KR20170007131A - 전지의 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

전지의 제어 시스템으로서, 상기 제어 시스템은 전류 센서(4)와 전자 제어 장치(100)를 포함한다. 전자 제어 장치(100)는, 상기 전류 센서(4)의 오프셋 오차인 제 1 과 제 2 오차를, 각각 상기 전자 제어 장치(100)의 정지 직전의 상기 전류 센서(4)의 출력과 상기 전자 제어 장치(100)의 기동시의 상기 전류 센서(4)의 출력에 의거하여 결정하도록 구성된다. 상기 전자 제어 장치(100)의 기동시의 상기 전류 센서(4)의 온도가 임계 온도 이상인 경우에는 상기 제 1 오차를 이용하여 상기 전류 센서(4)의 출력을 보정하고, 상기 전자 제어 장치(100)의 기동시의 상기 전류 센서(4)의 온도가 상기 임계 온도 미만인 경우에는 상기 제 2 오차를 이용하여 상기 전류 센서(4)의 출력을 보정하도록 구성된다.

Description

전지의 제어 시스템{CONTROL SYSTEM FOR BATTERY}
본 개시는, 전지의 제어 시스템에 관한 것으로서, 특히, 전지의 충방전 전류를 검출하는 전류 센서의 출력을 보정하는 기술에 관한 것이다.
일본 공개특허 특개2005-37286에는, 전기 부하와, 전기 부하에 공급하기 위한 전력을 축적하는 전지와, 전지의 충방전 전류를 검출하는 전류 센서를 구비한 차량에 있어서, 차량 시스템의 정지 직전의 전류 센서의 출력에 의거하여 전류 센서의 오프셋 오차의 학습값을 산출하고, 오프셋 오차의 학습값을 이용하여 전류 센서의 출력을 보정하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 외기온이 매우 낮은 극저온 환경하에서 차량 시스템이 기동된 경우에, 일본 공개특허 특개2005-37286와 같이 오프셋 오차의 학습값을 이용하여 전류 센서의 출력을 보정하면, 보정 정밀도가 저하되는 것이 우려된다.
즉, 전류 센서의 오프셋 오차는, 일반적으로, 전류 센서의 온도에 따라 변화된다. 전류 센서의 온도는, 차량 시스템의 기동 시에는 주로 외기온에 의존하고, 기동 후에 서서히 정상 온도에 수속(포화)되어 간다. 따라서, 극저온 환경하에서의 장기 방치 후에 차량 시스템이 기동된 경우, 기동 당초의 전류 센서의 온도는 정상 온도보다 꽤 낮고, 그 만큼, 기동 당초의 오프셋 오차도 오프셋 오차의 학습값(전류 센서의 정지 직전의 오프셋 오차)로부터 꽤 괴리되어 있는 것이 상정된다. 따라서, 극저온 환경하에서의 장기 방치 후에 차량 시스템이 기동된 경우에, 오프셋 오차의 학습값(차량 시스템 정지 직전의 전류 센서의 오프셋 오차)을 이용하여 전류 센서의 출력을 보정해도, 전류 센서의 출력을 양호한 정밀도로 보정할 수 없는 것이 상정된다.
본 개시는, 상기 서술의 과제를 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은, 외기온이 낮은 환경하에서 차량 시스템이 기동된 경우에 전류 센서의 출력을 양호한 정밀도로 보정하는 것이다.
이 개시와 관련되는 제어 시스템은, 차량 구동력을 발생시키기 위한 전력을 축적하는 전지의 제어 시스템으로서, 전지의 충방전 전류를 검출하는 전류 센서와, 사용자에 의한 조작에 따라 기동 및 정지하도록 구성된 전자 제어 장치를 구비한다. 전자 제어 장치는, 전자 제어 장치의 기동시의 전류 센서의 온도가 임계 온도이상인 경우에는 제 1 보정 제어를 실행하고, 전자 제어 장치의 기동시의 전류 센서의 온도가 임계 온도 미만인 경우에는 제 2 보정 제어를 실행하도록 구성된다. 제 1 보정 제어는, 전자 제어 장치의 정지 직전의 전류 센서의 출력에 의거하여 산출된 전류 센서의 오프셋 오차인 제 1 오차를 이용하여 전류 센서의 출력을 보정하는 제어이다. 제 2 보정 제어는, 전자 제어 장치의 기동시의 전류 센서의 출력에 의거하여 결정된 전류 센서의 오프셋 오차인 제 2 오차를 이용하여 전류 센서의 출력을 보정하는 제어이다.
상기 구성에 의하면, 전자 제어 장치의 기동시의 전류 센서의 온도가 임계 온도 미만인 경우에는, 제 2 보정 제어가 실행된다. 제 2 보정 제어에 있어서는, 제 2 오차(전자 제어 장치의 기동시의 전류 센서의 출력에 의거하여 결정된 전류 센서의 오프셋 오차)를 이용하여 전류 센서의 출력이 보정된다. 이 때문에, 제 1 오차(전자 제어 장치의 정지 직전의 전류 센서의 출력에 의거하여 산출된 전류 센서의 오프셋 오차)를 이용하여 전류 센서의 출력을 보정하는 제 1 보정 제어를 실행하는 경우에 비해, 전류 센서의 출력을 양호한 정밀도로 보정할 수 있다.
전류 센서의 출력은, 전지의 방전중에 정의 값이 되고, 전지의 충전중에 부의 값이 되어도 된다. 제 1 보정 제어는, 전류 센서의 출력으로부터 제 1 오차를 뺀 값을 전지의 보정 후의 충방전 전류로 하는 제어이다. 제 2 보정 제어는, 전류 센서의 출력으로부터 제 2 오차를 뺀 값을 전지의 보정 후의 충방전 전류로 하는 제어여도 된다. 전자 제어 장치는, 전자 제어 장치의 기동시의 전류 센서의 온도가 임계 온도 미만인 경우이고 또한 제 2 오차가 제 1 오차보다 작을 경우에 제 2 보정 제어를 실행하도록 구성되어도 된다.
제 2 오차가 제 1 오차보다 작은 경우, 가령 제 1 보정 제어를 실행하면, 제 1 보정 제어에 의한 보정 후의 전류가 부의 값이 되어 전지가 충전중인 것을 나타내고 있음에도 불구하고, 실제의 전류는 정의 값이 되어 전지로부터 계속해서 방전되어 전지의 축전량이 하한값 미만으로 저하되어 버리는 것이 우려된다. 그러나, 상기 구성에 의하면, 제 2 오차가 제 1 오차보다 작은 경우, 제 1 보정 제어가 아닌 제 2 보정 제어가 실행된다. 이에 따라, 제 1 보정 제어가 실행되는 경우에 비해 전류 센서의 출력을 양호한 정밀도로 보정할 수 있어, 전지의 축전량이 하한값 미만으로 저하되는 것을 방지할 수 있다.
전자 제어 장치는, 제 2 보정 제어의 실행중에 전류 센서의 온도가 임계 온도를 초과한 경우, 제 2 보정 제어를 정지하여 제 1 보정 제어를 실행하도록 구성되어도 된다.
상기 구성에 의하면, 제 2 보정 제어의 실행중에 전류 센서의 온도가 임계 온도를 초과한 경우에는, 제 2 오차보다 제 1 오차가 실제의 오프셋 오차에 가까운 것으로서, 제 2 보정 제어로부터 제 1 보정 제어로의 전환이 행해진다. 이 때문에, 제 2 보정 제어의 실행을 계속하는 경우에 비해, 전류 센서의 출력을 양호한 정밀도로 보정할 수 있다.
제어 시스템은, 전지의 온도를 검출하는 온도 센서를 더 구비해도 된다. 전자 제어 장치는, 온도 센서의 출력에 의거하여 전류 센서의 온도를 추정하도록 구성 되어도 된다.
상기 구성에 의하면, 전류 센서의 온도를 검출하는 전용의 센서를 설치하지 않고, 전류 센서의 출력을 양호한 정밀도로 보정할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 형태의 특징, 이점, 및 기술적 그리고 산업적 중요성이 첨부 도면을 참조하여 하기에 기술될 것이며, 첨부 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시한다.
도 1은, 차량의 전체 구성도이다.
도 2는, 통상 보정 제어 및 기동시 보정 제어에 의한 전지 전류(Ib)의 변화의 일례를 나타내는 도이다.
도 3은, 전자 제어 장치의 처리 순서를 나타내는 플로우 차트(그 1)이다.
도 4는, 전자 제어 장치의 처리 순서를 나타내는 플로우 차트(그 2)이다.
도 5는, 전자 제어 장치의 처리 순서를 나타내는 플로우 차트(그 3)이다.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한 도면 중 동일 또는 상당 부분에는 동일한 부호를 부여하여 그 설명은 반복하지 않는다.
도 1은, 본 개시의 실시 형태에 의한 전지의 제어 시스템이 탑재되는 차량(1)의 전체 구성도이다. 차량(1)은, 엔진(10)과, 제 1 모터 제너레이터(이하 「제 1 MG」라고도 함)(20)와, 제 2 모터 제너레이터(이하 「제 2 MG」라고도 함)(30)와, 동력 분할 장치(40)와, PCU(Power Control Unit)(60)와, 구동용 전지(50)와, 시스템 메인 릴레이(이하 「SMR」이라고도 함)(51)와, 전자 제어 장치(이하 ECU라고도 함)(100)를 구비한다.
차량(1)은, 엔진(10) 및 제 2 MG(30) 중 적어도 일방으로부터 출력되는 동력에 의해 주행하는 하이브리드 차량이다. 그러나, 본 개시를 적용 가능한 차량은 도 1에 나타내는 하이브리드 차량에 한정되지 않고, 다른 구성을 가지는 하이브리드 차량이나 엔진을 구비하지 않고 모터 제너레이터를 구비하는 전기 자동차여도 된다.
엔진(10)의 동력은, 동력 분할 장치(40)에 의해 구동륜(2)으로 전달되는 경로와 제 1 MG(20)로 전달되는 경로로 분할된다.
제 1 MG(20)는, 동력 분할 장치(40)에 의해 분할된 엔진(10)의 동력을 이용하여 발전된다. 제 2 MG(30)는, 구동용 전지(50)에 축적된 전력 및 제 1 MG(20)에 의해 발전된 전력 중 적어도 일방을 이용하여 동력을 발생시킨다. 제 2 MG(30)의 동력은, 구동륜(2)에 전달된다. 또한, 차량(1)의 제동 시 등에는, 구동륜(2)에 의해 제 2 MG(30)가 구동되고, 제 2 MG(30)가 발전기로서 동작한다. 이에 따라, 제 2 MG(30)는, 차량의 운동 에너지를 전력으로 변환하는 회생 브레이크로서도 기능한다. 제 2 MG(30)에 의해 발전된 회생 전력은, 구동용 전지(50)에 축적된다.
PCU(60)는, 구동용 전지(50)와 제 1 MG(20) 및 제 2 MG(30)의 사이에서 전력 변환을 행한다. PCU(60)를 작동시킴으로써, 구동용 전지(50)에 축적된 전력으로 제 1 MG(20) 및/또는 제 2 MG(30)가 구동되거나, 제 1 MG(20) 및/또는 제 2 MG(30)가 발전시킨 전력으로 구동용 전지(50)가 충전되거나 한다.
구동용 전지(50)는, 제 1 MG(20) 및 제 2 MG(30)를 구동하기 위한 전력을 축적하는 이차 전지이다. 구동용 전지(50)는, 대표적으로는 리튬 이온 전지 셀 혹은 니켈 수소 전지 셀을 포함하여 구성된다. 구동용 전지(50)는, SMR(51)을 개재하여 PCU(60)에 접속된다.
SMR(51)은, ECU(100)로부터의 제어 신호에 따라 개폐된다. SMR(51)이 폐쇄되면 구동용 전지(50)가 PCU(60)에 접속되고, SMR(51)이 개방되면 구동용 전지(50)가 PCU(60)로부터 분리된다.
또한, 차량(1)은, 온도 센서(3)와, 전류 센서(4)와, 스타트 스위치(5)와, 보조 기기 전지(6)와, IGCT 릴레이(7)를 구비한다. 온도 센서(3)는, 구동용 전지(50)의 온도(이하 「전지 온도(Tb)」라고도 함)를 검출하고, 검출 결과를 ECU(100)에 출력한다.
전류 센서(4)는, 구동용 전지(50)의 충방전 전류(이하 「전지 전류(Ib)」라고도 함)를 검출하여, 검출 결과를 ECU(100)에 출력한다. 이하에서는, 전류 센서(4)의 출력인 「전지 전류(Ib)」가, 구동용 전지(50)의 방전중에 정의 값이 되고, 구동용 전지(50)의 충전중에 부의 값이 되는 것으로 하여 설명한다. 또한, 구동용 전지(50)의 전압은 도시하지 않은 전압 센서에 의해 검출된다.
스타트 스위치(5)는, 사용자가 IG(이그니션) 온 조작 및 IG 오프 조작을 입력하기 위한 조작 스위치이다. IG 온 조작은, ECU(100)를 포함하는 차량 시스템(차량(1)을 주행시키기 위한 기기)을 기동하여 차량(1)을 주행 가능 상태(Ready-ON 상태)로 하기 위한 조작이다. IG 오프 조작은, 차량 시스템을 정지시켜 차량(1)을 주행 불능 상태(Ready-OFF 상태)로 하기 위한 조작이다.
보조 기기 전지(6)는, 차량(1)의 보조 기기를 작동시키기 위한 비교적 낮은 전압의 전력을 축적하는 이차 전지이다. 보조 기기 전지(6)는, 대표적으로는 연축 전지를 포함하여 구성된다. 보조 기기 전지(6)는, IGCT 릴레이(7)를 개재하여 보조 기기에 접속된다.
IGCT 릴레이(7)는, IG 온 조작에 따라 폐쇠되고, ECU(100)로부터의 제어 신호에 따라 개방된다. IGCT 릴레이(7)가 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 전환되면, 보조 기기 전지(6)가 각 보조 기기에 접속되고, 보조 기기 전지(6)로부터 각 보조 기기에 전력이 공급되어 ECU(100)를 포함하는 차량 시스템이 기동된다. IGCT 릴레이(7)가 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 전환되면, 보조 기기 전지(6)가 각 보조 기기로부터 분리되어, 차량 시스템이 정지된다.
ECU(100)는, 도시하지 않은 CPU(Central Processing Unit) 및 메모리를 내장하고, 당해 메모리에 기억된 정보나 각 센서로부터의 정보에 의거하여 차량(1)의 각 기기를 제어한다.
IG 온 조작에 따라 ECU(100)를 포함하는 차량 시스템이 기동되면, ECU(100)는, SMR(51)을 폐쇄하여 Ready-ON 상태로 한다.
ECU(100)는, Ready-ON 상태에 있어서, 전지 온도(Tb) 등에 의거하여 구동용 전지(50)의 입력 가능 전력(WIN)(단위는 와트)을 설정한다. 예를 들면, ECU(100)는, 전지 온도(Tb)가 낮을수록 입력 가능 전력(WIN)을 작은 값으로 설정한다. ECU(100)는, 구동용 전지(50)에 입력되는 전력이 입력 가능 전력(WIN)을 초과하지 않도록 PCU(60)를 제어한다.
마찬가지로, ECU(100)는, 전지 온도(Tb) 등에 의거하여 구동용 전지(50)의 출력 가능 전력(WOUT)(단위는 와트)을 설정한다. 예를 들면, ECU(100)는, 전지 온도(Tb)가 낮을수록 출력 가능 전력(WOUT)을 작은 값으로 설정한다. ECU(100)는, 구동용 전지(50)로부터 출력되는 전력이 출력 가능 전력(WOUT)를 초과하지 않도록 PCU(60)를 제어한다.
ECU(100)는, Ready-ON 상태에서 사용자에 의해 IG 오프 조작이 행해지면, SMR(51)을 개방하여 Ready-OFF 상태로 한다. SMR(51)이 개방되어 Ready-OFF 상태가 된 후, ECU(100)는, IGCT 릴레이(7)를 개방하여 ECU(100)를 포함하는 차량 시스템을 정지한다.
전류 센서(4)의 출력에는, 소위 오프셋 오차가 포함되어 있다. 즉, 전류 센서(4)에 의해 검출된 전지 전류(Ib)는, 구동용 전지(50)의 실제의 충방전 전류(이하 「실제 전류」라고도 함)에 대하여 정 방향 혹은 부 방향으로 오프셋 오차의 크기 분만큼 어긋난 값이 된다. 여기서 말하는 「정 방향」이란, 전지 전류(Ib)의 값이 증가하는 방향, 즉 방전중(전지 전류(Ib)가 정의 값인 경우)에 있어서는 전지 전류(Ib)의 절대값이 증가하는 방향이며, 충전중(전지 전류(Ib)이 부의 값인 경우)에 있어서는 전지 전류(Ib)의 절대값이 감소하는 방향이다. 반대로, 「부 방향」이란, 전지 전류(Ib)의 값이 감소하는 방향, 즉 방전중에 있어서는 전지 전류(Ib)의 절대값이 감소하는 방향이며, 충전중에 있어서는 전지 전류(Ib)의 절대값이 증가하는 방향이다.
전류 센서(4)의 오프셋 오차는, 전류 센서(4)의 온도에 따라 변화하는 특성을 가진다. 장시간의 주행 후(사용 후)에 있어서는, 전류 센서(4)의 온도는 대략 정상 온도에 수속되어 있다고 생각되기 때문에, 오프셋 오차도 대략 정상값에 수속되어 있다고 생각된다. 또한, 상기 서술한 바와 같이 차량 시스템은 SMR(51)이 개방된 후에 정지되기 때문에, 차량 시스템 정지 직전에 있어서는 SMR(51)이 개방되어 있어 실제 전류는 0이다. 이 때문에, 장시간의 주행 후(사용 후)에 있어서 차량 시스템이 정지되는 직전의 전류 센서(4)의 출력(전지 전류(Ib))은, 전류 센서(4)의 온도가 정상 온도에 수속되어 있을 때의 오프셋 오차를 나타내는 값이 된다.
따라서, ECU(100)는, 차량 시스템 정지 직전의 전지 전류(Ib)를 차량 시스템이 정지될 때마다 취득하고, 취득된 전지 전류(Ib)에 의거하여 전류 센서(4)의 오프셋 오차의 학습값(이하 「학습 오프셋 오차(α)」 혹은 간단히 「학습 오차(α)」라고 함)을 산출한다. 예를 들면, ECU(100)는, 차량 시스템이 정지될 때마다 취득된 복수의 전지 전류(Ib)에 필터 처리를 실시한 값을 학습 오차(α)로서 산출한다. 또한, 「필터 처리」로서는, 예를 들면, 1차 지연 처리, 2차 지연 처리, 이동 평균 처리 등을 이용할 수 있다. ECU(100)는, 산출된 학습 오차(α)를 메모리에 기억해 둔다.
ECU(100)는, 차량 시스템 작동중에 있어서, 메모리에 기억된 학습 오차(α)를 독출하고, 학습 오차(α)를 이용하여 전지 전류(Ib)를 보정한다. 구체적으로는, ECU(100)는, 전류 센서(4)의 출력으로부터 학습 오차(α)를 뺀 값을 보정 후의 전지 전류(Ib)로 한다. 이에 따라, 전지 전류(Ib)로부터 오프셋 오차의 영향이 배제되어, 전류 센서(4)의 검출 정밀도가 확보된다. 이하, 이들의 일련의 제어를 「통상 보정 제어」라고 한다.
상기 서술한 바와 같이, 전류 센서(4)의 오프셋 오차는, 전류 센서(4)의 온도에 따라 변화된다. 전류 센서(4)의 온도는, 차량 시스템의 기동시(ECU(100)의 기동시)에는 주로 외기온에 의존하고, 차량 시스템의 작동중에는 전지 온도(Tb) 등에 의존하여 정상 온도로 서서히 수속(포화)되어 간다. 따라서, 외기온이 매우 낮은 극저온하에서의 장기 방치 후에 차량 시스템이 기동된 경우, 차량 시스템 기동 당초의 전류 센서(4)의 온도는 정상 온도보다 꽤 낮고, 그 만큼, 차량 시스템 기동 당초의 전류 센서(4)의 오프셋 오차도 학습 오차(α)로부터 꽤 괴리되어 있는 것이 상정된다. 따라서, 극저온하에서의 장기 방치 후에 차량 시스템이 기동된 경우에, 학습 오차(α)를 이용하여 전지 전류(Ib)를 보정해도, 양호한 정밀도로 보정할 수 없는 것이 상정된다.
이러한 문제를 감안하여, 본 실시 형태에 의한 ECU(100)는, 차량 시스템 기동시(ECU(100)가 정지 상태로부터 작동 상태로 전환된 때)의 전류 센서(4)의 온도가 임계 온도(T0) 미만인 경우에는, 상기 서술의 통상 보정 제어가 아닌, 하기의 「기동시 보정 제어」를 실행한다.
본 실시 형태에 있어서는, 전류 센서(4)의 온도(이하 「전류 센서 온도(Ti)」라고도 함)는 전지 온도(Tb)에 의거하여 추정된다. 예를 들면, 전지 온도(Tb)가 임계 온도(T0) 미만인 극저온 환경하에 있어서는, 전류 센서 온도(Ti)는 전지 온도(Tb)와 동일한 값이라고 추정된다.
또한, 전류 센서 온도(Ti)를 검출하는 전용의 센서를 설치하고, 그 센서에 의해 검출된 전류 센서 온도(Ti)가 임계 온도(T0) 미만인지 여부를 판정하도록 해도 된다.
「기동시 보정 제어」는, 차량 시스템 기동시의 전지 전류(Ib)에 의거하여 결정된 오프셋 오차(이하 「기동시 오프셋 오차(β)」 혹은 간단히 「기동시 오차(β)」라고도 함)를 이용하여, 전지 전류(Ib)를 보정하는 제어이다. 보다 구체적으로는, 「기동시 보정 제어」는, 차량 시스템 기동시의 전지 전류(Ib)를 기동시 오차(β)로서 취득하고, 기동시 오차(β)를 이용하여 전지 전류(Ib)를 보정하는 제어이다. 즉, 차량 시스템 기동시는 SMR(51)이 개방되어 있어 실제 전류는 0이기 때문에, 차량 시스템 기동시의 전지 전류(Ib)는 정확히 차량 시스템 기동시의 오프셋 오차를 나타내는 값이 된다. 이 점을 감안하여, ECU(100)는, 차량 시스템 기동시에 취득된 전지 전류(Ib)를 기동시 오차(β)로 하고, 차량 시스템 작동중에 있어서 전류 센서(4)의 출력으로부터 기동시 오차(β)를 뺀 값을 보정 후의 전지 전류(Ib)로 한다. 이 때문에, 학습 오차(α)를 이용하여 전지 전류(Ib)를 보정하는 통상 보정 제어를 실행하는 경우에 비해, 전지 전류(Ib)를 양호한 정밀도로 보정할 수 있다.
도 2는, 통상 보정 제어 및 기동시 보정 제어에 의한 전지 전류(Ib)의 변화의 일례를 나타내는 도이다. 도 2에 있어서, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 전지 전류(Ib)를 나타낸다. 또한, 도 2에 있어서, 「센서값」은 전류 센서(4)가 검출한 전지 전류(Ib)를 나타내고, 「통상 보정값」은, 통상 보정 제어에 의한 보정 후의 전지 전류(Ib)(=센서값-학습 오차(α))를 나타내며, 「기동시 보정값」은 기동시 보정 제어에 의한 보정 후의 전지 전류(Ib)(=센서값-기동시 오차(β))를 나타낸다.
차량 시스템 작동중인 시각 t1에서 IG 오프 조작이 행해지면, SMR(51)이 개방되어 Ready-OFF 상태가 되고, 그 후의 시각 t2에서 IGCT 릴레이(7)가 개방되어 차량 시스템이 정지된다. 차량 시스템 정지 직전(시각 t2)의 전지 전류(Ib)에 의거하여 학습 오차(α)가 산출되어 메모리에 기억된다. 또한, 도 2에 있어서는, 이해하기 쉽게 하기 위하여, 차량 시스템 정지 직전(시각 t2)의 전지 전류(Ib)를 학습 오차(α)로 하는 경우가 나타나 있다.
그 후, 차량(1)이 극저온 환경하에서 장기간 방치되어, 전류 센서(4)의 온도도 극저온이 된 경우를 상정한다. 그 후의 시각 t3에서 IG 온 조작이 행해지면 IGCT 릴레이(7)가 폐쇄되어 차량 시스템이 기동되고, 그 후의 시각 t4에서 SMR(51)이 폐쇄되어 Ready-ON 상태가 된다.
차량 시스템 기동시(시각 t3)에 있어서는, 전류 센서(4)의 온도가 극저온이며, 기동시 오차(β)가 메모리에 기억되어 있는 학습 오차(α)보다도 매우 작다. 따라서, 차량 시스템 기동 당초에 있어서는, 통상 보정값이 실제 전류로부터 꽤 괴리되어 버린다.
특히, 도 2에 나타내는 바와 같이, 극저온 환경하에서 입력 가능 전력(WIN)이 매우 작은값으로 설정되고, 또한 기동시 오차(β)가 학습 오차(α)보다 작은 경우(부 방향측에 있는 경우)에는, 통상 보정값은 부의 값이 되어 구동용 전지(50)가 충전중인 것을 나타내고 있음에도 불구하고, 실제 전류는 정의 값이 되는 현상이 발생한다. 이러한 현상(통상 보정값이 부의 값임에도 불구하고 실제 전류가 정의 값이 되는 현상)이 발생하면, ECU(100)는 구동용 전지(50)의 충전중이라고 인식하고 있음에도 불구하고, 실제로는 구동용 전지(50)로부터 미소하게 계속 방전되어 구동용 전지(50)의 축전량(이하 「전지 SOC」라고도 함)이 고갈되는(하한값 미만이 되는) 것이 우려된다.
따라서, 차량 시스템 기동시의 전류 센서 온도(Ti)가 임계 온도(T0) 미만인 경우에는, 상기 서술의 통상 보정 제어가 아닌, 기동시 보정 제어를 실행한다. 이에 따라, 「통상 보정값」보다 실제 전류에 보다 가까운 「기동시 보정값」이 보정 후의 전지 전류(Ib)로서 취급된다. 그 결과, 전지 전류(Ib)를 양호한 정밀도로 보정할 수 있으므로, 상기 현상이 발생하지 않아 전지 SOC의 고갈을 방지할 수 있다.
도 3은, 본 실시 형태에 의한 ECU(100)가 행하는 처리 순서를 나타내는 플로우 차트이다. 이 플로우 차트의 처리는, 차량 시스템 기동시에 개시된다.
단계(이하, 단계를 「S」로 생략함) 10에서, ECU(100)는, 전류 센서 온도(Ti)가 임계 온도(T0) 미만인지의 여부를 판정한다. 임계 온도(T0)는, 통상 보정 제어 및 기동시 보정 제어의 어느 것을 실행한 쪽이 전지 전류(Ib)를 양호한 정밀도로 보정할 수 있을지라는 관점에서 미리 설정된다. 또한, 상기 서술한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는 전류 센서 온도(Ti)는 전지 온도(Tb)에 의거하여 추정된다.
전류 센서 온도(Ti)가 임계 온도(T0) 미만인 경우(S10에서 YES), ECU(100)는, S11에서 차량 시스템 기동시의 전지 전류(Ib)를 기동시 오차(β)로서 취득하여 기억하고, S12에서 기동시 보정 제어를 실행한다. 즉, ECU(100)는, 차량 시스템 기동 후에 있어서, 전류 센서(4)의 출력으로부터 기동시 오차(β)를 뺀 값을 보정 후의 전지 전류(Ib)로 한다.
한편, 전류 센서 온도(Ti)가 임계 온도(T0) 이상인 경우(S10에서 NO), ECU(100)는, S13에서 통상 보정 제어를 행한다. 즉, ECU(100)는, 차량 시스템 기동 후에 있어서, 전류 센서(4)의 출력으로부터 학습 오차(α)를 뺀 값을 보정 후의 전지 전류(Ib)로 한다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 차량 시스템 기동시의 전류 센서 온도(Ti)에 따라 선택된 보정 제어(기동시 보정 제어 및 통상 보정 제어의 어느 것)가, 다음에 차량 시스템이 정지될 때까지 유지된다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 의하면, 차량 시스템 기동시의 전류 센서 온도(Ti)가 임계 온도(T0) 미만인 경우에는, 학습 오차(α)를 이용하는 통상 보정 제어가 아닌, 기동시 오차(β)를 이용하는 기동시 보정 제어가 실행된다. 이 때문에, 통상 보정 제어를 실행하는 경우에 비해, 전지 전류(Ib)를 양호한 정밀도로 보정할 수 있다.
또한, 전지 온도(Tb)에 의거하여 전류 센서 온도(Ti)가 추정된다. 이 때문에, 전류 센서 온도(Ti)를 검출하는 전용의 온도 센서를 설치하지 않고 전류 센서(4)의 출력을 양호한 정밀도로 보정할 수 있다.
또한, 상기 서술의 실시 형태는, 예를 들면 이하와 같이 변형할 수 있다. 상기 서술의 실시 형태에 있어서는, 차량 시스템 기동시의 전류 센서 온도(Ti)가 임계 온도(T0) 미만인 경우(극저온 환경하에 있는 경우)에 기동시 보정 제어를 실행했다.
그러나, 도 2에서 설명한 바와 같이, 통상 보정값이 부의 값임에도 불구하고 실제 전류가 정의 값이 되는 현상(전지 SOC가 고갈되는 요인이 되는 현상)은, 「기동시 오차(β)가 학습 오차(α)보다 작은 경우」에 발생할 가능성이 있다. 따라서, 전지 SOC의 고갈 방지라고 하는 관점으로부터는, 차량 시스템 기동시의 전류 센서 온도(Ti)가 임계 온도(T0) 미만인 경우이고 또한 「기동시 오차(β)가 학습 오차(α)보다 작은 경우」에, 기동시 보정 제어를 실행하도록 해도 된다.
기동시 오차(β) 및 학습 오차(α)는 어느 것도 정부의 부호를 포함하는 값이기 때문에, 「기동시 오차(β)가 학습 오차(α)보다 작은 경우」에는, (a) 기동시 오차(β) 및 학습 오차(α)의 쌍방이 정의 값이며 기동시 오차(β)의 절대값이 학습 오차(α)의 절대값보다 작은 경우, (b) 기동시 오차(β)가 부의 값이고 학습 오차(α)가 정의 값인 경우, (c) 기동시 오차(β) 및 학습 오차(α)의 쌍방이 부의 값이며 기동시 오차(β)의 절대값이 학습 오차(α)의 절대값보다 큰 경우가 포함된다. 상기 서술의 도 2에는, 상기 (a)의 경우가 예시되어 있다.
도 4는, 본 변형예에 의한 ECU(100)가 행하는 처리 순서를 나타내는 플로우 차트이다. 또한, 도 4의 플로우 차트는, 상기 서술의 도 3의 플로우 차트에 대하여, S20의 처리를 추가한 것이다. 그 외의 단계에 대해서는, 상기 서술의 도 3의 플로우 차트와 동일하기 때문에 상세한 설명은 여기서는 반복하지 않는다.
차량 시스템 기동시의 전류 센서 온도(Ti)가 임계 온도(T0) 미만인 경우(S10에서 YES), ECU(100)는, S11에서 차량 시스템 기동시의 전지 전류(Ib)를 기동시 오차(β)로서 취득하여 기억한다.
그 후, ECU(100)는, S20에서, 기동시 오차(β)가 학습 오차(α)보다 작은지 여부를 판정한다.
기동시 오차(β)가 학습 오차(α)보다 작은 경우(S20에서 YES), 통상 보정값이 부의 값임에도 불구하고 실제 전류가 정의 값이 되는 현상(전지 SOC가 고갈되는 요인이 되는 현상)이 발생할 가능성이 높기 때문에, ECU(100)는, S12에서 기동시 보정 제어를 실행한다.
한편, 기동시 오차(β)가 학습 오차(α) 이상인 경우(S20에서 NO), 통상 보정값이 부의 값임에도 불구하고 실제 전류가 정의 값이 되는 현상(전지 SOC가 고갈되는 요인이 되는 현상)이 발생할 가능성은 낮기 때문에, ECU(100)는, S13에서 통상 보정 제어를 실행한다.
이러한 변형에 의해, 통상 보정값이 부의 값임에도 불구하고 실제 전류가 정의 값이 되는 현상이 발생할 가능성이 높은지 여부에 따라 기동시 보정 제어 및 통상 보정 제어를 적절하게 선택할 수 있다.
상기 서술의 실시 형태에 있어서는, 차량 시스템 기동시의 전류 센서 온도(Ti)가 임계 온도(T0) 미만이면, 기동시 보정 제어가 선택되고, 다음에 차량 시스템이 정지될 때까지 기동시 보정 제어가 유지된다.
그러나, 다음에 차량 시스템이 정지될 때까지 전류 센서 온도(Ti)가 임계 온도(T0)를 초과한 경우에는, 기동시 오차(β)보다 학습 오차(α)가 실제의 오프셋 오차에 가까운 것으로서, 기동시 보정 제어로부터 통상 보정 제어로의 전환을 행하도록 해도 된다.
도 5는, 본 변형예에 의한 ECU(100)가 행하는 처리 순서를 나타내는 플로우 차트이다. 또한, 도 5에 나타낸 단계 중, 전술의 도 3, 4에 나타낸 단계와 동일한 번호를 부여하고 있는 단계에 대해서는, 이미 설명했기 때문에 그들에 관한 상세한 설명은 여기서는 반복하지 않는다.
S30에 있어서, ECU(100)는, 기동시 보정 제어의 실행중에 전류 센서 온도(Ti)가 임계 온도(T0)를 초과하였는지 여부를 판정한다. 전류 센서 온도(Ti)가 임계 온도(T0)를 초과하지 않은 경우(S30에서 NO), ECU(100)는, 처리를 S12로 되돌아가, 기동시 보정 제어의 실행을 계속한다.
전류 센서 온도(Ti)가 임계 온도(T0)를 초과한 경우(S30에서 YES), ECU(100)는, S13에서, 기동시 보정 제어의 실행을 정지하고 통상 보정 제어를 실행한다. 이 때문에, 전류 센서 온도(Ti)가 임계 온도(T0)를 초과한 경우까지 기동시 보정 제어의 실행을 계속하는 경우에 비해, 전류 센서(4)의 출력을 양호한 정밀도로 보정할 수 있다.
상기 서술한 실시 형태 및 그 변형예에 대해서는, 기술적으로 모순이 발생하지 않는 범위에서 적절히 조합시키는 것도 가능하다.
이번에 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 개시의 범위는 상기한 설명이 아니라 특허청구의 범위에 의해 나타나고, 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
여기서, 실시 형태를 요약한다. 차량은, 구동용 전지와, 구동용 전지의 충방전 전류를 검출하는 전류 센서와, 차량 시스템 정지 직전의 전류 센서의 출력에 의거하여 산출된 통상 오프셋 오차(α)를 이용하여 전류 센서의 출력을 보정하는 통상 보정 제어를 실행하는 전자 제어 장치를 구비한다. 전자 제어 장치는, 차량 시스템 기동시의 전류 센서의 온도가 임계 온도 미만인 경우, 통상 보정 제어가 아닌, 기동시 보정 제어를 실행한다. 기동시 보정 제어는, 차량 시스템 기동시의 전류 센서의 출력을 기동시 오프셋 오차(β)로서 취득하고, 기동시 오프셋 오차(β)를 이용하여 전류 센서의 출력을 보정하는 제어이다.

Claims (4)

  1. 전지의 제어 시스템으로서, 상기 전지(50)는 차량(1)의 구동력을 발생시키기 위한 전력을 축적하도록 구성되고, 상기 차량(1)은 사용자에 의해 조작 가능하게 구성 되며,
    상기 제어 시스템은,
    상기 전지(50)의 충전 전류 및 방전 전류를 검출하도록 구성되는 전류 센서(4),
    전자 제어 장치(100)를 포함하고,
    상기 전자 제어 장치(100)는,
    a) 상기 사용자에 의한 조작에 따라 기동 및 정지하고,
    b) 상기 전자 제어 장치(100)의 기동시의 상기 전류 센서(4)의 온도가 임계 온도 이상인 경우에는 제 1 보정 제어를 실행하고, 상기 제 1 보정 제어는, 상기 전류 센서(4)의 오프셋 오차인 제 1 오차를 이용하여 상기 전류 센서(4)의 출력을 보정하는 제어이며, 상기 제 1 오차는, 상기 전자 제어 장치(100)의 정지 직전의 상기 전류 센서(4)의 출력에 의거하여 산출되고, 및
    c) 상기 전자 제어 장치(100)의 기동시의 상기 전류 센서(4)의 온도가 상기 임계 온도 미만인 경우에는 제 2 보정 제어를 실행하고, 상기 제 2 보정 제어는, 상기 전류 센서(4)의 오프셋 오차인 제 2 오차를 이용하여 상기 전류 센서(4)의 출력을 보정하는 제어이며, 상기 제 2 오차는, 상기 전자 제어 장치(100)의 기동시의 상기 전류 센서(4)의 출력에 의거하여 결정되도록 구성되는 전지의 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 센서(4)의 출력은, 상기 전지(50)의 방전중에 정의 값이 되고, 상기 전지(50)의 충전중에 부의 값이 되며,
    상기 제 1 보정 제어는, 상기 전류 센서(4)의 출력으로부터 상기 제 1 오차를 뺀 값을 상기 전지(50)의 보정 후의 충방전 전류로 하는 제어이고,
    상기 제 2 보정 제어는, 상기 전류 센서(4)의 출력으로부터 상기 제 2 오차를 뺀 값을 상기 전지(50)의 보정 후의 충방전 전류로 하는 제어이며,
    상기 전자 제어 장치(100)는, 상기 전자 제어 장치(100)의 기동시의 상기 전류 센서(4)의 온도가 상기 임계 온도 미만인 경우이고 또한 상기 제 2 오차가 상기 제 1 오차보다 작은 경우에 상기 제 2 보정 제어를 실행하도록 구성되는 전지의 제어 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전자 제어 장치(100)는, 상기 제 2 보정 제어의 실행중에 상기 전류 센서(4)의 온도가 상기 임계 온도를 초과한 경우, 상기 제 2 보정 제어를 정지하여 상기 제 1 보정 제어를 실행하도록 구성되는 전지의 제어 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전지의 온도를 검출하도록 구성된 온도 센서(3)를 더 구비하고,
    상기 전자 제어 장치(100)는, 상기 온도 센서(3)의 출력에 의거하여 상기 전류 센서(4)의 온도를 추정하도록 구성되는 전지의 제어 시스템.

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