JP2018156808A - バッテリ液温計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの液温を外気温に応じて推定できるようにし、バッテリの充放電を最適に制御して燃費の低下を防止できるようにする。【解決手段】エンジン停止時ごとに、推定手段６ｂにより推定される液温推定値ＴＢが記憶手段６ｃに逐次記憶され、エンジン始動時に、処理手段６ｆにより停止時間累積手段６ｄにより累積されたエンジンの停止時間に応じた重み係数が保持手段６ｅから読み出され、記憶手段６ｃに記憶された当該エンジン始動前の前々回のエンジン停止時の液温推定値、および、雰囲気温度導出手段６ａにより導出される当該始動時の雰囲気温度に対して、処理手段６ｆにより、読み出された重み係数に基づく重み付け処理が行われ、当該エンジン始動前の前回のエンジン停止時の液温推定値が補正されて補正後の値に置き換えられて記憶される。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載されたバッテリの電流を検出する電流センサの出力に基づきバッテリの液温を推定することにより、バッテリの液温を間接的に計測するバッテリ液温計測装置に関する。

車両に搭載されたバッテリの充放電制御を行う場合、バッテリの液温に応じてバッテリの充電電圧が最適になるようにバッテリの充放電制御が行われるが、通常、鉛蓄電池のようなバッテリの電解液は強酸性であるので、バッテリの液温を直接検出するセンサを設けることができず、従来はバッテリの近傍に専用の温度センサを配置してバッテリの液温を推定することが提案されている（特許文献１）。

特許第４４６６７３４号公報（段落０００１−０００２参照）

ところが、車種によっては、エンジンルームにバッテリが配置されたり、エンジンルームから離れた別のスペースにバッテリを配置されたりするものがあり、前者のエンジンルームにバッテリを配置する場合、エンジンの駆動によりエンジンルーム内部の温度が上昇し、これによりバッテリ近傍に配置した温度センサの検出温度も上昇するが、実際のバッテリの液温は温度センサの検出温度ほど上昇していないことがあり、液温が上昇していないにも関わらずバッテリの液温が十分に上昇していると誤判定されるおそれがある。

一方、後者のようにエンジンルームとは別のスペースにバッテリが配置される場合、コスト低減の観点から、バッテリ近傍に温度センサを配置することなく既存のバッテリの電流センサを利用してバッテリの液温を推定する装置が考えられている。

この種の推定を行う装置では、例えば車両に搭載されたバッテリの電流を検出する電流センサと、電流センサの出力に基づいてバッテリの雰囲気温度を導出する雰囲気温度導出手段と、電流センサの出力に基づいてバッテリ液温を推定して液温推定値を導出する推定手段と、エンジン冷却水の温度であるエンジン水温を検出する水温検出手段と、エンジン停止時ごとに推定手段により推定される液温推定値を記憶する記憶手段とを備えており、エンジン始動時に、記憶手段により記憶された当該エンジン始動前のエンジン停止時の液温推定値、雰囲気温度導出手段により検出される当該始動時の雰囲気温度、水温検出手段により検出される当該始動時のエンジン水温のうち最も低い値に基づき、バッテリの充放電制御を行うことが行われている。

しかしながら、上記したように、エンジン始動時に、記憶手段により記憶された当該エンジン始動前のエンジン停止時の液温推定値、雰囲気温度導出手段により検出される当該始動時の雰囲気温度、水温検出手段により検出される当該始動時のエンジン水温のうち最も低い値を利用する構成では、例えば前回のエンジン停止からエンジン始動までに長時間が経過し、その間に該気温の上昇とともにバッテリの液温も上昇している場合に、記憶手段に記憶された前回のエンジン停止時の液温推定値、エンジン始動時の雰囲気温度、エンジン始動時のエンジン水温のうち最も低い温度と、エンジン始動時の実際のバッテリの液温とが大きく異なることになり、記憶手段の記憶値に基づく低い温度がバッテリの液温と推定されるため、バッテリが適切に充放電制御されずに燃費の低下を招くという問題が生じる。

本発明は、バッテリの液温を外気温に応じて推定できるようにし、バッテリの充放電を最適に制御して燃費の低下を防止できるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明のバッテリ液温計測装置は、車両に搭載されたバッテリの電流を検出する電流センサの出力に基づき前記バッテリの液温を推定することにより、前記バッテリの液温を間接的に計測するバッテリ液温計測装置において、前記電流センサの出力に基づいて前記バッテリの雰囲気温度を導出する雰囲気温度導出手段と、前記電流センサの出力に基づいてバッテリ液温を推定して液温推定値を導出する推定手段と、エンジン冷却水の温度であるエンジン水温を検出する水温検出手段と、エンジン停止時ごとに、前記推定手段により推定される停止時の前記液温推定値を逐次記憶する記憶手段と、エンジンが停止状態にある停止時間を累積する停止時間累積手段と、前記停止時間累積手段により累積される前記停止時間の長さに応じた重み係数を保持する保持手段と、エンジン始動時に、前記停止時間累積手段により累積された前記停止時間に応じた前記重み係数を前記保持手段から読み出し、前記記憶手段に記憶された当該始動時の前々回のエンジン停止時の前記液温推定値、および、前記雰囲気温度導出手段により導出される始動時の前記雰囲気温度に対して、読み出した前記重み係数に基づく重み付け処理を行って当該始動時の前回のエンジン停止時の前記液温推定値を補正し、前記記憶手段に記憶されている当該始動時の前回のエンジン停止時の前記液温推定値を補正した値に置き換える処理手段とを備え、当該始動時に、前記雰囲気温度導出手段により導出される当該始動時の雰囲気温度と、前記水温検出手段により検出される当該始動時のエンジン水温と、前記記憶手段により置き換え記憶された当該始動時の前回のエンジン停止時の液温推定値のうち最も低い値を、間接的に計測した前記バッテリの液温とすることを特徴としている。

本発明によれば、エンジン停止時の液温推定値が記憶手段に記憶され、エンジン始動時に、停止時間累積手段により累積されたエンジンの停止時間に応じた重み係数が、処理手段により保持手段から読み出され、記憶手段に記憶された前々回のエンジン停止時の液温推定値、および、雰囲気温度導出手段により導出される当該始動時の雰囲気温度に対して、処理手段により読み出された重み係数に基づく重み付け処理が行われて、前回のエンジン停止時の液温推定値が補正され、記憶手段に記憶されている前回のエンジン停止時の液温推定値が補正後の値に置き換えられ、当該エンジン始動時に、雰囲気温度導出手段により導出される当該始動時の雰囲気温度と、水温検出手段により検出される当該始動時のエンジン水温と、記憶手段により置き換え記憶された前回のエンジン停止時の液温推定値のうち最も低い値が、間接的に計測されたバッテリの液温とされるため、バッテリの液温をより高精度に推定することができて外気温に応じたバッテリの液温を推定することが可能になり、従来のようにバッテリの液温を実際よりも低く推定することに起因してバッテリが適切に充放電制御されなくなるのを未然に防止でき、バッテリの充放電を最適に制御して燃費の低下を防止することができる。

このとき、例えば停止時間累積手段により累積されたエンジンの停止時間が長いほど小さくなる重み係数を設定しておき、液温推定値は重み係数に比例し、雰囲気温度は重み係数に反比例するような処理を行うとよい。

本発明に係るバッテリ液温計測装置の一実施形態のブロック図である。 図１の動作説明図である。 図１の動作説明図である。

本発明に係るバッテリ液温計測装置の一実施形態について、図１ないし図３を参照して詳細に説明する。

バッテリ液温の計測装置１は、図１に示すように構成される。すなわち、車両に搭載されたバッテリ２の電流を検出する電流センサ３と、エンジン冷却水の温度であるエンジン水温ＴＥを検出する水温検出手段としての冷却水温度検出センサ４と、エンジンをオンオフするイグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）５と、エンジンの動作を制御するエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６とを備え、エンジンＥＵＣ６は、バッテリ２の液温に応じてオルタネータから成る充放電手段７を制御してバッテリ２を充放電制御を行う。

エンジンＥＣＵ６は、図１に示すように、電流センサ３の出力をなまし処理してバッテリ２の雰囲気温度ＴＡを導出する雰囲気温度導出手段６ａとしての機能と、電流センサ３の出力をなまし処理した雰囲気温度ＴＡ等に基づいてバッテリ２の液温を推定して液温推定値ＴＢを導出する推定手段６ｂとしての機能とを備え、エンジン停止時ごとに推定手段６ｂにより推定される液温推定値ＴＢを逐次記憶するＲＡＭから成る記憶手段６ｃを内蔵する。なお、電流センサ３の出力にはノイズが含まれるため、雰囲気温度導出手段６ａは、電流センサ３の出力をなまし処理することによりノイズを除去し、雰囲気温度ＴＡを精度よく導出する。

また、エンジンＥＣＵ６は、図１に示すように、イグニッションスイッチ５のオフによりエンジンが停止状態にある停止時間を累積する停止時間累積手段６ｄとしてのタイマ機能を備え、停止時間累積手段６ｄにより累積される停止時間の長さに応じた重み係数を保持するＲＯＭ等の保持手段６ｅを内蔵している。

さらに、エンジンＥＣＵ６は、図１に示すように、処理手段６ｆとしての機能を備えており、この処理手段６ｆの機能により、イグニッションスイッチ５のオンによるエンジン始動時に、停止時間累積手段６ｄにより累積された停止時間に応じた重み係数を保持手段６ｅから読み出し、記憶手段６ｃに記憶された前々回のエンジン停止時の液温推定値ＴＢ、雰囲気温度導出手段６ａにより導出される当該始動時の雰囲気温度ＴＡに対して、読み出した重み係数に基づく重み付け処理を行って前回のエンジン停止時の液温推定値を補正し、記憶手段６ｃに記憶されている前回のエンジン停止時の液温推定値ＴＢを補正後の値に置き換える。

このとき、保持手段７ｅには、例えば図２に示すように、停止時間累積手段６ｄにより累積された停止時間が４時間、５時間、６時間、…と長くなるほど値が小さくなる重み係数がテーブル形式で保持されている。この重み係数は、累積された停止時間ごとに最適な値を予め実験的に求めておき、これをテーブル化しておくのが望ましい。

エンジンＥＣＵ６は上記したように構成されており、イグニッションスイッチ５のオフによるエンジン停止時ごとに、推定手段６ｂにより推定される液温推定値ＴＢが記憶手段６ｃに逐次記憶され、イグニッションスイッチ５のオンによるエンジン始動時に、処理手段６ｆにより停止時間累積手段６ｄにより累積されたエンジンの停止時間に応じた重み係数が保持手段６ｅから読み出され、記憶手段６ｃに記憶された前々回のエンジン停止時の液温推定値ＴＢ、および、雰囲気温度導出手段６ａにより導出される当該始動時の雰囲気温度ＴＡに対して、処理手段６ｆにより読み出された重み係数に基づく重み付け処理が行われ、前回のエンジン停止時の液温推定値ＴＢが補正され、記憶手段６ｃに記憶されている前回のエンジン停止時の液温推定値ＴＢが補正後の値に置き換えられ、当該エンジン始動時に、雰囲気温度導出手段６ａにより導出される当該始動時の雰囲気温度ＴＡと、冷却水温度検出センサ４により検出される当該始動時のエンジン水温ＴＥと、記憶手段６ｃにより置き換え記憶された前回のエンジン停止時の液温推定値ＴＢのうち最も低い値が、間接的に計測されたバッテリ２の液温として充放電手段７によるバッテリ２の充放電制御に使用される。

ところで、処理手段６ｆの重み付け処理について詳細に説明する。いま、イグニッションスイッチ５のオフによるエンジン停止時ごとに、推定手段６ｂにより推定された液温推定値ＴＢが、エンジン停止ごとに記憶手段６ｃに記憶されるが、エンジン始動のためにイグニッションスイッチ５がオンされたときに、当該始動時の前々回のエンジン停止時の液温推定値をＴＢ_ｎ−１とし、当該始動時の前回のエンジン停止時の液温推定値をＴＢ_ｎ、当該始動時の雰囲気温度導出手段６ａによる雰囲気温度をＴＡとし、重み係数をＫとすると、次の（１）式の演算により当該始動時の前回のエンジン停止時の液温推定値ＴＢ_ｎの補正が行われる。

ＴＢ_ｎ ＝ ＴＢ_ｎ−１×Ｋ＋ＴＡ×（１−Ｋ） …（１）式

このとき、エンジン停止からの経過時間である累積停止時間が例えば６時間であると、保持手段６ｅに保持されているテーブル（図２参照）から読み出される重み係数は０．８であるので、上記した（１）式の重み係数Ｋに０．８が代入され、（１）式の右辺第２項はゼロになる。また、累積停止時間が６時間になると、読み出される重み係数は０．８であるので、（１）式の重み係数Ｋに０．８が代入され、６時間の停止の場合に比べて（１）式の右辺第１項は小さく第２項は大きくなり、停止時間が長くなるほど（１）式の右辺第１項つまり前々回のエンジン停止時の液温推定値をＴＢ_ｎ−１の重みが小さく、右辺第２項つまり雰囲気温度ＴＡの重みが大きくなるため、エンジン停止からの累積停止時間が長いほど、このような重み付け処理によって前回のエンジン停止時の液温推定値ＴＢ_ｎが、重み付け処理を行わない場合よりも大きな値に補正されることになる。

そして、例えば図３に示すように、イグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）５のオフにより、若干遅れてエンジンストップフラグがオフ（エンジン駆動状態）からオン（エンジン停止状態）に切り換わり、停止時間累積手段６ｄによるエンジンが停止状態にある停止時間の累積値がリセットされ、直ぐに停止時間の累積が開始されるとともに、このエンジン停止時に推定手段６ｂにより推定される液温推定値ＴＢ_ｎ（図３中の黒丸の値）が、ＲＡＭから成る記憶手段６ｃに記憶される。

その後、図３に示すように、ある累積停止時間を経て、エンジン始動のためのイグニッションスイッチ（ＩＧＳＷ）５のオンにより、若干遅れてエンジンストップフラグがオン（エンジン停止状態）からオフ（エンジン駆動状態）に切り換わると、処理手段６ｆにより停止時間累積手段６ｄにより累積されたエンジンの停止時間に応じた重み係数（図２参照）が保持手段６ｅから読み出され、記憶手段６ｃに記憶された前々回のエンジン停止時の液温推定値ＴＢ、および、雰囲気温度導出手段６ａにより導出される当該始動時の雰囲気温度ＴＡに対して、処理手段６ｆにより読み出された重み係数に基づく（１）式の演算による重み付け処理が行われて前回のエンジン停止時の液温推定値ＴＢ_ｎが補正され、記憶手段６ｃに記憶されている前回のエンジン停止時の液温推定値ＴＢ_ｎが補正後の値に置き換えられて記憶される。なお、図３は、アイドルストップ制御によるエンジンのオンオフを繰り返す例を示しているが、アイドルストップ制御におけるエンジン再始動時には、上記した重み付け処理は行われない。

このように、処理手段６ｆによる重み付け処理を行うことにより、エンジンを始動したときに、雰囲気温度導出手段６ａにより導出される当該始動時の雰囲気温度ＴＡと、冷却水温度検出センサ４により検出される当該始動時のエンジン水温ＴＥと、記憶手段６ｃにより置き換え記憶された前回のエンジン停止時の液温推定値ＴＢ_ｎのうち最も低い値として、置き換え記憶された前回のエンジン停止時の液温推定値ＴＢ_ｎが間接的に計測されたバッテリ２の液温として採用されても、このときの液温推定値ＴＢ_ｎは重み付け処理を行わない場合よりも大きな値に補正されていることから、置き換え記憶された前回のエンジン停止時の液温推定値ＴＢ_ｎと、エンジン始動時の実際のバッテリ２の液温との差が、重み付け処理を行わない場合よりも小さくなり、その結果、外気温の変化に応じたバッテリ２の液温を精度よく推定することができ、バッテリ２の充放電を最適に制御することができる。

したがって、上記した実施形態によれば、従来のようにバッテリ２の近傍に専用の温度センサを別途設けることなく、新たな専用センサが不要な安価な構成により、バッテリ２の電流を検出する既存の電流センサ３を用いて外気温の変化に応じたバッテリ２の液温の推定をより高精度に行うことが可能になり、バッテリ２の液温を実際よりも低く推定することに起因してバッテリ２が適切に充放電制御されなくなるのを未然に防止することができ、バッテリ２の充放電を最適に制御して燃費の低下を防止することが可能になる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。

例えば、処理手段６ｆの重み付け処理に使用する重み係数は、図２に示す例に限定されるものではなく、バッテリ２の配置場所が異なる車種ごとに最適な値を実験的に求めて、重み係数として保持手段６ｅに保持するようにすればよい。

２ …バッテリ
３ …電流センサ
４ …冷却水温度検出センサ（水温検出手段）
６ …エンジンＥＣＵ
６ａ …雰囲気温度導出手段
６ｂ …推定手段
６ｃ …記憶手段
６ｄ …停止時間累積手段
６ｅ …保持手段
６ｆ …処理手段

Claims (1)

1. 車両に搭載されたバッテリの電流を検出する電流センサの出力に基づき前記バッテリの液温を推定することにより、前記バッテリの液温を間接的に計測するバッテリ液温計測装置において、
   前記電流センサの出力に基づいて前記バッテリの雰囲気温度を導出する雰囲気温度導出手段と、
   前記電流センサの出力に基づいてバッテリ液温を推定して液温推定値を導出する推定手段と、
   エンジン冷却水の温度であるエンジン水温を検出する水温検出手段と、
   エンジン停止時ごとに、前記推定手段により推定される停止時の前記液温推定値を逐次記憶する記憶手段と、
   エンジンが停止状態にある停止時間を累積する停止時間累積手段と、
   前記停止時間累積手段により累積される前記停止時間の長さに応じた重み係数を保持する保持手段と、
   エンジン始動時に、前記停止時間累積手段により累積された前記停止時間に応じた前記重み係数を前記保持手段から読み出し、前記記憶手段に記憶された当該始動時の前々回のエンジン停止時の前記液温推定値、および、前記雰囲気温度導出手段により導出される始動時の前記雰囲気温度に対して、読み出した前記重み係数に基づく重み付け処理を行って当該始動時の前回のエンジン停止時の前記液温推定値を補正し、前記記憶手段に記憶されている当該始動時の前回のエンジン停止時の前記液温推定値を補正した値に置き換える処理手段とを備え、
   当該始動時に、前記雰囲気温度導出手段により導出される当該始動時の雰囲気温度と、前記水温検出手段により検出される当該始動時のエンジン水温と、前記記憶手段により置き換え記憶された当該始動時の前回のエンジン停止時の液温推定値のうち最も低い値を、間接的に計測した前記バッテリの液温とすることを特徴とするバッテリ液温計測装置。

Images