JP3870928B2 - Automotive battery control device - Google Patents

Automotive battery control device Download PDF

Info

Publication number
JP3870928B2
JP3870928B2 JP2003120631A JP2003120631A JP3870928B2 JP 3870928 B2 JP3870928 B2 JP 3870928B2 JP 2003120631 A JP2003120631 A JP 2003120631A JP 2003120631 A JP2003120631 A JP 2003120631A JP 3870928 B2 JP3870928 B2 JP 3870928B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
temperature
estimated
control device
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003120631A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004328905A (en
Inventor
強 袖野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2003120631A priority Critical patent/JP3870928B2/en
Publication of JP2004328905A publication Critical patent/JP2004328905A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3870928B2 publication Critical patent/JP3870928B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車のバッテリーを制御する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
バッテリーの温度を検出するために温度センサーを設け、バッテリー温度に応じてバッテリーの充放電を管理するようにした自動車の制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献1】
特開2001−268715号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の自動車の制御装置では、バッテリー温度を検出するために温度センサーを設置しているのでコストがかかるという問題がある。
【0005】
本発明は、温度センサーを用いずにバッテリーの充放電を管理する自動車のバッテリー制御装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、バッテリー温度推定値とイグニッションオフ直後のエンジン冷却水温とを、イグニッションオフ時にも記憶内容を保持する記憶手段に記憶しておき、イグニッションオン直後に、記憶手段に記憶されているイグニッションオフ直後のエンジン冷却水温と、イグニッションオン直後に検出されたエンジン冷却水温とに基づいて、記憶手段に記憶されているバッテリー温度推定値を補正する、ものである。
【0007】
【発明の効果】
本発明によれば、温度センサーを用いずにバッテリーの温度を検出することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
本願発明をハイブリッド車両に適用した一実施の形態を説明する。図1に一実施の形態の構成を示す。一実施の形態のハイブリッド車両はエンジン1とモータージェネレーター2を備えており、両者はプーリー&ベルト3により連結されている。エンジン1の駆動力は自動変速機であるトランスミッション4とファイナルドライブ5を介して駆動輪6に伝達され、車両を走行させる。一方、モータージェネレーター2は、エンジン1の始動を行うとともに、エンジン1をアシストして車両の走行駆動と回生制動を行う。なお、モータージェネレーター2は交流機である。
【0009】
インバーター7は、バッテリー8の直流電力を交流電力に変換してモータージェネレーター2へ供給するとともに、モータージェネレーター2の交流発電電力を直流電力に変換してバッテリー8を充電する。この一実施の形態ではバッテリー8に定格電圧14Vのバッテリーを用いた例を示す。
【0010】
バッテリー8はバッテリーファン9、デフォッガー10、ラジエーターファン11、ランプ類12などの車載補機へ電力を供給する。バッテリーファン9はバッテリー8へ送風して冷却し、デフォッガー10はリヤウインドウの曇りを除去する。また、ラジエーターファン11はラジエーター(不図示)へ送風してエンジン冷却水の冷却を行う。ランプ類12にはヘッドランプ、フォグランプ、ストップランプ、ターンシグナルランプ、テールランプなどが含まれる。
【0011】
水温センサー1aはエンジン1の冷却水温度Tw[℃]を検出する。また、電圧センサー13はバッテリー8の電圧Vb[V]を検出し、電流センサー14はバッテリー8の充放電電流Ib[A]を検出する。この一実施の形態では、バッテリー8からインバーター7または車載補機9〜12へ流れる放電電流Ibを正とし、インバーター7からバッテリー8へ流れる充電電流Ibを負とする。
【0012】
コントローラー15はCPU15a、メモリ15b、A/Dコンバーター15c、バッテリーバックアップ・メモリ15dなどを備え、エンジン1の燃料噴射量と点火時期を調節して回転速度とトルクを制御するとともに、インバーター7によりモータージェネレーター2へ供給する電圧と電流を調節してその回転速度とトルクを制御する。コントローラー15はまた、後述する制御プログラムを実行してバッテリー8の温度と充放電を管理するとともに、車載補機9〜12の作動を制御する。なお、メモリ15dは専用のバッテリー(不図示)によりバックアップされるメモリであり、イグニッションオフ時にコントローラー15への制御電源の供給が停止されても記憶内容を保持し続ける。
【0013】
イグニッションスイッチ16は、車両のイグニッションキーがONまたはSTART位置に設定されるとオン(閉路)する。デフォッガースイッチ17はデフォッガー10を作動させるための操作部材、ランプスイッチ18はランプ類12を点消灯するための操作部材である。また、ブレーキスイッチ19はブレーキペダル(不図示)が踏み込まれるとオン(閉路)するスイッチである。
【0014】
車速センサー20は車両の走行速度Vsp[km/h]を検出し、アクセルセンサー21はアクセルペダル(不図示)の踏み込み量[θa]を検出する。ブレーキ液圧センサー22は、ブレーキペダルの踏み込み圧に比例したブレーキ液圧Pbを検出する。また、シフトセンサー23は自動変速機シフトレバー(不図示)の設定位置(P、R、N、D、2、1)を検出する。
【0015】
図2〜図6はバッテリー制御プログラムを示すフローチャートである。これらのフローチャートにより、一実施の形態の動作を説明する。図2はバッテリー制御メインプログラムを示すフローチャートである。コントローラー15のCPU15aは、イグニッションスイッチ16がオンするとこのメインプログラムを繰り返し実行する。
【0016】
ステップ1において、水温センサー1aによりエンジン冷却水温Twを検出し、メモリ15bに記憶する。ステップ2で、バッテリーバックアップ・メモリ15dにバッテリー温度推定値Tbが記憶されているか否かを確認する。車両の製造工場において始めてコントローラー15に制御電源を供給したとき、あるいは整備工場においてコントローラー15がリセットまたは交換されたときは、バッテリーバックアップ・メモリ15dにバッテリー温度推定値Tbは記憶されていない。
【0017】
バッテリー温度推定値Tbが記憶されているときはステップ3へ進み、図3に示すサブルーチンを実行してイグニッションオフ中のバッテリー温度推定値Tbの補正を行う。この補正処理については後述する。一方、バッテリー温度推定値Tbが記憶されていないときはステップ4へ進み、メモリ15bからエンジン冷却水温Twを読み出し、バッテリー温度推定値Tbの初期値とする。
【0018】
バッテリー温度推定値Tbのイグニッションオフ中の補正または初期化が完了したらステップ5で走行を許可し、続くステップ6で走行のためのエンジン1とモータージェネレーター2の制御を開始する。具体的には、車速Vsp、アクセルペダル踏み込み量θa、バッテリーSOCなどに基づいてエンジン1とモータージェネレーター2の回転速度やトルクなどの指令値を演算し、それらに基づいてエンジン1とモータージェネレーター2を制御する。
【0019】
ステップ7において、図4に示すサブルーチンを実行してイグニッションオン中のバッテリー温度Tbを推定する。この推定処理については後述する。バッテリー温度推定値Tbを求めた後、ステップ8で図5に示すサブルーチンを実行してバッテリー温度推定値Tbによる車両のアイドルストップ制御とバッテリー8の充放電制御を行う。これらの制御については後述する。次に、ステップ9で図6に示すサブルーチンを実行し、イグニッションオン中のバッテリー温度推定値Tbの補正を行う。この補正処理についても後述する。
【0020】
ステップ10において、イグニッションスイッチ16がオフされたか否かを確認し、オンされたままであればステップ7へ戻って上述した処理を繰り返し、オフされたらステップ11へ進む。ステップ11では、上述した処理により求めたバッテリー温度推定値Tb、水温センサー1aにより検出した現在のエンジン冷却水温Tw、およびイグニッションオフ前のバッテリーファン9の作動状況をバッテリーバックアップ・メモリ15dに記憶し、処理を終了する。ここで、バッテリーバックアップ・メモリ15dに記憶されたバッテリー温度推定値Tbとエンジン冷却水温Twは、イグニッションオフ直後の値である。
【0021】
図3は、イグニッションオフ中のバッテリー温度推定値Tbの補正処理を示すフローチャートである。ステップ21において、バッテリーバックアップ・メモリ15dからイグニッションオフ直後のバッテリー温度推定値Tbを読み出し、Tb_offとする。続くステップ22で、バッテリーバックアップ・メモリ15dからイグニッションオフ直後のエンジン冷却水温Twを読み出し、Tw_offとする。これらのバッテリー温度推定値Tbとエンジン冷却水温Twは、図2に示すメイン制御プログラムのステップ11で記憶したものである。
【0022】
さらにステップ23では、メモリ15bからイグニッションオン直後のエンジン冷却水温Twを読み出し、Tw_onとする。このエンジン冷却水温Twは図2に示すメイン制御プログラムのステップ1で記憶したものである。
【0023】
ステップ24において、イグニッションオン直後のエンジン冷却水温Tw_onとイグニッションオフ直後のエンジン冷却水温Tw_offとを比較する。Tw_on≦Tw_offの場合は、イグニッションオフ中にエンジン冷却水温Twが低下したと判断してステップ25へ進み、次式によりエンジン冷却水温低下時のバッテリー温度推定値Tbの補正を行う。
【数1】
Tb=Tb_off−(Tw_off−Tw_on)・Kdown
数式1において、Kdownは、エンジン冷却水温Twの低下率からバッテリー温度推定値Tbの低下率へ変換するための係数であり、予め実車を用いた実験などにより決定し、メモリ15bの中のEEPROM領域へ記憶しておく。
【0024】
一方、Tw_on>Tw_offの場合は、イグニッションオフ中にエンジン冷却水温Twが上昇したと判断してステップ26へ進む。エンジン1を停止するまでラジエーターファン11を作動させてラジエーターのエンジン冷却水を冷却していた場合、イグニッションオフ後にエンジン冷却水温Twは上昇する。しかし、しばらくするとエンジン冷却水温Twは低下する。したがって、イグニッションオフ中にエンジン冷却水温Twが上昇したということは、イグニッションオフ期間がごく短時間であるといえる。
【0025】
ステップ26において、バッテリーバックアップ・メモリ15dからイグニッションオフ直前のバッテリーファン9の作動状況を読み出し、作動していたらステップ27へ進み、作動していなければステップ28へ進む。イグニッションオフ直前にバッテリーファン9が作動していた場合には、エンジン冷却水温Twの上昇と同様にバッテリー温度も上昇していると考えられるから、次式によりエンジン冷却水温Twの上昇時、かつイグニッションオフ直前にバッテリーファン9が作動していた場合のバッテリー温度推定値Tbの補正を行う。
【数2】
Tb=Tb_off+(Tw_on−Tw_off)・Kup
数式2において、Kupは、エンジン冷却水温Twの上昇率からバッテリー温度推定値Tbの上昇率へ変換するための係数であり、予め実車を用いた実験などにより決定し、メモリ15bの中のEEPROM領域に記憶しておく。
【0026】
一方、イグニッションオフ中にエンジン冷却水温Twが上昇していても、イグニッションオフ直前にバッテリーファン9が作動していなかった場合には、バッテリー温度の上昇はないと考えられ、しかも、上述したようにイグニッションオフ期間が短いと考えられるから、イグニッションオフ中にバッテリー温度は変化していないとする。そこで、ステップ28で、バッテリー温度推定値Tbにイグニッションオフ直後のバッテリー温度推定値Tb_offをそのまま用いる。
【数3】
Tb=Tb_off
【0027】
ステップ29において、補正後のバッテリー温度推定値Tbをバッテリーバックアップ・メモリ15dに記憶し、バッテリー温度推定値Tbを更新して図2に示すメインプログラムへリターンする。
【0028】
図4は、イグニッションオン中のバッテリー温度の推定処理を示すフローチャートである。ステップ31においてバッテリー電流Ibが正か否か、つまりバッテリー8からインバーター7または車載補機9〜12への放電中か否かを判別する。バッテリー電流Ibが正で放電中のときはステップ32へ進み、車載補機9〜12が作動中か否かを判別する。
【0029】
車載機器9〜12のいずれかが作動中のときはステップ33へ進み、メモリ15bのEEPROM領域に記憶されているマップを参照し、補機駆動電流に対応するバッテリー温度上昇推定値を読み出す。このマップは予め実車実験により計測して設定したものである。続くステップ34で、バッテリーバックアップ・メモリ15dに記憶されているバッテリー温度推定値Tbを読み出し、補機駆動による温度上昇分を加算して補正する。
【0030】
補機駆動による補正処理後のステップ35において、メモリ15bのEEPROM領域に記憶されているマップを参照し、インバーター7への放電電流、すなわちモーター駆動電流に対応するバッテリー温度上昇推定値を読み出す。このマップは予め実車実験により計測して設定したものである。続くステップ36で、補機駆動による温度上昇分を補正した後のバッテリー温度推定値Tbにモーター駆動による温度上昇分を加算して補正する。
【0031】
ここで、補機駆動電流によるバッテリー8の温度上昇とモーター駆動電流によるバッテリー8の温度上昇とを別個に推定するのは、車載補機9〜12への放電電流には大きな変化が少なく定常的であるため、比較的容易にしかも正確に温度上昇を推定できるのに対し、モータージェネレーター2への放電電流は変化が大きく過渡的であるため、実効値が補機駆動電流と同一であっても温度上昇値が異なり、両者を分けてそれぞれマップ参照により温度上昇を推定する。
【0032】
なお、バッテリー8が放電中であっても、車載補機9〜12がすべて停止しているときは、ステップ33〜34をスキップしてステップ35へ進み、上述したようにモーター駆動による温度上昇分をマップ検索し、バッテリーバックアップメモリ15dに記憶されているバッテリー温度推定値Tbに温度上昇分を加算して補正する。
【0033】
また、バッテリー電流Ibが負でバッテリー8が充電中の場合はステップ37へ進み、メモリ15bのEEPROM領域に記憶されているマップを参照し、充電電流に対応する温度上昇推定値を読み出す。このマップは予め実車実験により計測して設定したものである。続くステップ38で、バッテリーバックアップ・メモリ15dに記憶されているバッテリー温度推定値Tbを読み出し、バッテリー充電による温度上昇分を加算して補正する。
【0034】
ステップ39において、補正後のバッテリー温度推定値Tbをバッテリーバックアップ・メモリ15dに記憶し、バッテリー温度推定値Tbを更新して図2に示すメインプログラムへリターンする。
【0035】
図5は、バッテリー温度推定値Tbによる車両のアイドルストップ制御およびバッテリー8の充放電制御を示すフローチャートである。ステップ41において、図4に示すイグニッションオン中の推定処理で求められたバッテリー温度推定値Tbをバッテリーバックアップ・メモリ15dから読み出し、そのバッテリー温度推定値Tbがアイドルストップ許可温度以上か否かを判別する。このアイドルストップ許可温度は予め設定されてメモリ15bのEEPROM領域に記憶されている。バッテリー温度が低いとバッテリー8のSOCが低下するので、アイドルストップ後のエンジン再始動時にモータージェネレーター2へ十分な電力を供給できず、エンジン1を始動できなくなる。そのため、バッテリー温度推定値Tbが予め定めたアイドルストップ許可温度より低い場合はアイドルストップを許可しない。
【0036】
バッテリー温度推定値Tbがアイドルストップ許可温度より低い場合はステップ44へ進み、アイドルストップを禁止する。一方、バッテリー温度推定値Tbがアイドルストップ許可温度以上の場合はステップ42へ進み、アイドルストップ条件が成立しているか否かを判別する。ブレーキスイッチ19によりブレーキペダルの踏み込みが確認され、車速Vspが0で、シフトセンサー23によりシフトレバーがD(ドライブ)位置に設定されている場合には、アイドルストップ条件が成立しているとし、ステップ43へ進んでアイドルストップを行う。一方、アイドルストップ条件が成立していない場合はステップ44へ進み、アイドルストップを禁止する。
【0037】
次に、ステップ45において、バッテリー8の入出力可能パワーを演算する。具体的には、電圧センサー13と電流センサー14により複数時点のバッテリー電圧Vbと充放電電流Ibをサンプリングし、サンプリングデータを図7に示すようにVb−Ibの2次元平面上にプロットして直線回帰する。回帰直線と放電終止電圧Vb_minとの交点の電流を最大放電電流Ib_dとし、回帰直線と最大充電電圧Vb_maxとの交点の電流を最大充電電流Ib_cとしたとき、入力可能パワーPinと出力可能パワーPoutを次式により求める。
【数4】
Pin=Vb_max・Ib_c,
Pout=Vb_min・Ib_d
【0038】
ステップ46で、算出した入出力可能パワーPin、Poutをバッテリー温度推定値Tbを用いて補正する。この補正方法は予め実験などにより決定しておく。続くステップ47で、アクセルペダル踏み込み量θa、車速Vsp、ブレーキ液圧Pbに基づいて、モータージェネレーター2の要求トルクTmを演算する。ステップ48で、モータージェネレーター2の要求トルクTmをバッテリー8の入出力可能パワーPin、Poutで満たせない場合は、入出力可能パワーPin、Poutに応じて要求トルクTmを制限する。ステップ49では、最終的に決定したモータージェネレーター2の要求トルクTmにしたがってインバーター7を制御し、モータージェネレーター2のトルク制御を行う。
【0039】
ステップ50において、バッテリー温度推定値Tbがバッテリーファン9により冷却が必要な温度以上か否かを判別する。冷却要求温度は予め実験などにより決定し、メモリ15bのEEPROM領域に記憶しておく。バッテリー温度推定値Tbが冷却要求温度以上の場合はステップ51へ進み、バッテリーファン9を作動させてバッテリー8を冷却する。これにより、バッテリー8を適切な温度に維持することができる。一方、バッテリー温度推定値Tbが冷却要求温度未満の場合はステップ52へ進み、バッテリーファン9を停止させる。その後、図2に示すメイン制御プログラムへリターンする。
【0040】
図6は、イグニッションオン中のバッテリー温度推定値Tbの補正処理を示すフローチャートである。ステップ61において、モータージェネレーター2の力行トルクがバッテリー8の出力可能パワーPout(数式4参照)まで要求されているか否かを判別する。要求力行トルクが出力可能パワーPoutに達しているときはステップ62へ進み、モータージェネレーター2の実際の出力がバッテリー8の出力可能パワーPoutより小さいか否かを判別する。
【0041】
ここで、モータージェネレーター2の実際の出力は次の手順で求める。電流センサー(不図示)によりモータージェネレーター2の電流を検出するとともに、車速センサー20により車速Vspを検出し、シフトセンサー23により自動変速機のシフト位置を検出する。次に、回転センサー(不図示)によりモータージェネレーター2の回転位置を検出し、モータージェネレーター2の回転位置に基づいてモータージェネレーター電流をdq軸座標系のd軸電流Idとq軸電流Iqに変換し、これらのdq軸電流Id、Iqによりモータージェネレーター2の実際のトルクを演算する。そして、モータージェネレーター2のトルクとバッテリー8の出力パワーとの関係をマッピングしたデータを検索して、モータージェネレーター2の実トルクに対応する出力パワーを表引き演算する。この出力パワーがモータージェネレーター2の実出力である。
【0042】
モータージェネレーター2の実際の出力がバッテリー8の出力可能パワーPoutより小さいときは、ステップ63へ進む。ステップ63では、バッテリー8の出力可能パワーPoutからモータージェネレーター2の実出力を減じた出力差Pout_ofsを求める。続くステップ64で、出力可能パワーPoutと実出力との出力差Pout_ofsに基づいて次式によりバッテリー温度推定値Tbを補正する。
【数5】
Tb=Tb(old)−Pout_ofs・Kout
数式5において、Koutは出力差Pout_ofsを温度差に変換する係数、Tb(old)はバッテリーバックアップ・メモリ15dから読み出した補正前のバッテリー温度推定値である。
【0043】
一方、ステップ62でモータージェネレーター2の実出力が出力可能パワーPoutに達しているときは、バッテリー温度推定値Tbを補正する必要はないので、処理を終了して図2のメインプログラムへリターンする。
【0044】
ステップ61において、モータージェネレーター2に対する要求力行トルクがバッテリー8の出力可能パワーPoutに達していないと判別されたときはステップ65へ進む。ステップ65では、モータージェネレーター2の発電トルク(回生トルク)がバッテリー8の入力可能パワーPinまで要求されているか否かを判別する。要求発電トルクが入力可能パワーPinに達しているときはステップ66へ進み、モータージェネレーター2の実際の入力がバッテリー8の入力可能パワーPinより小さいか否かを判別する。なお、モータージェネレーター2の実入力は上述した実出力と同様な手順で算出する。
【0045】
モータージェネレーター2の実際の入力がバッテリー8の入力可能パワーPinより小さいときは、ステップ67へ進む。ステップ67では、バッテリー8の入力可能パワーPinからモータージェネレーター2の実入力を減じた入力差Pin_ofsを求める。続くステップ68で、入力可能パワーPinと実入力との入力差Pin_ofsに基づいて次式によりバッテリー温度推定値Tbを補正する。
【数6】
Tb=Tb(old)−Pin_ofs・Kin
数式6において、Kinは入力差Pin_ofsを温度差に変換する係数、Tb(old)はバッテリーバックアップ・メモリ15dから読み出した補正前のバッテリー温度推定値である。
【0046】
一方、ステップ66でモータージェネレーター2の実入力が入力可能パワーPinに達しているときは、バッテリー温度推定値Tbを補正する必要はないので、処理を終了して図2のメインプログラムへリターンする。
【0047】
このように一実施の形態によれば、バッテリー温度推定値Tbとイグニッションオフ直後のエンジン冷却水温Tw_offとを、イグニッションオフ時にも記憶内容を保持するバッテリーバックアップ・メモリ15dに記憶しておき、イグニッションオン直後に、バッテリーバックアップ・メモリ15dに記憶されているイグニッションオフ直後のエンジン冷却水温Tw_offと、イグニッションオン直後に検出されたエンジン冷却水温Tw_onとに基づいて、バッテリーバックアップ・メモリ15dに記憶されているバッテリー温度推定値Tbを補正するようにしたので、バッテリー温度を検出するセンサーを設置せずに、バッテリー8の温度を正確に推定することができ、そのバッテリー温度推定値Tbによりバッテリー8の充放電を管理することができる。
【0048】
また、上述した一実施の形態では、バッテリー温度推定値がバッテリーバックアップ・メモリ15bに記憶されていない場合は、エンジン冷却水温をバッテリー温度推定値Tbの初期値に設定するようにした。車両の製造工場において始めてコントローラー15に制御電源を供給したとき、あるいは整備工場においてコントローラー15がリセットまたは交換されたときは、バッテリーバックアップ・メモリ15dにバッテリー温度推定値Tbは記憶されていない。この一実施の形態によれば、簡単かつ確実な方法でバッテリー温度推定値Tbの初期値を設定することができる。
【0049】
一実施の形態によれば、バッテリーに流れる電流をインバーター7を介してモータージェネレーター2に流れる電流と車載補機9〜12へ流れる電流とに分離し、それぞれのバッテリー電流に応じたバッテリーの温度上昇値を推定し、モータージェネレーター2へ流れる電流による温度上昇値と車載補機9〜12へ流れる電流による温度上昇値とを、バッテリー温度推定値Tbに加算して補正するようにした。車載補機9〜12への放電電流には大きな変化が少なく定常的であるため、比較的容易にしかも正確に温度上昇を推定できるのに対し、モータージェネレーター2への放電電流は変化が大きく過渡的であるため、実効値が補機駆動電流と同一であっても温度上昇値が異なり、両者を分けてそれぞれ温度上昇を推定することによって、正確なイグニッションオン中のバッテリー温度上昇値を推定でき、正確なバッテリー温度推定値Tbを得ることができる。
【0050】
一実施の形態によれば、バッテリー電流Ib、バッテリー電圧Vbと、バッテリー8の放電終止電圧Vb_min、および最大充電電圧Vb_maxに基づいてバッテリー8の入出力可能なパワー(電力)Pin、Poutを演算し、バッテリー温度推定値Tbに基づいてバッテリーの入力可能電力Pin、Poutを補正するようにした。バッテリーは一般に温度に応じて入出力可能な電力が大きく変化するが、この一実施の形態によればバッテリー温度に応じた正確な入力可能電力が得られる。また、バッテリー温度推定値に応じて補正したバッテリーの入力可能電力Pin、Poutによりモータージェネレーター2のトルクを制限するようにしたので、バッテリー8の過放電および過充電を防止することができる。
【0051】
さらに、一実施の形態によれば、モータージェネレーターの実際の出力電力を演算し、バッテリー温度推定値Tbにより補正後のバッテリー8の入出力可能パワー(電力)Pin、Poutとモータージェネレーター2の実際の出力電力との差に基づいてバッテリー温度推定値Tbを補正するようにしたので、さらに正確なバッテリー温度推定値Tbが得られる。
【0052】
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、バッテリーバックアップ・メモリ15dが記憶手段を、水温センサー1aが水温検出手段を、コントローラー15が温度補正手段、初期値設定手段、温度上昇推定手段、電力演算手段、電力補正手段、トルク制限手段、出力演算手段およびアイドルストップ禁止手段を、電流センサー14が電流検出手段を、電圧センサー13が電圧検出手段を、バッテリーファン9がバッテリー冷却手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【0053】
上述した一実施の形態では、本願発明をハイブリッド車両のバッテリー制御装置に適用した例を示したが、本願発明はハイブリッド車両に限定されず、エンジンのみにより走行するエンジン車両やモーターのみにより走行する電気自動車などのあらゆる自動車に適用することができる。
【0054】
上述した一実施の形態ではモータージェネレーター2に交流機を用いる例を示したが、モータージェネレーター2に直流機を用いてもよい。また、上述した一実施の形態ではイグニッションオフ時にも記憶内容を保持する記憶手段としてバッテリーバックアップ・メモリ15dを用いた例を示したが、EEPROMなどの不揮発性メモリを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一実施の形態の構成を示す図である。
【図2】 一実施の形態のバッテリー制御メインプログラムを示すフローチャートである。
【図3】 イグニッションオフ中のバッテリー温度推定値の補正処理サブルーチンを示すフローチャートである。
【図4】 イグニッションオン中のバッテリー温度の推定処理サブルーチンを示すフローチャートである。
【図5】 アイドルストップ制御および充放電制御のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図6】 イグニッションオン中のバッテリー温度推定値の補正処理サブルーチンを示すフローチャートである。
【図7】 バッテリーの入力可能パワーの算出方法を説明するための図である。
【符号の説明】
1 エンジン
2 モータージェネレーター
3 プーリー&ベルト
4 トランスミッション
5 ファイナルドライブ
6 駆動輪
7 インバーター
8 バッテリー
9 バッテリーファン
10 デフォッガー
11 ラジエーターファン
12 ランプ類
13 電圧センサー
14 電流センサー
15 コントローラー
15a CPU
15b メモリ
15c A/Dコンバーター
15d バッテリーバックアップ・メモリ
16 イグニッションスイッチ
17 デフォッガースイッチ
18 ランプスイッチ
19 ブレーキスイッチ
20 車速センサー
21 アクセルセンサー
22 ブレーキ液圧センサー
23 シフトセンサー
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for controlling a battery of an automobile.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An automobile control device is known in which a temperature sensor is provided to detect the temperature of a battery, and charging / discharging of the battery is managed according to the battery temperature (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
Prior art documents related to the invention of this application include the following.
[Patent Document 1]
JP 2001-268715 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional automobile control device has a problem that it is expensive because a temperature sensor is installed to detect the battery temperature.
[0005]
The present invention provides an automobile battery control device that manages charge / discharge of a battery without using a temperature sensor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, the estimated battery temperature and the engine coolant temperature immediately after the ignition is turned off are stored in the storage means that retains the stored contents even when the ignition is turned off, and immediately after the ignition is turned on, the ignition off stored in the storage means is stored. The estimated battery temperature value stored in the storage means is corrected based on the engine coolant temperature immediately after and the engine coolant temperature detected immediately after the ignition is turned on.
[0007]
【The invention's effect】
According to the present invention, the temperature of the battery can be detected without using a temperature sensor.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment in which the present invention is applied to a hybrid vehicle will be described. FIG. 1 shows the configuration of an embodiment. The hybrid vehicle of one embodiment includes an engine 1 and a motor generator 2, and both are connected by a pulley and belt 3. The driving force of the engine 1 is transmitted to the drive wheels 6 through a transmission 4 and a final drive 5 which are automatic transmissions, thereby causing the vehicle to travel. On the other hand, the motor generator 2 starts the engine 1 and assists the engine 1 to drive the vehicle and perform regenerative braking. The motor generator 2 is an AC machine.
[0009]
The inverter 7 converts the DC power of the battery 8 into AC power and supplies it to the motor generator 2, and converts the AC power generated by the motor generator 2 into DC power to charge the battery 8. In this embodiment, an example in which a battery having a rated voltage of 14 V is used as the battery 8 is shown.
[0010]
The battery 8 supplies power to in-vehicle auxiliary equipment such as a battery fan 9, a defogger 10, a radiator fan 11, and lamps 12. The battery fan 9 blows air to the battery 8 to cool it, and the defogger 10 removes fogging of the rear window. Further, the radiator fan 11 blows air to a radiator (not shown) to cool engine cooling water. The lamps 12 include a head lamp, a fog lamp, a stop lamp, a turn signal lamp, a tail lamp, and the like.
[0011]
The water temperature sensor 1 a detects the cooling water temperature Tw [° C.] of the engine 1. The voltage sensor 13 detects the voltage Vb [V] of the battery 8, and the current sensor 14 detects the charge / discharge current Ib [A] of the battery 8. In this embodiment, the discharge current Ib flowing from the battery 8 to the inverter 7 or the in-vehicle accessories 9 to 12 is positive, and the charging current Ib flowing from the inverter 7 to the battery 8 is negative.
[0012]
The controller 15 includes a CPU 15a, a memory 15b, an A / D converter 15c, a battery backup memory 15d, etc., and adjusts the fuel injection amount and ignition timing of the engine 1 to control the rotational speed and torque. The rotation speed and torque are controlled by adjusting the voltage and current supplied to 2. The controller 15 also executes a control program, which will be described later, to manage the temperature and charge / discharge of the battery 8, and to control the operation of the in-vehicle auxiliary machines 9-12. Note that the memory 15d is a memory that is backed up by a dedicated battery (not shown), and continues to hold the stored contents even when the supply of control power to the controller 15 is stopped when the ignition is off.
[0013]
The ignition switch 16 is turned on (closed) when the ignition key of the vehicle is set to the ON or START position. The defogger switch 17 is an operation member for operating the defogger 10, and the lamp switch 18 is an operation member for turning on and off the lamps 12. The brake switch 19 is a switch that is turned on (closed) when a brake pedal (not shown) is depressed.
[0014]
The vehicle speed sensor 20 detects the travel speed Vsp [km / h] of the vehicle, and the accelerator sensor 21 detects the depression amount [θa] of an accelerator pedal (not shown). The brake fluid pressure sensor 22 detects a brake fluid pressure Pb proportional to the depression pressure of the brake pedal. The shift sensor 23 detects a set position (P, R, N, D, 2, 1) of an automatic transmission shift lever (not shown).
[0015]
2 to 6 are flowcharts showing the battery control program. The operation of the embodiment will be described with reference to these flowcharts. FIG. 2 is a flowchart showing the battery control main program. The CPU 15a of the controller 15 repeatedly executes this main program when the ignition switch 16 is turned on.
[0016]
In step 1, the engine coolant temperature Tw is detected by the water temperature sensor 1a and stored in the memory 15b. In step 2, it is confirmed whether or not the estimated battery temperature Tb is stored in the battery backup memory 15d. When the control power is supplied to the controller 15 for the first time in the vehicle manufacturing factory, or when the controller 15 is reset or exchanged in the maintenance factory, the battery temperature estimated value Tb is not stored in the battery backup memory 15d.
[0017]
When the estimated battery temperature value Tb is stored, the process proceeds to step 3, and the subroutine shown in FIG. 3 is executed to correct the estimated battery temperature value Tb during ignition off. This correction process will be described later. On the other hand, when the estimated battery temperature value Tb is not stored, the process proceeds to step 4 where the engine coolant temperature Tw is read from the memory 15b and set as the initial value of the estimated battery temperature value Tb.
[0018]
When the correction or initialization of the estimated battery temperature Tb during ignition off is completed, the travel is permitted in step 5, and the control of the engine 1 and the motor generator 2 for the travel is started in the subsequent step 6. Specifically, command values such as the rotational speed and torque of the engine 1 and the motor generator 2 are calculated based on the vehicle speed Vsp, the accelerator pedal depression amount θa, the battery SOC, etc., and the engine 1 and the motor generator 2 are Control.
[0019]
In step 7, the subroutine shown in FIG. 4 is executed to estimate the battery temperature Tb during ignition on. This estimation process will be described later. After obtaining the estimated battery temperature Tb, a subroutine shown in FIG. 5 is executed in step 8 to perform idle stop control of the vehicle and charge / discharge control of the battery 8 by the estimated battery temperature Tb. These controls will be described later. Next, in step 9, the subroutine shown in FIG. 6 is executed to correct the estimated battery temperature Tb during ignition on. This correction process will also be described later.
[0020]
In step 10, it is confirmed whether or not the ignition switch 16 is turned off. If the ignition switch 16 remains on, the process returns to step 7 to repeat the above-described processing. In step 11, the battery temperature estimated value Tb obtained by the above-described processing, the current engine cooling water temperature Tw detected by the water temperature sensor 1a, and the operating state of the battery fan 9 before the ignition is turned off are stored in the battery backup memory 15d. The process ends. Here, the estimated battery temperature Tb and the engine coolant temperature Tw stored in the battery backup memory 15d are values immediately after the ignition is turned off.
[0021]
FIG. 3 is a flowchart showing a correction process of the estimated battery temperature value Tb during ignition off. In step 21, the battery temperature estimated value Tb immediately after the ignition is turned off is read from the battery backup memory 15d and set as Tb_off. In the following step 22, the engine coolant temperature Tw immediately after the ignition is turned off is read from the battery backup memory 15d and is set as Tw_off. These estimated battery temperature Tb and engine coolant temperature Tw are stored in step 11 of the main control program shown in FIG.
[0022]
Further, in step 23, the engine coolant temperature Tw immediately after the ignition is turned on is read from the memory 15b and is set as Tw_on. The engine coolant temperature Tw is stored in step 1 of the main control program shown in FIG.
[0023]
In step 24, the engine coolant temperature Tw_on immediately after the ignition is turned on is compared with the engine coolant temperature Tw_off immediately after the ignition is turned off. If Tw_on ≦ Tw_off, it is determined that the engine coolant temperature Tw has decreased during ignition off, and the process proceeds to step 25, where the estimated battery temperature Tb when the engine coolant temperature decreases is corrected by the following equation.
[Expression 1]
Tb = Tb_off− (Tw_off−Tw_on) · Kdown
In Equation 1, Kdown is a coefficient for converting the rate of decrease in the engine coolant temperature Tw to the rate of decrease in the estimated battery temperature Tb, which is determined in advance by an experiment using an actual vehicle and the EEPROM area in the memory 15b. Remember.
[0024]
On the other hand, if Tw_on> Tw_off, it is determined that the engine coolant temperature Tw has increased during ignition off, and the routine proceeds to step 26. When the radiator fan 11 is operated until the engine 1 is stopped to cool the engine coolant of the radiator, the engine coolant temperature Tw rises after the ignition is turned off. However, after a while, the engine coolant temperature Tw decreases. Therefore, it can be said that the ignition-off period is very short when the engine coolant temperature Tw has increased during the ignition-off period.
[0025]
In step 26, the operation status of the battery fan 9 immediately before the ignition is turned off is read from the battery backup memory 15d. If it is operating, the process proceeds to step 27. If not, the process proceeds to step 28. If the battery fan 9 is operating immediately before the ignition is turned off, it is considered that the battery temperature is rising in the same manner as the engine cooling water temperature Tw. Therefore, when the engine cooling water temperature Tw is The battery temperature estimated value Tb is corrected when the battery fan 9 is operating immediately before turning off.
[Expression 2]
Tb = Tb_off + (Tw_on−Tw_off) · Kup
In Equation 2, Kup is a coefficient for converting the rate of increase of the engine coolant temperature Tw to the rate of increase of the battery temperature estimated value Tb, which is determined in advance by an experiment using an actual vehicle and the EEPROM area in the memory 15b. Remember it.
[0026]
On the other hand, even if the engine coolant temperature Tw rises while the ignition is off, if the battery fan 9 is not operating immediately before the ignition is off, it is considered that the battery temperature does not rise, and as described above. Since the ignition-off period is considered to be short, it is assumed that the battery temperature does not change during the ignition-off period. Therefore, in step 28, the estimated battery temperature Tb_off immediately after the ignition is turned off is used as the estimated battery temperature Tb.
[Equation 3]
Tb = Tb_off
[0027]
In step 29, the corrected battery temperature estimated value Tb is stored in the battery backup memory 15d, the battery temperature estimated value Tb is updated, and the process returns to the main program shown in FIG.
[0028]
FIG. 4 is a flowchart showing a process for estimating the battery temperature during ignition-on. In step 31, it is determined whether or not the battery current Ib is positive, that is, whether or not the battery 8 is discharging from the inverter 7 or the in-vehicle accessories 9 to 12. When the battery current Ib is positive and discharging, the routine proceeds to step 32, where it is determined whether or not the in-vehicle accessories 9 to 12 are operating.
[0029]
When any one of the in-vehicle devices 9 to 12 is operating, the process proceeds to step 33, and the estimated battery temperature rise value corresponding to the auxiliary machine drive current is read with reference to the map stored in the EEPROM area of the memory 15b. This map is measured and set in advance by an actual vehicle experiment. In the following step 34, the estimated battery temperature Tb stored in the battery backup memory 15d is read and corrected by adding the temperature increase due to the accessory driving.
[0030]
In step 35 after the correction process by the accessory drive, the map stored in the EEPROM area of the memory 15b is referred to read out the discharge current to the inverter 7, that is, the estimated battery temperature rise value corresponding to the motor drive current. This map is measured and set in advance by an actual vehicle experiment. In the subsequent step 36, the temperature increase due to motor driving is corrected by adding the temperature increase due to motor driving to the estimated battery temperature Tb after correcting the temperature increase due to the accessory driving.
[0031]
Here, the temperature rise of the battery 8 caused by the auxiliary machine drive current and the temperature rise of the battery 8 caused by the motor drive current are estimated separately because the discharge currents to the in-vehicle auxiliary machines 9 to 12 are not changed greatly and are steady. Therefore, while the temperature rise can be estimated relatively easily and accurately, the discharge current to the motor generator 2 varies greatly and is transient, so even if the effective value is the same as the auxiliary drive current. The temperature rise values are different, and the temperature rise is estimated by referring to the map separately.
[0032]
Even if the battery 8 is being discharged, if all the in-vehicle auxiliary machines 9 to 12 are stopped, the process skips steps 33 to 34 and proceeds to step 35, and as described above, the temperature increase due to the motor drive. Is searched for a map, and the temperature rise is added to the estimated battery temperature Tb stored in the battery backup memory 15d to correct it.
[0033]
If the battery current Ib is negative and the battery 8 is being charged, the routine proceeds to step 37, where the temperature rise estimated value corresponding to the charging current is read with reference to the map stored in the EEPROM area of the memory 15b. This map is measured and set in advance by an actual vehicle experiment. In the following step 38, the estimated battery temperature value Tb stored in the battery backup memory 15d is read, and the temperature increase due to the battery charging is added and corrected.
[0034]
In step 39, the corrected battery temperature estimated value Tb is stored in the battery backup memory 15d, the battery temperature estimated value Tb is updated, and the process returns to the main program shown in FIG.
[0035]
FIG. 5 is a flowchart showing idle stop control of the vehicle and charge / discharge control of the battery 8 based on the estimated battery temperature Tb. In step 41, the battery temperature estimated value Tb obtained by the estimation process during ignition on shown in FIG. 4 is read from the battery backup memory 15d, and it is determined whether or not the battery temperature estimated value Tb is equal to or higher than the idle stop permission temperature. . This idle stop permission temperature is preset and stored in the EEPROM area of the memory 15b. If the battery temperature is low, the SOC of the battery 8 decreases, so that sufficient power cannot be supplied to the motor generator 2 when the engine is restarted after the idle stop, and the engine 1 cannot be started. Therefore, idling stop is not permitted when the estimated battery temperature Tb is lower than the predetermined idling stop permission temperature.
[0036]
If the estimated battery temperature value Tb is lower than the idling stop permission temperature, the routine proceeds to step 44 where idling stop is prohibited. On the other hand, when the estimated battery temperature Tb is equal to or higher than the idle stop permission temperature, the routine proceeds to step 42, where it is determined whether or not the idle stop condition is satisfied. If the brake pedal 19 is confirmed to be depressed by the brake switch 19, the vehicle speed Vsp is 0, and the shift lever is set to the D (drive) position by the shift sensor 23, it is assumed that the idle stop condition is satisfied. Proceed to 43 to stop idling. On the other hand, if the idle stop condition is not satisfied, the routine proceeds to step 44 where the idle stop is prohibited.
[0037]
Next, in step 45, the input / output possible power of the battery 8 is calculated. Specifically, the battery voltage Vb and the charge / discharge current Ib at a plurality of time points are sampled by the voltage sensor 13 and the current sensor 14, and the sampling data is plotted on a two-dimensional plane of Vb-Ib as shown in FIG. Go back. When the current at the intersection of the regression line and the end-of-discharge voltage Vb_min is the maximum discharge current Ib_d and the current at the intersection of the regression line and the maximum charge voltage Vb_max is the maximum charge current Ib_c, the input possible power Pin and the output possible power Pout are Obtained by the following equation.
[Expression 4]
Pin = Vb_max · Ib_c,
Pout = Vb_min · Ib_d
[0038]
In step 46, the calculated input / output powers Pin and Pout are corrected using the estimated battery temperature Tb. This correction method is determined in advance by experiments or the like. In the next step 47, the required torque Tm of the motor generator 2 is calculated based on the accelerator pedal depression amount θa, the vehicle speed Vsp, and the brake fluid pressure Pb. If the required torque Tm of the motor generator 2 cannot be satisfied with the input / output possible powers Pin and Pout of the battery 8 in step 48, the required torque Tm is limited according to the input / output possible powers Pin and Pout. In step 49, the inverter 7 is controlled according to the finally determined required torque Tm of the motor generator 2, and the torque control of the motor generator 2 is performed.
[0039]
In step 50, it is determined whether or not the battery temperature estimated value Tb is equal to or higher than a temperature that requires cooling by the battery fan 9. The required cooling temperature is determined in advance by experiments or the like and stored in the EEPROM area of the memory 15b. If the estimated battery temperature value Tb is equal to or higher than the required cooling temperature, the process proceeds to step 51 where the battery fan 9 is operated to cool the battery 8. Thereby, the battery 8 can be maintained at an appropriate temperature. On the other hand, if the estimated battery temperature Tb is less than the required cooling temperature, the process proceeds to step 52 and the battery fan 9 is stopped. Thereafter, the process returns to the main control program shown in FIG.
[0040]
FIG. 6 is a flowchart showing a correction process for the estimated battery temperature value Tb during ignition-on. In step 61, it is determined whether or not the power running torque of the motor generator 2 is required up to the power Pout that can be output from the battery 8 (see Equation 4). When the requested power running torque reaches the output possible power Pout, the routine proceeds to step 62, where it is determined whether or not the actual output of the motor generator 2 is smaller than the output possible power Pout of the battery 8.
[0041]
Here, the actual output of the motor generator 2 is obtained by the following procedure. The current of the motor generator 2 is detected by a current sensor (not shown), the vehicle speed Vsp is detected by the vehicle speed sensor 20, and the shift position of the automatic transmission is detected by the shift sensor 23. Next, the rotational position of the motor generator 2 is detected by a rotation sensor (not shown), and the motor generator current is converted into a d-axis current Id and a q-axis current Iq in the dq axis coordinate system based on the rotational position of the motor generator 2. The actual torque of the motor generator 2 is calculated from these dq axis currents Id and Iq. Then, data that maps the relationship between the torque of the motor generator 2 and the output power of the battery 8 is searched, and the output power corresponding to the actual torque of the motor generator 2 is calculated. This output power is the actual output of the motor generator 2.
[0042]
When the actual output of the motor generator 2 is smaller than the output possible power Pout of the battery 8, the routine proceeds to step 63. In step 63, an output difference Pout_ofs obtained by subtracting the actual output of the motor generator 2 from the output power Pout of the battery 8 is obtained. In the following step 64, the estimated battery temperature Tb is corrected by the following equation based on the output difference Pout_ofs between the output power Pout and the actual output.
[Equation 5]
Tb = Tb (old) −Pout_ofs · Kout
In Equation 5, Kout is a coefficient for converting the output difference Pout_ofs into a temperature difference, and Tb (old) is an estimated battery temperature value before correction read from the battery backup memory 15d.
[0043]
On the other hand, when the actual output of the motor generator 2 reaches the outputable power Pout in step 62, it is not necessary to correct the battery temperature estimated value Tb, so the process is terminated and the process returns to the main program of FIG.
[0044]
If it is determined in step 61 that the required power running torque for the motor generator 2 has not reached the output possible power Pout of the battery 8, the process proceeds to step 65. In step 65, it is determined whether or not the power generation torque (regenerative torque) of the motor generator 2 is requested up to the input possible power Pin of the battery 8. When the required power generation torque reaches the input possible power Pin, the routine proceeds to step 66, where it is determined whether or not the actual input of the motor generator 2 is smaller than the input possible power Pin of the battery 8. The actual input of the motor generator 2 is calculated in the same procedure as the actual output described above.
[0045]
When the actual input of the motor generator 2 is smaller than the input possible power Pin of the battery 8, the routine proceeds to step 67. In step 67, an input difference Pin_ofs obtained by subtracting the actual input of the motor generator 2 from the input power Pin of the battery 8 is obtained. In the following step 68, the estimated battery temperature Tb is corrected by the following equation based on the input difference Pin_ofs between the input possible power Pin and the actual input.
[Formula 6]
Tb = Tb (old) −Pin_ofs · Kin
In Equation 6, Kin is a coefficient for converting the input difference Pin_ofs into a temperature difference, and Tb (old) is an uncorrected battery temperature estimated value read from the battery backup memory 15d.
[0046]
On the other hand, when the actual input of the motor generator 2 reaches the input allowable power Pin in step 66, it is not necessary to correct the battery temperature estimated value Tb, so the process is terminated and the process returns to the main program of FIG.
[0047]
As described above, according to the embodiment, the estimated battery temperature value Tb and the engine coolant temperature Tw_off immediately after the ignition is turned off are stored in the battery backup memory 15d that retains the stored contents even when the ignition is turned off. Immediately after, the battery stored in the battery backup memory 15d is based on the engine coolant temperature Tw_off immediately after the ignition is turned off stored in the battery backup memory 15d and the engine coolant temperature Tw_on detected immediately after the ignition is turned on. Since the estimated temperature value Tb is corrected, the temperature of the battery 8 can be accurately estimated without installing a sensor for detecting the battery temperature, and charging / discharging of the battery 8 can be performed using the estimated battery temperature value Tb. Can be managed
[0048]
In the embodiment described above, when the estimated battery temperature value is not stored in the battery backup memory 15b, the engine coolant temperature is set to the initial value of the estimated battery temperature value Tb. When the control power is supplied to the controller 15 for the first time in the vehicle manufacturing factory, or when the controller 15 is reset or exchanged in the maintenance factory, the battery temperature estimated value Tb is not stored in the battery backup memory 15d. According to this embodiment, the initial value of the estimated battery temperature Tb can be set by a simple and reliable method.
[0049]
According to one embodiment, the current flowing through the battery is separated into the current flowing through the motor generator 2 via the inverter 7 and the current flowing through the in-vehicle accessories 9 to 12, and the battery temperature rises according to each battery current. The value was estimated, and the temperature rise value due to the current flowing to the motor generator 2 and the temperature rise value due to the current flowing to the in-vehicle auxiliary machines 9 to 12 were added to the battery temperature estimated value Tb to be corrected. Since the discharge current to the in-vehicle auxiliary machines 9 to 12 is steady with little change, the temperature rise can be estimated relatively easily and accurately, while the discharge current to the motor generator 2 is greatly changed and transient Therefore, even if the effective value is the same as the auxiliary drive current, the temperature rise value is different, and by estimating the temperature rise separately for each, it is possible to estimate the battery temperature rise value during ignition on accurately. An accurate battery temperature estimated value Tb can be obtained.
[0050]
According to one embodiment, the power (power) Pin and Pout that can be input / output of the battery 8 is calculated based on the battery current Ib, the battery voltage Vb, the discharge end voltage Vb_min, and the maximum charge voltage Vb_max of the battery 8. The input powers Pin and Pout of the battery are corrected based on the estimated battery temperature Tb. In general, power that can be input / output greatly varies depending on the temperature of the battery, but according to this embodiment, accurate power that can be input according to the battery temperature can be obtained. In addition, since the torque of the motor generator 2 is limited by the input powers Pin and Pout of the battery corrected according to the estimated battery temperature value, overdischarge and overcharge of the battery 8 can be prevented.
[0051]
Furthermore, according to one embodiment, the actual output power of the motor generator is calculated, and the input / output possible power (power) Pin and Pout of the battery 8 after correction by the estimated battery temperature Tb and the actual power of the motor generator 2 are calculated. Since the battery temperature estimated value Tb is corrected based on the difference from the output power, a more accurate battery temperature estimated value Tb can be obtained.
[0052]
The correspondence between the constituent elements of the claims and the constituent elements of the embodiment is as follows. That is, the battery backup memory 15d is storage means, the water temperature sensor 1a is water temperature detection means, the controller 15 is temperature correction means, initial value setting means, temperature rise estimation means, power calculation means, power correction means, torque limiting means, The output calculation means and idle stop prohibiting means, the current sensor 14 constitutes current detection means, the voltage sensor 13 constitutes voltage detection means, and the battery fan 9 constitutes battery cooling means. In addition, each component is not limited to the said structure, unless the characteristic function of this invention is impaired.
[0053]
In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a battery control device for a hybrid vehicle has been described. However, the present invention is not limited to a hybrid vehicle, and an engine vehicle that runs only by an engine or an electric vehicle that runs only by a motor. It can be applied to any automobile such as an automobile.
[0054]
In the above-described embodiment, an example in which an AC machine is used for the motor generator 2 has been described. However, a DC machine may be used for the motor generator 2. Further, in the above-described embodiment, the example in which the battery backup memory 15d is used as the storage unit that retains the stored contents even when the ignition is off is shown. However, a nonvolatile memory such as an EEPROM may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing a battery control main program according to one embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing a correction processing subroutine for an estimated battery temperature value during ignition off.
FIG. 4 is a flowchart showing a battery temperature estimation processing subroutine during ignition on.
FIG. 5 is a flowchart showing a subroutine of idle stop control and charge / discharge control.
FIG. 6 is a flowchart showing a correction processing subroutine for an estimated battery temperature value during ignition-on.
FIG. 7 is a diagram for explaining a method of calculating the input power of a battery.
[Explanation of symbols]
1 engine
2 Motor generator
3 Pulley and belt
4 Transmission
5 Final drive
6 Drive wheels
7 Inverter
8 battery
9 Battery fan
10 Defogger
11 Radiator fan
12 Lamps
13 Voltage sensor
14 Current sensor
15 Controller
15a CPU
15b memory
15c A / D converter
15d battery backup memory
16 Ignition switch
17 Defogger switch
18 Lamp switch
19 Brake switch
20 Vehicle speed sensor
21 Accelerator sensor
22 Brake fluid pressure sensor
23 Shift sensor

Claims (9)

車両の走行駆動源として少なくともエンジンを備えた自動車のバッテリー制御装置であって、
前記エンジンの冷却水温度を検出する水温検出手段と、
イグニッションオフ時にも記憶内容を保持する記憶手段であって、バッテリー温度推定値とイグニッションオフ直後のエンジン冷却水温とを記憶する記憶手段と、
イグニッションオン直後に、前記記憶手段に記憶されているイグニッションオフ直後のエンジン冷却水温と、イグニッションオン直後に検出されたエンジン冷却水温とに基づいて、前記記憶手段に記憶されているバッテリー温度推定値を補正する温度補正手段とを備えることを特徴とする自動車のバッテリー制御装置。
A battery control device for an automobile provided with at least an engine as a travel drive source of the vehicle,
Water temperature detecting means for detecting the cooling water temperature of the engine;
Storage means for retaining the stored contents even when the ignition is turned off, and storing the estimated battery temperature and the engine coolant temperature immediately after the ignition is turned off;
Immediately after the ignition is turned on, based on the engine coolant temperature immediately after the ignition is turned off stored in the storage means and the engine coolant temperature detected immediately after the ignition is turned on, an estimated battery temperature value stored in the storage means is obtained. An automobile battery control device comprising temperature correction means for correction.
請求項1に記載の自動車のバッテリー制御装置において、
前記バッテリー温度推定値が前記記憶手段に記憶されていない場合は、前記水温検出手段により検出したエンジン冷却水温を前記バッテリー温度推定値の初期値に設定する初期値設定手段を備えることを特徴とする自動車のバッテリー制御装置。
The vehicle battery control device according to claim 1,
When the estimated battery temperature value is not stored in the storage means, an initial value setting means is provided for setting the engine cooling water temperature detected by the water temperature detecting means to an initial value of the estimated battery temperature value. Automotive battery control device.
請求項1または請求項2に記載の自動車のバッテリー制御装置において、
前記バッテリーに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出したバッテリー電流に応じた前記バッテリーの温度上昇値を推定する温度上昇推定手段とを備え、
前記温度補正手段は、前記温度上昇推定手段により推定したバッテリー温度上昇値を前記バッテリー温度推定値に加算して補正することを特徴とする自動車のバッテリー制御装置。
The battery control device for an automobile according to claim 1 or 2,
Current detection means for detecting current flowing in the battery;
Temperature rise estimation means for estimating a temperature rise value of the battery according to the battery current detected by the current detection means,
The vehicle battery control apparatus according to claim 1, wherein the temperature correction unit corrects the battery temperature increase value estimated by the temperature increase estimation unit by adding the battery temperature increase value to the battery temperature estimation value.
請求項1または請求項2に記載の自動車のバッテリー制御装置において、
前記エンジンに連結されて走行駆動力を発生するとともに発電を行うモータージェネレーターと、
前記バッテリーに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出したバッテリー電流を前記モータージェネレーターに流れる電流と車載補機へ流れる電流とに分離し、それぞれのバッテリー電流に応じた前記バッテリーの温度上昇値を推定する温度上昇推定手段とを備え、
前記温度補正手段は、前記温度上昇推定手段により推定した前記モータージェネレーターへ流れる電流による温度上昇値と前記車載補機へ流れる電流による温度上昇値とを、前記バッテリー温度推定値に加算して補正することを特徴とする自動車のバッテリー制御装置。
The battery control device for an automobile according to claim 1 or 2,
A motor generator connected to the engine to generate a driving force and generate electric power;
Current detection means for detecting current flowing in the battery;
A temperature rise estimating means for separating the battery current detected by the current detecting means into a current flowing through the motor generator and a current flowing through the in-vehicle auxiliary machine, and estimating a temperature rise value of the battery according to each battery current; Prepared,
The temperature correction means corrects the temperature increase value due to the current flowing to the motor generator estimated by the temperature increase estimation means and the temperature increase value due to the current flowing to the in-vehicle auxiliary machine by adding to the battery temperature estimated value. A battery control device for an automobile.
請求項4に記載の自動車のバッテリー制御装置において、
前記バッテリーの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電流検出手段により検出したバッテリー電流と、前記電圧検出手段により検出したバッテリー電圧と、前記バッテリーの放電終止電圧と、前記バッテリーの最大充電電圧とに基づいて、前記バッテリーの入出力可能な電力を演算する電力演算手段と、
前記バッテリー温度推定値に基づいて前記バッテリーの入力可能電力を補正する電力補正手段とを備えることを特徴とする自動車のバッテリー制御装置。
The vehicle battery control device according to claim 4,
Voltage detecting means for detecting the voltage of the battery;
Based on the battery current detected by the current detection means, the battery voltage detected by the voltage detection means, the discharge end voltage of the battery, and the maximum charge voltage of the battery, the input / output power of the battery is determined. Power calculating means for calculating;
A battery control apparatus for an automobile, comprising: power correcting means for correcting input power of the battery based on the estimated battery temperature value.
請求項5に記載の自動車のバッテリー制御装置において、
前記バッテリーの入出力可能電力により前記モータージェネレーターのトルクを制限するトルク制限手段を備えることを特徴とする自動車のバッテリー制御装置。
The vehicle battery control device according to claim 5,
An automotive battery control device comprising torque limiting means for limiting the torque of the motor generator by electric power that can be input and output from the battery.
請求項5または請求項6に記載の自動車のバッテリー制御装置において、
前記モータージェネレーターの実際の出力電力を演算する出力演算手段を備え、
前記温度補正手段は、前記電力補正手段による補正後の入出力可能電力と前記出力演算手段により演算された実際の出力電力との差に基づいて前記バッテリー温度推定値を補正することを特徴とする自動車のバッテリー制御装置。
The battery control device for an automobile according to claim 5 or 6,
Output calculation means for calculating the actual output power of the motor generator,
The temperature correction unit corrects the estimated battery temperature value based on a difference between input / output possible power corrected by the power correction unit and actual output power calculated by the output calculation unit. Automotive battery control device.
請求項1〜7に記載の自動車のバッテリー制御装置において、
前記バッテリー温度推定値が予め定めたアイドルストップ許可温度より低い場合に、前記エンジンのアイドルストップを禁止するアイドルストップ禁止手段を備えることを特徴とする自動車のバッテリー制御装置。
In the vehicle battery control device according to claim 1,
An automobile battery control device comprising: an idle stop prohibiting means for prohibiting the engine from idling when the estimated battery temperature is lower than a predetermined idling stop permission temperature.
請求項1〜7に記載の自動車のバッテリー制御装置において、
前記バッテリー温度推定値が予め定めた冷却要求温度以上の場合に、前記バッテリーを冷却するバッテリー冷却手段を備えることを特徴とする自動車のバッテリー制御装置。
In the vehicle battery control device according to claim 1,
A battery control apparatus for an automobile, comprising battery cooling means for cooling the battery when the estimated battery temperature is equal to or higher than a predetermined cooling required temperature.
JP2003120631A 2003-04-24 2003-04-24 Automotive battery control device Expired - Fee Related JP3870928B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003120631A JP3870928B2 (en) 2003-04-24 2003-04-24 Automotive battery control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003120631A JP3870928B2 (en) 2003-04-24 2003-04-24 Automotive battery control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004328905A JP2004328905A (en) 2004-11-18
JP3870928B2 true JP3870928B2 (en) 2007-01-24

Family

ID=33499475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003120631A Expired - Fee Related JP3870928B2 (en) 2003-04-24 2003-04-24 Automotive battery control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3870928B2 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4172523B1 (en) * 2007-04-24 2008-10-29 トヨタ自動車株式会社 Vehicle and control method thereof
JP4172524B1 (en) 2007-04-24 2008-10-29 トヨタ自動車株式会社 Vehicle and control method thereof
JP5310286B2 (en) * 2009-06-12 2013-10-09 日産自動車株式会社 Start determination device for hybrid vehicle
JP5289209B2 (en) * 2009-06-26 2013-09-11 ダイハツ工業株式会社 Idle stop control device
JP5335594B2 (en) * 2009-07-23 2013-11-06 株式会社日本自動車部品総合研究所 Automatic stop and start device for internal combustion engine
JP5379820B2 (en) * 2011-03-16 2013-12-25 古河電気工業株式会社 Secondary battery temperature estimation device and secondary battery temperature estimation method
JP6135340B2 (en) * 2013-07-04 2017-05-31 日産自動車株式会社 Motor control system
JP2015116967A (en) * 2013-12-19 2015-06-25 トヨタ自動車株式会社 Hybrid vehicle
JP6759948B2 (en) * 2016-10-04 2020-09-23 株式会社デンソー Automatic operation control device
JP6844923B2 (en) * 2017-03-17 2021-03-17 ダイハツ工業株式会社 Battery fluid temperature measuring device
JP7014134B2 (en) * 2018-11-16 2022-02-01 トヨタ自動車株式会社 Power converter

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004328905A (en) 2004-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8198836B2 (en) Hybrid vehicle and method of controlling hybrid vehicle
KR101588789B1 (en) Method and apparatus of controlling creep torque for vehicle including driving motor
US10054097B2 (en) Vehicular control apparatus
KR100946524B1 (en) Method for controlling electrically-powered oil pump for HEV
US8552688B2 (en) On-vehicle battery condition estimation device
US8631894B2 (en) Electric vehicle, and control apparatus and control method for electric vehicle
US10286896B2 (en) Hybrid vehicle
US10737681B2 (en) Drive unit, vehicle, and control method for drive unit
US8504232B2 (en) Electrically powered vehicle and method for controlling the same
KR101836693B1 (en) Apparatus and method for controlling torque intervention of hybrid vehicle
US20150046007A1 (en) Electric power generation control system for hybrid automobile
US10239517B2 (en) Controller of hybrid vehicle
JP3870928B2 (en) Automotive battery control device
KR20150075628A (en) Apparatus and method for controlling full load mode of hybird vehicle
JP2002238181A (en) Apparatus for detecting state of charge of vehicle battery
CN105936265B (en) Method and apparatus for generating a torque command
CN111479735B (en) Vehicle control method and vehicle control device
JP3178139B2 (en) Control device for electric vehicle
KR20220017052A (en) Apparatus for detecting speed of hybrid vehicle and method thereof
JP2004222475A (en) Power controller for vehicle
KR20210152209A (en) Control device and method for hybrid electric vehicle
JP4204335B2 (en) Vehicle power supply control device
JP7381986B2 (en) Hybrid vehicle control device
JP7013837B2 (en) Hybrid vehicle
KR20220027378A (en) Apparatus for controlling starting of engine in electronic 4 wheel drive hybrid electric vehicle and method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060926

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061009

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees