DE102009022831B4

DE102009022831B4 - Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie

Info

Publication number: DE102009022831B4
Application number: DE102009022831.4A
Authority: DE
Inventors: Kenji Ueda; Satoru Mizuno; Shigenori Saito
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-05-28
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2023-06-22
Anticipated expiration: 2029-05-28
Also published as: US8552688B2; US20090295399A1; JP4499810B2; CN101592713B; DE102009022831A1; CN101592713A; JP2009286215A

Abstract

Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung, welche dazu geeignet ist, Zustände einer an einem Fahrzeug montierten Fahrzeugbatterie (30) abzuschätzen, welche als eine elektrische Leistungsquelle zur Zuführung elektrischer Leistung zu auf dem Fahrzeug befindlichen Geräten, beispielsweise einem Maschinenanlasser zum Starten einer Verbrennungsmaschine (10) dient, wobei die Vorrichtung folgendes enthält:Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Startvorgang zum Abschätzen eines Batteriespannungsabfallsbetrags als Spannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie (30) vor dem Startvorgang auf der Basis mindestens eines von Detektierungswerten bezüglich des Batteriezustands während einer Zeitdauer vom Beginn eines Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) bis zum Beginn eines Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine (10);Startvorgangs-Spannungsabfall-Abschätzungsmittel zum Abschätzen eines Batteriespannungsabfallbetrags als ein Spannungsabfallbetrag des Startvorgangs auf der Basis mindestens eines der Detektierungswerte bezüglich des Batteriezustands während einer Zeitdauer von dem Beginn des Neustartvorgangs bis zur Vollendung des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine (10); undMinimalspannungs-Abschätzmittel zur Abschätzung einer Minimalspannung der Fahrzeugbatterie (30) während einer Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) bis zur Vollendung des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) auf der Basis eines Spannungswerts (Vj0) der Fahrzeugbatterie (30), welcher vor dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) detektiert wurde, des Spannungsabfallsbetrags der Fahrzeugbatterie (30) vor dem Startvorgang, wie er durch die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Startvorgang abgeschätzt wurde und des Startvorgang-Spannungsabfallbetrags, wie er durch die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall des Startvorgangs abgeschätzt wurde.

Description

QUERBEZUG AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf die japanische Patentanmeldung Nr. 2008-139493 , welche am 28. Mai 2008 eingereicht wurde und beansprucht ihre Priorität. Der Inhalt dieser Anmeldung wird hier durch Bezugnahme eingeführt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie zum Abschätzen des Zustands einer Batterie, welche auf einem Fahrzeug montiert ist, um eine Verbrennungsmaschine zu starten und elektrische Leistung an verschiedene Arten von elektrischen Steuereinrichtungen zu liefern.
2. Beschreibung des zugehörigen Stands der Technik
Eine Fahrzeugbatterie dient als ein Gerät zur Speisung eines Motoranlassers, um den Betrieb einer Verbrennungsmaschine zu starten und dient als elektrische Leistungsquelle zur Lieferung elektrischer Leistung an verschiedene Arten von elektrischen Steuereinrichtungen. Um eine dauernde Speisung von elektrischer Leistung an diese elektrischen Steuereinrichtungen sicherzustellen, d.h., um die Zuverlässigkeit des Betriebes dieser elektrischen Steuereinrichtungen zu gewährleisten und eine merkliche Verschlechterung in der Qualität der Fahrzeugbatterie zu verhindern, welche durch zu starke Entladung verursacht wird, muss die Fahrzeugbatterie auf einer Spannung gehalten werden, welche nicht geringer ist als ihre untere Grenzspannung.
Wenn das Fahrzeug mit einem Lehrlaufstopp-Steuersystem ausgerüstet ist, ist es notwendig, die untere Grenzspannung der Fahrzeugbatterie abzuschätzen, um die Spannung der Fahrzeugbatterie, welche durch den Motorstartvorgang herabgesetzt wird, nicht unter die untere Grenzspannung der Batterie abfallen zu lassen und um auch die Batteriespannung auf einem Wert zu halten, durch welchen die notwendige Menge elektrischer Leistung an den Motoranlasser geliefert werden kann.
Es gibt verschiedene herkömmliche Vorrichtungen zum Abschätzen der unteren Grenzspannung einer Fahrzeugbatterie, welche in ein Fahrzeug eingesetzt ist. Beispielsweise hat die offengelegte japanische Patentanmeldung JP 2006-258070 eine herkömmliche Technik offenbart, um einen Ladungszustand der Fahrzeugbatterie abzuschätzen, wenn das Fahrzeug anhält und um die Durchführung der Leerlaufstopp-Steuerung zu ermöglichen, um die Verbrennungsmaschine des Fahrzeugs automatisch stillzusetzen, wenn die Fahrzeugbatterie eine elektrische Leistung gespeichert hat, um die Verbrennungsmaschine zu starten.
Zusätzlich hat die Veröffentlichung JP 2007-223530 eine andere herkömmliche Technik geoffenbart, um einen Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie abzuschätzen, um diesen zur Abschätzung eines Spannungsabfalls einer Fahrzeugbatterie zu verwenden, wenn eine Verbrennungsmaschine neu gestartet wird.
Die oben erwähnten herkömmlichen Techniken errechnen jedoch eine notwendige elektrische Leistung auf der Basis eines Innenwiderstandswertes der Fahrzeugbatterie, welcher abgeschätzt wird, wenn die Verbrennungsmaschine startet, und gestatten dann die Durchführung einer Leerlaufstopp-Steuerung, wenn die Fahrzeugbatterie eine elektrische Leistung gespeichert hält, welche nicht geringer ist als die für den Start der Verbrennungsmaschine benötigte elektrische Leistung. Die herkömmlichen Steuervorgänge, welche oben beschrieben wurden, detektieren nicht, wie lange die Leerlaufstopp-Steuerung durchgeführt werden kann. Das bedeutet, selbst wenn das Fahrzeug sich unter der Leerlaufstopp-Steuerung befindet, ist es notwendig, die elektrische Leistungserzeugung durch die Verbrennungsmaschine durchzuführen, wenn die Spannung der Fahrzeugbatterie abfällt. In diesem Falle muss die Leerlaufstopp-Steuerung ausgesetzt werden. Wenn die obige Leerlaufstopp-Steuerung unter Verwendung unzutreffender Abschätzungsergebnisse gemäß obiger Beschreibung durchgeführt wird, dann wird die Fahrzeugbatterie beschädigt und es werden dem Fahrer und den Passagieren Unannehmlichkeiten zugemutet.
DE 103 17 524 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Vorhersage der Startfähigkeit eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor und einem Starter, der von einer Fahrzeugbatterie mit elektrischer Energie versorgt wird. Die Startfähigkeit des Fahrzeugs kann besonders einfach bestimmt werden, wenn in einer Einrichtung des Vorhersagesystems ein Startstromkennfeld hinterlegt wird, aus dem unter Berücksichtigung des Ladezustands der Batterie nach einer vorgegebenen Zeitdauer ein Startstrom ermittelt und daraus mittels einer Prädiktionseinrichtung die Startfähigkeit des Fahrzeugs bestimmt wird.
DE 100 56 970 A1 zeigt ein Verfahren zur Bestimmung der Startfähigkeit einer Starterbatterie eines Verbrennungsmotors mit folgenden Schritten: Feststellung eines die Startfähigkeit beeinflussenden Ladezustands soc der Starterbatterie, Feststellung einer die Startfähigkeit beeinflussenden Temperatur, insbesondere der Temperatur der Starterbatterie T_Batt. Berechnung oder Feststellung eines mittleren Spannungsabfalls ΔU_Batt,mitt der Starterbatterie während einer Starterphase, insbesondere während einer Durchdrehphase eines mit der Starterbatterie in Wirkverbindung stehenden Startermotors, und Abschätzung der Startfähigkeit der Starterbatterie durch Vergleich des berechneten oder festgestellten mittleren Spannungsabfalls ΔU_Batt,mitt mit einem Schwellwert U_Batt,min.
DE 100 36 341 A1 offenbart eine elektronischen Einheit zur Erkennung des Ladezustands und/oder des Verschleißes einer Kraftfahrzeugbatterie mit Mitteln zur Erfassung der Batteriespannung, wobei die elektronische Einheit weiterhin Mittel zur Erfassung der Brennkraftmaschinendrehzahl und Mittel zur Auswertung der Batteriespannung in Abhängigkeit von der Brennkraftmaschinendrehzahl während des Startvorganges im Hinblick auf den Ladezustand und/oder den Verschleiß der Kraftfahrzeugbatterie aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie zu schaffen, welche eine präzise Abschätzung einer unteren Grenzspannung der Fahrzeugbatterie als elektrischer Leistungsquelle zum Starten einer Verbrennungsmaschine eines Fahrzeugs im Zusammenhang mit dem Start und dem Neustart der Verbrennungsmaschine vornehmen kann.
Zum Erreichen der oben genannten Ziele schafft die vorliegende Erfindung eine Zustandsabschätzungsvorrichtung, welche den Zustand oder die Verfassung einer Fahrzeugbatterie abschätzen kann, welche auf einem Fahrzeug montiert ist. Die Fahrzeugbatterie arbeitet als eine elektrische Leistungsquelle zur Lieferung von elektrischer Leistung an auf dem Fahrzeug befindliche Geräte, beispielsweise einen Motoranlasser zum Start und zum Neustart der Verbrennungsmaschine. Die Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung enthält Mittel zur Abschätzung der Betriebsspannung vor dem Start, Mittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls beim Startvorgang und Mittel zur Abschätzung einer Minimalspannung. Die Mittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls vor dem Start können eine Batteriespannungsabfallsgröße abschätzen, nämlich als eine Betriebsspannungsabfallsgröße der Fahrzeugbatterie vor dem Start, basierend auf mindestens einem der Detektierungswerte bezüglich des Batteriezustands während einer Zeitdauer vom Beginn eines Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine bis zum Neustartvorgang der Verbrennungsmaschine. Die Mittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls bei der Startoperation können eine Batteriespannungsabfallwert abschätzen, nämlich als Startvorgangs-Spannungsabfallgröße basierend auf mindestens einem der Detektierungswerte bezüglich des Batteriezustands während einer Zeitdauer von dem Beginn des Neustartbetriebs der Verbrennungsmaschine bis zur Vervollständigung des Neustartbetriebs der Verbrennungsmaschine. Die Mittel zur Abschätzung der Minimalspannung können eine Minimalspannung der Fahrzeugbatterie während einer Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine bis zum Abschluss des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine basierend auf einem Spannungswert der Fahrzeugbatterie abschätzen, der vor dem Beginn des Stillsetzvorgangs der Verbrennungsmaschine detektiert wurde, ferner aufgrund des Spannungsabfallwertes der Fahrzeugbatterie vor dem Start, welcher durch die Abschätzmittel des Spannungsabfalls vor der Startoperation abgesetzt wurde, und aufgrund des Spannungsabfallswerts bei dem Startvorgang, welcher durch die Startoperations-Spannungsabfalls-Abschätzmittel abgeschätzt wurde.
Bei der Zustandsabschätzvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie gemäß der Erfindung schätzen die Mittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls vor dem Startvorgang die Größe des Batteriespannungsabfalls als den Spannungsabfallswert vor dem Startvorgang während der Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zu dem Beginn des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine auf der Basis mindestens eines der Detektierungswerte bezüglich des Batteriezustands ab. Die Detektierungswerte bezüglich des Batteriezustands sind ein Spannungsdetektierungswert der Fahrzeugbatterie, ein Stromdetektierungswert der Fahrzeugbatterie, ein Stromänderungsgrö-ßen-Detektierungswert der Fahrzeugbatterie, ein Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie und andere (die Detektierungswerte des Batteriezustands werden nachfolgend in derselben Bedeutung verwendet). Die Mittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls beim Startvorgang schätzen den Batteriespannungs-Abfallswert als den Startvorgangs-Spannungsabfallswert während der Dauer vom Beginn des Neustartvorgangs bis zur Vervollständigung des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine auf der Basis mindestens eines der Detektierungswerte des Batteriezustands ab. Weiter schätzen die Mittel zur Abschätzung des Minimalspannungswerts die Minimalspannung der Fahrzeugbatterie während der Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zum Ende des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine auf der Basis des Spannungsdetektierungswerts für die Fahrzeugbatterie ab, welcher vor dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine detektiert wurde, ferner aufgrund des Spannungsabfallswerts der Fahrzeugbatterie vor dem Start, welcher durch die Abschätzmittel für den Spannungsabfall vor dem Startvorgang abgeschätzt wurde, und aufgrund des Startvorgangs-Spannungsabfallwerts, welcher durch die Abschätzmittel für den Spannungsabfall bei dem Startvorgang abgeschätzt wurde.
Demzufolge kann die Zustandsabschätzungsvorrichtung für Fahrzeuge präzise den Minimalspannungswert der Batteriespannung der Kraftfahrzeugbatterie im Zusammenhang mit dem Stillsetzungsvorgang und dem Neustartvorgang der Verbrennungsmaschine auf der Basis der Schätzwerte abschätzen, d.h., des Spannungsabfallswerts vor dem Neustartvorgang während der Zeitdauer von dem Beginn der Stillsetzungsoperation bis zum Beginn des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine, und des Spannungsabfallswertes für den Start während der Zeitdauer vom Beginn des Neustartvorgangs bis zur Vervollständigung des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine.
Figurenliste
Eine bevorzugte, nicht im begrenzenden Sinne zu verstehende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beispielsweise unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es stellen dar:

1 ein Blockschaltbild, welches ein elektrisches Leistungserzeugungssystem für ein Fahrzeug zeigt, auf welches eine Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet ist;
2 eine erläuternde Abbildung, welche die Strom-/Spannungscharakteristiken der Fahrzeugbatterie während der Zeit vom Beginn eines Startvorgangs bis zur Vervollständigung des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine zeigt;
3 ein Flussdiagramm, welches einen Batteriezustand-Abschätzvorgang zeigt, welcher von der Zustandsabschätzvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie gemäß der Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird;
4A eine Abschätzungsaufzeichnung M1, welche eine Beziehung zwischen einem Innenwiderstandswert Rjh und einem Strom der Fahrzeugbatterie vor dem Stillsetzungsvorgang der Verbrennungsmaschine in einem 1:1-Verhältnis speichert;
4B eine Abschätzungsaufzeichnung M2, welche eine Beziehung zwischen einem Innenwiderstandswert Rjh und einer Spannung der Fahrzeugbatterie vor dem Stillsetzungsvorgang der Verbrennungsmaschine in einem 1:1-Verhältnis speichert;
5 eine Abschätzungsaufzeichnung M3, welche eine Beziehung zwischen einem Spannungsabfallwert ΔVbn und einer Spannung der Fahrzeugbatterie vor dem Stillsetzungsvorgang der Verbrennungsmaschine in einem 1:1-Verhältnis speichert;
6 ein Flussdiagramm, welches eine Modifikation des Schrittes zur Abschätzung des Innenwiderstandswerts Rjh der Fahrzeugbatterie basierend auf einem vorherigen Innenwiderstandswert zeigt, der bei einer vorausgehenden Leerlaufstopp-Steuerung detektiert wurde; und
7 eine Abschätzungsaufzeichnung M4, welche eine Beziehung zwischen einem Innenwiderstandswert Rin und einem Ladungszustand (SOC) der Fahrzeugbatterie speichert.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen oder Bezugszahlen jeweils gleiche oder äquivalente Bauteile in sämtlichen verschiedenen Abbildungen.
Ausführungsform
Es wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Beschreibung der Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben.
1 ist ein Blockschaltbild, welches ein elektrisches Leistungsquellensystem für ein Fahrzeug zeigt, auf welches die Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet ist.
Die Maschine innerer Verbrennung oder die Verbrennungsmaschine 10 ist ein Gerät zur Erzeugung einer Antriebsleistung für das Fahrzeug. Eine Kurbelwelle 12 als Ausgangswelle der Verbrennungsmaschine 10 ist mit den Antriebsrädern verbunden. Andererseits ist eine elektrische Leistungserzeugungseinrichtung 20 mit einem Wechselstromgenerator 22 oder einer Wechselstrommaschine und einem Regler 24 ausgerüstet. Der Regler 24 wirkt als Steuerschaltung zur Steuerung des Ausgangs des Wechselstromgenerators 22. Ein Rotor des Wechselstromgenerators 22 ist mechanisch mit der Kurbelwelle 12 der Verbrennungsmaschine 10 verbunden und dreht sich aufgrund der Rotationsantriebskraft der Kurbelwelle 12.
Eine Fahrzeugbatterie 30 (nachfolgend auch kurz als „Batterie 30“ bezeichnet) ist ein Bleiakkumulator oder eine Blei-Speicherbatterie, welche mit einem Ausgangsanschluss des Wechselstromgenerators 22 der elektrischen Leistungserzeugungseinrichtung 20 verbunden ist.
Eine Anzahl von elektrischen Verbrauchern 44 ist mit der Batterie 30 über Schalter 42 verbunden. Die elektrischen Verbraucher 44 und die Batterie 30 sind zueinander parallel geschaltet. Ein Motoranlasser 40 ist elektrisch mit der Batterie 30 verbunden. Der Motoranlasser 40 ist einer der elektrischen Verbraucher. Der Motoranlasser 40 liefert eine anfängliche rotierende Antriebskraft an die Kurbelwelle 12 der Verbrennungsmaschine 10.
Eine elektrische Steuereinheit (ECU) 50 ist ein elektrisches Steuergerät, welches hauptsächlich einen Mikrocomputer, ein Haupt-Datenspeichergerät 51 für die regelmäßige Speicherung von Daten, und andere Teile enthält. Das Haupt-Datenspeichergerät 51 ist ein nichtflüchtiger Speicher, beispielsweise ein Hintergrund-RAM und ein EEPROM, welche in der Lage sind, regelmäßig Daten unabhängig von elektrischer Leistungszufuhr aufgrund eines Startschalters eines Steuersystems für die Verbrennungsmaschine 10 zu speichern.
Die ECU 50 steuert hauptsächlich den Betrieb der Verbrennungsmaschine 10 und des elektrischen Leistungserzeugungsgerätes 20. Im Einzelnen steuert die ECU 50 die Ausgangsspannung der elektrischen Leistungserzeugungseinrichtung 20 auf der Basis eines Ladestroms und eines Entladungsstroms der Fahrzeugbatterie 30 (ein Strom, welcher in die Fahrzeugbatterie 30 fließt oder aus ihr herausfließt), wobei der Strom durch einen Stromfühler 52 detektiert wird, ferner eine Temperatur der Batterie 30, welche durch einen Temperaturfühler 50 detektiert wird, und eine Spannung der Batterie 30, welche durch einen Spannungsfühler 56 detektiert wird.
Im Einzelnen erzeugt und liefert die ECU 50 einen Befehlswert an die elektrische Leistungserzeugungseinrichtung 20, um die Spannung der elektrischen Leistungserzeugungseinrichtung 20 einzustellen. Der Regler 24 steuert den Wechselstromgenerator 22 derart, dass er die Spannung abgibt, welche durch das Steuersignal angezeigt wird. Der Regler 24 verhindert, dass die Ausgangsspannung der elektrischen Leistungserzeugungseinrichtung 20 den Instruktionswert oder Sollwert aufgrund einer Erhöhung der Drehzahl der Verbrennungsmaschine 10 und einer Abnahme der elektrischen Last des Fahrzeugs überschreitet.
Weiter führt die ECU 50 die Leerlaufstopp-Steuerung aufgrund der allgemeinen Berücksichtigung der Fahrzeuginformation 60 durch, beispielsweise über den Zustand der Batterie 30, wenn das Fahrzeug anhält, über die Verbrennungsmaschine 10, über ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal und über ein Bremssteuersignal. Die ECU 50 führt die Leerlaufstopp-Steuerung durch. Diese Leerlaufstopp-Steuerung umfasst eine automatische Stillsetzungssteuerung und eine automatische Startsteuerung. Die automatische Stillsetzungssteuerung bewirkt ein automatisches Stillsetzen der Leerlauf-Drehzahlsteuerung und weiter eine Stillsetzung des Betriebes der Verbrennungsmaschine 10. Die automatische Startsteuerung führt die Leerlaufstopp-Steuerung durch.
Es sei nun der Spannungsabfall in Verbindung mit der Leerlaufstopp-Steuerung unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
2 ist ein erläuterndes Diagramm, welches die Strom-/Spannungs-Charakteristika der Fahrzeugbatterie 30 während der Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Vervollständigung des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 zeigt. Das bedeutet, 2 zeigt den Spannungsabfall der Fahrzeugbatterie 30 während jeder der Perioden T1, T2 und T3 von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Vervollständigung des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 10.
Wenn die ECU 50 die Verbrennungsmaschine 10 instruiert, ihren Betrieb automatisch stillzusetzen, dann beginnt die Verbrennungsmaschine 10 den Stillsetzungsvorgang. Die Drehzahl der Kurbelwelle 12 wird allmählich erniedrigt und wird schließlich zu Null. Der Stillsetzungsvorgang der Verbrennungsmaschine 10 ist hierdurch beendet. Entsprechend der Abnahme der Drehzahl der Kurbelwelle 12 wird die Menge der elektrischen Leistung, die von dem Wechselstromgenerator 22 erzeugt wird, der mechanisch mit der Kurbelwelle 12 verbunden ist, allmählich erniedrigt.
Wie in 2 gezeigt, wird die Spannung der Fahrzeugbatterie 30 von der Spannung Vj0 während der Periode T1 von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 bis zum Ende des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 um ΔVjh erniedrigt.
Darauf folgend wird der Spannungsabfall in der Fahrzeugbatterie 30 während der Periode von dem Ende des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 bis zum Beginn der elektrischen Leistungserzeugung durch den Wechselstromgenerator 22 durch den Abfall der Batteriekapazität aufgrund der Lieferung elektrischer Leistung von der Fahrzeugbatterie 30 an die elektrischen Verbraucher des Fahrzeugs und durch die Polarisation der Batterie 30 erzeugt. Wie in 2 dargestellt ist, erniedrigt sich die Spannung der Batterie 30 durch den Spannungsabfall ΔVbn während der Periode T2 von der Beendigung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 bis zum Beginn des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 10.
Der automatische Neustartvorgang der Verbrennungsmaschine 10 wird durch Starten des Betriebes des Motoranlassers 40 zur Übertragung der anfänglichen Rotationsantriebsleistung auf die Kurbelwelle 12 durch Ausführung der Verbrennungssteuerung durchgeführt.
Während einer kurzen Zeitdauer von der Lieferung des Befehls an den Anlasser 40 zum Start des Betriebs der Verbrennungsmaschine 10 bis zum Beginn der Rotation des Anlassers 40 fließt ein großer Entladestrom von der Batterie 30 zu dem Anlasser 40. Die Spannung der Fahrzeugbatterie 30 vermindert sich durch diesen großen Entladestrom drastisch. Wie in 2 gezeigt, erniedrigt sich die Spannung der Fahrzeugbatterie 30 um den Spannungsabfallwert ΔVst während der Periode T3 einschließlich dieser sehr kurzen Zeitdauer, gezählt von der Lieferung des Befehls zum Start der Verbrennungsmaschine 10 (nach Beginn des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 durch Start des Betriebes des Anlassers 40) bis zum Ende des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 10. Andererseits bestimmt sich die minimale Speisespannung (die untere Grenzspannung) der Fahrzeugbatterie 30 zur Aufrechterhaltung der Zuverlässigkeit des Betriebs der ECU 50 durch die minimale Spannung, welche den Betrieb der Hilfseinrichtungen garantieren kann, um die notwendige Spannung von der Fahrzeugbatterie 30 an die Hilfseinrichtungen zu liefern, beispielsweise einen Reserveschubkonverter (Backup Boost Converter BBC).
Wenn sich die Spannung der Batterie 30 in Verbindung mit dem automatischen Startvorgang der Verbrennungsmaschine 10 stark erniedrigt, nimmt die Zuverlässigkeit des Betriebes der ECU 50 ab und dies macht es schwer, einen Neustart der Verbrennungsmaschine 10 vorzunehmen. Weiter besteht eine Möglichkeit einer starken Beschädigung der Batterie 30 durch die übergroße Entladung der Batterie 30. Um diese Erscheinungen zu vermeiden, ist es vorzuziehen, die Leelaufstopp-Steuerung für die Verbrennungsmaschine 10 unter der Bedingung durchzuführen, dass die Spannung der Batterie 30 höher als die untere Grenzspannung ist. Diese Bedingung garantiert den Betrieb der ECU 50 während der Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 bis zum Ende des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 10.
Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schätzt die Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie den Spannungsabfallswert der Fahrzeugbatterie 30 während jeder Periode in Verbindung mit der Leerlaufstopp-Steuerung ab und schätzt dann die untere Grenzspannung der Batterie 30 ab, welche notwendig ist, um die optimale Leerlaufstopp-Steuerung zuzulassen.
Unter Bezugnahme auf 3 erfolgt nun eine Beschreibung der Abschätzung des Batteriezustands, welche durch die ECU 50 durchgeführt wird. 3 ist ein Flussdiagramm, welches einen Batteriezustands-Abschätzungsvorgang zeigt, wie er durch die Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
Das Flussdiagramm von 3 zeigt die Abschätzung der Spannungsabfallgröße in jeder Periode nach der Stillsetzung des Fahrzeugs und die Einstellung zum Ermöglichen der Leerlaufstopp-Steuerung für die Verbrennungsmaschine 10.
Als erstes führt die ECU 50 den Vorgang der Ermittlung des Batteriezustandes durch. Das heißt, die ECU 50 gibt Detektierungsergebnisse, beispielsweise eine Spannung, einen Strom und eine Temperatur der Batterie 30 ein, welche von dem Spannungsfühler 56, bzw. dem Stromfühler 52 bzw. dem Temperaturfühler 54 übertragen werden und akkumuliert den Stromwert der Batterie 30 und detektiert einen Polarisationszustand der Batterie 30, eine Kapazität der Batterie 30, einen Ladungszustand (SOC, Ladungszustand) der Batterie 30 und einen Funktionszustand (SOF, Ansprechspannung) der Batterie 30 (Schritt S001).
Der Spannungsdetektierungswert Vj0 und der Stromdetektierungswert Ij0 unmittelbar vor dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 werden in dem Haupt-Datenspeichergerät 51 zur regelmäßigen Datenspeicherung (beispielsweise ein Hintergrund-RAM oder eine EEPROM) der ECU 50 gespeichert.
Als nächstes detektiert die ECU 50 den Fahrzeugzustand (Schritt S002). Im Einzelnen detektiert die ECU 50 zuerst, ob das Fahrzeug zu laufen beginnt (Schritt S0021).
Wenn das Detektierungsergebnis anzeigt, dass sich das Fahrzeug bereits in Fahrt befindet („JA“ im Schritt S0021), dann führt die ECU 50 die Antriebssteuerung des Fahrzeugs durch, ohne dass der Abschätzungsvorgang der Spannungsabfallsgröße der Batterie 30 durchgeführt wird. Wenn andererseits das Detektierungsergebnis anzeigt, dass das Fahrzeug nicht läuft („NEIN“ in dem Schritt S0021), dann schreitet der Ablauf der Vorgänge zu dem Schritt S0022 fort.
In dem Schritt S0022 detektiert die ECU 50, ob der Fahrer des Fahrzeugs veranlasst hat, dass die Verbrennungsmaschine 10 stillgesetzt wird oder nicht.
Wenn das Detektierungsergebnis anzeigt, dass der Fahrer des Fahrzeugs veranlasst hat, dass die Verbrennungsmaschine 10 angehalten wird („JA“ im Schritt S0022), dann führt die ECU 50 die Stillsetzungssteuerung für die Verbrennungsmaschine 10 durch, ohne dass sie irgendeinen Vorgang zur Abschätzung der Spannungsabfallgröße der Batterie 30 durchführt. Wenn andererseits das Detektierungsergebnis anzeigt, dass der Fahrer des Fahrzeugs nicht veranlasst hat, dass die Verbrennungsmaschine 10 stillgesetzt wird („NEIN“ im Schritt S0022), dann schätzt die ECU 50 die Größe des Spannungsabfalls ΔVjh der Kraftfahrzeugbatterie 30 während der Zeitdauer T1 von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 bis zur Beendigung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 ab (Schritt S100).
Im übrigen ist der Innenwiderstandswert Rjh der Fahrzeugbatterie 30 durch die kräftige unterbrochene Linie während der Zeitdauer T1 eingezeichnet, welche im oberen Teil von 2 gezeigt ist. Die kräftige unterbrochene Linie hat ein Gefälle, welches die beiden Seiten der Kurve während der Periode T1 verbindet. In der Zeitperiode T1 ist die Stromänderungsgröße ΔIjh in der Batterie 30 durch die Breite in der Seitenrichtung ausgedrückt. Die ECU 50 kann die Spannungsabfallgröße ΔVih der Fahrzeugbatterie 30 auf der Basis der Werte Rjh und ΔIjh abschätzen.
Im einzelnen schätzt die ECU 50 den Innenwiderstandswert Rjh unter Verwendung der Abschätzungsaufzeichnung für den Innenwiderstandswert Rjh ab, welche eine Beziehung zwischen dem Stromwert der Batterie 30 und dem Innenwiderstandswert Rjh in einer 1:1-Entsprechung speichert (Schritt S101).
Beispielsweise speichert das Hauptdatenspeichergerät 51 zum regelmäßigen Speichern von Daten, etwa der Hintergrund-RAM oder der EEPROM in der ECU 50, die Abschätzungsaufzeichnung für den Innenwiderstandswert Rjh.
Mehr ins Einzelne gehend betrachtet schätzt die ECU 50, wenn die in dem Schritt S001 erhaltene Ausgangsspannung gleich einer Einstellungspannung ist, den Innenwiderstand Rjh der Batterie 50 auf der Basis des detektierten Stromwertes Ij0 unter Verwendung der Abschätzungsaufzeichnung M1 für den Innenwiderstandswert Rjh (nachfolgend auch als „Strom-Innenwiderstandwert-Aufzeichnung“ bezeichnet) welche in 4A gezeigt ist.
4A ist die Abschätzungsaufzeichnung M1 für den Innenwiderstandswert Rjh, welche die Beziehung zwischen einem Innenwiderstandswert Rjh und einem Strom der Fahrzeugbatterie 30 in einer 1:1-Entsprechung vor dem Stillsetzungsvorgang der Verbrennungsmaschine speichert.
Andererseits schätzt die ECU 50, wenn die in dem Schritt S001 gewonnene Ausgangsspannung kleiner als die Einstellungsspannung ist, den Innenwiderstandwert Rjh der Batterie 50 auf der Basis des detektierten Spannungswertes Vj0 unter Verwendung der Abschätzungsaufzeichnung M2 für den Innenwiderstandswert Rjh (nachfolgend auch als „Spannungs-Innenwiderstandwert-Aufzeichnung“ bezeichnet), welche in 4B gezeigt ist.
4B ist eine Abschätzungsaufzeichnung M2, welche eine Beziehung zwischen einem Innenwiderstandswert Rjh und einer Spannung der Fahrzeugbatterie vor dem Stillsetzungsvorgang der Verbrennungsmaschine in einer 1:1-Entsprechung speichert.
Die Abschätzungsaufzeichnung M2 für den Innenwiderstandwert Rjh (die Spannungs-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung) speichert eine Anzahl von Kurven (in der Ausführungsform gemäß 4B sind es zwei Kurven) entsprechend der Größe des vorbestimmten Ladungszustandes SOC unter der Berücksichtigung, dass die Charakteristiken des Ladungsstromes sich entsprechend der Kapazität, dem SOC und dem SOF der Batterie 30 ändern (nachfolgend kurz als „SOC“ für eine Gruppe aus Kapazität SOC und SOF der Batterie 30 bezeichnet).
Darauffolgend errechnet die ECU 50 die Stromänderungsmenge ΔIjh der Fahrzeugbatterie 30 auf der Basis einer Differenz zwischen den Strömen, welche von dem AC-Generator 22 der elektrischen Leistungserzeugungseinrichtung 20 und der Batterie 30 abgegeben werden (Schritt S102). Die ECU 50 schätzt in einfacher Weise ein Produkt (ausgedrückt durch die Gleichung ΔVjh = Rjh · ΔIjh) des Innenwiderstandswertes Rjh und der Stromänderung ΔIjh der Batterie 30 ab (Schritt S103).
Wie oben beschrieben ist es möglich, einen Abschätzungsfehler des Spannungsabfallwertes ΔVjh aufgrund verschiedener Typen von Fahrzeugen soweit wie möglich herabzusetzen, indem der Innenwiderstandswert Rjh auf der Basis der Spannung oder des Stromes abgeschätzt wird, welche unmittelbar vor dem Beginn des Stillsetzungsvorganges der Verbrennungsmaschine 10 detektiert werden und indem die geschätzte Spannungsabfallgröße ΔVjh der Batterie 30 entsprechend dem Batteriezustand eingestellt wird.
Als nächstes schätzt die ECU 50 die Spannungsabfallgröße ΔVbn (auch als „Spannungsabfallgröße nach Stillsetzung“ bezeichnet) während der Zeitdauer T2 von der Beendigung des Stillsetzungsvorganges bis zum Beginn des Neustarts der Verbrennungsmaschine 10 ab (Schritt S200).
Der Innenwiderstandswert und der Strom der Batterie 30 werden während der Zeitdauer T2 von der Beendigung des Stillsetzungsvorganges bis zum Beginn des Neustartvorganges der Verbrennungsmaschine 10 nicht wesentlich geändert oder behalten annähernd dieselben Werte. Die Spannungsabfallgrößen ΔVbn der Fahrzeugbatterie 30 wird annährend durch die Breite der geraden Linie in der Vertikalrichtung während der Zeitdauer T2 gemäß 2 ausgedrückt.
Die ECU 50 gewinnt die Größe ΔVbn des Spannungsabfalls der Batterie 30 während der Zeitdauer T2 unter Verwendung der Abschätzungsaufzeichnung M3 für die Spannungsabfallgröße (nachfolgend auch als „Spannungsabfall-Abschätzungsaufzeichnung nach Maschinenstillsetzung“ bezeichnet). Die Aufzeichnung M3 zeigt die Beziehung zwischen der Größe ΔVbn des Spannungsabfalls der Fahrzeugbatterie 30 und der Information über den Batteriezustand (beispielsweise Spannung, Strom, akkumulierter Stromwert, Temperatur und Polarisierungszustand) in einer 1:1-Entsprechung.
Die Abschätzungsaufzeichnung M3 für den Spannungswert ΔVbn wird im voraus auf der Basis der Information gemacht, welche gewonnen wird, wenn eine vorbestimmte Kapazität der Batterie 30 unter Verwendung eines vorbestimmten Stromwertes entladen wird (als der Maximalwert), um die Ausführung der Leerlaufstoppsteuerung durchführen zu können.
5 zeigt die Abschätzungsaufzeichnung M3, welche eine Beziehung zwischen einer Spannungsabfallgröße ΔVbn und einer Spannung der Fahrzeugbatterie vor dem Stillsetzungsvorgang der Verbrennungsmaschine 10 in einer 1:1-Entsprechung speichert. 6 ist ein Flussdiagramm, welches eine Modifikation des Schrittes zum Abschätzen des Innenwiderstandwertes Rjh der Fahrzeugbatterie 30 auf der Basis eines vorausgehenden Innenwiderstandswertes zeigt, der bei einer vorausgehenden Leerlaufstopp-Steuerung detektiert wurde.
Wie beispielsweise in 6 gezeigt, speichert das Hauptdatenspeichergerät 51 zur regelmäßigen Speicherung von Daten in der ECU 50 der vorliegenden Ausführungsform im voraus die Abschätzungsaufzeichnung M3 für den Spannungswert ΔVbn, wobei die Aufzeichnung die Beziehung zwischen dem Spannungswert ΔVbn des Spannungsabfalls und der Spannung vor Beginn des Stillsetzungsvorganges der Verbrennungsmaschine 10 als die Batteriezustandsinformation anzeigt.
Die ECU 50 gewinnt die Spannungsabfallgröße ΔVbn der Fahrzeugbatterie 30 unter Verwendung der Abschätzungsaufzeichnung M3 für den Spannungswert ΔVbn auf der Basis der Spannung Vj0 der Batterie 30, welcher vor dem Beginn des Stillsetzungsvorganges der Verbrennungsmaschine 10 detektiert wurde. Die Abschätzungsaufzeichnung M3 für den Spannungswert ΔVbn speichert eine Mehrzahl von Kurven (in der vorliegenden Ausführungsform zwei Kurven, s. 5), welche einer Größe des vorbestimmten SOC unter Berücksichtigung der Tatsache entsprechen, dass die Charakteristik des Ladestromes (Ladeströme A und B) sich entsprechend dem SOC, beispielsweise der Kapazität der Batterie 30, ändert.
Als nächstes schätzt die ECU 50 die Spannungsabfallgröße ΔVst der Fahrzeugbatterie 30 während der Zeitdauer T3 vom Beginn des Neustartvorganges bis zur Beendigung des Neustartvorganges der Verbrennungsmaschine 10 ab, wenn der Motoranlasser 40 startet (Schritt S300).
Der Innenwiderstandswert Rin der Fahrzeugbatterie 30 in der Zeitdauer T3 von dem Beginn des Neustartvorganges bis zur Beendigung des Neustartvorganges der Verbrennungsmaschine 10 wird durch das Gefälle der geraden Linie gemäß 2 ausgedrückt. Während der Zeitdauer T3 drückt sich die maximale Änderungsgröße des Stromes ΔImax durch die Breite in Richtung der seitlichen Achse der geraden Linie gemäß 2 aus. Es ist daher möglich, die Spannungsabfallgröße ΔVst der Fahrzeugbatterie 30 während der Zeitdauer T3 auf der Basis der genannten Werte Rin und ΔImax zu schätzen.
Bei der Detektierung der Stillsetzung des Betriebes der Verbrennungsmaschine 10 in der Leerlaufstoppsteuerung gestattet die ECU der Verbrennungsmaschine 10 die Durchführung nur dann, wenn die Fahrzeugbatterie 30 einen hohen SOC-Wert hat, um eine Beschädigung der Batterie 30 zu verhindern und um zu versuchen, die Lebensdauer der Fahrzeugbatterie 30 zu verlängern. In diesem Falle werden, je geringer der SOC der Fahrzeugbatterie 30 geändert ist, der Innenwiderstandswert Rin und der maximale Stromänderungswert ΔImax ebenso umso weniger geändert. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gewinnt die ECU 10 die detektierten Werte des maximalen Stromänderungswertes ΔImax und den Innenwiderstandwert Rin auf der Basis eines Stromwerts, welcher während der Zeitdauer T3 detektiert wird, wenn die Leerlaufstoppsteuerung durchgeführt wird und dann werden die Werte in dem Hauptdatenspeichergerät 51 zur regelmäßigen Datenspeicherung gespeichert. Die ECU 50 stellt dann den detektierten maximalen Stromänderungswert ΔImax und den detektierten Innenwiderstandswert Rin entsprechend dem Batteriezustand ein, insbesondere der Temperaturänderung der Fahrzeugbatterie 30 (Schritt S301, Schritt S302).
Die ECU 50 kann in einfacher Weise die Spannungsabfallgröße ΔVst während der Zeitdauer T3 auf der Basis des Produktes (ΔVst=Rin·ΔImax) des Innenwiderstandswerts Rin und des maximalen Stromänderungswerts ΔImax abschätzen (Schritt S303).
Als nächstes schätzt die ECU 50 die minimale Spannung Vmin der Fahrzeugbatterie 30 ab, wenn die Verbrennungsmaschine 10 neu startet, nachdem die Leerlaufstoppsteuerung durchgeführt worden ist, indem die Spannungsabfallgröße ΔVbn während der Zeitdauer T2 gemäß Abschätzung im Schritt S100 und die Spannungsabfallgröße ΔVst während der Zeitdauer T3 gemäß Abschätzung im Schritt S200 von dem Spannungswert Vj0 abgezogen werden, welcher vor dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 detektiert wurde (Vmin=Vj0-ΔVjh-Δbn-ΔVst).
Schließlich vergleicht die ECU 50 die Minimalspannung Vmin und eine Bezugsspannung Vth (Schritt S500).
Wenn das Vergleichsergebnis anzeigt, dass die Minimalspannung Vmin größer als die Minimalspannung Vth ist („JA“ in dem Schritt S500), dann bestimmt die ECU 50, dass die Verbrennungsmaschine 10 stillgesetzt werden darf. In diesem Falle führt, wenn die anderen Bedingungen erfüllt sind, die ECU 50 die Leerlaufstoppsteuerung durch.
Wenn andererseits das Vergleichsergebnis anzeigt, dass die Minimalspannung Vmin nicht größer als die minimale Spannung Vth ist („NEIN“ in dem Schritt S500), dann fährt der Fluss der Operationen zu dem Schritt S001 zurück.
Wie oben im Einzelnen beschrieben wurde, schätzt die Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie die Zustandsbedingungen der Batterie 30, welche auf dem Fahrzeug montiert ist, ab, um die Verbrennungsmaschine 10 zu starten. Die Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie ist mit Mitteln zur Abschätzung eines Spannungsabfalls vor dem Start, mit Mitteln zur Abschätzung des Start-Spannungsabfalls und mit Mitteln zur Abschätzung einer Minimalspannung ausgerüstet.
Die Mittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls vor dem Start entsprechen den Schritten S100 und S200, welche als die Spannungsabfallgröße (ΔVjh+ΔVbn) vor dem Start der Verbrennungsmaschine 10 die Abfallgröße der Batteriespannung während der Zeitdauern T1 und T2 auf der Basis mindestens eines der detektierten Werte bezüglich der Zustandsbedingungen der Fahrzeugbatterie 30 abschätzen (beispielsweise einen Spannungsdetektierungswert, einen Stromdetektierungswert, einen Stromänderungsdetektierungswert und einen Innenwiderstandswert und andere), wobei die Zeitdauern T1 und T2 die Zeit von dem Beginn der Stillsetzungsoperation der Verbrennungsmaschine 10 bis zum Beginn des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 sind. Die Mittel zur Abschätzung des Start-Spannungsabfalls entsprechen den Vorgängen im Schritt S300, welcher als die Spannungsabfallgröße ΔVft die Spannungsabfallgröße der Fahrzeugbatterie 30 während der Zeitdauer T3 von dem Beginn des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 bis zum Abschluss des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 auf der Basis mindestens eines der Detektierungswerte bezüglich der Zustandsbedingungen der Fahrzeugbatterie 30 abschätzt.
Die Mittel zum Abschätzen der Minimalspannung entsprechen dem Vorgang im Schritt S400, welcher die Minimalspannung der Fahrzeugbatterie 30 während der Zeitdauern T1 bis T3 von dem Beginn des Startvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 bis zum Abschluss des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 auf der Basis des Spannungswerts Vj0 der Fahrzeugbatterie 30, wie er vor Beginn der Stillsetzungsoperation der Verbrennungsmaschine 10 detektiert wurde, der Spannungsabfallgröße der Startoperation (ΔVjh+ΔVbn) vor Beginn des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 entsprechend der Abschätzung durch die Mittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls vor dem Start (entsprechend dem Vorgang in dem Schritt S100 und dem Schritt S200), und der Spannungsabfallgröße ΔVst der Fahrzeugbatterie 30 abschätzt, wenn die Verbrennungsmaschine 10 neu startet, entsprechend der Abschätzung durch die Mittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls des Startvorgangs (entsprechend dem Vorgang in dem Schritt S100).
Es ist demgemäß möglich, präzise den minimalen Spannungswert der Batterie 30 abzuschätzen, wenn die Verbrennungsmaschine 10 startet und neu startet, indem die Spannungsabfallgröße (ΔVjh+ΔVbn) während der Perioden T1 und T2 nach Beginn der Stillsetzungsoperation der Verbrennungsmaschine 10 bis zum Beginn des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 abgeschätzt wird und indem die Spannungsabfallgröße ΔVst der Fahrzeugbatterie 30 während der Periode T3 nach Beginn des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 bis zur Vervollständigung des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 abgeschätzt wird.
Zusätzlich haben die Mittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls vor dem Start (entsprechend dem Vorgang in den Schritten S100 und S200) Abschätzmittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls vor der Stillsetzung (entsprechend dem Schritt S100) und Abschätzmittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls nach dem Stillsetzvorgang (entsprechend dem Schritt S100). Die Mittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls vor dem Stillsetzungsvorgang schätzen als die Spannungsabfallgröße ΔVjh vor der Stillsetzung die Spannungsabfallgröße der Fahrzeugbatterie 30 während der Zeitdauer T1 von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 bis zum Abschluss des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 auf der Basis mindestens eines der Detektierungswerte bezüglich der Zustandsbedingungen der Fahrzeugbatterie 30 ab. Die Mittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls vor dem Start (entsprechend dem Vorgang in den Schritten S100 und S200) schätzen als den Spannungsabfallwert nach der Stillsetzungsoperation ΔVbn den Spannungsabfallwert der Fahrzeugbatterie 30 während der Zeitdauer T2 von dem Abschluss des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 bis zum Beginn des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 auf der Basis mindestens eines der Detektierungswerte bezüglich der Zustandsbedingungen der Fahrzeugbatterie 30 ab.
Die ECU 50 kann hierdurch als den Spannungsabfallswert vor dem Stillsetzungsvorgang ΔVjh und ΔVbn den Spannungsabfallwert der Fahrzeugbatterie 30 abschätzen, der durch Summierung des Spannungsabfallwerts ΔVjh vor dem Stillsetzungsvorgang und des Spannungsabfallwerts ΔVbn nach dem Stillsetzungsvorgang erhalten wird.
Weiter ist die Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung mit der Strom-/Innenwiderstandswert-Aufzeichnung M1 gemäß 4A und der Spannungs-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung M2 gemäß 4B ausgerüstet. Die Aufzeichnungen M1 und M2 speichern die Beziehung zwischen dem Innenwiderstandswert und einem Stromwert in einer 1:1-Entsprechung beziehungsweise die Beziehung zwischen einem Innenwiderstandswert und einem Spannungswert in einer 1:1-Entsprechung.
Es ist daher den Mitteln für die Abschätzung des Spannungsabfalls vor dem Stillsetzungsvorgang (entsprechend dem Schritt S100) in einfacher Weise möglich, den Spannungsabfallwert ΔVjh auf der Basis des Innenwiderstandswerts der Fahrzeugbatterie 30 auf der Basis des Innenwiderstandswerts der Fahrzeugbatterie 30, wie er von den Innenwiderstandswert-Aufzeichnungen erhalten wurde, und dem Stromänderungswert der Fahrzeugbatterie 30 abzuschätzen, welcher während der Zeitdauer T1 von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 bis zur Vervollständigung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 detektiert wurde.
Im Einzelnen sind bei den Innenwiderstandsaufzeichnungen die Strom-/Innenwiderstandswert-Aufzeichnung M1 und die Spannungs-/Innenwiderstandswert-Aufzeichnung M2 im Voraus hergestellt, wobei die Aufzeichnung M1 die Beziehung zwischen einem Innenwiderstandswert Rjh und einem Stromwert in einer 1:1-Enstprechung, und die Aufzeichnung M2 die Beziehung zwischen einem Innenwiderstandswert Rjh und einem Spannungswert in einer 1:1-Entsprechung speichern.
Wenn der Wechselstromgenerator 22 die Ausgangsspannung als die eingestellte Spannung an die Fahrzeugbatterie 30 abgibt, dann können die Mittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls vor dem Stillsetzungsvorgang (entsprechend dem Schritt S100) richtig und einfach den Spannungsabfallwert ΔVjh vor dem Stillsetzungsvorgang auf der Basis des Stromänderungswerts ΔIjh der Fahrzeugbatterie 30 während der Zeitdauer T1 von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zum Abschluss des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10, des Stromdetektierungswerts Ij0 der Fahrzeugbatterie 30, wie er vor dem Beginn des Zielsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 detektiert wurde, und des Innenwiderstandswerts Rjh abschätzen, welcher mit hoher Genauigkeit aus der Strom-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung M1 gewonnen wurde.
Wenn andererseits der Wechselstromgenerator 22 die Ausgangsspannung abgibt, welche geringer als der Einstellwert der Spannung ist, dann können die Mittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls vor dem Stillsetzungsvorgang (entsprechend dem Schritt S100) richtig und einfach den Spannungsabfallwert ΔVjh vor dem Stillsetzungsvorgang auf der Basis der Stromänderungsgröße ΔIjh der Fahrzeugbatterie 30 während der Zeitdauer T1 von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zum Abschluss des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10, des Spannungsdetektierungswerts Vi0 der Fahrzeugbatterie 30, wie er vor Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 detektiert wurde und des Innenwiderstands des Werts Rjh abschätzen, welcher mit hoher Genauigkeit aus der Spannungs-/Innenwiderstanswert-Aufzeichnung M2 gewonnen wurde.
Das bedeutet, dass es möglich ist, den Innenwiderstandswert Rjh mit hoher Genauigkeit aus den Aufzeichnungen M1 und M2 zu gewinnen, indem in geeigneter Weise die Aufzeichnungen M1 und M2 abhängig von dem Vergleichsergebnis zwischen der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 22 und der Einstellungsspannung verwendet werden. Es ist dadurch möglich, den Spannungsabfallwert ΔVjh der Fahrzeugbatterie 30 während der Zeitdauer T1 von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 bis zum Abschluss des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 abzuschätzen.
Weiterhin besitzt die Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie die Abschätzungsaufzeichnung M3 des Spannungsabfallwerts nach dem Stillsetzungsvorgang, wobei diese Aufzeichnung die Beziehung zwischen einer Spannung der Fahrzeugbatterie 30 (als mindestens eine der Batteriezustandsinformationen) vor dem Stillsetzungsvorgang der Verbrennungsmaschine 10, und einem Spannungsabfallwert ΔVbn der Fahrzeugbatterie 30 unter dem Stillsetzungsvorgang der Verbrennungsmaschine 10 aufzeigt. Es ist den Mitteln zur Abschätzung des Spannungsabfalls nach dem Stillsetzungsvorgang (entsprechend dem Schritt S200) somit möglich, genau und in einfacher Weise den Spannungsabfallwert ΔVbn nach dem Stillsetzungsvorgang auf der Basis der Abschätzungsaufzeichnung M3 des Spannungsabfallswerts nach dem Stillsetzungsvorgang und mindestens einer der Batteriezustandsinformationen abzuschätzen.
Die Batteriezustandsinformationen enthalten einen Strom, ein positives oder negatives Vorzeichen des akkumulierten Stroms, die Temperatur und einen Polarisationszustand der Fahrzeugbatterie 30.
Es genügt, dass die Abschätzungsaufzeichnung M3 für den Spannungsabfallwert nach der Stillsetzungsoperation die Beziehung zwischen der obigen Zustandsinformation der Batterie und dem Spannungsabfallwert der Kraftfahrzeugbatterie in einer 1:1-Entsprechung speichert.
Fernerhin gewinnen die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall beim Start (entsprechend dem Vorgang im Schritt S300) die Detektierungswerte des Innenwiderstandswerts und des maximalen Stromänderungswerts der Fahrzeugbatterie 30, welche während der Zeitdauer T3 von dem Beginn des Neustartvorgangs bis zum Abschluss des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 30 (s. 2) detektiert wurden, und schätzen dann präzise den Spannungsabfallwert ΔVst auf der Basis des Innenwiderstandswerts und des maximalen Stromänderungswerts der Fahrzeugbatterie 30 ab.
Weiterhin schätzen die Minimalspannungs-Abschätzungsmittel (entsprechend dem Vorgang im Schritt S400) präzise und einfach die Minimalspannung Vmin der Fahrzeugbatterie 30 während der Zeitperioden T1 bis T3 von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 bis zu Beendigung des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 durch Subtrahieren des Spannungsabfallwerts vor dem Startvorgang (ΔVjh+ΔVbn) und des Spannungsabfallwerts ΔVst der Fahrzeugbatterie 30 von dem Spannungswert Vj0 ab, der vor dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 detektiert wurde.
Das Konzept nach der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, vielerlei Modifikationen der obigen Ausführungsform innerhalb des Grundgedankens der Erfindung vorzunehmen.
Beispielsweise schätzt die obige Ausführungsform den Innenwiderstandswert Rjh der Fahrzeugbatterie 30 unter Verwendung der Abschätzungsaufzeichnung des Innenwiederstandswerts Rjh ab, wenn der Spannungsabfallwert ΔVjh (im Schritt S100) während der Zeitdauer T1 abgeschätzt wird. Hierauf ist die vorliegende Erfindung nicht beschränkt. Es ist auch annehmbar, den Innenwiderstandswert Rjh der Fahrzeugbatterie 30 auf der Basis des Innenwiderstandswerts Rjh und des Stromwerts I_t-1 abzuschätzen, welche während der Zeitdauer T1 der vorausgehenden Laufstoppsteuerung detektiert wurden. 6 ist ein Flussdiagramm, welches einen detaillierten Vorgang der Abschätzung des Innenwiderstandswerts Rjh der Fahrzeugbatterie 30 als Modifikation der obigen Ausführungsform aufzeigt.
In der Modifikation, welche in 6 gezeigt ist, speichert die ECU 50 den Innenwiderstandswert Rjh, der während der Zeitdauer T1 bei der vorausgehenden Leerlauf-Steuerung detektiert wurde (Schritt S 1011). Die ECU 50 stellt dann fest, ob die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 22 den Einstellungswert erreicht oder nicht (Schritt S1012).
Wenn das Detektierungsergebnis anzeigt, dass die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 22 geringer als die Einstellungsspannung ist („NEIN“ in dem Schritt S1012), dann schreitet der Fluss der Vorgänge zu dem Schritt S1015 fort. Der Vorgang in dem Schritt S1015 wird später erläutert.
Wenn andererseits das Detektierungsergebnis anzeigt, dass die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 22 die Einstellungsspannung erreicht („JA“ in dem Schritt S1012) (einschließlich einer Fehlerkomponente), dann gewinnt die ECU 50 den vorausgehenden Stromwert I_t-1 der vorausgehenden Leerlaufstoppsteuerung (Schritt S1013), und vergleicht den vorausgehenden Stromwert I_t-1 mit dem gegenwärtig detektierten Stromwert I_t (Schritt S1014).
Wenn das Vergleichsergebnis anzeigt, dass der vorausgehende Stromwert I_t-1 gleich dem gegenwärtig detektierten Stromwert I_t der Fahrzeugbatterie 30 ist („JA“ in dem Schritt S1014) (unter Berücksichtigung jener Stromwerte unter Einschluss einer Fehlerkomponente), dann stellt die ECU 50 das vorausgehende Detektierungsergebnis als den Innenwiderstandswert Rjh von der vorherigen Detektierung ein (Schritt S1015).
Wenn andererseits das Vergleichsergebnis anzeigt, dass der vorausgehende Stromwert I_t-1 nicht gleich dem gegenwärtig detektierten Stromwert I_t ist („NEIN“ in dem Schritt S1014), dann detektiert die ECU einen größeren Wert (Schritt S 1016).
Wenn das Detektierungsergebnis in dem Schritt S1016 anzeigt, dass der gegenwärtig detektierte Stromwert I_t größer als der vorausgehende Stromwert I_t-1 ist („JA“ in dem Schritt S1016), dann stellt die ECU 50 den Wert ein, welcher durch Multiplizieren des vorausgehenden Stromwerts I_t-1 und eines Koeffizienten K1 zu dem Innenwiderstandswert Rjh erhalten wird, wobei der Koeffizient K1 der Stromdifferenz (I_t-I_t-1) zwischen dem vorausgehenden Stromwert I_t-1 und dem gegenwärtig detektierten Stromwert I_t entspricht (Schritt S 1017).
Wenn andererseits das Detektierungsergebnis in dem Schritt S1016 anzeigt, dass der gegenwärtig detektierte Stromwert I_t nicht größer als der vorausgehende Stromwert I_t-1 ist („NEIN“ in dem Schritt S1016), dann stellt die ECU 50 den Wert ein, der durch Muliplizieren des vorausgehenden Stromwerts I_t-1 und eine Koeffizienten K2 zu dem Innenwiderstandswert Rjh erhalten wird, worin der Koeffizient K2 der Stromdifferenz (I_t-I_t-1) zwischen dem vorausgehenden Stromwert I_t-1 und dem gegenwärtig detektierten Stromwert I_t entspricht (Schritt S 1018).
Der Ablauf der Vorgänge schreitet zu dem Schritt S1019 fort. Die ECU 50 stellt den Innenwiderstandwert Rjh entsprechend dem vorausgehend detektierten Batteriezustand ein (Schritt S1019). Die ECU 50 beendet dann den obigen Modifikationsvorgang, welcher in 6 gezeigt ist. Der Ablauf der Vorgänge schreitet zu dem Schritt S102 gemäß 3 fort.
Gemäß der oben beschriebenen Modifikation gewinnen die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang (entsprechend dem Schritt S100) den Stromwert und den Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie 30, welche während der Zeitdauer T1 nach Beginn des vorausgehenden Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 bis zur Beendigung des Stillsetzungsvorgangs detektiert wurden. Weiter stellen die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang (entsprechend dem Schritt S100) den vorausgehend detektierten Innenwiderstandswert als den gegenwärtigen Innenwiderstandswert ein, wenn die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 22 zum Laden der Fahrzeugbatterie 30 kleiner als die Einstellungsspannung ist, oder wenn der Stromwert der Fahrzeugbatterie 30, welcher gegenwärtig detektiert wird, gleich dem vorausgehend detektierten Stromwert ist.
Wenn andererseits die obige Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 22 zur Aufladung der Fahrzeugbatterie 30 gleich der Einstellungsspannung ist und wenn der Stromwert der Fahrzeugbatterie 30, welcher gegenwärtig detektiert wird, nicht gleich dem vorausgehend detektierten Stromwert ist, dann stellen die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang (entsprechend dem Schritt S100) den Produktwert als den gegenwärtigen Innenwiderstandswert ein, wobei der Produktwert durch Multiplizieren des Innenwiderstandswerts gemäß der vorausgehenden Detektierung und des Koeffizienten erhalten wird, welcher dem Verhältnis zwischen dem gegenwärtig detektierten Stromwert und dem vorausgehend detektierten Stromwert entspricht. Es ist dadurch möglich, in einfacher und genauer Weise den Spannungsabfallwert ΔVjh vor dem Stillsetzungsvorgang basierend auf dem Stromänderungs-Detektierungswert und dem gegenwärtigen Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie 30 abzuschätzen. Hierdurch ist es möglich, einen systematischen Fehler zwischen den Aufzeichnungen zu vermeiden, welcher durch unterschiedliche Fahrzeugtypen verursacht wird, um den Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie 30 mit hoher Genauigkeit zu erhalten und um präzise den Spannungsabfallwert der Fahrzeugbatterie 30 während der Zeitdauer T1 von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Beendigung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 abzuschätzen.
Das bedeutet, dass dann, wenn die vorausgehende Leerlaufstoppsteuerung durchgeführt ist, die ECU 50 den Stromwert und den Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie 30 gewinnt und in das Speichergerät einspeichert, welche während der Zeitdauer vom Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Beendigung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 detektiert wurden. Die ECU 50 stellt den errechneten Wert als den gegenwärtigen Innenwiderstandswert ein, wobei dieser errechnete Wert durch Multiplizieren des vorausgehenden Innenwiderstandswerts der zuvor detektiert wurde, und des Koeffizienten gemäß dem Vergleichsergebnis zwischen dem gegenwärtig detektierten Stromwert und dem vorausgehend detektierten Stromwert der Fahrzeugbatterie 30 erhalten wird. Dies ermöglicht die Ausschaltung des Zuverlässigkeitsfehlers aufgrund eines Unterschiedes zwischen den Fahrzeugtypen. Es ist hierdurch möglich, genauer den Spannungsabfallwert der Fahrzeugbatterie 30 während der Zeitdauer T1 von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Beendigung des Stillsetzungsvorgangs einzuschätzen.
Ferner ist es bei der Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung, obwohl die Abschätzung der Spannungsabfallgröße ΔVbn während der Zeitdauer T2 unter Verwendung der Abschätzungsaufzeichnung für die Spannungsabfallgröße ΔVnb durchgeführt wird (Schritt S200), möglich, diesen Wert unter Verwendung des Detektierungswerts abzuschätzen, wie er tatsächlich festgestellt wurde. In diesem Falle wird der Spannungsabfallwert ΔVbn, welcher während der Zeitdauer T2 bei der vorausgehenden Leerlaufstoppsteuerung detektiert wurde, für jeden von verschiedenen Batteriezuständen (beispielsweise eine Ladungskapazität ΔAh und eine Temperatur) der Fahrzeugbatterie 30 gespeichert.
Wenn eine Anzahl der Detektierungswerte entsprechend der Detektierungswerte entsprechend dem gegenwärtigen Batteriezustand erstellt wird, wird eine Näherungsgleichung, welche eine Beziehung zwischen der Abschätzungszeit zur Stillsetzung der Verbrennungsmaschine und einem Spannungsabfallwert ΔVbn ausdrückt, oder eine Näherungsgleichung verwendet, welche eine Beziehung zwischen der Entladungskapazität ΔAh und dem Spannungsabfallwert ΔVnb ausdrückt, und die ECU 50 schätzt den Spannungsabfallwert ΔVbn der Fahrzeugbatterie 30 unter Verwendung dieser Näherungsgleichungen ab. Da die Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Informationen speichert, beispielsweise den Batteriezustand, und die Informationen gemäß dem Verstreichen der Zeit ansammelt, wird der Spannungsabfallwert ΔVbn der Fahrzeugbatterie 30 auf der Basis des neuen Batteriezustands abgeschätzt. Es ist möglich, den Abschätzungsfehler zu vermindern, der durch die Abnahme der Batteriekapazität und die Verschlechterung der Fahrzeugbatterie 30 verursacht wird.
Weiter wird bei der Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung, wie sie oben beschrieben wurde, der Spannungsabfallwert ΔVbn der Fahrzeugbatterie 30 unter Verwendung verschiedener Detektierungswerte während der Zeitdauer T3 von dem Beginn des Neustartvorgangs bis zum Abschluss des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 abgeschätzt (Schritt S300). Es ist jedoch möglich, den Spannungsabfallwert ΔVbn der Fahrzeugbatterie 30 auf der Basis der Abschätzungsaufzeichnung M4 für den Innenwiderstandswert Rin abzuschätzen (oder aufgrund der Kapazitäts-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung) gemäß 7. 7 zeigt die Aufzeichnung, welche die Beziehung zwischen dem Ladungszustand SOC der Fahrzeugbatterie 30 und dem Innenwiderstandswert Rin der Fahrzeugbatterie 30 in einer 1:1-Entsprechung speichert.
Die ECU 50 kann den Innenwiderstandswert Rin der Fahrzeugbatterie 30 unter Verwendung der Abschätzungsaufzeichnung M4 für den Innenwiderstandswert Rin abschätzen, stellt den Innenwiderstandswert Rin auf der Basis des maximalen Änderungsbetrages des Stroms ΔImax während der Zeitdauer T3 in der zuvor beschriebenen Weise ein und schätzt schließlich den Innenwiderstandswert Rin der Fahrzeugbatterie 30 in derselben Weise ab, wie dies zuvor beschrieben wurde.
Bei der Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gewinnen die Mittel zur Abschätzung des Startspannungsabfalls (entsprechend dem Vorgang im Schritt S300) die maximale Änderungsgröße des Stroms auf der Basis des Stromwerts, welcher während der Zeitdauer T3 von dem Beginn des Neustartvorgangs bis zum Abschluss des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 detektiert wurde und gewinnt dann in einfacher Weise den Innenwiderstandswert Rin der Fahrzeugbatterie 30 mit hoher Genauigkeit auf der Basis der Kapazitäts-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung M4 der Fahrzeugbatterie 30. Die ECU 50 schätzt die Spannungsabfallgröße ΔVst der Fahrzeugbatterie 30, wenn die Verbrennungsmaschine 10 startet, auf der Basis der maximalen Stromänderungsgröße und des Innenwiderstandswerts der Fahrzeugbatterie 30 ab.
Zwar offenbart die Ausführungsform das Verfahren zur Abschätzung des Innenwiderstandswerts Rin der Fahrzeugbatterie 30 unter Verwendung der Abschätzungsaufzeichnung M4 für Kapazität/Innenwiderstandswert Rin, doch ist es auch möglich, unmittelbar die Spannungsabfallgröße ΔVbn auf der Basis des Ladungszustands SOC der Fahrzeugbatterie 30 unter Verwendung einer (nicht dargestellten) Abschätzungsaufzeichnung einer Spannungsabfallgröße ΔVst abzuschätzen, welche die Beziehung zwischen dem SOC und der Spannungsabfallgröße ΔVst der Fahrzeugbatterie 30 in einer 1:1-Entsprechung zeigt.
Wenn weiterhin der Innenwiderstandswert Rin oder die Spannungsabfallgröße ΔVst der Fahrzeugbatterie 30 unter Verwendung der Abschätzungsaufzeichnung in der oben beschriebenen Weise abgeschätzt wird, ist es möglich, den Stromwert entsprechend dem Innenwiderstandswert Rin und die maximale Änderungsgröße des Stroms ΔImax während der Zeitdauer T3 bei der Leerlaufstillsetzungssteuerung zu detektieren und die Information des Batteriezustands währen der obigen Detektierung je SOC sowie die Temperatur der Fahrzeugbatterie 30 zu speichern. Es ist Aufzeichnungsaktualisierungsmitteln möglich, in geeigneter Weise die Simulationsaufzeichnung auf der Basis der gespeicherten Information zu aktualisieren.
Bei der Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Abschätzungsfehler der Spannungsabfallgröße ΔVst der Fahrzeugbatterie 30 aufgrund einer Verschlechterung und aufgrund von Unterschieden des Fahrzeugtyps zu vermindern.
Weiter ist es möglich, den Abschätzungsfehler der Spannungsabfallgröße ΔVst der Fahrzeugbatterie 30 durch geeignetes Einstellen der abgeschätzten Spannungsabfallgröße ΔVst unter Verwendung der Information zu vermindern, welche in dem Haupt-Datenspeichergerät 51 zur regelmäßigen Datenspeicherung, beispielsweise einem Hintergrund-RAM und einem EEPROM gespeichert sind, welche eine regelmäßige Datenspeicherung unabhängig von einer elektrischen Leistungsquelle vornehmen können.
Fernerhin schätzt die Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Spannungsabfallgröße ΔVjh vor dem Stillsetzungsvorgang der Verbrennungsmaschine 10 ab und schätzt auch die Spannungsabfallgröße ΔVbn nach der Stillsetzungsoperation der Verbrennungsmaschine 10 ab. Es ist jedoch bei der Zustandsabschätzungsvorrichtung für Fahrzeuge nach der vorliegenden Ausführungsform möglich, eine der beiden Größen, nämlich der Spannungsabfallgröße ΔVjh vor dem Stillsetzungsvorgang der Verbrennungsmaschine 10 und der Spannungsabfallgröße ΔVbn nach dem Stillsetzungsvorgang der Verbrennungsmaschine 10 abzuschätzen.
(Industrielle Anwendbarkeit)
Die Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in vielerlei Fällen anwendbar sein, um die Detektierungsfunktion zu verbessern, um ein Stillsetzen der Verbrennungsmaschine 10 bei einer Leerlaufstoppsteuerung für ein angehaltenes Fahrzeug zu ermöglichen.
(Andere Merkmale und Wirkungen der vorliegenden Erfindung)
Bei einer Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Batterie gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthalten die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Startvorgang solche Abschätzungsmittel vor dem Startvorgang, welche in der Lage sind, einen Batteriespannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie als einen Spannungsabfallbetrag vor dem Stillsetzungsvorgang während einer Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Vollendung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine auf der Basis mindestens eines der Detektierungswerte abzuschätzen, welche den Batteriezustand betreffen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang innerhalb der Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Startvorgang den Batterie-Spannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie als die Spannungsabfallgröße vor dem Stillsetzungsvorgang während der Zeitdauer vom Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Beendigung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine auf der Basis mindestens eines der Detektierungswerte bzgl. des Batteriezustands abschätzen. Beispielsweise sind die Detektierungswerte bzgl. des Batteriezustands mindestens einer der folgenden Werte: ein Spannungsdetektierungswert der Fahrzeugbatterie, ein Stromdetektierungswert der Fahrzeugbatterie, ein Detektierungswert der Stromänderungsgröße der Fahrzeugbatterie, ein Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie, und andere.
In der Zustandsabschätzungsvorrichtung für eine Batterie gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthalten die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Startvorgang Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall nach dem Stillsetzungsvorgang, welche in der Lage sind, einen Batteriespannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie als einen Spannungsabfallbetrag nach dem Stillsetzungsvorgang während einer Zeitdauer von der Beendigung des Stillsetzungsvorgangs bis zum Beginn des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine auf der Basis mindestens eines der Detektierungswerte bzgl. des Batteriezustands abzuschätzen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall nach dem Stillsetzungsvorgang innerhalb der Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Startvorgang den Batteriespannungsabfallwert der Fahrzeugbatterie als den Spannungsabfallbetrag nach dem Stillsetzungsvorgang während der Zeitdauer von der Vervollständigung des Stillsetzungsvorgangs bis zum Beginn des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine auf der Basis mindestens eines der Detektierungswerte bzgl. des Batteriezustands abschätzen. Beispielsweise sind die auf den Batteriezustand bezogenen Detektierungswerte mindestens einer der folgenden Werte: ein Spannungsdetektierungswert der Fahrzeugbatterie, ein Stromdetektierungswert der Fahrzeugbatterie, ein Detektierungswert des Stromänderungsbetrags der Fahrzeugbatterie, ein Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie, und andere.
In der Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthalten die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Startvorgang Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang und Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall nach dem Stillsetzungsvorgang. Die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang schätzen einen Batteriespannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie als einen Spannungsabfallbetrag vor dem Stillsetzungsvorgang während einer Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Beendigung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine auf der Basis mindestens eines der Detektierungswerte bzgl. des Batteriezustands ab. Die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall nach dem Stillsetzungsvorgang schätzen einen Batteriespannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie als einen Spannungsabfallbetrag nach dem Stillsetzungsvorgang während einer Zeitdauer von der Beendigung des Stillsetzungsvorgangs bis zum Beginn des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine auf der Basis mindestens eines der Detektierungswerte bzgl. des Batteriezustands ab.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang innerhalb der Abschätzungsmittel des Spannungsabfalls vor dem Startvorgang den Batteriespannungsabfallsbetrag der Fahrzeugbatterie als den Spannungsabfallbetrag vor dem Stillsetzungsvorgang während einer Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Vervollständigung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine auf der Basis mindestens eines der Detektierungswerte bzgl. des Batteriezustands abschätzen. Weiter können die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall nach dem Stillsetzungsvorgang innerhalb der Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Startvorgang den Batteriespannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie als den Spannungsabfallbetrag nach dem Stillsetzungsvorgang während einer Zeitdauer von der Beendigung des Stillsetzungsvorgangs bis zum Beginn des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine auf der Basis mindestens eines der Detektierungswerte bzgl. des Batteriezustands abschätzen.
Es ist demgemäß möglich, den Spannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie einschließlich des Spannungsabfallbetrags vor dem Stillsetzungsvorgang und des Spannungsabfallbetrags nach dem Stillsetzungsvorgang präzise als den Spannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie vor dem Startvorgang abzuschätzen. Nebenbei gesagt sind die Detektierungswerte bezüglich des Batteriezustands mindestens einer der folgenden Werte: ein Spannungsdetektierungswert der Fahrzeugbatterie, ein Stromdetektierungswert der Fahrzeugbatterie, ein Detektierungswert des Stromänderungsbetrags der Fahrzeugbatterie, ein Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie, und andere.
Die Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung hat ferner eine Aufzeichnung eines Innenwiderstandswerts, welche eine Beziehung zwischen einem Stromwert oder einem Spannungswert und einem Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie in einer 1:1-Entsprechung speichert. Im Einzelnen schätzen die Abschätzungsmittel des Spannungsabfalls vor dem Stillsetzungsvorgang diesen Spannungsabfallsbetrag vor dem Stillsetzungsvorgang auf der Basis des Innenwiderstandswerts, welcher aus der Innenwiderstandswert-Aufzeichnung gewonnen wird, und eines Stromänderungsbetrags der Fahrzeugbatterie ab, welcher während der Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Beendigung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine detektiert wurde.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung die Vorrichtung im Voraus mit der Innenwiderstandswertaufzeichnung ausgerüstet ist, welche die Beziehung zwischen dem Stromwert oder dem Spannungswert und dem Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie in einer 1:1-Entsprechung speichert, können die Mittel für die Abschätzung des Spannungsabfalls vor dem Stillsetzungsvorgang einfach und leicht den Spannungsabfallbetrag auf der Basis des mit hoher Genauigkeit aus der Innenwiderstandswert-Aufzeichnung gewonnenen Innenwiderstandswerts, und den Stromänderungswert der Fahrzeugbatterie abschätzen, welcher während der Zeitdauer vom Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Beendigung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine detektiert wurde.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Innenwiderstandswert-Aufzeichnung in der Zustandsabschätzungsvorrichtung für den Batteriezustand eine Strom-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung und eine Spannungs-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung. Die Strom-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung speichert eine Beziehung zwischen einem Stromwert und einem Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie in einer 1:1-Entsprechung. Die Spannungs-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung speichert eine Beziehung zwischen einem Spannungswert und einem Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie in einer 1:1-Entsprechung. Wenn insbesondere die Ausgangsspannung des Fahrzeuggenerators, welche zur Aufladung der Fahrzeugbatterie dienen kann, gleich einem Einstellungswert ist, dann schätzen die Mittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls vor dem Stillsetzungsvorgang den Spannungsabfallsbetrag der Fahrzeugbatterie vor dem Stillsetzungsvorgang auf der Basis des Stromänderungswerts der Fahrzeugbatterie, welcher während der Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Vollendung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine detektiert wurde, und auf der Basis des Innenwiderstandswerts der Fahrzeugbatterie, welcher aus der Strom-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung auf der Basis des Stromwerts der Fahrzeugbatterie, wie er vor dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine detektiert wurde, ab. Wenn weiter die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators, der zur Ladung der Fahrzeugbatterie verwendet werden kann, geringer ist als die Einstellungsspannung, schätzen die Mittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls vor dem Stillsetzungsvorgang den Spannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie vor dem Stillsetzungsvorgang auf der Basis des Stromänderungswerts der Fahrzeugbatterie, wie er während der Zeitdauer vom Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Vollendung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine detektiert wurde, und auf der Basis eine Innenwiderstandswerts der Fahrzeugbatterie, welcher aus der Spannungs-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung auf der Basis des Spannungswerts der Fahrzeugbatterie, der vor dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine detektiert wurde, ab.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Innenwiderstandswert-Aufzeichnung im Voraus die Strom-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung und die Spannungs-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung. Insbesondere speichert die Strom-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung die Beziehung zwischen dem Stromwert und dem Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie in einer 1:1-Entsprechung. Die Spannungs-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung speichert die Beziehung zwischen dem Spannungswert und dem Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie in einer 1:1-Entsprechung. Wenn die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators, welche zur Ladung der Fahrzeugbatterie in der Lage ist, gleich einer Einstellungsspannung ist, dann können die Mittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls vor dem Stillsetzungsvorgang genau und einfach den Spannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie vor dem Stillsetzungsvorgang auf der Basis eines Stromänderungsbetrags der Fahrzeugbatterie, welcher während der Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Vollendung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine detektiert wurde, und auf der Basis eines Innenwiderstandswerts der Fahrzeugbatterie, welcher aus der Strom-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung auf der Basis des Stromwerts der Fahrzeugbatterie, wie er vor dem Beginn der Stillsetzungsoperation der Verbrennungsmaschine gewonnen wurde, abschätzen. Wenn des ferneren die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators, welche zur Ladung der Fahrzeugbatterie verwendet werden kann, geringer als die Einstellungsspannung ist, dann können die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang genau und in einfacher Weise den Spannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie vor dem Stillsetzungsvorgang auf der Basis des Stromänderungswerts der Fahrzeugbatterie, welcher während der Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Vollendung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine detektiert wurde und auf der Basis des Innenwiderstandswerts der Fahrzeugbatterie abschätzen, welcher aus der Spannungs-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung auf der Basis des Spannungswerts der Fahrzeugbatterie, welcher vor dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine detektiert wurde, gewonnen wird.
Somit können die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang die optimale Aufzeichnung auswählen und verwenden, um den Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie mit hoher Genauigkeit auf der Basis des Unterschieds zwischen der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators und der Einstellungsspannung zu gewinnen. Hierdurch können die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang genau den Spannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie während der Zeitdauer vom Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Beendigung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine abschätzen.
In der Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung gewinnen die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang den Stromwert und den Innenwiderstandswert, welche während einer Zeitdauer vom Beginn eines vorausgehenden Stillsetzungsvorgangs bis zur Beendigung des vorausgehenden Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine 10 detektiert werden. Die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang stellen einen Wert als einen gegenwärtigen Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie ein, wobei der Wert durch Multiplizieren des zuvor detektierten Innenwiderstandswerts mit einem Koeffizienten erhalten wird, welcher einem Verhältnis zwischen dem gegenwärtig detektierten Stromwert und dem zuvor detektierten Stromwert der Fahrzeugbatterie entspricht. Die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang schätzen den Spannungsabfallbetrag vor dem Stillsetzungsvorgang auf der Basis der Stromänderungsgröße der Fahrzeugbatterie und des gegenwärtig detektierten Innenwiderstandswerts ab.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang den Stromwert und den Innenwiderstandswert, welche während der Zeit von dem Beginn des voraussetzenden Stillsetzungsvorgangs bis zur Vollendung des vorausgehenden Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine detektiert werden, gewinnen. Die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang können dann den Wert als den gegenwärtigen Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie einstellen. Dieser Wert wird durch Multiplizieren des zuvor detektierten Innenwiderstandswerts mit dem Koeffizienten entsprechend dem Verhältnis zwischen dem gegenwärtig detektierten Stromwert und dem vorausgehend detektierten Stromwert der Fahrzeugbatterie erhalten. Aus diesem Grunde können die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang einfach und präzise den Spannungsabfallbetrag vor dem Stillsetzungsvorgang auf der Basis der Stromänderungsgröße der Fahrzeugbatterie und des gegenwärtig detektierten Innenwiderstandswerts abschätzen.
Das bedeutet, wenn der vorausgehende Leerlaufstoppvorgang durchgeführt wird, werden der Stromwert und der Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie, welche während der Zeitdauer vom Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Vollendung des Stillsetzungsvorgangs detektiert wurden, erhalten. Der obige detektierte Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie dient als der Innenwiderstandswert gemäß der Differenz zwischen dem Stromwert und dem vorausgehenden Stromwert des Wechselstromgenerators. Aus diesem Grunde ist es möglich, den Unterschied in der Zuverlässigkeit der Aufzeichnungen zwischen verschiedenen Fahrzeugtypen auszuschalten. Es ist hierdurch möglich, den Spannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie präzise abzuschätzen.
Die Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung hat weiter eine Abschätzungsaufzeichnung des Spannungsabfalls nach dem Stillsetzungsvorgang, welche eine Beziehung zwischen mindestens einer der Informationen bezüglich des Batteriezustands und eine Spannungsabfallgröße vor dem Stillsetzungsvorgang in einer 1:1-Entsprechung speichert. Insbesondere schätzen die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall nach dem Stillsetzungsvorgang die Spannungsabfallgröße der Fahrzeugbatterie nach dem Stillsetzungsvorgang auf der Basis mindestens einer der Informationen bezüglich des Batteriezustands und der Abschätzungsaufzeichnung für den Spannungsabfall nach dem Stillsetzungsvorgang ab.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung eine Abschätzungsaufzeichnung für den Spannungsabfall nach dem Stillsetzungsvorgang, welche eine Beziehung mindestens einer der Informationen bezüglich des Batteriezustands und der Spannungsabfallgröße vor dem Stillsetzungsvorgang in einer 1:1-Entsprechung speichert. Es ist den Abschätzungsmitteln für den Spannungsabfall nach dem Stillsetzungsvorgang möglich, einfach und präzise die Spannungsabfallgröße der Fahrzeugbatterie nach dem Stillsetzungsvorgang auf der Basis mindestens einer der Informationen bezüglich des Batteriezustands und der Abschätzungsaufzeichnung der Spannungsabfalls nach dem Stillsetzungsvorgang abzuschätzen.
Beispielsweise zeigt mindestens eine der Informationen bezüglich des Batteriezustands die Beziehung zwischen den Werten und der Spannungsabfallgröße der Fahrzeugbatterie an, wobei eine Speicherung in einem Speicher, beispielsweise einem Hintergrund RAM und einem EEPROM in der ECU vorgenommen ist, worin die Werte einen Spannungsdetektierungswert, einen Stromdetektierungswert, einen Vorzeichenwert (positiv oder negativ) eines Integrationswerts des Stroms, eine Temperatur und einen Polarisationszustand der Fahrzeugbatterie angeben.
In der Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung gewinnen die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall des Startvorgangs eine maximale Ladungsgröße des Stroms auf der Basis eines Stromwerts und des Innenwiderstandswerts, welche während der Zeitdauer von dem Beginn des Neustartvorgangs bis zur Vollendung des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine detektiert wurden, und die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall des Startvorgangs schätzen eine Spannungsabfallgröße der Fahrzeugbatterie für den Startvorgang auf der Basis des Innenwiderstandswerts und der maximalen Änderungsgröße des Stroms der Fahrzeugbatterie ab.
Gemäß der vorliegenden Erfindung gewinnen die Mittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls bei dem Startvorgang einen maximalen Änderungswert des Stroms auf der Basis eines Stromwerts und eines Innenwiderstandswerts, welche während einer Zeitdauer vom Beginn des Neustartvorgangs bis zur Vollendung des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine detektiert werden. Auf diese Weise können die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall beim Startvorgang einfach und präzise den Spannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie auf der Basis des Innenwiderstandswerts und der maximalen Änderungsgröße des Stroms der Fahrzeugbatterie abschätzen.
Die Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Kapazitäts-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung, welche eine Beziehung zwischen einer Kapazität der Fahrzeugbatterie und einem Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie in einer 1:1-Entsprechung speichert. Insbesondere gewinnen die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall des Startvorgangs die maximale Änderungsgröße des Stroms basierend auf dem Stromwert, welcher während der Zeitdauer vom Beginn eines vorausgehenden Neustartvorgangs bis zur Vollendung des vorausgehenden Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine detektiert wurde. Die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall des Startvorgangs gewinnen den Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie basierend auf der Kapazität der Fahrzeugbatterie und der Kapazitäts-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung, und schätzen dann den Spannungsabfallbetrag für den Start der Fahrzeugbatterie auf der Basis eines maximalen Änderungswerts des Stroms und des Innenwidertandswerts der Fahrzeugbatterie ab.
Da gemäß der vorliegenden Erfindung die Vorrichtung im Voraus die Kapazitäts-Innenwert-Aufzeichnung enthält, welche die Beziehung zwischen der Kapazität der Fahrzeugbatterie und dem Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie in einer 1:1-Entsprechung gespeichert, gewinnen die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall des Startvorgangs die maximale Änderungsgröße des Stroms auf der Basis des Stromwerts, welcher während der Zeitdauer vom Beginn des vorausgehenden Neustartvorgangs bis zur Vollendung des vorausgehenden Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine detektiert wurde. Die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall des Startvorgangs gewinnen weiter den Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie auf der Basis der Kapazität der Fahrzeugbatterie und der Kapazität-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung. Die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall des Startvorgangs können daher einfach und präzise den Spannungsabfall des Startvorgangs der Fahrzeugbatterie auf der Basis des maximalen Änderungswerts des Stroms und des Innenwiderstandswerts der Fahrzeugbatterie abschätzen.
Die Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält weiter Aufzeichnungs-Aktualisierungsmittel, welche in der Lage sind, Informationen bezüglich des Batteriezustands zu sammeln, wenn der Stromwert der Fahrzeugbatterie bezüglich der maximalen Änderungsgröße des Stroms entsprechend der Kapazität und der Temperatur der Fahrzeugbatterie detektiert wird, und welche in der Lage sind, die Kapazitäts-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung auf der Basis der Information bezüglich des Batteriezustands zu aktualisieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sammeln die Aufzeichnungs-Aktualisierungsmittel die Information bezüglich des Batteriezustands, wenn der Stromwert der Fahrzeugbatterie bezüglich der maximalen Änderungsgröße des Stroms entsprechend der Kapazität und der Temperatur der Fahrzeugbatterie detektiert wird. Die Aufzeichnungs-Aktualisierungsmittel aktualisieren die Kapazitäts-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung auf der Basis der Information bezüglich des Batteriezustands. Da der Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie, welcher durch die Detektierungsinformation reflektiert wird, unter Verwendung der Aufzeichnung gewonnen wird, ist es möglich, den Abschätzungsfehler des Spannungsabfallbetrags der Fahrzeugbatterie aufgrund der Verschlechterung der Fahrzeugbatterie und der Unterschiedlichkeit der Fahrzeugtypen zu vermindern.
Bei der Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung schätzen die Abschätzungsmittel für die Minimalspannung diese Minimalspannung der Fahrzeugbatterie während der Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Vollendung des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine durch Subtrahieren des Spannungsabfallwerts vor dem Startvorgang und des Spannungsabfallbetrags des Startvorgangs von dem Spannungswert ab, welcher vor dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine detektiert wurde.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Abschätzungsmittel für die Minimalspannung in einfacher Weise die Minimalspannung der Fahrzeugbatterie während der Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Vollendung des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine durch Subtrahieren des Spannungsabfallbetrags vor dem Startvorgang und des Spannungsabfallbetrags des Startvorgangs von dem Spannungswert errechnen, welcher vor Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine detektiert wurde.
Gemäß der vorliegenden Erfindung schätzt die Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung im Voraus den Spannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie während der Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Vollendung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine vor der Einleitung des Leerlaufstoppvorgangs der Verbrennungsmaschine ab, wenn das Fahrzeug anhält und es ist möglich, die minimale Spannung der Fahrzeugbatterie abzuschätzen. Die Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung beurteilt, ob der Stillsetzungsvorgang zulässig ist, auf der Basis des Vergleichsergebnisses zwischen der Minimalspannung der Fahrzeugbatterie und der Spannungsuntergrenze als eine Bezugsspannung der Fahrzeugbatterie. Diese Beurteilung verhindert das Auftreten von Schwierigkeiten beim Neustart der Verbrennungsmaschine durch den Spannungsabfall der Fahrzeugbatterie, wenn die Verbrennungsmaschine neu gestartet wird. Weiter ist es hierdurch möglich eine Verschlechterung der Fahrzeugbatterie durch eine nicht ordnungsgemäße Leerlaufstoppsteuerung zu verhindern, ohne dass ein Verlust für den Fahrzeuginsassen auftritt.
Während besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hier im Detail beschrieben wurden, versteht es sich für die Fachleute, dass vielerlei Modifikationen und Änderungen dieser Details im Lichte der insgesamt gegebenen Lehre der vorliegenden Offenbarung entwickelt werden können. Demgemäß sind die besonderen Anordnungen, welche beschrieben wurden, nur als erläuternd zu verstehen und nicht im Sinne einer Beschränkung der Erfindung, welche in ihrer gesamten Breite durch die vorliegenden Ansprüche und sämtliche Äquivalente definiert ist.

Claims

Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung, welche dazu geeignet ist, Zustände einer an einem Fahrzeug montierten Fahrzeugbatterie (30) abzuschätzen, welche als eine elektrische Leistungsquelle zur Zuführung elektrischer Leistung zu auf dem Fahrzeug befindlichen Geräten, beispielsweise einem Maschinenanlasser zum Starten einer Verbrennungsmaschine (10) dient, wobei die Vorrichtung folgendes enthält: Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Startvorgang zum Abschätzen eines Batteriespannungsabfallsbetrags als Spannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie (30) vor dem Startvorgang auf der Basis mindestens eines von Detektierungswerten bezüglich des Batteriezustands während einer Zeitdauer vom Beginn eines Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) bis zum Beginn eines Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine (10); Startvorgangs-Spannungsabfall-Abschätzungsmittel zum Abschätzen eines Batteriespannungsabfallbetrags als ein Spannungsabfallbetrag des Startvorgangs auf der Basis mindestens eines der Detektierungswerte bezüglich des Batteriezustands während einer Zeitdauer von dem Beginn des Neustartvorgangs bis zur Vollendung des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine (10); und Minimalspannungs-Abschätzmittel zur Abschätzung einer Minimalspannung der Fahrzeugbatterie (30) während einer Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) bis zur Vollendung des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) auf der Basis eines Spannungswerts (Vj0) der Fahrzeugbatterie (30), welcher vor dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) detektiert wurde, des Spannungsabfallsbetrags der Fahrzeugbatterie (30) vor dem Startvorgang, wie er durch die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Startvorgang abgeschätzt wurde und des Startvorgang-Spannungsabfallbetrags, wie er durch die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall des Startvorgangs abgeschätzt wurde.
Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Abschätzmittel für den Spannungsabfall vor dem Startvorgang Mittel zur Abschätzung des Spannungsabfalls vor dem Stillsetzungsvorgang zur Abschätzung eines Batteriespannungsabfallsbetrags der Fahrzeugbatterie (30) als einen Spannungsabfallbetrag vor dem Stillsetzungsvorgang während einer Zeitdauer vom Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Vollendung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) auf der Basis mindestens eines der Detektierungswerte bezüglich des Batteriezustands enthalten.
Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Abschätzmittel für den Spannungsabfall vor dem Startvorgang Abschätzmittel für den Spannungsabfall nach dem Stillsetzungsvorgang enthalten, welche in der Lage sind, einen Batteriespannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie (30) als einen Spannungsabfallbetrag nach dem Stillsetzungsvorgang während einer Zeitdauer von der Vollendung des Stillsetzungsvorgangs bis zum Beginn des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) auf der Basis mindestens eines der Detektierungswerte bezüglich des Batteriezustands abzuschätzen.
Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Abschätzmittel für den Spannungsabfall vor dem Startvorgang folgendes enthalten: Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang, welche in der Lage sind, einen Batteriespannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie (30) als einen Spannungsabfallbetrag vor dem Stillsetzungsvorgang während einer Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Vollendung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) auf der Basis mindestens eines der Detektierungswerte bezüglich des Batteriezustands abzuschätzen; und Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall nach dem Stillsetzungsvorgang, welche in der Lage sind, einen Batteriespannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie (30) als einen Spannungsabfallbetrag nach dem Stillsetzungsvorgang während einer Zeitdauer von der Vollendung des Stillsetzungsvorgangs bis zum Beginn des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) auf der Basis mindestens einer der Detektierungswerte bezüglich des Batteriezustands abzuschätzen.
Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung nach Anspruch 2, welche weiter eine Innenwiderstandswertaufzeichnung enthält, welche eine Beziehung zwischen einem Stromwert (Ij0) oder einem Spannungswert (Vj0) und einem Innenwiderstandswert (Rjh, Rin) der Fahrzeugbatterie (30) in einer 1:1-Entsprechung speichert, wobei die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang den Spannungsabfallbetrag vor dem Stillsetzungsvorgang auf der Basis eines Innenwiderstandswerts (Rjh, Rin), der aus der Innenwiderstandswertaufzeichnung erhalten wird, und eines Stromänderungsbetrages der Fahrzeugbatterie (30) abschätzen, welcher während der Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Vollendung des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) detektiert wurde.
Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher die Innenwiderstandsaufzeichnung folgendes aufweist: eine Strom-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung (M1), welche eine Beziehung zwischen einem Stromwert (Ij0) und einem Innenwiderstandswert (Rjh, Rin) der Fahrzeugbatterie (30) in einer 1:1-Entsprechung speichert; und eine Spannungs-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung (M2), welche eine Beziehung zwischen einem Spannungswert (Vj0) und einem Innenwiderstandswert (Rjh, Rin) der Fahrzeugbatterie (30) in einer 1:1-Entsprechung speichert, wobei dann, wenn die Ausgangsspannung eines Wechselstromgenerators (22) zur Ladung der Fahrzeugbatterie (30) gleich einem Einstellungswert ist, die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang den Spannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie (30) vor dem Stillsetzungsvorgang auf der Basis des Stromänderungsbetrages der Fahrzeugbatterie (30), welcher während der Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs zur Vollendung des Stillsetzungsvorgangs des Verbrennungsmotors (10) detektiert wurde, und basierend auf dem Innenwiderstandswert (Rjh, Rin) der Fahrzeugbatterie (30), welcher aus der Strom-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung (M1) auf der Basis des Stromwerts (Ij0) der Fahrzeugbatterie (30) erhalten wurde, welcher vor dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) detektiert wird, abschätzen, und wenn die Ausgangsspannung eines Wechselstromgenerators (22) zur Ladung der Fahrzeugbatterie (30) geringer als der Einstellungswert ist, die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang den Spannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie (30) vor dem Stillsetzungsvorgang auf der Basis des Stromänderungsbetrages der Fahrzeugbatterie (30), welcher während der Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs zur Vollendung des Stillsetzungsvorgangs des Verbrennungsmotors (10) detektiert wurde, und basierend auf dem Innenwiderstandswert (Rjh, Rin) der Fahrzeugbatterie (30), welcher aus der Spannungs-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung (M2) auf der Basis des Spannungswerts (Vj0) der Fahrzeugbatterie (30) erhalten wurde, welcher vor dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) detektiert wird, abschätzen.
Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang den Stromwert (Ij0) und den Innenwiderstandswert (Rjh, Rin) gewinnen, welche während einer Zeitdauer nach dem Beginn eines vorausgehenden Stillsetzungsvorgangs bis zur Vollendung des vorausgehenden Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) detektiert wurden, einen Wert als gegenwärtigen Innenwiderstandswert der Fahrzeugbatterie (30) einstellen, wobei der Wert durch Multiplikation des Innenwiderstandswerts, wie er vorausgehend detektiert wurde, mit einem Koeffizienten entsprechend einem Verhältnis zwischen dem gegenwärtig detektierten Stromwert (It) und dem zuvor detektierten Stromwert (I_t-1) der Fahrzeugbatterie (30) erhalten wird, und die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall vor dem Stillsetzungsvorgang den Spannungsabfallbetrag vor dem Stillsetzungsvorgang auf der Basis eines Stromänderungsbetrags der Fahrzeugbatterie (30) und des gegenwärtig detektierten Innenwiderstandswert abschätzen.
Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung nach Anspruch 3, welche weiter eine Abschätzungseinrichtung für den Spannungsabfall nach dem Stillsetzungsvorgang enthält, welche mindestens eine der Informationen bezüglich des Batteriezustands und einen Spannungsabfallbetrag vor dem Stillsetzungsvorgang in einer 1:1-Entsprechung speichert, und wobei die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall nach dem Stillsetzungsvorgang den Spannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie (30) nach dem Stillsetzungsvorgang auf der Basis mindestens einer der Informationen bezüglich der Fahrzeugbatterie (30) und der Abschätzungsaufzeichnung (M3) des Spannungsabfalls nach dem Stillsetzungsvorgang abschätzen.
Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall bei dem Startvorgang einen maximalen Änderungswert des Stroms auf der Basis des Stromwerts (Ij0) und des Innenwiderstandswerts (Rjh, Rin) gewinnen, welche während der Zeitdauer von dem Beginn des Neustartvorgangs bis zur Vollendung des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) detektiert werden, und die Abschätzmittel des Spannungsabfalls des Startvorgangs einen Spannungsabfallbetrag der Fahrzeugbatterie (30) des Startvorgangs auf der Basis des Innenwiderstandswerts (Rjh, Rin) und des maximalen Stromänderungswerts der Fahrzeugbatterie (30) abschätzen.
Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung nach Anspruch 1, welche weiter eine Kapazitäts-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung (M4) enthält, welche eine Beziehung zwischen einer Kapazität der Fahrzeugbatterie (30) und dem Innenwiderstandswert (Rjh, Rin) der Fahrzeugbatterie (30) in einer 1:1-Entsprechung speichert, wobei die Abschätzungsmittel für den Spannungsabfall des Startvorgangs den maximalen Änderungswert des Stroms auf der Basis des Stromwerts (Ij0), welcher während der Zeitdauer von dem Beginn eines vorausgehenden Neustartvorgangs bis zur Vollendung des vorausgehenden Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) detektiert wurde, gewinnen, den Innenwiderstandswert (Rjh, Rin) der Fahrzeugbatterie (30) auf der Basis der Kapazität der Fahrzeugbatterie (30) und der Kapazitäts-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung (M4) gewinnen und den Spannungsabfallwert der Fahrzeugbatterie (30) für den Startvorgang auf der Basis des maximalen Stromänderungswerts und des Innenwiderstandswerts (Rjh, Rin) der Fahrzeugbatterie (30) abschätzen.
Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung nach Anspruch 10, welche weiter Aufzeichnungsaktualisierungsmittel enthält, welche in der Lage sind, Information bezüglich des Batteriezustands zu sammeln, wenn der Stromwert (Ij0) der Fahrzeugbatterie (30) bezüglich des maximalen Änderungsbetrags des Stroms entsprechend der Kapazität und der Temperatur der Fahrzeugbatterie (30) detektiert wird, und in der Lage sind, die Kapazitäts-Innenwiderstandswert-Aufzeichnung (M4) auf der Basis der Information bezüglich des Batteriezustands zu aktualisieren.
Batteriezustandsabschätzungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Minimalspannungs-Abschätzungsmittel die minimale Spannung der Fahrzeugbatterie (30) während der Zeitdauer von dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs bis zur Vollendung des Neustartvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) durch Subtrahieren des Spannungsabfallsbetrags vor dem Startvorgang und des Spannungsabfallbetrags des Startvorgangs von dem Spannungswert (Vj0) abschätzen, der vor dem Beginn des Stillsetzungsvorgangs der Verbrennungsmaschine (10) detektiert wurde.