JP2004297852A - Controllfr for battery of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載されるバッテリの残容量を検知するための車両用電池の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、バッテリ(蓄電池)の残容量(SOC:State Of Charge)を、開路電圧(OCV:Open Circuit Voltage)を用いて推定する技術が知られている。バッテリは、その電解液の濃度によって開路電圧が変化し、この開路電圧と残容量とが比例する特性を備えているため、開路電圧を用いることで残容量を推定することができる。
ところで、バッテリの電解液濃度が安定していないと、検出した開路電圧から推定される残容量は、実際の残容量との誤差が大きくなってしまう。そのため、開路電圧を検出する際には、バッテリの電解液濃度を安定させるため、使用後一定時間(例えば数時間)無負荷状態で放置する必要がある。しかし、車両に搭載されるバッテリの場合には、前記一定時間が経過する前に再度起動されることも多いため、開路電圧を測定して残容量を推定しても、実用に十分な精度を確保できない場合が多い。
一方、特許文献1には、車両に搭載されたバッテリの残容量を周期的に計測して、所定タイミングにおけるバッテリ電圧と当該バッテリを十分に放置した後のバッテリ開路電圧との対応関係を予め定めておき、所定タイミングでサンプリングしたバッテリ電圧に対応した開路電圧に基づいてバッテリの残容量を予測する技術が提案されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−134706号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術では、車両を停止(イグニッションオフ)後においても、車両停止後の経過時間を測定する装置(ECUなど)やバッテリの電圧検出装置を作動させておく必要があるため、車両停止時にも電力を消費してしまう。この為、車両停止後に車両始動時の電力を確保しておく必要があるとともに、車両停止時に作動する装置の状態を監視する制御が必要となり、制御負担が大きいという問題がある。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、イグニッションオフから再度イグニッションオンになるまでの間の消費電力を抑制しつつ、バッテリの残容量を実用に十分な精度を確保して算出することができる車両用電池の制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、エンジン(例えば、実施の形態におけるエンジン2)冷却水温と外気温とを検出する温度検出手段(例えば、実施の形態における水温センサ12、外気温センサ13)と、イグニッションオフ時に検出される冷却水温Twiniと外気温TAoffとを記憶する記憶手段(例えば、実施の形態におけるメモリ14)と、バッテリの開路電圧を測定する電圧測定手段(例えば、実施の形態における電圧センサ11)と、前記イグニッションオフ後でイグニッションオン時に検出される外気温TAに基づいて、前記イグニッションオフから一定時間経過後の予測水温Twxを演算する演算手段(例えば、実施の形態におけるECU6)と、前記イグニッションオン時に検出される冷却水温Twと前記予測水温Twxとを比較して、前記冷却水温Twが前記予測水温Twxよりも低い場合には、前記イグニッションオン時に測定した開路電圧に対するバッテリ残容量を算出し、前記冷却水温Twが前記予測水温Twxよりも高い場合には、前記イグニッションオフ時またはその直後のバッテリ残容量を用いることを特徴とする。
【0007】
この発明によれば、前記イグニッションオフ時に前記温度検出手段により前記冷却水温Twiniと外気温TAoffとを検出して、これらの温度Twini、TAoffを前記記憶手段に記憶して、その後車両を停止(イグニッションオフ)する。ついで、前記イグニッションオフ後にイグニッションオンした時に、前記温度検出手段により冷却水温Twと外気温TAとを検出する。そして、前記外気温TAoffにおける前記一定時間経過後の予測水温Twxを前記演算手段により算出する。この冷却水温Twと、前記一定時間経過後の予測水温Twxとを比較する。ここで、一定時間は、前記バッテリの電解液濃度が安定していると判断できる時間を設定することが好ましい。前記イグニッションオフ時の前記冷却水温Twiniは常温より高くなっているため、時間の経過に応じて低下していく。よって、前記冷却水温Twが前記予測水温Twxよりも低い場合には、前記一定時間が経過した後でイグニッションオンされたと推定できる。この場合には、前記バッテリの電解液濃度は安定していると推定できるので、イグニッションオン時に測定した開路電圧に対するバッテリ残容量を算出する。また、前記冷却水温Twが前記予測水温Twxよりも高い場合には、前記一定時間が経過する前にイグニッションオンされたと推定できる。この場合には、前記バッテリの電解液濃度はまだ安定していないと推定できるので、前記イグニッションオフ時またはその直後のバッテリ残容量を用いる。このように、前記イグニッションオフ時と前記イグニッションオン時に水温や外気温を検出すれば、これらに基づいて前記バッテリ残容量を算出できるため、イグニッションオフ時からイグニッションオン時の間で装置を作動させる必要がなく、消費電力を抑制することができる。また、前記バッテリの電解液濃度は安定していると推定できる場合にイグニッションオン時に測定した開路電圧に対するバッテリ残容量を算出し、前記バッテリの電解液濃度はまだ安定していないと推定できる場合に前記イグニッションオフ時またはその直後のバッテリ残容量を用いるので、バッテリの残容量を実用に十分な精度を確保して算出することができる。
【0008】
請求項2に記載した発明は、エンジン冷却水温と外気温とを検出する温度検出手段と、イグニッションオフ時に検出される冷却水温Twiniと外気温TAoffとを記憶する記憶手段と、バッテリの開路電圧を測定する電圧測定手段と、前記イグニッションオフ後でイグニッションオン時に検出される外気温TAと、前記イグニッションオフ時に検出される外気温TAoffとから平均外気温TAaveを算出する平均外気温算出手段(例えば、実施の形態におけるECU6)と、該平均外気温TAaveに基づいて、前記イグニッションオフから一定時間経過後の予測水温Twxを演算する演算手段と、前記イグニッションオン時に検出される冷却水温Twと前記予測水温Twxとを比較して、前記冷却水温Twが前記予測水温Twxよりも低い場合には、前記イグニッションオン時に測定した開路電圧に対するバッテリ残容量を算出し、前記冷却水温Twが前記予測水温Twxよりも高い場合には、前記イグニッションオフ時またはその直後のバッテリ残容量を用いることを特徴とする。
【0009】
この発明によれば、前記イグニッションオフ時に検出した冷却水温Twiniと外気温TAoffとを前記記憶手段に記憶して、その後車両を停止(イグニッションオフ)する。そして、前記イグニッションオフ後にイグニッションオンした時に外気温TAと前記外気温TAoffとを検出して、これらから平均外気温TAaveを前記平均外気温算出手段により算出する。前記平均外気温TAaveに基づいて前記予測水温Twxを算出することで、前記イグニッションオフからイグニッションオン間での外気温変化を考慮することができ、予測水温Twxの精度を高めることができる。また、この予測水温Twxよりも前記冷却水温Twが低い場合に、前記バッテリの電解液濃度が十分安定していると推定できるので、算出されるバッテリの残容量の精度を高めることができる。
【0010】
請求項3に記載した発明は、前記イグニッションオンから前記エンジンが始動するまでの間に、前記バッテリを所定時間無負荷状態に維持することを特徴とする。
この発明によれば、前記電圧測定手段により前記イグニッションオン時に開路電圧を測定する際に、前記バッテリを無負荷状態に維持することで、電解液濃度を安定させた状態で開路電圧を測定でき、算出される残容量の精度をより高めることができる。
【0011】
請求項4に記載した発明は、前記予測水温Twxを下式より算出することを特徴とする。
Twx=(Twini−TAave)×exp(−K×ΔT)+TAave
ここで、ΔTは前記一定時間であり、Kは熱通過係数であり、冷却水の熱量をQとして、下式より算出する。
K=−ln((Tw−TAave)/(Twini−TAave))×Q/ΔTこの発明によれば、精度の高い予測水温Twxを一意的に求めることができるため、算出される残容量の信頼性をさらに高めることができる。
【0012】
また、請求項5に記載した発明は、前記予測水温Twxを、予め記憶されたデータテーブルから読み込むことを特徴とする。
この発明によれば、精度の高い予測水温Twxを一意的に求めることができるため、算出される残容量の信頼性をさらに高めることができる。
【0013】
また、請求項6に記載した発明は、前記バッテリのイグニッションオフ時における処理を、充電処理または放電処理のいずれか一方に設定することを特徴とする。
この発明によれば、イグニッションオフ時からの経過時間と残容量との関係を一意的に定めることができるため、残容量の推定制御を簡略化して行うことが可能となる。すなわち、前記経過時間と開路電圧との関係は、前記イグニッションオフ時におけるバッテリの処理が充電処理か放電処理かで異なるため、前記開路電圧から残容量を推定するにあたっては、前記イグニッションオフ時のバッテリの処理が充電か放電かによって開路電圧のデータを持ち替える必要があるが、上述のようにイグニッションオフ時の処理を充電処理か放電処理のいずれか一方に設定することで、前記データを持ち替える必要がなくなり経過時間から開路電圧を一意的に定めることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における車両用電池の制御装置を図面と共に説明する。図1は本発明の実施の形態における車両用電池の制御装置1を示す概略構成図である。この制御装置1が適用される車両は、図1に示すように、エンジン2とモータ3とを駆動源とし、この駆動源からの動力を自動変速機4を介して車輪(図示せず)に伝達できるようにしたハイブリッド車両である。本実施の形態においては、エンジン2とモータ3とが直結され、等しい回転数Neで回転するように構成されている。
【0015】
モータ3は、PDU(パワードライブユニット)8を介して鉛バッテリ9に接続されている。モータ3は電動機と発電機の機能を有しており、電動機として作用させたときにはモータ走行あるいはモータアシスト走行が可能であり、発電機として作用させたときにはバッテリ9への充電が可能になる。このために、モータ3とバッテリ9との間の電力の授受をPDU8が制御している。バッテリ9には、バッテリ9の残容量(SOC)を検出するSOC検出装置15が接続されている。SOC検出装置15は、例えば、バッテリの充電電流および放電電流を所定期間毎に積算して積算充電量および積算放電量を算出し、これらの積算充電量および積算放電量を初期状態あるいは充放電開始直前の残容量に加算又は減算することで現時点の残容量を算出する構成とすることができ、イグニッションスイッチ7がオンになっている時(IG−ON)に、バッテリ9の残容量を所定間隔毎に検出する。また、PDU8とバッテリ9の間には、電流センサ10、電圧センサ11が設けられ、バッテリ9の電流、端子間電圧をそれぞれ検出する。
【0016】
エンジン2には、ラジエータ5が冷却水循環通路を介して接続され、両者2,5の間を冷却水が前記循環通路により循環する。この循環通路には、冷却水の水温を検出する水温センサ12が設けられている。
【0017】
また、ハイブリッド車両は、制御部(ECU)6を備えている。この制御部6は前記電流センサ10、電圧センサ11、水温センサ12、SOC検出装置15に加えて、車両の外気温を検出する外気温センサ13と、イグニッションスイッチ7に接続されている、制御部6は、これらの各センサ10〜13、装置15、スイッチ7からの入力値に基づいて各種機器2〜5、8、9の制御を行う。
【0018】
ECU6はその内部にメモリ14を備えており、後述するように、該メモリ14に水温センサ12や外気温センサ13で検出した水温や外気温、残容量検出装置15で検出した残容量が記憶される。また、メモリ14には、開路電圧と経過時間の関係を複数のデータからなるデータテーブルで示すマップ(図4参照)や開路電圧と残容量の関係を複数のデータからなるデータテーブルで示すマップ、後述するしきい値である予測水温Twxの平均外気温TAaveと冷却水温Twに関する複数のデータからなるデータテーブルで示すマップ、等が記憶されている。
【0019】
上述のように構成された車両用電池の制御装置1の作用について説明する。まず、車両の走行時などのイグニッションオン時においては、バッテリ9の残容量は残容量検出装置15にて所定間隔毎に検出され、検出された残容量がECU6のメモリ14に記憶される。
そして、車両が停止時にイグニッションスイッチ7が停止するイグニッションオフ時には、この時の冷却水温Twiniや外気温TAoffを前記水温センサ12や外気温センサ13により検出し、これらの検出値Twini、TAoffがメモリ14に記憶され、その後、車両が停止する。このとき、車両用電池の制御装置1を構成する各機器2〜15は、その作動を停止する。
【0020】
そして、再度イグニッションスイッチ7を作動させた時に、バッテリ9の残容量を算出する。これについて図3を用いて説明する。
図2は残容量SOC算出制御を示すフローチャートである。同図のステップS10に示す開路電圧(OCV)による残容量(SOC)算出制御が開始されると、ステップS12で、イグニッションスイッチ7が作動してイグニッションオン(IG−ON)になる。ステップS14で、イグニッションオフ時にメモリ14に記憶された外気温TAoffを該メモリ14から読み込む。
【0021】
そして、ステップS16で、無負荷時のバッテリ電圧Vocvを電圧センサ11にて測定する。本実施の形態においては、前記イグニッションオンから前記エンジン2が始動するまでの間に、前記バッテリ9を所定時間無負荷状態に維持している。これにより、バッテリ9の電解液濃度を安定させた状態で開路電圧を測定できる。
【0022】
ステップS18で、イグニッションオン時(現在)の外気温TA、水温Twを外気温センサ13にて測定する。そして、ステップS20で放置時(イグニッションオフ時からイグニッションオン時まで)の平均外気温TAaveを下式により求める。
【0023】
TAave=|(TA+TAoff)|/2
【0024】
そして、ステップS22で、平均外気温TAaveと水温Twによりしきい値(予測水温)Twxをマップ検索する。図5はイグニッションオフ時からの経過時間と水温との関係を示すグラフである。同図に示すように、前記イグニッションオフ時の前記冷却水温Twiniは、エンジン2により加熱されているため、常温よりも高い温度(例えば80度程度)になっており、時間の経過に応じて低下していく。また、冷却水温の温度低下度合いは、外気温によっても異なる。本実施の形態においては、図5に示したデータテーブルから、平均外気温TAave下でのイグニッションオフから一定時間経過後の予測水温Twxを求める。ここで、一定時間としては、前記バッテリ9の電解液濃度が安定していると判断できる時間(例えば、4時間)を設定することが好ましい。このように、予測水温Twxをデータテーブルから読み込むため、精度の高い予測水温Twxを一意的に求めることができる。また、平均外気温TAaveに基づいて予測水温Twxを算出することで、前記イグニッションオフからイグニッションオン間での外気温変化を考慮することができ、予測水温Twxの精度を高めることができる。
【0025】
そして、ステップS24により、水温Twが予測水温Twxより大きいかどうかを判定し、判定結果がYesであればステップS26に進み、判定結果がNoであればステップS28に進む。上述したように、冷却水温Twはイグニッションオフ時からの経過時間に応じて低下していくため、前記冷却水温Twが前記予測水温Twxよりも低い場合には(判定結果がNoの場合)、前記一定時間が経過した後でイグニッションオンされたと推定できる。この場合には、前記バッテリ9の電解液濃度は安定していると推定できるので、ステップS28に示したように、イグニッションオン時に電圧センサ11で測定した開路電圧に対するバッテリ残容量を算出する。一方、前記冷却水温Twが前記予測水温Twxよりも高い場合(判定結果がYesの場合)には、前記一定時間が経過する前にイグニッションオンされたと推定できる。この場合には、前記バッテリ9の電解液濃度はまだ安定していないと推定できるので、前記イグニッションオフ時またはその直後のバッテリ残容量を用いる。そして、一連の処理を終了する。
【0026】
このように、前記イグニッションオフ時と前記イグニッションオン時に水温Twや外気温TAを検出すれば、これらに基づいて前記バッテリ残容量を算出できるため、イグニッションオフ時からイグニッションオン時の間で制御装置1を作動させる必要がなく、消費電力を抑制することができる。また、前記バッテリ9の電解液濃度は安定していると推定できる場合にイグニッションオン時に測定した開路電圧に対するバッテリ残容量を算出し、前記バッテリ9の電解液濃度はまだ安定していないと推定できる場合に前記イグニッションオフ時またはその直後のバッテリ残容量を用いるので、バッテリ9の残容量を実用に十分な精度を確保して算出することができる。
【0027】
図3は図1に示した車両用電池の制御装置による残容量算出処理を示す他のフローチャートである。図2と同じ処理については同一の番号を付してその説明を省略する。まず、ステップS12でイグニッションオンになった後は、ステップS13で、前記イグニッションオフ時の外気温TAoffに加えて、前記イグニッションオフ時の冷却水温Twiniをメモリ14から読み込む。
【0028】
そして、前記予測水温Twxを以下の式より算出する。
まず、ステップS30で、熱通過係数Kを算出する。この係数Kは、冷却水の熱量をQ、一定時間をΔTとして、下式より算出する。
【0029】
K=−ln(Tw−TAave)/(Twini−TAave)×Q/ΔT
【0030】
そして、この熱通過係数Kを用いて、予測水温Twxを下式より算出する。
【0031】
Twx=(Twini−TAave)×exp(−K×ΔT)+TAave
【0032】
このように予測水温Twxを算出する場合でも、精度の高い予測水温Twxを一意的に求めることができるため、算出される残容量の信頼性をさらに高めることができる。
【0033】
以上のように、本発明における車両用電池の制御装置を、上述した実施の形態において説明したが、本発明はこの内容に限定されない。例えば、バッテリとして鉛バッテリではなくリチウムバッテリを用いてもよい。また、実施の形態においては、平均外気温TAaveを用いて予測水温Twxを求めたため、その精度を高めることができるが、これに限らず、外気温TAから予測水温を求めてもよい。
【0034】
さらに、前記バッテリ9のイグニッションオフ時における処理を、充電処理または放電処理のいずれか一方に設定するようにしてもよい。図4に示したように、前記経過時間と開路電圧との関係は、前記イグニッションオフ時におけるバッテリ9の処理が充電処理か放電処理かで異なる。このため、前記開路電圧から残容量を推定するにあたっては、前記イグニッションオフ時のバッテリ9の処理が充電か放電かによって開路電圧のデータを持ち替える必要があるが、イグニッションオフ時の処理を充電処理か放電処理のいずれか一方に設定することで、前記データを持ち替える必要がなくなり経過時間から開路電圧を一意的に定めることができる。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載した発明によれば、前記イグニッションオフ時からイグニッションオン時の間の消費電力を抑制することができ、バッテリの残容量を実用に十分な精度を確保して算出することができる。
【0036】
請求項2に記載した発明によれば、前記予測水温Twxの精度を高めることができ、前記予測水温Twxより冷却水温Twが低い場合に算出されるバッテリの残容量の信頼性を高めることができる。
請求項3に記載した発明によれば、バッテリの電解液濃度を安定させた状態で開路電圧を測定でき、算出される残容量の信頼性をより高めることができる。
【0037】
請求項4または請求項5に記載した発明によれば、精度の高い予測水温Twxを一意的に求めることができるため、算出される残容量の信頼性をさらに高めることができる。
請求項6に記載した発明によれば、イグニッションオフ時からの経過時間と残容量との関係を一意的に定めることができるため、残容量の推定制御を簡略化して行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施の形態における車両用電池の制御装置の要部構成を示す説明図である。
【図2】図1に示した車両用電池の制御装置による残容量算出処理を示すフローチャートである。
【図3】図1に示した車両用電池の制御装置による残容量算出処理を示す他のフローチャートである。
【図4】イグニッションオフ時からの経過時間と開路電圧との関係を示すグラフである。
【図5】イグニッションオフ時からの経過時間と水温との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 車両用電池の制御装置
2 エンジン
6 制御部(ECU)
11 電圧センサ
12 水温センサ
13 外気温センサ
14 メモリ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicular battery control device for detecting a remaining capacity of a battery mounted on a vehicle.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for estimating a state of charge (SOC) of a battery (storage battery) using an open circuit voltage (OCV) has been known. The battery has a characteristic that the open-circuit voltage changes depending on the concentration of the electrolytic solution, and the open-circuit voltage is proportional to the remaining capacity. Therefore, the remaining capacity can be estimated by using the open-circuit voltage.
By the way, if the electrolyte concentration of the battery is not stable, the remaining capacity estimated from the detected open circuit voltage has a large error from the actual remaining capacity. Therefore, when detecting the open circuit voltage, it is necessary to leave the battery unloaded for a certain period of time (for example, several hours) after use in order to stabilize the concentration of the electrolytic solution in the battery. However, in the case of a battery mounted on a vehicle, since the battery is often restarted before the predetermined time has elapsed, even if the open circuit voltage is measured and the remaining capacity is estimated, sufficient accuracy for practical use is obtained. In many cases, it cannot be secured.
On the other hand, in
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-134706
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional technique, even after the vehicle is stopped (ignition off), it is necessary to operate a device (e.g., ECU) for measuring the elapsed time after the vehicle is stopped or a battery voltage detection device. Electric power is consumed even when the vehicle stops. For this reason, it is necessary to secure the electric power at the time of starting the vehicle after the vehicle stops, and it is necessary to perform control for monitoring the state of the device that operates when the vehicle stops, which causes a problem that the control load is large.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and suppresses the power consumption from the time when the ignition is turned off to the time when the ignition is turned on again, and calculates the remaining capacity of the battery with sufficient accuracy for practical use. It is an object of the present invention to provide a vehicle battery control device that can perform the control.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
[0007]
According to the present invention, when the ignition is turned off, the cooling water temperature Twini and the outside air temperature TAoff are detected by the temperature detecting means, and the temperatures Twini and TAoff are stored in the storage means, and then the vehicle is stopped (ignition is stopped). Off). Next, when the ignition is turned on after the ignition is turned off, the cooling water temperature Tw and the outside air temperature TA are detected by the temperature detecting means. Then, a predicted water temperature Twx after the lapse of the predetermined time at the outside air temperature TAoff is calculated by the calculating means. The cooling water temperature Tw is compared with the predicted water temperature Twx after the lapse of the predetermined time. Here, the certain time is preferably set to a time during which it can be determined that the electrolyte concentration of the battery is stable. Since the cooling water temperature Twini at the time of the ignition off is higher than the normal temperature, it decreases as time passes. Therefore, when the cooling water temperature Tw is lower than the predicted water temperature Twx, it can be estimated that the ignition is turned on after the lapse of the predetermined time. In this case, since it can be estimated that the electrolyte concentration of the battery is stable, the remaining battery capacity with respect to the open circuit voltage measured when the ignition is turned on is calculated. When the cooling water temperature Tw is higher than the predicted water temperature Twx, it can be estimated that the ignition has been turned on before the predetermined time has elapsed. In this case, since it can be estimated that the electrolyte concentration of the battery is not yet stable, the remaining battery capacity at or immediately after the ignition is turned off is used. As described above, if the water temperature and the outside air temperature are detected when the ignition is turned off and when the ignition is turned on, the remaining battery capacity can be calculated based on the water temperature and the outside temperature.Therefore, it is not necessary to operate the device between the time when the ignition is turned off and the time when the ignition is turned on. Thus, power consumption can be reduced. Further, when the electrolyte concentration of the battery can be estimated to be stable, the remaining battery capacity with respect to the open circuit voltage measured at the time of ignition on is calculated, and when it can be estimated that the electrolyte concentration of the battery is not yet stable, Since the remaining battery charge at or immediately after the ignition is turned off is used, the remaining battery charge can be calculated with sufficient accuracy for practical use.
[0008]
The invention described in
[0009]
According to the present invention, the cooling water temperature Twini and the outside air temperature TAoff detected at the time of the ignition off are stored in the storage means, and then the vehicle is stopped (ignition off). Then, when the ignition is turned on after the ignition is turned off, the outside air temperature TA and the outside air temperature TAoff are detected, and the average outside air temperature TAave is calculated from these by the average outside air temperature calculation means. By calculating the predicted coolant temperature Twx based on the average outside temperature TAave, it is possible to consider the change in the outside air temperature between the ignition off and the ignition on, and it is possible to improve the accuracy of the predicted coolant temperature Twx. Further, when the cooling water temperature Tw is lower than the predicted water temperature Twx, it can be estimated that the electrolyte concentration of the battery is sufficiently stable, so that the accuracy of the calculated remaining battery capacity can be improved.
[0010]
The invention described in claim 3 is characterized in that the battery is maintained in a no-load state for a predetermined time from when the ignition is turned on until when the engine is started.
According to the present invention, when the open-circuit voltage is measured by the voltage measuring unit when the ignition is turned on, by maintaining the battery in a no-load state, the open-circuit voltage can be measured in a state where the electrolyte concentration is stabilized, The accuracy of the calculated remaining capacity can be further improved.
[0011]
The invention described in claim 4 is characterized in that the predicted water temperature Twx is calculated by the following equation.
Twx = (Twini−TAave) × exp (−K × ΔT) + TAave
Here, ΔT is the predetermined time, K is a heat passage coefficient, and the heat quantity of the cooling water is Q, which is calculated by the following equation.
K = -ln ((Tw-TAave) / (Twini-TAave)). Times.Q / .DELTA.T According to the present invention, a highly accurate predicted water temperature Twx can be uniquely obtained. Properties can be further enhanced.
[0012]
The invention described in claim 5 is characterized in that the predicted water temperature Twx is read from a data table stored in advance.
According to the present invention, a highly accurate predicted water temperature Twx can be uniquely obtained, so that the reliability of the calculated remaining capacity can be further increased.
[0013]
The invention described in
According to the present invention, since the relationship between the elapsed time from the time when the ignition is turned off and the remaining capacity can be uniquely determined, the control for estimating the remaining capacity can be simplified. That is, since the relationship between the elapsed time and the open circuit voltage differs depending on whether the battery process at the time of the ignition off is a charging process or a discharge process, when estimating the remaining capacity from the open circuit voltage, the battery at the time of the ignition off is used. It is necessary to switch the data of the open circuit voltage depending on whether the process is charging or discharging, but it is necessary to switch the data by setting the process at the time of ignition off to either the charging process or the discharging process as described above. The open circuit voltage can be uniquely determined from the elapsed time.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a control device for a vehicle battery according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a vehicle
[0015]
The motor 3 is connected to a
[0016]
A radiator 5 is connected to the
[0017]
Further, the hybrid vehicle includes a control unit (ECU) 6. The
[0018]
The
[0019]
The operation of the vehicle
When the ignition switch 7 stops when the vehicle stops, and when the ignition is turned off, the cooling water temperature Twini and the outside air temperature TAoff at this time are detected by the
[0020]
Then, when the ignition switch 7 is operated again, the remaining capacity of the
FIG. 2 is a flowchart showing the remaining capacity SOC calculation control. When the remaining capacity (SOC) calculation control based on the open circuit voltage (OCV) shown in step S10 in FIG. 4 is started, the ignition switch 7 is operated to turn on the ignition (IG-ON) in step S12. In step S14, the external temperature TAoff stored in the
[0021]
Then, in step S16, the battery voltage Vocv at no load is measured by the
[0022]
In step S18, the outside air temperature TA and the water temperature Tw when the ignition is turned on (present) are measured by the outside
[0023]
TAave = | (TA + TAoff) | / 2
[0024]
Then, in step S22, a threshold (predicted water temperature) Twx is searched on a map based on the average outside air temperature TAave and the water temperature Tw. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the time elapsed since the ignition was turned off and the water temperature. As shown in the figure, since the cooling water temperature Twini at the time of the ignition off is heated by the
[0025]
Then, in step S24, it is determined whether or not the water temperature Tw is higher than the predicted water temperature Twx. If the determination result is Yes, the process proceeds to step S26, and if the determination result is No, the process proceeds to step S28. As described above, since the cooling water temperature Tw decreases in accordance with the elapsed time from the time when the ignition is turned off, when the cooling water temperature Tw is lower than the predicted water temperature Twx (when the determination result is No), It can be estimated that the ignition is turned on after a certain time has elapsed. In this case, since the electrolyte concentration of the
[0026]
As described above, when the water temperature Tw and the outside air temperature TA are detected when the ignition is turned off and when the ignition is turned on, the remaining battery capacity can be calculated based on the detected water temperature Tw and the outside temperature TA. Power consumption can be suppressed. When it can be estimated that the electrolyte concentration of the
[0027]
FIG. 3 is another flowchart showing the remaining capacity calculation process by the vehicle battery control device shown in FIG. The same processes as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. First, after the ignition is turned on in step S12, the cooling water temperature Twini when the ignition is turned off is read from the
[0028]
Then, the predicted water temperature Twx is calculated by the following equation.
First, in step S30, a heat transfer coefficient K is calculated. The coefficient K is calculated by the following equation, where Q is the amount of heat of the cooling water and ΔT is a certain time.
[0029]
K = −ln (Tw−TAave) / (Twini−TAave) × Q / ΔT
[0030]
Then, using the heat transfer coefficient K, the predicted water temperature Twx is calculated by the following equation.
[0031]
Twx = (Twini−TAave) × exp (−K × ΔT) + TAave
[0032]
Even when the predicted water temperature Twx is calculated in this manner, a highly accurate predicted water temperature Twx can be uniquely obtained, so that the reliability of the calculated remaining capacity can be further increased.
[0033]
As described above, the control device for a vehicle battery according to the present invention has been described in the above-described embodiment, but the present invention is not limited to this content. For example, a lithium battery may be used instead of a lead battery. Further, in the embodiment, since the predicted water temperature Twx is obtained using the average outside air temperature TAave, the accuracy can be improved. However, the present invention is not limited to this, and the predicted water temperature may be obtained from the outside air temperature TA.
[0034]
Further, the process when the
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to suppress the power consumption between the time when the ignition is turned off and the time when the ignition is turned on, and calculate the remaining capacity of the battery with sufficient accuracy for practical use. can do.
[0036]
According to the invention described in
According to the third aspect of the invention, the open circuit voltage can be measured with the electrolyte concentration of the battery stabilized, and the reliability of the calculated remaining capacity can be further improved.
[0037]
According to the invention described in claim 4 or claim 5, since the highly accurate predicted water temperature Twx can be uniquely obtained, the reliability of the calculated remaining capacity can be further increased.
According to the invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a main configuration of a vehicle battery control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a remaining capacity calculation process performed by the vehicle battery control device illustrated in FIG. 1;
FIG. 3 is another flowchart showing a remaining capacity calculation process by the vehicle battery control device shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a graph showing a relationship between an elapsed time from an ignition off time and an open circuit voltage.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the elapsed time since the ignition was turned off and the water temperature.
[Explanation of symbols]
1 control device for
11
Claims (6)
イグニッションオフ時に検出される冷却水温Twiniと外気温TAoffとを記憶する記憶手段と、
バッテリの開路電圧を測定する電圧測定手段と、
前記イグニッションオフ後でイグニッションオン時に検出される外気温TAに基づいて、前記イグニッションオフから一定時間経過後の予測水温Twxを演算する演算手段と、
前記イグニッションオン時に検出される冷却水温Twと前記予測水温Twxとを比較して、前記冷却水温Twが前記予測水温Twxよりも低い場合には、前記イグニッションオン時に測定した開路電圧に対するバッテリ残容量を算出し、前記冷却水温Twが前記予測水温Twxよりも高い場合には、前記イグニッションオフ時またはその直後のバッテリ残容量を用いることを特徴とする車両用電池の制御装置。Temperature detection means for detecting an engine cooling water temperature and an outside air temperature;
Storage means for storing the cooling water temperature Twini and the outside air temperature TAoff detected when the ignition is turned off;
Voltage measuring means for measuring the open circuit voltage of the battery;
Calculating means for calculating, based on the outside air temperature TA detected when the ignition is turned on after the ignition is turned off, a predicted water temperature Twx after a lapse of a predetermined time since the ignition is turned off,
The cooling water temperature Tw detected at the time of turning on the ignition is compared with the predicted water temperature Twx. If the cooling water temperature Tw is lower than the predicted water temperature Twx, the remaining battery capacity with respect to the open circuit voltage measured at the time of turning on the ignition is calculated. The control device for a vehicle battery according to claim 1, wherein when the calculated cooling water temperature Tw is higher than the predicted cooling water temperature Twx, the remaining battery capacity at or immediately after the ignition is turned off is used.
イグニッションオフ時に検出される冷却水温Twiniと外気温TAoffとを記憶する記憶手段と、
バッテリの開路電圧を測定する電圧測定手段と、
前記イグニッションオフ後でイグニッションオン時に検出される外気温TAと、前記イグニッションオフ時に検出される外気温TAoffとから平均外気温TAaveを算出する平均外気温算出手段と、
該平均外気温TAaveに基づいて、前記イグニッションオフから一定時間経過後の予測水温Twxを演算する演算手段と、
前記イグニッションオン時に検出される冷却水温Twと前記予測水温Twxとを比較して、前記冷却水温Twが前記予測水温Twxよりも低い場合には、前記イグニッションオン時に測定した開路電圧に対するバッテリ残容量を算出し、前記冷却水温Twが前記予測水温Twxよりも高い場合には、前記イグニッションオフ時またはその直後のバッテリ残容量を用いることを特徴とする車両用電池の制御装置。Temperature detection means for detecting an engine cooling water temperature and an outside air temperature;
Storage means for storing the cooling water temperature Twini and the outside air temperature TAoff detected when the ignition is turned off;
Voltage measuring means for measuring the open circuit voltage of the battery;
An average outside air temperature calculating means for calculating an average outside air temperature TAave from the outside air temperature TA detected when the ignition is turned on after the ignition is turned off and the outside air temperature TAoff detected when the ignition is turned off,
Calculating means for calculating, based on the average outside temperature TAave, a predicted water temperature Twx after a lapse of a predetermined time from the ignition off;
The cooling water temperature Tw detected at the time of turning on the ignition is compared with the predicted water temperature Twx. If the cooling water temperature Tw is lower than the predicted water temperature Twx, the remaining battery capacity with respect to the open circuit voltage measured at the time of turning on the ignition is calculated. The control device for a vehicle battery according to claim 1, wherein when the calculated cooling water temperature Tw is higher than the predicted cooling water temperature Twx, the remaining battery capacity at or immediately after the ignition is turned off is used.
Twx=(Twini−TAave)×exp(−K×ΔT)+TAave
ここで、ΔTは前記一定時間であり、Kは熱通過係数であり、冷却水の熱量をQとして、下式より算出する。
K=−ln((Tw−TAave)/(Twini−TAave))×Q/ΔTThe vehicle battery control device according to claim 2 or 3, wherein the predicted water temperature Twx is calculated by the following equation.
Twx = (Twini−TAave) × exp (−K × ΔT) + TAave
Here, ΔT is the predetermined time, K is a heat transfer coefficient, and the heat quantity of the cooling water is Q, which is calculated by the following equation.
K = −ln ((Tw−TAave) / (Twini−TAave)) × Q / ΔT
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