專利名稱：充電持續(xù)時間確定的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如在權(quán)利要求1的前序中定義的確定用于給雙電池系統(tǒng)中的至少一個起動器電池充電的結(jié)果(resulting)充電持續(xù)時間的方法。本發(fā)明還涉及計算機程序，其執(zhí)行如在權(quán)利要求16的前序中定義的方法的步驟。本發(fā)明還涉及在權(quán)利要求18的前序中定義的確定用于給雙電池系統(tǒng)中的至少一個起動器電池充電的結(jié)果充電持續(xù)時間的裝置(arrangement)。
背景技術(shù)：
在車輛例如汽車、卡車、拖拉機等以及船舶例如船和艇中，電動機和引擎用于驅(qū)動車輛或船舶。當(dāng)起動這些電動機時，電驅(qū)動的起動電動機通常用于搖動電動機，直到它獨立地運行，即，不是被起動電動機驅(qū)動。圖1示意性示出用于例如車輛或船舶的傳統(tǒng)電池系統(tǒng)，其中至少一個起動、照明和點火(SLI)電池120用于向電氣系統(tǒng)110提供直流(DC)電壓，其中電氣系統(tǒng)110包括起動電動機、發(fā)電機和消耗DC電流的很多其它電氣設(shè)備。這些電氣設(shè)備包括例如微處理器、 駕駛艙供熱系統(tǒng)、燈、音頻系統(tǒng)和視頻系統(tǒng)。這些設(shè)備中的一些可能在電動機不運行時使用，且將接著由來自至少一個SLI電池120的DC電壓驅(qū)動。在這里，SLI電池120通常具有兩種功能，一種功能是通過驅(qū)動起動電動機來起動電動機，而另一種功能是當(dāng)電動機不運行時給電氣設(shè)備提供電力。因此，至少一個SLI電池120應(yīng)能夠為這兩種功能都提供足夠的電力。因此，傳統(tǒng)電池系統(tǒng)的至少一個SLI電池120必須具有高功率和良好的循環(huán)能力。SLI電池需要高功率以能夠驅(qū)動起動電動機。需要循環(huán)能力，使得它能夠由于在電動機不運行時使用電氣設(shè)備而被用完并且再充電很多次。一般，高功率能力和良好的循環(huán)能力是電池的矛盾特征。因此，對于在圖1中使用的傳統(tǒng)電池系統(tǒng)，必須找到在這兩個特征之間的折衷，使得SLI系統(tǒng)可用于這兩種功能。因此至少一個SLI電池120通常被設(shè)計成提供在這兩個特征之間平衡的電池。然而，這導(dǎo)致該至少一個SLI電池120的次最優(yōu)使用，因為它不能對這兩個功能都最優(yōu)化。圖2示出具有至少一個動力電池220和至少一個起動器電池230的現(xiàn)有技術(shù)電池系統(tǒng)，每個電池為了不同的目的而提供電力。在這里，至少一個動力電池230向當(dāng)電動機不運行時使用的電氣設(shè)備例如燈211和供熱系統(tǒng)212提供DC電壓。至少一個起動器電池230 向起動電動機213提供電力。發(fā)電機214用于給電池充電。引擎管理系統(tǒng)(EMS) 215控制起動電動機213。需要互連設(shè)備216以使得這兩個電池都能夠由發(fā)電機214充電。然而，圖2所示的系統(tǒng)具有靜態(tài)電流通過EMS 215使起動器電池230放電的缺點。 此外，互連設(shè)備216常常被實現(xiàn)為二極管，對于這種情況，來自動力電池220的電力不能用于啟動該起動電動機213。圖3示意性示出雙電池系統(tǒng)300，其中至少一個動力電池320連接到電氣系統(tǒng) 310。電氣系統(tǒng)包括起動電動機313和電池充電模塊，包括發(fā)電機314。如上所述，電氣系統(tǒng)還包括當(dāng)電動機不運行時使用的電氣設(shè)備，例如駕駛艙供熱設(shè)備312、燈311等。此外，電氣系統(tǒng)310包括控制起動電動機313的EMS 315。在雙電池系統(tǒng)300中，至少一個起動器電池330通過使用雙斷路器350可與至少一個動力電池320并聯(lián)連接。因此，當(dāng)雙斷路器 350閉合時，至少一個起動器電池330和至少一個動力電池320并聯(lián)耦合且一起向電氣系統(tǒng)310提供雙系統(tǒng)電壓。當(dāng)雙斷路器350斷開時，至少一個動力電池320獨自向電氣系統(tǒng)提供電力。因此，雙斷路器350用于控制提供到電氣系統(tǒng)的電力，使得當(dāng)起動用電動機313 沒有被啟動時可從至少一個起動器電池330提供額外的電力。在雙電池系統(tǒng)300中，至少一個動力電池320實質(zhì)上只用于向電氣系統(tǒng)310中的、 在電動機不運行時使用的電氣設(shè)備提供電力。因此，可在循環(huán)能力方面最優(yōu)化至少一個動力電池320。相應(yīng)地，至少一個起動器電池330實質(zhì)上只用于向起動電動機313提供電力， 并可因此在起動功率特性方面被最優(yōu)化。因此，可以實現(xiàn)更優(yōu)化的電池系統(tǒng)。此外，當(dāng)給至少一個動力電池320和至少一個起動器電池330充電時，雙斷路器 350可用于將起動器電池330連接到充電模塊和/或從充電模塊斷開，其中充電模塊包括發(fā)電機314?，F(xiàn)有技術(shù)電池系統(tǒng)具有與其電池的次最優(yōu)充電有關(guān)的一般問題，其縮短了電池的使用壽命的長度，這具有經(jīng)濟和環(huán)境方面的缺點。特別是，由差的現(xiàn)有技術(shù)充電方法引起的至少一個起動器電池的過度充電，導(dǎo)致至少一個起動器電池的腐蝕和水的損失，這會減小至少一個起動器電池的使用壽命的長度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供解決上面陳述的問題的用于確定結(jié)果充電持續(xù)時間的方法、 計算機程序和用于確定結(jié)果充電持續(xù)時間的裝置。因此，本發(fā)明旨在提供用于確定將在給雙電池系統(tǒng)中的至少一個起動器電池充電時使用的結(jié)果充電持續(xù)時間的方法，其帶來至少一個起動器電池的延長的或至少沒有不必要縮短的使用壽命。通過根據(jù)權(quán)利要求1的特征部分的用于確定將在給雙電池系統(tǒng)中的至少一個起動器電池充電時使用的結(jié)果充電持續(xù)時間的方法來實現(xiàn)該目的。還通過根據(jù)權(quán)利要求18的特征部分的布置成確定將在給雙電池系統(tǒng)中的至少一個起動器電池充電時使用的結(jié)果充電持續(xù)時間的裝置來實現(xiàn)該目的。還通過實現(xiàn)本發(fā)明的方法的計算機程序來實現(xiàn)該目的。根據(jù)本發(fā)明的用于確定結(jié)果充電持續(xù)時間的方法、裝置和計算機程序的特征在于，首先基于起動器電池的溫度并基于起動電動機在被啟動時的行為的測量來確定初始充電持續(xù)時間。接著，基于初始充電持續(xù)時間并基于標稱充電電壓和用于給至少一個起動器電池充電的實際充電電壓之間的關(guān)系來適應(yīng)性地確定用于給至少一個起動器電池充電的結(jié)果充電持續(xù)時間。在至少一個起動器電池的充電期間執(zhí)行結(jié)果充電持續(xù)時間的確定。因此，基于正被執(zhí)行的實際充電的質(zhì)量來適應(yīng)性地調(diào)節(jié)結(jié)果充電持續(xù)時間，這產(chǎn)生結(jié)果充電持續(xù)時間的非常有效和精確的確定。結(jié)果充電持續(xù)時間的確定在這里適應(yīng)性地基于至少一個起動器電池的溫度和用于給至少一個起動器電池充電的實際充電電壓二者， 這二者都是對被執(zhí)行的充電的效率必要的參數(shù)。
通過在給至少一個起動器電池充電時使用精確地確定的結(jié)果充電持續(xù)時間，避免了至少一個起動器電池的過度充電，這具有至少一個起動器電池的使用壽命沒有由于腐蝕和水的損失而不必要的縮短的結(jié)果。電池因此可以被使用更長時間，這具有經(jīng)濟和環(huán)境優(yōu)
點ο根據(jù)本發(fā)明的實施例，通過首先將剩余充電持續(xù)時間設(shè)定為等于初始充電持續(xù)時間并接著對剩余充電持續(xù)時間執(zhí)行一次或多次減小來確定結(jié)果充電持續(xù)時間。這里，每次減小與實際使用的充電電壓和標稱充電電壓之間的差異有關(guān)，其中該減小在所述差異小的情況下具有相對較高的值，而在所述差異大的情況下具有相對較低的值。結(jié)果充電持續(xù)時間在這里對應(yīng)于至少一次減小將剩余充電持續(xù)時間減小到零時間單位所需要的持續(xù)時間。本實施例具有結(jié)果充電持續(xù)時間的適應(yīng)(即，剩余充電持續(xù)時間的至少一次減小)與實際使用的充電電壓緊密相關(guān)的優(yōu)點，這導(dǎo)致非常精確的適應(yīng)。此外，本實施例具有與本方法的實現(xiàn)有關(guān)的優(yōu)點，因為該適應(yīng)可通過迭代循環(huán)來實現(xiàn)，其中，迭代循環(huán)在編程用于執(zhí)行該方法的處理模塊的指令時被容易地實現(xiàn)?，F(xiàn)在將參考示出一些優(yōu)選實施例的附圖來描述根據(jù)本發(fā)明的用于確定結(jié)果充電持續(xù)時間的方法、計算機程序和用于確定結(jié)果充電持續(xù)時間的裝置的詳細示例性實施例和優(yōu)點。


圖1示意性示出傳統(tǒng)電池系統(tǒng)。圖2示意性示出現(xiàn)有技術(shù)電池系統(tǒng)。圖3示意性示出雙電池系統(tǒng)。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一般方法的流程圖。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。圖6示出本發(fā)明的方法的可能實現(xiàn)的流程示。圖7a示意性示出根據(jù)本發(fā)明的用于確定充電持續(xù)時間的裝置。圖7b示意性示出根據(jù)本發(fā)明的布置用于充電的系統(tǒng)。
具體實施例方式當(dāng)給電池充電時，結(jié)果充電持續(xù)時間(S卩，實際用于給電池充電的時間)和所使用的充電電壓對不降低容量和縮短電池的使用壽命是必要的。通常，當(dāng)電池的結(jié)果充電持續(xù)時間太短時，不可逆轉(zhuǎn)的硫酸鹽晶體生長逐漸增加，直到電池被硫酸鹽化。另一方面，當(dāng)結(jié)果充電持續(xù)時間太長時，在電池中會出現(xiàn)腐蝕和水的損失，這也縮短其使用壽命。在下文中，對車輛例示用于確定結(jié)果充電持續(xù)時間和用于執(zhí)行至少一個起動器電池的充電的方法和裝置。然而，如對技術(shù)人員清楚的，相應(yīng)的方法和裝置也可用在船舶中或在可以雙電池系統(tǒng)的其它裝置中。在本文件中，初始充電持續(xù)時間和剩余充電持續(xù)時間是由本發(fā)明的方法和裝置在確定一個或多個起動器電池的充電應(yīng)當(dāng)被執(zhí)行的時間段的過程中使用的值。初始充電持續(xù)時間對應(yīng)于時間段，該時間段最初(即，在起動電動機被啟動后相對不久)被認為足以給一個或多個起動器電池充電。在一個或多個起動器電池的充電期間，估計充電必須持續(xù)對應(yīng)于剩余充電持續(xù)時間的時間段。剩余充電持續(xù)時間在給一個或多個起動器電池充電的過程中由用于確定結(jié)果充電持續(xù)時間的本發(fā)明的方法和裝置使用。將在等于結(jié)果充電持續(xù)時間的時間段內(nèi)執(zhí)行至少一個起動器電池的充電。例如，根據(jù)下面公開的發(fā)明的實施例，剩余充電持續(xù)時間首先被設(shè)定為等于初始充電持續(xù)時間。接著，剩余充電持續(xù)時間減小一次或多次，直到剩余充電持續(xù)時間剩下零時間單位。結(jié)果充電持續(xù)時間于是對應(yīng)于從設(shè)定初始充電持續(xù)時間起，即，從在起動電動機被啟動之后相對不久的時刻起，直到當(dāng)剩余充電持續(xù)時間剩下零時間單位的時刻為止的時間段。在圖3示意性示出的雙系統(tǒng)中，至少一個起動器電池330在它驅(qū)動起動電動機313 時基本上只向電氣系統(tǒng)310提供DC電流，而至少一個動力電池320用于基本上提供由電氣系統(tǒng)310消耗的所有其它DC電流。因此，通常，當(dāng)執(zhí)行電池的充電時，至少一個起動器電池 330和至少一個動力電池320并不同樣地用完。因此，當(dāng)給至少一個起動器電池330和至少一個動力電池320充電時，至少一個起動器電池330和至少一個動力電池320通常需要不同的充電持續(xù)時間。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的用于確定在給雙電池系統(tǒng)中的至少一個起動器電池330充電時要使用的結(jié)果充電持續(xù)時間的一般方法的流程圖。在根據(jù)本發(fā)明的方法的第一步驟中，確定初始充電持續(xù)時間。初始充電持續(xù)時間的確定考慮至少一個起動器電池330的溫度以及還有起動電動機313在被啟動時的行為的測量。起動電動機由至少一個起動器電池 330和動力電池320啟動。在該方法的第二步驟中，確定用于給至少一個起動器電池330充電的結(jié)果充電持續(xù)時間。基于在該方法的第一步驟中確定的初始充電持續(xù)時間并且基于標稱充電電壓和用于給所述至少一個起動器電池充電的實際充電電壓之間的關(guān)系來確定結(jié)果充電持續(xù)時間。 第二步驟在用于給至少一個起動器電池330充電的時間期間被執(zhí)行。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法，適應(yīng)性地確定用于給至少一個起動器電池330充電的結(jié)果充電持續(xù)時間，即，首先確定初始充電持續(xù)時間，之后是結(jié)果充電持續(xù)時間的適應(yīng)性確定。在實踐中，剩余充電持續(xù)時間首先被設(shè)定為等于初始充電持續(xù)時間，且然后適應(yīng)性地執(zhí)行剩余充電持續(xù)時間的連續(xù)減小。結(jié)果充電持續(xù)時間對應(yīng)于這些減小將剩余充電持續(xù)時間減小到零時間單位所需的時間。當(dāng)確定初始充電持續(xù)時間時，考慮至少一個起動器電池330的溫度和起動電動機 313在被啟動時的行為以用于確定初始充電持續(xù)時間。根據(jù)本發(fā)明的實施例，初始充電持續(xù)時間應(yīng)當(dāng)比預(yù)定的最短充電持續(xù)時間(最小充電持續(xù)時間)長，且應(yīng)當(dāng)比預(yù)定的最長充電持續(xù)時間(最大充電持續(xù)時間)短。最短和最長充電持續(xù)時間都被選擇為依賴于至少一個起動器電池330的溫度的值。根據(jù)本發(fā)明的實施例，通過測量溫度來確定至少一個起動器電池330的溫度。如對技術(shù)人員清楚的，這可以用很多方式來完成，例如通過使用提供溫度相關(guān)信號的溫度傳感器。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，溫度被估計，其中該估計基于用于至少一個起動器電池 330的電池模型。根據(jù)本發(fā)明的實施例，關(guān)于至少一個起動器電池330的所測量或所估計的溫度來確定用于確定初始充電持續(xù)時間的所述起動電動機313的行為，以便確定溫度相關(guān)行為， 艮口，溫度相關(guān)起動性能。通過分析起動電動機313執(zhí)行的搖動來確定溫度相關(guān)起動行為。根據(jù)本發(fā)明的實施例，起動行為基于在起動期間起動電動機313的旋轉(zhuǎn)速度測量，例如平均旋轉(zhuǎn)速度的測量，并且基于執(zhí)行搖動的時間。因此，當(dāng)運行起動電動機313時，搖動的速度和該搖動所使用的時間被用于確定起動該電動機是容易還是困難，即，確定起動電動機313 的行為。然后，該行為與至少一個起動器電池330的溫度有關(guān)。當(dāng)確定用于給至少一個起動器電池330充電的結(jié)果充電持續(xù)時間時，剩余充電持續(xù)時間首先被設(shè)定為等于初始充電持續(xù)時間，且剩余充電持續(xù)時間然后在至少一個起動器電池330的充電期間減小，從而實現(xiàn)結(jié)果充電持續(xù)時間的適應(yīng)性確定。所執(zhí)行的減小基于標稱充電電壓和用于給該至少一個起動器電池330充電的實際充電電壓之間的關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明的實施例，標稱充電電壓與至少一個起動器電池330的溫度有關(guān)。為了確定標稱充電電壓，如上所述的測量或估計至少一個起動器電池330的溫度，并且然后基于這個溫度來確定標稱充電電壓?；旧希瑢τ谝话闶褂玫碾姵?，標稱充電電壓和溫度之間存在明確定義和已知的關(guān)系，這可用于確定用于根據(jù)本發(fā)明的至少一個起動器電池330 的標稱充電電壓。根據(jù)本發(fā)明的實施例，通過測量充電模塊(包括發(fā)電機314)所提供的實際電壓來確定用于給至少一個起動器電池330充電的實際充電電壓?？梢允褂猛ǔＴ谲囕v中出現(xiàn)的例如用于控制充電模塊的功能的模塊來測量該實際提供的充電電壓。如上所述，根據(jù)本發(fā)明方法，通過在至少一個起動器電池330的充電期間適應(yīng)性地減小剩余充電持續(xù)時間來適應(yīng)性地確定用于給至少一個起動器電池330充電的結(jié)果充電持續(xù)時間。根據(jù)本發(fā)明的實施例，減小的尺度取決于標稱充電電壓和用于給至少一個起動器電池充電的實際充電電壓之間的關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明的實施例，如果標稱充電電壓和實際充電電壓的電壓電平之間的差異相對較小，則剩余充電持續(xù)時間的減小具有相對較高的值。能夠產(chǎn)生該大的減小，是因為對于至少一個起動器電池330的溫度，當(dāng)用接近于標稱充電電壓的實際充電電壓對起動器電池330充電時，至少一個起動器電池330的最優(yōu)或近最優(yōu)充電被執(zhí)行。因此，然后可以推斷出至少一個起動器電池330已經(jīng)被有效地充電，并且結(jié)果充電持續(xù)時間可能變得相對較短。另一方面，如果標稱充電電壓和實際充電電壓的電壓電平之間的差異相對較大， 艮口，當(dāng)用比標稱充電電壓相對低得多的實際充電電壓對至少一個起動器電池330充電時， 剩余充電持續(xù)時間的減小具有相對較低的值。因此，因為以非最優(yōu)的方式執(zhí)行對至少一個起動器電池330的充電，所以剩余充電持續(xù)時間的減小應(yīng)當(dāng)相對較小，這會導(dǎo)致相對較長的結(jié)果充電持續(xù)時間。通過基于對至少一個起動器電池330的實際執(zhí)行的充電的質(zhì)量的剩余充電持續(xù)時間的適應(yīng)性減小而確定的結(jié)果充電持續(xù)時間，可以確定在其間應(yīng)當(dāng)對至少一個起動器電池330充電的非常精確的持續(xù)時間，即，結(jié)果充電持續(xù)時間。此外，因為根據(jù)實施例，基于對正執(zhí)行的充電的效率必要的參數(shù)，即，基于至少一個起動器電池330的溫度和基于用于給至少一個起動器電池330充電的實際充電電壓來適應(yīng)性地調(diào)節(jié)該確定，因此可以通過本發(fā)明將結(jié)果充電持續(xù)時間定制到至少一個起動器電池330和充電模塊(包括發(fā)電機314)的瞬時狀態(tài)。因此，不會錯誤地執(zhí)行對至少一個起動器電池330的過度充電，這保證至少一個起動器電池的使用壽命不會由于腐蝕和水的損失而被不必要的縮短。此外，精確地確定的結(jié)果充電持續(xù)時間避免了充電不足。根據(jù)本發(fā)明的實施例，剩余充電持續(xù)時間的每個這樣的減小的尺度對應(yīng)于減小時間、，其等于從前面的減少起已經(jīng)花費在給至少一個起動器電池330充電上的實際時間ta 乘以常數(shù)k，、= k*ta。因此，實際時間ta在這里是在剩余充電持續(xù)時間的兩次連續(xù)減小之間過去的正常時間。在這里基于實際充電電壓和標稱充電電壓之間的差異來確定常數(shù)k。 也就是說，每次減小可被視為使對充電計時的時鐘的秒針指示器在從先前的減小到當(dāng)前減小的時間內(nèi)以比時序時間高的速度運行，其中常數(shù)k確定它應(yīng)當(dāng)運行得快多少。根據(jù)本發(fā)明的實施例，常數(shù)k的值取決于實際充電電壓和標稱充電電壓之間的差異并取決于至少一個起動器電池的溫度。根據(jù)本發(fā)明的實施例，指定相對較大的減小的特定值。在這里，如果實際充電電壓和標稱充電電壓之間的差異近似為標稱充電電壓的0%到2%，則常數(shù)k具有在大約3到 6. 5的區(qū)間中的值。更具體地，如果該差異近似為標稱充電電壓的0%，S卩，當(dāng)使用近似標稱充電電壓時，常數(shù)k具有大約為6的值，k 6。此外，如果該差異近似為標稱充電電壓的 2%，則常數(shù)k具有大約為3. 5的值，k 3. 5。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，指定相對較小的減小的特定值。在這里，如果實際充電電壓和標稱充電電壓之間的差異近似為標稱充電電壓的4%到10%，則常數(shù)k具有在大約 0. 5到2. 5的區(qū)間中的值。更具體地，如果該差異近似為標稱充電電壓的4%，則常數(shù)k具有大約為2的值，k 2。此外，如果該差異近似為標稱充電電壓的10%，則常數(shù)k具有大約1的值，k 1。分別對應(yīng)于較大和較小的減小的常數(shù)k的這些值保證當(dāng)給至少一個起動器電池充電時使用非常精確的結(jié)果充電持續(xù)時間。根據(jù)本發(fā)明的實施例，剩余充電持續(xù)時間的減小也基于預(yù)定的最大充電持續(xù)時間，其可基于一個或多個起動器電池的電池溫度來確定。如果最大充電持續(xù)時間已經(jīng)到達特定的時間點，即，如果至少一個起動器電池330被充電超過最大充電持續(xù)時間的總時間， 則該減小使得剩余充電持續(xù)時間減小到零時間單位。因此，當(dāng)達到最大充電持續(xù)時間時，應(yīng)在確定減小時縮短剩余充電持續(xù)時間，以便從該特定的時間點起的剩余充電持續(xù)時間剩下零時間單位，并且結(jié)束該至少一個起動器電池330的充電。根據(jù)本發(fā)明的實施例，剩余充電持續(xù)時間的減小基于預(yù)定的最小充電持續(xù)時間， 該預(yù)定的最小預(yù)充電持續(xù)時間也可以基于一個或多個起動器電池的電池溫度而被確定。如果最小充電持續(xù)時間在一個時刻還沒有被完全達到，則該調(diào)節(jié)不被允許是這樣的減小，即該減少將剩余充電持續(xù)時間減小到使得從該時刻起的剩余充電持續(xù)時間中剩下零時間單位的一個值，即，該減小將剩余充電持續(xù)時間減小到對應(yīng)于多于零時間單位的值。因此，不允許在至少一個起動器電池330已經(jīng)被充電至少該最小充電持續(xù)時間之前結(jié)束該至少一個起動器電池330的充電。分別通過使用最小和最大充電持續(xù)時間來限制結(jié)果充電持續(xù)時間的適應(yīng)性調(diào)節(jié)， 實現(xiàn)了分別預(yù)防至少一個起動器電池330的充電不足和充電過度的額外的防范措施。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該減小基于充電模塊(包括發(fā)電機314)是否提供充電電壓。如果充電模塊不提供充電電壓，則該減小將剩余充電持續(xù)時間減小到使得從該時間點
10起剩余充電持續(xù)時間剩下零時間單位的值。因此，當(dāng)發(fā)電機停止產(chǎn)生充電電壓時，應(yīng)當(dāng)結(jié)束對該至少一個起動器電池的試圖充電。根據(jù)本發(fā)明的實施例，剩余充電持續(xù)時間的減小包括至少兩次連續(xù)的扣除。這些扣除的每一個作為上面描述的減小而被執(zhí)行。因此，對于實施例，對于每次扣除，實際充電電壓被確定，并且與標稱充電電壓一起被用于確定該扣除的值?？蛇x地，對于另一實施例， 相對于標稱充電電壓的實際充電電壓和至少一個起動器電池的溫度二者都被用于確定扣除的尺度。因此，本文中，用于給至少一個起動器電池充電的結(jié)果充電持續(xù)時間的適應(yīng)性確定包括實際充電電壓和標稱充電電壓的電壓電平之間的差異以及可能還有起動器電池溫度的連續(xù)確定，其中每個連續(xù)的確定之后可能是剩余充電持續(xù)時間的減小，其中減小與該確定的結(jié)果有關(guān)。這也在至少一個起動器電池溫度和/或?qū)嶋H充電電壓的電平隨著時間而改變時確保用于給至少一個起動器電池330充電的結(jié)果充電持續(xù)時間的非常精確的確定。基本上可以在任一時間區(qū)間執(zhí)行剩余充電持續(xù)時間的這些連續(xù)的減小，這保證結(jié)果充電持續(xù)時間可以適當(dāng)?shù)剡m應(yīng)于至少一個起動器電池330的溫度和/或?qū)嶋H充電電壓電平的變化。根據(jù)本發(fā)明的實施例，兩次連續(xù)的減小在時間上隔開大約0. 5秒到大約3分鐘， 且優(yōu)選地在時間上隔開大約1秒到大約1分鐘，且更優(yōu)選地在時間上隔開大約1秒到大約 30秒，以及甚至更優(yōu)選地在時間上隔開大約1秒到大約15秒。此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，用于確定至少一個起動器電池330的結(jié)果充電持續(xù)時間的方法被用于給雙電池系統(tǒng)中的至少一個起動器電池330充電的一般方法中。該方法通過圖5的流程圖來說明。在用于給至少一個起動器電池330充電的該方法的第一步驟中，根據(jù)上面描述的方法的任一個來確定用于給至少一個起動器電池330充電的結(jié)果充電持續(xù)時間。在該方法的第二步驟中，當(dāng)至少一個起動器電池330在剩余充電持續(xù)時間等于零時間單位時(即，當(dāng)結(jié)果充電持續(xù)時間已經(jīng)結(jié)束時)與電池充電模塊314斷開時，所確定的結(jié)果充電持續(xù)時間被利用。因此，通過使用本發(fā)明的充電方法來防止至少一個起動器電池330的過度充電，因為充電在適應(yīng)性地確定的結(jié)果充電持續(xù)時間是零時間單位時結(jié)束?？梢杂煤芏嗖煌姆绞綄崿F(xiàn)用于給至少一個起動器電池330充電的本發(fā)明的方法的實際實現(xiàn)。在下文中結(jié)合圖6中的流程圖例示了一個這樣的方式。在本發(fā)明的該實施例的第一方法步驟601中，如上所述的，即，基于至少一個起動器電池330的溫度和起動電動機313的行為來確定該至少一個起動器電池330的初始充電持續(xù)時間。然后剩余充電持續(xù)時間被設(shè)定為等于初始充電持續(xù)時間。在該方法的第二步驟 602中，至少一個起動器電池330的充電開始。因此，至少一個起動器電池330在這里連接到電池充電模塊314，即，雙斷路器350閉合。在第三步驟603中，確定標稱充電電壓和實際充電電壓之間的關(guān)系，其中實際充電電壓是實際用于給至少一個起動器電池充電的電壓。例如，在第三步驟603中，比較實際充電電壓與標稱充電電壓，并且然后分析這些電壓之間的差異。如果該差異相對較大，則該方法繼續(xù)到第四步驟604。在第四步驟604中，確定剩下多少剩余充電持續(xù)時間。如果剩余充電持續(xù)時間比零時間單位(例如小時、分鐘或秒)長，則該方法繼續(xù)到第六步驟606。如果剩余充電持續(xù)時間不比零時間單位長，則該方法繼續(xù)到第七步驟607。
在第六步驟606中，剩余充電持續(xù)時間減小特定數(shù)量的時間單位，例如特定定數(shù)量的分鐘。從第六步驟606起，該方法繼續(xù)返回到第三步驟603，即，迭代過程用于減小結(jié)果充電持續(xù)時間，以便執(zhí)行結(jié)果充電持續(xù)時間的適應(yīng)性確定。在第三步驟603中，相反的，如果標稱和實際電壓之間的差異相對較小，則該方法首先繼續(xù)到第五步驟605，并且然后繼續(xù)到第四步驟604。在第五步驟605中，剩余充電持續(xù)時間減小了特定數(shù)量的時間單位，例如特定數(shù)量的分鐘。從第五步驟605起，該方法繼續(xù)到第四步驟604。在第四步驟604中，如上所述，檢查剩余充電持續(xù)時間中是否還剩下時間。 如果剩下時間，則該方法繼續(xù)到第六步驟606，如果沒有，該方法繼續(xù)到第七步驟607。在第七步驟607中，至少一個起動器電池330的充電結(jié)束。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，這通過指示雙斷路器350中斷雙系統(tǒng)電路，即，使至少一個起動器電池330與電池充電模塊314斷開來實現(xiàn)。因此，通過本發(fā)明的方法的重復(fù)實施，與如果標稱和實際充電電壓之間的差異相對較大相比，如果該差異相對較小，即，當(dāng)使用近最優(yōu)實際充電電壓給至少一個起動器電池充電時，剩余充電持續(xù)時間減小得更快。換句話說，在這樣的確定之后從剩余充電持續(xù)時間減去的減小時間、等于從前面的減小起花費在給至少一個起動器電池充電上的實際時間 、乘以常數(shù)k，、= k*ta，其中常數(shù)k在實際充電電壓和標稱充電電壓之間的差異較小的情況下比在該差異較大的情況下具有更高的值。此外，根據(jù)實施例，常數(shù)k的大小取決于該差異和起動器電池的溫度二者。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的實現(xiàn)，在步驟604中也檢查是否已經(jīng)達到最小充電持續(xù)時間和/或是否已經(jīng)超過最大充電持續(xù)。如果還沒有達到最小充電持續(xù)時間，則該方法繼續(xù)到第六步驟606。然而，如果已經(jīng)超過了最大充電持續(xù)時間，則該方法通過減去足夠數(shù)量的時間單位來將剩余充電持續(xù)時間減小到零時間單位，并且然后繼續(xù)到第七步驟607。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的實現(xiàn)，如果實際充電電壓等于或接近于零，S卩，如果電池充電模塊已經(jīng)停止提供充電電壓，則該方法通過減去足夠數(shù)量的時間單位來將剩余充電持續(xù)時間減小到零時間單位，并且然后繼續(xù)到第七步驟607。如對技術(shù)人員清楚的，可以改變上面描述的迭代過程的實現(xiàn)細節(jié)。例如，可以用很多方式執(zhí)行迭代適應(yīng)。因此，也可例如通過讓該方法在第三步驟603之后在繼續(xù)到第三步驟603之前繼續(xù)到第一和第二減小步驟的任一個來執(zhí)行被迭代地執(zhí)行的剩余充電持續(xù)時間的減小，其中第一和第二減小步驟的每一個然后將執(zhí)行剩余充電持續(xù)時間的特定減小， 并且其中由第一和第二減小步驟的每一個所執(zhí)行的特定減小彼此不同，即，第一和第二減小步驟具有不同的常數(shù)k。在這里，挑選第一和第二減小步驟的任一個的選擇基于標稱和實際電壓之間的差異，并且可能基于起動器電池的溫度，如在第四步驟604中確定的。此外，可以用具有代碼模塊的計算機程序來實現(xiàn)本發(fā)明的方法，當(dāng)代碼模塊在計算機中運行時使計算機執(zhí)行該方法的步驟。計算機程序包括在計算機程序產(chǎn)品的計算機可讀介質(zhì)中。計算機可讀介質(zhì)基本上可以包括任何存儲器，例如ROM(只讀存儲器)、PR0M(可編程只讀存儲器)、EPROM(可擦除PR0M)、閃存、EEPROM(電可擦除PR0M)或硬盤驅(qū)動器。圖7a示出根據(jù)本發(fā)明的用于確定雙電池系統(tǒng)中的至少一個起動器電池的結(jié)果充電持續(xù)時間的裝置，其包括處理模塊701，例如計算機、起動器電池溫度確定模塊702、實際充電電壓確定模塊703和起動電動機行為確定模塊704。
起動器電池溫度確定模塊702本質(zhì)上可以是能夠確定起動器電池的溫度的任何類型的傳感器或類似物，例如也用于車輛中的其它目的的電池溫度傳感器或特別適合于這個裝置的電池溫度傳感器。起動器電池溫度確定模塊702通過連接模塊712連接到處理模塊 701。實際充電電壓確定模塊703本質(zhì)上可以是配置用于確定從電池充電模塊輸出的充電電壓(即，被提供到至少一個起動器電池以用于給它充電的充電電壓)的任何模塊。該實際充電電壓確定模塊703也可由車輛中的其它系統(tǒng)使用，例如發(fā)電機故障警告系統(tǒng)。實際充電電壓確定模塊703通過連接模塊713連接到處理模塊701。起動電動機行為確定模塊704通過根據(jù)本發(fā)明的實施例利用用于搖動的時間和開動的速度以確定起動電動機在被啟動時的行為，來估計起動該電動機的容易或困難程度。此外，如對技術(shù)人員清楚的，其它參數(shù)可用于確定起動電動機的行為。起動電動機行為確定模塊704通過連接模塊714連接到處理模塊701。圖7b示出用于給雙電池系統(tǒng)中的至少一個起動器電池充電的系統(tǒng)。在圖7b所示的系統(tǒng)中，包括圖7a中示出的用于確定結(jié)果充電持續(xù)時間的整個裝置，其具有與圖7a中相同的參考標號。此外，在充電系統(tǒng)中，包括雙斷路器啟動模塊705。雙斷路器啟動模塊705 通過連接模塊715連接到處理模塊701。當(dāng)處理模塊決定雙斷路器應(yīng)當(dāng)被啟動時，對應(yīng)于該啟動的信號被提供到雙斷路器啟動模塊705。然后使雙斷路器閉合或斷開雙斷路器，即，它將起動器電池連接到電池充電模塊或使起動器電池從電池充電模塊斷開。在圖7a和7b中的連接模塊712、713、714、715可以分別是電纜、總線(例如控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)總線、面向媒體的系統(tǒng)傳輸(MOST)總線等)或無線連接的組中的任一個。 處理模塊可以位于與駕駛艙的連接中，或可以位于基本上車輛的任何其它部分中。如與上面描述的示例性實施例相比，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改根據(jù)本發(fā)明的用于確定充電持續(xù)時間和用于充電的方法以及用于確定充電持續(xù)時間和用于執(zhí)行充電的裝置。
權(quán)利要求
1.一種確定用于給雙電池系統(tǒng)中的至少一個起動器電池充電的結(jié)果充電持續(xù)時間的方法，所述雙電池系統(tǒng)包括至少一個動力電池，其連接到包括起動電動機和電池充電模塊的電氣系統(tǒng)，以及所述至少一個起動器電池，其可與所述至少一個動力電池并聯(lián)連接， 特征在于下列步驟基于所述至少一個起動器電池的溫度和基于當(dāng)啟動起動電動機時所述起動電動機的行為的測量來確定初始充電持續(xù)時間，以及基于所述初始充電持續(xù)時間和基于標稱充電電壓和用于給所述至少一個起動器電池充電的實際充電電壓之間的關(guān)系來在所述至少一個起動器電池的充電期間確定所述結(jié)果充電持續(xù)時間。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述結(jié)果充電持續(xù)時間的所述確定還基于所述至少一個起動器電池的溫度。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述結(jié)果充電持續(xù)時間通過下列操作來確定 首先將剩余充電持續(xù)時間設(shè)定為等于所述初始充電持續(xù)時間的值，以及在對應(yīng)于所述結(jié)果充電持續(xù)時間的時間期間，執(zhí)行所述剩余充電持續(xù)時間的至少一次減小，直到所述剩余充電持續(xù)時間剩下零時間單位為止，其中所述至少一次減小的每一個與所述實際充電電壓和所述標稱充電電壓之間的差異有關(guān)，使得所述減小在所述差異相對較小的情況下具有相對較高的值，并且使得所述減小在所述差異相對較大的情況下具有相對較低的值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述減小對應(yīng)于減小時間、，所述減小時間、等于從前面的減小起花費在給所述至少一個起動器電池充電上的實際時間、乘以常數(shù)k，tr = k*ta，其中所述常數(shù)k是基于所述實際充電電壓和所述標稱充電電壓之間的差異而確定的。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述常數(shù)k具有在下列值的組中的任意值 如果所述差異近似為所述標稱充電電壓的0%到2%，則是大約為3到6. 5的值；以及如果所述差異近似為所述標稱充電電壓的4%到10%，則是大約為0. 5到2. 5的值
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述常數(shù)k具有在下列值的組中的任意值 如果所述差異近似為所述標稱充電電壓的0%，則是大約為6的值，k^6； 如果所述差異近似為所述標稱充電電壓的2%，則是大約為3. 5的值，k 3. 5， 如果所述差異近似為所述標稱充電電壓的4%，則是大約為2的值，k 2 ；以及如果所述差異近似為所述標稱充電電壓的10%，則是大約為1的值，k 1。
7.如權(quán)利要求3到6中的任一項所述的方法，其中，執(zhí)行所述剩余充電持續(xù)時間的至少兩次減小，其中，對于每次減小，實際充電電壓被確定并用于確定所述減小的尺度。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述連續(xù)減小的兩次在時間上隔開大約0.5秒到3 分鐘，優(yōu)選地在時間上隔開大約1秒到1分鐘，更優(yōu)選地在時間上隔開大約1秒到30秒，甚至更優(yōu)選地在時間上隔開大約1秒到15秒。
9.如權(quán)利要求3到8中的任一項所述的方法，其中基于所述至少一個起動器電池的電池溫度來確定最大充電持續(xù)時間，以及所述減小基于所述最大充電持續(xù)時間，使得如果在一時刻達到所述最大充電持續(xù)時間，則所述減小將所述剩余充電持續(xù)時間減小到對應(yīng)于零時間單位的值。
10.如權(quán)利要求3到8中的任一項所述的方法，其中基于所述至少一個起動器電池的電池溫度來確定最小充電持續(xù)時間，以及所述減小基于所述最小充電持續(xù)時間，使得如果在一時刻沒有完全達到所述最小充電持續(xù)時間，則所述減小將所述剩余充電持續(xù)時間減小到對應(yīng)于多于零時間單位的值。
11.如權(quán)利要求1到10中的任一項所述的方法，其中基于所述至少一個起動器電池的電池溫度來確定所述標稱充電電壓。
12.如權(quán)利要求1到11中的任一項所述的方法，其中關(guān)于所述至少一個起動器電池的所述溫度來確定所述起動電動機的所述行為的所述測量。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中基于由所述起動電動機執(zhí)行的搖動來確定所述行為，其中所述搖動的旋轉(zhuǎn)速度和用于所述搖動的時間被考慮。
14.如權(quán)利要求1到13中的任一項所述的方法，其中通過測量所述溫度或通過基于電池模型估計所述溫度來確定所述至少一個起動器電池的所述溫度。
15.一種用于給雙電池系統(tǒng)中的至少一個起動器電池充電的方法，所述雙電池系統(tǒng)包括至少一個動力電池，其連接到包括起動電動機和電池充電模塊的電氣系統(tǒng)，以及所述至少一個起動器電池，其可通過雙斷路器與所述至少一個動力電池并聯(lián)連接， 特征在于下列步驟通過使用權(quán)利要求1到14中的任一項所述的方法來確定用于給所述至少一個起動器電池充電的結(jié)果充電持續(xù)時間，以及當(dāng)所述結(jié)果充電持續(xù)時間已經(jīng)結(jié)束時在所述至少一個起動器電池的充電期間使所述至少一個起動器電池與所述電池充電模塊斷開。
16.一種計算機程序，特征在于代碼模塊，其當(dāng)在計算機中運行時使所述計算機執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-15的任一項所述的方法。
17.—種包括計算機可讀介質(zhì)和根據(jù)權(quán)利要求16所述的計算機程序的計算機程序產(chǎn)品，其中所述計算機程序包括在所述計算機可讀介質(zhì)中。
18.一種確定用于給雙電池系統(tǒng)中的至少一個起動器電池充電的結(jié)果充電持續(xù)時間的裝置，所述雙電池系統(tǒng)包括至少一個動力電池，其連接到包括起動電動機和電池充電模塊的電氣系統(tǒng)，以及所述至少一個起動器電池，其可與所述至少一個動力電池并聯(lián)連接， 特征在于用于基于所述至少一個起動器電池的溫度并且基于當(dāng)啟動起動電動機時所述起動電動機的行為的測量來確定初始充電持續(xù)時間的模塊，用于在所述至少一個起動器電池的充電期間確定用于給所述至少一個起動器電池充電的結(jié)果充電持續(xù)時間的模塊，其中所述確定基于所述初始充電持續(xù)時間和基于標稱充電電壓和用于給所述至少一個起動器電池充電的實際充電電壓之間的關(guān)系。
19.一種用于給雙電池系統(tǒng)中的至少一個起動器電池充電的系統(tǒng)，所述雙電池系統(tǒng)包括至少一個動力電池，其連接到包括起動電動機和電池充電模塊的電氣系統(tǒng)，以及所述至少一個起動器電池，其可通過雙斷路器與所述至少一個動力電池并聯(lián)連接，特征在于如權(quán)利要求18所述的裝置，以及斷開模塊，其布置用于當(dāng)所述結(jié)果充電持續(xù)時間已經(jīng)結(jié)束時在所述至少一個起動器電池的充電期間使所述至少一個起動器電池與所述電池充電模塊斷開。
全文摘要
公開了確定用于給雙電池系統(tǒng)中的至少一個起動器電池充電的結(jié)果充電持續(xù)時間的改進的方法和裝置。雙電池系統(tǒng)包括至少一個動力電池，其連接到包括起動電動機和電池充電模塊的電氣系統(tǒng)，以及至少一個起動器電池，其可與至少一個動力電池并聯(lián)連接。根據(jù)本發(fā)明，基于至少一個起動器電池的溫度和基于當(dāng)啟動起動電動機時起動電動機的行為的測量來確定初始充電持續(xù)時間。此外，基于初始充電持續(xù)時間并基于標稱充電電壓和用于給至少一個起動器電池充電的實際充電電壓之間的關(guān)系來在至少一個起動器電池的充電期間確定用于給至少一個起動器電池充電的結(jié)果充電持續(xù)時間。通過本發(fā)明，可以通過使結(jié)果充電持續(xù)時間適應(yīng)于對起動器電池的充電的質(zhì)量和效率有影響的實際參數(shù)來非常精確地確定要使用的結(jié)果充電持續(xù)時間。
文檔編號G01R31/36GK102460898SQ201080025251
公開日2012年5月16日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
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