JP5026362B2 - Automatic stop and start device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、車載バッテリを電源とする始動手段によって初期回転が付与される内燃機関の自動停止処理、及び該自動停止処理後の自動始動処理を行う内燃機関の自動停止始動装置に関する。 The present invention relates to an automatic stop process for an internal combustion engine to which an initial rotation is applied by a starter using a vehicle-mounted battery as a power source, and an automatic stop / start apparatus for an internal combustion engine that performs an automatic start process after the automatic stop process.
この種の自動停止始動装置としては、車両の停止時に、(ア)バッテリの異常放電がないとの条件と、(イ)始動時からのバッテリ電流の積算値が所定値以上であるとの条件と、(ウ)バッテリの温度が所定値以上であるとの条件と、の3つの条件の論理積条件が成立することに基づき、いわゆるアイドルストップ処理を行うものがある。ここで、上記(ア)の条件は、バッテリに異常がないことを条件にアイドルストップを許可するためのものである。また、上記(イ)の条件は、バッテリの放電能力が十分であることを条件にアイドルストップを許可するためのものである。更に、上記(ウ)の条件は、バッテリの温度が低いほど放電量に対する放電能力の低下速度が大きくなることに鑑み、アイドルストップによる放電能力の急激な低下を回避するためのものである。 As this type of automatic stop / start device, when the vehicle is stopped, (a) a condition that there is no abnormal discharge of the battery, and (a) a condition that the integrated value of the battery current from the start is greater than or equal to a predetermined value. And (c) what performs a so-called idle stop process based on the establishment of a logical product condition of three conditions: a condition that the battery temperature is equal to or higher than a predetermined value. Here, the condition (a) is for permitting idle stop on condition that the battery is normal. The above condition (A) is for permitting an idle stop on condition that the battery has sufficient discharge capability. Furthermore, the above condition (c) is for avoiding a rapid decrease in the discharge capacity due to the idle stop, in view of the fact that the rate of decrease in the discharge capacity with respect to the discharge amount increases as the battery temperature decreases.
なお、上記技術のほか、従来の自動停止始動装置としては、例えば下記特許文献1に記載されているものもある。
ところで、アイドルストップ処理がなされた後には、ユーザによる車両走行要求が生じる場合に加えて、バッテリ容量が低下していると判断される場合にも、自動始動処理がなされることとなる。このため、上記態様にてアイドルストップ処理を行う場合、アイドルストップ開始後、短期間に、バッテリ容量の低下に基づき自動始動処理がなされるおそれがある。このため、ユーザに違和感を与える等、ドライバビリティの低下を招くおそれがある。また、アイドルストップ後短期間に自動始動がなされることとなる状況下においてもアイドルストップがなされることとなるため、自動始動回数も自ずと増加し、ひいてはバッテリの寿命を短縮することともなりかねない。 By the way, after the idle stop process is performed, in addition to the case where the vehicle travel request is made by the user, the automatic start process is also performed when it is determined that the battery capacity is low. For this reason, when performing an idle stop process in the said aspect, there exists a possibility that an automatic start process may be made based on the fall of a battery capacity for a short time after an idle stop start. For this reason, there is a possibility that drivability will be lowered, such as giving the user a sense of discomfort. In addition, since the idle stop is performed even in a situation where the automatic start is performed in a short time after the idle stop, the number of automatic start increases naturally, which may shorten the battery life. .
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車載バッテリを電源とする始動手段によって初期回転が付与される内燃機関の自動停止処理をより的確に行うことのできる内燃機関の自動停止始動装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to more accurately perform an automatic stop process of an internal combustion engine to which an initial rotation is applied by a starting unit that uses a vehicle-mounted battery as a power source. An object of the present invention is to provide an automatic stop / start device for an internal combustion engine.
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.
請求項1記載の発明は、車載バッテリを電源とする始動手段によって初期回転が付与される内燃機関の自動停止処理、及び該自動停止処理後の自動始動処理を行う内燃機関の自動停止始動装置において、前記内燃機関の停止期間において、前記バッテリの電圧の検出値を取得する電圧取得手段と、前記電圧取得手段による取得がなされた後、ユーザによる走行の意思表示がないとの条件が成立すると判断されることを条件に、前記自動停止処理を想定した場合の前記自動始動処理直前の前記バッテリの電圧を、前記電圧取得手段によって取得される検出値に基づき予測する予測手段と、前記予測される電圧から前記自動始動処理に伴う前記バッテリの電圧降下量の予測値を減算した値に基づき、前記自動停止処理の実行の有無を判断する判断手段とを備え、前記自動始動処理直前のバッテリの電圧とは、前記内燃機関の停止期間が予め定められた長さを有する時間と仮定した場合の電圧であることを特徴とする。
The invention according to
上記発明では、内燃機関の停止期間におけるバッテリの電圧を学習することで、それ以降の自動停止処理に伴う内燃機関の停止期間におけるバッテリの電圧を予測することができる。そして、これに応じて予測される自動始動処理に伴うバッテリ電圧の最低値に基づき、自動停止処理を実行するか否かを判断するために、自動停止処理後にバッテリの充電状態に基づき短期間で自動始動がなされることを好適に回避することができる。このため、自動停止処理に伴う内燃機関の停止期間を適切な時間とすることができ、ひいてはドライバビリティの低下を回避することができる。また、むやみな自動始動がなされることがなくなるため、バッテリの寿命が短縮することを好適に抑制することもできる。 In the above invention, by learning the battery voltage during the stop period of the internal combustion engine, it is possible to predict the battery voltage during the stop period of the internal combustion engine accompanying the subsequent automatic stop process. Then, in order to determine whether or not to execute the automatic stop process based on the minimum value of the battery voltage associated with the automatic start process predicted according to this, in a short period of time based on the state of charge of the battery after the automatic stop process. It is possible to preferably avoid the automatic start. For this reason, the stop period of the internal combustion engine accompanying the automatic stop process can be set to an appropriate time, and a decrease in drivability can be avoided. In addition, since the automatic start is not inevitably performed, it is possible to suitably suppress the shortening of the battery life.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記予測手段は、前記停止期間における前記バッテリの電圧の複数個のサンプリング値に基づき、前記バッテリの電圧の時間変化を予測する予測式を算出する手段を備え、該予測式に基づき前記予測を行うことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the prediction unit predicts a time change of the battery voltage based on a plurality of sampling values of the battery voltage during the stop period. Is calculated, and the prediction is performed based on the prediction formula.
上記発明では、複数個のサンプリング値に基づきバッテリの自動始動直前のバッテリ電圧を予測する。このため、サンプリング値のサンプリング期間よりも自動停止による内燃機関の停止期間が長期にわたる場合についての自動始動直前の電圧を予測することができる。また、電圧のサンプリング値には、ノイズが重畳するおそれがあるが、複数のサンプリング値に基づき電圧を予測するため、単一のサンプリング値を用いた場合と比較して、ノイズの影響を好適に抑制することもできる。 In the above invention, the battery voltage immediately before the automatic start of the battery is predicted based on a plurality of sampling values. For this reason, it is possible to predict the voltage immediately before the automatic start when the internal combustion engine stop period due to the automatic stop is longer than the sampling period of the sampling value. In addition, noise may be superimposed on the sampling value of the voltage, but since the voltage is predicted based on a plurality of sampling values, the influence of noise is better compared to the case where a single sampling value is used. It can also be suppressed.
請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明において、前記予測式の算出に用いる検出値は、前記内燃機関の停止に伴って前記バッテリの電圧降下速度が所定以下となる時点以降におけるものであることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the detection value used for calculating the prediction formula is a value after the time when the voltage drop rate of the battery becomes a predetermined value or less as the internal combustion engine stops. It is characterized by being.
内燃機関の停止前において、バッテリの電圧は大きく変動する。一方、内燃機関の停止処理によって、バッテリの電圧は急激に低下し、その後、電圧降下速度が徐々に小さくなる。ここで、内燃機関の停止処理直後におけるバッテリの電圧を含めて予測式を算出する場合、予測式の算出精度が低下しやすい。これに対し、電圧降下速度が減少した後には、電圧の時間変化も緩やかであるため、予測式を高精度に算出しやすい。このため、上記発明では、予測式を高精度に算出することができる。 Before the internal combustion engine stops, the battery voltage fluctuates greatly. On the other hand, due to the stop process of the internal combustion engine, the voltage of the battery rapidly decreases, and thereafter the voltage drop speed gradually decreases. Here, when calculating the prediction formula including the voltage of the battery immediately after the stop processing of the internal combustion engine, the calculation accuracy of the prediction formula is likely to decrease. On the other hand, after the voltage drop rate decreases, the time change of the voltage is also gentle, so that the prediction formula can be easily calculated with high accuracy. For this reason, in the said invention, a prediction formula is computable with high precision.
なお、上記電圧降下速度が所定以下となる時点以降である旨の判断は、前記バッテリの電圧の検出値を入力として行ってもよく、また、バッテリの分極相関量を算出する手段を備えて且つ、該算出される分極相関量を入力として行ってもよい。 The determination that the voltage drop rate is after the time when the voltage drop rate is equal to or less than a predetermined value may be made by using the detected value of the battery voltage as an input, and further includes means for calculating a polarization correlation amount of the battery, and The calculated polarization correlation amount may be used as an input.
請求項4記載の発明は、請求項2又は3記載の発明において、前記判断手段は、前記予測式が算出されていない場合には、前記検出値によらず予め定められた関数を用いて前記予測を行うことで前記判断を行うことを特徴とする。 The invention according to a fourth aspect is the invention according to the second or third aspect, wherein, when the prediction formula is not calculated, the determination means uses the predetermined function regardless of the detection value. The determination is performed by making a prediction.
上記発明では、予め関数を用意しておくことで、予測式が算出されていない場合であっても、判断手段による判断を的確に行うことができる。 In the above invention, by preparing a function in advance, even when the prediction formula is not calculated, the determination by the determination means can be accurately performed.
請求項5記載の発明は、請求項2又は3記載の発明において、前記判断手段は、前記予測される電圧から前記自動始動処理に伴う前記バッテリの電圧降下量の予測値を減算した値が所定以上であることを条件に、前記自動停止処理を実行する旨判断するものであって且つ、前記予測式が算出されていない場合には、前記減算した値が所定以上であるとの条件の成立の有無にかかわらず、前記バッテリの充電状態が所定の状態であることを条件に前記自動停止処理を実行する旨判断することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to the second or third aspect, the determination means has a predetermined value obtained by subtracting a predicted value of a voltage drop amount of the battery accompanying the automatic start process from the predicted voltage. If it is determined that the automatic stop process is to be executed on the condition that the above is true and the prediction formula is not calculated, the condition that the subtracted value is equal to or greater than a predetermined value is satisfied. Regardless of whether or not the battery is charged, it is determined that the automatic stop process is executed on condition that the state of charge of the battery is a predetermined state.
上記発明では、予測式が算出されていない場合、充電状態に基づき自動停止処理を実行することで、予測式の算出機会を迅速に確保することができる。 In the said invention, when the prediction formula is not calculated, the opportunity for calculating the prediction formula can be quickly secured by executing the automatic stop process based on the state of charge.
請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の発明において、前記予測手段は、前記予測に際し、前記検出値の取得時及び現在時のそれぞれにおける前記バッテリの温度を加味することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, the prediction means determines the temperature of the battery at each of the acquisition of the detected value and the current time at the time of the prediction. It is characterized by adding.
自動停止による内燃機関の停止期間におけるバッテリの電圧降下速度は、バッテリの温度が低いほど大きくなる。したがって、予測に用いた電圧の検出時と現在時とでバッテリの温度が相違する場合には、電圧降下の予測精度が低下するおそれがある。上記発明では、この点に鑑み、バッテリの温度を加味して予測を行うことで、バッテリの温度が変動する場合であれ、電圧降下の予測精度を高く維持することができる。 The voltage drop rate of the battery during the stop period of the internal combustion engine due to the automatic stop increases as the battery temperature decreases. Therefore, when the temperature of the battery is different between the detection of the voltage used for prediction and the current time, the prediction accuracy of the voltage drop may be reduced. In the above invention, in view of this point, the prediction with the temperature of the battery taken into consideration makes it possible to maintain a high prediction accuracy of the voltage drop even when the temperature of the battery fluctuates.
請求項7記載の発明は、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発明において、前記予測手段は、前記予測に際し、前記検出値の取得時及び現在時のそれぞれにおける前記バッテリの充電状態を加味することを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of
自動停止による内燃機関の停止期間におけるバッテリの電圧降下速度は、バッテリの充電状態に余裕がないほど大きくなる。したがって、予測に用いた電圧の検出時と現在時とでバッテリの充電状態が相違する場合には、電圧降下の予測精度が低下するおそれがある。上記発明では、この点に鑑み、バッテリの充電状態を加味して予測を行うことで、バッテリの充電状態が変動する場合であれ、電圧降下の予測精度を高く維持することができる。 The voltage drop rate of the battery during the stop period of the internal combustion engine due to the automatic stop becomes so large that there is no margin in the state of charge of the battery. Therefore, when the state of charge of the battery is different between the detection of the voltage used for prediction and the current time, the prediction accuracy of the voltage drop may be reduced. In the above invention, in view of this point, prediction with consideration of the state of charge of the battery makes it possible to maintain high prediction accuracy of the voltage drop even when the state of charge of the battery fluctuates.
請求項8記載の発明は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の発明において、前記バッテリの電圧降下量の予測値を、前記バッテリの温度に応じて可変設定することを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the invention according to any one of
上記発明では、バッテリの電圧降下量がバッテリの温度に依存することに鑑み、バッテリの温度を加味して電圧降下量の予測値を設定する。これにより、予測値を高精度に設定することができる。 In the above invention, in view of the fact that the voltage drop amount of the battery depends on the battery temperature, the predicted value of the voltage drop amount is set in consideration of the battery temperature. Thereby, a predicted value can be set with high accuracy.
請求項9記載の発明は、請求項1〜8のいずれか1項に記載の発明において、前記バッテリの電圧降下量の予測値を、前記バッテリの充電状態に応じて可変設定することを特徴とする。
The invention according to claim 9 is characterized in that, in the invention according to any one of
上記発明では、バッテリの電圧降下量がバッテリの充電状態に依存することに鑑み、バッテリの充電状態を加味して電圧降下量の予測値を設定する。これにより、予測値を高精度に設定することができる。 In the above invention, in view of the fact that the voltage drop amount of the battery depends on the state of charge of the battery, the predicted value of the voltage drop amount is set in consideration of the state of charge of the battery. Thereby, a predicted value can be set with high accuracy.
請求項10記載の発明は、請求項1〜9のいずれか1項に記載の発明において、前記内燃機関の始動によって前記バッテリの電圧の検出値が最低値となった後の所定期間における前記バッテリの電圧の検出値及び前記バッテリの放電電流の検出値に基づき、前記始動によって前記バッテリの電圧の検出値が最低値となる際の前記バッテリの放電電流量に関する情報を取得する放電電流取得手段を更に備え、前記判断手段は、前記放電電流取得手段によって取得される情報に基づき、前記自動始動処理に伴う前記バッテリの電圧降下量の予測値を算出することを特徴とする。 A tenth aspect of the present invention is the battery according to any one of the first to ninth aspects, wherein the battery in a predetermined period after the detected value of the voltage of the battery becomes the minimum value due to the start of the internal combustion engine. Discharge current acquisition means for acquiring information on the amount of discharge current of the battery when the detection value of the voltage of the battery becomes the minimum value by the start based on the detected value of the voltage of the battery and the detected value of the discharge current of the battery In addition, the determination unit calculates a predicted value of the voltage drop amount of the battery accompanying the automatic start process based on information acquired by the discharge current acquisition unit.
内燃機関の始動によって前記バッテリの電圧の検出値が最低値となった後の所定期間における前記バッテリの電圧の検出値及び前記バッテリの放電電流の検出値は、バッテリの放電電流の挙動や、バッテリの電気的な状態に依存する。このため、たとえバッテリの電圧の検出値が最低値となる際のバッテリの放電電流量を直接的には検出できない場合であっても、上記検出値には、放電電流量がいかなる値となるかを推定可能な情報が含まれている。上記発明では、この点に鑑み、上記検出値に基づき、バッテリの電圧の検出値が最低値となる際のバッテリの放電電流量量に関する情報を取得することができる。 The detected value of the battery voltage and the detected value of the discharge current of the battery in a predetermined period after the detected value of the voltage of the battery becomes the minimum value due to the start of the internal combustion engine, the behavior of the discharge current of the battery, the battery Depends on the electrical state. For this reason, even if the discharge current amount of the battery when the detection value of the battery voltage becomes the minimum value cannot be directly detected, what value the discharge current amount is in the detection value? Information that can be estimated is included. In the above invention, in view of this point, information on the amount of discharge current of the battery when the detection value of the battery voltage becomes the minimum value can be acquired based on the detection value.
なお、上記情報は、「バッテリの電圧の検出値が最低値となる際のバッテリの放電電流量量」又は、「前記始動のための前記バッテリの最大放電電流量、すなわち前記始動前の放電電流量に対する前記始動によって前記バッテリの電圧の検出値が最低値となる際の前記バッテリの放電電流量の差」とすることが望ましい。 Note that the above information is “the amount of discharge current of the battery when the detected value of the battery voltage becomes the minimum value” or “the maximum amount of discharge current of the battery for the start, that is, the discharge current before the start. It is desirable that the difference between the discharge current amounts of the battery when the detected value of the battery voltage becomes the minimum value due to the start with respect to the amount ".
請求項11記載の発明は、請求項10記載の内燃機関の発明において、前記放電電流取得手段は、前記始動のための前記バッテリの最大放電電流量として前記始動前の放電電流量に対する前記始動によって前記バッテリの電圧の検出値が最低値となる際の前記バッテリの放電電流量の差を推定することを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the internal combustion engine according to the tenth aspect, the discharge current acquisition means performs the start with respect to the discharge current amount before the start as the maximum discharge current amount of the battery for the start. It is characterized in that a difference in the discharge current amount of the battery when the detected value of the voltage of the battery becomes a minimum value is estimated.
始動に伴うバッテリの電圧降下量は、始動前の放電電流量に対する始動によってバッテリの電圧が最低値となる際の放電電流量の差に、バッテリの内部抵抗を乗算することで算出可能である。このため、上記発明では、自動始動処理に伴うバッテリの電圧降下量を好適に予測することができる。 The voltage drop amount of the battery accompanying the start can be calculated by multiplying the difference in the discharge current amount when the battery voltage becomes the minimum value by the start with respect to the discharge current amount before the start, by the internal resistance of the battery. For this reason, in the said invention, the voltage drop amount of the battery accompanying an automatic start process can be estimated suitably.
請求項12記載の発明は、請求項11記載の発明において、前記放電電流取得手段は、前記始動によって前記バッテリの電圧が最低電圧に低下するまでの期間における前記バッテリの内部抵抗を推定しつつ該推定される内部抵抗に応じて前記最大放電電流量を推定することを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention of the eleventh aspect, the discharge current acquisition means estimates the internal resistance of the battery during a period until the voltage of the battery decreases to a minimum voltage due to the starting. The maximum discharge current amount is estimated according to the estimated internal resistance.
バッテリの電圧が最低電圧に低下するまでの期間におけるバッテリの内部抵抗は、バッテリの始動前の電圧と最低電圧との差と最大放電電流量との関係を定めるものである。このため、上記内部抵抗を推定することで最大放電電流量を好適に推定することができる。 The internal resistance of the battery during the period until the voltage of the battery drops to the minimum voltage determines the relationship between the difference between the voltage before starting the battery and the minimum voltage and the maximum discharge current amount. For this reason, the maximum discharge current amount can be suitably estimated by estimating the internal resistance.
なお、前記放電電流取得手段は、前記バッテリの電圧の検出値についての前記始動手段による始動前の値と前記始動による最低値との差に基づき、前記バッテリの電圧の最大低下量を算出する手段と、前記始動時における前記バッテリの電圧及び前記バッテリの放電電流に関する検出値の複数の組に基づき、前記バッテリの内部抵抗を推定する手段と、前記推定される内部抵抗と前記最大低下量とに基づき、前記最大放電電流量を算出する手段とを備えることを特徴としてもよい。 The discharge current acquisition means calculates a maximum amount of decrease in the battery voltage based on a difference between a value before starting by the starting means and a minimum value by starting with respect to a detected value of the battery voltage. And means for estimating the internal resistance of the battery based on a plurality of sets of detected values relating to the voltage of the battery and the discharge current of the battery at the time of starting, and the estimated internal resistance and the maximum reduction amount And a means for calculating the maximum discharge current amount.
上記発明では、始動前のバッテリの放電電流量に対する始動によってバッテリの電圧の検出値が最低値となる際のバッテリの放電電流量の差を最大放電電流量とするために、電圧の最大低下量は、最大放電電流量を推定する上で用いて好適なパラメータである。また、バッテリの内部抵抗は、バッテリの放電電流の挙動を規定するものであるため、これも最大放電電流量を推定する上で好適なパラメータである。特に、内部抵抗と電圧とが定まれば、バッテリの放電電流量は定まることとなるため、上記最大低下量と内部抵抗とに基づき最大放電電流量を推定することができる。 In the above invention, the maximum amount of decrease in voltage in order to make the maximum discharge current amount the difference in the discharge current amount of the battery when the detected value of the battery voltage becomes the minimum value due to the start with respect to the discharge current amount of the battery before starting. Is a parameter suitable for use in estimating the maximum discharge current amount. Further, since the internal resistance of the battery regulates the behavior of the discharge current of the battery, this is also a suitable parameter for estimating the maximum discharge current amount. In particular, if the internal resistance and voltage are determined, the discharge current amount of the battery is determined, and therefore the maximum discharge current amount can be estimated based on the maximum decrease amount and the internal resistance.
また、前記放電電流取得手段は、前記始動によって前記バッテリの電圧が最低電圧まで低下した後における前記バッテリの電圧及び前記バッテリの放電電流に関する検出値の複数の組に基づき、前記バッテリの内部抵抗を推定する手段と、該推定される内部抵抗と前記検出値とに基づき前記バッテリの開放端電圧についての前記始動手段の起動前と起動後との値の差を推定する手段と、前記推定される差と前記推定される内部抵抗とに基づき、前記バッテリの電圧が最低電圧へと低下する際における前記バッテリの内部抵抗を推定する手段とを備えることを特徴としてもよい。 Further, the discharge current acquisition means calculates the internal resistance of the battery based on a plurality of sets of detected values related to the battery voltage and the battery discharge current after the battery voltage is reduced to the minimum voltage by the starting. Means for estimating, means for estimating a difference between values before and after starting the starting means for the open circuit voltage of the battery based on the estimated internal resistance and the detected value; And a means for estimating the internal resistance of the battery when the voltage of the battery drops to the lowest voltage based on the difference and the estimated internal resistance.
バッテリの電圧が最低電圧へと低下する際における電流及び電圧の挙動から定まるバッテリの内部抵抗と、最低電圧まで低下した後の電流及び電圧の挙動から定まる内部抵抗とは相違し得る。ただし、これらの相違は、バッテリの開放端電圧についての始動手段の起動前後の値の差と相関を有することが発明者らによって見出されている。上記発明では、この点に着目することで、バッテリの電圧が最低電圧へと低下する際における前記バッテリの内部抵抗を高精度に推定することができる。そして、バッテリの電圧が最低電圧に低下するまでの期間におけるバッテリの内部抵抗は、バッテリの始動前の電圧と最低電圧との差と最大放電電流量との関係を定めるものである。このため、上記内部抵抗を推定することで最大放電電流量を好適に推定することができる。 The internal resistance of the battery determined from the behavior of the current and voltage when the voltage of the battery decreases to the minimum voltage may be different from the internal resistance determined from the behavior of the current and voltage after decreasing to the minimum voltage. However, the inventors have found that these differences correlate with the difference between the values of the open circuit voltage of the battery before and after starting of the starting means. In the above invention, by paying attention to this point, the internal resistance of the battery when the voltage of the battery drops to the lowest voltage can be estimated with high accuracy. The internal resistance of the battery during the period until the battery voltage drops to the minimum voltage determines the relationship between the difference between the voltage before starting the battery and the minimum voltage and the maximum discharge current amount. For this reason, the maximum discharge current amount can be suitably estimated by estimating the internal resistance.
請求項13記載の発明は、請求項12記載の発明において、前記放電電流取得手段は、前記始動によって前記バッテリの電圧が最低電圧まで低下した後の所定期間における前記バッテリの電圧及び前記バッテリの放電電流に関する検出値の複数の組に基づき前記バッテリの内部抵抗を推定する手段を備え、前記バッテリの電圧の検出値についての前記始動手段による始動前の値と前記始動による最低値との差に基づく前記バッテリの電圧の最大低下量と、前記推定される内部抵抗とに基づき、前記最大放電電流量を推定するものであり、前記所定期間は、前記バッテリの内部抵抗が、前記始動によって前記バッテリの電圧が最低電圧に低下するまでの期間における前記バッテリの内部抵抗に近似すると想定される期間に設定されてなることを特徴とする。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the twelfth aspect of the present invention, the discharge current acquisition means is configured to determine the voltage of the battery and the discharge of the battery during a predetermined period after the voltage of the battery is reduced to the minimum voltage by the start. Means for estimating an internal resistance of the battery based on a plurality of sets of detected values relating to current, and based on a difference between a value before starting by the starting means and a minimum value by starting the detected value of the battery voltage The maximum amount of discharge current is estimated based on the maximum amount of decrease in the battery voltage and the estimated internal resistance, and the internal resistance of the battery during the predetermined period is reduced by the start of the battery. It is set to a period that is assumed to approximate the internal resistance of the battery in the period until the voltage drops to the lowest voltage. And butterflies.
上記所定期間における検出値に基づき推定される内部抵抗は、始動によって前記バッテリの電圧が最低電圧に低下するまでの期間における前記バッテリの内部抵抗に近似するために、この内部抵抗と、バッテリの電圧の最大低下量とに基づき、最大放電電流量を推定することが可能となる。 The internal resistance estimated based on the detected value in the predetermined period approximates the internal resistance of the battery in the period until the voltage of the battery decreases to the minimum voltage due to the start. It is possible to estimate the maximum discharge current amount based on the maximum decrease amount.
請求項14記載の発明は、請求項11記載の発明において、前記放電電流取得手段は、前記始動によって前記バッテリの電圧が最低電圧まで低下した後の所定期間における前記バッテリの電圧及び前記バッテリの放電電流に関する検出値の複数の組に基づき前記バッテリの内部抵抗を推定する手段を備え、前記バッテリの電圧の検出値についての前記始動手段による始動による最低電圧と該最低電圧となった後の所定電圧との差と、前記推定される内部抵抗とに基づき、前記最大放電電流量を推定するものであり、前記所定期間は、前記バッテリの内部抵抗が、前記始動に伴って前記バッテリの電圧が最低電圧まで低下する時点と前記所定電圧まで上昇する時点とを結ぶ直線の傾きに近似すると想定される期間に設定されてなることを特徴とする。 The invention according to a fourteenth aspect is the invention according to the eleventh aspect, wherein the discharge current acquiring means is configured to discharge the battery voltage and the battery voltage in a predetermined period after the voltage of the battery is reduced to the minimum voltage by the starting. Means for estimating an internal resistance of the battery based on a plurality of sets of detected values relating to current, and a minimum voltage due to start by the starting means for a detected value of the battery voltage and a predetermined voltage after becoming the minimum voltage And the estimated internal resistance, the maximum discharge current amount is estimated. During the predetermined period, the internal resistance of the battery is reduced to the lowest voltage with the start. It is set to a period assumed to approximate the slope of a straight line connecting the time point when the voltage drops to the predetermined voltage and the time point when the voltage rises to the predetermined voltage. That.
上記所定期間における検出値に基づき推定される内部抵抗は、バッテリの電圧が最低電圧となる時点と所定電圧まで上昇する時点とを結ぶ直線の傾きを近似するために、この内部抵抗と、最低電圧と所定電圧との差とから、バッテリの電圧が最低電圧から所定電圧まで上昇する際における放電電流量の変化量を算出することができる。このため、上記所定電圧を放電電流の検出が可能な値とすることで、最大放電電流量を推定することが可能となる。 The internal resistance estimated based on the detected value in the predetermined period is calculated by approximating the slope of a straight line connecting the time when the battery voltage reaches the minimum voltage and the time when the battery voltage rises to the predetermined voltage. The amount of change in the discharge current amount when the battery voltage rises from the lowest voltage to the predetermined voltage can be calculated from the difference between the voltage and the predetermined voltage. For this reason, it is possible to estimate the maximum discharge current amount by setting the predetermined voltage to a value that enables detection of the discharge current.
(第1の実施形態)
以下、本発明にかかる車載バッテリの状態推定装置をガソリン機関を動力発生装置とする車両のバッテリの状態推定装置に適用した第1の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which an in-vehicle battery state estimation device according to the present invention is applied to a vehicle battery state estimation device using a gasoline engine as a power generation device will be described with reference to the drawings.
図1に、本実施形態にかかるシステムの全体構成を示す。 FIG. 1 shows an overall configuration of a system according to the present embodiment.
内燃機関10は、ポート噴射式のガソリン機関である。また、内燃機関10は、車両の動力発生装置であり、その出力軸(クランク軸12)が駆動輪に機械的に接続されている。一方、発電装置20は、発電機としてのオルタネータ22と、オルタネータ22の出力を制御する制御回路としてのレギュレータ24とを備えて構成されている。ここで、オルタネータ22のロータは、内燃機関10のクランク軸12と機械的に連結されており、クランク軸12の回転力によって回転する。
The
発電装置20のバッテリ端子TBには、鉛蓄電池としてのバッテリ30が接続されている。そして、バッテリ30には、これと並列に、スイッチ42を介して電気負荷44が接続されている。更に、バッテリ30には、電気負荷として、内燃機関10のクランク軸12に初期回転を付与するスタータ40が接続されている。一方、バッテリ端子TB及びバッテリ30間の給電ラインと、発電装置20のイグニッション端子TIGとは、イグニッションスイッチ46を介して接続されている。
A
上記バッテリ30の電気負荷の1つとしての電子制御装置(ECU50)は、マイクロコンピュータを主体として構成され、常時記憶保持装置51等の記憶装置を備えている。ここで、常時記憶保持装置51とは、エンジン制御システムの起動スイッチ(制御装置(ECU50)の主電源:ex.イグニッションスイッチ46)の状態にかかわらず、常時記憶を保持する記憶装置のことである。具体的には、例えば上記起動スイッチの状態にかかわらず常時給電状態が維持されるバックアップRAMや、給電の有無にかかわらず常時記憶を保持するEEPROM等の不揮発性メモリなどである。
The electronic control unit (ECU 50) as one of the electric loads of the
ECU50は、内燃機関10や、発電装置20を制御対象とする。特に、ECU50では、バッテリ30から放電される電流やバッテリ30へと充電される電流を検出する電流センサ52の検出値や、バッテリ30の温度を検出する温度センサ54の検出値、更にはバッテリ30の電圧を検出する電圧センサ56の検出値に基づき、発電装置20のバッテリ端子TBに印加される電圧(発電装置20の出力電圧)を制御する。詳しくは、ECU50は、発電装置20の指令端子TRに、出力電圧の指令値(指令電圧)を出力する。これにより、レギュレータ24では、出力電圧を指令電圧に制御する。また、ECU50は、発電装置20のモニタ端子TFを介して、発電装置20の発電能力を示す発電状態信号を取り込む。ここで、発電能力とは、レギュレータ24内のスイッチング素子のオン・オフの時比率(詳しくは、オン・オフ周期に対するオン時間の比:Duty)によって定量化される。
The
上記出力電圧の制御は、バッテリ30の充電状態(SOC:State Of Charge)を許容範囲内としつつも、発電装置20による発電による内燃機関10の燃料消費量の増量量を極力低減するように行われる。ここで、SOCは、バッテリ30の放電能力を定量化した物理量である。詳しくは、バッテリ30の満充電に対する現在の充電量の割合を定量化したものである。SOCは、通常「5時間率容量」や、「10時間率容量」等によって定量化される。バッテリ30は、その端子が開放されているときの電圧である開放端電圧が、SOCに依存することが知られている。詳しくは、SOCが大きいほど、開放端電圧が高くなる。具体的には例えば、SOCが「100%」のときの開放端電圧は、「12.8V」であり、「0%」のときの開放端電圧は、「11.8V」である。
The control of the output voltage is performed so as to reduce the increase in the fuel consumption of the
更に、ECU50は、車両の停止時において、内燃機関10のアイドル回転速度制御を停止し内燃機関10を自動的に停止させるいわゆるアイドルストップ制御(自動停止処理)や、アイドルストップ制御から内燃機関10を自動的に始動させる自動始動処理を行う。ここで、自動始動処理は、スタータ40を起動させることで内燃機関10のクランク軸12に初期回転を付与した後、燃焼制御を行うことで実行される。ただし、スタータ40の起動に際しては、スタータ40が回転を開始するまでの極短時間の間にバッテリ30からスタータ40に多量の放電電流が流れることが知られている。そしてこの際には、バッテリ30の電圧が大きく落ち込む。一方、バッテリ30を給電手段とするECU50には、その動作の信頼性を維持することのできる給電電圧の最小値が規定されている。このため、内燃機関10の自動始動処理に際してバッテリ30の電圧が過度に低下する場合には、ECU50の動作の信頼性が低下するおそれがある。このため、アイドルストップ制御は、自動始動処理によるバッテリ30の電圧の低下がECU40の動作保証電圧の最低値を下回らないとの条件の下で行うことが望ましい。
Further, the
そこで本実施形態では、アイドルストップ処理を行うに先立ち、アイドルストップ後の自動始動処理に伴うバッテリ30の最低電圧値を予測し、これが上記動作保証電圧の最低値を下回らないと判断されることを条件に、アイドルストップを許可する。以下、これについて詳述する。
Therefore, in the present embodiment, prior to performing the idle stop process, the minimum voltage value of the
図2に、アイドルストップ処理後のバッテリ30の電圧の推移を示す。図示されるように、バッテリ30の電圧は、内燃機関10の停止処理によって低下し、自動始動処理によって更に大きく低下する。このため、自動停止後、自動始動処理直前のバッテリの電圧Vbrと、自動始動に伴うバッテリ30の電圧降下量ΔVstとを予測することで、自動始動に伴うバッテリ30の最低電圧Vminを予測することができる。そしてこれが上記動作補償電圧の最低値に基づき設定される閾値電圧Vthを上回るなら、アイドルストップを許可することができる。以下では、「a.電圧降下量ΔVstの予測に関する処理」、「b.自動始動直前のバッテリ30の電圧の予測処理」、「c.アイドルストップの実行の有無の決定処理」の順に説明する。
<a.電圧降下量ΔVstの予測に関する処理>
上記電圧降下量ΔVstは、自動始動に伴うバッテリ30の最大放電電流量と、そのときのバッテリ30の内部抵抗Rinとの2つを予測することで予測が可能である。ここで、本実施形態では、最大放電電流量を、イグニッションスイッチ46がオンとされることで内燃機関10が始動される際のバッテリ30の最大放電電流量に基づき予測することとする。
FIG. 2 shows the transition of the voltage of the
<A. Processing related to prediction of voltage drop amount ΔVst>
The voltage drop amount ΔVst can be predicted by predicting the maximum discharge current amount of the
図3(a)に、スタータ40の起動に伴うバッテリ30の電流の挙動を示す。スタータ40とバッテリ30とが電気的に接続されると、バッテリ30の放電電流量は急激に上昇し、時刻t1に最大値Imaxに達する。この最大値Imaxは、スタータ40の抵抗、バッテリ30の内部抵抗、スタータ40及びバッテリ30間の配線抵抗等によって定まる。そして、スタータ40が回転を開始すると、スタータ40を流れる電流が減少する。換言すれば、バッテリ30の放電電流が減少する。ここで、電流センサ52は、スタータ40の起動時におけるバッテリ30の放電電流の最大値Imaxを検出可能範囲とするものではない。そこで、本実施形態では、イグニッションスイッチ46の操作による内燃機関10の始動時において、バッテリ30の最大放電電流量を推定する。
FIG. 3A shows the behavior of the current of the
図3(b)に、スタータ40の起動に際してのバッテリ30の電流及び電圧の変化を示す。図示されるように、スタータ40の起動に伴いバッテリ30の放電電流が増大して最大値Imaxに達する際には、バッテリ30の電圧が最低電圧Vbtmに低下する。この際、バッテリ30の分極の影響が非常に小さいため、バッテリ30の電流変化に対する電圧変化によって推定されるバッテリ30の内部抵抗は、真の値に非常に近いものとなっている。ただし、この期間は非常に短いために、この間の電流及び電圧のサンプリングによって内部抵抗を算出することは困難である。
FIG. 3B shows changes in the current and voltage of the
一方、放電電流がピーク(最大値Imax)に達した後、放電電流の減少に伴ってバッテリ30の電圧も上昇する。ここで、バッテリ30の放電電流が最大値Imaxとなった後、放電電流が減少していく期間は比較的長いため、この間において放電電流量がある程度低下した後には、電流センサ52によって電流を多数サンプリングすることができる。このため、この期間においては、バッテリ30の内部抵抗を比較的容易に算出することができる。一方、バッテリ30の放電電流が最大値Imaxとなるまでの期間におけるバッテリ30の内部抵抗Rinと、最大値Imaxとなった後の内部抵抗とは一般に相違すると考えられる。したがって、放電電流が最大値Imaxとなった後の電流の検出値に基づき算出されるバッテリ30の内部抵抗を用いたのでは、バッテリ30の最低電圧Vbtmに基づく最大値Imaxの推定は困難である。
On the other hand, after the discharge current reaches the peak (maximum value Imax), the voltage of the
そこで、本実施形態では、最大値Imaxとなった後の内部抵抗Rcと最大値Imaxとなる前の内部抵抗Rinとの差が、スタータ40起動前後の開放端電圧の差ΔVoと相関を有するという性質に着目する。図4に、この性質を裏付ける計測データを示す。図4において、縦軸は、放電電流急増時の内部抵抗Rin(最大値Imaxとなる前の内部抵抗)に対するクランキング時の内部抵抗Rc(最大値Imaxとなった後の内部抵抗)の差を示し、横軸は、スタータ起動前後の開放端電圧の差ΔVoを示す。図示されるように、差ΔVoが大きいほど、これに比例して、内部抵抗Rinに対する内部抵抗Rcの差が小さくなっている。このため、差ΔVoと内部抵抗Rcとから、放電電流急増時の内部抵抗Rinを推定することができる。
Therefore, in this embodiment, the difference between the internal resistance Rc after reaching the maximum value Imax and the internal resistance Rin before reaching the maximum value Imax has a correlation with the open-circuit voltage difference ΔVo before and after starting the
すなわち、まず、図5に実線にて示すバッテリ30の電圧の軌跡に基づき、スタータ40の起動前のバッテリ30の電圧Vtとスタータ40の起動に伴うバッテリ30の最低電圧Vbtmとを検出することで、スタータ40の起動によるバッテリ30の電圧降下量ΔVを算出する。一方、放電電流が最大値となった後の電流及び電圧の挙動から、図中1点鎖線にて示す内部抵抗Rcを算出することができる。そして、これとスタータ40の起動前後の開放端電圧の差ΔVoとを用いることで、図中2点鎖線にて示す放電電流の急増時の内部抵抗Rinを推定することができる。そして、内部抵抗Rinと上記降下量ΔVとから、スタータ40の起動によるバッテリ30の最大放電電流量ΔImaxを推定算出することができる。
That is, first, based on the voltage trajectory of the
図6に、本実施形態にかかる最大放電電流量ΔImaxの推定処理の手順を示す。この処理は、ECU50によって、イグニッションスイッチ46がオン操作されることをトリガとして実行される。
FIG. 6 shows a procedure for estimating the maximum discharge current amount ΔImax according to the present embodiment. This process is executed by the
この一連の処理では、まずステップS10において、電圧センサ56や電流センサ52の検出値であるバッテリ30の電圧Vtや電流Itを取得する。なお、続くステップS12においてスタータ40が起動されたと判断されるまでステップS10に留まるため、電圧Vtや電流Itを、この期間における複数個の検出値の平均値としてもよい。続くステップS12においてスタータ40が起動されたと判断される場合には、ステップS14において、スタータ40起動後のバッテリ30の電流及び電圧を複数回検出する。続くステップS16においては、ステップS10において取得された電圧VtからステップS14において検出されるバッテリ30の最低電圧Vbtmを減算することで、バッテリ30の上記電圧降下量ΔVを算出する。
In this series of processing, first, in step S10, the voltage Vt and current It of the
続くステップS18においては、クランキング時のバッテリ30の内部抵抗Rcを算出する。ここでは、ステップS14において同時に検出される電圧及び電流ついての複数の組が用いられる。これら複数の組は、バッテリ30の放電電流が電流センサ52の検出可能範囲の下限値以上まで上昇した期間における検出値の組とする。これは、例えばバッテリ30の電流が一旦減少した後、検出可能範囲の下限値を超えて上昇することを検知することで行うことができる。これら複数の組を用いて、周知の回帰分析等によって内部抵抗Rcを推定することができる。すなわち、電流を説明変数、電圧を目的変数とする1次式モデルを最小2乗法によって算出し、この1次式モデルの係数を内部抵抗Rcとする。なお、上記複数の組を、該当する検出値の組の全てとする代わりに、これらのうちから選択された所定数の組としてもよい。
In the subsequent step S18, the internal resistance Rc of the
続くステップS20においては、バッテリ30の開放端電圧のスタータ40の起動前後における差ΔVoを算出する。ここで、スタータ40の起動後の開放端電圧Voafは、上記回帰分析にて算出される1次モデルの切片とすることができる。一方、スタータ40の起動前の開放端電圧Vobeは、スタータ40の起動前及び放電電流の急増時の内部抵抗が変化しないと想定して且つこれを内部抵抗Rcで近似し、上記電流It及び電圧Vtを用いることで、簡易的に式「Vobe=Vt−Rc・It」にて推定することができる。このため、開放端電圧の差ΔVoは、「Vobe−Voaf」と算出することができる。
In the subsequent step S20, the difference ΔVo between the open-end voltage of the
続くステップS22においては、放電電流急増時の内部抵抗Rinを推定する。ここでは、先の図3に示した相関関係に基づき、上記ステップS20において算出された差ΔVoにて、上記ステップS18にて算出された内部抵抗Rcを補正することで、内部抵抗Rinを推定する。続くステップS24では、上記ステップS16にて算出される電圧降下量ΔVを、上記ステップS22にて推定される内部抵抗Rinにて除算することで、スタータ40の起動によるバッテリ30の最大放電電流量ΔImaxを算出する。そして、ステップS26において、最大放電電流量ΔImax及び内部抵抗Rinを常時記憶保持装置51に記憶するとともに、内部抵抗Rcや電流及び電圧の検出値を消去する。なお、ステップS26の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。
<b.自動始動直前のバッテリ30の電圧の予測処理>
図7に、アイドルストップ前後のバッテリ30の電圧の推移を例示する。図示されるように、アイドルストップ前には、発電装置20の出力電圧の制御のためにバッテリ30の電圧が安定せず、変動している。これに対し、アイドルストップ処理がなされた後には、上記出力電圧の制御が停止される過程でバッテリ30の電圧が急激に低下するものの、その後は、バッテリ30の電圧が上下に変動することもなく緩やかに漸減することとなる。
In the subsequent step S22, the internal resistance Rin at the time when the discharge current suddenly increases is estimated. Here, based on the correlation shown in FIG. 3, the internal resistance Rin is estimated by correcting the internal resistance Rc calculated in step S18 with the difference ΔVo calculated in step S20. . In the subsequent step S24, the voltage drop amount ΔV calculated in step S16 is divided by the internal resistance Rin estimated in step S22, whereby the maximum discharge current amount ΔImax of the
<B. Prediction process of
FIG. 7 illustrates the transition of the voltage of the
ここで、アイドルストップによる内燃機関10の停止期間が所定時間Tであるとして、そのときの電圧Vbrを、自動始動直前の電圧と定義する。ここで、所定時間Tは、アイドルストップを実行する場合に内燃機関10の停止時間として所望される時間に基づき設定される。上記電圧Vbrは、アイドルストップ処理に伴う内燃機関10の停止期間が所定時間Tとなるときの値として学習することも可能である。しかし、この場合には、アイドルストップ処理後所定時間Tの経過前に内燃機関10の自動始動処理がなされるときには、上記学習を行うことができない。このため、上記態様にて電圧Vbrを学習するまでには時間を要するおそれがある。
Here, assuming that the stop period of the
そこで本実施形態では、アイドルストップによる内燃機関10の停止期間における電圧の挙動に基づき、所定時間T経過時の電圧Vbrを予測する処理を行う。特に、本実施形態では、図8に示すように、電圧変化速度ΔVsの絶対値が閾値ΔVth以下となった後の電圧のサンプリング値に基づき、上記予測を行う。これは、バッテリ30の電圧の変化速度が所定以下となった後の方が、電圧Vbrを簡易且つ精度良く予測できると考えられることによる。
Therefore, in the present embodiment, processing for predicting the voltage Vbr when the predetermined time T has elapsed is performed based on the voltage behavior during the stop period of the
図9に、本実施形態にかかる電圧Vbrの予測に用いる予測式の作成処理の手順を示す。この処理は、ECU50によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
FIG. 9 shows a procedure for creating a prediction formula used for prediction of the voltage Vbr according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the
この一連の処理では、まずステップS10において、アイドルストップ処理によって内燃機関10が停止状態にあるか否かを判断する。そして、停止状態にあると判断される場合、ステップS12において、電圧Vbrの予測のための電圧のサンプリング許可条件が成立しているか否かを判断する。具体的には、先の図8に示すように、電圧変化速度ΔVsの絶対値が閾値ΔVth以下となったか否かを判断する。そして、許可条件が成立すると判断される場合、ステップS14において、所定時間毎に電圧をサンプリングする。
In this series of processing, first, in step S10, it is determined whether or not the
続くステップS16においては、自動始動条件が成立するか否かを判断する。この条件は、ユーザによる車両の走行意思表示がなされるとの条件と、内燃機関10の停止期間におけるバッテリ30の電圧の実測値から、上記最大放電電流量ΔImax及び内部抵抗Rinの乗算値を減算した値が、上記閾値電圧Vthよりも高い所定値以下となるとの条件との論理和条件である。そして、自動始動条件が成立すると判断される場合、ステップS18において、上記ステップS14によってサンプリングされた電圧のサンプリング数が所定数Nよりも多いか否かを判断する。この処理は、自動停止処理から所定時間T経過時の電圧Vbrを精度良く予測できる予測式を算出可能であるか否かを判断するためのものである。そして、ステップS18において肯定判断される場合には、ステップS20において、予測式を算出する。ここでは、例えば、電圧のサンプリング値に基づき、回帰分析を用いて予測式を算出すればよい。ここで、予測式としては、時間tの1次式「at+b」や、指数関数「a・exp(−bt)+c」等を仮定すればよい。
In a succeeding step S16, it is determined whether or not an automatic start condition is satisfied. This condition is obtained by subtracting the multiplication value of the maximum discharge current amount ΔImax and the internal resistance Rin from the condition that the user intends to drive the vehicle and the measured value of the voltage of the
なお、上記ステップS20の処理が完了する場合や、ステップS10,S12,S16,S18において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。
<c.アイドルストップの実行の有無の決定処理>
図10に、アイドルストップの実行の有無の決定処理の手順を示す。この処理は、ECU50により、例えば所定周期で繰り返し実行される。
When the process of step S20 is completed or when a negative determination is made in steps S10, S12, S16, and S18, the series of processes is temporarily terminated.
<C. Processing for determining whether or not to execute idle stop>
FIG. 10 shows a procedure for determining whether or not to perform idle stop. This process is repeatedly executed by the
この一連の処理では、まずステップS30において、アイドルストップ処理の基本条件が成立するか否かを判断する。ここで、基本条件とは、車両が停車状態にあることとの条件や、ユーザによる走行の意思表示がないこと(アクセルペダルが開放されていること等)との条件等がある。そして、基本条件が成立すると判断される場合には、ステップS32において、予測式を作成済みであるか否かを判断する。これは、先の図9のステップS20の処理によって作成された予測式に基づく電圧Vbrの予測が可能か否かを判断するためのものである。そして、予測式を作成済みであると判断される場合、ステップS34において、作成済みの予測式を読み出す。 In this series of processes, first, in step S30, it is determined whether or not a basic condition for the idle stop process is satisfied. Here, the basic condition includes a condition that the vehicle is in a stopped state, a condition that the user does not display the intention to travel (the accelerator pedal is released, etc.), and the like. If it is determined that the basic condition is satisfied, it is determined in step S32 whether or not a prediction formula has been created. This is for determining whether or not the voltage Vbr can be predicted based on the prediction formula created by the process of step S20 of FIG. If it is determined that the prediction formula has been created, the created prediction formula is read in step S34.
これに対し、ステップS32において予測式が未だ作成されていないと判断される場合には、ステップS36において、基準曲線を読み出す。ここで、基準曲線とは、上記予測式に代わって電圧Vbrを予測するためのものであり、時間tを独立変数として且つ電圧値を従属変数とする関数である。これは、製品出荷前に、予め適合してECU50に記憶されているものである。
On the other hand, if it is determined in step S32 that the prediction formula has not yet been created, the reference curve is read in step S36. Here, the reference curve is a function for predicting the voltage Vbr instead of the prediction formula, and is a function having the time t as an independent variable and the voltage value as a dependent variable. This is pre-adapted and stored in the
上記ステップS34、S36の処理が完了する場合、ステップS38において、自動始動直前の電圧Vbrを予測する。これは、予測式又は基準曲線における時間tとして所定時間Tを代入することで算出することができる。 When the processes in steps S34 and S36 are completed, the voltage Vbr immediately before the automatic start is predicted in step S38. This can be calculated by substituting the predetermined time T as the time t in the prediction formula or the reference curve.
続くステップS40では、バッテリ30の内部抵抗Rinと最大放電電流量ΔImaxとを読み出す。そして、ステップS42においては、最大放電電流量ΔImax及び内部抵抗Rinの乗算値として、自動始動による電圧降下量ΔVstを算出する。続くステップS44では、自動始動処理に伴うバッテリ30の最低電圧Vminを予測する。これは、上記ステップS38にて予測された電圧Vbrから、上記ステップS42において算出された電圧降下量ΔVstを減算することで算出することができる。続くステップS46では、予測される最低電圧Vminが閾値電圧Vthよりも大きいとの条件と、SOCが所定量αよりも大きいとの条件の論理積条件が成立しているか否かを判断する。この処理は、アイドルストップ処理を実行するか否かを判断するためのものである。そして、論理積条件が成立すると判断される場合、ステップS48において、アイドルストップを許可する。
In the subsequent step S40, the internal resistance Rin of the
なお、ステップS48の処理が完了する場合や、上記ステップS30、S46において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。 When the process of step S48 is completed or when a negative determination is made in steps S30 and S46, this series of processes is temporarily terminated.
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。 According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1)アイドルストップ処理を許可するための基本条件の成立時(ステップS30)、アイドルストップ処理を想定した場合の自動始動処理直前のバッテリ30の電圧Vbrを、それ以前におけるアイドルストップ処理による内燃機関10の停止時におけるバッテリ30の電圧の検出値に基づき予測し、これから自動始動処理に伴うバッテリ30の電圧降下量ΔVstを減算した値に基づき、アイドルストップの実行の有無を判断した。これにより、アイドルストップ処理に伴う内燃機関10の停止期間を適切な時間とすることができ、ひいてはドライバビリティの低下を回避することができる。また、むやみな自動始動がなされることがなくなるため、バッテリ30の寿命が短縮することを好適に抑制することもできる。
(1) When the basic condition for permitting the idle stop process is satisfied (step S30), the voltage Vbr of the
(2)自動停止による内燃機関10の停止期間におけるバッテリ30の電圧の複数個のサンプリング値に基づき、バッテリ30の電圧の時間変化を予測する予測式を算出した。これにより、サンプリング値のサンプリング期間よりも自動停止による内燃機関10の停止期間が長期にわたる場合についての自動始動直前の電圧を予測することができる。
(2) Based on a plurality of sampling values of the voltage of the
(3)予測式の算出に用いる検出値を、自動停止処理に伴ってバッテリ30の電圧降下速度が所定以下となる時点以降におけるものとした。これにより、予測式を高精度に算出することができる。
(3) The detection value used for the calculation of the prediction formula is assumed to be after the time point when the voltage drop speed of the
(4)予測式が算出されていない場合には、検出値によらず予め定められた関数を用いて電圧Vbrの予測を行った。これにより、予測式が算出されていない場合であっても、自動始動に際してのバッテリ30の最低電圧Vminを予測することができる。
(4) When the prediction formula is not calculated, the voltage Vbr is predicted using a predetermined function regardless of the detected value. Thereby, even if the prediction formula is not calculated, the minimum voltage Vmin of the
(5)自動始動処理に伴うバッテリ30の電圧降下量ΔVstを算出すべく、スタータ40の起動に伴ってバッテリ30が最低電圧Vbtmとなった後の所定期間に渡る電圧及び電流の検出値に基づき、最大放電電流量ΔImaxを算出した。これにより、バッテリ30の電圧が最低電圧Vbtmとなる際の電流を検出することができない場合であれ、最大放電電流量ΔImaxを推定算出することができる。
(5) Based on the detected voltage and current values over a predetermined period after the
(6)最大放電電流量ΔImaxを、始動前の放電電流量に対する始動によってバッテリ30の電圧の検出値が最低値となる際のバッテリ30の放電電流量の差とした。これにより、自動始動処理に伴うバッテリ30の電圧降下量ΔVstを好適に予測することができる。
(6) The maximum discharge current amount ΔImax is defined as a difference in the discharge current amount of the
(7)始動によってバッテリ30の電圧が最低電圧に低下するまでの期間におけるバッテリ30の内部抵抗Rinを推定し、推定される内部抵抗Rinに応じて最大放電電流量ΔImaxを推定した。これにより、最大放電電流量ΔImaxを好適に推定することができる。
(7) The internal resistance Rin of the
(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
図11に、本実施形態にかかるアイドルストップの実行の有無の決定処理の手順を示す。この処理は、ECU50により、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図11において、先の図10に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。
FIG. 11 shows a procedure for determining whether or not to execute idle stop according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the
図示されるように、本実施形態では、ステップS34、S36の処理が完了する場合、ステップS38の処理に移行するに先立ち、ステップS50において、予測式又は基準曲線を温度補正する。この処理は、バッテリ30の電圧降下速度がバッテリ30の温度に依存することに鑑みたものである。詳しくは、バッテリ30の温度が低いほど、バッテリ30の電圧降下速度が増加する。このため、例えば、予測式の算出に際して用いた電圧のサンプリング期間におけるバッテリ30の温度よりも現在の温度の方が低い場合には、予測式による電圧降下速度が増大するような補正を行い、また、上記サンプリング期間におけるバッテリ30の温度よりも現在の温度の方が高い場合には、予測式による電圧降下速度が低下するような補正を行う。
As shown in the figure, in the present embodiment, when the processes of steps S34 and S36 are completed, the temperature of the prediction formula or the reference curve is corrected in step S50 before the process proceeds to step S38. This process is based on the fact that the voltage drop speed of the
以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記各効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。 According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the above-described effects of the first embodiment.
(8)予測式の算出に用いる電圧のサンプリング期間と現在時とのそれぞれにおけるバッテリ30の温度の差に基づき、予測式を補正した。これにより、バッテリの温度が変動する場合であれ、電圧Vbrの予測精度を高く維持することができる。
(8) The prediction formula was corrected based on the difference in temperature of the
(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
上記第1の実施形態では、イグニッションスイッチ46がオン操作されるのに伴い算出された最大放電電流量ΔImaxや内部抵抗Rinを直接用いて電圧降下量ΔVstを算出した。ここで、SOCの変化が高容量の場合には、内部抵抗Rinは、容量変化による変化が小さい。また、最大放電電流量ΔImaxは、内部抵抗Rinに依存する。このため、バッテリ30の長寿命化の観点から先の図10のステップS46に示した所定量αを大きく設定する場合には、最大放電電流量ΔImaxや内部抵抗Rinに対してなんら補正を加えずとも、電圧降下量ΔVstを高精度に予測することができる。しかし、アイドルストップの頻度を向上させるべく、SOCの閾値を低下させる場合には、容量変化に対する内部抵抗Rinの変化も大きくなり、ひいては最大放電電流量ΔImaxの変化も大きくなると考えられる。そこで本実施形態では、最大放電電流量ΔImaxや内部抵抗Rinを、SOCに基づき補正する。
In the first embodiment, the voltage drop amount ΔVst is calculated by directly using the maximum discharge current amount ΔImax and the internal resistance Rin that are calculated when the
図12に、本実施形態にかかるアイドルストップの実行の有無の決定処理の手順を示す。この処理は、ECU50により、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図12において、先の図10に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。
FIG. 12 shows a procedure for determining whether or not to execute idle stop according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the
図示されるように、本実施形態では、ステップS34、S36の処理が完了する場合、ステップS38の処理に移行するに先立ち、ステップS52において、予測式又は基準曲線を、SOC及び温度に基づき補正する。ここで、予測式又は基準曲線をSOCに基づき補正するのは、SOCが小さいほど、バッテリ30の電圧降下速度が大きくなることに鑑みたものである。このため、例えば、予測式の算出に際して用いた電圧のサンプリング期間におけるSOCよりも現在のSOCの方が小さい場合には、予測式による電圧降下速度が増大するような補正を行い、また、上記サンプリング期間におけるSOCよりも現在のSOCの方が大きい場合には、予測式による電圧降下速度が低下するような補正を行う。
As shown in the figure, in the present embodiment, when the processes of steps S34 and S36 are completed, the prediction formula or the reference curve is corrected based on the SOC and the temperature in step S52 prior to proceeding to the process of step S38. . Here, the reason why the prediction formula or the reference curve is corrected based on the SOC is that the voltage drop speed of the
また、ステップS40の処理が完了すると、ステップS42の処理に先立ち、最大放電電流量ΔImax及び内部抵抗Rinを、SOC及び温度に基づき補正する。ここでは、最大放電電流量ΔImaxの算出に用いた電流や電圧の検出期間におけるSOCよりも現在のSOCの方が大きい場合には、最大放電電流量ΔImaxを増加補正し、現在のSOCの方が小さい場合には、最大放電電流量ΔImaxを減少補正する。また、内部抵抗Rinの算出に用いた電流や電圧の検出期間におけるSOCよりも現在のSOCの方が大きい場合には、内部抵抗Rinを減少補正し、現在のSOCの方が小さい場合には、内部抵抗Rinを増加補正する。更に、内部抵抗Rinの算出に用いた電流や電圧の検出期間におけるバッテリ30の温度よりも現在の温度の方が高い場合には、内部抵抗Rinを増大補正し、現在の温度の方が低い場合には、内部抵抗Rinを減少補正する。また、最大放電電流量ΔImaxの算出に用いた電流や電圧の検出期間におけるバッテリ30の温度よりも現在の温度の方が高い場合には、最大放電電流量ΔImaxを減少補正し、現在の温度の方が低い場合には、最大放電電流量ΔImaxを増加補正する。これは、温度が高いほど、バッテリ30やスタータ40の内部抵抗や、これらの間の電気経路(ハーネス)の内部抵抗が増加することに鑑みたものである。
When the process of step S40 is completed, prior to the process of step S42, the maximum discharge current amount ΔImax and the internal resistance Rin are corrected based on the SOC and the temperature. Here, when the current SOC is larger than the SOC in the current or voltage detection period used to calculate the maximum discharge current amount ΔImax, the maximum discharge current amount ΔImax is corrected to be increased, and the current SOC is greater. If it is smaller, the maximum discharge current amount ΔImax is corrected to decrease. In addition, when the current SOC is larger than the SOC in the current or voltage detection period used to calculate the internal resistance Rin, the internal resistance Rin is corrected to decrease, and when the current SOC is smaller, The internal resistance Rin is increased and corrected. Further, when the current temperature is higher than the temperature of the
そして、ステップS46aでは、最低電圧Vminが閾値電圧Vthよりも大きいとの条件と、SOCが所定量βよりも大きいとの条件の論理積条件が成立しているか否かを判断する。ここで、所定量βは、先の第1の実施形態における所定量αよりも小さい値に設定される。 In step S46a, it is determined whether or not a logical product condition of a condition that the minimum voltage Vmin is larger than the threshold voltage Vth and a condition that the SOC is larger than the predetermined amount β is satisfied. Here, the predetermined amount β is set to a value smaller than the predetermined amount α in the first embodiment.
以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記各効果や第2の実施形態の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。 According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment and the effects of the second embodiment.
(9)予測式の算出に用いる電圧のサンプリング期間と現在時とのそれぞれにおけるSOCの差に基づき、予測式を補正した。これにより、SOCが変動する場合であれ、電圧Vbrの予測精度を高く維持することができる。 (9) The prediction formula was corrected based on the difference in SOC between the sampling period of the voltage used for calculation of the prediction formula and the current time. Thereby, even if the SOC varies, the prediction accuracy of the voltage Vbr can be maintained high.
(10)最大放電電流量ΔImaxや内部抵抗Rinの算出に用いた電圧や電流の検出期間と現在時とにおけるバッテリ30の温度の差に基づき、最大放電電流量ΔImaxや内部抵抗Rinを補正した。これにより、電圧降下量ΔVstを高精度に予測することができる。
(10) The maximum discharge current amount ΔImax and the internal resistance Rin are corrected based on the difference in the temperature of the
(11)最大放電電流量ΔImaxや内部抵抗Rinの算出に用いた電圧や電流の検出期間と現在時とにおけるSOCの差に基づき、最大放電電流量ΔImaxや内部抵抗Rinを補正した。これにより、電圧降下量ΔVstを高精度に予測することができる。 (11) The maximum discharge current amount ΔImax and the internal resistance Rin are corrected based on the difference in SOC between the detection period of the voltage and current used to calculate the maximum discharge current amount ΔImax and the internal resistance Rin and the current time. Thereby, the voltage drop amount ΔVst can be predicted with high accuracy.
(第4の実施形態)
以下、第4の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
図13に、本実施形態にかかるアイドルストップの実行の有無の決定処理の手順を示す。この処理は、ECU50により、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図13において、先の図10に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付している。
FIG. 13 shows a procedure for determining whether or not to execute idle stop according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the
図示されるように、本実施形態では、ステップS32において予測式が未だ算出されていないと判断される場合、ステップS56においてSOCが所定量αよりも大きいか否かを判断し、大きい場合には、アイドルストップを許可する。ここで、予測式が未だ算出されていない状況は、製品出荷直後であると考えられるため、バッテリ30も新しく、アイドルストップを実行しても問題ないと考えられる。そしてこの場合には、アイドルストップを実行することで、予測式を作成する機会を確保した方がよいと考えられる。このため、本実施形態では、予測式が未だ算出されていない状況下、SOCが所定量αよりも大きい場合には、アイドルストップを許可する。
As shown in the figure, in this embodiment, when it is determined in step S32 that the prediction formula has not yet been calculated, it is determined in step S56 whether or not the SOC is larger than a predetermined amount α. Allow idle stop. Here, since the situation where the prediction formula has not been calculated yet is considered to be immediately after product shipment, it is considered that there is no problem even if the
以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記(1)〜(3)、(5)〜(7)の各効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。 According to this embodiment described above, in addition to the effects (1) to (3) and (5) to (7) of the first embodiment, the following effects can be obtained. Become.
(12)予測式が未だ算出されていない状況下、SOCが所定量αよりも大きい場合には、アイドルストップ処理を実行した。これにより、予測式の算出機会を迅速に確保することができる。 (12) In a situation where the prediction formula has not yet been calculated, when the SOC is larger than the predetermined amount α, the idle stop process is executed. As a result, an opportunity to calculate the prediction formula can be quickly secured.
(第5の実施形態)
以下、第5の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, a fifth embodiment will be described with reference to the drawings, focusing on differences from the first embodiment.
本実施形態では、図14に示すように、分極相関量Pの変化速度(分極変化速度ΔP)の絶対値が閾値ΔPth以下となることで、予測式の算出のための電圧のサンプリングを許可する。ここで、分極変化速度ΔPは、電圧の変化速度と相関を有するパラメータである。 In the present embodiment, as shown in FIG. 14, when the absolute value of the change rate of the polarization correlation amount P (polarization change rate ΔP) is equal to or less than the threshold value ΔPth, voltage sampling for calculating the prediction formula is permitted. . Here, the polarization change rate ΔP is a parameter having a correlation with the voltage change rate.
図15に、分極相関量Pの算出処理の手順を示す。この処理は、ECU50によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。
FIG. 15 shows a procedure for calculating the polarization correlation amount P. This process is repeatedly executed by the
この一連の処理では、まずステップS60において、バッテリ30の電流I(n)を取得する。ここで、「n」は、サンプリング番号を示すパラメータである。続くステップS62においては、前回の分極相関量P(n−1)が、ゼロ以上であるか否かを判断する。この処理は、バッテリ30に充電の影響の方が強く残っているのか、放電の影響の方が強く残っているのかを判断するためのものである。これは、バッテリ30に充電の影響の方が強く残っている場合と放電の影響の方が強く残っている場合とで分極状態の解消速度が相違することに鑑みて設けられるものである。
In this series of processing, first, in step S60, the current I (n) of the
ステップS62において前回の分極相関量P(n−1)がゼロ以上である場合には、充電の影響の方が強く残っていると判断し、ステップS64において、拡散時定数τを、充電用時定数τcとする。これに対し、ステップS62において否定判断される場合には、放電の影響の方が強く残っていると判断し、ステップS66において、拡散時定数τを、放電用時定数τdとする。ここで、放電用時定数τdは、充電用時定数τcよりも小さい値に設定されている。これは、充電の履歴の方が解消されやすいことを定量的に表した結果である。 If the previous polarization correlation amount P (n-1) is greater than or equal to zero in step S62, it is determined that the effect of charging remains stronger. In step S64, the diffusion time constant τ is set to the charging time constant. Let it be a constant τc. On the other hand, when a negative determination is made in step S62, it is determined that the influence of the discharge remains stronger, and in step S66, the diffusion time constant τ is set as the discharge time constant τd. Here, the discharge time constant τd is set to a value smaller than the charge time constant τc. This is a result that quantitatively represents that the charge history is more easily resolved.
ステップS64、S66の処理が完了する場合には、ステップS68に移行する。ステップS68においては、分極相関量P(n)を算出する。ここでは、前回の分極相関量P(n−1)に、2つの項を加算することで分極相関量P(n)を算出する。ここで、第1の項「γ・I(n)・dt」は、充放電の履歴を定量化するためのものである。詳しくは、この一連の処理の周期dtと、充電効率γとに基づき、バッテリ30の電流I(n)に応じた量「γ・I(n)」の時間積分値を算出するための項である。ここで、電流I(n)は、充電時に正、放電時に負となるため、電流I(n)に応じた量の時間積分値によって、充放電の履歴を定量化することができる。なお、充電効率γは、電流I(n)の符号に応じて値を相違させてもよいが、本実施形態では、簡易的に電流I(n)の符号にかかわらず変化しない固定値としている。
When the processes of steps S64 and S66 are completed, the process proceeds to step S68. In step S68, a polarization correlation amount P (n) is calculated. Here, the polarization correlation amount P (n) is calculated by adding two terms to the previous polarization correlation amount P (n−1). Here, the first term “γ · I (n) · dt” is for quantifying the charge / discharge history. Specifically, a term for calculating a time integral value of the amount “γ · I (n)” corresponding to the current I (n) of the
もう一つの項「−P(n−1)・dt/τ」は、分極状態の減衰効果(バッテリ30の電極付近の硫酸の拡散現象)を定量化するためのものである。ここでは、前回の分極相関量P(n−1)と逆符号の量を用いることで、現在の分極状態の減衰を表現している。 The other term “−P (n−1) · dt / τ” is for quantifying the attenuation effect of the polarization state (the diffusion phenomenon of sulfuric acid near the electrode of the battery 30). Here, attenuation of the current polarization state is expressed by using the amount of the opposite sign to the previous polarization correlation amount P (n−1).
なお、ステップS68の処理が完了する場合には、この一連の処理を一旦終了する。 In addition, when the process of step S68 is completed, this series of processes is once complete | finished.
(第6の実施形態)
以下、第6の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Sixth embodiment)
Hereinafter, the sixth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
本実施形態では、図16に示すように、最大放電電流量ΔImaxの推定のための電流のサンプリング期間として、サンプリング期間におけるバッテリ30の内部抵抗Rcが内部抵抗Rinに近似すると想定される期間を用いる。これによれば、「(Vt−Vbtm)/Rc」にて最大放電電流量ΔImaxを推定することができる。これにより、サンプリング期間を適合することで、最大放電電流量ΔImaxや内部抵抗Rinを簡易に算出することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 16, a period in which the internal resistance Rc of the
(第7の実施形態)
以下、第7の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Seventh embodiment)
Hereinafter, the seventh embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
本実施形態では、図17に示されるように、バッテリ30の放電電流量は、最大値Imaxとなった後、減少しやがてゼロとなる。この際、放電電流が最大となる時点(Imax、Vbtm)と、放電電流がゼロとなる時点(0、Vo)とを結ぶ直線の傾きRaがわかるなら、最低電圧Vbtm及び開放端電圧Voに基づき、最大放電電流量ΔImaxを推定することが可能となる。ここで、図中2点鎖線で囲った領域における電流の変化に対する電圧の変化を近似する直線の傾き(内部抵抗Rc)は、傾きRaに近似する。すなわち、スタータ40や内燃機関10、電流センサ52の仕様によっては、電流センサ52による検出可能領域内の特定の領域における電流及び電圧のサンプリング値から算出される内部抵抗Rcが傾きRaに近似し得る。このため、この場合には、上記特定の領域(図中、2点鎖線にて囲った領域)を適合することで、最大放電電流量ΔImaxを簡易に算出することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 17, the discharge current amount of the
なお、この場合には、先の図10のステップS42における電圧降下量ΔVstの算出にかかる処理は、内部抵抗Rinとして、周知の手法にて推定された値や、製品出荷前に予め設定された値(デフォルト値)を用いて行えばよい。 In this case, the processing related to the calculation of the voltage drop amount ΔVst in step S42 of FIG. 10 is set as a value estimated by a known method as the internal resistance Rin, or set in advance before product shipment. What is necessary is just to use a value (default value).
(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.
・上記第1の実施形態に対する第4の実施形態の変更点によって、第2、第3の実施形態を変更してもよい。 -You may change 2nd, 3rd embodiment by the change of 4th Embodiment with respect to the said 1st Embodiment.
・上記第1の実施形態に対する第5の実施形態の変更点によって、第2〜第4の実施形態を変更してもよい。 -You may change 2nd-4th embodiment by the change of 5th Embodiment with respect to the said 1st Embodiment.
・上記第3の実施形態において、最大放電電流量ΔImaxを温度補正する変わりに、内部抵抗Rinに応じて補正してもよい。これは、内部抵抗Rinが温度と相関を有するパラメータとなることを根拠としている。 In the third embodiment, the maximum discharge current amount ΔImax may be corrected according to the internal resistance Rin instead of the temperature correction. This is based on the fact that the internal resistance Rin is a parameter having a correlation with temperature.
・上記第3の実施形態において、最大放電電流量ΔImaxを、SOC及び温度のいずれか一方のみによって補正してもよい。 In the third embodiment, the maximum discharge current amount ΔImax may be corrected by only one of SOC and temperature.
・上記第3の実施形態において、内部抵抗Rinを、SOC及び温度のいずれか一方のみによって補正してもよい。 In the third embodiment, the internal resistance Rin may be corrected by only one of SOC and temperature.
・上記第3の実施形態において、予測式をSOCのみによって補正してもよい。 In the third embodiment, the prediction formula may be corrected only by the SOC.
・上記第1の実施形態に対する第6、第7の実施形態の変更点によって、上記第2〜5の実施形態を変更してもよい。 -You may change the said 2nd-5th embodiment by the change of the 6th, 7th embodiment with respect to the said 1st Embodiment.
・アイドルストップを想定した場合の自動始動処理直前のバッテリ30の電圧を予測する予測手段としては、予測式を用いるものに限らない。例えば、アイドルストップが所定時間T継続した場合に、そのときのバッテリ30の電圧を予測値として記憶するようにしてもよい。この場合、予測値を、バッテリ30の温度及びSOCの少なくとも一方に応じて補正することが望ましい。
The predicting means for predicting the voltage of the
・上記各実施形態では、最大放電電流量ΔImaxをイグニッションスイッチ46をトリガとして算出したがこれに限らない。例えば、自動始動処理時において算出してもよい。また例えば、最大放電電流量ΔImaxとしては、始動に伴ってバッテリ30電圧が最低値となった際の放電電流量と始動処理前の放電電流量との差に限らず、始動に伴ってバッテリ30電圧が最低値となった際の放電電流量そのものとしてもよい。更に例えば、最大放電電流量ΔImaxを、製品出荷前に予め定められて記憶された値としてもよい。ただし、この場合、放電電流量ΔImaxを、バッテリ30の温度やSOCに基づき補正することが特に望ましい。
In each of the above embodiments, the maximum discharge current amount ΔImax is calculated using the
・上記第1〜第6の実施形態では、内部抵抗Rinをイグニッションスイッチ46をトリガとして算出したがこれに限らない。例えば、自動始動処理時において算出してもよい。また例えば、内部抵抗Rinを、製品出荷前に予め定められて記憶された値としてもよい。ただし、この場合、内部抵抗Rinを、バッテリ30の温度やSOCに基づき補正することが特に望ましい。
In the first to sixth embodiments, the internal resistance Rin is calculated using the
・最大放電電流量ΔImax及び内部抵抗Rinの値を記憶する代わりに、自動始動に伴う電圧降下量ΔVstそのものを記憶対象としてもよい。ここで、電圧降下量ΔVstは、先の図6のステップS16における電圧降下量ΔVとしてもよく、また、これを温度やSOCに応じて補正してもよい。 Instead of storing the maximum discharge current amount ΔImax and the value of the internal resistance Rin, the voltage drop amount ΔVst itself accompanying the automatic start may be stored. Here, the voltage drop amount ΔVst may be the voltage drop amount ΔV in step S16 of FIG. 6, or may be corrected according to the temperature and the SOC.
・自動始動処理直前の電圧Vbrを予測する予測式を算出するために用いる電圧の検出値としては、それ以前における自動停止処理に伴う内燃機関10の停止期間におけるものに限らない。例えばイグニッションスイッチのオフ操作によって内燃機関10が停止されることによる停止期間におけるものであってもよい。この場合であっても、ECU50の後処理がなされる期間にあっては、バッテリ30の消費電流もゼロとならないため、バッテリ30の電圧は低下すると考えられる。したがって、自動停止処理に伴う内燃機関10の停止期間における電圧の低下とよく似た現象が生じていることとなるため、この期間における電圧の検出値に基づき予測式を算出することも可能である。
The detection value of the voltage used for calculating the prediction formula for predicting the voltage Vbr immediately before the automatic start process is not limited to that in the stop period of the
・スタータ起動前の開放端電圧Voの取得方法としては、上記各実施形態において例示したものに限らない。例えば、内燃機関10の停止に際してのバッテリ30の電圧及び電流の検出値に基づく回帰分析によって起動前の開放端電圧を推定してもよい。
-The acquisition method of the open end voltage Vo before starter starting is not restricted to what was illustrated in said each embodiment. For example, the open end voltage before startup may be estimated by regression analysis based on the detected values of the voltage and current of the
・アイドルストップ制御後の内燃機関10の自動始動処理において、内燃機関10のクランク軸12に初期回転を付与する始動手段としては、スタータ40に限らない。例えば自動始動専用のモータジェネレータをスタータ40とは別に備えてもよい。この場合、最大放電電流量ΔImaxの算出は、モータジェネレータによって内燃機関10を自動で始動させる際のバッテリ30の電流及び電圧に基づき行うことが望ましい。
In the automatic starting process of the
・内燃機関としては、ポート噴射式の火花点火式内燃機関に限らず、例えば筒内噴射式の火花点火式内燃機関であってもよい。更に、ディーゼル機関等、圧縮着火式内燃機関であってもよい。 The internal combustion engine is not limited to the port injection type spark ignition type internal combustion engine, and may be, for example, a cylinder injection type spark ignition type internal combustion engine. Further, it may be a compression ignition type internal combustion engine such as a diesel engine.
10…内燃機関、20…発電装置、30…バッテリ、40…スタータ(始動手段の一実施形態)、50…ECU(内燃機関の自動停止始動装置の一実施形態)。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記内燃機関の停止期間において、前記バッテリの電圧の検出値を取得する電圧取得手段と、
前記電圧取得手段による取得がなされた後、ユーザによる走行の意思表示がないとの条件が成立すると判断されることを条件に、前記自動停止処理を想定した場合の前記自動始動処理直前の前記バッテリの電圧を、前記電圧取得手段によって取得される検出値に基づき予測する予測手段と、
前記予測される電圧から前記自動始動処理に伴う前記バッテリの電圧降下量の予測値を減算した値に基づき、前記自動停止処理の実行の有無を判断する判断手段とを備え、
前記自動始動処理直前のバッテリの電圧とは、前記内燃機関の停止期間が予め定められた長さを有する時間と仮定した場合の電圧であることを特徴とする内燃機関の自動停止始動装置。 In an automatic stop / start apparatus for an internal combustion engine that performs an automatic stop process of an internal combustion engine to which an initial rotation is applied by a starter that uses a vehicle-mounted battery as a power source, and an automatic start process after the automatic stop process,
Voltage acquisition means for acquiring a detected value of the voltage of the battery in a stop period of the internal combustion engine;
After the acquisition by the voltage acquisition means, the battery immediately before the automatic start process when the automatic stop process is assumed on the condition that it is determined that the condition that the user does not display the intention to travel is satisfied Predicting means for predicting the voltage based on the detection value acquired by the voltage acquiring means;
Determination means for determining whether or not to execute the automatic stop process based on a value obtained by subtracting a predicted value of the voltage drop amount of the battery accompanying the automatic start process from the predicted voltage;
An automatic stop / start apparatus for an internal combustion engine, wherein the voltage of the battery immediately before the automatic start process is a voltage assuming that the stop period of the internal combustion engine is a time having a predetermined length .
前記判断手段は、前記放電電流取得手段によって取得される情報に基づき、前記自動始動処理に伴う前記バッテリの電圧降下量の予測値を算出することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の内燃機関の自動停止始動装置。 Based on the detected value of the battery voltage and the detected value of the discharge current of the battery in a predetermined period after the detected value of the battery voltage reaches the minimum value due to the starting of the internal combustion engine, the voltage of the battery by the starting is determined. A discharge current acquisition means for acquiring information related to the amount of discharge current of the battery when the detected value of
The said determination means calculates the predicted value of the voltage drop amount of the said battery accompanying the said automatic start process based on the information acquired by the said discharge current acquisition means, The any one of Claims 1-9 characterized by the above-mentioned. An automatic stop and start device for an internal combustion engine according to the item.
前記所定期間は、前記バッテリの内部抵抗が、前記始動によって前記バッテリの電圧が最低電圧に低下するまでの期間における前記バッテリの内部抵抗に近似すると想定される期間に設定されてなることを特徴とする請求項12記載の内燃機関の自動停止始動装置。 The discharge current acquisition means calculates the internal resistance of the battery based on a plurality of sets of detected values related to the battery voltage and the battery discharge current in a predetermined period after the battery voltage is reduced to the minimum voltage by the start-up. A means for estimating, a maximum decrease amount of the battery voltage based on a difference between a value before the start by the start means and a minimum value by the start of the detected value of the battery voltage, and the estimated internal resistance Based on the above, the maximum discharge current amount is estimated,
The predetermined period is set to a period in which the internal resistance of the battery is assumed to approximate the internal resistance of the battery in a period until the voltage of the battery is reduced to the minimum voltage by the start. An automatic stop and start device for an internal combustion engine according to claim 12.
前記所定期間は、前記バッテリの内部抵抗が、前記始動に伴って前記バッテリの電圧が最低電圧まで低下する時点と前記所定電圧まで上昇する時点とを結ぶ直線の傾きに近似すると想定される期間に設定されてなることを特徴とする請求項11記載の内燃機関の自動停止始動装置。 The discharge current acquisition means calculates the internal resistance of the battery based on a plurality of sets of detected values related to the battery voltage and the battery discharge current in a predetermined period after the battery voltage is reduced to the minimum voltage by the start-up. A means for estimating, based on a difference between a minimum voltage due to starting by the starting means and a predetermined voltage after reaching the minimum voltage with respect to a detected value of the voltage of the battery, and the estimated internal resistance, To estimate the maximum discharge current,
The predetermined period is a period in which the internal resistance of the battery is assumed to approximate a slope of a straight line connecting a time point when the voltage of the battery decreases to the minimum voltage with the start and a time point when the voltage of the battery increases to the predetermined voltage. 12. The automatic stop and start device for an internal combustion engine according to claim 11, wherein the automatic stop and start device is set.
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