JP2007221868A - Battery charging apparatus and battery charging method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バッテリ充電装置、およびバッテリ充電方法に関し、特に車両のバッテリを充電するバッテリ充電装置、およびバッテリ充電方法に関する。 The present invention relates to a battery charging device and a battery charging method, and more particularly to a battery charging device and a battery charging method for charging a vehicle battery.
近年、急速な自動車普及に伴って自動車の快適性・安全性・利便性の向上に対するニーズが高まっている。そのため、自動車に取り付けられるエアコンやナビゲーションなどの車載電装品が急増している。それによって、バッテリの負荷が増大し、電圧低下や劣化などのバッテリの状態に応じた充電制御が必要になってきている。そこで、バッテリに対して過充電にならないように、満充電近辺の電圧に到達した場合には電流を可変させる充電制御を行うバッテリ充電装置が提案されている(特許文献1参照)。
しかし、上記文献に示すバッテリ充電装置では、バッテリ電圧が満充電近辺の電圧に到達するまでは通常通りの充電制御を行うため、それまでの間は、バッテリの劣化度に応じた充電がされず、バッテリ上がりを生じるおそれがあるという問題があった。 However, since the battery charging device shown in the above document performs normal charging control until the battery voltage reaches a voltage near full charge, charging according to the degree of deterioration of the battery is not performed until then. There is a problem that the battery may run out.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、バッテリの劣化度に応じた最適な充電制御を行うことが可能なバッテリ充電装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a battery charging apparatus capable of performing optimal charging control according to the degree of deterioration of the battery.
本発明では上記問題を解決するために、車両のバッテリを充電するバッテリ充電装置において、前記バッテリの劣化度を検出するバッテリ劣化度検出手段と、前記バッテリを充電する充電量を算出するバッテリ充電量算出手段と、前記バッテリ劣化度検出手段が検出した前記劣化度に応じて前記充電量を補正する充電量補正手段とを有することを特徴とするバッテリ充電装置が提供される。 In the present invention, in order to solve the above problem, in a battery charging apparatus for charging a battery of a vehicle, a battery deterioration level detecting means for detecting a deterioration level of the battery and a battery charge amount for calculating a charge amount for charging the battery. There is provided a battery charging device comprising: a calculating means; and a charge amount correcting means for correcting the charge amount according to the degree of deterioration detected by the battery deterioration degree detecting means.
これにより、バッテリ劣化度検出手段が、バッテリの劣化度を検出する。バッテリ充電量算出手段が、バッテリを充電する充電量を算出する。充電量補正手段が、バッテリ劣化度検出手段が検出した劣化度に応じて充電量を補正する。 Thereby, the battery deterioration degree detecting means detects the deterioration degree of the battery. The battery charge amount calculation means calculates a charge amount for charging the battery. The charge amount correcting means corrects the charge amount according to the degree of deterioration detected by the battery deterioration degree detecting means.
本発明のバッテリ充電装置によれば、バッテリの劣化度を検出するとともに、バッテリを満充電するための充電量を算出する。そして、検出した劣化度に応じた補正値を補正値記憶手段から取得し、充電量を補正するようにした。 According to the battery charger of the present invention, the degree of deterioration of the battery is detected, and the amount of charge for fully charging the battery is calculated. And the correction value according to the detected deterioration degree is acquired from the correction value storing means, and the charge amount is corrected.
したがって、バッテリの劣化度に応じた充電により、劣化したことによって充電しにくくなったバッテリに対しても適切な充電がなされ、バッテリ上がりを防止することが可能となる。 Therefore, by charging according to the degree of deterioration of the battery, it is possible to appropriately charge the battery that has become difficult to be charged due to deterioration, and it is possible to prevent the battery from rising.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に適用される発明の概念図である。図1に示すように、バッテリ充電装置1、バッテリ2、およびオルタネータ3がそれぞれ接続されている。バッテリ充電装置1は、バッテリ劣化度検出手段1a、バッテリ充電量算出手段1b、補正値記憶手段1c、および充電量補正手段1dを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram of the invention applied to this embodiment. As shown in FIG. 1, a
バッテリ劣化度検出手段1aは、バッテリ2の劣化度を検出する。バッテリ充電量算出手段1bは、バッテリ2を満充電にするために必要な充電量を算出する。補正値記憶手段1cは、バッテリ2の劣化度に応じて充電量を補正するための補正値をあらかじめ記憶している。充電量補正手段1dは、バッテリ劣化度検出手段1aからバッテリ2の劣化度を受け取ると、補正値記憶手段1cから劣化度に応じた補正値を読み出す。そして、バッテリ充電量算出手段1bが算出した充電量と補正値を乗算することによって充電量を補正する。オルタネータ3は、充電量補正手段1dが補正した充電量に応じて発電を行い、バッテリ2に対して充電を行う。
The battery deterioration level detection means 1 a detects the deterioration level of the
これにより、バッテリ劣化度検出手段1aがバッテリ2の劣化度を検出し、バッテリ充電量算出手段1bがバッテリ2を満充電にするために必要な充電量を算出する。補正値記憶手段1cにあらかじめ記憶された劣化度に応じた補正値によって充電量を補正するので、バッテリ2が劣化によって電流受け入れ能力が低下していることを考慮し、補正によってかさ上げした充電量をオルタネータ3が発電し、バッテリ2に対して充電を行う。したがって、劣化したことによって充電しにくくなったバッテリに対しても適切な充電がなされ、バッテリ上がりを防止することが可能となる。
Thereby, the battery deterioration degree detection means 1a detects the deterioration degree of the
次に、本発明に係る一実施形態のバッテリ充電装置をマスタECUに適用した場合の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図2は、本実施の形態に係るシステム構成例を示す図である。図2に示すように、マスタECU(Electronic Control Unit)10、バッテリ20、およびオルタネータ(ALT)30がバス40を介して接続されている。また、マスタECU10には、ナビゲーション50が接続されており、バッテリ20には、電圧計21、電流計22、および液温計23が接続されている。
Next, an embodiment in which the battery charging device of one embodiment according to the present invention is applied to a master ECU will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a diagram illustrating a system configuration example according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, a master ECU (Electronic Control Unit) 10, a battery 20, and an alternator (ALT) 30 are connected via a bus 40. In addition, a
マスタECU10は、電圧計21と電流計22からバッテリ20の電圧と電流を検出し、バッテリ20の実内部抵抗を算出する。また、マスタECU10は、液温計23からバッテリ20のバッテリ液温度を検出する。そして、バッテリ液温度に対応づけてあらかじめ記憶されており、バッテリ20が正常とされる理論内部抵抗を取得する。また、実内部抵抗と理論内部抵抗を比較することによって、バッテリ20の劣化度を検出する。
Master
そして、バッテリ容量、バッテリ20の目標充電電圧、および検出した電圧からバッテリ20を満充電にするための電気量を算出し、劣化度で補正することによってバッテリ20に充電すべき電気量を算出する。 Then, the amount of electricity for fully charging the battery 20 is calculated from the battery capacity, the target charging voltage of the battery 20, and the detected voltage, and the amount of electricity to be charged in the battery 20 is calculated by correcting the amount of deterioration. .
また、マスタECU10は、車両の走行状態を検出することもできる。マスタECU10には、走行状態とバッテリ20のバッテリ液温度に対応づけてバッテリ20が発電すべき電圧および電流があらかじめ記憶されている。マスタECU10は、検出した走行状態とバッテリ液温度からバッテリ20が発電すべき電圧および電流を算出し、算出した電圧および電流を劣化度に応じて補正する。そして、補正後の電圧および電流からオルタネータ30が出力すべき仕事量を算出し、オルタネータ30に対して指示を行う。
The master ECU 10 can also detect the running state of the vehicle. The
図3は、本実施の形態に用いるマスタECUのハードウェア構成例を示す図である。図3に示すように、マスタECU10は、マイクロコンピュータ(マイコン)11、I/F(InterFace)12、およびバス13を備えており、I/F12を介して、たとえば外部のバス40と接続されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the master ECU used in the present embodiment. As shown in FIG. 3, the master ECU 10 includes a microcomputer 11, an I / F (InterFace) 12, and a
マイコン11は、CPU(Central Processing Unit)11a、ROM(Read Only Memory)11b、およびRAM(Random Access Memory)11cを有している。マスタECU10は、CPU11aによって装置全体が制御されている。CPU11aには、マイコン11の内部のバス11dを介してROM11bおよびRAM11cが接続されている。
The microcomputer 11 includes a CPU (Central Processing Unit) 11a, a ROM (Read Only Memory) 11b, and a RAM (Random Access Memory) 11c. As for master ECU10, the whole apparatus is controlled by CPU11a. A
RAM11cには、CPU11aに実行させるOS(Operating System)のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM11cには、CPU11aによる処理に必要な各種データが保存される。ROM11bには、OSやアプリケーションプログラムが格納される。
The
なお、マスタECU10のハードウェアは、図3に示した構成に限るものではない。たとえば、バス13にROMを接続し、このROMにOSやアプリケーションプログラムを格納するようにしてもよい。また、バス13にRAMを接続し、このRAMにデータを一時的に保持するようにしてもよい。以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。
Note that the hardware of the master ECU 10 is not limited to the configuration shown in FIG. For example, a ROM may be connected to the
次に、マスタECU10が有する処理機能について説明する。
図4は、本実施の形態のマスタECUの処理機能を示す図である。図4に示すように、マスタECU10は、バッテリ状態検出部10a、内部抵抗算出部10b、内部抵抗記憶部10c、劣化度算出部10d、バッテリ情報記憶部10e、電気量算出部10f、補正値記憶部10g、充電量補正部10h、時間算出部10i、電流決定部10j、走行状態検出部10k、電圧特性記憶部10l、電流特性記憶部10m、および電圧・電流決定部10nを有している。
Next, processing functions of the master ECU 10 will be described.
FIG. 4 is a diagram showing processing functions of the master ECU of the present embodiment. As shown in FIG. 4, the
バッテリ状態検出部10aは、バッテリ20に接続されている電圧計21、電流計22、および液温計23からバッテリ20の電圧、電流、およびバッテリ液温度を検出する。バッテリ状態検出部10aは、エンジン始動信号がONの間、バッテリ20に接続されている電圧計21、電流計22、および液温計23から一定のサンプリング周期でバッテリ20の電圧、電流、およびバッテリ液温度をサンプリングする。エンジン始動信号と、電圧と電流のサンプリングの関係を図5に示す。
The battery
図5は、エンジン始動信号と電圧、電流のサンプリングの様子を示した図である。図5(A)は、エンジン始動信号を示す図であり、図5(B)は、電圧の変化と、サンプリングの様子を示す図であり、図5(C)は、電流の変化と、サンプリングの様子を示す図である。図5(A)に示すように、エンジン始動信号がONされると、図5(B)、(C)に示すように、一定周期で電圧と電流がサンプリングされる。電流と電圧は、エンジン始動信号がONされている間にn回のサンプリングが行われ、1回目に検出された電圧、電流をそれぞれV1、I1とし、2回目に検出された電圧、電流をそれぞれV2、I2とし、3回目に検出された電圧、電流をそれぞれV3、I3とし、n回目に検出された電圧、電流をそれぞれVn、Inとする。なお、エンジン始動信号がONされている状態とは、スタータが駆動している状態を示す。 FIG. 5 is a diagram showing how the engine start signal, voltage, and current are sampled. FIG. 5A is a diagram showing an engine start signal, FIG. 5B is a diagram showing a change in voltage and a state of sampling, and FIG. 5C is a diagram showing a change in current and sampling. FIG. As shown in FIG. 5 (A), when the engine start signal is turned on, the voltage and current are sampled at a constant period as shown in FIGS. 5 (B) and 5 (C). The current and voltage are sampled n times while the engine start signal is ON, and the voltage and current detected at the first time are V 1 and I 1 , respectively. was a V 2, I 2, respectively, the voltage detected in the third time, current and V 3, I 3 respectively, the voltage detected at the n-th, current respectively V n, and I n. Note that the state where the engine start signal is ON indicates a state where the starter is driven.
図4に戻り、マスタECU10の処理機能を説明する。
内部抵抗算出部10bは、バッテリ状態検出部10aからバッテリ20の電圧と電流を受け取り、内部抵抗を算出する。たとえば、バッテリ状態検出部10aがサンプリングした各電圧と電流から以下に示す式(1)〜(3)を用いて各サンプリングにおける内部抵抗を算出し、式(4)を用いて各サンプリングにおける内部抵抗を平均することによって実内部抵抗を算出する。
Returning to FIG. 4, the processing function of the
The internal
R1=(V2−V1)/(I2−I1) ……(1)
R2=(V3−V2)/(I3−I2) ……(2)
・・・
Rn-1=(Vn−Vn-1)/(In−In-1) ……(3)
R=(R1+R2+・・・+Rn-1)/(n−1) ……(4)
内部抵抗記憶部10cには、バッテリ20が正常であるときの理論内部抵抗がバッテリ液温度に対応づけてあらかじめ記憶されている。
R 1 = (V 2 −V 1 ) / (I 2 −I 1 ) (1)
R 2 = (V 3 −V 2 ) / (I 3 −I 2 ) (2)
...
R n-1 = (V n −V n−1 ) / (I n −I n−1 ) (3)
R = (R 1 + R 2 +... + R n-1 ) / (n-1) (4)
The internal
劣化度算出部10dは、内部抵抗算出部10bから内部抵抗を受け取ると、バッテリ状態検出部10aからバッテリ液温度を受け取る。バッテリ液温度も、電圧および電流と同様に、エンジン始動信号がONされている間にn回サンプリングされる。
When the deterioration
1回目のバッテリ液温度をT1とし、2回目のバッテリ液温度をT2とし、n回目のバッテリ液温度をTnとすると、以下に示す式(5)を用いて検出した各サンプリングにおけるバッテリ液温度を平均することによってバッテリ液温度を求める。 The first battery fluid temperature as T 1, the second battery fluid temperature as T 2, when the n-th battery liquid temperature is T n, the battery at each sampling detected using Equation (5) below The battery liquid temperature is determined by averaging the liquid temperature.
T=(T1+T2+・・・+Tn)/n ……(5)
そして、劣化度算出部10dは、内部抵抗記憶部10cから求めたバッテリ液温度に対応する理論内部抵抗を受け取り、算出された実内部抵抗と、あらかじめ記憶されていた理論内部抵抗とを比較することによって劣化度を算出する。劣化度を算出するときに用いるグラフを図6に示す。
T = (T 1 + T 2 +... + T n ) / n (5)
Then, the deterioration
図6は、バッテリ液温度と内部抵抗の関係を示す図である。図6に示すように、液温度−内部抵抗グラフ60は、バッテリ液温度によって内部抵抗が変化し、バッテリ液温度が低くなると内部抵抗が急激に増加することを示している。 FIG. 6 is a diagram showing the relationship between battery liquid temperature and internal resistance. As shown in FIG. 6, the liquid temperature-internal resistance graph 60 indicates that the internal resistance changes depending on the battery liquid temperature, and the internal resistance rapidly increases as the battery liquid temperature decreases.
また、実線で示したグラフは、バッテリ20が正常であるときのバッテリ液温度と内部抵抗の関係を示すグラフであり、破線で示したグラフは、バッテリ20が劣化しているときのバッテリ液温度と内部抵抗の関係を示すグラフである。バッテリ液温度が同じであるとき、バッテリ20が劣化すると内部抵抗が増加することを示している。 The graph indicated by the solid line is a graph showing the relationship between the battery liquid temperature and the internal resistance when the battery 20 is normal, and the graph indicated by the broken line is the battery liquid temperature when the battery 20 is deteriorated. It is a graph which shows the relationship between and internal resistance. It shows that when the battery liquid temperature is the same, the internal resistance increases when the battery 20 deteriorates.
この実線で示したグラフと、破線で示したグラフの偏差がバッテリ20の劣化度を示しているといえる。つまり、劣化度算出部10dは、内部抵抗算出部10bが算出した内部抵抗と、内部抵抗記憶部10cにあらかじめ記憶されている内部抵抗がどのくらい離れているかをみることによって、バッテリ20の劣化度を算出する。
It can be said that the deviation between the graph indicated by the solid line and the graph indicated by the broken line indicates the degree of deterioration of the battery 20. That is, the deterioration
図4に戻り、マスタECU10の処理機能を説明する。
バッテリ情報記憶部10eは、バッテリ20の目標バッテリ電圧とバッテリ容量が記憶されている。なお、目標バッテリ電圧とは、バッテリ20を充電するときのバッテリ電圧の目標値である。
Returning to FIG. 4, the processing function of the
The battery
電気量算出部10fは、ナビゲーション50に目的地が設定されると、バッテリ情報記憶部10eから目標バッテリ電圧とバッテリ容量を受け取り、バッテリ20に充電すべき電気量(バッテリ20が満充電になるのに必要な電気量)を算出する。
When the destination is set in the
補正値記憶部10gには、オルタネータ30が発電すべき電流と電圧をバッテリ20の劣化度に応じて補正する補正値が、劣化度に対応づけてあらかじめ記憶されている。また、バッテリ20が満充電になるのに必要な電気量をバッテリ20の劣化度に応じて補正する補正値が、劣化度に対応づけてあらかじめ記憶されている。劣化度から補正値を求めるときに用いるグラフを図7に示す。
In the correction
図7は、バッテリの劣化度と補正値の関係の一例を示す図である。図7に示すように、劣化度−補正値グラフ61は、劣化度によって補正値が変化し、劣化度が低くなると補正値が小さくなることを示している。なお、劣化度が0になると、補正値は1になる。つまり、劣化がない場合には、電気量算出部10f、および電圧・電流決定部10nが決定した電気量、電圧、および電流を補正する必要がない。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the relationship between the deterioration degree of the battery and the correction value. As shown in FIG. 7, the deterioration level-correction value graph 61 shows that the correction value changes depending on the deterioration level, and the correction value decreases as the deterioration level decreases. When the degree of deterioration becomes 0, the correction value becomes 1. That is, when there is no deterioration, it is not necessary to correct the electric quantity, voltage, and current determined by the electric
図4に戻り、マスタECU10の処理機能を説明する。
充電量補正部10hは、劣化度算出部10dから劣化度を受け取ると、補正値記憶部10gから劣化度に応じた補正値を受け取る。そして、電気量算出部10fが算出した電気量を、補正値記憶部10gから受け取った補正値によって補正する。
Returning to FIG. 4, the processing function of the
When the charge
また、電圧・電流決定部10nからオルタネータ30が発電すべき電圧、電流を受け取ったときは、受け取った電圧と電流を補正値記憶部10gから読み出した劣化度に応じた補正値によって補正し、オルタネータ30に補正後の電圧、電流を発電するように指示する。なお、電圧・電流決定部10nについては後述する。
When the voltage / current to be generated by the
時間算出部10iは、現在地からナビゲーション50に設定された目的地までの行程情報からどのくらいの時間充電が出来るかを算出する。行程情報とは、たとえば現在地から目的地までの距離、および充電しにくい上り坂の距離の情報である。ナビゲーション50に対して目的地が設定され、経路が決定すると、目的地までの距離から目的地までの所要時間が算出される。算出された全行程に要する所要時間から、充電しにくい上り坂を走行する時間を減算することによって充電可能な時間を算出することができる。
The
電流決定部10jは、充電量補正部10hから補正後の電気量と、時間算出部10iが算出した充電できる時間を受け取ると、それぞれを除算することにより、時間あたりにオルタネータ30が発電すべき電流を算出する。
When the
走行状態検出部10kは、車両の走行状態を検出する。たとえば、車両が減速、レーシング、アイドル、定速、もしくは加速のどの状態であるかを検出する。たとえば、車両が加速している場合には、エンジンが発生したエネルギーの多くが車両を加速することに用いられる。
The traveling
一方、車両が減速している場合、もしくはレーシング状態の場合には、エンジンが発生したエネルギーの多くが発電に用いることができる。また、減速している場合には、回生電流を充電に用いることも可能となる。つまり、車両の状態を検出することによって、エンジンが発生したエネルギーをどの程度発電に用いることができるかを検出することができる。 On the other hand, when the vehicle is decelerating or in a racing state, much of the energy generated by the engine can be used for power generation. Further, when the vehicle is decelerating, the regenerative current can be used for charging. In other words, it is possible to detect how much energy generated by the engine can be used for power generation by detecting the state of the vehicle.
電圧特性記憶部10lには、オルタネータ30が発電すべき電圧が、バッテリ液温度に対応づけてあらかじめ記憶されている。電流特性記憶部10mには、オルタネータ30が発電すべき電流が、バッテリ液温度に対応づけてあらかじめ記憶されている。
In the voltage
電圧・電流決定部10nは、走行状態検出部10kから車両の走行状態を受け取り、バッテリ状態検出部10aからバッテリ液温度を受け取ると、電圧特性記憶部10lに記憶されている走行状態に対応する電圧の特性を示すグラフを用いて、オルタネータ30が発電すべき電圧を決定する。また、電流特性記憶部10mに記憶されている走行状態に対応する電流の特性を示すグラフを用いて、オルタネータ30が発電すべき電流を決定する。電圧・電流決定部10nが車両の走行状態とバッテリ液温度から電圧もしくは電流を決定するときに用いる特性グラフを図8、9に示す。
When the voltage /
図8は、バッテリ液温度とオルタネータが発電すべき電圧の関係を示す図である。図8に示すように、液温度−電圧グラフ62は、バッテリ液温度によってオルタネータ30が発電すべき電圧が変化することを示している。また、3つのグラフはそれぞれ上から、車両が減速・レーシング時、アイドル・定速時、および加速時のバッテリ液温度とオルタネータ30が発電すべき電圧の関係を示している。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the battery liquid temperature and the voltage to be generated by the alternator. As shown in FIG. 8, the liquid temperature-voltage graph 62 shows that the voltage that the
車両が減速・レーシング時は、エンジンが出力するエネルギーを車両の推進力として消費する必要がなくなるので、オルタネータ30を駆動するエネルギーとして十分に使うことができる。したがって、減速・レーシング時は、オルタネータ30が発電すべき電圧が高く設定されている。一方、車両が加速時は、エンジンが出力するエネルギーを車両の推進力として消費することが優先されるので、オルタネータ30を駆動するエネルギーとして十分ではない。したがって、加速時は、オルタネータ30が発電すべき電圧が低く設定されている。また、車両の減速・レーシング時、アイドル・定速時、および加速時のいずれにおいても、バッテリ液温度が低くなると、オルタネータ30が発電すべき電圧が高くなる。
When the vehicle decelerates and races, it is not necessary to consume the energy output from the engine as the driving force of the vehicle, so that it can be sufficiently used as the energy for driving the
図9は、バッテリ液温度とオルタネータが発電すべき電流の関係を示す図である。図9に示すように、液温度−電流グラフ63は、バッテリ液温度によってオルタネータ30が発電すべき電流が変化することを示している。また、図8に示した液温度−電圧グラフ62と同様に、3つのグラフはそれぞれ上から、車両が減速・レーシング時、アイドル・定速時、および加速時のバッテリ液温度とオルタネータ30が発電すべき電流の関係を示している。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the battery liquid temperature and the current to be generated by the alternator. As shown in FIG. 9, the liquid temperature-current graph 63 shows that the current that the
車両が減速・レーシング時は、エンジンが出力するエネルギーを車両の推進力として消費する必要がなくなるので、オルタネータ30を駆動するエネルギーとして十分に使うことができる。したがって、減速・レーシング時は、オルタネータ30が発電すべき電流が高く設定されている。
When the vehicle decelerates and races, it is not necessary to consume the energy output from the engine as the driving force of the vehicle, so that it can be sufficiently used as the energy for driving the
一方、車両が加速時は、エンジンが出力するエネルギーを車両の推進力として消費することが優先されるので、オルタネータ30を駆動するエネルギーとして十分ではない。したがって、加速時は、オルタネータ30が発電すべき電流が低く設定されている。また、車両の減速・レーシング時、アイドル・定速時、および加速時のいずれにおいても、バッテリ液温度が低くなると、オルタネータ30が発電すべき電流が高くなる。
On the other hand, when the vehicle is accelerating, priority is given to consuming the energy output from the engine as the driving force of the vehicle, so that the energy for driving the
次に、補正値記憶部10gに記憶されているデータの具体例について説明する。
図10は、補正値記憶部に記憶されている補正値テーブルのデータ構造を示す図である。図10に示すように、補正値テーブル64には、偏差と補正値の欄が設けられている。各欄の縦方向に並べられた情報同士が互いに関連づけられている。偏差の欄には、図6に示した液温度−内部抵抗グラフ60の偏差が0mΩから2mΩ間隔で10mΩまで設定されている。また、補正値の欄には、1から0.1間隔で1.5まで設定されている。
Next, a specific example of data stored in the correction
FIG. 10 is a diagram illustrating a data structure of a correction value table stored in the correction value storage unit. As shown in FIG. 10, the correction value table 64 has columns of deviation and correction value. Information arranged in the vertical direction of each column is associated with each other. In the deviation column, the deviation of the liquid temperature-internal resistance graph 60 shown in FIG. 6 is set from 0 mΩ to 10 mΩ at intervals of 2 mΩ. In the correction value column, 1 is set to 1.5 at intervals of 0.1.
以上のような機能およびデータを有しているマスタECU10により、以下の処理が行われる。
図11は、マスタECUによるバッテリの劣化度を算出する処理の手順を示すフローチャートである。以下、図11に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
The following processing is performed by the
FIG. 11 is a flowchart showing a procedure of processing for calculating the degree of deterioration of the battery by the master ECU. In the following, the process illustrated in FIG. 11 will be described in order of step number.
〔ステップS11〕バッテリ状態検出部10aは、エンジンが始動しているか否かを判断する。エンジンが始動している場合には、処理をステップS12へ進め、始動していない場合には、処理を終了する。
[Step S11] The
〔ステップS12〕バッテリ状態検出部10aは、電圧計21、電流計22、および液温計23からバッテリ20の電圧、電流、およびバッテリ液温度を検出する。
〔ステップS13〕内部抵抗算出部10bは、バッテリ状態検出部10aが検出した電圧と電流を取得すると、バッテリ20の内部抵抗を算出する。劣化度算出部10dは、バッテリ状態検出部10aが検出したバッテリ液温度を取得する。そして、内部抵抗記憶部10cに記憶されている、バッテリ状態検出部10aから取得したバッテリ液温度に対応する理論内部抵抗を取得する。そして、劣化度算出部10dは、算出内部抵抗から理論内部抵抗を減算して求まる偏差から劣化度を算出する。
[Step S12] The
[Step S13] The
以上のようにして劣化度を算出し、劣化度に応じた補正値を用いて充電量を補正する処理を図12に示す。
図12は、マスタECUによるバッテリ充電の充電量を制御する処理の手順を示すフローチャートである。以下、図12に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
FIG. 12 shows a process for calculating the deterioration level as described above and correcting the charge amount using a correction value corresponding to the deterioration level.
FIG. 12 is a flowchart showing a procedure of processing for controlling the amount of battery charging performed by the master ECU. In the following, the process illustrated in FIG. 12 will be described in order of step number.
〔ステップS21〕バッテリ状態検出部10aは、ナビゲーション50に目的地が設定されたか否かを判断する。ナビゲーション50に目的地が設定されると現在地から目的地までの経路検索が行われ、経路を決定することにより目的地までの距離および予想時間が算出される。ナビゲーション50に目的地が設定された場合には、処理をステップS22へ進め、設定されていない場合には、処理をステップS25およびステップS27へ進める。
[Step S21] The battery
〔ステップS22〕バッテリ状態検出部10aは、電圧計21からバッテリ20の電圧を検出する。電気量算出部10fは、バッテリ状態検出部10aが検出した電圧を取得する。また、バッテリ情報記憶部10eからバッテリ20の目標バッテリ電圧とバッテリ容量を取得する。そして、取得した電圧、目標バッテリ電圧、およびバッテリ容量から以下に示す式(6)を用いて電気量を算出する。
(目標バッテリ電圧−取得した電圧)×単位ボルトあたりのバッテリ容量=電気量
………(6)
充電量補正部10hは、電気量算出部10fが算出した電気量を取得し、劣化度算出部10dから劣化度を取得すると、補正値記憶部10gから取得した劣化度に応じた補正値を取得する。そして、取得した補正値を乗算することによって電気量を補正する。
[Step S22] The
(Target battery voltage-acquired voltage) x battery capacity per unit volt = quantity of electricity
……… (6)
When the charge
〔ステップS23〕時間算出部10iは、現在地からナビゲーション50に設定された目的地までの行程情報からどのくらいの時間充電が出来るかを算出する。行程情報とは、たとえば現在地から目的地までの距離、および充電しにくい上り坂の距離の情報である。行程情報があることにより、全行程に要する所要時間から、充電しにくい上り坂を走行する時間を減算することによって充電可能な時間を算出することができる。
[Step S23] The
〔ステップS24〕電流決定部10jは、充電量補正部10hから補正後の充電量を取得する。また、電流決定部10jは、時間算出部10iから算出した充電時間を取得する。そして、補正後の充電量を充電時間で除算することによって、オルタネータ30が発電すべき電流を決定する。
[Step S24] The
〔ステップS25〕走行状態検出部10kは、車両の走行状態を検出する。
〔ステップS26〕電圧・電流決定部10nは、走行状態検出部10kから車両の走行状態を受け取ると、バッテリ状態検出部10aからバッテリ液温度を受け取る。そして、電圧・電流決定部10nは、液温度−電流グラフ63を用いて、走行状態とバッテリ液温度からオルタネータ30が発電すべき目標電流値を決定する。充電量補正部10hは、劣化度算出部10dから劣化度を受け取り、電圧・電流決定部10nから決定された電流値を受け取ると、受け取った劣化度を用いて電流値を補正する。
[Step S25] The traveling
[Step S26] When the voltage /
〔ステップS27〕走行状態検出部10kは、車両の走行状態を検出する。
〔ステップS28〕電圧・電流決定部10nは、走行状態検出部10kから車両の走行状態を受け取ると、バッテリ状態検出部10aからバッテリ液温度を受け取る。そして、電圧・電流決定部10nは、液温度−電圧グラフ62を用いて、走行状態とバッテリ液温度からオルタネータ30が発電すべき目標電圧値を決定する。充電量補正部10hは、劣化度算出部10dから劣化度を受け取り、電圧・電流決定部10nから決定された電圧値を受け取ると、受け取った劣化度を用いて電圧値を補正する。
[Step S27] The traveling
[Step S28] When the voltage /
〔ステップS29〕充電量補正部10hは、電圧と電流を補正すると、以下に示す式(7)を用いてオルタネータ30が発電すべき発電量を算出する。そして、オルタネータ30に対して算出した発電量を出力するように指示する。
(目標電圧値−バッテリ20の電圧値)×目標電流値=発電量 ……(7)
以上のような処理を行うことによって、算出した電気量、もしくは決定された電圧および電流が、バッテリ20の劣化度に応じて補正されるので、劣化したことによって充電しにくくなったバッテリ20に対しても適切な充電がなされ、バッテリ上がりを防止することが可能となる。
[Step S29] After correcting the voltage and current, the charge
(Target voltage value−Voltage value of battery 20) × Target current value = Power generation amount (7)
By performing the above-described processing, the calculated amount of electricity or the determined voltage and current is corrected according to the degree of deterioration of the battery 20, so that it is difficult to charge the battery 20 due to deterioration. However, it is possible to appropriately charge the battery and prevent the battery from running out.
また、ナビゲーション50から目的地までの走行時間を取得し、算出した電気量を走行時間で除算することにより、目的地までの走行時間でバッテリ20を満充電することができる。また、目的地までの走行時間から充電しにくい上り坂を走行する時間を減算することにより、より好ましく目的地までの走行時間でバッテリ20を満充電することが可能となる。また、走行状態とバッテリ液温度を検出し、走行状態とバッテリ液温度から電流および電圧を決定することによって、バッテリ20に対して走行状態に応じた充電が可能となる。
Further, by obtaining the travel time from the
なお、図12のステップS25からステップS28までの処理を並列に処理するように示しているが、ステップS25とステップS26の処理およびステップS27とステップS28の処理を順番に行ってもよい。 Although the processing from step S25 to step S28 in FIG. 12 is shown to be performed in parallel, the processing of step S25 and step S26 and the processing of step S27 and step S28 may be performed in order.
また、ナビゲーション50が搭載されていない車両は、目的地が設定されていないときと同様に、走行状態に応じて電流と電圧が決定される。また、図12のステップS23において、時間算出部10iが算出する充電時間を、ナビゲーション50に対して目的地が設定された場合に算出される目的地までの所要時間から充電しにくい上り坂を走行する時間を減算した時間として説明したが、車両にあらかじめ組み込まれているリフレッシュ充電時間を充電時間として用いてもよい。なお、リフレッシュ充電時間とは、たとえば1週間に1回オルタネータ30の発電電圧を高い値にして満充電近辺まで充電する時間のことである。
In addition, in a vehicle in which the
リフレッシュ充電時間を充電時間とすることができることによって、ナビゲーション50を搭載していない車両、もしくはナビゲーション50を搭載していても目的地が設定されていない車両に対して、電気量算出部10fが電気量を算出し、充電量補正部10hが電気量を補正し、充電時間をリフレッシュ充電時間として電流決定部10jが電流を決定し、オルタネータ30に対して決定した電流を発電するように制御することも可能となる。また、全行程の走行時間から減算するための充電しにくい道を走行する時間は、充電しにくい状態であれば上り坂を走行する時間とは限らない。
Since the refresh charging time can be set as the charging time, the electric
なお、上記実施例として説明したバッテリ充電装置は、電源マネージメント制御装置やエンジン制御装置に統合されてもよく、あるいは数種類の制御を統合した統合制御装置に備わる機能であってもよい。 Note that the battery charging device described as the above embodiment may be integrated into a power management control device and an engine control device, or may be a function provided in an integrated control device in which several types of control are integrated.
1 バッテリ充電装置
1a バッテリ劣化度検出手段
1b バッテリ充電量算出手段
1c 補正値記憶手段
1d 充電量補正手段
2 バッテリ
3 オルタネータ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記バッテリの劣化度を検出するバッテリ劣化度検出手段と、
前記バッテリを充電する充電量を算出するバッテリ充電量算出手段と、
前記バッテリ劣化度検出手段が検出した前記劣化度に応じて前記充電量を補正する充電量補正手段と、
を有することを特徴とするバッテリ充電装置。 In a battery charger for charging a vehicle battery,
Battery deterioration degree detecting means for detecting the deterioration degree of the battery;
Battery charge amount calculating means for calculating a charge amount for charging the battery;
Charge amount correction means for correcting the charge amount according to the deterioration degree detected by the battery deterioration degree detection means;
A battery charger characterized by comprising:
前記バッテリ劣化度検出手段は、
前記バッテリの電圧と、電流と、温度とを取得するバッテリ状態取得手段と、
前記電圧と、前記電流から前記バッテリの実内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段と、
前記内部抵抗記憶手段から、前記温度に応じた理論内部抵抗を取得し、算出された前記実内部抵抗と比較して、前記劣化度を算出する劣化度算出手段と、
を有することを特徴とする請求項1記載のバッテリ充電装置。 Further comprising internal resistance storage means for storing in advance the theoretical internal resistance at which the battery is normal for each temperature of the battery,
The battery deterioration degree detecting means is
Battery status acquisition means for acquiring the voltage, current and temperature of the battery;
An internal resistance calculating means for calculating an actual internal resistance of the battery from the voltage and the current;
Deterioration degree calculation means for obtaining a theoretical internal resistance corresponding to the temperature from the internal resistance storage means and calculating the deterioration degree in comparison with the calculated actual internal resistance;
The battery charging device according to claim 1, comprising:
前記充電時間と、前記充電量補正手段に補正された補正後充電量とから前記バッテリの満充電に必要な電流値を算出する電流算出手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項1記載のバッテリ充電装置。 Charging time calculating means for calculating a charging time capable of charging the battery;
Current calculation means for calculating a current value necessary for full charge of the battery from the charging time and the corrected charge amount corrected by the charge amount correction means;
The battery charger according to claim 1, further comprising:
前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記走行状態ごとに前記温度に対する前記電圧が記憶されている電圧特性記憶手段と、
前記走行状態ごとに前記温度に対する前記電流が記憶されている電流特性記憶手段と、
前記走行状態検出手段から前記走行状態を取得し、前記バッテリ状態取得手段から前記温度を取得し、前記電圧特性記憶手段から前記走行状態と前記温度とに対応する電圧を決定する電圧決定手段と、
前記走行状態検出手段から前記走行状態を取得し、前記バッテリ状態取得手段から前記温度を取得し、前記電流特性記憶手段から前記走行状態と前記温度とに対応する電流を決定する電流決定手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項2記載のバッテリ充電装置。 The battery charge amount calculating means includes
Traveling state detecting means for detecting the traveling state of the vehicle;
Voltage characteristic storage means in which the voltage with respect to the temperature is stored for each traveling state;
Current characteristic storage means in which the current with respect to the temperature is stored for each traveling state;
Voltage determining means for acquiring the traveling state from the traveling state detecting means, acquiring the temperature from the battery state acquiring means, and determining a voltage corresponding to the traveling state and the temperature from the voltage characteristic storage means;
Current determining means for acquiring the traveling state from the traveling state detecting means, acquiring the temperature from the battery state acquiring means, and determining a current corresponding to the traveling state and the temperature from the current characteristic storage means;
The battery charger according to claim 2, further comprising:
バッテリ劣化度検出手段が、前記バッテリの劣化度を検出するステップと、
バッテリ充電量算出手段が、前記バッテリを充電する充電量を算出するステップと、
充電量補正手段が、前記バッテリ劣化度検出手段が検出した前記劣化度に応じて前記充電量を補正するステップと、
を含むことを特徴とするバッテリ充電方法。
In a battery charging method for charging a vehicle battery,
A step of detecting a degree of deterioration of the battery;
Battery charge amount calculating means calculating a charge amount for charging the battery;
A charge amount correcting unit correcting the charge amount according to the deterioration level detected by the battery deterioration level detecting unit;
The battery charging method characterized by including.
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