前記公称充電電圧の１０％の場合、１の値を取る、前記方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つに記載の方法において、前記残存充電継続期間の少なくとも２つの削減が実施され、ここで各々の削減に対して、実際の充電電圧が決定され削減の大きさを決定するために使用される、前記方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法において、前記連続する２つの削減が時間的に１秒から１５秒の間、間隔を空けられている、前記方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１つに記載の方法において、
前記少なくとも１つの始動電池に対して、最長充電継続期間が電池温度に基づいて決定され、
削減が前記最長充電継続期間に基づき、ある時点で前記最長充電継続期間に達する場合、前記削減が前記残存充電継続期間を零時間単位に相当する値まで短縮するように行われる、前記方法。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１つに記載の方法において、
前記少なくとも１つの始動電池に対して、最短充電継続期間が電池温度に基づいて決定され、
削減が前記最短充電継続期間に基づき、ある時点で前記最短充電継続期間に達しない場合、前記削減が前記残存充電継続期間を零より大きな時間単位に相当する値まで短縮するように行われる、前記方法
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１つに記載の方法において、前記公称充電電圧が前記少なくとも１つの始動電池の電池温度に基づいて決定される、前記方法。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の方法において、前記始動モータの前記挙動の前記測定が、前記少なくとも１つの始動電池の前記温度に関係して決定される、前記方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法において、前記挙動が前記始動モータで実行されるクランク回転に基づいて決定され、ここで前記クランク回転の回転速度および前記クランク回転で使用された時間が考慮される、前記方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１つに記載の方法において、前記少なくとも１つの始動電池の前記温度が、前記温度を測定することにより、または前記温度を電池モデルに基づいて推定することにより決定される、前記方法。
【請求項１４】
複式電池システムにおける少なくとも１つの始動電池を充電するための方法であって、前記複式電池システムは：
始動モータおよび電池充電装置を含む電気システムに接続された少なくとも１つの電力電池と、
前記少なくとも１つの電力電池と、双極遮断器により並列接続可能な少なくとも１つの始動電池とを含み、
請求項１乃至１３のいずれか１つに記載の方法を用いて少なくとも１つの始動電池へ充電するために使用される初期充電継続期間を決定し、
前記少なくとも１つの始動電池の充電中に、前記最終充電継続期間が終了した時点で少なくとも１つの始動電池を前記電池充電装置から切断する、
ステップを特徴とする、前記方法。
【請求項１５】
コンピュータ内で実行する際に、コンピュータに対して請求項１乃至１４に記載のいずれかに依る方法を実行せしめるコード手段を特徴とするコンピュータ・プログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のコンピュータ・プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１７】
複式電池システムにおける少なくとも１つの始動電池を充電するために使用される最終充電継続期間、すなわち電池を充電するために使用される実際の時間、を決定するための装置であって、前記複式電池システムは：
始動モータおよび電池充電装置を含む電気システムに接続された少なくとも１つの電力電池と、
前記少なくとも１つの電力電池と並列接続可能な少なくとも１つの始動電池とを含み、
前記装置は、
前記少なくとも１つの始動電池の温度と、起動された際の始動モータの挙動の測定とに基づいて初期充電継続期間、すなわち１つまたは複数の電池を充電するのに十分であると最初に信じられる時間間隔、を決定するための手段と、
前記少なくとも１つの始動電池の充電中に、前記少なくとも１つの始動電池を充電するのに用いられる最終充電継続期間を決定する手段とを含み、
該決定が、前記初期充電継続期間と、前記少なくとも１つの始動電池を充電するために使用される公称充電電圧と実際の充電電圧との間の関係に基づいていることを特徴とする、前記装置。
【請求項１８】
複式電池システム内の少なくとも１つの始動電池を充電するためのシステムであって、前記複式電池システムは：
始動モータおよび電池充電装置を含む電気システムに接続された少なくとも１つの電力電池と、
前記少なくとも１つの電力電池と、双極遮断器により並列接続可能な少なくとも１つの始動電池とを含み、
特許請求項１７記載の装置と
少なくとも１つの始動電池の充電中に、前記最終充電継続期間が終了した時点で少なくとも１つの始動電池を前記電池充電装置から切断するように構成された切断装置を含むことを特徴とする、前記システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は最終充電継続期間を決定するための方法に関し、特許請求項１の前提部分で定義されている、複式電池システム内の少なくとも１つの始動電池を充電するために使用されるものである。
【０００２】
本発明はまた、特許請求項１６の前提部分で定義されている方法のステップを実行するためのコンピュータ・プログラムにも関する。
【０００３】
本発明はまた、最終充電継続期間を決定するための構成にも関し、特許請求項１８の前提部分で定義されている、複式電池システム内の少なくとも１つの始動電池を充電するために使用されるものである。
【背景技術】
【０００４】
乗用車、トラック、トラクタ等の自動車、同様に船、ボート等の船舶では、自動車または船舶を駆動するための原動機およびエンジンが使用されている。これらの原動機を始動する際、通常は電動式始動モータが原動機のクランクを回すために使用され、始動モータで駆動されることなく原動機が自身で運転するまで使用される。
【０００５】
図１は、例えば自動車または船舶用の従来型電池システムを概要的に示しており、この中で少なくとも１つの始動、着火および点火（ＳＬＩ：Ｓｔａｒｔｉｎｇ，Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｉｇｎｉｔｉｏｎ）電池１２０が、電気システム１１０に直流電流（ＤＣ：Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）電圧を提供するために使用されており、ここで電気システム１１０は始動モータ、発電機およびＤＣ電流を消費する多数のその他の電気機器を含む。これらの電気機器は例えば、マイクロプロセッサ、運転室内暖房システム、ライト、音響システム、およびビデオ・システムを含む。これらの機器の中には原動機が運転中でないときにも使用されるものがあり、従って少なくとも１つのＳＬＩ電池１２０からのＤＣ電圧で駆動される。ここでＳＬＩ電池１２０は一般的に２つの機能を有し、１つの機能は始動モータを駆動して原動機を始動させること、そしてもう一つの機能は原動機が停止している時に電気機器に電気を供給することである。
【０００６】
従って、少なくとも１つのＳＬＩ電池１２０はこれら２つの機能の両方に十分な電力を供給出来なければならない。故に、従来型電池システムの少なくとも１つのＳＬＩ電池１２０は、高出力と良好な繰り返し能力の両方を持たなければならない。高出力がＳＬＩ電池に必要なのは始動モータを駆動出来なければならないからである。繰り返し能力、例えばそれが多数回消費され再充電出来ること、が必要なのは原動機が停止時に電気機器を使用するためである。通常、高出力能力と良好な繰り返し能力は電池にとって相矛盾する特性である。従って、図１で使用される従来型電池システムでは、これら２つの特性間での妥協を見い出されなければならず、ＳＬＩ電池がこれらの特性の両方で使用できるようになされている。少なくとも１つのＳＬＩ電池１２０は、従って通常これら２つの特性の間でバランスを取る電池を提供するように設計されている。しかしながら、両方の特性に対して最適化されていないので、少なくとも１つのＳＬＩ電池１２０を中途半端に使用することになる。
【０００７】
図２は従来技術の電池システムを示し、少なくとも１つの電力電池２２０と少なくとも１つの始動電池２３０を有し、各々は異なる目的で電力を提供している。ここで少なくとも１つの電力電池２２０は、原動機停止時にＤＣ電圧を電気機器、例えばライト２１１および暖房システム２１２に供給するために使用される。少なくとも１つの始動電池２３０は始動モータ２１３に電力を供給する。発電機２１４は電池を充電するために使用される。エンジン管理システム（ＥＭＳ：Ｅｎｇｉｎｅ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）２１５は始動モータ２１３を制御する。相互接続装置２１６は、両方の電池が発電機２１４で充電できるようにするために必要である。
【０００８】
しかしながら、図２に示すシステムは、ＥＭＳ２１５を通して始動電池２３０を放電する零入力電流の欠点を有する。また、相互接続装置２１６はしばしばダイオードで実現されており、その様な場合、電力電池２２０からの電力は始動モータ２１３を起動するためには使用できない。
【０００９】
図３は複式電池システム３００を概要的に示しており、この中で少なくとも１つの電力電池３２０が電気システム３１０に接続されている。電気システムは始動モータ３１３および発電機３１４を含む電池充電装置を含む。先に述べたように、電気システムはまた原動機が停止時に使用される、例えば運転室暖房３１２、ライト３１１等も含む。
【００１０】
また、電気システム３１０は、始動モータ３１３を制御するＥＭＳ３１５を含む。複式電池システム３００において、少なくとも１つの始動電池３３０が、少なくとも１つの電力電池３２０と、双極遮断器３５０を介して並列接続可能である。従って双極遮断器３５０が閉じられているとき、少なくとも１つの始動電池３３０および少なくとも１つの電力電池３２０は並列接続されて、互いに複式システム電圧を電気システム３１０に供給する。双極遮断器３５０が開かれている時は、少なくとも１つの電力電池３２０が単独で電力を電気システムに供給する。従って、双極遮断器３５０は、電気システムへ供給される電力を、始動モータ３１３が駆動される際に少なくとも１つの始動電池３３０から追加電力を供給できる形で制御している。
【００１１】
複式電池システム３００において、少なくとも１つの電力電池３２０は本質的に電気システム３１０内の電気機器に電力を供給するためのみに使用され、これは原動機が停止時に使用される。従って、少なくとも１つの電力電池３２０は繰り返し能力に関して最適化できる。これに対して、少なくとも１つの始動電池３３０は始動電力特性に関して最適化できる。従って、更に最適化された電池システムが実現できる。
【００１２】
また、少なくとも１つの電力電池３２０および少なくとも１つの始動電池３３０を充電する際、双極遮断器３５０を使用して、少なくとも１つの始動電池３３０を充電装置に接続および／または切断できる。ここで充電装置は発電機３１４を含む。
【００１３】
従来技術の電池システムはその電池に対する非最適充電と言う一般的な問題を抱えており、これは電池の有効寿命を短め、これは経済的および環境上の欠点を有している。特に、少なくとも１つの始動電池に対する過充電は少なくとも１つの始動電池の腐食および水の損失を引き起こすが、それは従来技術の充電方法が劣っている結果であり、少なくとも１つの始動電池の有効寿命を短くしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の１つの目的は、先に述べた問題を解決する、最終充電継続期間を決定するための方法、コンピュータ・プログラムおよび最終充電期間決定装置を提供することである。
【００１５】
従って、本発明の目的は、複式電池システム内で少なくとも１つの始動電池を充電する際に用いられる最終充電継続期間を決定する方法を提供することであり、これは結果として少なくとも１つの始動電池の有効寿命を引き延ばすか、または少なくとも不必要に短くすることは無い。
【００１６】
この目的は、請求項１の特徴記載部分に基づく複式電池システム内の少なくとも１つの始動電池を充電するために使用される、最終充電継続期間を決定するための方法により実現される。
【００１７】
この目的はまた、請求項１８の特徴記載部分に基づく複式電池システム内の少なくとも１つの始動電池を充電するために使用される、最終充電継続期間を決定するために構成された装置により実現できる。
【００１８】
この目的はまた、本発明の方法を実行するコンピュータ・プログラムにより実現できる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に基づく最終充電継続期間を決定するための方法、装置およびコンピュータ・プログラムは次のように特徴づけられる。初期充電継続期間が最初に始動電池の温度並びに、駆動された際の始動モータの挙動の計測結果に基づいて決定される。続いて、少なくとも１つの始動電池を充電するために使用される最終充電継続期間が、初期充電継続期間、並びに少なくとも１つの始動電池を充電するために使用される公称充電電圧と実際の充電電圧との関係に基づいて、適応的に決定される。最終充電継続期間の決定は、少なくとも１つの始動電池の充電中に実施される。
【００２０】
従って、最終充電継続期間時間は実行中の実際の充電品質に基づいて適応的に調整され、この結果として、最終充電継続期間の非常に正確で効率的な決定を与える。最終充電継続期間の決定は、ここでは少なくとも１つの始動電池の温度と、少なくとも１つの始動電池を充電するために使用される実際の充電電圧の両方に基づいて適応的に行われており、双方とも実施される充電の効率にとって本質的なパラメータである。
【００２１】
少なくとも１つの始動電池を充電する際に、正確に決定された最終充電継続期間を用いることで少なくとも１つの始動電池への過充電が回避され、その結果腐食および水の損失による少なくとも１つの始動電池の有効寿命が不必要に短められることがなくなる。従って電池をより長期間使用することが可能となり、これは経済的にも環境的にも有益である。
【００２２】
本発明の１つの実施例によれば、最終充電継続期間は、最初に残存充電継続期間を初期充電継続期間と等しく設定し、続いて残存充電継続期間に１つまたは複数の削減（reduction）を実施することにより決定される。各々の削減はここでは、実際に使用される充電電圧と公称充電電圧との差に関係しており、ここで削減はその差が小さい場合は比較的大きな値を取り、また差が大きな場合は比較的小さな値を取る。最終充電継続期間はここでは、残存充電継続期間を零時間単位に減じるための、少なくとも１つの削減に必要とされる時間間隔に対応する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は最終充電継続期間の適応という長所を有する、すなわち残存充電継続期間の少なくとも１つの削減は、実際に使用される充電電圧に密接に関係しており、これは結果として非常に正確な適応となる。また、本発明はその方法の実施に関しても長所を有するが、それは適応が繰り返しループにより実現できるからであり、これは基本的に処理装置用のプログラミング命令がその方法を実行する際に実施される。
【００２４】
詳細な実施事例並びに本発明による最終充電継続期間決定方法の長所、コンピュータ・プログラム、および最終充電継続期間を決定するための処理を、次にいくつかの好適な実施例を説明する添付図を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は伝統的な電池システムを図式的に示す。
【図２】図２は従来技術の電池システムを図式的に示す。
【図３】図３は複式電池システムを図式的に示す。
【図４】図４は本発明に基づく一般的な方法の流れ図を示す。
【図５】図５は本発明に基づく方法の流れ図を示す。
【図６】図６は本発明の方法の実現可能な実装の流れ図を図示する。
【図７ａ】図７aは本発明に基づく充電継続期間を決定するための装置を図式的に示す。
【図７ｂ】図７ｂは本発明に基づき充電を行うために構成されたシステムを図式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
電池に充電する際、最終充電継続期間、すなわちその電池を充電するために実際に用いられる時間、および用いられる充電電圧は電池の性能低下および有効寿命を短縮させないために極めて重要である。一般的に電池への最終充電継続期間が余りに短いと、電池が硫酸化されるまで不可逆的な硫酸塩結晶が徐々に成長する。一方、最終充電継続期間が長すぎる場合は、腐食および水の損失が電池内で生じ、これもまた有効寿命を短める。
これ以降には最終充電継続期間を決定し、少なくとも１つの始動電池の充電を実行するための方法および処理が自動車に関して例示されている。しかしながら、当業者には明らかなように、対応する方法および装置は、船舶またはその他の複式電池システムが使用できる装置でも使用できる。
【００２７】
本文書において、初期充電継続期間および残存充電期間は、１つまたは複数の始動電池の充電が実施されるべき時間を決定するプロセスの中で、本発明の方法および装置により使用される値である。初期充電継続期間は、初めに、すなわち始動モータが起動されて比較的直後、１つまたは複数の始動電池を充電するために十分であると信じられている時間に対応する。１つまたは複数の始動電池の充電中、充電が残存充電継続期間に対応する時間の間継続されるべきか否か評価される。残存充電継続期間は、１つまたは複数の始動電池の充電プロセスの間に、最終充電継続期間を決定するための方法並びに装置により使用される。少なくとも１つの始動電池の充電は残存充電継続期間に等しい時間だけ実施される。例えば、以下に開示されている本発明の１つの実施例によれば、この残存充電継続期間は、最初初期充電継続期間に等しく設定される。次に、この残存充電継続期間は残存充電継続期間の残りが零時間単位となるまで１度または複数回削減される。従って、最終充電継続期間は、初期充電継続期間が設定されてから、すなわち始動モータが起動されて比較的直後の時点から、残存充電継続期間の残り時間が零時間単位となる時点までの時間に相当する。
【００２８】
図３に概要的に図示されている複式システムにおいて、少なくとも１つの始動電池３３０は、始動モータ３１３を駆動する際に、電気システム３１０に基本的にＤＣ電流のみを供給し、一方少なくとも１つの電力電池３２０は基本的に、電気システム３１０で消費される他の全てのＤＣ電流を供給する。従って、通常電池への充電が実施される際に、少なくとも１つの始動電池３３０と少なくとも１つの電力電池３２０は等しく消耗するものではない。従って、少なくとも１つの始動電池３３０と少なくとも１つの電力電池３２０を充電する際に、少なくとも１つの始動電池３３０と少なくとも１つの電力電池３２０に対して通常異なる充電継続期間が必要となる。
【００２９】
図４は、複式電池システム内の少なくとも１つの始動電池３３０を充電する際に用いられる、最終充電継続期間を決定するための本発明に基づく一般的な方法のフローチャートを示す。本発明に基づく方法の第１ステップで初期充電継続期間が決定される。初期充電継続期間の決定では、少なくとも１つの始動電池３３０の温度および、起動された際の始動モータ３１３の挙動の測定が考慮される。始動モータは少なくとも１つの始動電池３３０および少なくとも１つの電力電池３２０で起動される。
【００３０】
本方法の第２ステップで、少なくとも１つの始動電池３３０を充電するために用いられる最終充電継続期間が決定される。最終充電継続期間は本方法の第１ステップで決定された初期充電継続期間と、公称充電電圧と前記少なくとも１つの始動電池を充電するために使用される実際の充電電圧との間の関係とに基づいて決定される。この第２ステップは少なくとも１つの始動電池３３０の充電で用いられる時間の間に実施される。
【００３１】
従って、本発明の方法によれば、少なくとも１つの始動電池３３０を充電するための最終充電継続期間は適応的に決定される、すなわち初期充電継続期間が最初に決定され、続いて最終充電継続期間の適応的決定がなされる。実際、残存充電継続期間は最初初期充電継続期間に等しく設定され、続いて残存充電継続期間の継続的な削減が適応的に実施される。最終充電継続期間は、これらの削減により残存充電継続期間を零時間単位に減少させるために必要な時間に相当する。
【００３２】
初期充電継続期間を決定する際には、少なくとも１つの始動電池３３０の温度および始動モータ３１３が起動された際の挙動を考慮して初期充電継続期間が決定される。本発明の１つの実施例によれば、初期充電継続期間は予め定められた最短充電継続時間（最短充電期間）より長く、予め定められた最長充電継続時間（最長期間）より短くなければならない。最短および最長充電継続時間は共に、少なくとも１つの始動電池３３０の温度に依存する値として選択される。
【００３３】
本発明の１つの実施例によれば、少なくとも１つの始動電池３３０の温度はその温度を測定して決定される。これは、当業者には明らかなように、多くの方法で実施することが可能であり、例えば温度に関連する信号を提供する温度センサを用いて行う。本発明の別の実施例によれば、その温度は推定され、ここで推定は少なくとも１つの始動電池３３０のために使用されている電池モデルに基づいている。
【００３４】
本発明の１つの実施例によれば、初期充電継続期間を決定するために使用されている前記始動モータ３１３の挙動は、少なくとも１つの始動電池３３０の測定または推定された温度に関連して温度関連挙動、例えば温度依存始動性能、が決定される。温度関連始動挙動は始動モータ３１３で実施されたクランク回転を分析して判定される。本発明の１つの実施例によれば、始動挙動は開始時の始動モータ３１３の回転速度測定、例えば平均回転速度およびクランク回転を実行する時間間隔に基づいている。従って、始動モータ３１３を運転する際のクランク回転の速度およびクランク回転に用いられる時間が、原動機を始動するのが容易か困難かを判断するため、すなわち始動モータ３１３の挙動を判定するために使用される。この挙動は従って、少なくとも１つの始動電池３３０の温度に関係している。
【００３５】
少なくとも１つの始動電池３３０に充電するために使用される最終充電継続期間を決定する際に、残存充電継続期間は最初初期充電継続期間に等しく設定され、次に残存充電継続期間は少なくとも１つの始動電池３３０を充電している間に削減される、これにより最終充電継続期間の適応決定がなされる。実施される削減は少なくとも１つの始動電池３３０を充電するために使用される公称充電電圧と実際の充電電圧との差の関係に基づいている。
【００３６】
本発明の１つの実施例によれば、公称充電電圧は少なくとも１つの始動電池３３０の温度と関係している。公称充電電圧を決定するために、少なくとも１つの始動電池３３０の温度が、先に述べたように測定または推定され、続いて公称充電電圧がこの温度に基づいて決定される。基本的には、一般的に使用されている電池に対しては公称充電電圧と温度との関係は良く確定されていて知られており、本発明に基づく少なくとも１つの始動電池３３０の公称充電電圧を決定するために使用できる。
【００３７】
本発明の１つの実施例によれば、少なくとも１つの始動電池３３０を充電するために使用される実際の充電電圧は、発電機３１４を含む充電装置により供給される実際の電圧を測定して決定される。この実際に供給される電圧は、充電装置の機能を制御するために、例えば自動車の中に通常ある装置を用いて測定できる。
【００３８】
先に述べたように、本発明の方法によれば、少なくとも１つの始動電池３３０を充電するために使用される最終充電継続期間は、少なくとも１つの始動電池３３０の充電中に残存充電継続期間を適応的に削減することにより、適応的に決定される。本発明の１つの実施例によれば、削減の大きさは少なくとも１つの始動電池３３０を充電するために使用される公称充電電圧と実際の充電電圧との関係に依存する。
【００３９】
本発明の１つの実施例によれば、残存充電継続期間の削減は、公称充電電圧と実際の充電電圧の電圧レベル間の差が比較的小さな場合には比較的大きな値となる。この大きな削減が行えるのは、始動電池３３０がその少なくとも１つの始動電池３３０の温度に対する公称充電電圧に近い実際の充電電圧で充電される際には、少なくとも１つの始動電池３３０の最適または最適に近い充電が行われるからである。従って、少なくとも１つの始動電池３３０が効率的に充電され、最終充電継続期間を比較的短く出来ると結論づけることが出来る。
【００４０】
一方、公称充電電圧と実際の充電電圧の電圧レベル間の差が比較的大きな場合には、すなわち少なくとも１つの始動電池３３０が公称充電電圧に比較してかなり低い実際の充電電圧で充電される場合、残存充電継続期間の削減は比較的小さな値となる。従って、少なくとも１つの始動電池３３０の充電は最適ではない方法で実施され、残存充電継続時間の削減は比較的小さくならざるを得ず、これは最終充電継続期間が比較的長い結果となってしまう。
【００４１】
少なくとも１つの始動電池３３０の実際に実施される充電の品質に基づき、残存充電継続期間の適応削減を行うことで最終充電継続時間を決定することにより、非常に正確な時間間隔、すなわち少なくとも１つの始動電池３３０が充電されるべき期間である最終充電継続期間が決定できる。また、１つの実施例に基づくこの決定は、実施される充電の効率に本質的なパラメータ、すなわち少なくとも１つの始動電池３３０の温度と少なくとも１つの始動電池３３０を充電するために使用される実際の充電電圧の両方に基づき適応的に調整されるので、本発明による最終充電継続時間は少なくとも１つの始動電池３３０および発電機３１４を含む充電装置の両方の瞬時条件にカスタマイズ出来る。
【００４２】
従って、誤りによる少なくとも１つの始動電池３３０の過充電が行われることは無く、これは少なくとも１つの始動電池の有効寿命が、腐食および水の喪失により不必要に短縮されることが無いことを保証している。
【００４３】
本発明の１つの実施例によれば、残存充電継続期間のその様な削減の各々の大きさは削減時間ｔｒに一致し、これは前回の削減から少なくとも１つの始動電池３３０を充電するために消費された実際の時間ｔａに定数ｋを掛けたもの、ｔｒ＝ｋ＊ｔａに等しい。従って、実際の時間ｔａはここでは残存充電継続期間の連続する削減の間で経過する標準時間である。定数ｋはここでは、実際の充電電圧と公称充電電圧との差に基づいて決定される。すなわち各々の削減は、充電を前回の削減から今回の削減の時間の実時間よりも早く実行させるためのクロック・タイミングの補助的指標となると見なすことが出来る。ここで定数ｋはそれをどれだけ早く行うかを決定している。
【００４４】
本発明の１つの実施例によれば、定数ｋの値は実際の充電電圧と公称電圧との差および少なくとも１つの始動電池の温度の両方に依存している。
【００４５】
本発明の１つの実施例によれば、比較的大きな削減に対する具体値が指定されている。ここで定数ｋはおよそ３から６．５の間の値を有し、これは実際の充電電圧と公称電圧との間の差が、公称電圧の０％から２％の間の場合である。更に詳細には、定数ｋはおよそ６、ｋ≒６、の値を、差が公称充電電圧のほぼ０％、すなわちほとんど公称電圧が使用される場合に有する。また、定数ｋは差が公称電圧のほぼ２％の場合におよそ３．５、ｋ≒３．５の値を有する。
【００４６】
本発明の別の実施例によれば、比較的小さな削減に対する具体値が指定されている。ここで、定数ｋはおよそ０．５から２．５の間の値を有し、これは実際の充電電圧と公称電圧との間の差が、公称電圧の４％から１０％の間の場合である。更に詳細には、定数ｋはおよそ２、ｋ≒２、の値を、差が公称充電電圧のほぼ４％の場合に有する。また、定数ｋは差が公称電圧のほぼ１０％の場合におよそ１、ｋ≒１の値を有する。
【００４７】
定数ｋのこれらの具体値は、それぞれより大きな、およびより小さな削減にそれぞれ対応し、少なくとも１つの始動電池の充電時に使用される非常に正確な最終充電継続期間を保証する。
【００４８】
本発明の１つの実施例によれば、残存充電継続期間の削減はまた予め定められた最長充電継続期間にも基づいており、これは少なくとも１つの始動電池の電池温度に基づいて決定できる。時間内のある時点でこの最長充電継続期間に達すると、すなわち少なくとも１つの始動電池３３０が最長充電継続期間を超える総時間の間充電が行われると、残存充電継続期間が零時間単位となるまで削減される。従って、最長充電継続期間に達すると、残存充電継続期間は、この削減を決定する際に、前記のある時点で残存充電継続期間の残りが零時間単位となるように短縮されなければならない。そして少なくとも１つの始動電池３３０の充電が終了される。
【００４９】
本発明の１つの実施例によれば、残存充電継続期間の削減は予め定められた最短充電継続期間に基づいており、これはまた１つまたは複数の始動電池３３０の電池温度に基づいて決定できる。ある時点での総合時間がこの最短充電継続時間に達していない場合、そのある時点からの残存充電継続期間が零時間単位となるように残存充電継続期間を短縮する削減を許さないように調整される、すなわちこの削減では残存充電継続期間を零時間単位より大きな時間に対応する値に短縮する。従って、少なくとも１つの始動電池３３０が最短充電期間の間充電される前に少なくとも１つの始動電池３３０の充電を終了することは許されない。
【００５０】
最終充電継続期間の適応調整をそれぞれ最長および最短充電時間を用いて制限することにより、少なくとも１つの始動電池３３０のそれぞれ不足充電および過充電に対する追加の予防策を講じることが出来る。
【００５１】
本発明の１つの実施例によれば、削減は発電機３１４を含む充電装置が充電電圧を供給するか否かに基づいている。充電装置が充電電圧を供給しない場合、削減はその時点からの残存充電継続期間の残り時間が零時間単位となるように残存充電継続期間を短縮する。従って、発電機が充電電圧の発電を停止すると、少なくとも１つの始動電池に試みられている充電は終了される。
【００５２】
本発明の１つの実施例によれば、残存充電継続期間の削減は少なくとも２つの連続した減算を含む。これらの減算の各々は上述の削減として実行される。従って１つの実施例では、各々の減算に対して実際の充電電圧が決定され、公称充電電圧と共にその減算の値を決定するために使用される。もう一つの方法として別の実施例では、公称充電電圧との関係する実際の充電電圧と、少なくとも１つの始動電池の温度の両方が、減算の大きさを決定するために使用される。
【００５３】
従って、少なくとも１つの始動電池を充電するために使用される最終充電継続期間の適応的決定は、ここでは実際の充電電圧と公称充電電圧の電圧レベルと、また場合によっては始動電池温度を続けて判定することを含み、ここで各々の連続した判定に続いて残存充電継続期間の削減がなされ、この削減はその判定の結果に関係している。これは少なくとも１つの始動電池３３０の充電に使用される最終充電継続期間の非常に正確な決定を保証し、また少なくとも１つの始動電池の温度および／または実際の充電電圧が時と共に変動する際にもそうである。
【００５４】
残存充電継続期間のこれらの連続した削減は基本的にどの時点でも実施することが可能であり、少なくとも１つの始動電池３３０の温度および／または実際の充電電圧レベルの変動に対して残存充電継続時間が適切に適応出来ることを保証している。本発明の１つの実施例によれば、２つの連続した削減は時間的に約０．５秒から約３分の間で離されており、また好適には約１秒から約１分、時間的に離されており、更に好適には約１秒から約３０秒離され、それ以上に好適なのは約１秒から約１５秒時間的に離されていることである。
【００５５】
更に、本発明の１つの実施例によれば、少なくとも１つの始動電池３３０の最終充電継続期間を決定するための方法が、複式電池システム内の少なくとも１つの始動電池３３０を充電するための一般的な方法として用いられている。この方法は図５の流れ図として図示されている。少なくとも１つの始動電池３３０の充電方法の第１ステップにおいて、少なくとも１つの始動電池３３０を充電するために使用される最終充電継続期間が、先に説明した方法のいずれか１つに基づいて決定される。この方法の第２ステップにおいて、残存充電継続期間が零時間単位に等しくなった際に、すなわち最終充電継続期間が終了した際に、少なくとも１つの始動電池３３０を電池充電装置３１４から切断するように、決定された最終充電継続期間が用いられる。従って、少なくとも１つの始動電池３３０の過充電が本発明の充電方法を使用して防止されるが、それは適応的に決定された最終充電継続期間が零時間単位になった時点で充電が終了されるからである。
【００５６】
少なくとも１つの始動電池３３０を充電するための本発明の方法は、多くの異なるやり方で実現できる。その様な方法の１つが図６の流れ図に関連して以下に例示されている。
【００５７】
本発明のこの実施例の方法の第１ステップ６０１で、少なくとも１つの始動電池３３０の初期充電継続期間が、先に説明したように、すなわち少なくとも１つの始動電池３３０の温度と始動モータ３１３の挙動に基づき決定される。次に残存充電継続期間が初期充電継続期間に等しく設定される。方法の第２ステップ６０２において、少なくとも１つの始動電池３３０の充電が開始される。従って、少なくとも１つの始動電池３３０が電池充電装置３１４にここで接続される、すなわち双極遮断器３５０が閉じられる。
【００５８】
第３ステップ６０３において、公称充電電圧と実際の充電電圧の関係が決定されるが、ここで実際の充電電圧とは少なくとも１つの始動電池を充電するために実際に使用されている電圧である。例えば、第３ステップ６０３において、実際の充電電圧が公称充電電圧と比較され、続いてこれらの電圧差が分析される。この差が比較的大きな場合、方法は第４ステップに続く。
【００５９】
第４ステップ６０４において、どれだけ残存充電継続期間が残っているかが判定される。残存充電継続期間が零時間帯より長い場合、例えば数時間、数分または数秒の場合、方法は第６ステップ６０６に進む。残存充電継続期間が零時間単位より長く無い場合、この方法は第７ステップ６０７に進む。
【００６０】
第６ステップにおいて、残存充電継続期間は或る数の時間単位、例えば数分の単位で短縮される。第６ステップから、この方法は第３ステップ６０３に戻る、すなわち最終充電継続期間の適応的決定が実行されるように、繰り返しプロセスが残存充電継続期間を短縮するために使用される。
【００６１】
第３ステップ６０３において、公称および実際の電圧間の差が先と違って比較的小さい場合、この方法は最初に第５ステップ６０５に進み、続いて第４ステップ６０４に進む。第５ステップ６０５において、残存充電継続期間がある個数の時間単位、例えば数分の単位で短縮される。第５ステップ６０５から、この方法は第４ステップ６０４に進む。第４ステップ６０４において、先に説明したように残存充電継続期間の時間が残っているか否かチェックされる。時間が残っている場合、この方法は第６ステップ６０６に進み、もし残っていない場合、この方法は第７ステップ６０７に進む。
【００６２】
第７ステップ６０７において、少なくとも１つの始動電池３３０の充電は終了される。本発明の１つの実施例によれば、これは双極遮断器３５０に対して複式システム回路を遮断するように、すなわち少なくとも１つの始動電池３３０を電池充電装置３１４から切り離すように指令することで実現される。
【００６３】
従って、本発明の方法を繰り返し実行することにより、残存充電継続期間は公称および実際の充電電圧の間の差が比較的小さな場合、すなわち少なくとも１つの始動電池を充電するために最適に近い実際の充電電圧が使用される場合は、その差が比較的大きな場合より、より迅速に短縮される。言葉を変えると、その様な判定の後に残存充電継続期間から減算される削減時間ｔｒは、少なくとも１つの始動電池を充電するために消費される実際の時間ｔａに等しいが、それは前回の削減に定数ｋをかけ算して、ｔｒ＝ｋ＊ｔａだからである、ここで定数ｋは実際の充電電圧と公称充電電圧の間の差が小さな場合は、その差が大きな場合よりもより大きな値を有する。また、１つの実施例によれば、定数ｋの大きさはこの差と始動電池の温度の両方に依存する。
【００６４】
本発明の１つの実施例の１つの実行によれば、ステップ６０４でまた最短充電継続期間に達したかおよび／または最長充電継続期間を超過したかもチェックされる。未だ最短充電期間に達していない場合、この方法は第６ステップ６０６に進む。しかしながら、最長充電継続期間を超過している場合、この方法は十分な量の時間単位を減算して残存充電継続期間を零時間単位まで短縮し、続いて第７ステップ６０７に進む。
【００６５】
本発明の１つの実施例の１つの実行によれば、実際の充電電圧が零に等しいかまたは近い場合、すなわち電池充電装置が充電電圧の供給を停止している場合、この方法は十分な量の時間単位を減算して残存充電継続期間を零時間単位まで短縮し、続いて第７ステップ６０７に進む。
【００６６】
当業者には明らかなように、先に説明された繰り返しプロセスの詳細は多様な方法で実現できる。例えば、繰り返し適応は多くの方法で実施することができる。従って、繰り返し実行される残存充電継続期間の削減は、例えばこの方法を第３ステップ６０３の後で第４ステップ６０４に進む前に第１および第２削減ステップのいずれか１つに進むように実施することでも可能であり、ここで第１および第２削減ステップの各々は残存充電継続期間の特定の削減を実施し、またここで第１および第２削減ステップの各々で実施される特定の削減は互いに異なる、すなわち第１および第２削減ステップは異なる定数ｋを有する。第１および第２削減ステップのいずれを選ぶかの選択は、ここでは公称および実際の電圧の間の差に基づき、また場合によっては始動電池の温度にも基づいており、これは第４ステップ６０４で決定された通りである。
【００６７】
更に、本発明の方法は、コード装置を有するコンピュータ・プログラムで実現することが可能であり、このコード装置はコンピュータで実行中にこの方法のステップをコンピュータに実行させる。コンピュータ・プログラムはコンピュータ・プログラム製品のコンピュータ読み取り可能媒体の中に含まれている。コンピュータ読み取り可能媒体は、例えばＲＯＭ（読み取り専用メモリ）、ＰＲＯＭ（プログラム可能読み取り専用メモリ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能ＰＲＯＭ）、フラッシュ・メモリ、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能ＰＲＯＭ）、またはハードディスクドライブの様な、実質的に全てのメモリから成る。
【００６８】
図７ａは本発明に基づく複式電池システム内の少なくとも１つの始動電池に対する最終充電継続期間を決定するための構成を示し、例えばコンピュータの様な処理装置７０１、始動電池温度決定装置７０２、実際の充電電圧決定装置７０３、および始動モータ挙動決定装置７０４を含む。
【００６９】
始動電池温度決定装置７０２は、基本的に始動電池の温度を決定することの可能な任意の種類のセンサが可能であり、例えば自動車の中で他の目的でも使用されている電池温度センサ、またはこの構成の為に特に適応された電池温度センサである。始動電池温度決定装置７０２は処理装置７０１に接続手段７１２により接続されている。
【００７０】
実際の充電電圧決定装置７０３は、実質的に、電池充電装置からの充電出力電圧、すなわち少なくとも１つの始動電池を充電するために供給される充電電圧、を決定するように構成されている任意の装置であり得る。この実際の充電電圧決定装置７０３はまた、自動車内の他のシステム、例えば発電機故障警報システムでも使用可能である。実際の充電電圧決定装置７０３は処理装置７０１に接続手段７１３により接続されている。
【００７１】
始動モータ挙動決定装置７０４はモータを始動するのがどれだけ容易であったか、または難しかったかを推定し、本発明の１つの実施例によれば、クランク回転に要した時間およびクランク回転の速度を利用して、起動時の始動モータの挙動を決定している。当業者には明らかなように、他のパラメータを始動モータの挙動を決定するために使用できる。始動モータ挙動決定装置７０４は処理装置７０１に接続手段７１４により接続されている。
【００７２】
図７ｂは複式電池システム内の少なくとも１つの始動電池を充電するためのシステムを示す。図７ｂに示すように、図７ａに示す最終充電継続期間を決定するための全ての構成が含まれており、図７ａと同一番号が付けられている。また、充電システムには、双極遮断器駆動装置７０５が処理装置に接続手段７１５により接続されている。処理装置が双極遮断器を駆動すべきと判断した際に、この起動に対応する信号が双極遮断器駆動装置７０５に与えられる。次ぎに双極遮断器はこの双極遮断器を閉路または開路させるように駆動される、すなわちこれは始動電池を電池充電装置に接続したり切断したりする。
【００７３】
図７ａおよび７ｂの接続手段７１２、７１３、７１４、７１５は各々ケーブル、例えば制御エリア・ネットワーク（ＣＡＮ：Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）バス、車載マルチメディア・ネットワーク（ＭＯＳＴ：Ｍｅｄｉａ  Ｏｒｉｅｎｔｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）バス等、または無線接続のいずれかが使用可能である。処理装置は運転室に関連して配置することも可能であるし、または基本的に自動車内のその他の任意の場所に配置することが可能である。
【００７４】
本発明による充電継続期間を決定するための方法および充電方法、また同様に充電継続期間を決定するための構成および充電を実施するための構成は、当業者は先に説明した例として挙げた実施例と比較して、修正変更を行ってもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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