(57)【要約】本発明はバッテリ、特に車両用バッテリの電圧を予測する方法に関する。本発明による方法は電圧降下を、作用している負荷によってそれが実際に発生する前に予測することを可能にする。このために、フィルタ処理されたバッテリ電圧及びフィルタ処理されたバッテリ電流が第一にバッテリ電圧、バッテリ電流、バッテリ温度、及び動的内部抵抗などのバッテリに関するデータから決定される。動的内部抵抗を通じた、抵抗による電圧降下はフィルタ処理されたバッテリ電流と所定の負荷電流の間の差電流から決定される。更に、分極電圧がフィルタ処理されたバッテリ電流の関数として計算され、それからフィルタ処理される。予測されるバッテリ電圧は、フィルタ処理されたバッテリ電圧マイナス抵抗による電圧降下及びフィルタ処理された分極電圧から計算される。前記予測されるバッテリ電圧に基づき、更なる措置の決定をすることができる。
2006509205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの電圧を予測する方法であって、以下のステップ、
（Ｓ１）検出及び計算装置によるバッテリ電圧（U_batt）、バッテリ電流（I_batt）、バッテリ温度（T_batt）、及び動的内部抵抗（Rdi）を含むバッテリデータの検出及びチェック、
（Ｓ２）現在の機能手順が最初の手順であるかどうかのチェック、
（Ｓ３）ステップＳ２における結果、機能手順がすでに実行されている場合、所定の時間（Tx）が経過したかどうかのチェック、及び前記所定の時間がまだ経過していない場合はステップＳ１への回帰、
（Ｓ４）前記所定の時間（Tx）が経過した場合は、ローパスフィルタによる前記バッテリ電圧（U_batt）と前記バッテリ電流（I_batt）のフィルタ処理、及びフィルタ処理されたバッテリ電圧（U_filt）とフィルタ処理されたバッテリ電流（I_filt）の放出、
（Ｓ５）前記フィルタ処理されたバッテリ電流（I_filt）が所定の負荷電流（I_pred）マイナス許容差（Tol）より大きいかどうか、及び前記バッテリ電流（I_batt）が所定の負荷電流（I_pred）マイナス許容差（Tol）より大きいかどうかのチェック、及び前記条件が満足されない場合はステップＳ１への回帰、
（Ｓ６）前記動的内部抵抗（Rdi）を通じた抵抗による電圧降下（U_ri）の計算、
（Ｓ７）前記フィルタ処理されたバッテリ電流（I_batt_filt）の関数としての分極電圧（U_pol）の計算、
（Ｓ８）速く調整する要素（U_pol_fast_raw）及び遅く調整する要素（U_pol_slow_raw）に基づく２つのローパスフィルタによる前記分極電圧（U_pol）の別々のフィルタ処理、及びフィルタ処理された分極電圧（U_pol_filt）の放出、
（Ｓ９）前記フィルタ処理されたバッテリ電圧（U_batt_filt）から前記抵抗による電圧降下（U_ri）及び前記フィルタ処理された分極電圧（U_pol_filt）を差し引くことによる、予測されるバッテリ電圧の計算、
（Ｓ１０）ステップＳ９で決定された前記予測されるバッテリ電圧（U_pred）の上限、及び下限での制限、
（Ｓ１１）前記予測されるバッテリ電圧（U_pred）のフィルタ処理、
（Ｓ１２）最初の機能要求がなされていることを示すビットが設定されたかどうかのチェック及び、そうでない場合は前記ビットの設定とステップＳ１への回帰、又はそうである場合はステップＳ１へ回帰する、
によって実行されることを特徴とするバッテリの電圧を予測する方法。
【請求項２】
前記動的内部抵抗（Rdi）がバッファ・アルゴリズムにより決定されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ電圧を予測する方法。
【請求項３】
ステップＳ３における所定の時間（Tx）が５００ｍｓであることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のバッテリ電圧を予測する方法。
【請求項４】
前記フィルタ処理されたバッテリ電圧（U_filt）及び前記フィルタ処理されたバッテリ電流（I_filt）が次の式、
U_filt(tn) = (U_batt - U_filt(tn-1))
* (1 - exp(-t/T)) + U_filt(tn-1)
I_filt(tn) = (I_batt - I_filt(tn-1)) * (1 -
exp(-t/T)) + I_filt(tn-1)
から得られ、ここで、Ｔはフィルタ定数、ｔは数値記録がそれぞれの場合に読み出される間隔、tnは実際の時点、tn-1は最後の計算の時点であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバッテリ電圧を予測する方法。
【請求項５】
ステップＳ３及びＳ４がスタート後に最初の機能要求において直接飛び越されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバッテリ電圧を予測する方法。
【請求項６】
許容差（Tol）が５Ａに選ばれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のバッテリ電圧を予測する方法。
【請求項７】
前記抵抗による電圧降下が次の式、
U_ri =（I_filt - I_pred）* Rdi
を用いて計算されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のバッテリ電圧を予測する方法。
【請求項８】
前記分極電圧（U_pol）が記述された条件を考慮に入れて、次の式、
I_filt ＞ 0の場合、
U_pol = ( U_pol_0 + (ki_lad * I_filt / (ik_lad + I_filt))) * K1
I_filt ≦ 0の場合、
U_pol = ( U_pol_0 + (ki_ela * I_filt / (ik_ela - I_filt))) * K1
を用いて計算され、ここで、Ｋ１は前記所定の負荷電流（I_pred）に依存する補正係数、パラメータU_pol_0、ki_lad、ik_lad、ki_ela及びik_elaは経験的に決められた所定のパラメータであり、またki_elaはフィルタ処理されたバッテリ電流（I_filt）が、所定の負荷電流（I_pred）と等しい場合に、前記分極電圧（U_pol）の値が０Ｖであるように定義できることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のバッテリ電圧を予測する方法。
【請求項９】
前記分極電圧（U_pol）が速く調整する要素（U_pol_fast_raw）及び遅く調整する要素（U_pol_slow_raw）を有し、前記速く調整する要素（U_pol_fast_raw）が前記分極電圧（U_pol）の６０％を成すとともに、前記遅く調整する要素（U_pol_slow_raw）が前記分極電圧（U_pol）の４０％を成し、またこれらの２つの要素のそれぞれがステップＳ８においてローパスフィルタによりフィルタ処理されており、従って次の式、
U_pol_fast_filt(tn)=(U_pol_fast_raw
- U_pol_fast_filt(tn-1) * T + U_pol_fast_filt(tn-1)
U_pol_slow_filt(tn)=(U_pol_slow_raw - U_pol_slow_filt(tn-1)
* T + U_pol_slow_filt(tn-1)
をもたらし、かつ全体のフィルタ処理された分極電圧（U_pol_filt）が前記分極電圧の２つのフィルタ処理された要素（U_pol_fast_filt、U_pol_slow_filt）の加算によって得られていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のバッテリ電圧を予測する方法。
【請求項１０】
補正係数K1が、前記所定の負荷電流（I_pred）が−１００Ａのときに一致しており、それが−８０Ａ〜−１５０Ａの範囲にある所定の負荷電流（I_pred）に対して(1
- (I_pred + 100 ) / 100 * 0.2)より与えられることを特徴とする請求項８に記載のバッテリ電圧を予測する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバッテリ、特に車両用バッテリの電圧を予測する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
伝統的に発生する一つの問題は、ある負荷条件で電圧低下が起きることであり、例えば自動車の電力供給システムにおいて、ブレーキシステムなどのような重要なシステムがもはやフルに作動せず、またある状況下では運転手が車両を重大な制約付きでしか運転できないような範囲までバッテリが弱っているか放電している場合である。
【０００３】
特許文献１は車両用バッテリの充電状態が規定のレベルよりも下がった場合に、バッテリの過度な放電を防止するため、車両の電力供給システムにおける負荷がスイッチオフされるか又は削減される方法を開示している。どの負荷がスイッチオフされるかは、それ（ら）が属する負荷群による。一例としては、あるそのような群は「条件付きの切替え可能な負荷」（ＢＳＶ）及び／又は「切替え可能な負荷」（ＳＶ）から成る。この場合、その群は常に完全にスイッチオフされるか、又はその消費量が削減される。それぞれの群は車両の安全性及び／又はその重要性に関する優先順位を有する。個々の群をスイッチオフ又は削減する工程は最も優先順位の低い群から始まる。これでバッテリの充電状態が改善されない場合は、バッテリの充電状態が規定のレベルに達するまで引き続いて更なる群がスイッチオフ又は削減される。
【０００４】
さらに、特許文献２はコントローラで実行されるエネルギー管理工程の中で、スイッチング素子によりさまざまなクラスの負荷をスイッチオン、オフする方法を開示している。スイッチング素子はこの場合、該スイッチング素子の作動のための選定優先順位が運転中に動的に変えられるように作動する。切替えの優先順位は従って運転中の作動状態によって調整することができる。負荷は作動状態が出来るだけ知られないように切替えの優先順位を変えながらスイッチオフされる。
【０００５】
この従来の方法を用いる場合、負荷又は負荷の群は充電状態が乏しいことが既に一旦分ってから初めてスイッチオフされ、又は削減される。ブレーキシステムなどのような安全に関係するシステムが、削減された結果フルに作動できなくなることを防ぐため、この場合これまではバッテリの充電状態を計算するために計算集約的な方法が用いられ、そしてこれが関連するコントローラの価格を相当に高くしている。
【０００６】
【特許文献１】独国特許発明第３９  ３６  ６３８Ｃ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１９９  ６０  ０７９Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一つの目的は、バッテリが弱っているか又は放電している状態及びある負荷条件において電圧降下が生じうる状態を予測可能な、また特定の安全に関係する負荷が引き続きフルに稼動できるような、上記の状態が起きる前に開始されるべき適切な対策を有する、バッテリ電圧を予測するための簡単で費用対効果の優れた方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、上記目的は請求項１に記載の特徴を有するバッテリ電圧を予測する方法によって達成される。本発明の更なる有利な発展は従属項に規定される。
【０００９】
本発明によるバッテリ電圧を予測する方法は、適切な時にバッテリの臨界状態、特に車両における臨界電力供給システムの状態を見分けることを可能とし、また負荷制限又はエンジン回転速度の増加などの対策が開始されることを可能とする。
【００１０】
これらと本発明の更なる目的、特徴及び利点は図面とともに一つの好適な例示的実施形態についての次の記述から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
バッテリ、特に車両のバッテリ電圧を予測する本発明による方法は図１〜３に示すフローチャートに関連して次の文章中に更に詳細に記述される。図１は、本発明によるバッテリの電圧（U_pred）を予測する方法のフローチャートを示す。図２は、図１からのサブルーチン「分極電圧U_polの計算」のフローチャートを示す。図３は、図１からのサブルーチン「分極電圧U_polのフィルタ処理」のフローチャートを示す。図４は、分極電圧の電流依存特性例の説明図を示す。
【００１２】
負荷が作用すると電圧降下を生じるため、センソトロニック・ブレーキ制御又はＳＢＣ（電気油圧式ブレーキ）などの特定の、安全にとって重大な負荷が確実に引き続いてフルに作動させるためには車両のバッテリ電圧は規定の最低電圧よりも下がってはならない。本発明による方法はバッテリが所定の電流I_predで放電される場合、すなわち所定の負荷が予期される場合にどれほどの電圧U_predが生じるかを予測するために現在使うことができる。
【００１３】
最初のステップＳ１では、バッテリ電圧U_batt、バッテリ電流I_batt、バッテリ温度T_batt、及びバッテリの動的内部抵抗Rdiが検出され、外部の検出・計算装置によりチェックされる。この場合、バッテリ電圧U_batt、バッテリ電流I_batt、及びバッテリ温度T_battがセンサにより検出され、制御装置に伝送され、本発明によるバッテリ電圧を予測する方法を実行する該制御装置によりチェックされる。動的内部抵抗Rdiは既知の手順によって計算され、その計算結果は同様に制御装置に伝送され、該制御装置によりチェックされる。動的内部抵抗Rdiの計算のためのこのような方法は、例えば動的内部抵抗用に得られる値がすでにフィルタ処理されている独国特許出願公開第１０２  ０８  ０２０Ａ１号明細書から知られる。バッテリ電圧U_batt、バッテリ電流I_batt、バッテリ温度T_batt、及び動的内部抵抗Rdiは所定の間隔ｔ、例えば５０ｍｓごとに制御装置に伝送され、該制御装置によりチェックされる。バッテリ電流I_battの検出値の負の数は放電を示し、正の値はバッテリの充電を示す。
【００１４】
次にこの機能手順が最初の手順かどうかを判定するチェックがステップＳ２で行われる。これは最初の機能手順の間に設定されたビットの状態をチェックすることにより行われ、それぞれの新たなスタートで再度リセットされる。ビットが設定されたとき、すなわち一つの機能手順（ステップＳ１〜Ｓ１２）が既に実行されたとき、手順はステップＳ３に移行する。さもなければ、手順は新たなスタートの後、直接的に素早くバッテリ電圧の予測を可能にするために直接ステップＳ５へ移行する。
【００１５】
ステップＳ３は、この場合５００ｍｓの時間Txが既に経過したかどうかの判定に使用される。すなわち手順は５００ｍｓ後にステップＳ４へ移行する。さもなければ、手順はステップＳ１に戻る。
【００１６】
ステップＳ３において上記条件が満足されることが判明した場合、バッテリ電圧U_batt及びバッテリ電流I_battはステップＳ４でローパスフィルタによってフィルタ処理される。フィルタ処理工程は、フィルタ処理されたバッテリ電圧値U_filt及びフィルタ処理されたバッテリ電流値I_filtが、リップルをそれぞれからフィルタ処理したバッテリ電圧U_batt及びバッテリ電流I_battによって決定される結果をもたらす。ローパスフィルタ通過後のフィルタ処理されたバッテリ電圧値U_filt及びフィルタ処理されたバッテリ電流値I_filtは次の式から得られる。
U_filt(tn) = ( U_batt - U_filt(tn-1))
* (1 - exp(-t/T)) + U_filt(tn-1)
I_filt(tn) = ( I_batt - I_filt(tn-1)) * (1 - exp(-t/T))
+ I_filt(tn-1)
【００１７】
この場合、Tは例えば５００ｍｓとして選択されるフィルター定数で、一方tは例えば５０ｍｓの、数値記録がそれぞれの場合に読み出される間隔である。tnは実際の時点で、tn-1は最後の計算の時点である。前の計算がまだ行われていない場合、所定の初期設定値が用いられる。
【００１８】
例として、数値はU_filt=11.8、I_filt=0.0、及びRdi=5.0として用いられるローパスフィルタの調整時間に基づいて、初期設定の目的で次のように定義される。
【００１９】
入力された変数は数値が有効であること、すなわちバッテリ電圧U_batt及びバッテリ電流I_battの検出用ハードウェアが有効な値を生み出さなければならないという条件で、極力早くローパスフィルタへ読み込まれる。素早い予測はバッテリ電圧を予測する方法の最初の機能要求において、例えば時間間隔Tx、すなわち例として５００ｍｓ後に生じる。ローパスフィルタを通じてのフィルタ処理もこれには含まれていない。すなわち、ステップＳ３及びＳ４は最初の機能要求において飛び越される。例えば、この機能要求の最初の５秒後以内に全ての時定数は本方法を素早く安定させることができる理由で１秒に設定される。
【００２０】
予測されるバッテリ電圧U_predが計算される。すなわち、機能手順が時間間隔T、例えばすなわち５００ｍｓ後に実行される。
【００２１】
予測されるバッテリ電圧U_predは、バッテリ電流I_battが予測の根拠となる所定の負荷電流I_predより大きいときにのみ計算される。この場合例えば５Ａの、所定の許容誤差Tolが許容される。I_predよりも小さいバッテリ電流I_battに対しては、そのときの電圧降下が予測される電圧降下よりも大きいであろうから計算工程の実行は必要ない。その後、手順はステップＳ１に戻る。
【００２２】
従ってステップＳ５において、予測されるバッテリ電圧U_predの計算を実行するのに必要な次の条件が満足されるかどうかを判断するためにチェックが行われる。
I_filt ＞ I_pred - Tol、及び
I_batt ＜ I_pred - Tol
【００２３】
この２番目の条件は、スタート工程の間により大きな電流に達するため、この場合追加的にチェックされる。しかし計算が別の方法でフィルタのゆえに認められる。そのようなエラーは、しかしながら排除されるべきである。
【００２４】
ステップＳ５で上記の条件が満足されないことが判明した場合、予測されるバッテリ電圧U_predは計算されず、手順はステップＳ１に戻る。
【００２５】
ステップＳ５において上記条件が満足されることが判明した場合、動的内部抵抗Rdiを通じた抵抗による電圧降下は、それからステップＳ６で計算される。このためフィルタ処理されたバッテリ電流及び内部抵抗値（I_filt及びRdi）は次の式、
U_ri = (I_filt - I_pred) * Rdi
を用いて、動的内部抵抗Rdiを通じ所定の負荷電流I_predによって生じる電圧降下U_riを計算するのに用いられる。
【００２６】
所定の負荷電流I_predは常に放電電流であるため、それはまたマイナスの形で使われなければならない。所定の負荷電流I_predの値の範囲は、例えば−８０Ａ〜−１５０Ａである。
【００２７】
分極電圧U_polが次にステップＳ７で計算される。ステップＳ７における分極電圧の計算用のサブルーチンは図２により詳細に説明される。分極電圧U_polは多くの化学的要因を有する。すなわちそれは多くの電圧の要素から成っている。これらの電圧の要素はとりわけ、交差電圧又は作動電圧、結晶化電圧、及び拡散電圧である。交差電圧は電流の充電が発生したとき、まず第一に増加すべきイオンの局部的分布より生じる。そしてこれは電流が増加する程には速く行われず、充電された粒子の表面への分布はコンデンサに匹敵する。結晶化電圧は電極の表面において分子をそれらの複合形態から解放し、反応に近づけるのに必要な電圧である。最後に、拡散電圧は反応生成物を電極の表面から取り除くために必要な電圧である。これら電圧の要素は、それぞれ指数関数的に温度と同じく、バッテリ電流、特に電流の大きさ及び電流の方向に依存する。
【００２８】
分極電圧U_polの全体は充分正確に２つの逆関数により表現できる。それぞれの場合にバッテリが充電されているか、すなわちI_filt＞0か、又はバッテリが放電されているか、すなわちI_filt≦0かを決定することが必要であるが、分極電圧U_polは以下のように決定できる。
【００２９】
ステップＳ７−１において、まず第一にフィルタ処理されたバッテリ電流I_filtがゼロより大きいかどうかの判定がなされる。判定結果により分極電圧U_polは次の式を用いてステップＳ７−２ａ又はＳ７−２ｂにおいて計算される。
I_filt ＞ 0の場合、
U_pol = ( U_pol_0 + ( ki_lad * I_filt / (ik_lad + I_filt))) * K1
I_filt ≦ 0の場合、
U_pol = ( U_pol_0 + ( ki_ela * I_filt / (ik_ela - I_filt))) * K1
【００３０】
上式のK1は所定の負荷電流I_predが−８０Ａ〜−１５０Ａの範囲にあるときの−１００Ａに一致した補正係数であり、所定の負荷電流I_predに対する(
1 - (I_pred + 100) / 100 * 0.2)より与えられる。この場合、この負荷電流範囲以外の負荷電流範囲が求められるときは、当業者が適切な合致する補正値を決定できることは明らかである。
【００３１】
この場合パラメータU_pol_0、ki_lad、ik_lad、ki_ela及びik_elaは所定のハ゜ラメータである。例として、U_pol_0は０℃において０．７Ｖであってもよい。温度依存性は−９ｍＶ／℃である。これは以下を意味する。
U_pol_0 = 0.7V - 0.009V / ℃ * T_batt ［T_battは℃］
【００３２】
ik_lad及びik_elaは、分極電圧U_pol曲線の曲率をフィルタ処理されたバッテリ電流I_filtの関数として表現する経験的パラメータである。図４はさまざまなバッテリ温度T_battに対するそのような一つの曲線形状を示す。例として、ik_ladの値は８０Ａであってもよく、ik_elaの値は２０Ａであってもよい。ki_elaは無次元で、I_filt
= I_predのとき、U_polの値が０Ｖであるように定義できる。
【００３３】
従って、
ki_ela = U_pol_0 * (ik_ela - I_pred) / (-I_pred * [VA] )あるいは
ki_lad = U_pol_0 * (ik_lad - I_pred) / (-I_pred * [VA]) * K2
【００３４】
充電中に計算には大きすぎるような非常に高い過電圧が生じうるため、補正係数K2を充電中に考慮に入れなければならない。この補正又は補償係数K2はこれらの電圧も計算されることを可能にする。
【００３５】
分極電圧U_polについてのこの記述はバッテリが準定常状態にあるとき、すなわちそれが安定しているとき、つまりバッテリ電流I_battが一定のときに有効である。
【００３６】
分極電圧U_polはこの現象の後に隠れた化学反応の結果として徐々にのみ変化する。その変化は２つの重なった時定数に従う。上記のように決定されたパラメータU_polは従って速く、及び遅く調整する要素U_pol_fast_raw及びU_pol_slow_rawを含む。
U_pol_fast_raw = 0.6 * U_pol、及び
U_pol_slow_raw = 0.4 * U_pol
すなわちU_polの６０％は速く調整し、４０％は遅く調整する。
【００３７】
分極電圧U_polは従って詳細手順がより正確に図３で説明されている更なるステップＳ８においてフィルタ処理され、このフィルタ処理は好ましくは２つのローパスフィルタにより行われている。それぞれの場合において、１つはU_polの速く調整する要素U_pol_fast_rawで、もう１つはU_polの遅く調整する要素U_pol_slow_rawである。
【００３８】
まず第一に、ステップＳ８−１において分極電圧U_polは、まだフィルター処理されていない分極電圧の生の値であるU_pol_fast_raw及びU_pol_slow_rawに分割される。これらの２つの分極電圧要素U_pol_fast_raw及びU_pol_slow_rawはそれからステップＳ８−２において２つのローパスフィルタによりフィルタ処理される。
【００３９】
これは以下をもたらす。
U_pol_fast_filt(tn) = (U_pol_fast_raw
- U_pol_fast_filt(tn-1) * T + U_pol_fast_filt(tn-1)
U_pol_slow_filt(tn) = (U_pol_slow_raw - U_pol_slow_filt(tn-1)
* T + U_pol_slow_filt(tn-1)
【００４０】
U_pol_fast_raw及びU_pol_slow_raw用のローパスフィルタの時定数は、この場合充電がなされているか、すなわち、I_filt＞0か、又は放電がなされているか、すなわちI_filt≦0かどうかによって異なる。例として時定数は、
I_filt ＞ 0の場合、
U_pol_fast_filtのT=1秒
U_pol_slow_filtのT=1分
I_mean≦0の場合、
U_pol_fast_filtのT=1秒
U_pol_slow_filtのT=30秒
【００４１】
２つの分極電圧の要素U_pol_fast_filt及びU_pol_slow_filtのフィルタ処理された値は、次に更なるステップＳ８−３において、フィルタ処理された分極電圧U_pol_filtを得るために加算される。
【００４２】
分極電圧の決定のためのこれらのパラメータの値は、同じく例であって何らの制約も示さない。
【００４３】
予測されるバッテリ電圧U_predは、フィルタ処理されたバッテリ電圧U_filt、抵抗による電圧降下U_ri、及びフィルタ処理された分極電圧U_pol_filtのための、ステップＳ４、Ｓ６、Ｓ７及びＳ８で決定される電圧値から、次にこの後実行されるステップＳ９において次の式を用いて計算される。
U_pred = U_filt - U_ri - U_pol_filt
【００４４】
このようにステップＳ９において決定される、予測されるバッテリ電圧U_predはまたステップＳ１０において、例えば１２．５Ｖを最大値U_pred_max、及び１０Ｖを最小値U_pred_minとして定義することにより上限及び下限を制約される。この場合、バッテリの充電はいずれにせよ上限で充分であるため、上限を制約することは絶対的に必要ではない。それでもなお、好適な例示的実施形態においては、最大値U_pred_maxは休止状態の完全に充電されたバッテリの正常値に近い値に定められる。しかしながら下限を最小値U_pred_minにより制約することは、常に必要である。なぜならこの電圧レベル未満ではバッテリは老朽化か放電、又は類似の状態であり、このしきい値未満で指数関数的に降下する電圧に基づいてもはや確実にバッテリ電圧を予測することが不可能なためである。予測されるバッテリ電圧U_predが限界値U_pred_minとU_pred_maxの間にある状況では、予測されるバッテリ電圧はそれから更なるステップＳ１１においてフィルタ処理され、その場合このフィルタの時定数Ｔはマイナス及びプラス双方の電流レベルに対して３分であってもよい。ステップＳ１１におけるこの更なるフィルタ処理は、充電から放電への切替えの結果生じる突然の変化を取り除く。
【００４５】
従って、
U_pred_filt(tn) = (U_pred_raw - U_pred_filt(tn-1))
* T + U_pred_filt(tn-1)
ここで、例えばTは３分として選ばれる。
【００４６】
最後に、ステップＳ１２において最初の機能要求が既になされているかどうかを示すビットが設定されたか否かを判定するためにチェックが行われる。ビットが設定されていない場合にはこのビットは設定され、手順はステップＳ１に戻る。そうでなければ、手順は直接ステップＳ１に戻る。
【００４７】
このことはバッテリ、特に車両のバッテリが確定した負荷電流I_predで負荷されたときの電圧が確実に決定できることを意味する。この予測は全ての型式のバッテリ、特にあらゆる型式、大きさ、及び容量の車両用バッテリに用いることができる。
【００４８】
要約すれば、本発明はバッテリ、特に車両用バッテリの電圧を予測する方法を開示するものである。本発明による方法は電圧降下を、負荷によってそれが実際に発生する前に予測することを可能にする。このために、フィルタ処理されたバッテリ電圧及びフィルタ処理されたバッテリ電流がまず第一にバッテリ電圧、バッテリ電流、バッテリ温度、及び動的内部抵抗などのバッテリ・データから決定される。動的内部抵抗を通じた、抵抗による電圧降下はフィルタ処理されたバッテリ電流と所定の負荷電流の間の差電流から決定される。更に、分極電圧がフィルタ処理されたバッテリ電流の関数として計算され、それからフィルタ処理される。予測されるバッテリ電圧は、フィルタ処理されたバッテリ電圧マイナス抵抗による電圧降下及びフィルタ処理された分極電圧から計算される。この予測されるバッテリ電圧に基づき、更なる措置の決定をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明によるバッテリの電圧（U_pred）を予測する方法のフローチャートを示す。
【図２】図１からのサブルーチン「分極電圧U_polの計算」のフローチャートを示す。
【図３】図１からのサブルーチン「分極電圧U_polのフィルタ処理」のフローチャートを示す。
【図４】分極電圧の電流依存特性例の説明図を示す。
【図１】
2006509205.tif 000003
【図２】
2006509205.tif 000004
【図３】
2006509205.tif 000005
【図４】
2006509205.tif 000006
【国際調査報告】
2006509205.tif 000007
2006509205.tif 000008
2006509205.tif 000009
2006509205.tif 000010