JP5729258B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device.
従来、省エネルギおよび二酸化炭素排出量抑制等の観点から、予め定められたアイドリングストップ実行条件を満足するとエンジンを一時的に停止するアイドリングストップ機能を搭載した車両が知られている(例えば、特許文献1参照)。この種の車両は、アイドリングストップを実行するため、バッテリの充放電電流の電流値を検出する電流センサを備え、この電流センサの検出値に基づいてアイドリングストップを実行する車両の制御装置を搭載している。 Conventionally, a vehicle equipped with an idling stop function that temporarily stops the engine when a predetermined idling stop execution condition is satisfied from the viewpoint of energy saving and carbon dioxide emission reduction is known (for example, Patent Documents). 1). In order to execute idling stop, this type of vehicle includes a current sensor that detects the current value of the charging / discharging current of the battery, and is equipped with a vehicle control device that performs idling stop based on the detected value of the current sensor. ing.
この特許文献1記載の車両の制御装置は、電圧センサ、電流センサ、バッテリ監視部、供給可能電流値算出部、エコラン制御部を備えている。
The vehicle control device described in
バッテリ監視部は、電圧センサおよび電流センサがそれぞれ検出したバッテリの電圧値および電流値をサンプリングするようになっている。 The battery monitoring unit samples the voltage value and current value of the battery detected by the voltage sensor and the current sensor, respectively.
供給可能電流値算出部は、バッテリ監視部がサンプリングしたバッテリの電圧値および電流値からバッテリの内部抵抗値を算出してバッテリが供給できる供給可能電流値を算出するようになっている。 The supplyable current value calculation unit calculates a supplyable current value that can be supplied by the battery by calculating an internal resistance value of the battery from the voltage value and current value of the battery sampled by the battery monitoring unit.
エコラン制御部は、算出した供給可能電流値が予め定められたアイドリングストップ実行条件を満たすか否かを判定するようになっている。この判定の結果に基づき、エコラン制御部は、供給可能電流値がアイドリングストップ実行条件を満たす場合はアイドリングストップを実行し、満たさない場合はアイドリングストップを実行しないようになっている。このように、従来の車両の制御装置は、アイドリングストップ実行条件に基づいてアイドリングストップを実行するか否かを判断していた。 The eco-run control unit determines whether or not the calculated supplyable current value satisfies a predetermined idling stop execution condition. Based on the result of this determination, the eco-run control unit executes the idling stop when the suppliable current value satisfies the idling stop execution condition, and does not execute the idling stop when it does not satisfy the idling stop execution condition. As described above, the conventional vehicle control apparatus determines whether or not to execute the idling stop based on the idling stop execution condition.
ところで、上述の電流センサとしては、ホール素子を備えたホール式の電流センサや、シャント抵抗器を接続して電流値を検出するシャント式の電流センサが一般に用いられる。これらの電流センサでの検出値には、オフセット誤差が含まれることが知られている。具体的には、ホール式の電流センサでは、ホール素子が鉄心を有しているために、残留磁気およびヒステリシスの影響を受けて、検出値はオフセット誤差を含むものとなる。また、シャント式の電流センサでは、シャント抵抗器の両端電圧を増幅する増幅器や、増幅器の出力をディジタル値に変換するAD変換器においてオフセット誤差が発生する場合がある。 By the way, as the above-described current sensor, a hall-type current sensor having a hall element or a shunt-type current sensor that detects a current value by connecting a shunt resistor is generally used. It is known that the detection values of these current sensors include an offset error. Specifically, in the Hall current sensor, since the Hall element has an iron core, the detection value includes an offset error due to the influence of residual magnetism and hysteresis. Further, in the shunt-type current sensor, an offset error may occur in an amplifier that amplifies the voltage across the shunt resistor and an AD converter that converts the output of the amplifier into a digital value.
しかしながら、上述のような従来の車両の制御装置にあっては、アイドリングストップ実行条件を実際には満たしているにもかかわらず、電流センサの検出値に含まれるオフセット誤差により、電流センサの検出値がアイドリングストップ実行条件を満たさないと判定されてアイドリングストップが実行されないという問題があった。このため、従来の車両の制御装置では、アイドリングストップが適切に行われないという問題があった。 However, in the conventional vehicle control device as described above, the detected value of the current sensor is detected due to the offset error included in the detected value of the current sensor, even though the idling stop execution condition is actually satisfied. There is a problem that it is determined that the idling stop execution condition is not satisfied and the idling stop is not executed. For this reason, the conventional vehicle control device has a problem in that the idling stop is not appropriately performed.
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、アイドリングストップをより適切に行うことができる車両の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device that can perform idling stop more appropriately.
本発明に係る車両の制御装置は、上記目的達成のため、(1)バッテリの充電状態を含む所定条件を満足するとエンジンを一時的に停止する車両に搭載される車両の制御装置であって、前記バッテリの充放電電流を検出する電流センサと、前記車両の状態を検出する車両状態検出手段と、検出した前記車両の状態に基づいて前記バッテリが充電中であるか放電中であるかを判定する第1の充放電判定手段と、前記電流センサの検出値により前記バッテリが充電中であるか放電中であるかを判定する第2の充放電判定手段と、前記第1の充放電判定手段が前記充電中であると判定し、かつ前記第2の充放電判定手段が前記放電中であると判定することを条件に、前記放電中を示す前記電流センサの検出値を前記電流センサのオフセット誤差として補正するオフセット誤差補正手段と、前記オフセット誤差の補正後の前記電流センサの検出値によりアイドリングストップを実行するか否かを判定するアイドリングストップ実行判定手段と、を備え、前記第1の充放電判定手段は、前記車両が前記エンジンを一時的に停止した状態でないこと、かつ前記車両が前記バッテリの充電状態を所定量に制御する充電制御中でないこと、かつ前記車両が有するオルタネータのフィールドコイルに供給される電流のデューティ比が所定値以下であることを条件に前記バッテリが充電中であると判定するものである。 In order to achieve the above object, a vehicle control device according to the present invention is (1) a vehicle control device mounted on a vehicle that temporarily stops an engine when a predetermined condition including a state of charge of a battery is satisfied, A current sensor for detecting a charge / discharge current of the battery; vehicle state detection means for detecting the state of the vehicle; and determining whether the battery is being charged or discharged based on the detected state of the vehicle First charge / discharge determination means, second charge / discharge determination means for determining whether the battery is being charged or discharged based on a detection value of the current sensor, and the first charge / discharge determination means Is detected and the second charge / discharge determination means determines that the discharge is in progress, the detected value of the current sensor indicating the discharge is set as the offset of the current sensor. As an error And offset error correcting means for correcting, and an idling stop execution determining means for determining whether to execute idle stop by the detection value of said current sensor after the correction of the offset error, the first charge-discharge decision The means is that the vehicle is not in a state where the engine is temporarily stopped, and that the vehicle is not under charge control for controlling the charge state of the battery to a predetermined amount, and is supplied to a field coil of an alternator included in the vehicle It is determined that the battery is being charged on the condition that the duty ratio of the current to be applied is not more than a predetermined value.
この構成により、オフセット誤差補正手段が、放電中を示す電流センサの検出値を電流センサのオフセット誤差として補正し、アイドリングストップ実行判定手段が、オフセット誤差の補正後の電流センサの検出値によりアイドリングストップを実行するか否かを判定するので、電流センサの検出値に含まれるオフセット誤差により、電流センサの検出値がアイドリングストップ実行条件を満たさないと判定されることがなくなり、アイドリングストップをより適切に行うことができる。 With this configuration, the offset error correction means corrects the detected value of the current sensor indicating that the discharge is in progress as the offset error of the current sensor, and the idling stop execution determination means determines that the idling stop is determined based on the detected value of the current sensor after correcting the offset error. Therefore, it is no longer determined that the detected value of the current sensor does not satisfy the idling stop execution condition due to the offset error included in the detected value of the current sensor. It can be carried out.
また、この構成により、第1の充放電判定手段が、車両の状態からバッテリが充電中であると判定することができる。 Further, according to this configuration, the first charge / discharge determination unit can determine from the state of the vehicle that the battery is being charged.
上記(1)に記載の車両の制御装置において、(2)前記電流センサは、ホール素子を有する電流センサである構成を備える。 In the vehicle control device according to (1 ) above, ( 2 ) the current sensor includes a configuration of a current sensor having a Hall element.
この構成により、第2の充放電判定手段が、ホール素子を有する電流センサの検出値によりバッテリが充電中であるか放電中であるかを判定することができる。 With this configuration, the second charge / discharge determination unit can determine whether the battery is being charged or discharged based on the detection value of the current sensor having the Hall element.
本発明によれば、アイドリングストップをより適切に行うことができる車両の制御装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the control apparatus of the vehicle which can perform idling stop more appropriately can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、本発明に係る車両の制御装置を備えた車両の構成について説明する。 First, a configuration of a vehicle including a vehicle control device according to the present invention will be described.
図1に示すように、本実施の形態における車両10は、バッテリ11、電流センサ12、オルタネータ13、スタータモータ14、電気負荷15、エンジン16、エンジンECU(Electronic Control Unit:電子制御装置)20、オフセット補正装置30を備えている。なお、エンジンECU20およびオフセット補正装置30は、本発明に係る車両の制御装置を構成する。
As shown in FIG. 1, a
バッテリ11は、例えば鉛蓄電池で構成され、オルタネータ13、スタータモータ14、電気負荷15に接続されている。バッテリ11は、オルタネータ13によって発生された電力を蓄えるようになっている。
The battery 11 is composed of, for example, a lead storage battery, and is connected to an
電流センサ12は、例えばホール素子を備え、バッテリ11が充放電する電流値を検出して、検出した電流値を示す電流センサ信号をオフセット補正装置30に出力するようになっている。なお、図1に示すように、バッテリ11に電流が流れ込んでいる場合(充電中)は、電流センサ信号は正の値となり、バッテリ11から電流が流れ出している場合(放電中)は、電流センサ信号は負の値となるものとする。
The current sensor 12 includes, for example, a Hall element, detects a current value charged / discharged by the battery 11, and outputs a current sensor signal indicating the detected current value to the
電流センサ12が備えるホール素子は鉄心を有しているため残留磁気が発生し、図2に示すように、ヒステリシス特性により電流センサ12の検出値には検出誤差が生じる。例えば、電流センサ12の被検出電流が−100A(a点)から0A(b点)になったとき(−0A)と、電流センサ12に流れる電流が+100A(c点)から0A(d点)になったとき(+0A)とでは電流センサ12の電流検出値が異なる。検出誤差は、例えば、b点では−0.5A、d点では+0.5Aのオフセット誤差となる。 Since the Hall element included in the current sensor 12 has an iron core, residual magnetism is generated, and a detection error occurs in the detection value of the current sensor 12 due to hysteresis characteristics as shown in FIG. For example, when the detected current of the current sensor 12 changes from −100 A (point a) to 0 A (point b) (−0 A), the current flowing through the current sensor 12 changes from +100 A (point c) to 0 A (point d). The detected current value of the current sensor 12 is different from (+ 0A). The detection error is, for example, an offset error of −0.5 A at the point b and +0.5 A at the point d.
バッテリ11の満充電時や極低温時、または低温時で満充電に近い場合は、バッテリ11に流入する電流は例えば0.5A以下に低下するが、電流センサ12の検出値がマイナス側にオフセットしている場合、例えば−1Aである場合は、電流センサ12の検出値は−0.5Aとなり、充電中であるにもかかわらず放電中と誤認識される。特に電流センサ12がホール素子を備えている場合は、残留磁気の影響で電流センサ12の検出値がマイナス側にオフセットする場合がある。電流センサ12の検出値は、直前に流れた電流が、放電電流の場合はマイナス側にオフセットし、充電電流の場合はプラス側にオフセットする。一般に、車両では、エンジンを停止した状態で消費する電流(暗電流)があり、暗電流の消費後にイグニッションキーの始動があるので、電流センサ12の検出値がマイナス側にオフセットした場合の影響を受けやすい。そのため車両10は、後述するようにオフセット補正装置30を備えている。
When the battery 11 is fully charged, at a very low temperature, or near a full charge at a low temperature, the current flowing into the battery 11 decreases to, for example, 0.5 A or less, but the detection value of the current sensor 12 is offset to the minus side. For example, when the current value is -1A, the detected value of the current sensor 12 is -0.5A, and it is erroneously recognized as being discharged despite being charged. In particular, when the current sensor 12 includes a Hall element, the detection value of the current sensor 12 may be offset to the minus side due to the influence of residual magnetism. The detected value of the current sensor 12 is offset to the minus side when the current that flows immediately before is a discharge current, and is offset to the plus side when the current is a charging current. Generally, in a vehicle, there is a current (dark current) that is consumed when the engine is stopped, and the ignition key is started after the dark current is consumed. Therefore, there is an effect when the detection value of the current sensor 12 is offset to the negative side. Easy to receive. Therefore, the
図1に戻り、構成の説明を続ける。オルタネータ13は、図示しないエンジン16のクランクシャフトに連結されており、エンジン16から伝達される機械的運動エネルギを交流の電気エネルギに変換し、発電を行う発電装置である。
Returning to FIG. 1, the description of the configuration is continued. The
具体的にはオルタネータ13は、ステータモータとロータとの間の電磁誘導により交流電流を発生させる交流発電機や、ロータの電磁石(フィールドコイル)に供給する電流(励磁電流)を調節して交流発電機の発電電圧が一定の範囲に収まるよう制御するICレギュレータ、交流電流を直流電流に変換する変換器等を内蔵する。オルタネータ13のロータは、エンジン16のクランクシャフトにベルトやプーリを介して接続される。オルタネータ13のICレギュレータに対する制御信号は、後述するエンジンECU20のオルタネータ駆動部23が出力する。
Specifically, the
スタータモータ14は、エンジン16を始動させる電動始動手段であり、具体的には例えば直流モータである。スタータモータ14の出力軸は、エンジン16のクランクシャフトにベルトやプーリを介して接続される。スタータモータ14は、後述するエンジンECU20のエンジン制御部26の指示信号に従ってエンジン16の始動のためのクランキング動作を行うようになっている。
The
電気負荷15は、バッテリ11から供給される電力を消費するものであって、例えばエアコンディショナ、オーディオ装置等である。
The
エンジン16は、例えばガソリンやディーゼル等を燃料として駆動力を出力する内燃機関である。エンジン16が出力する駆動力は、オルタネータ13に伝達されて発電に用いられる他、変速機やギヤ機構を介して駆動輪に伝達される。
The engine 16 is an internal combustion engine that outputs driving force using, for example, gasoline or diesel as fuel. The driving force output by the engine 16 is transmitted to the
エンジンECU20は、バッテリ状態を検出するバッテリ状態検出部21と、充電制御を実行する充電制御部22と、オルタネータ13を駆動するオルタネータ駆動部23と、所定条件が成立するとエンジン16を一時的に停止するアイドリングストップを実行するアイドリングストップ制御部24と、車両10の状態を検出する車両状態検出部25と、エンジン16を制御するエンジン制御部26と、を備えている。なお、エンジンECU20はエンジン始動時にはバッテリ11から電力供給を受ける。
The
エンジンECU20は、図示しないCPU(Central Processing Unit:中央演算処理装置)と、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)と、各種センサが接続される入出力回路等を備えたマイクロコンピュータを含む。エンジンECU20は、ROMに予め格納された制御プログラムを実行させることにより、マイクロコンピュータを、バッテリ状態検出部21、充電制御部22、オルタネータ駆動部23、アイドリングストップ制御部24、車両状態検出部25、エンジン制御部26等の機能部として機能させるようになっている。
The
エンジンECU20に接続されるセンサとしては、バッテリ11の出力電圧を検出する電圧センサ41、バッテリ11の液温を検出する液温センサ42、車両10の移動速度を検出する車速センサ43、ブレーキペダルに対する踏力を測定するブレーキセンサ44がある。その他、図示を省略したが、クランク角センサ、スロットル開度センサ、アクセル開度センサ、吸入空気量センサ、吸気温度センサ、冷却水温度センサ等がエンジンECU20に接続されている。
Sensors connected to the
電圧センサ41は、検出したバッテリ11の電圧値を電圧情報としてエンジンECU20に出力するようになっている。液温センサ42は、検出したバッテリ11の液温を温度情報としてエンジンECU20に出力するようになっている。なお、バッテリ11の電流値は、オフセット補正装置30を介して電流センサ12から入力するようになっている。
The
車速センサ43は、例えば車両10の走行速度に応じたパルス信号を生成するパルス生成回路からパルス信号を入力し、車両10の移動速度を検出するようになっている。
For example, the
ブレーキセンサ44は、ブレーキペダルに対する運転者の操作踏力に応じたマスターシリンダ圧の変化あるいは操作ストロークを測定するようになっており、測定された踏力に応じたブレーキ踏力信号をエンジンECU20に出力するようになっている。
The
バッテリ状態検出部21は、電圧センサ41および液温センサ42からそれぞれバッテリ11の電圧情報および温度情報を入力するとともに、オフセット補正装置30を介してバッテリ11の電流値を入力するようになっている。また、バッテリ状態検出部21は、バッテリ11の電流情報および電圧情報に基づいてバッテリ11の充電量および内部抵抗を、公知の手法により検出するようになっている。ここで、バッテリ11の充電量は、バッテリ11の充電容量に対する充電残量の比率として定義され、以下「SOC(State Of Charge)」という。
The battery state detection unit 21 inputs voltage information and temperature information of the battery 11 from the
バッテリ11のSOCは、例えば、バッテリ11に流れ込む電流を積算し、またバッテリ11から流れ出す電流を積算することによって算出される。 The SOC of the battery 11 is calculated by, for example, integrating the current flowing into the battery 11 and integrating the current flowing out from the battery 11.
また、バッテリ11の内部抵抗は、例えば、クランキング前後におけるバッテリ電圧と、クランキング中の最大電流との比から算出される。 The internal resistance of the battery 11 is calculated from, for example, the ratio between the battery voltage before and after cranking and the maximum current during cranking.
バッテリ11のSOC、内部抵抗および温度の情報を含むバッテリ状態情報は、バッテリ状態検出部21によって所定の時間間隔ごとに検出されるようになっており、このバッテリ状態情報は、図示しないメモリに記憶されるようになっている。 Battery state information including information on the SOC, internal resistance, and temperature of the battery 11 is detected at predetermined time intervals by the battery state detection unit 21, and this battery state information is stored in a memory (not shown). It has come to be.
充電制御部22は、例えば、バッテリ11のSOCの目標値が一定値または一定の範囲になるようにバッテリ11の充放電を制御し、バッテリ11のSOCを最適化することにより、無駄な燃費消費を抑えることができるように機能する。具体的には、充電制御部22は、加速中にオルタネータ13により発電してしまうとオルタネータ13を駆動させる分、エンジン16に負担がかかり、無駄なガソリンを消費することになるので、燃費を消費するタイミングでの充電を行わず、減速時等の燃料を消費しないところでオルタネータ13により発電し、減速エネルギを無駄なく使って燃料消費を抑えるよう制御するようになっている。
For example, the charging
オルタネータ駆動部23は、オルタネータ13のフィールドコイルに流す駆動電流(フィールド電流)を制御して、発電電圧を制御するようになっている。ここで、オルタネータ13の発電電圧の制御においては、バッテリ電圧が所定の目標電圧となるように、オルタネータ13のフィールドコイルに対する通電がフィールドデューティ比にて制御される。フィールドデューティ比は0〜100%の間で変動し、大きな値となるほどオルタネータ13の発電量が多くなる。フィールドデューティ比は、オルタネータ13におけるバッテリ11への充電能力を規定するものである。フィールドデューティ比が、採り得る範囲の最大値(100%)である状態が継続している場合には、最大能力で発電を行っているもののバッテリ電圧が目標電圧を下回っている、すなわちバッテリ11が放電中であると考えられる。これに対し、フィールドデューティ比が最大値(100%)未満である場合には、最大能力で発電を行わなくてもバッテリ電圧が目標電圧に収束していることから、バッテリ11が充電中であると考えられる。
The alternator driving unit 23 controls the generated voltage by controlling the drive current (field current) that flows through the field coil of the
アイドリングストップ制御部24は、予め定められたアイドリングストップ実行条件が成立するとエンジン16を自動的に停止させるアイドリングストップ機能を実現するようになっている。また、アイドリングストップ制御部24は、車速センサ43から車両速度情報を、ブレーキセンサ44からブレーキ踏力情報を、バッテリ状態検出部21からバッテリ11のSOC情報を、それぞれ、入力するようになっている。このアイドリングストップ制御部24は、本発明に係るアイドリングストップ実行判定手段を構成する。
The idling
より具体的には、交差点での赤信号で車両10が一時的に停止した場合において、アイドリングストップ実行条件が満足されると、アイドリングストップ制御部24は、自動的にエンジン16を停止させる。このアイドリングストップ実行条件には、車両速度、ブレーキ踏力、バッテリ11のSOC等がある。特に、バッテリ11のSOCは、エンジン16の再始動時にスタータモータ14に電力を供給してエンジン16を再始動しなければならないこと、エンジン16の停止中に電気負荷15に電力を供給しなければならないことから、アイドリングストップ条件の重要な条件の1つである。
More specifically, when the
車両状態検出部25は、アイドリングストップ制御部24からの情報により、車両10がエンジン16を一時的に停止した状態か否かを検出するようになっている。また、車両状態検出部25は、充電制御部22からの情報により、車両10がバッテリ11の充電状態を所定量に制御する充電制御中であるか否かを検出するようになっている。さらに、車両状態検出部25は、オルタネータ駆動部23からの情報により、オルタネータ13のフィールドコイルに供給される電流のフィールドデューティ比が所定値以下であるか否かを検出するようになっている。そして、車両状態検出部25は、検出した結果情報を車両状態情報としてオフセット補正装置30に出力するようになっている。なお、車両状態検出部25は、本発明に係る車両状態検出手段を構成する。
The vehicle
エンジン制御部26は、エンジン16を制御するものであって、スタータモータ14や、図示を省略したが、燃料噴射弁、燃料噴射ポンプ、点火プラグ、気流制御弁等も制御するようになっている。
The engine control unit 26 controls the engine 16 and controls a
上述の構成により、本実施の形態におけるエンジン16は、エンジンECU20により運転状態に応じて各部の駆動が制御されるようになっている。すなわち、エンジンECU20は、入出力回路に接続された種々のセンサが検出するクランク角、スロットル開度、アクセル開度、吸入空気量、吸気温度、吸気圧、エンジン冷却水温、エンジン回転数等のエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量、噴射時期、点火時期等を決定し、インジェクタおよび点火プラグを駆動して燃料噴射および点火を行うようになっている。
With the above-described configuration, the engine 16 according to the present embodiment is controlled by the
オフセット補正装置30は、図示しないCPUと、ROMと、RAMと、電流センサ12およびエンジンECU20に接続される入出力回路等を備えたマイクロコンピュータを含む。オフセット補正装置30は、ROMに予め格納された制御プログラムを実行させることにより、マイクロコンピュータを、電流センサ信号入力部31、充放電判定部32および33、補正指示部34、オフセット誤差補正部35の機能部として機能させるようになっている。
The offset
電流センサ信号入力部31は、バッテリ11の充放電電流値を示す電流センサ信号を電流センサ12から入力するようになっている。
The current sensor
充放電判定部32は、電流センサ信号入力部31が入力した電流センサ信号に基づいて、バッテリ11が充電中か放電中かを判定し、判定した結果を示す判定結果信号を補正指示部34に出力するようになっている。具体的には、充放電判定部32は、電流センサ信号の平均値が正の値の場合はバッテリ11が充電中であると判定し、電流センサ信号の平均値が負の値の場合はバッテリ11が放電中であると判定するようになっている。なお、充放電判定部32は、本発明に係る第2の充放電判定手段を構成する。
The charge /
充放電判定部33は、エンジンECU20から受信する車両状態情報に基づいて、バッテリ11が充電中か放電中かを判定し、判定した結果を示す判定結果信号を補正指示部34に出力するようになっている。具体的には、充放電判定部33は、車両10がアイドリングストップ中ではなく、かつ車両10が充電制御中ではなく、かつオルタネータ13のフィールドデューティ比が所定値以下である場合はバッテリ11が充電中であると判定するようになっている。具体的には所定値は85%〜97%程度である。なお、充放電判定部33は、本発明に係る第1の充放電判定手段を構成する。
The charge / discharge determination unit 33 determines whether the battery 11 is being charged or discharged based on the vehicle state information received from the
充放電判定部33が判定に用いる判定条件は、放電中となり得る条件を除いたものである。すなわち、アイドリングストップ中は、電気負荷15に電力を供給するためバッテリ11が放電する。また、充電制御中もバッテリ11のSOCが大きい場合は、オルタネータ駆動部23がオルタネータ13の発電電圧を下げるのでバッテリ11から放電し得る。
The determination conditions used for determination by the charge / discharge determination unit 33 exclude the conditions that may be during discharge. That is, during idling stop, the battery 11 is discharged to supply power to the
アイドリングストップも充電制御も行っていない場合でも、そのときのエンジン16の回転数におけるオルタネータ13の発電能力よりも電気負荷15での消費電力が大きいときは不足分の電力がバッテリ11から消費されるので、バッテリ11から放電することとなる。そこで、オルタネータ13の発電能力はフィールドデューティ比で示されるため、オルタネータ13の発電能力に十分余裕があるとみなせるフィールドデューティ比=85%〜97%(さらに好ましくは90%〜95%)程度以下の場合は充電中であるとしている。
Even when idling stop and charge control are not performed, if the power consumption at the
補正指示部34は、充放電判定部32および33から受信する各判定結果信号に基づいて、オフセット誤差補正部35にオフセット補正を指示するようになっている。具体的には、補正指示部34は、充放電判定部32がバッテリ11の放電中と判定し、かつ充放電判定部33がバッテリ11の充電中と判定した場合は、オフセット誤差補正部35にオフセット補正を指示するオフセット指示信号を出力するようになっている。
The
オフセット誤差補正部35は、補正指示部34からオフセット補正指示信号を受信した場合、電流センサ信号入力部31が入力した電流センサ信号のオフセットを補正するようになっている。このオフセット誤差補正部35は、本発明に係るオフセット誤差補正手段を構成する。以下、図3を参照しながら、電流センサ信号のオフセットの補正について説明する。
When receiving the offset correction instruction signal from the
図3(a)において、バッテリ11の平均電流は電流変動を考慮して0.2A±1Aとし、電流センサ12のオフセット誤差を−0.5Aとしている。この場合、電流センサ12の検出値は、平均値で−0.3A±1Aとなる。この状態では、バッテリ電流の平均値は−0.3Aとなるので、バッテリ電流値を30分間積算すると容量変化は−540Asecとなって、例えば、JIS規格D5301(始動用鉛蓄電池)に規定する55D23形(12V48Ah)電池では0.3%の放電と認識されてしまう。 In FIG. 3A, the average current of the battery 11 is set to 0.2A ± 1A in consideration of current fluctuation, and the offset error of the current sensor 12 is set to −0.5A. In this case, the detected value of the current sensor 12 is −0.3A ± 1A on average. In this state, since the average value of the battery current is −0.3 A, when the battery current value is accumulated for 30 minutes, the change in capacity becomes −540 Asec. For example, 55D23 defined in JIS standard D5301 (lead storage battery for starting) The battery (12V48Ah) is recognized as 0.3% discharge.
そこで、オフセット誤差補正部35は、バッテリ電流のマイナス側のオフセットを補正した値(補正後バッテリ電流)を、電流センサ12の検出値(電流センサ検出値)から電流センサ12の検出値の平均値(電流センサ平均値)を減算して求める。図3(a)に示した例では、オフセット誤差補正部35は、[数1]により補正後バッテリ電流を求める。なお、電流センサ平均値は、例えば5秒間の平均値である。
Therefore, the offset
[数1]
補正後バッテリ電流 = 電流センサ検出値 − 電流センサ平均値(−0.3A)
= 電流センサ検出値 + 0.3A
[Equation 1]
Battery current after correction = Current sensor detection value-Current sensor average value (-0.3A)
= Current sensor detection value + 0.3A
その結果、図3(b)に示すように、バッテリ平均電流は0Aとなってバッテリ電流値を30分間積算しても容量変化は0Asecである。すなわち、オフセット誤差補正部35によってバッテリ電流のマイナス側のオフセットが補正され、補正されたバッテリ電流を示す信号がオフセット補正装置30からエンジンECU20に出力されることとなる。したがって、本実施の形態における車両10では、電流センサ12の検出値に含まれるオフセット誤差により、電流センサ12の検出値がアイドリングストップ実行条件を満たさないと誤判定されることを回避できる。
As a result, as shown in FIG. 3B, the battery average current becomes 0 A, and even if the battery current value is integrated for 30 minutes, the capacity change is 0 Asec. That is, the offset
次に、実車での実験結果について図4を参照しながら説明する。 Next, an experimental result in an actual vehicle will be described with reference to FIG.
図4(a)は、従来の車両において、アイドリング状態でのバッテリ電流、バッテリ平均電流、電流積算値の時間的変化を示した図である。図4(a)に示すように、従来の車両では、電流センサの検出値に含まれるオフセット誤差によりバッテリ平均電流がマイナス値になる期間を含んでいる。そのため、従来の車両では、時間の経過とともに電流積算値が徐々に低下し、アイドリングストップ実行条件を満たさないと判定されて、アイドリングストップ禁止となる。その結果、従来の車両では、エンジンがアイドリング状態となった際に速やかにアイドリングストップが実行されないので、運転者に違和感を与えたり、車両の異常と誤認識させたりすることになる。 FIG. 4A is a diagram showing temporal changes in battery current, battery average current, and current integrated value in an idling state in a conventional vehicle. As shown in FIG. 4A, the conventional vehicle includes a period in which the battery average current is a negative value due to an offset error included in the detection value of the current sensor. For this reason, in the conventional vehicle, the current integrated value gradually decreases with time, and it is determined that the idling stop execution condition is not satisfied, and idling stop is prohibited. As a result, in the conventional vehicle, the idling stop is not executed immediately when the engine is in the idling state, so that the driver feels uncomfortable or erroneously recognizes that the vehicle is abnormal.
これに対し、本実施の形態における車両10では、電流センサ12の検出値に含まれるオフセット誤差が上述のように補正されるため、図4(b)に示すように、バッテリ平均電流はマイナスにはならないので電流積算値は低下しない。したがって、本実施の形態における車両10では、アイドリングストップ禁止にはならないので、従来のものとは異なり、運転者に違和感を与えたり、車両の異常と誤認識させたりすることを回避することができる。
On the other hand, in the
次に、本実施の形態におけるオフセット補正装置30の動作について図1および図5を参照して説明する。
Next, the operation of the offset
電流センサ信号入力部31は、バッテリ11の充放電電流値を示す電流センサ信号を電流センサ12から入力する(ステップS11)。
The current sensor
充放電判定部33は、エンジンECU20から受信する車両状態情報に基づいて、バッテリ11が充電中か放電中かをステップS12〜S14の処理により判定する。
Based on the vehicle state information received from the
ステップS12において、充放電判定部33は、車両10がアイドリングストップ中であるか否かを判定する。ステップS12において、充放電判定部33が、アイドリングストップ中であると判定した場合は後述するステップS17に進み、アイドリングストップ中ではないと判定した場合はステップS13に進む。
In step S12, the charge / discharge determination unit 33 determines whether or not the
ステップS13において、充放電判定部33は、車両10が充電制御中であるか否かを判定する。ステップS12において、充放電判定部33が、充電制御中であると判定した場合は後述するステップS17に進み、充電制御中ではないと判定した場合はステップS14に進む。
In step S13, the charge / discharge determination unit 33 determines whether or not the
ステップS14において、充放電判定部33は、オルタネータ13のフィールドデューティ比(f_duty)が所定値以下であるか否かを判定する。ステップS14において、充放電判定部33が、フィールドデューティ比が所定値以下でないと判定した場合は後述するステップS17に進み、フィールドデューティ比が所定値以下であると判定した場合はステップS15に進む。ここで、ステップS15に進む場合は、充放電判定部33により、バッテリ11が充電中と判定されたことを意味する。この場合、充放電判定部33は、バッテリ11が充電中であることを示す判定結果信号を補正指示部34に出力する。
In step S14, the charge / discharge determination unit 33 determines whether the field duty ratio (f_duty) of the
充放電判定部32は、電流センサ信号入力部31が入力した電流センサ信号に基づいて、バッテリ11が充電中か放電中かを判定する(ステップS15)。具体的には、充放電判定部32は、電流センサ信号の平均値が正の値の場合はバッテリ11が充電中であると判定し、電流センサ信号の平均値が負の値の場合はバッテリ11が放電中であると判定する。
The charge /
ステップS15において、充放電判定部32が、バッテリ11が放電中ではないと判定した場合は後述するステップS17に進む。
In step S15, when the charge /
一方、ステップS15において、充放電判定部32は、バッテリ11が放電中であると判定した場合は、その旨を示す判定結果信号を補正指示部34に出力し、オフセット誤差補正部35が、電流センサ12の検出値に含まれるオフセット誤差を補正する(ステップS16)。具体的には、オフセット誤差補正部35は、[数1]に基づいて、電流センサ検出値から電流センサ平均値を減算することにより補正後バッテリ電流を算出する。
On the other hand, if it is determined in step S15 that the battery 11 is being discharged, the charge /
オフセット誤差補正部35は、オフセット誤差を補正した場合はオフセット誤差の補正後の電流センサ信号をエンジンECU20に出力し、オフセット誤差を補正しなかった場合はステップS11において入力した電流センサ信号をエンジンECU20に出力する(ステップS17)。
The offset
その結果、本実施の形態における車両10では、電流センサ12の検出値がアイドリングストップ実行条件を満たさないと判定されることがなくなり、アイドリングストップをより適切に行うことができる。
As a result, in the
なお、上述の実施形態において、バッテリ11の充放電電流を検出する手段としてホール素子を備えた電流センサ12を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上述のようなオフセット誤差が発生し得る電流センサ、例えば、シャント式の電流センサであってもよい。シャント式の電流センサの場合、シャント抵抗器の両端電圧を増幅する増幅器や、増幅器の出力をディジタル値に変換するAD変換器においてオフセット誤差が発生する場合があるので、このオフセット誤差を上述の実施形態と同様に補正することにより同様な効果が得られる。 In the above-described embodiment, the current sensor 12 including the Hall element has been described as an example of the means for detecting the charge / discharge current of the battery 11, but the present invention is not limited to this, and the above-described embodiment A current sensor that may generate such an offset error, for example, a shunt-type current sensor may be used. In the case of a shunt-type current sensor, an offset error may occur in an amplifier that amplifies the voltage across the shunt resistor or an AD converter that converts the output of the amplifier into a digital value. Similar effects can be obtained by correcting in the same manner as in the embodiment.
以上のように、本実施の形態における車両の制御装置は、オフセット誤差補正部35が、放電中を示す電流センサ12の検出値を電流センサ12のオフセット誤差として補正するので、電流センサ12の検出値に含まれるオフセット誤差により、電流センサ12の検出値がアイドリングストップ実行条件を満たさないと判定されることがなくなり、アイドリングストップをより適切に行うことができる。
As described above, in the vehicle control apparatus according to the present embodiment, the offset
また、本実施の形態におけるオフセット誤差補正部35が、電流センサ12のオフセット誤差を補正することにより、充電制御部22がより適切に充電制御を実行することができる。
Moreover, the offset
また、本実施の形態におけるオフセット誤差補正部35が、電流センサ12のオフセット誤差を補正することにより、例えば、暗電流消費時にバッテリ容量が所定の閾値以下になったと判定したときにオーディオ装置やナビゲーション装置等の電源を切断するシステムにおいて、バッテリ容量の誤判定により、使用者が予めメモリに設定した内容が失われてしまうということを回避することができる。
In addition, the offset
以上説明したように、本発明に係る車両の制御装置は、アイドリングストップをより適切に行うことができるという効果を有し、アイドリングストップ実行条件を満足するとエンジンを一時的に停止するアイドリングストップ機能を搭載した車両の制御装置として有用である。 As described above, the vehicle control apparatus according to the present invention has an effect that the idling stop can be performed more appropriately, and has an idling stop function that temporarily stops the engine when the idling stop execution condition is satisfied. This is useful as a control device for an onboard vehicle.
10 車両
11 バッテリ
12 電流センサ
13 オルタネータ
14 スタータモータ
15 電気負荷
16 エンジン
20 エンジンECU(車両の制御装置)
21 バッテリ状態検出部
22 充電制御部
23 オルタネータ駆動部
24 アイドリングストップ制御部(アイドリングストップ実行判定手段)
25 車両状態検出部(車両状態検出手段)
26 エンジン制御部
30 オフセット補正装置(車両の制御装置)
31 電流センサ信号入力部
32 充放電判定部(第2の充放電判定手段)
33 充放電判定部(第1の充放電判定手段)
34 補正指示部
35 オフセット誤差補正部(オフセット誤差補正手段)
41 電圧センサ
42 液温センサ
43 車速センサ
44 ブレーキセンサ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Battery
25 Vehicle state detection unit (vehicle state detection means)
26
31 current sensor
33 charge / discharge determination unit (first charge / discharge determination means)
34
41
Claims (2)
前記バッテリの充放電電流を検出する電流センサと、
前記車両の状態を検出する車両状態検出手段と、
検出した前記車両の状態に基づいて前記バッテリが充電中であるか放電中であるかを判定する第1の充放電判定手段と、
前記電流センサの検出値により前記バッテリが充電中であるか放電中であるかを判定する第2の充放電判定手段と、
前記第1の充放電判定手段が前記充電中であると判定し、かつ前記第2の充放電判定手段が前記放電中であると判定することを条件に、前記放電中を示す前記電流センサの検出値を前記電流センサのオフセット誤差として補正するオフセット誤差補正手段と、
前記オフセット誤差の補正後の前記電流センサの検出値によりアイドリングストップを実行するか否かを判定するアイドリングストップ実行判定手段と、
を備え、
前記第1の充放電判定手段は、前記車両が前記エンジンを一時的に停止した状態でないこと、かつ前記車両が前記バッテリの充電状態を所定量に制御する充電制御中でないこと、かつ前記車両が有するオルタネータのフィールドコイルに供給される電流のデューティ比が所定値以下であることを条件に前記バッテリが充電中であると判定するものであることを特徴とする車両の制御装置。 A vehicle control device mounted on a vehicle that temporarily stops an engine when a predetermined condition including a state of charge of a battery is satisfied,
A current sensor for detecting a charge / discharge current of the battery;
Vehicle state detection means for detecting the state of the vehicle;
First charge / discharge determination means for determining whether the battery is being charged or discharged based on the detected state of the vehicle;
Second charge / discharge determination means for determining whether the battery is being charged or discharged based on a detection value of the current sensor;
On the condition that the first charging / discharging determining means determines that the charging is being performed and the second charging / discharging determining means determines that the discharging is being performed, the current sensor indicating the discharging is being performed. Offset error correction means for correcting a detected value as an offset error of the current sensor;
Idling stop execution determination means for determining whether to perform idling stop based on the detected value of the current sensor after correction of the offset error;
Equipped with a,
The first charge / discharge determination means is that the vehicle is not in a state of temporarily stopping the engine, and that the vehicle is not under charge control for controlling the charge state of the battery to a predetermined amount, and the vehicle is A control apparatus for a vehicle, characterized in that the battery is determined to be charged on the condition that a duty ratio of a current supplied to a field coil of an alternator having a predetermined value or less .
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