JP2006038593A - Battery capacity detection device, and generating set equipped therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バッテリの容量検出装置及びこれを備えた発電装置に関するものである。 The present invention relates to a battery capacity detection device and a power generation device including the same.
従来よりバッテリを充電する際に、バッテリの容量を考慮する技術が知られている。その一例として特許文献1に開示された発明がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique that considers battery capacity when charging a battery is known. One example is the invention disclosed in Patent Document 1.
特許文献1に開示されたバッテリ装置は、減速時以外では発電機の出力電圧を低下させて燃費を改善させる一方で、減速時では発電機の出力電圧を高くしてエネルギを回収している。こうした出力電圧の変更制御を行うにあたり、バッテリの容量を考慮することによりバッテリへの過充電を防止している。
ところで、バッテリの容量を把握するためには、バッテリの充放電量と、バッテリの満充電容量とを正確に把握する必要がある。通常、このバッテリの充放電量は、バッテリからの充放電電流を積算することによって算出される。また、バッテリの満充電容量は、出荷時に搭載されたバッテリの満充電容量が記憶され、それが用いられている。 By the way, in order to grasp the capacity of the battery, it is necessary to accurately grasp the charge / discharge amount of the battery and the full charge capacity of the battery. Usually, the charge / discharge amount of the battery is calculated by integrating charge / discharge currents from the battery. The full charge capacity of the battery is stored as the full charge capacity of the battery installed at the time of shipment.
しかしながら、バッテリは消耗品であるため、交換することが必須である。このバッテリ交換において、必ずしもバッテリ満充電容量が交換前の純正バッテリと同じバッテリに交換されるとは限らない。また、バッテリ間で機差もある。このようにバッテリの交換前後で満充電容量が変更された場合に、バッテリの容量の検出を行うと、バッテリの充放電量を正確に算出できても、バッテリの満充電容量が誤っているため、実際のバッテリの容量とは異なる容量を検出してしまう。その結果、誤って検出したバッテリの容量に基づいて上述した発電機の出力電圧制御を行うことで、バッテリの過充電や過放電が繰り返されて、バッテリ劣化を促進する虞がある。 However, since the battery is a consumable item, it is essential to replace it. In this battery replacement, the battery full charge capacity is not necessarily replaced with the same battery as the genuine battery before replacement. There are also machine differences between batteries. In this way, when the full charge capacity is changed before and after the battery replacement, if the battery capacity is detected, the charge / discharge amount of the battery can be accurately calculated, but the full charge capacity of the battery is incorrect. A capacity different from the actual battery capacity is detected. As a result, by performing the above-described output voltage control of the generator based on the erroneously detected battery capacity, the battery may be overcharged or overdischarged repeatedly, thereby promoting battery deterioration.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、交換されたバッテリの満充電容量を検出することによって、バッテリが交換された後であってもバッテリの容量を正確に把握し、その結果、バッテリの過充電や過放電を防止して、バッテリの寿命低下を防止することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and the object of the present invention is to detect the full charge capacity of the replaced battery, thereby reducing the capacity of the battery even after the battery is replaced. It is to accurately grasp and as a result, prevent overcharge and overdischarge of the battery and prevent a decrease in battery life.
第1の発明は、車両に搭載されたバッテリの充放電電流を検出する電流検出手段と、上記電流検出手段で検出される充放電電流を積算することによって上記バッテリの充放電量を算出する充放電量算出手段と、上記バッテリの満充電容量を記憶する容量記憶手段と、を備えたバッテリの容量検出装置が対象である。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a current detecting means for detecting a charging / discharging current of a battery mounted on a vehicle and a charging / discharging amount for calculating the charging / discharging amount of the battery by integrating the charging / discharging current detected by the current detecting means. The battery capacity detection device includes discharge amount calculation means and capacity storage means for storing the full charge capacity of the battery.
そして、エンジンによって駆動されて、上記バッテリ及び車両用電気負荷に電力を供給する発電機の出力電圧を制御する電圧制御手段と、上記バッテリが交換されたことを検出する交換検出手段と、上記バッテリの端子開放電圧と充電率との関係である開放電圧特性を記憶する開放電圧特性記憶手段と、上記バッテリの略満充電時の容量である満充電容量を算出する容量算出手段と、をさらに備えているものとする。 And the voltage control means which controls the output voltage of the generator which is driven by the engine and supplies electric power to the battery and the electric load for the vehicle, the exchange detection means for detecting that the battery has been exchanged, and the battery An open-circuit voltage characteristic storage means for storing an open-circuit voltage characteristic that is a relationship between a terminal open-circuit voltage and a charging rate, and a capacity calculation means for calculating a full-charge capacity that is a capacity when the battery is substantially fully charged. It shall be.
また、上記電圧制御手段は、上記交換検出手段によってバッテリ交換が検出されたときには、上記開放電圧記憶手段に記憶された開放電圧特性に基づいて、上記発電機の出力電圧を所定の第1充電率に相当するバッテリの端子開放電圧に一致する電圧に設定した後に、該第1充電率よりも低い第2充電率に相当するバッテリの端子開放電圧に一致する電圧に設定する、上記バッテリの放電制御を行い、上記充放電量算出手段は、上記電圧制御手段によって放電制御が実行されている間に、上記電流検出手段により検出された放電電流を積算することによって、バッテリから放電された制御放電量を算出し、上記容量算出手段は、上記第1充電率と第2充電率との差と、上記制御放電量とから、交換後のバッテリの満充電容量を算出し、上記容量記憶手段は、上記容量算出手段によって算出された交換後のバッテリの満充電容量を記憶するものとする。 Further, the voltage control means, when battery replacement is detected by the replacement detection means, sets the output voltage of the generator to a predetermined first charging rate based on the open voltage characteristics stored in the open voltage storage means. The battery discharge control is set to a voltage corresponding to the terminal open voltage of the battery corresponding to the second charge rate lower than the first charge rate after being set to a voltage corresponding to the battery terminal open voltage corresponding to The charge / discharge amount calculation means integrates the discharge current detected by the current detection means while the discharge control is being executed by the voltage control means, thereby controlling the amount of control discharge discharged from the battery. The capacity calculation means calculates a full charge capacity of the battery after replacement from the difference between the first charge rate and the second charge rate and the control discharge amount, and the capacity is calculated. Storage means, and adapted to store the full charge capacity of the battery after replacement calculated by the volume calculating means.
上記の構成の場合、上記容量記憶手段に記憶されたバッテリの満充電容量に、上記充放電量算出手段によって算出されるバッテリの充放電量を加減することによってバッテリの容量が検出される。 In the case of the above configuration, the battery capacity is detected by adding or subtracting the charge / discharge amount of the battery calculated by the charge / discharge amount calculation means to the full charge capacity of the battery stored in the capacity storage means.
そして、バッテリが交換されると上記交換検出手段によってバッテリの交換が検出される。すると、発電機の出力電圧は、上記電圧制御手段の放電制御手段によって、上記開放電圧記憶手段に記憶されたバッテリの開放電圧特性に基づいて、以下の放電制御がなされる。まず、発電機の出力電圧が第1充電率に相当するバッテリの端子開放電圧に一致する電圧に設定される。こうして、バッテリは第1充電率の状態となる。その後、発電機の出力電圧が第2充電率に相当するバッテリの端子開放電圧に一致する電圧に設定される。この第2充電率は、第1充電率よりも低いため、バッテリは強制的に放電されることになる。こうして、バッテリは第2充電率の状態となる。そして、バッテリを第1充電率から第2充電率まで放電したときの放電量を制御放電量として上記制御放電量算出手段によって算出する。この制御放電量は、第1充電率と第2充電率との容量差に相当する。そこで、上記容量検出手段によって、第1充電率と第2充電率の差と制御放電量算出手段で算出される放電量とから、交換後のバッテリの満充電容量が検出される。 When the battery is replaced, the replacement detection unit detects the replacement of the battery. Then, the following output control of the output voltage of the generator is performed by the discharge control means of the voltage control means based on the open voltage characteristics of the battery stored in the open voltage storage means. First, the output voltage of the generator is set to a voltage that matches the terminal open voltage of the battery corresponding to the first charging rate. Thus, the battery is in the first charging rate state. Thereafter, the output voltage of the generator is set to a voltage that matches the terminal open voltage of the battery corresponding to the second charging rate. Since the second charging rate is lower than the first charging rate, the battery is forcibly discharged. Thus, the battery is in the second charging rate state. Then, the discharge amount when the battery is discharged from the first charge rate to the second charge rate is calculated as the control discharge amount by the control discharge amount calculating means. This controlled discharge amount corresponds to a capacity difference between the first charging rate and the second charging rate. Therefore, the full charge capacity of the battery after replacement is detected by the capacity detection means from the difference between the first charge rate and the second charge rate and the discharge amount calculated by the control discharge amount calculation means.
この容量検出手段によって検出された交換後のバッテリの満充電容量は、上記容量記憶手段に記憶される。この容量記憶手段は、交換された最新のバッテリの満充電容量を利用可能な状態で記憶するものであれば、出荷時に搭載された純正バッテリから交換される全てのバッテリの満充電容量を記憶していくものであっても、バッテリが交換される度にバッテリの満充電容量を上書きして更新するものであってもよい。そして、この容量記憶手段に記憶された交換後のバッテリの満充電容量を用いて、上記バッテリの容量検出が行われる。 The full charge capacity of the battery after replacement detected by the capacity detection means is stored in the capacity storage means. This capacity storage means stores the full charge capacity of all batteries that are replaced from the genuine battery installed at the time of shipment if the full charge capacity of the latest battery that has been replaced is stored in an available state. Even when the battery is replaced, it may be updated by overwriting the full charge capacity of the battery every time the battery is replaced. Then, the battery capacity detection is performed using the full charge capacity of the battery after replacement stored in the capacity storage means.
ここで、上記開放電圧特性は、定格電圧が同じバッテリであればバッテリ間で略一定である。本発明は、この開放電圧特性を用いてバッテリの満充電容量を検出しているため、バッテリを交換した後であっても、交換後のバッテリの満充電容量が容易且つ精度良く検出することができる。 Here, the open circuit voltage characteristic is substantially constant between batteries if the batteries have the same rated voltage. Since the present invention detects the full charge capacity of the battery using this open-circuit voltage characteristic, the full charge capacity of the battery after replacement can be easily and accurately detected even after the battery is replaced. it can.
第2の発明は、車両に搭載されたバッテリの充放電電流を検出する電流検出手段と、
上記電流検出手段で検出される充放電電流を積算することによって上記バッテリの充放電量を算出する充放電量算出手段と、上記バッテリの満充電容量を記憶する容量記憶手段と、を備えたバッテリの容量検出装置が対象である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided current detection means for detecting a charge / discharge current of a battery mounted on a vehicle,
A battery comprising charge / discharge amount calculation means for calculating the charge / discharge amount of the battery by integrating charge / discharge currents detected by the current detection means, and capacity storage means for storing the full charge capacity of the battery. The capacity detection device is the target.
そして、エンジンによって駆動されて、上記バッテリ及び車両用電気負荷に電力を供給する発電機の出力電圧を制御する電圧制御手段と、上記バッテリが交換されたことを検出する交換検出手段と、上記バッテリの端子開放電圧と充電率との関係である開放電圧特性を記憶する開放電圧特性記憶手段と、上記バッテリの略満充電時の容量である満充電容量を算出する容量算出手段と、上記電流検出手段で検出される充放電電流に基づいてバッテリの満充電状態を判定する満充電状態判定手段と、をさらに備えているものとする。 And the voltage control means which controls the output voltage of the generator which is driven by the engine and supplies electric power to the battery and the electric load for the vehicle, the exchange detection means for detecting that the battery has been exchanged, and the battery An open-circuit voltage characteristic storage unit that stores an open-circuit voltage characteristic that is a relationship between a terminal open-circuit voltage and a charging rate; a capacity calculation unit that calculates a full-charge capacity that is a capacity when the battery is substantially fully charged; and the current detection And a full charge state determination means for determining a full charge state of the battery based on the charge / discharge current detected by the means.
また、上記電圧制御手段は、上記交換検出手段によってバッテリ交換が検出されたときには、上記満充電状態判定手段によってバッテリが満充電状態にあることが判定されてから、上記開放電圧記憶手段に記憶された開放電圧特性に基づいて、上記発電機の出力電圧を満充電状態よりも低い所定の充電率に相当するバッテリの端子開放電圧に一致する電圧に設定する、上記バッテリの放電制御を行い、上記充放電量算出手段は、上記電圧制御手段によって放電制御が実行されている間に、上記電流検出手段により検出された放電電流を積算することによって、バッテリから放電された制御放電量を算出し、上記容量算出手段は、満充電と上記所定の充電率との差と、上記制御放電量とから、交換後のバッテリの満充電容量を算出し、上記容量記憶手段は、上記容量算出手段によって算出された交換後のバッテリの満充電容量を記憶するものとする。 The voltage control means is stored in the open voltage storage means after the full charge state determination means determines that the battery is fully charged when battery replacement is detected by the replacement detection means. Based on the open-circuit voltage characteristics, the output voltage of the generator is set to a voltage corresponding to the terminal open-circuit voltage of the battery corresponding to a predetermined charging rate lower than the fully charged state, the battery discharge control is performed, The charge / discharge amount calculation means calculates the control discharge amount discharged from the battery by integrating the discharge current detected by the current detection means while the discharge control is being executed by the voltage control means, The capacity calculation means calculates the full charge capacity of the battery after replacement from the difference between the full charge and the predetermined charge rate and the control discharge amount, and the capacity憶 means shall storing the full charge capacity of the battery after replacement calculated by the volume calculating means.
つまり、この第2の発明は、第1の発明の構成要素に加えて満充電状態判定手段をさらに備え、電圧制御手段によるバッテリの放電制御及び容量算出手段による満充電容量の算出において第1の発明とは異なる処理を行うものである。 That is, the second invention further includes a full charge state determination means in addition to the constituent elements of the first invention, and the first control is performed in the battery discharge control by the voltage control means and the full charge capacity calculation by the capacity calculation means. A process different from that of the invention is performed.
詳しくは、上記の構成の場合、バッテリが交換されると、まずバッテリが満充電状態にあることを判定する。そして、バッテリが満充電であることを判定してから、バッテリを満充電から所定の充電率まで放電させる放電制御を行う。すなわち、放電制御の開始にあたってバッテリが満充電状態であることが必要であり、バッテリが満充電状態でないときには、まず満充電まで充電が行われることになる。 Specifically, in the case of the above configuration, when the battery is replaced, it is first determined that the battery is fully charged. Then, after determining that the battery is fully charged, discharge control is performed to discharge the battery from full charge to a predetermined charge rate. That is, the battery needs to be in a fully charged state at the start of discharge control. When the battery is not in a fully charged state, charging is first performed until full charging.
上記充放電量算出部は、上記のバッテリを満充電から所定の充電率まで放電させる放電制御中の制御放電量を算出し、上記容量算出部は、この制御放電量を用いてバッテリの満充電容量を算出する。 The charge / discharge amount calculation unit calculates a control discharge amount during discharge control for discharging the battery from full charge to a predetermined charge rate, and the capacity calculation unit uses the control discharge amount to fully charge the battery. Calculate capacity.
上記放電制御を開始するバッテリの充電状態を満充電状態とすることによって、放電制御が満充電状態付近で行われることになる。通常、バッテリは満充電状態付近で使用されることが好ましく、放電制御後すぐに略満充電状態まで充電することが可能となる。 By setting the state of charge of the battery that starts the discharge control to the fully charged state, the discharge control is performed near the fully charged state. Usually, the battery is preferably used in the vicinity of the fully charged state, and can be charged to a substantially fully charged state immediately after the discharge control.
第3の発明は、第1又は2の発明に係るバッテリの容量検出装置と、車両の減速を検出する減速状態検出手段と、を備える発電装置が対象である。 The third invention is directed to a power generation device including the battery capacity detection device according to the first or second invention and a deceleration state detection means for detecting deceleration of the vehicle.
そして、上記減速状態検出手段の検出結果と、上記容量記憶手段に記憶されているバッテリの満充電容量とに基づいて、上記車両が減速状態にないときには、上記発電機の出力電圧を上記バッテリへの充電が抑制される第1電圧に制御する一方、車両が減速状態にあるときには、上記出力電圧を上記バッテリへの充電が促進される第2電圧に制御する、減速時出力電圧制御を行うと共に、上記交換検出手段によってバッテリの交換が検出されたときには、その検出後、上記容量検出手段によって該交換されたバッテリの満充電容量が検出されるまでの間、上記減速時出力電圧制御を禁止するものとする。 Based on the detection result of the deceleration state detection means and the full charge capacity of the battery stored in the capacity storage means, when the vehicle is not in the deceleration state, the output voltage of the generator is supplied to the battery. While controlling the output voltage to a second voltage that promotes charging of the battery when the vehicle is in a decelerating state, while controlling the output voltage during deceleration. When the battery replacement is detected by the replacement detection unit, the output voltage control during deceleration is prohibited after the detection until the full charge capacity of the replaced battery is detected by the capacity detection unit. Shall.
上記の構成の場合、上記発電装置は、車両が減速時か否かによって、発電機の出力電圧を制御する。詳しくは、上記減速状態検出手段によって、減速状態が検出されたときには、発電機の出力電圧をバッテリへの充電を促進可能にする第2電圧に制御して、減速時に積極的にエネルギを回収する。その一方、減速状態が検出されないときには、発電機の出力電圧をバッテリへの充電を抑制する第1電圧に制御して、即ち、エンジンに対する発電機による負荷を軽減させて、燃費を改善させる。 In the case of the above configuration, the power generator controls the output voltage of the generator depending on whether or not the vehicle is decelerating. Specifically, when the deceleration state is detected by the deceleration state detection means, the output voltage of the generator is controlled to the second voltage that can promote the charging of the battery, and energy is actively collected during deceleration. . On the other hand, when the deceleration state is not detected, the output voltage of the generator is controlled to the first voltage that suppresses charging of the battery, that is, the load imposed on the engine by the generator is reduced, thereby improving the fuel consumption.
そして、上記交換検出手段によって、バッテリ交換が検出された後は、容量検出手段によって交換後のバッテリの満充電容量が検出されるまでは、上記出力電圧制御を禁止する。上記出力電圧制御は、容量記憶手段に記憶されたバッテリの満充電容量に基づいて制御を行う。ここで、上記容量記憶手段に出荷時に搭載されたバッテリから交換された全てのバッテリの満充電容量が記憶されている場合には、最新のバッテリの満充電容量を用いることは言うまでもない。そのため、バッテリ交換後に、交換後のバッテリの満充電容量が検出される前に減速時出力電圧制御を行うと、交換前のバッテリの満充電容量に基づいてバッテリの容量が検出され、過充電や過放電がなされる可能性がある。そのため、バッテリ交換後は、該バッテリの満充電容量が検出されるまで減速時出力電圧制御を禁止することによって、誤ったバッテリの満充電容量に基づく過充電や過放電が防止される。 Then, after battery replacement is detected by the replacement detection means, the output voltage control is prohibited until the full charge capacity of the battery after replacement is detected by the capacity detection means. The output voltage control is performed based on the full charge capacity of the battery stored in the capacity storage means. Here, when the full charge capacity of all the batteries exchanged from the battery mounted at the time of shipment is stored in the capacity storage means, it goes without saying that the latest full charge capacity of the battery is used. Therefore, if the output voltage control during deceleration is performed after battery replacement and before the full charge capacity of the battery after replacement is detected, the capacity of the battery is detected based on the full charge capacity of the battery before replacement. Overdischarge may occur. For this reason, after the battery is replaced, by prohibiting the output voltage control during deceleration until the full charge capacity of the battery is detected, overcharge and overdischarge based on the incorrect full charge capacity of the battery are prevented.
第1の発明によれば、バッテリ交換後であっても、バッテリの開放電圧特性に基づいてバッテリの放電制御を行うことによって、交換後のバッテリの満充電容量を容易且つ精度良く検出することができる。その結果、バッテリ交換によって交換前のバッテリと異なる満充電容量のバッテリが搭載されても、交換後のバッテリの容量を正確に検出することが可能になるため、バッテリの過充電や過放電を防止することができ、バッテリの寿命低下を防止することができる。 According to the first invention, even after the battery is replaced, the full charge capacity of the battery after the replacement can be detected easily and accurately by performing the discharge control of the battery based on the open-circuit voltage characteristics of the battery. it can. As a result, even if a battery with a full charge capacity different from the battery before replacement is installed due to battery replacement, it is possible to accurately detect the capacity of the battery after replacement, thus preventing overcharge and overdischarge of the battery. And a reduction in battery life can be prevented.
第2の発明によれば、第1の発明と同様の効果を奏すると共に、放電制御が満充電状態付近で行われることになり、通常使用時のバッテリの好適な充電状態である略満充電状態まで放電制御後に早期に充電することができる。 According to the second invention, the same effect as the first invention is achieved, and the discharge control is performed in the vicinity of the fully charged state, so that the battery is in a fully charged state which is a preferable charged state during normal use. Can be charged early after the discharge control.
第3の発明によれば、車両が減速時か否かによって、発電機の出力電圧を出力電圧制御して、効率的なエネルギの回収と燃費の向上を図ることができると共に、誤ったバッテリの満充電容量に基づいて過充電や過放電を行うことを防止することができ、バッテリの寿命低下を防止することができる。 According to the third aspect of the invention, the output voltage of the generator is controlled according to whether or not the vehicle is decelerating, so that efficient energy recovery and fuel efficiency can be improved. It is possible to prevent overcharging and overdischarging based on the full charge capacity, and it is possible to prevent a decrease in battery life.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
《発明の実施形態1》
図1に、本発明の実施形態に係る車両用発電装置1を示す。符号1aは、車両の電気負荷であって、スタータやヘッドランプ等である。符号2は電気負荷1aに接続されるバッテリ、符号3はエンジンにより駆動され電気負荷1aへの電力供給及びバッテリ2の充電を行う発電機、負号4は発電機3の出力電圧Vaを制御するコントローラである。
Embodiment 1 of the Invention
FIG. 1 shows a vehicular power generation apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 1a denotes an electric load of the vehicle, such as a starter or a headlamp.
上記バッテリ2は、硫酸を電解液とした鉛バッテリであり、定格12Vのバッテリの満充電状態で且つ安定状態での端子開放電圧Vbは約12.6Vである。この端子開放電圧Vbは、充放電を行わず放置させたような安定状態では電解液比重すなわちバッテリの充電率に比例し、図2に示す特性(以下、開放電圧特性という)となる。バッテリ2の端子開放電圧Vbは、満充電状態における12.6Vから、充電率が低下するに従い低下する。本発明は、後述するように、この端子開放電圧Vbと充電率との比例関係を前提として、バッテリ2の満充電容量Qfを検出するものである。このバッテリ2は、上記負荷1aに接続されると共に、発電機3にも接続される。すなわち、電気負荷1aに対して給電(放電)する一方、発電機3によって充電される。そして、このときの充放電電流Cを、バッテリ2に接続された電流センサ21によって検出している。すなわち、バッテリ2の充放電量qは、電流センサ21を介して常時検出されている。
The
上記発電機3は、図示省略のエンジンによって駆動され、上記バッテリ2の充電を行うと共に、電気負荷1aの一部への電力供給をも行う。発電機3の出力電圧Vaは可変となっており、この出力電圧Vaを変更することによって、バッテリ2を所望の充電率に設定することができる。すなわち、上記バッテリ2は、バッテリ2の端子開放電圧Vbが発電機3の出力電圧Vaと釣り合うまで充放電され、該出力電圧Vaに対応する充電率に収束する。
The generator 3 is driven by an engine (not shown) to charge the
上記コントローラ4は、バッテリ2の充電状態や車両の走行状態等を考慮して、上記発電機3の出力電圧Vaを制御するものである。コントローラ4は、発電機3の出力電圧Vaを設定する出力電圧制御部5と、バッテリ2が交換されたことを検出する交換検出部6と、後述する放電制御の際に用いる充電率を設定する充電率設定部7と、バッテリ2の端子開放電圧と充電率との関係である開放電圧特性を記憶する開放電圧特性記憶部8と、バッテリ2の充放電電流Cに基づいてバッテリ2の満充電状態を判定する満充電判定部9と、バッテリ2の充放電電流Cを積算して充放電量qを算出する充放電量算出部10と、バッテリ2の満充電容量Qfを検出する満充電容量算出部11と、この満充電容量算出部11で検出された満充電容量Qfを記憶する満充電容量記憶部12と、エンジンの始動完了を検出するエンジン始動検出部13と、車両の減速状態を検出する減速状態検出部14と、を備える。
The
上記出力電圧制御部5は、車両減速時以外では発電機3の出力電圧Vaを低下させて燃費を改善させる一方、車両減速時には発電機3の出力電圧Vaを高くして積極的にエネルギを回収し、バッテリ2を充電する減速時出力電圧制御を行う減速時出力電圧制御部51と、バッテリ2が交換された際に、交換後のバッテリ2bの満充電容量Qfを検出するために、バッテリ2bを所定の第1充電率P1から第2充電率P2まで放電させる放電制御を行う放電制御部52とを有する。尚、本実施形態1においては、この第1充電率は略満充電状態に固定されている。
The output voltage control unit 5, while improving fuel economy by reducing the output voltage V a of the generator 3 is in other than the vehicle deceleration, actively energy by increasing the output voltage V a of the generator 3 at the time of vehicle deceleration were collected, and the deceleration output
上記交換検出部6は、バッテリ2に接続され、バッテリ電圧(端子開放電圧)Vbを検出している。具体的には、バッテリ電圧Vbが零になったときに、バッテリ2が交換されたと判断して、交換検出信号p1を出力電圧制御部5に出力する。
The
上記充電率設定部7は、任意に選択された第2充電率P2が入力され、この値を出力電圧制御部5及び満充電容量算出部11に出力する。この第2充電率P2は、出荷時に設定されていてもよく、出荷後、運転者等によって設定又は変更可能としてもよい。
The charging rate setting unit 7 receives the arbitrarily selected second charging rate P 2 and outputs this value to the output voltage control unit 5 and the full charge
上記開放電圧特性記憶部8は、図2に示すバッテリ2の開放電圧特性をテーブル化したものを記憶している。そして、上記第2充電率P2に対応する端子開放電圧を出力電圧制御部5に出力する。
The open-circuit voltage characteristic storage unit 8 stores a table of open-circuit voltage characteristics of the
上記満充電判定部9は、バッテリ2の充放電電流Cを検出している。バッテリ2の充放電電流Cは、図3に示すように、バッテリ2の充電状態に依存して変化する。詳しくは、バッテリ2が満充電状態に近づくに従い、充放電電流Cは小さくなり、満充電状態においては一定の値に収束する。そのため、充放電電流Cを観測することによって、バッテリ2が満充電状態か否かを判定することができる。そこで、満充電判定部9は、略満充電状態における充放電電流値を所定値Crとして設定し、充放電電流Cがこの所定値Cr以下になったときに、バッテリ2は略満充電状態になったと判定して、満充電判定信号p2を出力電圧制御部5に出力する。
The full charge determination unit 9 detects the charge / discharge current C of the
上記出力電圧制御部5中の放電制御部52は、バッテリ2が交換されて交換検出部6から交換検出信号p1が入力されると、放電制御を行う。詳しくは、まず、発電機3の出力電圧Vaをバッテリ2の充電を促進可能な充電促進電圧V2(14.5V)に設定する。バッテリ2は、積極的に充電され、満充電状態となる。すると、上記満充電判定部9から満充電判定信号p2が入力され、この満充電判定信号p2を受けて、充電率設定部7から入力された第2充電率P2に相当する端子開放電圧に一致する電圧に発電機3の出力電圧Vaが設定される。その結果、バッテリ2は、満充電状態から第2充電率P2になるまで強制的に放電される。
When the
上記充放電量算出部10は、バッテリ2に接続された電流センサ21からの出力信号を入力され、電流センサ21で検出されたバッテリ2の充放電電流Cを積算して、バッテリ2の充放電量qを算出する。このため、バッテリ2の満充電容量Qfが既知であれば、充放電量算出部10によって、バッテリ2の容量Qを常時検出することができる。また、充放電量算出部10は、上記放電制御部52からのトリガ信号tを受けて、第1充電率P1から第2充電率P2まで放電される間のバッテリ2の充放電電流Cを積算して制御放電量qcとして算出する制御放電量算出部10aを有する。
The charge / discharge
上記満充電容量算出部11は、上記制御放電量算出部10aで算出されたバッテリ2の制御放電量qcと、充電率設定部7から出力される第2充電率P2とから満充電容量Qfを算出する。詳しくは、満充電状態と第2充電率P2との差であるΔP(=100−P2)[%]に相当するバッテリ2の容量が上記制御放電量qcとなるため、qc/(ΔP/100)を計算することによってバッテリ2の満充電容量Qfが算出される。そして、この満充電容量Qfを上記満充電容量記憶部12へ出力する。
The full charge
上記満充電容量記憶部12は、バッテリ2の満充電容量Qfを記憶していている。詳しくは、バッテリ交換前は、純正バッテリ2aの満充電容量Qfを予め記憶しており、バッテリ交換後は、上記満充電容量算出部11によって検出された交換後のバッテリ2bの満充電容量Qfを記憶する。こうして、バッテリ2が交換される毎に交換後のバッテリ2bの満充電容量Qfを更新していく。尚、この満充電容量記憶部12は、交換後のバッテリ2bの満充電容量Qfを更新するものに限られるものではなく、出荷時に搭載されていた純正バッテリ2aから交換された全てのバッテリ2b、…の満充電容量を記憶していくものでもよい。ただし、バッテリの容量Qを検出する際には、記憶されている満充電容量Qfのうち最新のバッテリ2bの満充電容量Qfを用いる。
The full charge
上記エンジン始動検出部13は、エンジンの回転速度Neを検出し、エンジン回転速度Neが500rpm以上のときはエンジンの始動が完了したと判断して、エンジン始動検出信号p3を出力電圧制御部5に出力する。
The engine
上記減速状態検出部14は、車両の車速S及びエンジン吸気装置のスロットル開度θを検出し、車両の減速状態を判断する。スロットル開度θが全閉で車速Sが所定速度以上の場合は減速状態にあるとして、減速検出信号p4を出力電圧制御部5に出力する。
The deceleration
上記出力電圧制御部5中の減速時出力電圧制御部51は、バッテリ2の容量Q及び車両の減速状態に応じて、発電機3の出力電圧Vaを変更する減速時出力電圧制御を行う。
Decelerating the output
減速時出力電圧制御部51は、まず、バッテリ2の容量Qを検出する。詳しくは、バッテリ2の満充電容量Qfに上記充放電量算出部10で算出した充放電量qを加減することによって、バッテリの容量Qを検出する。
The deceleration output
そして、バッテリ2の容量Qが第1容量Q1よりも大きい場合は、発電機3の出力電圧Vaを第1電圧V1に設定する。ここで、第1容量Q1は、バッテリ2の充電状態が良好であって、積極的に充電する必要がないと判断できるバッテリ容量のしきい値であって、本実施形態1においては、充電率90%に設定している。また、第1電圧V1は、バッテリ2への充電を抑制する電圧であって、本実施形態1においては、12Vに設定されている。一方、バッテリ2の容量Qが第2容量Q2以下の場合は、発電機3の出力電圧Vaを第2電圧V2に設定する。ここで、第2容量Q2は、バッテリ2が充電を必要とするバッテリ容量のしきい値であって、本実施形態1では、充電率80%とする。また、第2電圧V2は、バッテリ2への充電を促進可能にする電圧であって、本実施形態1においては、14.5Vに設定されている。
The capacity Q of the
そして、バッテリ2の容量Qが第2容量Q2(充電率80%)よりも大きく且つ第1容量Q1(充電率90%)以下である場合には、車両の減速状態に応じて、発電機3の出力電圧Vaが設定される。具体的には、上記減速状態検出部14で減速状態が検出され減速検出信号p4が出力されると、発電機3の出力電圧Vaは、上記充電を促進可能な第2電圧V2に設定される。一方、減速状態ではなく、減速検出信号p4が出力されていないときは、発電機3の出力電圧Vaは、上記充電を抑制する第1電圧V1に設定される。
When the capacity Q of the
つまり、減速時出力電圧制御においては、バッテリ2の容量Qが第1容量Q1よりも大きいとき、即ち、充電状態が良好なときは、発電機3の出力電圧Vaを充電を抑制する第1電圧V1に設定することによって燃費を向上させる。また、バッテリ2の容量Qが第2容量Q2以下のとき、即ち、充電が不十分なときは、発電機3の出力電圧Vaを充電を促進可能な第2電圧V2に設定して、積極的にバッテリ2を充電する。さらに、バッテリ2の容量Qが第1容量Q1以下であって且つ第2容量Q2よりも大きいときには、車両が非減速状態にあるときは、発電機3の出力電圧Vaを第1電圧V1に設定することによって燃費を向上させる一方、車両が減速状態にあるときは、発電機3の出力電圧Vaを第2電圧V2に設定して、積極的にバッテリ2を充電する制御を行う。このようにして、バッテリ2の容量及び車両の減速状態に基づいて、発電機3の出力電圧Vaを制御することによって、燃費の向上と効率的なエネルギの回収を実現することができる。
That is, in the decelerating output voltage control, when capacity Q of the
このように、上記放電制御部52で放電制御すると共に、制御放電量算出部10aで制御放電量qcを算出することによってバッテリ2bの満充電容量Qfを検出することができる。尚、第2充電率P2は、満充電状態との差が大きいほど、求められるバッテリ2bの満充電容量Qfは正確になる。ただし、満充電状態と第2充電率P2との差が大きすぎると、放電制御に要する時間が長くなり実用的ではない。そこで、この第2充電率P2は、求められる満充電容量Qfの精度と検出時間とを考慮して決定することが好ましい。
Thus, the discharging control by the discharging
また、上記減速時出力電圧制御部51によって、車両の減速状態に応じて、発電機3の出力電圧Vaを変更することで、燃費の向上とエネルギの効率的な回収を実現している。
Further, by the deceleration output
そして、バッテリ2が交換されると、即ち、上記交換検出部6でバッテリ2の交換が検出された後は、上記放電制御を行って交換後のバッテリ2bの満充電容量が検出されるまでは、この減速時出力電圧制御は禁止される。その結果、満充電容量が不明な交換後のバッテリ2bに対して、過充電や過放電がなされることがなく、バッテリ2bの寿命の低下が防止される。
When the
次に、バッテリ容量検出の手順の一例を図4のフローチャート図に基づいて具体的に説明する。 Next, an example of the battery capacity detection procedure will be specifically described based on the flowchart of FIG.
まず、ステップSA1において、上記交換検出部6によってバッテリ交換が検出されているかどうかを判定する。交換検出部6でバッテリ交換が検出されていた場合、即ち、バッテリ電圧Vbが零になったことを検出していた場合は、Yesと判定され、ステップSA2へ進む。一方、交換検出部6によってバッテリ交換が検出されていない場合は、Noと判定されステップSA7へ進む。
First, in step SA1, it is determined whether or not battery replacement is detected by the
ステップSA2では、エンジン回転速度Neを検出する。そして、ステップSA3でエンジンの始動が完了したか否かを判定する。詳しくは、エンジン回転速度Neが500rpm以上であればエンジン始動が完了した(Yes)と判定し、500rpm未満であればエンジン始動が未完了である(No)と判定する。Yesの場合はステップSA4へ進み、Noの場合はステップSA2に戻る。このステップSA2及びSA3は、上記エンジン始動検出部13によって行われる。尚、エンジン始動の判定値として用いるエンジン回転速度は500rpmに限られるものではなく、エンジンの始動完了が確認可能な任意の値に設定することができる。
In step SA2, the engine speed Ne is detected. In step SA3, it is determined whether or not the engine has been started. Specifically, if the engine rotation speed Ne is 500 rpm or more, it is determined that the engine start is completed (Yes), and if it is less than 500 rpm, it is determined that the engine start is not completed (No). If Yes, the process proceeds to Step SA4. If No, the process returns to Step SA2. Steps SA2 and SA3 are performed by the engine
ステップSA4では、発電機3の出力電圧Vaを、交換後のバッテリ2bの充電を促進する電圧V2(14.5V)に設定する。この設定電圧V2は、14.5Vに限られるものではなく、バッテリ2bの充電を促進する値であれば任意の値に設定できる。その後、ステップSA5で、バッテリ2bの充放電電流Cを検出する。続いて、ステップSA6において、バッテリ2bの充放電電流Cが所定値Cr以下であるか否かを判定する。充放電電流Cは、上述の通り、満充電状態においては一定の値に収束する。つまり、このステップSA6では、上記所定値Crを略満充電状態における充放電電流値に設定することによって、バッテリ2bが略満充電状態であるか否かを判定している。そして、バッテリ2bの充放電電流Cが所定値Cr以下であれば、Yesと判定してステップSA12へ進む一方、所定値Crより大きければ、Noと判定してステップSA4へ戻る。 At step SA4, the output voltage V a of the generator 3 is set to the voltage V 2 to facilitate the charging of the battery 2b after the replacement (14.5 V). The set voltage V 2 is not limited to 14.5V, and can be set to any value as long as it is a value that promotes charging of the battery 2b. Thereafter, in step SA5, the charge / discharge current C of the battery 2b is detected. Subsequently, in step SA6, the charge and discharge current C of the battery 2b is to or less than the predetermined value C r is determined. As described above, the charge / discharge current C converges to a constant value in the fully charged state. That is, in step SA6, by setting the predetermined value C r to the charge and discharge current in RyakuMitsuru charging state, the battery 2b is judged whether or not the fully charged state substantially. If the charging / discharging current C of the battery 2b is equal to or less than the predetermined value C r , the determination is Yes and the process proceeds to step SA12. On the other hand, if the charge / discharge current C is greater than the predetermined value C r , the determination is No and the process returns to step SA4.
すなわち、ステップSA2からステップSA6でYesと判定されるまでの手順を実行することによって、バッテリ2bは略満充電状態に充電される。 That is, the battery 2b is charged to a substantially fully charged state by executing the procedure from step SA2 to step SA6, which is determined as Yes.
バッテリ2bが略満充電状態となった後、ステップSA12からステップSA14までの手順を実行することにより放電制御が行われる。 After the battery 2b is substantially fully charged, the discharge control is performed by executing the procedure from step SA12 to step SA14.
まず、ステップSA12では、発電機3の出力電圧Vaを第2充電率P2に相当する端子開放電圧に一致する電圧に設定する。この第2充電率P2に相当する端子開放電圧は、上記開放電圧特性記憶部8に記憶されている開放電圧特性から求められる。こうすることによって、バッテリ電圧Vbが発電機3の出力電圧Vaと釣り合うまで、バッテリ2が放電される。尚、バッテリ電圧Vbと発電機3の出力電圧Vaとが釣り合った平衡状態においては、車両の電気負荷1a等の影響によってバッテリ電圧Vbが第2充電率P2に相当する端子開放電圧からずれる場合がある。かかる場合には、フィードバック制御等によって、バッテリ電圧Vbが第2充電率P2に相当する端子開放電圧と一致するように発電機3の出力電圧Vaを設定する。
First, in step SA12, set to a voltage that matches the terminal open circuit voltage corresponding to the output voltage V a of the generator 3 to the second charging rate P 2. The terminal open circuit voltage corresponding to the second charging rate P 2 is obtained from the open circuit voltage characteristic stored in the open circuit voltage characteristic storage unit 8. By doing so, until the battery voltage V b is balanced and the output voltage V a of the generator 3, the
続いて、ステップSA13において、第2充電率P2に相当する端子開放電圧に一致する電圧に発電機3の出力電圧Vaを設定後のバッテリ2bの放電電流Cの積算を開始する。 Subsequently, in step SA13, it starts integration of the discharge current C of the second after setting the output voltage V a of the generator 3 into a voltage matching the charging rate terminal open circuit voltage corresponding to P 2 battery 2b.
そして、ステップSA14において、バッテリ2bの充電率が第2充電率P2と一致するか否かを判定する。この判定は、バッテリ電圧Vbが、上記開放電圧特性記憶部8の開放電圧特性から求められる第2充電率P2に対応する端子開放電圧と一致するか否かを判定する。 In step SA14, it determines whether the charging rate of the battery 2b matches the second charging rate P 2. In this determination, it is determined whether or not the battery voltage V b matches the terminal open voltage corresponding to the second charging rate P 2 obtained from the open voltage characteristics of the open voltage characteristic storage unit 8.
こうして、バッテリ2bが略満充電状態から第2充電率P2まで放電する間のバッテリ2bの制御放電量qcが検出される。このバッテリ2bの制御放電量qcは、上記制御放電量算出部10aによって算出される。 Thus, the control discharge quantity q c of the battery 2b while the battery 2b is discharged from a substantially fully charged state to a second charging rate P 2 is detected. The control discharge amount q c of the battery 2b is calculated by the control discharge amount calculation unit 10a.
そして、ステップSA15において、制御放電量qcと第2充電率P2から交換後のバッテリ2bの満充電容量Qfが算出される。詳しくは、略満充電状態、即ち充電率100%と第2充電率P2との差ΔP(=100-P2)[%]に相当する容量が制御放電量qcであるから、
Qf=qc/((100-P2)/100) (1)
によって、交換後のバッテリ2bの満充電容量Qfが算出される。
Then, in step SA15, the control discharge quantity q c and full charge capacity Q f of the second after the replacement from the charging rate P 2 battery 2b is calculated. Specifically, since the capacity corresponding to the difference ΔP (= 100−P 2 ) [%] between the fully charged state, that is, the
Q f = q c / ((100-P 2 ) / 100) (1)
Thus, the full charge capacity Q f of the battery 2b after replacement is calculated.
こうして、バッテリ容量検出が完了する。そして、交換後のバッテリ2bの満充電容量Qfが検出されると、続いて、減速時出力電圧制御が行われる。つまり、バッテリ2が交換されると、必ず交換後のバッテリ2bの満充電容量Qfを検出してから、減速時出力電圧制御が行われる。
Thus, the battery capacity detection is completed. When the full charge capacity Q f of the battery 2b after replacement is detected, subsequently, deceleration output voltage control is performed. That is, when the
一方、ステップSA1でNoと判定された場合は、ステップSA7へ進む。このステップSA7は上記ステップSA2と同様の手順であって、ステップSA7に続くステップSA8からステップSA11までの手順も、上述のステップSA3からステップSA6までの手順と同一である。すなわち、バッテリ交換が行われていない場合は、ステップSA7からステップSA11でYesと判定されるまでの手順によって、バッテリ2が略満充電状態に充電される。そして、ステップSA11において、Yesと判定されると、減速時出力電圧制御へ進む。つまり、バッテリ2の交換がなされていない場合は、放電制御によってバッテリ2の満充電容量Qfを検出することなく、上記満充電容量記憶部12に記憶されたバッテリ2の満充電容量Qfを用いて、減速時出力電圧制御が行われる。この満充電容量記憶部12には、バッテリ2が一度も交換されていない場合は、純正バッテリ2aの満充電容量Qfが記憶されており、バッテリ2が既に交換されている場合は、交換後のバッテリ2bについて求められた満充電容量Qfが記憶されている。
On the other hand, if it is determined No in step SA1, the process proceeds to step SA7. This step SA7 is the same procedure as step SA2, and the procedure from step SA8 to step SA11 following step SA7 is the same as the procedure from step SA3 to step SA6. That is, when the battery is not exchanged, the
次に、バッテリの減速時出力電圧制御の手順の一例を図5のフローチャート図に基づいて具体的に説明する。 Next, an example of the battery deceleration output voltage control procedure will be specifically described with reference to the flowchart of FIG.
まず、ステップSB1において、車速S、スロットル開度θ及び充放電電流Cが検出される。 First, in step SB1, the vehicle speed S, the throttle opening θ, and the charge / discharge current C are detected.
続いて、ステップSB2において、バッテリ容量Qが第1容量Q1(充電率90%)以下か否かが判定される。バッテリ容量Qが第1容量Q1以下であれば、Yesと判定されてステップSB3へ進む一方、バッテリ容量Qが第1容量Q1より大きければ、Noと判定されてステップSB6へ進む。 Subsequently, in step SB2, it is determined whether or not the battery capacity Q is equal to or less than the first capacity Q 1 (charging rate 90%). If the battery capacity Q is first capacitor Q 1 or less, the process proceeds is determined Yes to Step SB3, if the battery capacity Q is greater than the first capacity Q 1, proceeds No is determined to step SB6.
ステップSB3では、バッテリ容量が第2容量Q2(充電率80%)以下か否かが判定される。そして、バッテリ容量Qが第2容量Q2以下であれば、Yesと判定されてステップSB4へ進む一方、バッテリ容量Qが第2容量Q2よりも大きければ、Noと判定されてステップSB5へ進む。 In step SB3, it is determined whether or not the battery capacity is equal to or less than the second capacity Q 2 (charging rate 80%). Then, if the battery capacity Q is a second capacitor Q 2 or less, while it is determined as Yes advances to step SB4, the process proceeds larger battery capacity Q than the second capacitor Q 2, it is determined as No to step SB5 .
ステップSB4では、発電機3の出力電圧Vaを充電を促進可能な第2電圧V2(=14.5V)に設定する。その後、リターンしてステップSB1へ戻る。 In step SB4, set the generator 3 of the output voltage V a possible promote charging of the second voltage V 2 (= 14.5V). Then, it returns and returns to step SB1.
一方、ステップSB2でバッテリ容量Qが第1容量Q1より大きいと判定された場合にはステップSB6へ進み、ステップSB6では、発電機3の出力電圧Vaを充電を抑制する第1電圧V1(=12V)に設定する。その後、リターンしてステップSB1に戻る。 On the other hand, step SB2 in the case where the battery capacity Q is determined to be greater than the first capacitor Q 1 proceeds to step SB6, in step SB6, the generator 3 of the output voltage V a first voltage suppress charging V 1 Set to (= 12V). Then, it returns and returns to step SB1.
また、ステップSB3でNoと判定された場合、すなわち、バッテリ容量Qが第1容量Q1以下であって且つ第2容量Q2よりも大きい場合には、ステップSB5において、ステップSB1で検出した車速S及びスロットル開度θに基づいて車両が減速状態か否かを判断する。そして、減速状態と判断された場合にはステップSB4へ進み、非減速状態と判断された場合にはステップSB6へ進む。 Further, when it is judged No in step SB3, that is, the vehicle speed battery capacity Q is the case even with greater and than the second capacitor Q 2 is first capacitor Q 1 or less, in step SB5, detected in step SB1 It is determined whether or not the vehicle is decelerating based on S and the throttle opening θ. If it is determined that the vehicle is decelerating, the process proceeds to step SB4. If it is determined that the vehicle is not decelerating, the process proceeds to step SB6.
このようにして、バッテリ容量Qと車両の減速状態とを考慮して、発電機3の出力電圧Vaを設定する減速時出力電圧制御が行われる。 In this way, taking into account the deceleration state of the battery capacity Q and the vehicle, the deceleration output voltage control for setting the output voltage V a of the generator 3 is carried out.
したがって、本実施形態1によれば、バッテリ交換後であっても、バッテリ2の開放電圧特性に基づいてバッテリ2bの放電制御を行うことによって、交換後のバッテリ2bの満充電容量Qfを容易且つ精度良く検出することができる。その結果、バッテリ交換によって純正バッテリ2aと異なる満充電容量Qfのバッテリ2bが搭載されても、バッテリ2bの満充電容量Qfが正確に検出されるため、バッテリ2bの過充電や過放電を防止することができ、バッテリ2bの寿命低下を防止することができる。
Therefore, according to the first embodiment, even after the battery is replaced, the full charge capacity Q f of the battery 2b after the replacement can be easily obtained by performing the discharge control of the battery 2b based on the open-circuit voltage characteristics of the
第1充電率P1を満充電状態とすることによって、放電制御が満充電状態付近で行われることになり、通常使用時のバッテリ2の好適な充電状態である略満充電状態まで放電制御後に早期に充電することができる。また、交換後のバッテリ2bの満充電容量Qfの検出は、エンジン始動後まず始めに行われることが好ましく、エンジン始動前は充電率が若干低下しているが、第1充電率P1を略満充電状態とすることによって、バッテリ2bをまず始めに略満充電状態まで充電することができる。
By setting the first charging rate P 1 to the fully charged state, the discharge control is performed in the vicinity of the fully charged state, and after the discharge control to the substantially fully charged state, which is a preferable charged state of the
さらに、バッテリ2の容量と車両の減速状態とに応じて、発電機3の出力電圧Vaを出力電圧制御して、バッテリ2の過充電並びに過放電の防止及び効率的なエネルギの回収と燃費の向上を図ることができる。
Further, according to the capacity of the
《発明の実施形態2》
次に、本発明の実施形態2について説明する。尚、以下では、上記実施形態1と同一の構成については同じ符号を付し、それ以上の説明を省略する。
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Next,
本実施形態2におけるバッテリの容量検出方法のフローチャート図を図6に示す。本実施形態2が、上記実施形態1と異なる構成は、第1充電率P1を満充電状態に固定せず、第2充電率P2と同様に、充電率設定部7によって設定可能な値としていることである。ただし、第1充電率P1は、第2充電率P2よりも大きな値とする。 A flowchart of the battery capacity detection method according to the second embodiment is shown in FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in that the first charging rate P 1 is not fixed to the fully charged state, and can be set by the charging rate setting unit 7 in the same manner as the second charging rate P 2. It is that. However, the first charging rate P 1 is larger than the second charging rate P 2 .
まず、ステップSC1〜SC3は、実施形態1のステップSA1〜SA3と同様である。 First, steps SC1 to SC3 are the same as steps SA1 to SA3 of the first embodiment.
そして、ステップSC4において、発電機3の出力電圧Vaを第1充電率P1に相当する端子開放電圧に一致する電圧に設定する。この第1充電率P1に相当する端子開放電圧は、上記開放電圧特性記憶部8に記憶されている開放電圧特性から求められる。こうすることによって、バッテリ電圧Vbと発電機3の出力電圧Vaが釣り合って、バッテリ電圧Vbが第1充電率P1に相当する端子開放電圧に一致する、即ちバッテリ2が第1充電率P1となる。
Then, in step SC4, set to a voltage that matches the terminal open circuit voltage corresponding to the output voltage V a of the generator 3 to the first charging rate P 1. The terminal open circuit voltage corresponding to the first charging rate P 1 is obtained from the open circuit voltage characteristic stored in the open circuit voltage characteristic storage unit 8. By doing so, the battery voltage V b and the output voltage V a of the generator 3 are balanced, and the battery voltage V b matches the terminal open voltage corresponding to the first charging rate P 1 , that is, the
続いて、ステップSC5において、バッテリ2bの充電率が第1充電率P1と一致するか否かを判定する。この判定は、バッテリ電圧Vbが、上記開放電圧特性記憶部8の開放電圧特性から求められる第1充電率P1に対応する端子開放電圧と一致するか否かを判定する。 Then, in step SC5, it determines whether the charging rate of the battery 2b matches the first charging rate P 1. In this determination, it is determined whether or not the battery voltage V b matches the terminal open voltage corresponding to the first charging rate P 1 obtained from the open voltage characteristics of the open voltage characteristic storage unit 8.
こうして、バッテリ電圧Vbが第1充電率P1に対応する端子開放電圧と一致するまでステップSC4及びSC5が繰り返され、バッテリ2bが第1充電率P1に設定される。 Thus, step SC4 and SC5 to the battery voltage V b is coincident with the terminal open circuit voltage corresponding to the first charging rate P 1 is repeated, the battery 2b is set to the first charging rate P 1.
続いて、ステップSC6において、発電機3の出力電圧Vaを第2充電率P2に相当する端子開放電圧に一致する電圧に設定する。この第2充電率P2に相当する端子開放電圧は、上記開放電圧特性記憶部8に記憶されている開放電圧特性から求められる。 Subsequently, in step SC6, set to a voltage that matches the terminal open circuit voltage corresponding to the output voltage V a of the generator 3 to the second charging rate P 2. The terminal open circuit voltage corresponding to the second charging rate P 2 is obtained from the open circuit voltage characteristic stored in the open circuit voltage characteristic storage unit 8.
ステップSC7において、第2充電率P2に相当する端子開放電圧に一致する電圧に発電機3の出力電圧Vaを設定後のバッテリ2bの放電電流Cの積算を開始する。 In step SC7, starts integration of the discharge current C of the second after setting the output voltage V a of the generator 3 into a voltage matching the charging rate terminal open circuit voltage corresponding to P 2 battery 2b.
そして、ステップSC8において、バッテリ2bの充電率が第2充電率P2と一致するか否かを判定する。この判定は、バッテリ電圧Vbが、上記開放電圧特性記憶部8の開放電圧特性から求められる第2充電率P2に対応する端子開放電圧と一致するか否かを判定する。 In step SC8, it determines whether the charging rate of the battery 2b matches the second charging rate P 2. In this determination, it is determined whether or not the battery voltage V b matches the terminal open voltage corresponding to the second charging rate P 2 obtained from the open voltage characteristics of the open voltage characteristic storage unit 8.
こうして、バッテリ2bが第1充電率P1から第2充電率P2まで放電する間のバッテリ2bの制御放電量qcが検出される。このバッテリ2bの制御放電量qcは、上記制御放電量算出部10aによって積算される。 Thus, the control discharge quantity q c of the battery 2b while the battery 2b is discharged from the first charging rate P 1 to a second charging rate P 2 is detected. The control discharge amount q c of the battery 2b is integrated by the control discharge amount calculation unit 10a.
そして、ステップSC9において、制御放電量qcと第1充電率P1及び第2充電率P2とから交換後のバッテリ2bの満充電容量Qfが算出される。詳しくは、第1充電率P1と第2充電率P2との差ΔP12(=P1-P2)[%]に相当する容量が制御放電量qcであるから、
Qf=qc/((P1-P2)/100) (2)
によって、交換後のバッテリ2bの満充電容量Qfが算出される。
In step SC9, the full charge capacity Q f of the battery 2b after replacement is calculated from the control discharge amount q c , the first charge rate P 1, and the second charge rate P 2 . Specifically, since the capacity corresponding to the difference ΔP 12 (= P 1 −P 2 ) [%] between the first charging rate P 1 and the second charging rate P 2 is the control discharge amount q c ,
Q f = q c / ((P 1 -P 2 ) / 100) (2)
Thus, the full charge capacity Q f of the battery 2b after replacement is calculated.
尚、ステップSC10〜SC14は実施形態1のステップSA7〜SA11と同様である。また、バッテリ電圧Vbと発電機3の出力電圧Vaとが釣り合った平衡状態においては、車両の電気負荷1a等の影響によってバッテリ電圧Vbが第1充電率P1又は第2充電率P2に相当する端子開放電圧からずれる場合がある。かかる場合には、フィードバック制御等によって、バッテリ電圧Vbが第1充電率P1又は第2充電率P2に相当する端子開放電圧と一致するように発電機3の出力電圧Vaを設定する。 Steps SC10 to SC14 are the same as steps SA7 to SA11 of the first embodiment. In the equilibrium state of the battery voltage V b and the output voltage V a of the generator 3 are balanced, the battery voltage V b is the first charging rate P 1 and the second charging rate P due to the influence of the electric load 1a of the vehicle It may deviate from the terminal open voltage corresponding to 2 . In such a case, the output voltage V a of the generator 3 is set by feedback control or the like so that the battery voltage V b matches the terminal open voltage corresponding to the first charging rate P 1 or the second charging rate P 2. .
こうして、バッテリ容量検出が完了する。その後、実施形態1と同様に、減速時出力電圧制御が行われる。 Thus, the battery capacity detection is completed. Thereafter, the deceleration output voltage control is performed as in the first embodiment.
このように、第1充電率P1は満充電状態でなくても、第2充電率P2よりも大きな任意の充電率を設定することよって、交換後のバッテリ2bの満充電容量Qfを検出することができる。この第1充電率P1と第2充電率P2との差が大きいほど、求められるバッテリ2bの満充電容量Qfは正確になる。ただし、第1充電率P1と第2充電率P2との差が大きすぎると、放電制御に要する時間が長くなり実用的ではない。そこで、この第1充電率P1と第2充電率P2とは、求められる満充電容量Qfの精度と検出時間とを考慮して決定することが好ましい。 Thus, even if the first charging rate P 1 is not in the fully charged state, by setting an arbitrary charging rate larger than the second charging rate P 2 , the full charging capacity Q f of the battery 2b after replacement is set. Can be detected. The greater the difference between the first charging rate P 1 and the second charging rate P 2 , the more accurate the required full charge capacity Q f of the battery 2b. However, if the difference between the first charging rate P 1 and the second charging rate P 2 is too large, the time required for the discharge control becomes long and is not practical. Therefore, it is preferable that the first charging rate P 1 and the second charging rate P 2 are determined in consideration of the accuracy of the required full charge capacity Q f and the detection time.
1a 電気負荷
2 バッテリ
21 電流センサ(電流検出手段)
3 発電機
4 コントローラ
5 出力電圧制御部(電圧制御手段)
6 交換検出部
8 開放電圧特性記憶部
9 満充電判定部(満充電状態判定手段)
10 充放電量算出部
11 満充電容量算出部(容量算出手段)
12 満充電容量記憶部(容量記憶手段)
14 減速状態検出部
3
6 Exchange detection unit 8 Open-circuit voltage characteristic storage unit 9 Full charge determination unit (full charge state determination means)
10 Charge / Discharge
12 Fully charged capacity storage (capacity storage means)
14 Deceleration state detector
Claims (3)
上記電流検出手段で検出される充放電電流を積算することによって上記バッテリの充放電量を算出する充放電量算出手段と、
上記バッテリの満充電容量を記憶する容量記憶手段と、を備えたバッテリの容量検出装置であって、
エンジンによって駆動されて、上記バッテリ及び車両用電気負荷に電力を供給する発電機の出力電圧を制御する電圧制御手段と、
上記バッテリが交換されたことを検出する交換検出手段と、
上記バッテリの端子開放電圧と充電率との関係である開放電圧特性を記憶する開放電圧特性記憶手段と、
上記バッテリの略満充電時の容量である満充電容量を算出する容量算出手段と、をさらに備え、
上記電圧制御手段は、上記交換検出手段によってバッテリ交換が検出されたときには、上記開放電圧記憶手段に記憶された開放電圧特性に基づいて、上記発電機の出力電圧を所定の第1充電率に相当するバッテリの端子開放電圧に一致する電圧に設定した後に、該第1充電率よりも低い第2充電率に相当するバッテリの端子開放電圧に一致する電圧に設定する、上記バッテリの放電制御を行い、
上記充放電量算出手段は、上記電圧制御手段によって放電制御が実行されている間に、上記電流検出手段により検出された放電電流を積算することによって、バッテリから放電された制御放電量を算出し、
上記容量算出手段は、上記第1充電率と第2充電率との差と、上記制御放電量とから、交換後のバッテリの満充電容量を算出し、
上記容量記憶手段は、上記容量算出手段によって算出された交換後のバッテリの満充電容量を記憶することを特徴とするバッテリの容量検出装置。 Current detection means for detecting a charge / discharge current of a battery mounted on the vehicle;
Charge / discharge amount calculation means for calculating the charge / discharge amount of the battery by integrating the charge / discharge current detected by the current detection means;
Capacity storage means for storing the full charge capacity of the battery, and a battery capacity detection device comprising:
Voltage control means for controlling the output voltage of a generator driven by an engine to supply power to the battery and the electric load for the vehicle;
Replacement detection means for detecting that the battery has been replaced;
An open-circuit voltage characteristic storage means for storing an open-circuit voltage characteristic that is a relationship between the terminal open-circuit voltage and the charging rate of the battery;
Capacity calculation means for calculating a full charge capacity which is a capacity at the time of substantially full charge of the battery, further comprising:
When the battery detection is detected by the replacement detection means, the voltage control means corresponds to the output voltage of the generator corresponding to a predetermined first charging rate based on the open voltage characteristics stored in the open voltage storage means. After the battery is set to a voltage that matches the terminal open voltage of the battery, the battery discharge control is performed, which is set to a voltage that matches the battery terminal open voltage corresponding to the second charge rate lower than the first charge rate. ,
The charge / discharge amount calculation means calculates a control discharge amount discharged from the battery by integrating the discharge current detected by the current detection means while the voltage control means is executing discharge control. ,
The capacity calculation means calculates the full charge capacity of the battery after replacement from the difference between the first charge rate and the second charge rate and the control discharge amount,
The battery capacity detection device stores the full charge capacity of the battery after replacement calculated by the capacity calculation means.
上記電流検出手段で検出される充放電電流を積算することによって上記バッテリの充放電量を算出する充放電量算出手段と、
上記バッテリの満充電容量を記憶する容量記憶手段と、を備えたバッテリの容量検出装置であって、
エンジンによって駆動されて、上記バッテリ及び車両用電気負荷に電力を供給する発電機の出力電圧を制御する電圧制御手段と、
上記バッテリが交換されたことを検出する交換検出手段と、
上記バッテリの端子開放電圧と充電率との関係である開放電圧特性を記憶する開放電圧特性記憶手段と、
上記バッテリの略満充電時の容量である満充電容量を算出する容量算出手段と、
上記電流検出手段で検出される充放電電流に基づいてバッテリの満充電状態を判定する満充電状態判定手段と、をさらに備え、
上記電圧制御手段は、上記交換検出手段によってバッテリ交換が検出されたときには、上記満充電状態判定手段によってバッテリが満充電状態にあることが判定されてから、上記開放電圧記憶手段に記憶された開放電圧特性に基づいて、上記発電機の出力電圧を満充電状態よりも低い所定の充電率に相当するバッテリの端子開放電圧に一致する電圧に設定する、上記バッテリの放電制御を行い、
上記充放電量算出手段は、上記電圧制御手段によって放電制御が実行されている間に、上記電流検出手段により検出された放電電流を積算することによって、バッテリから放電された制御放電量を算出し、
上記容量算出手段は、満充電と上記所定の充電率との差と、上記制御放電量とから、交換後のバッテリの満充電容量を算出し、
上記容量記憶手段は、上記容量算出手段によって算出された交換後のバッテリの満充電容量を記憶することを特徴とするバッテリの容量検出装置。 Current detection means for detecting a charge / discharge current of a battery mounted on the vehicle;
Charge / discharge amount calculation means for calculating the charge / discharge amount of the battery by integrating the charge / discharge current detected by the current detection means;
Capacity storage means for storing the full charge capacity of the battery, and a battery capacity detection device comprising:
Voltage control means for controlling the output voltage of a generator driven by an engine to supply power to the battery and the electric load for the vehicle;
Replacement detection means for detecting that the battery has been replaced;
An open-circuit voltage characteristic storage means for storing an open-circuit voltage characteristic that is a relationship between the terminal open-circuit voltage and the charging rate of the battery;
Capacity calculation means for calculating a full charge capacity that is a capacity at the time of substantially full charge of the battery;
A full charge state determination unit that determines a full charge state of the battery based on the charge / discharge current detected by the current detection unit;
When the battery detection is detected by the replacement detection means, the voltage control means determines that the battery is in a fully charged state by the full charge state determination means, and then opens the open voltage stored in the open voltage storage means. Based on the voltage characteristics, the output voltage of the generator is set to a voltage that matches the terminal open voltage of the battery corresponding to a predetermined charging rate lower than the fully charged state, and the battery discharge control is performed.
The charge / discharge amount calculation means calculates a control discharge amount discharged from the battery by integrating the discharge current detected by the current detection means while the voltage control means is executing discharge control. ,
The capacity calculation means calculates the full charge capacity of the battery after replacement from the difference between the full charge and the predetermined charge rate and the control discharge amount,
The battery capacity detection device stores the full charge capacity of the battery after replacement calculated by the capacity calculation means.
車両の減速を検出する減速状態検出手段と、を備え、
上記電圧制御手段は、
上記減速状態検出手段の検出結果と、上記容量記憶手段に記憶されているバッテリの満充電容量とに基づいて、上記車両が減速状態にないときには、上記発電機の出力電圧を上記バッテリへの充電が抑制される第1電圧に制御する一方、車両が減速状態にあるときには、上記出力電圧を上記バッテリへの充電が促進される第2電圧に制御する、減速時出力電圧制御を行うと共に、
上記交換検出手段によってバッテリの交換が検出されたときには、その検出後、上記容量検出手段によって該交換されたバッテリの満充電容量が検出されるまでの間、上記減速時出力電圧制御を禁止することを特徴とする発電装置。 The battery capacity detection device according to claim 1 or 2,
A deceleration state detecting means for detecting deceleration of the vehicle,
The voltage control means is
Based on the detection result of the deceleration state detection means and the full charge capacity of the battery stored in the capacity storage means, when the vehicle is not in the deceleration state, the output voltage of the generator is charged to the battery. While the vehicle is in a decelerating state, the output voltage is controlled to a second voltage that promotes charging of the battery.
When the replacement detection means detects the replacement of the battery, the output voltage control during deceleration is prohibited after the detection until the full charge capacity of the replaced battery is detected by the capacity detection means. A power generator characterized by the above.
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