CN113147634A - 车辆用控制装置、控制方法、非暂时性存储介质及车辆 - Google Patents

车辆用控制装置、控制方法、非暂时性存储介质及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明涉及车辆用控制装置、控制方法、非暂时性存储介质以及车辆。在搭载锂离子电池的车辆中使用的车辆用控制装置包括：判断部，构成为对方向盘的旋转角度亦即转向角的绝对值是否超过第1阈值进行判断；推断部，构成为在由上述判断部判断为上述转向角的绝对值超过上述第1阈值时，基于从车辆取得的车辆信息来推断锂析出量，该锂析出量是因流入至上述锂离子电池的再生电流而在上述锂离子电池析出的锂金属的量；报告指示部，构成为基于由上述推断部推断的上述锂析出量来进行报告为车辆处于第1状态的指示。

Description

车辆用控制装置、控制方法、非暂时性存储介质及车辆
技术领域
本公开涉及在搭载了锂离子电池的车辆中使用的车辆用控制装置、控制方法、非暂时性存储介质以及车辆。
背景技术
对于锂离子电池而言，若在蓄电率(SOC：State Of Charge)高的状态下进一步进行充电，则产生导致电池劣化的锂金属析出的现象(锂析出)。因此，进行了控制锂离子电池的蓄电率来抑制锂析出产生的提案、推断锂析出量来检测锂离子电池的适当更换时期的提案等。
在日本特开2019-125558中公开了一种使用锂离子电池的电源系统。在该日本特开2019-125558所记载的系统中，通过根据锂离子电池的温度来计算允许电流，并在该计算出的允许电流的范围内进行充电，由此使锂离子电池的蓄电率不超过规定的高的值。
上述日本特开2019-125558所记载的基于允许电流的充电控制对于能够由电流传感器检测的充电电流是有效的。然而，在采用了电动助力转向装置(EPS：Electric PowerSteering system)的车辆中，例如因驾驶员所进行的使方向盘旋转至左转弯方向或者右转弯方向的最大转向操纵位置的转向操纵(以下称为“转向装置的末端接触转向操纵(full-lock steering)”)而从EPS马达产生的再生电流流入至锂离子电池的时间短到30毫秒左右。因此，例如利用100毫秒之类的检测周期大的电流传感器难以对因转向装置的末端接触转向操纵而从EPS马达产生的再生电流进行检测。若电流传感器对锂离子电池的充电电流的检测精度降低，则基于推断得出的累积锂析出量与实际的累积锂析出量发生偏差，存在无法报告锂离子电池的适当更换时期的担忧。
发明内容
本公开提供能够恰当地判断锂离子电池的状态而恰当地报告为需要更换锂离子电池的锂离子电池控制装置。
本公开的第一方式是在搭载锂离子电池的车辆中使用的车辆用控制装置。上述车辆用控制装置包括：判断部，构成为对方向盘的旋转角度亦即转向角的绝对值是否超过第1阈值进行判断；推断部，构成为在由判断部判断为转向角的绝对值超过第1阈值时，基于从车辆取得的车辆信息来推断锂析出量，该锂析出量是因流入至锂离子电池的再生电流而在锂离子电池析出的锂金属的量；以及报告指示部，构成为基于由推断部推断的锂析出量来进行报告为车辆处于第1状态的指示。
在上述第1方式中，上述判断部可以构成为基于从搭载于车辆的转向角传感器取得的转向角信息来对上述转向角的绝对值是否超过上述第1阈值进行判断。
在上述第1方式中，上述报告指示部可以构成为将由上述推断部推断的上述锂析出量累积，并在上述累积的锂析出量达到第2阈值的情况下，报告为车辆处于上述第1状态。
在上述第1方式中，上述车辆信息可以包括方向盘被转向操纵操作时的转向角速度、上述锂离子电池的温度以及上述锂离子电池的蓄电率中的至少1个。
在上述第1方式中，上述第1状态可以是需要更换上述锂离子电池的状态。
在上述第1方式中，上述报告指示部可以构成为向车辆的用户、车辆的经销商、以及构成为与车辆进行通信的车辆管理中心中的至少1个报告为车辆处于上述第1状态。
本公开的第2方式是由在搭载锂离子电池的车辆中使用的车辆用控制装置的计算机执行的控制方法。上述控制方法包括：对方向盘的旋转角度亦即转向角的绝对值是否超过第1阈值进行判断；在上述转向角的绝对值超过上述第1阈值时，基于从车辆取得的车辆信息来推断锂析出量，该锂析出量是因流入至上述锂离子电池的再生电流而在上述锂离子电池析出的锂金属的量；以及基于上述锂析出量来进行报告为车辆处于第1状态的指示。
本公开的第3方式是一种非暂时性存储介质，储存有能够由在搭载锂离子电池的车辆中使用的车辆用控制装置的1个或者多个处理器执行、且使上述1个或者多个处理器执行以下的步骤的命令。上述非暂时性存储介质包括：判断步骤，对方向盘的旋转角度亦即转向角的绝对值是否超过第1阈值进行判断；推断步骤，在判断为上述转向角的绝对值超过上述第1阈值时，基于从车辆取得的车辆信息来推断锂析出量，该锂析出量是因流入至上述锂离子电池的再生电流而在上述锂离子电池析出的锂金属的量；以及报告指示步骤，基于上述锂析出量来进行报告为车辆处于第1状态的指示。
本公开的第4方式是搭载锂离子电池的车辆。上述车辆包括在上述车辆中使用的车辆用控制装置。上述车辆用控制装置包括：判断部，构成为对方向盘的旋转角度亦即转向角的绝对值是否超过第1阈值进行判断；推断部，构成为在由上述判断部判断为上述转向角的绝对值超过上述第1阈值时，基于从车辆取得的车辆信息来推断锂析出量，该锂析出量是因流入至上述锂离子电池的再生电流而在上述锂离子电池析出的锂金属的量；以及报告指示部，构成为基于由上述推断部推断的上述锂析出量来进行报告为车辆处于第1状态的指示。
根据本公开的上述第1方式、上述第2方式、上述第3方式以及上述第4方式，由于能够恰当地推断与流入至锂离子电池的再生电流对应的锂析出量，所以能够恰当地判断锂离子电池成为第1状态。因此，例如通过将第1状态设定为锂离子电池的更换时期，能够良好地报告需要更换锂离子电池这一情况。
附图说明
以下，参照附图对本发明的示例性实施例的特征、优点、技术及工业重要性进行说明，附图中相同的附图标记表示相同的构成要素，其中：
图1是包括本实施方式所涉及的车辆用控制装置的车辆转向操纵系统的简要结构图。
图2是锂离子电池的锂析出量推断控制的处理流程图。
图3是方向盘的转向角速度与锂离子电池的锂析出量的相关关系的一个例子。
图4是锂离子电池的蓄电率与锂析出量的相关关系的一个例子。
图5是锂离子电池的温度与锂析出量的相关关系的一个例子。
具体实施方式
本公开的车辆用控制装置基于方向盘的转向角信息来判断转向装置的末端接触转向操纵的状态，并推断因该末端接触转向操纵引起的锂离子电池的锂析出量。由此，由于即便是电流传感器无法对从EPS马达流入至锂离子电池的再生电流进行检测的情况，也能够求出累积锂析出量而掌握电池的更换时期，所以能够恰当地报告需要锂离子电池的更换这一情况。
以下，参照附图对本公开的一个实施方式详细地进行说明。
结构
图1是表示包括本公开的一个实施方式所涉及的车辆用控制装置的车辆转向操纵系统1的简要结构的框图。在图1中，车辆转向操纵系统1具备方向盘10、转向操纵轮20、转向角传感器30、EPS-ECU40、马达控制部50、EPS马达60、锂离子电池70、本实施方式所涉及的控制装置80、以及显示器90。
EPS-ECU40、控制装置80以及显示器90经由CAN(Controller Area Network)等车内网络100连接为能够通信。另外，锂离子电池70可充放电地经由电力线110与EPS马达60连接。
方向盘10与转向操纵轮20通过未图示的转向机构(包括转向轴、转向横拉杆、齿轮部等)连结为能够将方向盘10的转向操纵引起的旋转运动变换为使转向操纵轮20在车宽方向转向的运动并进行传递。
转向角传感器30、EPS-ECU40、马达控制部50以及EPS马达60构成借助电力来对转向装置转向操纵进行辅助的电动助力转向装置(EPS)。
转向角传感器30被安装在与方向盘10一体地进行旋转动作的转向轴(未图示)，检测由驾驶员转向操纵的方向盘10的从中立位置起的旋转角度作为转向角。作为一个例子，转向角传感器30将方向盘10的中立位置检测为零，将左转弯方向的转向角检测为正值，将右转弯方向的转向角检测为负值。
EPS-ECU40是掌管电动助力转向装置的控制的电子控制单元(ElectronicControl Unit)。EPS-ECU40逐次取得包括由转向角传感器30检测出的转向角的信息(以下称为“转向角信息”)，并基于该取得的转向角信息将用于使转向操纵轮20转向的驱动指示输出至马达控制部50。另外，EPS-ECU40将从转向角传感器30取得的转向角信息经由车内网络100发送至控制装置80。
马达控制部50根据从EPS-ECU40接收的驱动指示来控制EPS马达60的旋转。
EPS马达60根据马达控制部50的控制而旋转，使转向轴(未图示)产生用于对方向盘10的转向操纵进行辅助的辅助转矩。该EPS马达60被从锂离子电池70经由电力线110供给(放电)用于进行旋转的电力。另外，EPS马达60能够将再生电流经由电力线110向锂离子电池70供给(充电)，该再生电流因来自路面的输入等与转向操纵轮20的转向方向相反方向的输入而产生。
锂离子电池70是构成为可充放电的二次电池，是用于向搭载于车辆的辅机的电子设备(前大灯、车厢内灯等灯光类、加热器、冷却器等空调类、以及自动驾驶、先进驾驶辅助的装置等)供给电力的所谓的辅机电池。锂离子电池70的状态由控制装置80监视。
控制装置80从EPS-ECU40经由车内网络100接收转向角传感器30检测出的转向角信息。而且，控制装置80基于接收到的转向角信息来对是否进行了使方向盘10旋转至左转弯方向或者右转弯方向的最大转向操纵位置的转向装置的末端接触转向操纵进行判断。
另外，控制装置80取得车辆信息。具体而言，控制装置80使用检测电压、电流以及温度的传感器(未图示)等来监视锂离子电池70的状态，基于由这些传感器检测出的各种信息来取得锂离子电池70的温度以及蓄电率(SOC)作为车辆信息。蓄电率能够通过使用了电压以及电流的公知的手法来导出。并且，控制装置80基于从EPS-ECU40接收到的转向角信息来取得转向角速度作为车辆信息，该转向角速度表示由驾驶员转向操纵操作的方向盘10的转向角变化。
另外，控制装置80基于作为车辆信息而取得的转向角速度、锂离子电池70的温度以及锂离子电池70的蓄电率中的至少1个来推断因进行了转向装置的末端接触转向操纵而产生的锂离子电池70的锂析出量。而且，控制装置80基于推断出的锂析出量的累积值来判断锂离子电池70成为需要电池更换的状态(第1状态)这一情况，并将请求为报告与锂离子电池70的更换时期相关的信息的的报告指示经由车内网络100发送至显示器90。
典型的情况下，该控制装置80的全部或者一部分能够构成为包括处理器、存储器等存储介质以及输入输出接口的电子控制单元(ECU)。在电子控制单元中，通过处理器读出储存于存储器的程序并执行来实现上述的末端接触转向操纵的判断、锂析出量的推断、与电池更换时期相关的报告指示的各功能。
显示器90是能够根据从控制装置80接收的报告指示而通过消息来显示被请求的信息的显示设备。该显示器90例如能够使用设置于仪表装置的多信息显示器(MID)、中心显示器、抬头显示器(HUD)、以及导航系统的显示器等。
控制
进一步参照图2来对本实施方式所涉及的控制装置80进行的控制加以说明。图2是表示控制装置80所执行的锂离子电池70的锂析出量推断控制的处理步骤的流程图。
图2所示的锂析出量推断控制在锂离子电池70第一次被搭载(连接)于车辆之后、或所搭载的锂离子电池70被更换为新品之后等开始。
步骤S201：控制装置80将所存储的累积锂析出量复位为零来进行初始化。累积锂析出量是通过每当利用后述的处理推断锂离子电池70的锂析出量时便将该推断出的锂析出量累计而获得的值。若累积锂析出量被复位，则处理进入至步骤S202。
步骤S202：控制装置80从EPS-ECU40取得由转向角传感器30检测的转向角信息。转向角信息包括对由驾驶员转向操纵的方向盘10的转向角进行表示的信息。若取得了转向角信息，则处理进入至步骤S203。
步骤S203：控制装置80基于转向角信息来对方向盘10的转向角的绝对值是否超过第1阈值进行判断。该第1阈值是基于是否存在对锂析出量的推断造成影响的再生电流流入至锂离子电池70的可能性而设定的规定的角度。典型的情况下，是转向装置被末端接触转向操纵时的方向盘10的转向角。可以将方向盘10实际成为末端接触转向操纵状态的角度本身作为第1阈值，也可以将比成为末端接触转向操纵状态的角度小了预先决定的富裕量的角度作为第1阈值。该富裕量能够包括转向角传感器30的检测误差量等。由于根据车辆预先决定了能够操作方向盘10的范围，所以控制装置80能够基于方向盘10的转向角来判定转向装置是否成为末端接触转向操纵状态。
在方向盘10的转向角的绝对值超过第1阈值的情况下(步骤S203，是)，处理进入至步骤S204。另一方面，在方向盘10的转向角的绝对值未超过第1阈值的情况下(步骤S203，否)，处理进入至步骤S202。
步骤S204：控制装置80取得车辆信息。车辆信息包括表示方向盘10的转向角变化的转向角速度、锂离子电池70的温度以及锂离子电池70的蓄电率(SOC)中的至少1个。此外，控制装置80不需要取得转向角速度、锂离子电池70的温度以及锂离子电池70的蓄电率的全部，只要取得在后述的步骤S205的处理中使用的信息就足矣。若取得了车辆信息，则处理进入至步骤S205。
步骤S205：控制装置80基于所取得的车辆信息来对因转向角的绝对值超过第1阈值而产生的锂离子电池70的锂析出量进行推断。基于方向盘10的转向角的绝对值超过第1阈值时的、转向角变化率的瞬时值亦即转向角速度、锂离子电池70的温度以及锂离子电池70的蓄电率中的至少1个来进行该推断。
图3表示方向盘10的转向角速度与锂离子电池70的锂析出量的相关关系的一个例子。如图3所示，转向角速度越大，则锂析出量越多。图4表示锂离子电池70的蓄电率与锂析出量的相关关系的一个例子。如图4所示，锂离子电池70的蓄电率越高，则锂析出量越多。图5表示锂离子电池70的温度与锂析出量的相关关系的一个例子。如图5所示，锂离子电池70的温度越低，则锂析出量越多。控制装置80基于该相关关系来推断锂离子电池70的锂析出量。其中，能够事先通过进行锂离子电池70的评价来导出这样的相关关系。
在使用转向角速度、电池的蓄电率以及电池的温度中的任意2个参数来推断锂离子电池70的锂析出量的情况下，能够将2个参数的相关关系二维映射化来推断锂析出量。另外，在使用转向角速度、电池的蓄电率以及电池的温度的全部参数来推断锂离子电池70的锂析出量的情况下，能够将上述3个参数的相关关系三维映射化来推断锂析出量。
步骤S206：控制装置80将在上述步骤S205中推断出的锂离子电池70的锂析出量累计至此前的累积锂析出量并进行存储。锂析出因其析出量蓄积而促进锂离子电池70的性能劣化。因此，需要逐次累计析出的锂的量来掌握目前为止析出的锂的总量(生涯析出量)。若锂析出量的累计结束，则处理进入至步骤S207。
步骤S207：控制装置80对累积锂析出量是否达到第2阈值进行判断。该第2阈值是用于判断锂离子电池70的劣化的规定的值。例如，能够通过在锂离子电池70的事先的评价中，弄清楚锂离子电池70比规定的性能基准劣化的锂析出量、无法保证规定的安全基准的锂析出量，来设定优选的第2阈值。
在累积锂析出量达到第2阈值的情况下(步骤S207，是)，处理进入至步骤S208。另一方面，在累积锂析出量未达到第2阈值的情况下(步骤S207，否)，处理进入至步骤S202。
步骤S208：控制装置80将请求为报告锂离子电池70成为需要更换的状态这一情况的报告指示发送至显示器90。通过该报告指示，例如将催促更换锂离子电池70的消息等显示于显示器90。此外，作为报告的手法，除了使显示器90显示消息等以外，也能够从扬声器(未图示)等产生声音或语音。若进行了报告指示，则本锂析出量推断控制结束。
此外，在上述实施方式中，说明了对于搭载于车辆的显示器90请求需要更换锂离子电池70的报告的指示的情况。然而，也可以除了向显示器90之外或者取代显示器90，例如向车辆的经销商所管理的设备、与车辆进行通信的车辆管理中心等请求报告指示。通过进行这样的报告，例如即便是通过显示器90接受到报告的车辆的用户未更换锂离子电池70那样的情况，经销商的销售担当人员、车辆管理中心的操作人员等第三方能够对用户催促锂离子电池70的更换。
另外，在上述实施方式中，说明了控制装置80从EPS-ECU40接收转向角传感器30检测出的转向角信息并基于该接收到的转向角信息来判断为进行了转向装置的末端接触转向操纵的情况、以及取得该判断时刻下的方向盘10的转向角速度的情况。然而，也可以构成为进行了该转向装置的末端接触转向操纵这一情况的判断以及方向盘10的转向角速度的取得由EPS-ECU40执行，并由EPS-ECU40经由车内网络100将这些判断结果以及转向角速度发送至控制装置80。
作用/效果
如以上那样，根据本公开的一个实施方式所涉及的车辆用控制装置，基于转向角传感器30检测出的方向盘10的转向角信息来判断转向装置的末端接触转向操纵的状态，并对因该末端接触转向操纵引起的锂离子电池70的锂析出量进行推断。然后，推断出的锂析出量逐渐累积，根据所累积的锂析出量来判断锂离子电池70的劣化。
通过该控制，即便是电流传感器无法检测因转向装置的末端接触转向操纵而从EPS马达60流入至锂离子电池70的再生电流的情况，也能够根据该再生电流来推断在锂离子电池70析出的锂金属的量。因此，由于能够恰当地推断与从EPS马达60产生的再生电流对应的锂离子电池70的锂析出量，所以能够准确地报告需要电池更换这一情况。
以上，对本公开技术的一个实施方式进行了说明，但本公开并不仅理解为控制装置，还能够实现为具备处理器和存储器的控制装置所执行的锂析出量推断控制方法、该方法的控制程序、存储有该控制程序的计算机可读取的非暂时性记录介质、或搭载有包括控制装置的车辆转向操纵系统的车辆等。
本公开的车辆用控制装置能够在搭载了锂离子电池的带电动助力转向功能的车辆等中利用。

Claims (9)

1.一种车辆用控制装置，在搭载锂离子电池的车辆中使用，其特征在于，包括：
判断部，构成为对方向盘的旋转角度亦即转向角的绝对值是否超过第1阈值进行判断；
推断部，构成为在由所述判断部判断为所述转向角的绝对值超过所述第1阈值时，基于从车辆取得的车辆信息来推断锂析出量，该锂析出量是因流入至所述锂离子电池的再生电流而在所述锂离子电池析出的锂金属的量；以及
报告指示部，构成为基于由所述推断部推断的所述锂析出量来进行报告为车辆处于第1状态的指示。
2.根据权利要求1所述的车辆用控制装置，其特征在于，
所述判断部构成为基于从搭载于车辆的转向角传感器取得的转向角信息来对所述转向角的绝对值是否超过所述第1阈值进行判断。
3.根据权利要求1或2所述的车辆用控制装置，其特征在于，
所述报告指示部构成为将由所述推断部推断的所述锂析出量累积，并在所累积的所述锂析出量达到第2阈值的情况下，报告为车辆处于所述第1状态。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的车辆用控制装置，其特征在于，
所述车辆信息包括方向盘被转向操纵操作时的转向角速度、所述锂离子电池的温度以及所述锂离子电池的蓄电率中的至少1个。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆用控制装置，其特征在于，
所述第1状态是需要更换所述锂离子电池的状态。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的车辆用控制装置，其特征在于，
所述报告指示部构成为向车辆的用户、车辆的经销商、以及构成为与车辆进行通信的车辆管理中心中的至少1个报告为车辆处于所述第1状态。
7.一种控制方法，由在搭载锂离子电池的车辆中使用的车辆用控制装置的计算机执行，其特征在于，包括：
对方向盘的旋转角度亦即转向角的绝对值是否超过第1阈值进行判断；
在所述转向角的绝对值超过所述第1阈值时，基于从车辆取得的车辆信息来推断锂析出量，该锂析出量是因流入至所述锂离子电池的再生电流而在所述锂离子电池析出的锂金属的量；以及
基于所述锂析出量来进行报告为车辆处于第1状态的指示。
8.一种非暂时性存储介质，储存有能够由在搭载了锂离子电池的车辆中使用的车辆用控制装置的1个或者多个处理器执行、且使所述1个或者多个处理器执行以下的步骤的命令，所述非暂时性存储介质的特征在于，所述步骤包括：
判断步骤，对方向盘的旋转角度亦即转向角的绝对值是否超过第1阈值进行判断；
推断步骤，在所述转向角的绝对值超过所述第1阈值时，基于从车辆取得的车辆信息来推断锂析出量，该锂析出量是因流入至所述锂离子电池的再生电流而在所述锂离子电池析出的锂金属的量；以及
报告指示步骤，基于所述锂析出量来进行报告为车辆处于第1状态的指示。
9.一种车辆，搭载有锂离子电池，其特征在于，
所述车辆包括车辆用控制装置，该车辆用控制装置具备：
判断部，构成为对方向盘的旋转角度亦即转向角的绝对值是否超过第1阈值进行判断；
推断部，构成为在由所述判断部判断为所述转向角的绝对值超过所述第1阈值时，基于从车辆取得的车辆信息来推断锂析出量，该锂析出量是因流入至所述锂离子电池的再生电流而在所述锂离子电池析出的锂金属的量；以及
报告指示部，构成为基于由所述推断部推断的所述锂析出量来进行报告为车辆处于第1状态的指示。
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