CN105717454B - 电池监测装置 - Google Patents

Abstract

一种电池监测装置用于包含电池和启动器的车辆，该启动器使用从该电池提供的电力来启动该车辆的发动机。该电池检测装置包括：电流获取部，当该发动机启动时获取从该电池流出的放电电流值，作为放电电流值；电流判定部，判定该放电电流值是否小于预定阈值；启动判定部，判定该发动机是否已经启动了；以及跳接启动判定部，如果该放电电流值被判定为小于该阈值且该发动机被判定为已经启动，则判定该发动机是被跳接启动的。

Description

电池监测装置

技术领域

本发明涉及用于在发动机的启动期间监测电池的电池监测装置。

背景技术

由于车辆电池在长期使用后劣化，当必要时可能需要使用从救援车辆等提供的电力来执行自身车辆的发动机的跳接启动(jump-start)。

已知一种技术，其中基于自身车辆的电池的电压而作出跳接启动判定以判定自身车辆的发动机是否使用自身车辆的电池的电力正常启动，还是被跳接启动(即，使用从救援车辆提供的电力来启动)。

日本专利申请特开No.2001-107768描述了如果自身车辆的电池的电压就在启动发动机之前高于的预定阈值，则判定发动机是被跳接启动的。该阈值被设置在发动机正常启动时的电池电压与当通过从救援车辆的交流发电机提供的电力来跳接启动发动机时的电池的电压之间。

然而，上述常规技术具有如下所述的问题。在此常规技术中，如果救援车辆的发动机停止从而该救援车辆的交流发电机不运转的话，或者如果救援车辆的交流发电机被禁止产生电力的话，担心自身车辆的发动机可被判定为未被跳接启动，尽管它实际上是被跳接启动的。

在设置有空闲停止功能的车辆中，在发动机被跳接启动之后禁止发动机的自动停止。因此，如果没有正确地作出跳接启动判定，空闲停止功能可能起相反的作用。

发明内容

示例性实施例提供用于包含电池和启动器的车辆的电池监测装置，该启动器使用从电池提供的电力来启动该车辆的发动机，该电池监测装置包括：

电流获取部，获取发动机正在被启动时从电池流出的放电电流值，作为放电电流值；

电流判定部，判定该放电电流值是否小于预定阈值；

启动判定部，判定发动机是否已经启动；以及

跳接启动判定部，如果放电电流值被判定为小于阈值且发动机被判定为已经启动，则判定该发动机是被跳接启动的。

根据示例性实施例，提供了一种电池监测装置，能够正确地判定车辆是否被跳接启动而不考虑救援车辆等的电力产生状态。

根据包括附图和权利要求的以下描述，本发明的附加优点和特征将变得明显。

附图说明

在附图中：

图1是根据本发明的实施例示意性示出设置有电池监测装置的自身车辆的发动机系统的结构的示图；

图2是用于解释在跳接启动自身车辆的发动机时自身车辆与救援车辆之间的电连接的示例的示图；

图3是用于解释在跳接启动自身车辆的发动机时自身车辆与救援车辆之间的电连接的另一个示例的示图；

图4是示出在发动机系统的发动机的正常启动和跳接启动中的每一个期间的电池电流的时间变化的曲线图；

图5是示出作出跳接启动判定的过程的步骤的流程图；以及

图6是用于解释启动发动机的操作的示例的时序图。

具体实施方式

图1是根据本发明的实施例示意性示出具有发动机10的自身车辆的发动机系统的结构的示图，该自身车辆被设置有空闲停止功能和电池监测装置。

如图1所示，发动机10被设置有启动器12，该启动器12用于通过转动发动机10的曲轴(crank)来启动该发动机10。

经由皮带等在发动机10的曲轴处将发动机10耦合到交流发电机13。交流发电机13连接到电池11和诸如音频设备之类的电气负载14。电池11被设置在发动机舱内并且经由点火开关16连接至电气负载14。交流发电机13被发动机10驱动而旋转以产生要被提供到电池11、电气负载14等等的电力。

经由继电器23和点火开关16将启动器12与电池11连接。当发动机10由车辆驾驶员的点火钥匙操作所手动启动时，或者当发动机10由空闲停止功能所自动启动时，启动机12开始被驱动。在发动机10由车辆驾驶员手动启动的情况下，如果点火钥匙被设置到启动位置，点火开关16闭合以向继电器23提供电流。因此，继电器23闭合以从电池11向启动器12提供电力。因此，启动器12被驱动来启动发动机10。在发动机10由空闲停止功能自动启动的情况下，继电器23被控制为闭合以使启动器12启动发动机10。

从交流发电机13和电池11向电气负载14提供电力。

具体地，当点火钥匙被设置到ACC位置时，点火开关16的ACC开关闭合。因此，在电池11和电气负载14之间设置的继电器23闭合以从电池11向电气负载14提供电力。当发动机10被空闲停止功能停止时，继电器23被控制为闭合以从电池11向电气负载14提供电力。

发动机控制系统包括多种传感器，包括用于检测电池电流的电流传感器17、用于检测车辆速度的车辆速度传感器19、用于检测加速器踏板的下降量的加速器传感器20、用于检测刹车踏板的下降量的刹车传感器21以及用于检测发动机机盖的打开与关闭的发动机机盖传感器22。这些传感器连接至ECU 15。ECU 15主要由包含CPU、ROM和RAM的微计算机构成，并且执行储存在ROM中的多种程序。当车辆驾驶员将点火钥匙设置到IG位置时，ECU15启动并且用从电池11提供的电力来运行。

ECU 15将信号发送到发动机10以根据运行发动机10的要求和发动机10的运行状态来驱动燃料喷射设备和点火设备。ECU 15根据电池11的电压以及电池11的SOC(或剩余容量)来控制交流发电机13的电力产生量。可从电池电压或电池电流来计算电池11的SOC。ECU15具有随后解释的启动判定功能以用于确定发动机10是否被跳接启动或正常启动。

ECU 15根据车辆速度、加速器踏板的下降量、刹车踏板的下降量、电池11的电压等等来执行空闲停止控制。此外，有可能通过不同的ECU来分别执行发动机控制和空闲停止功能。

接着，详细解释跳接启动和跳接启动判定的示例。在此实施例中，基于由电流传感器17所检测的放电电流值Ib来判定发动机10是否被跳接启动，该放电电流值Ib是在启动器12开始被提供电力之后从自身车辆7的电池11流出的放电电流值。

图2是用于解释在跳接启动自身车辆7的发动机10时自身车辆7与救援车辆30之间的电连接的示例的示图。在图2的示例中，自身车辆7的电池11和救援车辆30的电池31通过一对跨接电缆(booster cable)32彼此连接。更具体地，自身车辆7的电池11的正极端子被连接至正极侧电缆(第一导线)8的一端，而该正极侧电缆8的另一端被连接至连接部件X1，该连接部件X1连接至启动器12、交流发电机13和电气负载14。电池11的负极端子连接至负极侧电缆(第二导线)9的一端，而该负极侧电缆的另一端连接至车辆主体或与车辆主体连接的连接部件X2。自身车辆7的连接部件X1和救援车辆30的电池31的正极端子通过正极侧跨接电缆32彼此连接。另一方面，自身车辆7的连接部件X2和救援车辆30的电池31的负极端子通过负极侧跨接电缆32彼此连接。在这种连接状态中，从救援车辆30的电池31向自身车辆7的启动机12提供电力以跳接启动自身车辆7的发动机10。

电流传感器17被设置在负极侧电缆9中以用于检测流过电池11的电池电流值。由电流传感器17检测的电池电流值被输出到ECU 15。在此实施例中，放电电流值Ib本身由设置在负极侧电缆9中的电流传感器17来检测。将负极侧跨接电缆32与连接部件X2(车辆主体)连接被规定在操作和维护手册等中。

图3是用于解释在跳接启动自身车辆7的发动机10时自身车辆7与救援车辆30之间的电连接的另一个示例的示图。在此示例中，电流传感器17被设置在自身车辆7的正极侧电缆8中以检测电池11的放电电流值Ib。

为了跳接启动发动机10，从救援车辆30的电池31向自身车辆7的启动器12提供电力。此时，依赖于从救援车辆30提供的电力量，从自身车辆7的电池11流出的放电电流减小。因此，当发动机10被跳接启动时的放电电流值Ib小于当发动机正常启动时的放电电流值Ib。因此，有可能基于电流传感器17的输出来作出跳接启动判定。

图4是示出在发动机10的跳接启动与正常启动中的每个期间的电池电流的时间变化的曲线图。这里，假设交流发电机13在启动发动机10之前停止而在发动机10被启动之后开始产生电力。

如图4所示，在跳接启动和正常启动中的每一个中，当启动器12开始被提供电力时，大电流(涌入电流)流动，因为此刻没有感应电压存在于启动器12中。因此，电池电流急剧增加并达到放电电流值Ib的最大值。之后，电池电流减小，同时随着发动机速度的增大而波动。当发动机10达到特定旋转速度(在该旋转速度以上，发动机10可通过自身运行)时，即当发动机已经被启动时，电池开始由交流发电机13充电。

到发动机10已经被启动为止，发动机10的跳接启动的情况下的电池11的放电电流值小于发动机10的正常启动的情况下的放电电流值。在向启动器12开始提供电力之后，涌入电流急剧变化，并且在使发动机10的曲轴旋转的时期期间极大地波动。因此，在涌入电流不存在且发动机10被启动之前的时期内设置检测放电电流值Ib的时刻。

在此实施例中，涌入电流流动的时期以及在发动机10被检测到已经启动之后的时期被视为“屏蔽时期”，而在不同于此屏蔽时期的时期中检测电池电流。这里，在发动机10的启动完成的时刻(完全燃烧时刻)所检测的电池电流值被设置为电池11的放电电流值Ib。基于放电电流值Ib是否大于预定阈值Th来作出跳接启动判定。在完全燃烧时刻，启动器12处于无负载状态，其中不存在使发动机的曲轴旋转的旋转负载。在此无负载状态，放电电流值Ib的检测的变化很小。

接着，参考图5的流程图解释用于作出跳接启动判定的过程。由ECU 15以定期时间间隔重复地执行此过程。

此过程起始于步骤S11，其中判定发动机10是否将要被启动。如果步骤S11中的判定结果是肯定的，则此过程前进至步骤S12，否则此过程终止。

在步骤S12中，判定发动机机盖是否打开。如果步骤S12中的判定结果是肯定的，则此过程前进至步骤S13，否则此过程终止。如果电池11被设置在车厢中，步骤S12可被修改来确定自身车辆的门是否打开以访问电池11。

在步骤S13中，判定是否到了获取放电电流值Ib的时刻。例如，判定是否到了启动完成的时刻(完全燃烧时刻)。如果步骤S13中的判定结果是肯定的，则此过程前进至步骤S14，否则此过程终止。在步骤S14中，由电流传感器17检测的电池电流被获取作为放电电流值Ib。

在随后的步骤S15中，判定放电电流值Ib是否小于或等于阈值Th。如果步骤S15中的判定结果是肯定的，则此过程前进至步骤S16，否则此过程终止。在步骤S16中，判定发动机10已经被跳接启动并且禁止发动机10自动停止。此外，如果判定发动机10已经被跳接启动，则除了禁止发动机10自动停止之外，还可执行促使交流发电机13的电力产生的控制或向较高优先级负载优先提供电力的控制。

接着，参考图6的时序图解释启动发动机10的操作的示例。

在时序t1由点火钥匙的操作驱动启动器12。ECU 15在时序t2处意识到启动器12开始运行。随后，电池11开始放电。如图6所示，电池电流取决于发动机10是否正常启动或跳接启动。此后，在发动机速度在时序t3处达到完全燃烧速度时的时刻，电池电流被检测为放电电流值Ib。随后，基于放电电流值Ib作出跳接启动判定。

此外，检测完全燃烧的方式不限于上述方式。例如，有可能基于检测到启动器12的小齿轮正在被发动机10的曲轴的环形齿轮驱动而旋转(即小齿轮处于空载状态)来判定发动机达到完全燃烧状态。更具体地，有可能基于检测到启动器12的小齿轮施加到环形齿轮的扭矩变得比预定值小或者当该扭矩的变化率大于预定值时来判定发动机达到完全燃烧状态。

此后，点火钥匙的操作在时序t4处结束，从而ECU 15在时序t5处认为发动机10已经启动。此外，在图6的示例中，从时序t2开始并持续特定时间的时期和时序t3之后的时期中的每一个为屏蔽时期。如果点火钥匙的操作在检测到发动机10的完全燃烧状态之前结束，则将该操作的结束之后的时期设置为屏蔽时期。

本发明的上述实施例提供以下优点。

由于获取了作为从自身车辆7的电池11流出的放电电流值的放电电流值Ib，有可能正确地执行跳接启动判定而不考虑救援车辆30的电力产生状态。此外，由于即使当自身车辆7的电池11的放电电流值Ib很小时也可作出发动机启动是否完成的判定，有可能正确地判定已进行跳接启动。

基于当发动机10的速度已达到完全燃烧判定速度时所获得的放电电流值Ib来作出跳接启动判定。因此，由于放电电流值Ib的变化很小，可作出具有高度准确性的跳接启动判定。

可在一时期中获得放电电流值Ib，该时期不同于紧接在向启动器12开始提供电力之后大电流流动的时期。因此，有可能在放电电流值Ib与阈值之间正确地作出比较而不多度地增加电流传感器17的可检测范围。

在上述实施例中，如果发动机10在自身车辆7的发动机机盖打开时启动了，而且放电电流值Ib被检测为小于阈值Th，则判定发动机是被跳接启动的。因此，有可能将阈值Th设置到安全侧(易于将发动机10判定为跳接启动的一侧)以确保稳健性。

其它实施例

上述实施例可被修改，如下所述。

ECU 15可被配置为可变地设置阈值Th。例如，ECU 15可被配置为获取电气负载14的驱动状态，作为影响放电电流值Ib的因素，从而根据电气负载14的驱动状态来设置阈值Th。在此情况下，当由电气负载14所消耗的电力较大从而放电电流值Ib较大时，阈值Th被设置较高。此外，不仅根据电气负载14的驱动状态，而且根据影响放电电流值Ib的自身车辆的室外温度或行驶距离，阈值Th可被可变地设置。

如上所述那样可变地设置阈值Th使得有可能即使当电气负载14的驱动状态波动而引起电池11的放电状态波动时，也能正确地作出跳接启动判定。

阈值Th可根据启动器12被驱动的次数来设置。在此情况下，当启动器12被驱动的次数较大从而假定启动器12劣化较大时，阈值Th被设置较小。

阈值Th可根据点火钥匙被操作的次数来设置。当启动钥匙被操作的次数较大时，即当发动机启动失败的次数较大时，可假定电池11劣化较大。因此，当点火钥匙被操作的次数较大时，阈值Th被设置较高从而易于将发动机10判定为被跳接启动的。

在上述实施例中，基于放电电流值Ib来作出跳接启动判定，该放电电流值Ib是当发动机速度达到完全燃烧判定速度时的放电电流值。然而，放电电流值Ib可以是在向启动器12开始提供电力之后的最大电池电流值(涌入电流的峰值)、或在从向启动器12开始提供电力起预定时间的流逝之后的时刻的电池电流值、或启动器12被提供电力的时期期间的平均电池电流值。

在上述实施例中，自身车辆7的发动机10使用从救援车辆30的电池31提供的电力来跳接启动。然而，可使用从可与自身车辆7的电池7连接的电源(诸如家用紧急电源)提供的电力来跳接启动自身车辆7的发动机10。

以上解释的优选实施例是本申请的发明的示例，本申请仅由所附权利要求来描述。应该理解到，可作出优选实施例的修改，如将被本领域技术人员想到。

Claims (9)

1.一种电池监测装置，用于包含电池和启动器的车辆，所述启动器用于使用从所述电池提供的电力来启动所述车辆的发动机，所述电池监测装置包括：

电流获取部，当所述发动机正在被启动时获取从所述电池流出的放电电流值，作为放电电流值；

电流判定部，判定所述放电电流值是否小于预定阈值；

启动判定部，判定所述发动机是否已经启动；以及

跳接启动判定部，如果所述放电电流值被判定为小于所述阈值且所述发动机被判定为已经启动，则判定所述发动机是被跳接启动的，

在从向所述启动器开始提供电力起的预定时间的流逝之后且在所述发动机达到完全燃烧状态之前的时刻，所述电流判定部判定所述放电电流值是否小于所述阈值。

2.如权利要求1所述的电池监测装置，其特征在于，当所述电池的正极和负极端子分别与正极侧和负极侧跨接电缆连接时，所述电流获取部获取在正极端子和所述正极侧跨接电缆之间流动的电流值，或在负极端子和所述负极侧跨接电缆之间流动的电流值，作为所述放电电流值。

3.如权利要求2所述的电池监测装置，其特征在于，进一步包括：第一导线，连接至所述正极端子；第二导线，连接至所述负极端子；以及电流检测部，检测流过所述第一导线的电流与流过所述第二导线的电流中的一个，其中

在所述正极和负极端子中的一个与所述正极侧和负极侧跨接电缆中的一个之间进行连接的状态下，所述电流获取部获取流过所述电流检测部的电流值，作为所述放电电流值。

4.一种电池监测装置，用于包含电池和启动器的车辆，所述启动器用于使用从所述电池提供的电力来启动所述车辆的发动机，所述电池监测装置包括：

电流获取部，当所述发动机正在被启动时获取从所述电池流出的放电电流值，作为放电电流值；

电流判定部，判定所述放电电流值是否小于预定阈值；

启动判定部，判定所述发动机是否已经启动；以及

跳接启动判定部，如果所述放电电流值被判定为小于所述阈值且所述发动机被判定为已经启动，则判定所述发动机是被跳接启动的，

在当所述发动机达到完全燃烧状态时的时刻，所述电流判定部判定所述放电电流值是否小于所述阈值。

5.如权利要求4所述的电池监测装置，其特征在于，当所述电池的正极和负极端子分别与正极侧和负极侧跨接电缆连接时，所述电流获取部获取在正极端子和所述正极侧跨接电缆之间流动的电流值，或在负极端子和所述负极侧跨接电缆之间流动的电流值，作为所述放电电流值。

6.如权利要求5所述的电池监测装置，其特征在于，进一步包括：第一导线，连接至所述正极端子；第二导线，连接至所述负极端子；以及电流检测部，检测流过所述第一导线的电流与流过所述第二导线的电流中的一个，其中

在所述正极和负极端子中的一个与所述正极侧和负极侧跨接电缆中的一个之间进行连接的状态下，所述电流获取部获取流过所述电流检测部的电流值，作为所述放电电流值。

7.一种电池监测装置，用于包含电池和启动器的车辆，所述启动器用于使用从所述电池提供的电力来启动所述车辆的发动机，所述电池监测装置包括：

电流获取部，当所述发动机正在被启动时获取从所述电池流出的放电电流值，作为放电电流值；

电流判定部，判定所述放电电流值是否小于预定阈值；

启动判定部，判定所述发动机是否已经启动；以及

跳接启动判定部，如果所述放电电流值被判定为小于所述阈值且所述发动机被判定为已经启动，则判定所述发动机是被跳接启动的，

进一步包括：数据获取部，获取与影响所述放电电流值的因素有关的数据；以及阈值设置部，根据所述数据获取部所获取的与影响所述放电电流值的因素有关的数据来设置所述阈值。

8.如权利要求7所述的电池监测装置，其特征在于，当所述电池的正极和负极端子分别与正极侧和负极侧跨接电缆连接时，所述电流获取部获取在正极端子和所述正极侧跨接电缆之间流动的电流值，或在负极端子和所述负极侧跨接电缆之间流动的电流值，作为所述放电电流值。

9.如权利要求8所述的电池监测装置，其特征在于，进一步包括：第一导线，连接至所述正极端子；第二导线，连接至所述负极端子；以及电流检测部，检测流过所述第一导线的电流与流过所述第二导线的电流中的一个，其中

在所述正极和负极端子中的一个与所述正极侧和负极侧跨接电缆中的一个之间进行连接的状态下，所述电流获取部获取流过所述电流检测部的电流值，作为所述放电电流值。