JP2019048592A - Vehicle control device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両制御装置に関し、特に、バッテリの出力電圧に基づいて電気負荷に電力を供給する電源ユニットと、徐励発電によってバッテリを充電するオルタネータとを備える車両を制御する、車両制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control apparatus, and more particularly to a vehicle control apparatus that controls a vehicle including a power supply unit that supplies electric power to an electric load based on an output voltage of the battery and an alternator that charges the battery by gradual generation. .
エンジン始動時にはスタータモータに瞬間的に大電流が供給されるため、バッテリの電源容量が十分でない場合には、バッテリの出力電圧の瞬断によってシステムダウンが生じるおそれがある。これを踏まえて、特許文献1では、近い将来にバッテリの出力電圧に瞬断が生じ得ると判断されると、駆動電力の供給を中止する供給中止信号が、車載機器用電源ユニットに出力される。車載機器群に対する駆動電力の供給は、瞬断が発生する前に車載機器用電源ユニットによって中止される。 Since a large current is instantaneously supplied to the starter motor at the time of engine start, when the power supply capacity of the battery is not sufficient, there is a possibility that a system shutdown may occur due to a momentary loss of battery output voltage. Based on this, according to Patent Document 1, when it is determined that a momentary disconnection may occur in the output voltage of the battery in the near future, a supply stop signal for stopping supply of drive power is output to the power supply unit for in-vehicle devices. . The supply of drive power to the in-vehicle device group is stopped by the in-vehicle device power supply unit before the instantaneous interruption occurs.
バッテリの負荷は車載機器群によって消費されていた駆動電力相当分だけ軽くなり、大電流がスタータモータに供給される時のバッテリの最低電圧が高められる。瞬断によるシステムダウンは、バッテリの最低電圧が高められることで回避される。 The load of the battery is reduced by an amount corresponding to the drive power consumed by the in-vehicle devices, and the minimum voltage of the battery is increased when a large current is supplied to the starter motor. A system failure due to a momentary interruption is avoided by raising the minimum voltage of the battery.
特許文献1では、近い将来にバッテリの出力電圧に瞬断が生じ得るか否かは、バッテリの出力電圧を閾値電圧と比較したり、バッテリの出力電圧の単位時間当たりの減少率を算出したりすることで判断される。 In Patent Document 1, it is compared with the threshold voltage the battery output voltage whether the battery output voltage may be interrupted in the near future, or the decrease rate per unit time of the battery output voltage is calculated. It is judged by doing.
しかし、このような手法では、バッテリの出力電圧に瞬断が生じ得ると判断してから車載機器群への電力供給を中止するまでに時間がかかり、この結果、バッテリの出力電圧に瞬断が生じるおそれがある。 However, in such a method, it takes time until power supply to the in-vehicle device group is stopped after it is determined that the battery output voltage may be momentarily interrupted, and as a result, the battery output voltage is momentarily interrupted. It may occur.
それゆえに、この発明の主たる目的は、エンジンの始動時にバッテリの出力電圧に瞬断が生じる懸念を軽減することができる、車両制御装置を提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a vehicle control device capable of reducing the concern that the output voltage of the battery may be interrupted when the engine is started.
この発明に係る車両制御装置は、バッテリの出力電圧に基づいて電気負荷に電力を供給する電源ユニットと、徐励発電によってバッテリを充電するオルタネータとを備える車両を制御する車両制御装置であって、エンジンが始動されたとき電気負荷が軽減されるように電源ユニットの設定を変更する処理および/または徐励発電における目標電圧が上昇するようにオルタネータの設定を変更する処理をバッテリの劣化状態に応じて異なる態様で実行する設定変更手段、および設定変更手段の処理の後に電源ユニットを起動する起動手段を備える。 The vehicle control device according to the present invention is a vehicle control device that controls a vehicle including a power supply unit that supplies electric power to an electric load based on an output voltage of a battery, and an alternator that charges the battery by gradual generation. The process of changing the setting of the power supply unit so that the electric load is reduced when the engine is started and / or the process of changing the setting of the alternator so that the target voltage in the gradual generation increases. And a start-up means for starting the power supply unit after the process of the setting change means.
エンジンが始動されると、バッテリの劣化状態に応じて、電気負荷が軽減されるように電源ユニットの設定が調整されるか、徐励発電における目標電圧が上昇するようにオルタネータの設定が変更されるか、或いはその両方が実行される。電源ユニットから電気負荷への電力の供給は、このような設定変更処理の後に開始される。これによって、エンジンの始動時にバッテリの出力電圧に瞬断が生じる懸念を軽減することができる。 When the engine is started, the setting of the power supply unit is adjusted to reduce the electrical load, or the setting of the alternator is changed to increase the target voltage in the gradual generation, depending on the deterioration state of the battery. Or both are performed. Supply of power from the power supply unit to the electrical load is started after such setting change processing. By this, it is possible to reduce the concern that the output voltage of the battery may be interrupted at the time of starting the engine.
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。 The above object, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description of the following embodiments given with reference to the drawings.
図1を参照して、この実施例の車両10は、3つの気筒141〜143が形成された4ストローク型のエンジン(内燃機関)12を動力源として備える。
Referring to FIG. 1, a
イグニッションキー(図示せず)によってIGオン操作が行われるか、或いはアイドルストップ状態でアイドルスタート条件が成立すると、ECU36は、エンジン12を始動するべくリレー28をオンする。バッテリ26の電力はオン状態のリレー28を介してスタータ30に供給され、スタータ30はバッテリ26の電力によってクランキングを実行する。エンジン12はクランキングによって始動し、気筒141〜143の各々に設けられたピストン(図示せず)は、クランクシャフト16がアイドル回転数で回転できる速度で上下動する。
When an IG on operation is performed by an ignition key (not shown) or an idle start condition is satisfied in the idle stop state, the
クランクシャフト16とプロペラシャフト20との間には、CVT18が介在する。クランクシャフト16の回転力は、CVT18に設定された変速比でプロペラシャフト20に伝達される。プロペラシャフト20の回転力はその後、ドライブシャフト(図示せず)を介してタイヤまで伝達され、これによって車両10が前進する。
The CVT 18 intervenes between the
なお、クランクシャフト16の回転数はエンジン12の回転数(=エンジン回転数)に相当するところ、エンジン回転数は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量に応じて変化し、かつエンジン回転センサ34によって検知される。
Although the rotational speed of the
クランクシャフト16の回転力はまた、ベルト22を介してオルタネータ24の回転軸24sに伝達される。オルタネータ24は徐励発電を行い、オルタネータ24の出力電圧値(=オルタネータ電圧値)は徐々に目標電圧値まで上昇する。バッテリ26は、こうして動作するオルタネータ24によって充電される。なお、オルタネータ24の温度(=オルタネータ温度)は、温度センサ32によって検知される。
The rotational force of the
車両10に搭載される電気負荷としては、エンジン駆動部品(インジェクタ,プラグ等),ライト,VSCのような走行に必要不可欠な装備つまり不可欠装備の他に、ヒートシータやエアコンのような運転者の快適性を高める装備つまり快適装備がある。電源ユニット38は、バッテリ26の出力電圧に基づいてこれらの装備に電力を供給する。
The electric loads mounted on the
上述のようにオルタネータ24は徐励発電を行うため、エンジン12が始動した直後のオルタネータ24の出力は、バッテリ26の出力よりも格段に小さい。したがって、バッテリ26の劣化によってバッテリ26の出力が低下すると、相対的に電気負荷が過大となり、バッテリ26の出力が瞬断するおそれがある。
As described above, since the
ここで、不可欠装備に対して電力を供給する優先度は、快適装備に電力を供給する優先度よりも格段に高い。また、アイドルスタート条件の成立に応答して不可欠装備に電力を供給する必要性は、IGオン操作に応答して不可欠装備に電力を供給する必要性よりも格段に高い。 Here, the priority for supplying power to essential equipment is much higher than the priority for supplying power to comfort equipment. Also, the need to power the vital equipment in response to the establishment of the idle start condition is much higher than the need to power the vital equipment in response to the IG on operation.
そこで、この実施例では、アイドルストップ状態においてアイドルスタート条件が成立したとき、図2および図3に示すフロー図に従う車両制御処理をECU36に実行させるようにしている。
Therefore, in this embodiment, when the idle start condition is satisfied in the idle stop state, the
なお、このフロー図に対応する制御プログラムは、メモリ36mに記憶される。また、エンジン12の回転数およびオルタネータ24の温度は、図示しない別ルーチンの下で繰り返し検出される。
The control program corresponding to this flowchart is stored in the
さらに、メモリ36mには、エンジン回転数とオルタネータ温度とオルタネータ電流値(=オルタネータ24の出力電流値)との関係を示すマップがバッテリ電圧値毎に準備される(図4(A),図4(B)参照)。
Furthermore, in the
図4(A)によれば、オルタネータ電流値は、エンジン回転数およびオルタネータ温度に応じて、I12(1,1)〜I12(7,7)の間で変化する。また、図4(B)によれば、オルタネータ電流値は、エンジン回転数およびオルタネータ温度に応じて、I13(1,1)〜I13(7,7)の間で変化する。 According to FIG. 4A, the alternator current value changes between I12 (1, 1) to I12 (7, 7) according to the engine speed and the alternator temperature. Moreover, according to FIG. 4 (B), an alternator electric current value changes between I13 (1, 1)-I13 (7, 7) according to an engine speed and alternator temperature.
図2を参照して、ステップS1ではバッテリ26の出力電圧値(=バッテリ電圧値)を検出し、ステップS3ではバッテリ26の出力電流値(=バッテリ電流値)を検出する。ステップS5ではオルタネータ温度を別ルーチンから取得し、ステップS7ではエンジン回転数を別ルーチンから取得する。
Referring to FIG. 2, in step S1, an output voltage value (= battery voltage value) of
ステップS9では、ステップS1で検出されたバッテリ電圧値に対応するマップを上述した複数のマップの中から選択する。ステップS9ではまた、ステップS5で取得されたオルタネータ温度およびステップS7で検出されたエンジン回転数に対応するオルタネータ電流値を、選択したマップを参照して推定する。 In step S9, a map corresponding to the battery voltage value detected in step S1 is selected from the plurality of maps described above. In step S9, an alternator current value corresponding to the alternator temperature acquired in step S5 and the engine rotational speed detected in step S7 is estimated with reference to the selected map.
ステップS11では、ステップS1で検出されたバッテリ電圧値をステップS3で検出されたバッテリ電流値で割り算して抵抗値を算出し、算出された抵抗値と既定抵抗値との差分を劣化抵抗値として検出する。 In step S11, the battery voltage value detected in step S1 is divided by the battery current value detected in step S3 to calculate the resistance value, and the difference between the calculated resistance value and the predetermined resistance value is used as the deterioration resistance value. To detect.
ここで、既定抵抗値とは、バッテリ26が新品(SOC=100%)の状態で検出されたバッテリ電圧値およびバッテリ電流値から算出された抵抗値である。既定抵抗値を定義するバッテリ電圧値およびバッテリ電流値が図5(A)および図5(B)に描かれた点線に沿って変化し、現状の抵抗値を定義するバッテリ電圧値およびバッテリ電流値が図5(A)および図5(B)に描かれた実線に沿って変化する場合、点線と実線との差分が劣化抵抗値に相当する。また、図6から分かるように、バッテリ26の劣化度合いは、劣化抵抗値が増大するほど増大する。
Here, the predetermined resistance value is a resistance value calculated from the battery voltage value and the battery current value detected when the
ステップS13では、数式1に従って不足電圧値を算出する。
[数式1]
不足電圧値={K−オルタネータ電流値}*劣化抵抗値
In step S13, the under voltage value is calculated according to equation 1.
[Equation 1]
Under voltage value = {K-Alternator current value} * Deterioration resistance value
数式1によれば、ステップS9で推定されたオルタネータ電流値が定数Kから引き算され、これによって得られた引き算値がステップS11で検出された劣化抵抗値と掛け算される。こうして算出される不足電圧値は、オルタネータ24による徐励発電の目標電圧値をバッテリ26の劣化を考慮して補正するべく用いられる。
According to Equation 1, the alternator current value estimated in step S9 is subtracted from the constant K, and the subtraction value obtained thereby is multiplied by the deteriorated resistance value detected in step S11. The undervoltage value calculated in this manner is used to correct the target voltage value of the gradual excitation power generation by the
ステップS15では、不足電圧値が0Vを上回るか否かを判別する。判別結果がNOであれば、ステップS17に進み、徐励発電の目標電圧値が初期値に合わせられるようにオルタネータ24の設定を調整する(図7参照)。ステップS19では、オルタネータ電圧値が目標電圧値に達したか否かを繰り返し判別する。
In step S15, it is determined whether the under voltage value exceeds 0V. If the determination result is NO, the process proceeds to step S17, and the setting of the
判別結果がNOからYESにすると、ステップS21で電源ユニット38を起動する。電気負荷への電力の供給は、電源ユニット38の起動によって開始される。車両制御処理は、電源ユニット38が起動された後に終了する。
If the determination result is from NO to YES, the
一方、ステップS15の判別結果がYESであれば、ステップS23に進み、劣化抵抗値が閾値TH1を下回るか否かを判別する。判別結果がYESであればそのままステップS19に戻る一方、判別結果がNOであればステップS25〜S31で以下の処理を実行してからステップS19に戻る。 On the other hand, if the determination result in step S15 is YES, the process proceeds to step S23, and it is determined whether the degradation resistance value is less than the threshold value TH1. If the determination result is YES, the process returns directly to step S19, while if the determination result is NO, the following processing is executed in steps S25 to S31, and then the process returns to step S19.
つまり、ステップS25では、徐励発電の目標電圧値が“初期値+不足電圧値” に合わせられるようにオルタネータ24の設定を調整する(図7参照)。ステップS27では、劣化抵抗値が閾値TH1よりも大きい閾値TH2を下回るか否かを判別する。
That is, in step S25, the setting of the
判別結果がNOでればステップS29に進み、快適装備の働きが弱化するように電源ユニット38に設定を変更する。一方、判別結果がYESであれば、快適装備が所定期間だけ停止されるように電源ユニット38に設定を変更する。電気負荷は、こうして段階的に制限される。
If the determination result is NO, the process proceeds to step S29, and the setting of the
以上の説明から分かるように、車両10には、エンジン12の他に、バッテリ26の出力電圧に基づいて電気負荷に電力を供給する電源ユニット38と、徐励発電によってバッテリ26を充電するオルタネータ24とが設けられる。アイドルスタート条件の成立によってエンジン12が始動されると、ECU36は、電気負荷が軽減されるように電源ユニット38の設定を変更する処理および/または徐励発電における目標電圧値が上昇するようにオルタネータ24の設定を変更する処理を、バッテリ26の劣化状態に応じて異なる態様で実行する(S23~S31)。このような設定変更処理が完了すると、ECU36は、電源ユニット38を起動する(S21)。これによって、エンジン12の始動時にバッテリ26の出力電圧に瞬断が生じる懸念を軽減することができる。
As can be understood from the above description, in addition to the
10 …車両
12 …エンジン
24 …オルタネータ
26 …バッテリ
32 …温度センサ
34 …エンジン回転センサ
36 …ECU
38 …電源ユニット
10 ...
38 ... Power supply unit
Claims (1)
エンジンが始動されたとき前記電気負荷が軽減されるように前記電源ユニットの設定を変更する処理および/または前記徐励発電における目標電圧が上昇するように前記オルタネータの設定を変更する処理を前記バッテリの劣化状態に応じて異なる態様で実行する設定変更手段、および
前記設定変更手段の処理の後に前記電源ユニットを起動する起動手段を備える、車両制御装置。 A vehicle control apparatus for controlling a vehicle comprising: a power supply unit for supplying electric power to an electric load based on an output voltage of a battery; and an alternator for charging the battery by gradual excitation power generation,
Changing the setting of the power supply unit so that the electric load is reduced when the engine is started and / or changing the setting of the alternator so that the target voltage in the gradual generation increases A vehicle control device comprising: setting change means which is executed in a different manner according to a deterioration state of the vehicle; and start means which starts the power supply unit after the process of the setting change means.
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