JP2015065779A - Battery charge controller for vehicle - Google Patents

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寛 仙田
Hiroshi Senda
寛 仙田
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Daihatsu Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prolong the life of a battery by determining deterioration of the battery accurately, and performing activation early when the battery deteriorated.SOLUTION: Internal resistance of an on-vehicle battery 62 is detected and stored. The increment ΔR of the value Rof battery internal resistance detected latest from the initial value Rof internal resistance detected and stored after installation of the battery 62 is determined, and control for activation of the battery 62 is performed when the increment ΔR goes above a predetermined value ΔR.

Description

本発明は、車両に搭載されるバッテリの充電制御装置に関する。   The present invention relates to a charging control device for a battery mounted on a vehicle.

車両には、内燃機関の出力の一部を利用して発電した電力を蓄え、内燃機関のクランキング用モータやその他電装系に電力を供給するためのバッテリが搭載されている。バッテリが経年劣化すると、バッテリに十分充電できなくなり、クランキング時にクランキング用モータに十分な電力が供給されず、内燃機関の始動を安定かつ迅速に行えなくなる。また、そのために、アイドルストップを行う車両ではアイドルストップが禁止されるという不都合が発生しやすくなる。   A vehicle is equipped with a battery for storing electric power generated by using a part of the output of the internal combustion engine and supplying electric power to a cranking motor of the internal combustion engine and other electrical components. When the battery deteriorates over time, the battery cannot be charged sufficiently, and sufficient electric power is not supplied to the cranking motor during cranking, so that the internal combustion engine cannot be started stably and quickly. For this reason, inconveniences such as idling stop are prohibited in a vehicle that performs idling stop.

そこで、バッテリの経年劣化に伴う性能低下に対処するための手だてがとられる。例えば、クランキング中にバッテリ電圧をサンプリングしてその平均値又は最低値を求め、バッテリの起電圧及びモータ電流をそれぞれ一定と見なしてバッテリの内部抵抗を算出し、その内部抵抗値が所定の判定閾値を上回る場合にバッテリが経年劣化していると判定する。そして、バッテリが経年劣化していると判定した場合には、その後の運転中における発電電圧をより増大させ、バッテリの充電率を常に高く保つようにする(例えば、特許文献1を参照)。   Therefore, steps are taken to cope with the performance degradation accompanying the aging of the battery. For example, the battery voltage is sampled during cranking to determine the average or minimum value, the battery's electromotive voltage and the motor current are considered constant, the battery's internal resistance is calculated, and the internal resistance value is a predetermined determination When the threshold value is exceeded, it is determined that the battery has deteriorated over time. If it is determined that the battery has deteriorated over time, the power generation voltage during the subsequent operation is further increased to keep the battery charge rate high (see, for example, Patent Document 1).

しかし、従前の制御では、バッテリの内部抵抗と比較する判定閾値を固定値としているので、バッテリ、モータ及び回路抵抗等の個体差を無視することとなってその判定の精度が必ずしも高くない。   However, in the conventional control, since the determination threshold value to be compared with the internal resistance of the battery is a fixed value, individual differences such as the battery, motor, and circuit resistance are ignored, and the accuracy of the determination is not necessarily high.

加えて、バッテリの長寿命化を図るべく、バッテリが劣化したときにそのバッテリへの充電量又は印加電圧を平常よりも増大させてバッテリの活性化を行うことが考えられる。   In addition, in order to extend the life of the battery, it is conceivable to activate the battery by increasing the amount of charge or applied voltage to the battery more than normal when the battery deteriorates.

バッテリの活性化は、バッテリが大幅に劣化する前に実行することが望ましい。ところが、既に述べたとおり、バッテリには個体差が存在するので、判定閾値を固定値としていると、バッテリが劣化していると判定された時点で、実際にはバッテリが大幅に劣化している可能性がある。   The activation of the battery is preferably performed before the battery is significantly degraded. However, as described above, since there are individual differences in the battery, when the determination threshold is fixed, when the battery is determined to be deteriorated, the battery is actually greatly deteriorated. there is a possibility.

あるいは、これを回避するべく、判定閾値を予め低く設定しておくこともありえるが、そうすると、劣化していないバッテリを劣化しているものと誤判定しかねない。その結果、アイドルストップ車両において、アイドルストップを実行する機会を奪う懸念がある。   Alternatively, in order to avoid this, the determination threshold value may be set low in advance, but in this case, a battery that has not deteriorated may be erroneously determined to be deteriorated. As a result, there is a concern that in an idle stop vehicle, an opportunity to perform idle stop is taken away.

特開平8−214469号公報JP-A-8-214469

本発明は、バッテリの劣化をより正確に判定し、適時に活性化処理を実施してバッテリの長寿命化を図ることを目的とする。   An object of the present invention is to more accurately determine battery deterioration and implement activation processing in a timely manner to extend the life of the battery.

以上の課題を解決すべく、本発明に係る車両用バッテリ充電制御装置は、以下に述べるような構成を有する。すなわち本発明に係る車両用バッテリ充電制御装置は、車載のバッテリの内部抵抗を検出し、検出したバッテリ内部抵抗を記憶するとともに、直近に検出したバッテリ内部抵抗の値の、当該バッテリの設置後に検出して記憶した内部抵抗の初期値又は過去の所定期間内に検出して記憶した内部抵抗の過去値からの増加幅を求め、その増加幅が所定値を上回る場合にバッテリの活性化のための制御を行う。   In order to solve the above-described problems, a vehicle battery charge control device according to the present invention has a configuration as described below. That is, the vehicle battery charge control device according to the present invention detects the internal resistance of the in-vehicle battery, stores the detected battery internal resistance, and detects the value of the most recently detected battery internal resistance after the installation of the battery. The initial value of the stored internal resistance or the increase range from the past value of the internal resistance detected and stored within a predetermined period in the past is obtained, and if the increase range exceeds the predetermined value, the activation of the battery Take control.

このようなものであれば、検出したバッテリ内部抵抗の値そのものを固定の閾値と比較するのでなく、内部抵抗の増加幅を参照することにより、バッテリ等の個体差を加味してバッテリの劣化の度合いをより精度よく判定することができる。   In such a case, the detected battery internal resistance value itself is not compared with a fixed threshold value, but by referring to the increase range of the internal resistance, the deterioration of the battery can be considered in consideration of individual differences such as the battery. The degree can be determined with higher accuracy.

なお、本発明において、「増加幅」とは、直近に検出したバッテリ内部抵抗の値の初期値又は過去値に対する差だけではなく、増加率や比をも含む概念である。   In the present invention, the “increase width” is a concept including not only the difference between the most recently detected value of the battery internal resistance and the initial value or the past value, but also an increase rate and ratio.

本発明によれば、バッテリの劣化をより正確に判定し、適時に活性化処理を実施してバッテリの長寿命化を図ることができる。   According to the present invention, it is possible to more accurately determine the deterioration of the battery and implement the activation process in a timely manner to extend the battery life.

本発明の一実施形態における内燃機関の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine in an embodiment of the present invention. 同実施形態における電装系の概略的な回路図。The schematic circuit diagram of the electrical equipment system in the embodiment. 同実施形態における電流センサの原理図。The principle figure of the current sensor in the embodiment. 同実施形態における制御装置が実行する処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of the process which the control apparatus in the embodiment performs.

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態における内燃機関は、火花点火式ガソリンエンジンであり、複数の気筒1(図1には、そのうち一つを図示している)を具備している。各気筒1の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ11を設けている。また、各気筒1の燃焼室の天井部に、点火プラグ12を取り付けてある。点火プラグ12は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of an internal combustion engine for a vehicle in the present embodiment. The internal combustion engine in the present embodiment is a spark ignition gasoline engine and includes a plurality of cylinders 1 (one of which is shown in FIG. 1). In the vicinity of the intake port of each cylinder 1, an injector 11 for injecting fuel is provided. A spark plug 12 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 1. The spark plug 12 receives spark voltage generated by the ignition coil and causes spark discharge between the center electrode and the ground electrode.

吸気を供給するための吸気通路3は、外部から空気を取り入れて各気筒1の吸気ポートへと導く。吸気通路3上には、エアクリーナ31、電子スロットルバルブ32、サージタンク33、吸気マニホルド34を、上流からこの順序に配置している。   The intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1. On the intake passage 3, an air cleaner 31, an electronic throttle valve 32, a surge tank 33, and an intake manifold 34 are arranged in this order from the upstream.

排気を排出するための排気通路4は、気筒1内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒1の排気ポートから外部へと導く。この排気通路4上には、排気マニホルド42及び排気浄化用の三元触媒41を配置している。   The exhaust passage 4 for discharging the exhaust guides the exhaust generated as a result of burning the fuel in the cylinder 1 from the exhaust port of each cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42 and an exhaust purification three-way catalyst 41 are disposed on the exhaust passage 4.

図2に概略的に示すように、車両には、内燃機関の始動を行うためのクランキング用モータ61及び複数の電気負荷64、69が搭載されている。電気負荷64、69の具体例としては、内燃機関のクランクシャフトとエアコンディショナの冷媒圧縮用コンプレッサとの間に介在するマグネットクラッチや、エアコンディショナの送風用ブロワ、リアガラスの曇りを取るデフォッガ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステム、照明灯(ヘッドランプ、テールランプ、フォグランプ、ウィンカ(ターンシグナルランプ)等)、冷却水を空冷するラジエータのファン、電動パワーステアリング装置等が挙げられる。   As schematically shown in FIG. 2, a cranking motor 61 and a plurality of electric loads 64 and 69 for starting the internal combustion engine are mounted on the vehicle. Specific examples of the electric loads 64 and 69 include a magnet clutch interposed between the crankshaft of the internal combustion engine and the compressor for compressing the refrigerant of the air conditioner, an air blower for the air conditioner, and a defogger for removing fog from the rear glass. Examples include audio equipment, car navigation systems, illumination lamps (head lamps, tail lamps, fog lamps, blinkers (turn signal lamps), etc.), radiator fans that cool cooling water, and electric power steering devices.

電気負荷64、69への電力供給の源であるオルタネータ63は、内燃機関のクランクシャフトから駆動力の伝達を受けて回転駆動され、発電を行う一種の発電機である。オルタネータ63は、ベルト及びプーリを要素とする巻掛伝動機構等を介してクランクシャフトに接続している。オルタネータ63が発電し出力する電圧の大きさは、レギュレータ65を介して制御することができる。レギュレータ65は、オルタネータ63に付帯するIC式の既知のもので、オルタネータ63のフィールドコイルへの通電をON/OFF切り替えするスイッチング動作を行う。   An alternator 63, which is a source of power supply to the electric loads 64 and 69, is a type of generator that is driven to rotate by receiving a driving force transmitted from a crankshaft of an internal combustion engine and generates electric power. The alternator 63 is connected to the crankshaft via a winding transmission mechanism having a belt and a pulley as elements. The magnitude of the voltage generated and output by the alternator 63 can be controlled via the regulator 65. The regulator 65 is a known IC type attached to the alternator 63 and performs a switching operation for switching ON / OFF the energization of the field coil of the alternator 63.

オルタネータ63の出力電圧、即ちオルタネータ63のステータコイルに誘起される電圧は、フィールドコイルを流れるフィールド電流のDUTY比であるfDUTYに比例して大きくなる。レギュレータ65は、ECU(Electronic Control Unit)0からオルタネータの出力電圧を指令する信号rを受け付け、その指令された出力電圧を実現するようにfDUTYを調節するPWM制御を行う。このPWM制御により、オルタネータ63の発電する電力を増減させることができる。オルタネータ63による発電量、換言すればバッテリ62への充電量及び/または電気負荷への給電量は、fDUTYが高いほど増加し、fDUTYが低いほど減少する。   The output voltage of the alternator 63, that is, the voltage induced in the stator coil of the alternator 63 increases in proportion to fDUTY which is the DUTY ratio of the field current flowing through the field coil. The regulator 65 receives a signal r for instructing an output voltage of an alternator from an ECU (Electronic Control Unit) 0, and performs PWM control for adjusting fDUTY so as to realize the instructed output voltage. With this PWM control, the power generated by the alternator 63 can be increased or decreased. The amount of power generated by the alternator 63, in other words, the amount of charge to the battery 62 and / or the amount of power supplied to the electrical load increases as fDUTY increases and decreases as fDUTY decreases.

広汎に普及している車両用オルタネータ63のレギュレータ65では、オルタネータ63の出力電圧を二段階、例えば14.5Vまたは12.8Vに切り替えることができる。この場合のエンジン制御ECU0は、レギュレータ65に対し、オルタネータ63の出力電圧をHI電位=14.5Vとするか、LO電位=12.8Vとするかを指令する信号rを入力する。   In the regulator 65 of the vehicular alternator 63 that is widely used, the output voltage of the alternator 63 can be switched to two stages, for example, 14.5V or 12.8V. In this case, the engine control ECU 0 inputs to the regulator 65 a signal r that instructs whether the output voltage of the alternator 63 is HI potential = 14.5V or LO potential = 12.8V.

レギュレータ65として、オルタネータ63の出力電圧を所定範囲、例えば12V〜15.5Vの間で連続的に変えることのできるリニアレギュレータを採用することもできる。この場合のエンジン制御ECU0は、レギュレータ65に対し、オルタネータ63の出力電圧を範囲内の何れの値にするかを指令する信号rを入力する。   As the regulator 65, a linear regulator capable of continuously changing the output voltage of the alternator 63 within a predetermined range, for example, between 12V and 15.5V may be employed. In this case, the engine control ECU 0 inputs a signal r that instructs the regulator 65 to set the output voltage of the alternator 63 to any value within the range.

オルタネータ63のLO電位または最低出力電圧は、バッテリ62の電圧以下またはバッテリ62の電圧に近い低電圧に定めることが望ましい。バッテリ電圧はバッテリ62の充電状態等に応じて上下するものの、通常は所定電圧、例えば12V以上である。   The LO potential or minimum output voltage of the alternator 63 is preferably set to a voltage lower than the voltage of the battery 62 or a low voltage close to the voltage of the battery 62. Although the battery voltage varies depending on the state of charge of the battery 62 and the like, it is usually a predetermined voltage, for example, 12 V or more.

オルタネータ63は、内燃機関から見れば機械的な負荷となる。オルタネータ63の出力電圧がバッテリ62の電圧を超越するとき、バッテリ62が充電され、かつオルタネータ63から電気負荷に電力が供給される。つまり、オルタネータ63がクランクシャフトの回転のエネルギを費やして電気エネルギを生成する仕事をする。バッテリ62への充電量及び電気負荷への給電量は、オルタネータ63の出力電圧とバッテリ電圧との電位差に依存する。   The alternator 63 becomes a mechanical load when viewed from the internal combustion engine. When the output voltage of the alternator 63 exceeds the voltage of the battery 62, the battery 62 is charged and power is supplied from the alternator 63 to the electric load. That is, the alternator 63 performs the work of generating electric energy by consuming energy of rotation of the crankshaft. The amount of charge to the battery 62 and the amount of power supplied to the electrical load depend on the potential difference between the output voltage of the alternator 63 and the battery voltage.

逆に、オルタネータ63の出力電圧がバッテリ電圧に満たないか、バッテリ電圧に近いときには、バッテリ62が充電されず、またオルタネータ63からは電気負荷に電力が供給されない(バッテリ62から電気負荷に電力供給されることはある)。つまり、オルタネータ63がクランクシャフトの回転のエネルギを費やす仕事をしないか、またはその仕事が小さくなる。   Conversely, when the output voltage of the alternator 63 is less than or close to the battery voltage, the battery 62 is not charged, and no power is supplied from the alternator 63 to the electric load (power supply from the battery 62 to the electric load). Sometimes). That is, the alternator 63 does not perform work that consumes the energy of rotation of the crankshaft, or the work is reduced.

要するに、エンジン制御ECU0からレギュレータ65に高い出力電圧を指令すると、エンジン回転に対するオルタネータ63の機械負荷が増し、低い出力電圧を指令すると、エンジン回転に対するオルタネータ63の機械負荷が減る。   In short, when a high output voltage is commanded from the engine control ECU 0 to the regulator 65, the mechanical load of the alternator 63 with respect to engine rotation increases, and when a low output voltage is commanded, the mechanical load of the alternator 63 with respect to engine rotation decreases.

前述したように、バッテリ62は、オルタネータ63の発電する電力の供給を受けることにより充電される。その一方で、バッテリ62は、内燃機関の始動を行うためのクランキング用モータ61や各種の電気負荷64、69に電力を供給する。   As described above, the battery 62 is charged by receiving supply of electric power generated by the alternator 63. On the other hand, the battery 62 supplies electric power to a cranking motor 61 and various electric loads 64 and 69 for starting the internal combustion engine.

バッテリ62の蓄電量の欠乏を予防し、またバッテリ62への過充電を避けるためには、バッテリ62に流入する充電電流及びバッテリ62から流出する放電電流を常時監視して充電と放電との収支を把握する必要がある。故に、本実施形態では、バッテリ62に対して流出入する電流の測定を行うバッテリ電流センサ66を付設している。   In order to prevent a shortage of the amount of power stored in the battery 62 and to avoid overcharging the battery 62, the charging current flowing into the battery 62 and the discharging current flowing out from the battery 62 are constantly monitored, and the balance between charging and discharging. Need to figure out. Therefore, in this embodiment, the battery current sensor 66 for measuring the current flowing into and out of the battery 62 is provided.

バッテリ電流センサ66は、バッテリ電流を測定する機能に加えて、バッテリ62の内部抵抗を測定する機能も備えている。バッテリ電流センサ66が備える内部抵抗測定機能は、原理図を図3に示すように、振幅が一定の交流の定電流Isを供給する定電流源回路66aと、バッテリ62の内部インピーダンスによる電圧降下V2を検出する電圧計66bとを用い、交流四端子法によりバッテリ62の内部インピーダンスを求めるものである。 The battery current sensor 66 has a function of measuring the internal resistance of the battery 62 in addition to the function of measuring the battery current. Internal resistance measurement function battery current sensor 66 is provided is a principle diagram as shown in FIG. 3, a constant current source circuit 66a supplies a constant current I s of the constant amplitude of the alternating voltage drop due to the internal impedance of the battery 62 using a voltmeter 66b for detecting a V 2, and requests the internal impedance of the battery 62 by an alternating current four-terminal method.

定電流源回路66a及び電圧計66bは、それぞれ正負のソース端子66c及び正負のセンス端子66dを介してバッテリ62の両電極に接続している。定電流源回路66aと一方のソース端子66cとの間及び電圧計66bと各センス端子66dとの間には、直流カットコンデンサ66eを配している。   The constant current source circuit 66a and the voltmeter 66b are connected to both electrodes of the battery 62 via a positive / negative source terminal 66c and a positive / negative sense terminal 66d, respectively. A DC cut capacitor 66e is disposed between the constant current source circuit 66a and one source terminal 66c and between the voltmeter 66b and each sense terminal 66d.

電圧計66bが検出した電圧降下V2を定電流Isで除算するとバッテリ62の内部インピーダンスを求めることができる。しかし、バッテリ62の内部インピーダンスは、実抵抗だけでなく、リアクタンスも含まれている。 When the voltage drop V 2 the voltage meter 66b has been detected is divided by a constant current I s can be calculated internal impedance of the battery 62. However, the internal impedance of the battery 62 includes not only actual resistance but also reactance.

バッテリ電流センサ66には、バッテリ62のインピーダンスによる電圧降下V2を実抵抗に由来する成分とリアクタンスに由来する成分とに分け、実抵抗に由来する成分を取り出すべく同期検波を行うための回路も内蔵されている。 The battery current sensor 66 also includes a circuit for performing synchronous detection to extract a component derived from the actual resistance by dividing the voltage drop V 2 due to the impedance of the battery 62 into a component derived from the actual resistance and a component derived from the reactance. Built in.

ここで、定電流源回路66aから供給される定電流Isに由来する基準信号電圧(参照信号の電圧)をV1、同期検波を行う信号電圧をV2とすると、V1及びV2はそれぞれ以下の式(1)、(2)により表すことができる。
1=Asinωt (1)
2=Bsin(ωt+θ) (2)
2のθは、バッテリ62内部のリアクタンスによって生じたV1に対する位相差である。
Here, V 1 a reference signal voltage (voltage of the reference signal) derived from the constant current I s is supplied from the constant current source circuit 66a, when the signal voltage is V 2 to perform the synchronous detection, V 1 and V 2 These can be represented by the following formulas (1) and (2), respectively.
V 1 = Asinωt (1)
V 2 = Bsin (ωt + θ) (2)
Θ of V 2 is a phase difference with respect to V 1 generated by reactance inside the battery 62.

1とV2について同期検波を行うと以下の式(3)が得られる。
1×V2={ABcosθ−ABcos(2ωt+θ)}/2 (3)
式(3)の第1項は実抵抗による電圧低下を表す。一方、式(3)の第2項は、リアクタンスによる電圧低下であり、同期検波を行うための回路に含まれるローパスフィルタにより減衰する。従って、式(3)の第1項に基づき、バッテリ62の実抵抗を知ることができる。
When synchronous detection is performed for V 1 and V 2 , the following equation (3) is obtained.
V 1 × V 2 = {ABcos θ−ABcos (2ωt + θ)} / 2 (3)
The first term of equation (3) represents the voltage drop due to the actual resistance. On the other hand, the second term of Equation (3) is a voltage drop due to reactance, and is attenuated by a low-pass filter included in a circuit for performing synchronous detection. Therefore, the actual resistance of the battery 62 can be known based on the first term of the equation (3).

そして、バッテリ電流センサ66には、以上のようにして求めたバッテリ62の実抵抗をバッテリ62の内部抵抗として、その値を示す信号hを出力するための回路も内蔵している。   The battery current sensor 66 also includes a circuit for outputting a signal h indicating the value of the actual resistance of the battery 62 obtained as described above as the internal resistance of the battery 62.

本実施形態のバッテリ充電制御装置たるエンジン制御ECU0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。   The engine control ECU 0 that is the battery charge control device of the present embodiment is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like.

入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号b、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ32の開度をアクセル開度(運転者が要求する機関出力、いわば要求負荷)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、シフトレバーのレンジを知得するためのセンサ(シフトポジションスイッチ)から出力されるシフトレンジ信号d、吸気通路3(特に、サージタンク33)内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号e、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号f、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号g、バッテリ電流センサ66から出力されるバッテリ62の状態を示すバッテリ状態信号h等が入力される。   The input interface includes a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, a crank angle signal b output from an engine rotation sensor that detects the rotation angle and engine speed of the crankshaft, and depression of an accelerator pedal. A sensor for knowing an accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount or the opening of the throttle valve 32 as an accelerator opening (engine output required by the driver, that is, a required load), and a shift lever range ( Shift range signal d output from the shift position switch), intake air temperature / intake pressure signal e output from the temperature / pressure sensor for detecting the intake air temperature and intake pressure in the intake passage 3 (especially the surge tank 33), internal combustion Cooling water temperature signal f output from a water temperature sensor that detects the cooling water temperature indicating the temperature of the engine, intake camshaft A cam angle signal output from cam angle sensor at a plurality of cam angle of shift or the exhaust camshaft g, battery status signal h for indicating the status of the battery 62 output from the battery current sensor 66 are inputted.

出力インタフェースからは、点火プラグ12のイグナイタに対して点火信号i、インジェクタ11に対して燃料噴射信号j、スロットルバルブ32に対して開度操作信号k、オルタネータ63が発電する電圧を制御する電圧レギュレータ65に対して電圧指示信号r等を出力する。   From the output interface, a voltage regulator that controls the ignition signal i for the igniter of the spark plug 12, the fuel injection signal j for the injector 11, the opening operation signal k for the throttle valve 32, and the voltage generated by the alternator 63. A voltage instruction signal r or the like is output to 65.

エンジン制御ECU0のプロセッサは、予めメモリに格納しているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。エンジン制御ECU0は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報a、b、c、d、e、f、g、hを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒1に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング(一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む)、燃料噴射圧、点火タイミングといった各種運転パラメータを決定する。運転パラメータの決定手法自体は、既知のものを採用することが可能である。エンジン制御ECU0は、運転パラメータに対応した各種制御信号i、j、k、rを出力インタフェースを介して印加する。   The processor of the engine control ECU 0 interprets and executes a program stored in advance in the memory, calculates operation parameters, and controls the operation of the internal combustion engine. The engine control ECU 0 acquires various information a, b, c, d, e, f, g, h necessary for operation control of the internal combustion engine through the input interface, knows the engine speed, and fills the cylinder 1 Estimate the amount of intake air. Based on the engine speed, the intake air amount, and the like, various operating parameters such as required fuel injection amount, fuel injection timing (including the number of times of fuel injection for one combustion), fuel injection pressure, and ignition timing are determined. As the operation parameter determination method itself, a known method can be adopted. The engine control ECU 0 applies various control signals i, j, k, r corresponding to the operation parameters via the output interface.

本実施形態のエンジン制御ECU0は、信号待ち等による車両の停車時に、内燃機関のアイドル回転を停止させるアイドルストップを実行する。エンジン制御ECU0は、車速が所定値以下で、ブレーキペダルが踏み込まれており、冷却水温が十分高く、バッテリ62に蓄えられた電力の量が所定を上回り、ブレーキブースタ負圧が十分に確保されている等といった諸条件がおしなべて成立したことを以て、アイドルストップ条件が成立したものと判断する。   The engine control ECU 0 of the present embodiment executes an idle stop that stops the idle rotation of the internal combustion engine when the vehicle stops due to a signal waiting or the like. In the engine control ECU 0, the vehicle speed is equal to or lower than a predetermined value, the brake pedal is depressed, the cooling water temperature is sufficiently high, the amount of electric power stored in the battery 62 exceeds a predetermined value, and the brake booster negative pressure is sufficiently secured. It is determined that the idle stop condition is satisfied when all the conditions such as being present are satisfied.

アイドルストップ条件の成立後、所定のアイドルストップ終了条件が成立したときには、内燃機関を再始動する。エンジン制御ECU0は、運転者がブレーキペダルから足を離した、逆にブレーキペダルがさらに強く踏み込まれた、アクセルペダルが踏み込まれた、アイドルストップ状態で所定時間が経過した等のうちの何れかを以て、アイドルストップ終了条件が成立したものと判断する。   When a predetermined idle stop end condition is satisfied after the idle stop condition is satisfied, the internal combustion engine is restarted. The engine control ECU 0 determines that the driver has released his / her foot from the brake pedal, the brake pedal has been further depressed, the accelerator pedal has been depressed, or a predetermined time has elapsed in the idle stop state. It is determined that the idle stop end condition is satisfied.

さらに、エンジン制御ECU0は、バッテリ電流センサ66を利用して、車両の出荷時及びバッテリ62の交換時にバッテリ62の内部抵抗を検出し、エンジン制御ECU0のメモリの所定領域にバッテリ62の内部抵抗の初期値R0として記憶する。加えて、エンジン制御ECU0は、内燃機関の停止中にバッテリ62の内部抵抗を検出し、エンジン制御ECU0のメモリの所定領域に記憶する。なお、バッテリ62の内部抵抗の検出は、イグニッションスイッチがOFFであるとき、すなわちクランキング用モータ61及び各種の電気負荷64、69が作動していないときに行う。 Further, the engine control ECU 0 uses the battery current sensor 66 to detect the internal resistance of the battery 62 when the vehicle is shipped and when the battery 62 is replaced, and the internal resistance of the battery 62 is stored in a predetermined area of the memory of the engine control ECU 0. Store as initial value R 0 . In addition, the engine control ECU 0 detects the internal resistance of the battery 62 while the internal combustion engine is stopped, and stores it in a predetermined area of the memory of the engine control ECU 0. The internal resistance of the battery 62 is detected when the ignition switch is OFF, that is, when the cranking motor 61 and the various electric loads 64 and 69 are not operating.

その上で、エンジン制御ECU0は、イグニッションスイッチがONからOFFになった直後に、バッテリ62の劣化を判定すべく以下に述べるような処理を行う。この処理の手順をフローチャートである図4を参照しつつ示す。   In addition, immediately after the ignition switch is turned from ON to OFF, the engine control ECU 0 performs the following process to determine the deterioration of the battery 62. The procedure of this process will be described with reference to FIG. 4 which is a flowchart.

まず、バッテリ電流センサ66を利用してバッテリ62の内部抵抗の直近値R1を検出し(ステップS1)、初期値R0からの差すなわち増加幅ΔRを求める(ステップS2)。増加幅ΔRが所定値ΔRthを上回る場合(ステップS3)、バッテリ62が劣化しているものとして、次回の始動後にバッテリ62の活性化のための制御を行う(ステップS4)。所定値ΔRthは、例えば、内部抵抗の初期値R0の0.5倍である。増加幅ΔRが所定値ΔRthを上回っていなければ(ステップS3)、バッテリ62が劣化していないものとして、処理を終了する。 First, the latest value R 1 of the internal resistance of the battery 62 is detected using the battery current sensor 66 (step S1), and a difference from the initial value R 0 , that is, an increase width ΔR is obtained (step S2). When the increase width ΔR exceeds the predetermined value ΔR th (step S3), it is assumed that the battery 62 has deteriorated, and control for activating the battery 62 is performed after the next start (step S4). The predetermined value ΔR th is, for example, 0.5 times the initial value R 0 of the internal resistance. If the increase width ΔR does not exceed the predetermined value ΔR th (step S3), it is determined that the battery 62 has not deteriorated, and the process ends.

バッテリ62の活性化のための制御について、具体例を以下に述べる。   A specific example of the control for activating the battery 62 will be described below.

<例1>
オルタネータ63の出力電圧をHI電位またはLO電位の二段階に切り替えることができるレギュレータ65を搭載した車両において、バッテリ62が劣化しているものと判定した場合、イグニッションスイッチがONになり内燃機関の始動が行われた直後に、バッテリ62の活性化のために、始動直後の充電量を増量すべく充電時間を延長する制御を行う。換言すれば、オルタネータ63の出力電圧をHI電位とする期間を延長する制御を行う。充電時間の延長幅は、内部抵抗の初期値R0が高くなるにつれ、また、バッテリ温度が低くなるにつれ、大きくしている。
<Example 1>
In a vehicle equipped with a regulator 65 that can switch the output voltage of the alternator 63 to two levels of HI potential or LO potential, when it is determined that the battery 62 has deteriorated, the ignition switch is turned on and the internal combustion engine is started. Immediately after the operation is performed, in order to activate the battery 62, control is performed to extend the charging time in order to increase the amount of charge immediately after the start. In other words, control is performed to extend the period during which the output voltage of the alternator 63 is set to the HI potential. The extension range of the charging time is increased as the initial value R 0 of the internal resistance is increased and as the battery temperature is decreased.

<例2>
オルタネータ63の出力電圧を所定範囲で連続的に変えることのできるレギュレータ65を搭載した車両において、バッテリ62が劣化しているものと判定した場合、イグニッションスイッチがONになり内燃機関の始動が行われた直後に、バッテリ62の活性化のために、始動直後の充電量を増量すべくオルタネータ63の出力電圧をより高くする制御を行う。オルタネータ63の出力電圧は、内部抵抗の初期値R0が高くなるにつれ、また、バッテリ温度が低くなるにつれ、高くしている。
<Example 2>
When it is determined that the battery 62 is deteriorated in a vehicle equipped with a regulator 65 that can continuously change the output voltage of the alternator 63 within a predetermined range, the ignition switch is turned on and the internal combustion engine is started. Immediately thereafter, in order to activate the battery 62, control is performed to increase the output voltage of the alternator 63 in order to increase the amount of charge immediately after starting. The output voltage of the alternator 63 increases as the initial value R 0 of the internal resistance increases, and as the battery temperature decreases.

<例3>
レギュレータ65の種類に関わらず、バッテリ62が劣化しているものと判定した場合、イグニッションスイッチがONになり内燃機関の始動が行われた直後に、バッテリ62の活性化のために、始動直後の充電量を増量すべく満充電判定に用いるバッテリ電流の判定閾値を所定の幅、例えば10%低下させる制御を行う。バッテリ62が劣化しているときは満充電時の充電電流が低下するため、バッテリ電流の判定閾値を低下させることにより、満充電判定の精度を向上させることもできる。バッテリ電流の判定閾値の低下幅は、内部抵抗の初期値R0が高くなるにつれ、また、バッテリ温度が低くなるにつれ大きくしている。
<Example 3>
When it is determined that the battery 62 is deteriorated regardless of the type of the regulator 65, immediately after the ignition switch is turned on and the internal combustion engine is started, the battery 62 is activated immediately after the start. In order to increase the amount of charge, control is performed to lower the battery current determination threshold used for full charge determination by a predetermined width, for example, 10%. When the battery 62 is deteriorated, the charging current at the time of full charge is lowered. Therefore, the accuracy of full charge judgment can be improved by lowering the battery current judgment threshold. The amount of decrease in the battery current determination threshold increases as the initial value R 0 of the internal resistance increases and as the battery temperature decreases.

以上に述べたように、本実施形態によれば、バッテリ62の内部抵抗の直近値R1そのものを固定の閾値と比較するのでなく、初期値R0からの増加幅ΔRを参照し、増加幅ΔRが所定値ΔRthを上回る場合にバッテリ62の活性化のための制御を行うので、バッテリ62等の個体差を加味してバッテリ62の劣化の度合いをより精度よく判定することができる。 As described above, according to the present embodiment, the latest value R 1 of the internal resistance of the battery 62 is not compared with the fixed threshold value, but the increased value ΔR from the initial value R 0 is referred to and the increased value is increased. Since control for activating the battery 62 is performed when ΔR exceeds a predetermined value ΔR th , the degree of deterioration of the battery 62 can be more accurately determined by taking into account individual differences such as the battery 62.

初期値R0からの増加幅ΔRが所定値ΔRthを上回る場合には、バッテリ62の活性化のための制御を行うことにより、適切なタイミングでバッテリ62を活性化してバッテリ62の長寿命化を図ることができ、ひいてはコスト面で有利となる。その上、バッテリ62の劣化を抑制することにより、アイドルストップを実行する機会を増加させ燃費を向上させることも可能となるとともに、回生制動を行う際に発電された電力をより多くバッテリ62に蓄えられる。 When the increase width ΔR from the initial value R 0 exceeds the predetermined value ΔR th , the battery 62 is activated at an appropriate timing to extend the life of the battery 62 by performing control for activating the battery 62. This is advantageous in terms of cost. In addition, by suppressing the deterioration of the battery 62, it is possible to increase the opportunity to perform idle stop and improve fuel efficiency, and to store more power generated in regenerative braking in the battery 62. It is done.

そして、バッテリ62の活性化のための制御を内燃機関の始動が行われた直後すなわち内燃機関の暖機中に実行するようにしているので、アイドルストップ等により発電が中断されることがなく、バッテリ62の活性化を確実に行うことができる。従って、バッテリ62の活性化を行うべく運転者の意志に反してアイドルストップを禁止し、オルタネータ63に発電させるために内燃機関を運転させる必要がなく、運転者等の乗員に違和感を与えることがない。   Since the control for activating the battery 62 is executed immediately after the start of the internal combustion engine, that is, during the warm-up of the internal combustion engine, the power generation is not interrupted by an idle stop or the like. The battery 62 can be activated reliably. Accordingly, it is prohibited to idle stop against the driver's will to activate the battery 62, and it is not necessary to operate the internal combustion engine in order to cause the alternator 63 to generate electric power, which may give an uncomfortable feeling to passengers such as the driver. Absent.

なお、本実施形態は上述した実施形態に限られない。   In addition, this embodiment is not restricted to embodiment mentioned above.

例えば、車両の出荷時及びバッテリ62の交換時にバッテリ62の内部抵抗を検出し、エンジン制御ECU0のメモリの所定領域にバッテリ62の内部抵抗の初期値R0として記憶し、バッテリ62の内部抵抗の直近値R1の初期値R0からの増加幅ΔRを求める替わりに、所定期間前、例えば2日前のバッテリ62の内部抵抗を過去値として記憶した状態で、バッテリ62の内部抵抗の直近値R1の過去値からの増加幅を求めてもよい。所定期間内のバッテリ62の内部抵抗を過去値として記憶していない場合は、それ以前で最も新しい時期に検出した過去値からの単位期間あたりの増加の度合いに基づきバッテリ62の劣化を判定するとよい。 For example, when the vehicle is shipped and when the battery 62 is replaced, the internal resistance of the battery 62 is detected and stored as an initial value R 0 of the internal resistance of the battery 62 in a predetermined area of the memory of the engine control ECU 0 . Instead of obtaining the increase width ΔR of the latest value R 1 from the initial value R 0 , the latest value R of the internal resistance of the battery 62 is stored in the state where the internal resistance of the battery 62 before a predetermined period, for example, two days ago is stored as the past value. An increase from the past value of 1 may be obtained. When the internal resistance of the battery 62 within the predetermined period is not stored as the past value, it is preferable to determine the deterioration of the battery 62 based on the degree of increase per unit period from the past value detected at the latest time before that. .

イグニッションスイッチがONからOFFになった直後にバッテリの内部抵抗を検出するだけでなく、内燃機関の停止中において所定時間が経過するごとに、イグニッションスイッチがOFFになっていることを条件としてバッテリの内部抵抗を検出してもよい。   Not only the internal resistance of the battery is detected immediately after the ignition switch is turned from ON to OFF, but also every time a predetermined time elapses while the internal combustion engine is stopped, on condition that the ignition switch is turned off. An internal resistance may be detected.

直近に検出したバッテリの内部抵抗の初期値又は過去値に対する増加率又は比を求め、その増加率又は比が所定値を上回る場合にバッテリが劣化しているものとして次回の始動後にバッテリの活性化のための制御を行う態様を採用してもよい。   The rate of increase or ratio of the most recently detected internal resistance of the battery relative to the initial value or past value is obtained, and if the rate of increase or ratio exceeds a predetermined value, it is assumed that the battery has deteriorated and the battery is activated after the next start. A mode of performing control for the above may be adopted.

そして、アイドルストップを行わない車両に本発明を適用してももちろんよい。   Of course, the present invention may be applied to a vehicle that does not perform idle stop.

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。   In addition, you may change variously in the range which does not impair the meaning of this invention.

0…エンジン制御ECU(バッテリ充電制御装置)
62…バッテリ
63…オルタネータ
66…バッテリ電流センサ
0 ... Engine control ECU (battery charge control device)
62 ... Battery 63 ... Alternator 66 ... Battery current sensor

Claims (1)

車載のバッテリの内部抵抗を検出し、
検出したバッテリ内部抵抗を記憶するとともに、
直近に検出したバッテリ内部抵抗の値の、当該バッテリの設置後に検出して記憶した内部抵抗の初期値又は過去の所定期間内に検出して記憶した内部抵抗の過去値からの増加幅を求め、
その増加幅が所定値を上回る場合にバッテリの活性化のための制御を行う車両用バッテリ充電制御装置。
Detects the internal resistance of the vehicle battery,
Memorize the detected battery internal resistance,
Finding the increment of the value of the recently detected battery internal resistance from the initial value of the internal resistance detected and stored after installation of the battery or the past value of the internal resistance detected and stored within a predetermined period in the past,
A vehicle battery charge control device that performs control for activating a battery when the increase width exceeds a predetermined value.
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