JP6107142B2 - POWER CONTROL DEVICE, POWER MODEL UPDATE METHOD, PROGRAM, AND MEDIUM - Google Patents
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Description
本発明は、乗用車、トラック、バス等の低圧側のバッテリに適用して好適な電源制御装置、電源モデル更新方法、プログラム、媒体に関する。 The present invention relates to a power supply control device, a power supply model updating method, a program, and a medium that are suitable for use in low-voltage side batteries such as passenger cars, trucks, and buses.
電気自動車、プラグインタイプのハイブリッド車、ハイブリッド車、通常のガソリン車には低圧用のバッテリが搭載され、主に制御用の電源として用いられている。このバッテリの劣化を検出する技術として例えば特許文献1に記載されるように、OCV−SOC特性マップを記憶しておき、測定したOCV(Open Circuit Voltage)を用いてSOC(State Of Charge:充電率)を推定して、満充電容量を推定することが開示されている。
Electric vehicles, plug-in type hybrid vehicles, hybrid vehicles, and ordinary gasoline vehicles are equipped with a low-voltage battery and are mainly used as a power source for control. As a technique for detecting the deterioration of the battery, for example, as described in
しかしながら上述した従来技術においては、バッテリの交換がされた場合や劣化が生じた場合に、特性変化後のバッテリの特性が未知であるため、SOCを推定することができないという問題が生じる。つまり、バッテリの特性変化があった後の充電率を適切に検出することができないという問題があった。 However, in the above-described prior art, when the battery is replaced or deteriorated, the characteristic of the battery after the characteristic change is unknown, so that the SOC cannot be estimated. That is, there has been a problem that it is not possible to appropriately detect the charge rate after the battery characteristic has changed.
本発明は、上記問題に鑑み、バッテリの特性変化があった後の充電率を適切に検出することができる電源制御装置、電源モデル更新方法、プログラム、媒体を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a power supply control device, a power supply model update method, a program, and a medium that can appropriately detect a charge rate after a change in battery characteristics.
上記の問題を解決するため、本発明に係る電源制御装置は、車両のバッテリの開放端電圧を測定する測定手段と、前記開放端電圧と充電率との関係を示すマップを記憶する記憶手段と、前記バッテリの特性変化要因が発生したか否かを判定する判定手段と、前記バッテリへの充電を制御する制御手段と、を含み、前記判定手段が肯定と判定する場合に、前記制御手段が前記車両の駐車時に前記バッテリの充電を行って、前記測定手段が前記バッテリの前記充電率が満充電である場合の前記開放端電圧である第一開放端電圧を測定又は推定し、当該第一開放端電圧を用いて前記マップを補正する補正手段を含むことを特徴とする。ここで、前記制御手段が前記バッテリを前記充電率が満充電である場合から所定量だけ放電し、放電後の前記開放端電圧である第二開放端電圧を前記測定手段が測定し、当該第二開放端電圧を用いて前記補正手段が前記マップを補正することとしてもよい。 In order to solve the above-described problem, a power supply control device according to the present invention includes a measurement unit that measures an open-end voltage of a vehicle battery, and a storage unit that stores a map indicating a relationship between the open-end voltage and the charging rate. A determination unit that determines whether or not a characteristic change factor of the battery has occurred, and a control unit that controls charging of the battery. When the determination unit determines affirmative, The battery is charged when the vehicle is parked, and the measuring means measures or estimates a first open-end voltage that is the open-end voltage when the charge rate of the battery is fully charged, and the first And a correction unit that corrects the map using an open-circuit voltage. Here, the control means discharges the battery by a predetermined amount from when the charging rate is fully charged, and the measurement means measures the second open-end voltage that is the open-end voltage after the discharge, and the measurement means The correction unit may correct the map using two open-ended voltages.
また、本発明に係る電源モデル更新方法は、車両のバッテリの開放端電圧を測定する測定ステップと、前記開放端電圧と充電率との関係を示すマップを記憶する記憶ステップと、前記バッテリの特性変化要因が発生したか否かを判定する判定ステップと、前記バッテリへの充電を制御する制御ステップと、を含み、前記判定ステップにおいて肯定と判定された場合に、前記制御ステップにおいて前記車両の駐車時に前記バッテリの充電を行って、前記測定ステップにおいて前記バッテリの前記充電率が満充電である場合の前記開放端電圧である第一開放端電圧を測定又は推定し、当該第一開放端電圧を用いて前記マップを補正する補正ステップを含むことを特徴とする。また本発明に係るプログラムは前記電源モデル更新方法をコンピュータに実行させるプログラムであり、本発明に係る記録媒体は前記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である。 The power model update method according to the present invention includes a measurement step of measuring an open-end voltage of a battery of a vehicle, a storage step of storing a map indicating a relationship between the open-end voltage and a charging rate, and characteristics of the battery A determination step for determining whether or not a change factor has occurred; and a control step for controlling charging of the battery. When the determination step determines affirmative, the vehicle is parked in the control step. Sometimes the battery is charged, and in the measurement step, the first open-end voltage that is the open-end voltage when the charge rate of the battery is fully charged is measured or estimated, and the first open-end voltage is And a correction step of correcting the map. The program according to the present invention is a program Ru to execute the power model updating method in a computer, a recording medium according to the present invention is a computer-readable recording medium recording the program.
本発明の電源制御装置、電源モデル更新方法によれば、バッテリの特性変化要因(バッテリクリアつまり交換、所定期間経過による劣化など)があった場合には、駐車中に充電して変更後のバッテリの特性を第一開放端電圧として検出して、バッテリのマップを更新することができる。つまり更新後のマップを用いてより適切に開放端電圧から充電率を検出できる。 According to the power supply control device and the power supply model update method of the present invention, when there is a battery characteristic change factor (battery clearing or replacement, deterioration due to elapse of a predetermined period, etc.) Is detected as the first open-circuit voltage, and the battery map can be updated. That is, the charging rate can be detected from the open-end voltage more appropriately using the updated map.
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、本実施例の電源制御装置1は、バッテリ2と、バッテリセンサ3と、ECU4(Electronic Control Unit)と、充電装置5を備えて構成される。バッテリ2の発生する制御電源は図1中実線で示すように、走行用IGSW6を介して一以上の車両電気機器7に供給されるとともに駐車中用電源SW8を介してECU4にも供給される。同様に、走行用IGSW6及び駐車中用電源SW8を統括的に制御する電源SW制御ECU9と充電装置5にも制御電源は供給されている。
As shown in FIG. 1, the power
ECU4と電源SW制御ECU9は図1中破線で示すように例えばCAN(Controller Area Network)等の通信規格の車内LANにより相互に接続されている。バッテリセンサ3とECU4はLIN(Local Interconnect Network)等の通信規格により相互に接続されている。
The ECU 4 and the power supply SW control ECU 9 are connected to each other by an in-vehicle LAN of a communication standard such as CAN (Controller Area Network) as indicated by a broken line in FIG. The
バッテリ2は例えば鉛蓄電池等の低圧の二次電池である。バッテリセンサ3は図示しないマイクロコンピュータを内蔵しており、このマイクロコンピュータはバッテリ2の開放端電圧OCVと電流Aを測定する測定手段3aを構成し、開放端電圧OCVと充電率SOC(State Of Charge)との関係を示すマップを記憶する記憶手段3bを構成している。
The
ECU4は、例えばCPU、ROM、RAMおよびそれらを相互に接続するデータバス、及び入出力インターフェースを含んで構成され、ROMに格納されたプログラムに従い、以下に述べるそれぞれの制御を行って、判定手段4a、制御手段4b、補正手段4cを構成する。
The
充電装置5は、図示しない高圧側のバッテリの電力を変換して低圧用のバッテリ2を充電する例えばDC/DCコンバータである。電源制御SW制御ECU8も、例えばCPU、ROM、RAMおよびそれらを相互に接続するデータバス、及び入出力インターフェースを含んで構成され、ROMに格納されたプログラムに従い、以下に述べるそれぞれの制御を行って、IGONの場合には走行用IGSW6をオンとし、IGOFFの場合には駐車中用電源SW8をオンとする。
The
ECU4の判定手段4aは、バッテリ2の特性変化要因が発生したか否かを判定する。本実施例1では、判定手段4aは、バッテリセンサ3から取得される開放端電圧OCVの時間変化率が例えばある閾値を超えてある継続時間以上低下する条件(バッテリクリアすなわちバッテリ2の取外や交換が発生したとみなせる条件)と、バッテリ2の交換後、劣化が見込まれる所定期間が経過した条件のいずれかに該当する場合に、特性変化要因が発生したか否かについて肯定と判定する。
The
ECU4の制御手段4bは、充電装置5を駆動させてバッテリ2への充電を制御する。制御手段4bは、判定手段4aが肯定と判定する場合に、車両の駐車時に充電装置5を用いてバッテリ2の充電を行って、測定手段3aがバッテリ2の充電率SOCが満充電である場合の開放端電圧OCVである第一開放端電圧OCVaを推定する。なお、推定手法は適宜の手法を用いることができ、例えば充電に伴う充電率SOCの上昇が開放端電圧OCV又は充電時間に対して線形であるものとみなして、充電開始後ある時間を経過した時点で、満充電時の開放端電圧OCVaを推定するものとしている。
The control means 4b of the
ECU4の補正手段4cは、第一開放端電圧OCVaを用いてバッテリセンサ3内の記憶手段3bが記憶しているマップを補正する第一補正を含む第一補正指令を記憶手段3bに対して出力する。記憶手段3bは第一補正指令を受信すると、図3に示すように第一開放端電圧OCVaを満充電時の充電率SOCに対応させるようにマップをOCVを示すY軸方向にオフセットさせて補正する。
The correction means 4c of the
以下本実施例1の電源制御装置1の制御内容を、図2のフローチャートを用いて説明する。ステップS1に示すように、バッテリセンサ3の測定手段3aは開放端電圧OCVと電流Aを検出しながらステップS2にすすみ、ステップS2において、判定手段4aは特性変化要因が発生したか否かの判定を行う。ステップS2において肯定である場合には、ステップS3にすすみ、否定である場合にはENDの手前にすすむ。
Hereinafter, the control content of the power
ステップS3において、判定手段4aは車両のイグニッションキーの状態がIGOFFであって駐車中であるか否かを判定し、肯定であればステップS4にすすみ、否定である場合にはENDの手前にすすむ。 In step S3, the determination means 4a determines whether or not the ignition key of the vehicle is IGOFF and the vehicle is parked. If the result is affirmative, the process proceeds to step S4. If the result is negative, the process proceeds to END. .
ステップS4において、判定手段4aは充電開始トリガがオンであるか否か(本実施例ではIGOFFから所定時間が経過してバッテリ2が充電に適した状態となっているか否か)を判定し、肯定であればステップS5にすすみ、否定である場合にはENDの手前にすすむ。
In step S4, the determination means 4a determines whether or not the charging start trigger is on (in this embodiment, whether or not the
ステップS5において、制御手段4bは充電装置5を駆動させてバッテリ2を充電し、上述した適宜の推定手法にて、満充電時の開放端電圧OCVaを測定手段3aが推定する。
In step S5, the
ステップS6においてはステップS5で推定された開放端電圧OCVaに基づいた第一補正指令を補正手段4cは記憶手段3bに出力し、記憶手段3bはマップを第一補正指令に基づいて補正する。
In step S6, the
以上述べた本実施例1の電源制御装置1及び電源モデル更新方法によれば以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、バッテリ2の特性変化要因が発生する度に、推定された開放端電圧OCVaに基づいてバッテリセンサ3内の記憶手段3bが記憶しているマップを適宜更新することができる。
According to the power
このためバッテリ2において特性変化要因の発生がある場合には、変更後の特性に合わせてマップを更新することができるので、開放端電圧OCVと充電率SOCの関係を示す上述したマップを用いての充電率SOCの検出精度を高めることができる。
For this reason, when the characteristic change factor occurs in the
また図2のステップS6においては、バッテリ2の充電開始後、線形補正により満充電時の開放端電圧OCVaを推定するものとしているので、実際に満充電となるまでの経過時間を待つことなくバッテリクリアの条件成立後より速やかにマップの補正を行うことができる。
Further, in step S6 of FIG. 2, since the open end voltage OCVa at the time of full charge is estimated by linear correction after the start of charging of the
実施例1で示した第一補正ではマップの特性を満充電時の開放端電圧OCVaに基づいて図3中OCVを示すY軸方向にオフセットさせる補正を行うが、より正確なマップの補正のため、以下に示す実施例2のように満充電時以外の開放端電圧OCVに基づいた第二補正も併せて実行するものとすることができる。 In the first correction shown in the first embodiment, the map characteristics are corrected to be offset in the Y-axis direction indicating OCV in FIG. 3 based on the open-circuit voltage OCVa at the time of full charge, but for more accurate map correction. The second correction based on the open end voltage OCV other than at the time of full charge as in Example 2 shown below can also be executed.
図4に示すように、本実施例2ではECU4はCAN又はLINにより車両電気機器に接続されており、制御手段4bは車両電気機器9を制御することによりバッテリ2の放電も制御する。
As shown in FIG. 4, in the second embodiment, the
すなわち、本実施例2においては、ECU4の制御手段4bは、バッテリ2を充電率SOCが満充電である場合から低電流低電圧にて所定量だけ放電し、放電後の開放端電圧OCVである第二開放端電圧OCVbを測定手段3aが測定し、第二開放端電圧OCVbを用いて補正手段4cは、記憶手段3bが記憶しているマップを補正する第二補正を含む第二補正指令を記憶手段3bに対して出力する。記憶手段3bは第二補正指令を受信すると第一開放端電圧OCVaを満充電時の充電率SOCに対応させかつ第二開放端電圧OCVbを所定量放電後の充電率SOCに対応させるようにマップを補正する。
That is, in the second embodiment, the control means 4b of the
以下本実施例2の電源制御装置1の制御内容を、図5のフローチャートを用いて説明する。図5中においてステップS1からステップS7までの処理内容は図2に示したものと同様であり、相違点を主に説明する。
Hereinafter, the control content of the power
図5のステップS8に示すように、ステップS7の第一補正によるマップ更新の後、制御手段4bはさらにバッテリ2への充電を行い、バッテリ2が実際に満充電完了となるステップS9の肯定条件が成立するまで、この充電を継続する。ステップS9において満充電完了となったか否かを判定手段4aは判定し、肯定であればステップS10にすすみ、否定であればステップS8の手前に戻る。なお、ステップS6において測定手段3aが第一開放端電圧OCVaを推定ではなく測定する場合には、ステップS5の充電においてバッテリ2は満充電とされることから、ステップS8とステップS9の処理は省略することとなる。
As shown in step S8 of FIG. 5, after the map update by the first correction in step S7, the control means 4b further charges the
ステップS10において、制御手段4bはバッテリ2を車両電気機器9の消費電力を高めることにより放電させる。なお、この放電については駐車中ではない走行中に行う。ステップS11において、判定手段4aは、所定量の放電が完了したか否かを判定し、肯定である場合には、ステップS12にすすみ、否定である場合にはステップS10の手前に戻る。
In step S <b> 10, the
ステップS12において、測定手段3aは放電後の開放端電圧OCVbを推定又は測定し、補正手段4cは、図6に示すように、満充電時の開放端電圧OCVaと放電後の開放端電圧OCVbに特性曲線を合致させるようにマップを補正する第二補正指令を記憶手段3bに出力し、記憶手段3bは第二補正指令を受信してマップを再度補正する。
In step S12, the measuring
以上述べた本実施例2の充電通信システムS及び電源制御装置1及び電源モデル更新方法によれば以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、推定された開放端電圧OCVaと開放端電圧OCVbに基づいてバッテリセンサ3内の記憶手段3bが記憶しているマップをより正確に更新することができる。
According to the charging communication system S, the power
つまりバッテリ2において特性変化要因の発生がある場合には、変更後の特性に合わせてマップを更新することができるので、開放端電圧OCVと充電率SOCの関係を示す上述したマップを用いての充電率SOCの検出精度を高めることができる。特に図6に示すように、放電後の開放端電圧OCVbと満充電時の開放端電圧OCVaとの差分に基づく傾きが補正前の特性曲線を下回る(相違する)場合には、補正後の特性曲線は傾きも変更されることとなり、より正確なマップを行って、充電率SOCの検出精度を高めることができる。
That is, when the characteristic change factor is generated in the
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions are made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. be able to.
例えば充電装置5についてはハイブリッド車に対応する高圧側のバッテリの電力を低圧用に変換するDC/DCコンバータの換わりに、プラグインハイブリッド車に対応するプラグイン充電器とDC/DCコンバータの組合せに置換することもでき、ソーラ発電機能を有する車両であればソーラ発電装置とDC/DCコンバータとの組合せに置換することもできる。なお、置換した場合の充電開始トリガはプラグインハイブリッド車ではプラグインがされたことであり、ソーラ発電機能を有する車両ではユーザがその機能を選択したことである。
For example, the charging
また、判定手段4aがバッテリ2の特性変化要因が発生したか否かを判定する手法も上述した実施例に示した形態に限られるものではなく、その他のパラメータにより判定することももちろん可能である。
Further, the method for determining whether or not the characteristic change factor of the
加えて、バッテリセンサ3が測定手段3a、記憶手段3bの機能を具備することに換えて、測定手段と記憶手段の機能をECU4が具備することとしてももちろんよい。また、バッテリセンサ3又はバッテリ2がECUを具備する場合には、測定手段、記憶手段、判定手段、制御手段、補正手段の全てをバッテリ側のECUが機能負担することとしてもよい。
In addition, instead of the
またECU4への制御電源の供給形態は駐車中においてバッテリ2への充電が可能となるものであれば上述した実施例の形態に限られるものではなく、例えば、駐車中用電源SW8を介さないでかつ走行用IGSW6の接地側でない箇所において制御電源に接続されるものであってもよい。
Further, the control power supply mode to the
さらに車内LANについては上述したCANやそれより低速のLINの組合せに限られず、CAN単独、LIN単独であってもよく、MOST(Media Oriented Systems Transport)に代表されるマルチメディア系通信プロトコル、FlexRay等のその他の適切な通信プロトコルを用いてもよい。 Further, the in-vehicle LAN is not limited to the above-mentioned combination of CAN and lower-speed LIN, but may be CAN alone or LIN alone, multimedia communication protocol represented by MOST (Media Oriented Systems Transport), FlexRay, etc. Other suitable communication protocols may be used.
本発明は、電源制御装置、電源モデル更新方法、プログラム、媒体に関するものであり、低圧用のバッテリの特性変化要因が生じても、特性変化に合わせて開放端電圧と充電率の関係を示すマップを補正して更新することができる。 The present invention relates to a power supply control device, a power supply model update method, a program, and a medium, and even if a characteristic change factor of a low-voltage battery occurs, a map showing a relationship between an open-ended voltage and a charging rate in accordance with the characteristic change Can be corrected and updated.
このため、本発明では開放端電圧から更新後のマップを用いてより正確に充電率を求めることができるので低圧用のバッテリを有する乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して有益なものである。特に高圧側のバッテリと降圧装置を有するハイブリッド車両、プラグインハイブリッド車両やソーラ充電機能を有する車両においては低圧側のバッテリの充電をより容易に行うことができるので、本発明の適用対象としてこれらの車両はより適切である。 For this reason, in the present invention, the charging rate can be obtained more accurately from the open-ended voltage using the updated map. Therefore, the present invention is useful when applied to various vehicles such as passenger cars, trucks, and buses having a low-voltage battery. Is. In particular, in a hybrid vehicle having a high voltage side battery and a step-down device, a plug-in hybrid vehicle or a vehicle having a solar charging function, the low voltage side battery can be more easily charged. The vehicle is more appropriate.
1 電源制御装置
2 バッテリ
3 バッテリセンサ
3a 測定手段
3b 記憶手段
4 ECU
4a 判定手段
4b 制御手段
4c 補正手段
5 充電装置
6 走行用IGSW
7 車両電気機器
8 駐車中用電源SW
9 電源SW制御ECU
DESCRIPTION OF
4a determination means 4b control means 4c correction means 5 charging device 6 IGSW for traveling
7 Vehicle
9 Power SW control ECU
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The computer-readable recording medium which recorded the program of Claim 4.
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