WO2019102735A1 - 再始動判定装置、内部ショート判定装置、再始動判定方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents

再始動判定装置、内部ショート判定装置、再始動判定方法、及びコンピュータプログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2019102735A1
WO2019102735A1 PCT/JP2018/037933 JP2018037933W WO2019102735A1 WO 2019102735 A1 WO2019102735 A1 WO 2019102735A1 JP 2018037933 W JP2018037933 W JP 2018037933W WO 2019102735 A1 WO2019102735 A1 WO 2019102735A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage value
value
storage element
restart
idling stop
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/037933
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
岬 原田
裕樹 中西
翔也 森嶋
杉江　一宏
Original Assignee
株式会社Ｇｓユアサ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Ｇｓユアサ filed Critical 株式会社Ｇｓユアサ
Priority to JP2019556130A priority Critical patent/JP7408395B2/ja
Priority to CN201880075042.8A priority patent/CN111373625A/zh
Priority to EP18881887.6A priority patent/EP3683913B1/en
Publication of WO2019102735A1 publication Critical patent/WO2019102735A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/005—Detection of state of health [SOH]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/02—Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0814—Circuits or control means specially adapted for starting of engines comprising means for controlling automatic idle-start-stop
    • F02N11/0818—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode
    • F02N11/0825—Conditions for starting or stopping the engine or for deactivating the idle-start-stop mode related to prevention of engine restart failure, e.g. disabling automatic stop at low battery state
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3647—Constructional arrangements for determining the ability of a battery to perform a critical function, e.g. cranking
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/033—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for characterised by the use of electrical cells or batteries
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/06—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the power supply or driving circuits for the starter
    • F02N2200/062—Battery current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/06—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the power supply or driving circuits for the starter
    • F02N2200/063—Battery voltage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
    • F02N2200/06—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the power supply or driving circuits for the starter
    • F02N2200/064—Battery temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention is a restart determination device that determines whether or not engine restart is possible during idling stop, and an internal short determination device that determines whether or not an internal short has occurred in a storage element during idling stop. And a computer program that causes a computer to execute restart determination processing.
  • a secondary battery such as a lead storage battery is mounted on a moving body such as a vehicle, for example, and used as a power supply source to a starter motor at the time of engine start and a power supply source to various electrical components such as lights. It is done.
  • the engine When stopping the vehicle, such as waiting for a signal, the engine is temporarily stopped for the purpose of energy consumption and noise suppression, and the engine restarts when the vehicle stop condition is released, such as when the signal changes. Control called idling stop which restarts traveling is performed.
  • the internal resistance increases despite the small amount of discharge, so the battery discharge voltage value after stopping the idling stop may be low and the engine may not be able to restart . Therefore, it is necessary to detect the internal state (deteriorated state) of the battery.
  • the deterioration state determination device of Patent Document 1 is based on the detection value of the voltage between terminals of the auxiliary battery and the detection value of the current flowing to the auxiliary battery in a period during which power is supplied from the auxiliary battery. Estimate equivalent series resistance. The equivalent series resistance is corrected based on the SOC of the auxiliary battery and the temperature detection value of the auxiliary battery. Based on the corrected equivalent series resistance, the deterioration state of the auxiliary battery is determined.
  • the deterioration state determination device of Patent Document 1 detects the internal state of the battery while traveling.
  • the battery used is a battery for a hybrid vehicle, is used at around 50% SOC, and can detect the internal state at either time of charge or discharge. In the case of a lead storage battery, it is used on the high SOC side, and there is no linear relationship between the internal resistance value at charging and the internal resistance value at discharging, and short circuit detection is performed by applying the internal state determination method of Patent Document 1. It is not possible to accurately determine whether to restart the engine.
  • the present invention can determine whether or not restart is possible during idling stop, and a restart determination device that can prevent restart failure due to discharge failure, and internal short determination that can determine the presence or absence of internal shorting during idling stop.
  • An apparatus, a restart determination method, and a computer program are provided.
  • a restart determination device includes a voltage value acquisition unit for acquiring a first voltage value between terminals of a storage element during idling stop which stops idling of the engine, and a current flowing to the storage element during the idling stop.
  • a current value acquiring unit that acquires a value, a calculating unit that calculates an internal resistance value of the storage element during the idling stop based on the first voltage value, the current value, and a no-load voltage value;
  • a determination unit that determines whether restart of the engine is possible based on the resistance value and the operating voltage value of the motor for starting the engine.
  • the inside of the storage element can be accurately performed during idling stop. It can detect shorts. Based on the degree of internal short-circuiting corresponding to the internal resistance value and the operating voltage value of the starting motor, it is possible to accurately determine whether restart of the engine is possible when idling stop is stopped.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3; It is a graph which shows the relationship between SOC and internal resistance value about the battery which carried out internal short circuit and a normal battery. It is a graph which shows the relationship between SOC and internal resistance value about the battery which carried out internal short circuit and a normal battery. It is an explanatory view showing a mechanism of detection operation.
  • the restart determination device includes a voltage value acquisition unit that acquires a first voltage value between terminals of an energy storage device during idling stop that stops idling of the engine, and flows to the energy storage device during the idling stop.
  • a current value acquisition unit for acquiring a current value; a calculation unit for calculating an internal resistance value of the storage element during the idling stop based on the first voltage value, the current value, and a no-load voltage value;
  • And a determination unit that determines whether the engine can be restarted based on an internal resistance value and an operating voltage value of a motor for starting the engine.
  • the internal resistance value of the storage element during idling stop is calculated based on the first voltage value, the current value, and the no-load voltage value, the inside of the storage element can be accurately performed during idling stop. It can detect shorts. Based on the degree of internal short-circuiting corresponding to the internal resistance value and the operating voltage value of the starting motor, it is possible to accurately determine whether restart of the engine is possible when idling stop is stopped. Even when the storage element is discharged on the high SOC side, the internal resistance value can be accurately calculated, and an internal short circuit of a lead storage battery or the like can be detected accurately.
  • the storage element at the time of stopping the idling stop and restarting the engine based on the no-load voltage value, the internal resistance value, the current value, and a cranking current value.
  • the determination unit may determine the second voltage value based on the second voltage value and the operating voltage value.
  • the second voltage of the storage element when restarting the engine based on the no-load voltage value, the current value when restarting the engine (the total value of the current value and the cranking current value), and the internal resistance value Since the values are estimated, the estimation accuracy is high. Then, by comparing the operating voltage value with the second voltage value, it is possible to accurately determine whether restart of the engine is possible.
  • the calculation unit may calculate the internal resistance value by dividing the difference between the no-load voltage value and the first voltage value by the current value.
  • the difference between the no-load voltage value and the first voltage value corresponds to the decrease amount of the voltage value based on the internal short circuit, and the internal resistance value based on the internal short circuit can be favorably calculated by dividing this by the current value.
  • the determination unit may include a request unit that cancels the idling stop and requests restart when the determination is made that the restart is not possible.
  • the storage unit stores a map representing the no-load voltage value for each temperature and each SOC of the storage element during the idling stop, and the calculation unit refers to the map.
  • the no-load voltage value may be acquired.
  • the no-load voltage value is more accurate, and the determination accuracy is further improved.
  • the internal short determination device includes a voltage value acquisition unit that acquires a voltage value between terminals of a storage element during idling stop that stops idling of the engine, and a current value flowing to the storage element during the idling stop A calculation unit for calculating the internal resistance value of the storage element during the idling stop based on the current value acquisition unit for acquiring the current value, the current value, and the no-load voltage value, and the internal resistance value. And a determination unit that determines the presence or absence of an internal short circuit of the storage element.
  • the internal resistance value increases, so it is possible to determine the presence or absence of the internal short circuit of the storage element based on the internal resistance value. Since the internal state (deterioration) of the storage element can be detected, it can be determined whether restart is possible, and measures such as charging or replacement of the storage element can be taken.
  • the voltage value between the terminals of the storage element and the current value flowing to the storage element are acquired during the idling stop to stop the idling of the engine, the voltage value, the current value And the no-load voltage value, the internal resistance value of the storage element during the idling stop is calculated, and based on the internal resistance value and the operating voltage value of the motor for starting the engine, re-execution of the engine It is determined whether start is possible.
  • the inside of the storage element can be accurately performed during idling stop. It can detect shorts. Therefore, based on the degree of internal short-circuiting corresponding to the internal resistance value and the operating voltage value of the starting motor, it is possible to accurately determine whether restart of the engine is possible when idling stop is stopped.
  • the computer program causes the computer to acquire the voltage value between the terminals of the storage element and the current value flowing to the storage element during idling stop for stopping the idling of the engine, and the voltage value and the current
  • the internal resistance value of the storage element during the idling stop is calculated based on the value and the no-load voltage value, and based on the internal resistance value and the operating voltage value of the motor for starting the engine, Execute processing to determine whether restart is possible.
  • the inside of the storage element can be accurately performed during idling stop. It can detect shorts. Therefore, based on the degree of internal short-circuiting corresponding to the internal resistance value and the operating voltage value of the starting motor, it is possible to accurately determine whether restart of the engine is possible when idling stop is stopped.
  • FIG. 1 is an explanatory view schematically showing an electrical configuration of a vehicle according to the first embodiment.
  • the vehicle includes a vehicle control device 1, a motor (starter motor) 3, and an engine 5.
  • the vehicle control device 1 includes a lead storage battery (hereinafter referred to as a battery) 2, a BMU (Battery Management Unit) 4, an operation unit 6, a voltage sensor 7, a current sensor 8, a first temperature sensor 9, 2 temperature sensor 10 is provided.
  • a plurality of cells C are connected in series.
  • the voltage sensor 7 is connected in parallel to the battery 2 and outputs a detection result according to the voltage value of the entire battery 2.
  • the current sensor 8 is connected to the battery 2 in series, and outputs a detection result according to the current (charge / discharge current) value flowing to the battery 2.
  • the first temperature sensor 9 is disposed in the vicinity of the motor 3 and outputs a detection result according to the temperature of the motor 3.
  • the second temperature sensor 10 is disposed in the vicinity of the battery 2 and outputs a detection result according to the temperature of the battery 2.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of BMU 4.
  • the BMU 4 includes a control unit 41, a storage unit 53, an input unit 56, and an interface unit 57. These units are communicably connected to each other via a bus.
  • the input unit 56 receives an input of detection results from the voltage sensor 7, the current sensor 8, the first temperature sensor 9, and the second temperature sensor 10.
  • the interface unit 57 includes, for example, a LAN interface and a USB interface, and communicates with another device such as the operation unit 6 by wire or wirelessly.
  • the storage unit 53 is configured by, for example, a hard disk drive (HDD) or the like, and stores various programs and data.
  • the storage unit 53 stores, for example, a restart determination program 54 for executing a restart determination process described later.
  • the restart determination program 54 is provided in a state stored in a computer readable recording medium (not shown) such as, for example, a CD-ROM, a DVD-ROM, a USB memory, etc. Stored.
  • the storage unit 53 stores map data 55.
  • the map data 55 is data representing the no-load voltage value V 0 for each temperature and each SOC of the battery 2 during idling stop, is obtained in advance by experiment, is input to the BMU 4 through the interface unit 57, and is stored It is stored in 53.
  • the control unit 41 includes, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and controls the operation of the BMU 4 by executing a computer program such as the restart determination program 54 read from the storage unit 53.
  • the control unit 41 functions as a processing unit that executes a restart determination process described later by reading and executing the restart determination program 54.
  • the control unit 41 includes a first temperature acquisition unit 42, a second temperature acquisition unit 43, a voltage value acquisition unit 44, a current value acquisition unit 45, a V RESTmin calculation unit 46, and an I ST (T ST ) calculation unit. 47, V 0 (T Batt , SOC) calculation unit 48, Rss calculation unit 49, VCR calculation unit 50, determination unit 51, and request unit 52. The functions of these units will be described in the description of the restart determination process described later.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of the battery 2
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG.
  • the battery 2 includes a case 20, a positive electrode terminal 28, a negative electrode terminal 29, and a plurality of electrode plate groups 23.
  • the case 20 has a case main body 201 and a cover plate 202.
  • the case main body 201 is a rectangular parallelepiped container whose upper portion is opened, and is formed of, for example, a synthetic resin or the like.
  • a cover plate 202 made of synthetic resin closes the opening of the case body 201.
  • the peripheral portion of the lower surface of the cover plate 202 and the peripheral portion of the opening of the case body 201 are joined by, for example, heat welding.
  • a space in the case 20 is divided by a partition wall 27 into a plurality of cell chambers 21 aligned in the longitudinal direction of the case 20.
  • One electrode plate group 23 is accommodated in each cell chamber 21 in the case 20.
  • an electrolytic solution 22 containing dilute sulfuric acid is accommodated, and the whole of the electrode plate group 23 is immersed in the electrolytic solution 22.
  • the electrolytic solution 22 is injected into the cell chamber 21 from a liquid injection port (not shown) provided in the lid plate 202.
  • the electrode plate group 23 includes a plurality of positive electrode plates 231, a plurality of negative electrode plates 235, and a separator 239.
  • the plurality of positive plates 231 and the plurality of negative plates 235 are arranged alternately.
  • the positive electrode plate 231 has a current collector 232 and an active material layer 234 supported by the current collector 232.
  • the current collector 232 is a conductive member having bone portions arranged substantially in a lattice or mesh shape, and is made of, for example, lead or a lead alloy.
  • the current collector 232 has an upwardly projecting tab 233 near the upper end.
  • the active material layer 234 contains lead dioxide.
  • the active material layer 234 may further contain known additives.
  • the negative electrode plate 235 has a current collector 236 and an active material layer 238 supported by the current collector 236.
  • the current collector 236 is a conductive member having bone portions arranged substantially in a lattice or network, and is made of, for example, lead or a lead alloy.
  • the current collector 236 has an upwardly projecting tab 237 near the upper end.
  • Active material layer 238 contains lead.
  • the active material layer 238 may further contain known additives.
  • the separator 239 is made of, for example, an insulating material such as glass and a synthetic resin.
  • the separator 239 is interposed between the positive electrode plate 231 and the negative electrode plate 235 adjacent to each other.
  • the separator 239 may be configured as an integral member, or may be separately provided between the positive electrode plate 231 and the negative electrode plate 235.
  • the tabs 233 of the plurality of positive electrode plates 231 are connected to straps 24 formed of, for example, lead or lead alloy. The plurality of positive electrode plates 231 are electrically connected in parallel via the straps 24.
  • the tabs 237 of the plurality of negative electrode plates 235 are connected to straps 25 formed of, for example, lead or lead alloy. The plurality of negative electrode plates 235 are electrically connected in parallel via the straps 25.
  • the strap 25 in one cell chamber 21 is in the one cell chamber 21 adjacent to the one cell chamber 21 via a connecting member (bus bar) 26 formed of, for example, lead or lead alloy. It is connected to the strap 24. Further, the strap 24 in the one cell chamber 21 is connected to the strap 25 in the other cell chamber 21 adjacent to the one cell chamber 21 via the connection member 26. That is, the plurality of electrode plate groups 23 of the battery 2 are electrically connected in series via the straps 24 and 25 and the connection member 26. In addition, as shown in FIG. 4, the strap 24 accommodated in the cell chamber 21 positioned at one end in the direction in which the cells C are arranged is connected not to the connection member 26 but to a positive electrode post 282 described later. The strap 25 accommodated in the cell chamber 21 positioned at the other end of the direction in which the cells C are arranged is connected to the negative electrode post 292 instead of the connection member 26 (not shown).
  • a connecting member bus bar
  • the positive electrode terminal 28 is disposed at one end in the direction in which the cells C are arranged, and the negative electrode terminal 29 is disposed near the other end in the direction.
  • the positive electrode terminal 28 includes a bushing 281 and a positive electrode post 282.
  • the bushing 281 is a substantially cylindrical conductive member, and is formed of, for example, a lead alloy.
  • the lower portion of the bushing 281 is integrated with the lid plate 202 by insert molding, and the upper portion of the bushing 281 protrudes upward from the upper surface of the lid plate 202.
  • the positive electrode post 282 is a substantially cylindrical conductive member, and is formed of, for example, a lead alloy.
  • the positive electrode post 282 is inserted into the hole of the bushing 281.
  • the upper end portion of the positive electrode post 282 is located at substantially the same position as the upper end portion of the bushing 281, and is joined to the bushing 281 by welding, for example.
  • the lower end portion of the positive electrode post 282 projects downward from the lower end portion of the bushing 281, and further projects downward from the lower surface of the lid plate 202, and is accommodated in the cell chamber 21 positioned at one end in the direction in which the cells C are arranged. It is connected to the strap 24.
  • the negative electrode terminal 29 includes a bushing 291 and a negative electrode post 292 (see FIG. 3), and has the same configuration as the positive electrode terminal 28.
  • a load (not shown) is connected to the bushing 281 of the positive electrode terminal 28 and the bushing 291 of the negative electrode terminal 29 to react at the positive electrode plate 231 of each electrode plate group 23 (lead dioxide to sulfuric acid Electric power generated by the reaction in which lead occurs and the reaction in the negative electrode plate 235 (the reaction in which lead sulfate is generated from lead (cavernous lead)) is supplied to the load.
  • a power supply (not shown) is connected to the bushing 281 of the positive electrode terminal 28 and the bushing 291 of the negative electrode terminal 29, and the positive electrode of each electrode plate group 23 is supplied by the power supplied from the power supply.
  • a reaction on plate 231 (a reaction of lead sulfate to lead dioxide) and a reaction on negative electrode plate 235 (a reaction of lead sulfate to lead (cavernous lead)) occur to charge battery 2.
  • the control unit 41 of the BMU 4 obtains the voltage value between the positive electrode terminal 28 and the negative electrode terminal 29 of the battery 2 and the current value flowing to the battery 2 during the idling stop for stopping the idling of the engine 5
  • the internal resistance value of the battery 2 during idling stop is calculated based on the current value and the no-load voltage value, and the internal resistance value and the minimum required operation for restarting the engine 5 of the motor 3 It is determined based on the voltage value whether restart of the engine 5 is possible.
  • the voltage value acquisition unit 44 acquires the voltage value (first voltage value) V Batt SS between the positive electrode terminal 28 and the negative electrode terminal 29 of the battery 2 from the voltage sensor 7 during idling stop.
  • the current value acquisition unit 45 acquires the current value I EL from the current sensor 8 during idling stop.
  • the current value I EL is a current value of a load of the control unit 41 or the like that operates during idling stop.
  • the first temperature acquisition unit 42 acquires the temperature T ST of the motor 3 from the first temperature sensor 9.
  • the second temperature acquisition unit 43 acquires the temperature T Batt of the battery 2 from the second temperature sensor 10.
  • the V RESTmin calculation unit 46 calculates an operating voltage value V RESTmin necessary for restarting the engine 5 based on the configuration of the motor 3, the circuit, the starter relay, and the like.
  • the I ST (T ST ) calculation unit 47 performs temperature compensation on the cranking current value I ST based on the temperature T ST of the motor 3 acquired from the first temperature acquisition unit 42 to calculate I ST (T ST ). Do.
  • the V 0 (T Batt , SOC) calculation unit 48 refers to the map data 55 stored in the storage unit 53 to obtain a no-load voltage value V 0 (T Batt , SOC).
  • An example of the map data 55 is shown in Table 1 below.
  • the V 0 (T Batt , SOC) calculation unit 48 performs linear interpolation when the temperature T Batt or the numerical value of the SOC is between the temperature of the map data 55 or the numerical value of the SOC data to obtain V 0 (T Batt , SOC) Calculate
  • R SS calculating unit 49 the no-load voltage value V 0 (T Batt, SOC), temperature V BattSS, by using the current value I EL, the following equation (1) to calculate the internal resistance value R SS.
  • R SS (V 0 (T Batt , SOC) -V BattSS ) / I EL (1)
  • the V CR calculation unit 50 uses the no-load voltage value V 0 (T Batt , SOC), the internal resistance value R SS , the cranking current value I ST (T ST ), and the current value I EL to obtain The idling stop is stopped and the estimated voltage value (second voltage value) VCR when operating the motor 3 is calculated.
  • V CR V 0 (T Batt , SOC) -R SS ⁇ (I ST (T ST ) + I EL ) (2)
  • the determination unit 51 compares the second voltage value V CR with the operating voltage value V RESTmin to determine whether restart is possible. If V CR V V RESTmin , the determination unit 51 determines that restart is possible. If V CR ⁇ V RESTmin , the determination unit 51 determines that restart is not possible. When the determination unit 51 determines that the restart is not possible, the request unit 52 stops the idling stop and requests the engine 5 to restart.
  • FIG. 5 is a graph showing the relationship between the SOC and the internal resistance value for the internally shorted battery and the normal battery.
  • the horizontal axis is SOC (%), and the vertical axis is internal resistance (m ⁇ ).
  • the battery shorted internally at 70% SOC.
  • the batteries shorted internally are indicated by solid lines, and the normal batteries are indicated by broken lines. From FIG. 5, it can be seen that, despite the small amount of discharge, the internal resistance value rises sharply due to the internal short circuit.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the SOC and the internal resistance value for the internally shorted battery and the normal battery.
  • the horizontal axis is SOC (%), and the vertical axis is internal resistance (m ⁇ ).
  • the batteries shorted internally are indicated by solid lines, and the normal batteries are indicated by broken lines.
  • the internal resistance value is 5 m ⁇ before the start of the idling stop, the internal resistance value increases due to the internal short circuit during the idling stop, and the internal resistance value increases to 15 m ⁇ after the idling stop is stopped.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing a mechanism of the detection operation.
  • the horizontal axis is the current value (A), and the vertical axis is the voltage value (V).
  • the acquired voltage value at the measurement time of (1) during idling stop in FIG. 7 is V Batt SS , and the acquired current value is I EL .
  • the internal resistance value R SS at this time is obtained by the above-mentioned equation (1).
  • the current value is made to correspond to the total value of I EL to I EL and I ST (T ST ), and the second voltage value V CR at the time of stopping the idling stop and operating the motor 3
  • the internal resistance value R SS is larger than the internal resistance value R SS of (1)
  • the second voltage value V CR is smaller than the second voltage value V CR of (1). It is equal to the minimum required operating voltage value V RESTmin for starting. If the second voltage value V CR is smaller than the operating voltage value V RESTmin , the engine 5 can not be restarted.
  • the determination unit 51 determines that the restart is not possible, and the request unit 52 cancels the idling stop and requests the restart.
  • the second voltage value V CR obtained by linear (2) is the lower limit voltage value for determining whether to restart.
  • the active material falls off from the active material layer 234 of the positive electrode plate 231, soars by gas, and deposits on the tab 237 or the like of the negative electrode plate 235.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the pair of positive electrode plates 231 and negative electrode plates 235 of the cells of the battery 2 and the separator 239 when no internal short circuit occurs. Active material layers 234 and 238 are provided on both sides of the current collectors 232 and 236, respectively. A separator 239 intervenes between the facing active material layers 234 and 238.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a pair of positive electrode plate 231 and negative electrode plate 235 of the cell of battery 2 and separator 239 when a cell lower part short circuit occurs. As shown in FIG. 9, the separator 239 is deteriorated to form a hole, and the active material layer 234 of the positive electrode plate 231 protrudes to the active material layer 238 of the negative electrode plate 235 to conduct.
  • FIG. 10 shows a pair of positive electrode plate 231 and negative electrode plate 235 of the cell of battery 2 when separator 239 of current collector 232 occurs, and separator 239 It is sectional drawing which shows.
  • the current collector 232 bends and penetrates the separator 239.
  • Dendrite Short A needle-like crystal (dendrite) penetrates the separator 239 from the active material layer 238 of the negative electrode plate 235 and enters the active material layer 234 of the positive electrode plate 231 to cause a short.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure of restart determination of the control unit 41.
  • the determination unit 51 of the control unit 41 determines whether or not the IG-ON (ignition-on) state is established (S1). If the determination unit 51 determines that the IG-ON state is not set (S1: NO), the restart determination process ends.
  • the determination unit 51 determines whether idling stop is in progress (S2). If it is determined that the idling stop is not being performed (S2: NO), the determination unit 51 returns the process to S1.
  • the determination unit 51 determines that idling stop is in progress (S2: YES)
  • the voltage value acquisition unit 44 acquires the first voltage value V BattSS
  • the current value acquisition unit 45 acquires the current value I EL .
  • the second temperature acquisition unit 43 acquires the temperature T Batt
  • the first temperature acquisition unit 42 acquires the temperature T ST .
  • the SOC is calculated from the charge and discharge history stored in the storage unit 53 (S3).
  • the determination unit 51 obtains the no-load voltage value V 0 (T Batt , SOC) by referring to the map data 55 based on the acquired temperature T Batt and the SOC by the V 0 (T Batt , SOC) calculation unit 48 To do (S4).
  • the determination unit 51 calculates the cranking current value I ST (T ST ) by the I ST (T ST ) calculation unit 47 (S5).
  • the R SS calculating section 49 calculates the internal resistance value R SS using equation (1) (S6).
  • the V CR calculation unit 50 calculates a second voltage value V CR using equation (2) (S7).
  • the determination unit 51 calculates the operating voltage value V RESTmin by the V REST min calculation unit 46 (S8).
  • the determination unit 51 determines whether the second voltage value V CR is smaller than the operating voltage value V RESTmin (S9). When the determination unit 51 which determines that the second voltage value V CR not less than the operating voltage V RESTmin (S9: NO), the process returns to S2. If the determination unit 51 determines that the second voltage value V CR is smaller than the actuation voltage value V RESTmin (S 9: YES), the request unit 52 cancels idling stop and requests restart of the engine 5 (S 10) .
  • the temperature T Batt may use the temperature of the positive electrode terminal 28 or the negative electrode terminal 29. Alternatively, the liquid temperature estimated from the ambient temperature may be used. You may obtain
  • the temperature T ST may use the water temperature of the engine 5.
  • the operating voltage value V RESTmin or the second voltage value V CR preferably has a margin in consideration of the amount of power for restart. This can further prevent a restart failure.
  • the second voltage value V CR (2) of the motor 3 at restart of the engine 5 is used.
  • the second voltage value V CR (2) of the motor 3 is calculated by the following equation (4).
  • V CR (2) V 0 (T Batt , SOC)-(R SS + R WH + R ST + R CON ) ⁇ (I ST (T ST ) + I EL ) (4)
  • R WH resistance value of electric wire
  • R ST resistance value of motor 3
  • R CON contact resistance value
  • the second voltage value V CR (2) of the motor 3 is estimated, and restartability is possible Is compared with the lowest operation voltage value V.sub.RESTmin of the motor 3, the determination accuracy is further enhanced .
  • the second voltage value V CR (3) of the battery 2 is calculated in consideration of the amount of increase in the short current value due to the external short circuit of the battery 2.
  • the second voltage value V CR (3) is calculated by the following equation (5).
  • V CR (3) V 0 (T Batt , SOC) -R SS ⁇ (I ST (T ST ) + I EL + I OSC ) (5)
  • I OSC Current value of external short circuit
  • the second voltage value V CR (4) of the motor 3 is used in consideration of the increase amount of the short current value due to the external short circuit of the battery 2 and the decrease amount of the resistance value.
  • the second voltage value V CR (4) is calculated by the following equation (6).
  • V CR (4) V 0 (T Batt , SOC)-(R SS + R WH + R ST + R CON -R OSC ) ⁇ (I ST (T ST ) + I EL + I OSC ) (6)
  • R OSC Decrease in resistance value
  • the control unit 41 functions as a processing unit that executes determination processing of the presence or absence of the internal short.
  • the control unit 41 determines the presence or absence of an internal short based on the internal resistance value R SS calculated by the R SS calculation unit 49. If the internal resistance value Rss is equal to or greater than the threshold value, it is determined that an internal short has occurred during idling stop. Since the internal state (deterioration) of the battery 2 can be detected, it can be determined whether restart of the engine 5 is possible. In addition, occurrence of an internal short circuit can be reported in the operation unit 6, and measures such as charging or replacement of the battery 2 can be taken.
  • the internal resistance value R SS can be calculated during idling stop to accurately detect the internal short circuit of the battery 2. Based on the degree of internal short circuit corresponding to the internal resistance value R SS and the operating voltage value V RESTmin of the motor 3, it is possible to accurately determine whether restart of the engine 5 is possible when idling stop is stopped. . When it is determined that the engine 5 can not be restarted, the idling stop is stopped to request the restart of the engine 5 to prevent the restart of the engine 5 from failing due to a discharge failure.
  • No-load voltage value V 0 (T Batt , SOC), current value when engine 5 is restarted (total value of current value I EL and cranking current value I ST (T ST )), and internal resistance value R
  • the estimation accuracy is high. Then, by comparing the operating voltage value V RESTmin with the second voltage value V CR, it is possible to accurately determine whether restart of the engine 5 is possible.
  • the present invention is not limited to application to a vehicle-mounted secondary battery.
  • the battery 2 is a lead storage battery is demonstrated, it is not limited to this, A lithium ion battery etc. may be sufficient.
  • the control part 41 of BMU4 is a restart determination apparatus of this invention and an internal short determination apparatus is demonstrated, it is not limited to this, ECU (Electronic Control Unit) determines restart
  • the device may function as an internal short determination device, or may be a control unit provided in the battery 2. Further, it may be provided in a server or the like outside the mobile unit, detect an internal short circuit of a secondary battery provided in the mobile unit, and remotely manage restart of the engine 5.
  • Vehicle-mounted control device 2 Battery (storage element) 3 motor 4 BMU 41 control unit 44 voltage value acquisition unit 45 current value acquisition unit 49 R SS calculation unit 5 engine 50 V CR calculation unit 51 determination unit 52 request unit 53 storage unit 54 restart determination program 6 operation unit 7 voltage sensor 8 current sensor 9 1 Temperature sensor 10 Second temperature sensor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

再始動判定装置４は、エンジンのアイドリングを停止するアイドリングストップ中の蓄電素子の端子間の第１電圧値を取得する電圧値取得部４４と、アイドリングストップ中に蓄電素子に流れる電流値を取得する電流値取得部４５と、第１電圧値、前記電流値、及び無負荷電圧値に基づいて、アイドリングストップ中の蓄電素子の内部抵抗値を算出する算出部４９と、内部抵抗値、及びエンジンのスタータモータの作動電圧値に基づいて、エンジンの再始動が可能であるか否かを判定する判定部５１とを備える。

Description

再始動判定装置、内部ショート判定装置、再始動判定方法、及びコンピュータプログラム
　本発明は、アイドリングストップ中に、エンジンの再始動が可能であるか否かを判定する再始動判定装置、アイドリングストップ中に蓄電素子に内部ショートが生じているか否かを判定する内部ショート判定装置、再始動判定方法、及びコンピュータに再始動判定処理を実行させるコンピュータプログラムに関する。
　例えば鉛蓄電池等の二次電池（蓄電素子）は、例えば車両等の移動体に搭載され、エンジン始動時におけるスタータモータへの電力供給源、及びライト等の各種電装品への電力供給源として使用されている。
　信号待ち等の車両の停止時においては、エネルギーの消費及び騒音の抑制を目的として、エンジンを一時的に停止し、信号が変わる等、車両の停止条件が解除したときにエンジンを再始動して走行を再開するアイドリングストップという制御が行われている。
　アイドリングストップ中に電池が内部ショートした場合、少量の放電量にも関わらず、内部抵抗が上昇するため、アイドリングストップの中止後の電池の放電電圧値が低くなり、エンジンを再始動できないことがある。
　従って、電池の内部状態（劣化状態）を検出する必要がある。
　特許文献１の劣化状態判定装置は、補機バッテリから電力が供給されている期間における補機バッテリの端子間電圧の検出値及び補機バッテリに流れる電流の検出値に基づいて、補機バッテリの等価直列抵抗を推定する。補機バッテリのＳＯＣと、補機バッテリの温度検出値とに基づいて、等価直列抵抗を補正する。補正された等価直列抵抗に基づいて、補機バッテリの劣化状態を判定する。
特開２０１６－１１４５８４号公報
　特許文献１の劣化状態判定装置においては、走行中に電池の内部状態を検出する。使用されている電池はハイブリッド車用の電池であり、ＳＯＣ５０％前後で使用され、充電時及び放電時のいずれの場合でも内部状態を検出できる。
　鉛蓄電池の場合、高ＳＯＣ側で使用され、充電時の内部抵抗値と放電時の内部抵抗値とがリニアな関係になく、特許文献１の内部状態の判定方法を適用してショートを検出し、精度良くエンジンの再始動の可否を判定することはできない。
　本発明は、アイドリングストップ中に再始動が可能であるか否かを判定でき、放電不能により再始動の失敗を防止できる再始動判定装置、アイドリングストップ中の内部ショートの有無を判定できる内部ショート判定装置、再始動判定方法、及びコンピュータプログラムを提供することを目的とする。
　本発明に係る再始動判定装置は、エンジンのアイドリングを停止するアイドリングストップ中の蓄電素子の端子間の第１電圧値を取得する電圧値取得部と、前記アイドリングストップ中に前記蓄電素子に流れる電流値を取得する電流値取得部と、前記第１電圧値、前記電流値、及び無負荷電圧値に基づいて、前記アイドリングストップ中の前記蓄電素子の内部抵抗値を算出する算出部と、前記内部抵抗値、及び前記エンジンの始動用モータの作動電圧値に基づいて、前記エンジンの再始動が可能であるか否かを判定する判定部とを備える。
　本発明によれば、第１電圧値、前記電流値、及び無負荷電圧値に基づいて、アイドリングストップ中の蓄電素子の内部抵抗値を算出するので、アイドリングストップ中に、精度良く蓄電素子の内部ショートを検出できる。内部抵抗値に対応する内部ショートの程度、及び始動用モータの作動電圧値に基づいて、アイドリングストップを中止したときにエンジンの再始動が可能であるか否かを精度良く判定できる。
第１実施形態に係る車両の電気的構成を概略的に示す説明図である。 ＢＭＵの構成を示すブロック図である。 電池の外観構成を示す斜視図である。 図３のIV－IV線断面図である。 内部ショートした電池と、正常の電池とにつき、ＳＯＣと内部抵抗値との関係を示すグラフである。 内部ショートした電池と、正常の電池とにつき、ＳＯＣと内部抵抗値との関係を示すグラフである。 検出動作のメカニズムを示す説明図である。 内部ショートが生じていない場合の電池のセルの一対の正極板及び負極板、並びにセパレータを示す断面図である。 セル下部ショートが生じた場合の電池のセルの一対の正極板及び負極板、並びにセパレータを示す断面図である。 集電体のセパレータ貫通が生じた場合の電池のセルの一対の正極板及び負極板、並びにセパレータを示す断面図である。 制御部の再始動判定の処理手順を示すフローチャートである。
［本実施形態の概要］
　本実施形態に係る再始動判定装置は、エンジンのアイドリングを停止するアイドリングストップ中の蓄電素子の端子間の第１電圧値を取得する電圧値取得部と、前記アイドリングストップ中に前記蓄電素子に流れる電流値を取得する電流値取得部と、前記第１電圧値、前記電流値、及び無負荷電圧値に基づいて、前記アイドリングストップ中の前記蓄電素子の内部抵抗値を算出する算出部と、前記内部抵抗値、及び前記エンジンの始動用モータの作動電圧値に基づいて、前記エンジンの再始動が可能であるか否かを判定する判定部とを備える。
　アイドリングストップ中に蓄電素子に内部ショートが生じた場合、内部抵抗値が上昇する。上記構成によれば、第１電圧値、前記電流値、及び無負荷電圧値に基づいて、アイドリングストップ中の蓄電素子の内部抵抗値を算出するので、アイドリングストップ中に、精度良く蓄電素子の内部ショートを検出できる。内部抵抗値に対応する内部ショートの程度、及び始動用モータの作動電圧値に基づいて、アイドリングストップを中止したときにエンジンの再始動が可能であるか否かを精度良く判定できる。
　蓄電素子が高ＳＯＣ側で放電する場合においても、精度良く内部抵抗値を算出することができ、鉛蓄電池等の内部ショートを精度良く検出できる。
　上述の再始動判定装置において、前記無負荷電圧値、前記内部抵抗値、前記電流値、及びクランキング電流値に基づいて、前記アイドリングストップを中止し、前記エンジンを再始動するときの前記蓄電素子の第２電圧値を推定する推定部を備え、前記判定部は、前記第２電圧値及び前記作動電圧値に基づいて判定してもよい。
　無負荷電圧値、エンジンを再始動するときの電流値（前記電流値とクランキング電流値との合計値）、及び内部抵抗値に基づいて、エンジンを再始動するときの蓄電素子の第２電圧値を推定するので、推定の精度は高い。そして作動電圧値と第２電圧値とを比較することにより、エンジンの再始動が可能であるか否かを精度良く判定できる。
　上述の再始動判定装置において、前記算出部は、前記無負荷電圧値と前記第１電圧値との差分を前記電流値で除して前記内部抵抗値を算出してもよい。
　無負荷電圧値と第１電圧値との差分は内部ショートに基づく電圧値の減少量に対応し、これを前記電流値で除することで、内部ショートに基づく内部抵抗値を良好に算出できる。
　上述の再始動判定装置において、前記判定部が、前記再始動が可能でないと判定した場合に、前記アイドリングストップを中止して再始動を要求する要求部を備えてもよい。
　放電電圧値が減少し、作動電圧値より小さくなる前に、アイドリングストップを中止して再始動を要求するので、放電不能による再始動の失敗が良好に防止される。
　上述の再始動判定装置において、前記アイドリングストップ中の前記蓄電素子の各温度及び各ＳＯＣについて、前記無負荷電圧値を表すマップを記憶する記憶部を備え、前記算出部は、前記マップを参照して前記無負荷電圧値を取得してもよい。
　温度及びＳＯＣについて補償することで、無負荷電圧値がより正確になり、判定の精度がより向上する。
　本実施形態に係る内部ショート判定装置は、エンジンのアイドリングを停止するアイドリングストップ中の蓄電素子の端子間の電圧値を取得する電圧値取得部と、前記アイドリングストップ中に前記蓄電素子に流れる電流値を取得する電流値取得部と、前記電圧値、前記電流値、及び無負荷電圧値に基づいて、前記アイドリングストップ中の前記蓄電素子の内部抵抗値を算出する算出部と、前記内部抵抗値に基づいて、前記蓄電素子の内部ショートの有無を判定する判定部とを備える。
　上述したように、アイドリングストップ中に蓄電素子に内部ショートが生じた場合、内部抵抗値が上昇するので、内部抵抗値に基づいて、蓄電素子の内部ショートの有無を判定できる。蓄電素子の内部状態（劣化）が検出できるので、再始動が可能か否かを判定でき、蓄電素子を充電したり交換したりする等の対策を講じることができる。
　本実施形態に係る再始動判定方法は、エンジンのアイドリングを停止するアイドリングストップ中に、蓄電素子の端子間の電圧値、及び前記蓄電素子に流れる電流値を取得し、前記電圧値、前記電流値、及び無負荷電圧値に基づいて、前記アイドリングストップ中の前記蓄電素子の内部抵抗値を算出し、前記内部抵抗値、及び前記エンジンの始動用モータの作動電圧値に基づいて、前記エンジンの再始動が可能であるか否かを判定する。
　上記構成によれば、第１電圧値、前記電流値、及び無負荷電圧値に基づいて、アイドリングストップ中の蓄電素子の内部抵抗値を算出するので、アイドリングストップ中に、精度良く蓄電素子の内部ショートを検出できる。従って、内部抵抗値に対応する内部ショートの程度、及び始動用モータの作動電圧値に基づいて、アイドリングストップを中止したときにエンジンの再始動が可能であるか否かを精度良く判定できる。
　本実施形態に係るコンピュータプログラムは、コンピュータに、エンジンのアイドリングを停止するアイドリングストップ中に、蓄電素子の端子間の電圧値、及び前記蓄電素子に流れる電流値を取得し、前記電圧値、前記電流値、及び無負荷電圧値に基づいて、前記アイドリングストップ中の前記蓄電素子の内部抵抗値を算出し、前記内部抵抗値、及び前記エンジンの始動用モータの作動電圧値に基づいて、前記エンジンの再始動が可能であるか否かを判定する処理を実行させる。
　上記構成によれば、第１電圧値、前記電流値、及び無負荷電圧値に基づいて、アイドリングストップ中の蓄電素子の内部抵抗値を算出するので、アイドリングストップ中に、精度良く蓄電素子の内部ショートを検出できる。従って、内部抵抗値に対応する内部ショートの程度、及び始動用モータの作動電圧値に基づいて、アイドリングストップを中止したときにエンジンの再始動が可能であるか否かを精度良く判定できる。
［第１実施形態］
　図１は、第１実施形態に係る車両の電気的構成を概略的に示す説明図である。
　車両は、車両用制御装置１と、モータ（スタータモータ）３と、エンジン５とを備える。
　車両用制御装置１は、鉛蓄電池（以下、電池という）２と、ＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｕｎｉｔ）４と、操作部６と、電圧センサ７と、電流センサ８と、第１温度センサ９と、第２温度センサ１０とを備える。
　電池２は、複数のセルＣが直列に接続されている。
　電圧センサ７は、電池２に並列に接続されており、電池２の全体の電圧値に応じた検出結果を出力する。電流センサ８は、電池２に直列に接続されており、電池２に流れる電流（充放電電流）値に応じた検出結果を出力する。第１温度センサ９は、モータ３の近傍に配置され、モータ３の温度に応じた検出結果を出力する。第２温度センサ１０は、電池２の近傍に配置され、電池２の温度に応じた検出結果を出力する。
　図２は、ＢＭＵ４の構成を示すブロック図である。ＢＭＵ４は、制御部４１と、記憶部５３と、入力部５６と、インタフェース部５７とを備える。これらの各部は、バスを介して互いに通信可能に接続されている。
　入力部５６は、電圧センサ７、電流センサ８、第１温度センサ９、及び第２温度センサ１０からの検出結果の入力を受け付ける。インタフェース部５７は、例えば、ＬＡＮインタフェース及びＵＳＢインタフェース等により構成され、有線又は無線により例えば操作部６等の他の装置との通信を行う。
　記憶部５３は、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等により構成され、各種のプログラム及びデータを記憶する。記憶部５３には、例えば、後述する再始動判定処理を実行するための再始動判定プログラム５４が格納されている。再始動判定プログラム５４は、例えば、ＣＤ－ＲＯＭやＤＶＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体（図示しない）に格納された状態で提供され、ＢＭＵ４にインストールすることにより記憶部５３に格納される。また、記憶部５３には、マップデータ５５が格納されている。マップデータ５５は、アイドリングストップ中の電池２の各温度及び各ＳＯＣについて、無負荷電圧値Ｖ0 を表すデータであり、予め実験により求められ、インタフェース部５７を介してＢＭＵ４に入力され、記憶部５３に格納されている。
　制御部４１は、例えばＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成され、記憶部５３から読み出した再始動判定プログラム５４等のコンピュータプログラムを実行することにより、ＢＭＵ４の動作を制御する。例えば、制御部４１は、再始動判定プログラム５４を読み出して実行することにより、後述の再始動判定処理を実行する処理部として機能する。
　具体的には、制御部４１は、第１温度取得部４２、第２温度取得部４３、電圧値取得部４４、電流値取得部４５、ＶRESTmin算出部４６、ＩST（ＴST）算出部４７、Ｖ0 （ＴBatt，ＳＯＣ）算出部４８、ＲSS算出部４９、ＶCR算出部５０、判定部５１、及び要求部５２を含む。これら各部の機能については、後述の再始動判定処理の説明の中で説明する。
　図３は電池２の外観構成を示す斜視図、図４は図３のIV－IV線断面図である。
　図３及び図４に示すように、電池２は、ケース２０と、正極端子２８と、負極端子２９と、複数の極板群２３とを備える。
　ケース２０は、ケース本体２０１と、蓋板２０２とを有する。ケース本体２０１は、上部が開口した直方体状の容器であり、例えば合成樹脂等により形成されている。例えば合成樹脂製の蓋板２０２は、ケース本体２０１の開口部を閉塞する。蓋板２０２の下面の周縁部分とケース本体２０１の開口部の周縁部分とは例えば熱溶着によって接合される。ケース２０内の空間は、隔壁２７によって、ケース２０の長手方向に並ぶ複数のセル室２１に区画されている。
　ケース２０内の各セル室２１には、１つの極板群２３が収容されている。ケース２０内の各セル室２１には、希硫酸を含む電解液２２が収容されており、極板群２３の全体が電解液２２中に浸漬している。電解液２２は、蓋板２０２に設けられた注液口（図示せず）からセル室２１内に注入される。
　極板群２３は、複数の正極板２３１と、複数の負極板２３５と、セパレータ２３９とを備える。複数の正極板２３１及び複数の負極板２３５は、交互に並ぶように配置されている。
　正極板２３１は、集電体２３２と、集電体２３２に支持された活物質層２３４とを有する。集電体２３２は、略格子状又は網目状に配置された骨部を有する導電性部材であり、例えば鉛又は鉛合金により形成されている。集電体２３２は、上端付近に、上方に突出するタブ２３３を有する。活物質層２３４は、二酸化鉛を含んでいる。活物質層２３４は、さらに公知の添加剤を含んでもよい。
　負極板２３５は、集電体２３６と、集電体２３６に支持された活物質層２３８とを有する。集電体２３６は、略格子状又は網目状に配置された骨部を有する導電性部材であり、例えば鉛又は鉛合金により形成されている。集電体２３６は、上端付近に、上方に突出するタブ２３７を有する。活物質層２３８は、鉛を含む。活物質層２３８は、さらに公知の添加剤を含んでもよい。
　セパレータ２３９は、例えばガラス及び合成樹脂等の絶縁性材料により形成されている。セパレータ２３９は、互いに隣り合う正極板２３１と負極板２３５との間に介在する。セパレータ２３９は、一体の部材として構成されてもよく、正極板２３１と負極板２３５との間に各別に設けてもよい。
　複数の正極板２３１のタブ２３３は、例えば鉛又は鉛合金により形成されたストラップ２４に接続されている。複数の正極板２３１は、ストラップ２４を介して電気的に並列に接続されている。同様に、複数の負極板２３５のタブ２３７は、例えば鉛又は鉛合金により形成されたストラップ２５に接続されている。複数の負極板２３５は、ストラップ２５を介して電気的に並列に接続されている。
　電池２において、一のセル室２１内のストラップ２５は、例えば鉛又は鉛合金により形成された接続部材（バスバー）２６を介して、前記一のセル室２１に隣接する一方のセル室２１内のストラップ２４に接続されている。また、前記一のセル室２１内のストラップ２４は、接続部材２６を介して、前記一のセル室２１に隣接する他方のセル室２１内のストラップ２５に接続されている。即ち、電池２の複数の極板群２３は、ストラップ２４，２５及び接続部材２６を介して電気的に直列に接続されている。なお、図４に示すように、セルＣが並ぶ方向の一端に位置するセル室２１に収容されたストラップ２４は、接続部材２６ではなく、後述する正極柱２８２に接続されている。セルＣが並ぶ方向の他端に位置するセル室２１に収容されたストラップ２５は、接続部材２６ではなく、負極柱２９２に接続されている（不図示）。
　正極端子２８は、セルＣが並ぶ方向の一端部に配置されており、負極端子２９は、前記方向の他端部付近に配置されている。
　図４に示すように、正極端子２８は、ブッシング２８１と、正極柱２８２とを含む。ブッシング２８１は、略円筒状の導電性部材であり、例えば鉛合金により形成されている。ブッシング２８１の下側部分は、インサート成形により蓋板２０２に一体化されており、ブッシング２８１の上部は、蓋板２０２の上面から上方に突出している。正極柱２８２は、略円柱状の導電性部材であり、例えば鉛合金により形成されている。正極柱２８２は、ブッシング２８１の孔に挿入されている。正極柱２８２の上端部は、ブッシング２８１の上端部と略同じ位置に位置しており、例えば溶接によりブッシング２８１に接合されている。正極柱２８２の下端部は、ブッシング２８１の下端部より下方に突出し、さらに、蓋板２０２の下面より下方に突出しており、セルＣが並ぶ方向の一端部に位置するセル室２１に収容されたストラップ２４に接続されている。
　負極端子２９は、正極端子２８と同様に、ブッシング２９１と、負極柱２９２とを含み（図３参照）、正極端子２８と同様の構成を有する。
　電池２の放電の際には、正極端子２８のブッシング２８１及び負極端子２９のブッシング２９１に負荷（図示せず）が接続され、各極板群２３の正極板２３１での反応（二酸化鉛から硫酸鉛が生ずる反応）及び負極板２３５での反応（鉛（海綿状鉛）から硫酸鉛が生ずる反応）により生じた電力が該負荷に供給される。また、電池２の充電の際には、正極端子２８のブッシング２８１及び負極端子２９のブッシング２９１に電源（図示せず）が接続され、該電源から供給される電力によって各極板群２３の正極板２３１での反応（硫酸鉛から二酸化鉛が生ずる反応）及び負極板２３５での反応（硫酸鉛から鉛（海綿状鉛）が生ずる反応）が起こり、電池２が充電される。 
　以下、本実施形態に係る再始動判定処理について詳述する。
　ＢＭＵ４の制御部４１は、エンジン５のアイドリングを停止するアイドリングストップ中に、電池２の正極端子２８と負極端子２９との間の電圧値、及び電池２に流れる電流値を取得し、前記電圧値、前記電流値、及び無負荷電圧値に基づいて、アイドリングストップ中の電池２の内部抵抗値を算出し、該内部抵抗値、及びモータ３のエンジン５の再始動に最低限必要とされる作動電圧値に基づいて、エンジン５の再始動が可能であるか否かを判定する。
　即ち、電圧値取得部４４は、アイドリングストップ中に、電池２の正極端子２８及び負極端子２９間の電圧値（第１電圧値）ＶBattSSを電圧センサ７から取得する。
　電流値取得部４５は、アイドリングストップ中に、電流センサ８から電流値ＩELを取得する。電流値ＩELはアイドリングストップ中に作動する制御部４１等の負荷の電流値である。
　第１温度取得部４２は、第１温度センサ９からモータ３の温度ＴSTを取得する。
　第２温度取得部４３は、第２温度センサ１０から電池２の温度ＴBattを取得する。
　ＶRESTmin算出部４６は、モータ３、回路、スタータリレー等の構成に基づいてエンジン５の再始動に必要な作動電圧値ＶRESTminを算出する。
　ＩST（ＴST）算出部４７は、クランキング電流値ＩSTに対し、第１温度取得部４２から取得したモータ３の温度ＴSTに基づく温度補償を行い、ＩST（ＴST）を算出する。
　Ｖ0 （ＴBatt，ＳＯＣ）算出部４８は、記憶部５３に記憶されたマップデータ５５を参照して、無負荷電圧値Ｖ0 （ＴBatt，ＳＯＣ）を求める。
　下記の表１にマップデータ５５の一例を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　Ｖ0 （ＴBatt，ＳＯＣ）算出部４８は、温度ＴBatt又はＳＯＣの数値がマップデータ５５の温度又はＳＯＣの数値の間にある場合、線形補間を行って、Ｖ0 （ＴBatt，ＳＯＣ）を算出する。
　ＲSS算出部４９は、無負荷電圧値Ｖ0 （ＴBatt，ＳＯＣ）、温度ＶBattSS、電流値ＩELを用いて、下記式（１）により、内部抵抗値ＲSSを算出する。
　ＲSS＝（Ｖ0 （ＴBatt，ＳＯＣ）－ＶBattSS）／ＩEL…（１）
　ＶCR算出部５０は、無負荷電圧値Ｖ0 （ＴBatt，ＳＯＣ）、内部抵抗値ＲSS、クランキング電流値ＩST（ＴST）、及び電流値ＩELを用いて、下記式（２）により、アイドリングストップを中止し、モータ３を作動させるときの推定電圧値（第２電圧値）ＶCRを算出する。
　ＶCR＝Ｖ0 （ＴBatt，ＳＯＣ）－ＲSS×（ＩST（ＴST）＋ＩEL）…（２）
　判定部５１は、第２電圧値ＶCRと作動電圧値ＶRESTminとを比較し、再始動が可能であるか否かを判定する。判定部５１は、ＶCR≧ＶRESTminである場合、再始動が可能であると判定する。判定部５１は、ＶCR＜ＶRESTminである場合、再始動が可能でないと判定する。
　要求部５２は、判定部５１が再始動が可能でないと判定した場合、アイドリングストップを中止し、エンジン５の再始動を要求する。
　図５は、内部ショートした電池と、正常の電池とにつき、ＳＯＣと内部抵抗値との関係を示すグラフである。横軸はＳＯＣ（％）、縦軸は内部抵抗値（ｍΩ）である。電池はＳＯＣ７０％で内部ショートした。図中、内部ショートした電池を実線で、正常の電池を破線で示す。
　図５より、少量の放電量にも関わらず、内部ショートにより内部抵抗値が急激に上昇することが分かる。
　図６は、内部ショートした電池と、正常の電池とにつき、ＳＯＣと内部抵抗値との関係を示すグラフである。横軸はＳＯＣ（％）、縦軸は内部抵抗値（ｍΩ）である。図中、内部ショートした電池を実線で、正常の電池を破線で示す。
　図６において、アイドリングストップの開始前に内部抵抗値が５ｍΩであったところ、アイドリングストップ中に内部ショートにより内部抵抗値が上昇し、アイドリングストップの中止後に内部抵抗値が１５ｍΩまで上昇している。
　図７は検出動作のメカニズムを示す説明図である。横軸は電流値（Ａ）、縦軸は電圧値（Ｖ）である。
　図７のアイドリングストップ中の（１）の測定時点の取得電圧値はＶBattSS、取得電流値はＩELである。このときの内部抵抗値ＲSSは、上述の式（１）により求められる。この内部抵抗値ＲSSにおいて、電流値をＩELからＩELとＩST（ＴST）との合計値に対応させ、アイドリングストップを中止してモータ３を作動させるときの第２電圧値ＶCRを推定する。
　直線（２）の場合、内部抵抗値ＲSSは、（１）の内部抵抗値ＲSSより大きく、第２電圧値ＶCRは（１）の第２電圧値ＶCRより小さく、エンジン５の再始動に最低必要な作動電圧値ＶRESTminと等しくなる。第２電圧値ＶCRが作動電圧値ＶRESTminより小さい場合、エンジン５の再始動ができなくなる。この場合、判定部５１は再始動が可能でないと判定し、要求部５２は、アイドリングストップを中止し、再始動を要求する。
　これにより、アイドリングストップを続行した後、再始動を要求したときに、放電ができず、再始動が失敗することが防止される。
　即ち、直線（２）により求められる第２電圧値ＶCRは、再始動の可否を判断するための下限電圧値である。
　以下、内部ショートの種類について説明する。
（１）正極板２３１の集電体２３２の伸び、負極板２３５のタブ２３７との接触
　図４に示す正極の集電体２３２が上側に伸び、負極のタブ２３７と接触するケースである。
（２）正極板２３１の集電体２３２の伸び、負極板２３５のストラップ２５との接触
　図４に示す正極の集電体２３２が上側に伸び、負極のストラップ２５と接触するケースである。
（３）脱落活物質堆積
　正極板２３１の活物質層２３４から活物質が脱落し、ガスにより舞い上がり、負極板２３５のタブ２３７等に堆積するケースである。
（４）セル下部ショート
　図８は、内部ショートが生じていない場合の電池２のセルの一対の正極板２３１及び負極板２３５、並びにセパレータ２３９を示す断面図である。
　集電体２３２，２３６の両面にそれぞれ、活物質層２３４，２３８が設けられている。対向する活物質層２３４，２３８間にセパレータ２３９が介在する。
　図９は、セル下部ショートが生じた場合の電池２のセルの一対の正極板２３１及び負極板２３５、並びにセパレータ２３９を示す断面図である。
　図９に示すように、セパレータ２３９が劣化して孔が生じ、正極板２３１の活物質層２３４が負極板２３５の活物質層２３８へ突出し、導通する。
（５）正極板２３１の集電体２３２のセパレータ２３９貫通
　図１０は、集電体２３２のセパレータ２３９貫通が生じた場合の電池２のセルの一対の正極板２３１及び負極板２３５、並びにセパレータ２３９を示す断面図である。
　集電体２３２が曲がり、セパレータ２３９を貫通する。
（６）負極板２３５の集電体２３６のセパレータ２３９貫通
　（５）とは逆に集電体２３６が曲がり、セパレータ２３９を貫通する。
（７）セパレータ２３９の劣化
　負極板２３５の活物質層２３８から硫酸鉛がセパレータ２３９に浸透し、セパレータ２３９の内部に硫酸鉛が蓄積され、正極板２３１の活物質層２３４に進入し、ショートが生じる。
（８）デンドライトショート
　負極板２３５の活物質層２３８から針状結晶（デンドライト）がセパレータ２３９に浸透し、正極板２３１の活物質層２３４に進入し、ショートが生じる。
（９）セル間接続破損
　接続部材２６の劣化により隙間が生じ、活物質層２３４と活物質層２３８とがショートする。
（１０）異物混入
　金属片が混入して正極と負極とを電気的に接続してしまう場合や、金属が溶解後、極板に析出、または、セパレータ２３９に付着して突破る等することで、ショートする。
　以下、再始動判定処理を制御部４１の処理として説明する。
　図１１は、制御部４１の再始動判定の処理手順を示すフローチャートである。
　制御部４１の判定部５１は、ＩＧ－ＯＮ（イグニッション－オン）状態であるか否かを判定する（Ｓ１）。
　判定部５１はＩＧ－ＯＮ状態でないと判定した場合（Ｓ１：ＮＯ）、再始動判定処理を終了する。
　判定部５１はＩＧ－ＯＮ状態であると判定した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、アイドリングストップ中であるか否かを判定する（Ｓ２）。
　判定部５１はアイドリングストップ中でないと判定した場合（Ｓ２：ＮＯ）、処理をＳ１へ戻す。
　判定部５１はアイドリングストップ中であると判定した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、電圧値取得部４４により第１電圧値ＶBattSSを取得し、電流値取得部４５により電流値ＩELを取得し、第２温度取得部４３により温度ＴBattを取得し、第１温度取得部４２により温度ＴSTを取得する。そして、記憶部５３に記憶された充放電履歴によりＳＯＣを算出する（Ｓ３）。
　判定部５１は、Ｖ0 （ＴBatt，ＳＯＣ）算出部４８により、取得した温度ＴBatt及びＳＯＣに基づき、マップデータ５５を参照して、無負荷電圧値Ｖ0 （ＴBatt，ＳＯＣ）を取得する（Ｓ４）。
　判定部５１は、ＩST（ＴST）算出部４７によりクランキング電流値ＩST（ＴST）を算出する（Ｓ５）。
　判定部５１は、ＲSS算出部４９により、式（１）を用いて内部抵抗値ＲSSを算出する（Ｓ６）。
　判定部５１は、ＶCR算出部５０により、式（２）を用いて第２電圧値ＶCRを算出する（Ｓ７）。
　判定部５１は、ＶRESTmin算出部４６により、作動電圧値ＶRESTminを算出する（Ｓ８）。
　判定部５１は、第２電圧値ＶCRが作動電圧値ＶRESTminより小さいか否かを判定する（Ｓ９）。
　判定部５１は第２電圧値ＶCRが作動電圧値ＶRESTminより小さくないと判定した場合（Ｓ９：ＮＯ）、処理をＳ２へ戻す。
　判定部５１は第２電圧値ＶCRが作動電圧値ＶRESTminより小さいと判定した場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、要求部５２により、アイドリングストップを中止し、エンジン５の再始動を要求する（Ｓ１０）。
　温度ＴBattは、正極端子２８又は負極端子２９の温度を用いることにしてもよい。また、雰囲気温度から推定した液温を用いてもよい。下記式（３）により求めてもよい。
　ＴBatt＝ΔＴ＋前回の電池２の温度…（３）
　但し、ΔＴ＝（前回の電池２の温度－現在の雰囲気温度）／（熱抵抗）
　温度ＴSTはエンジン５の水温を用いてもよい。
　作動電圧値ＶRESTmin又は第２電圧値ＶCRは、再始動の電力量を考慮して、マージンを設けるのが好ましい。これにより、再始動の失敗をより一層防止することができる。
［変形例１］
　電池２の第２電圧値ＶCRの代わりに、エンジン５の再始動時のモータ３の第２電圧値ＶCR（２）を用いる。モータ３の第２電圧値ＶCR（２）は、下記式（４）により算出される。
　ＶCR（２）＝Ｖ0 （ＴBatt，ＳＯＣ）－（ＲSS＋ＲWH＋ＲST＋ＲCON ）×（ＩST（ＴST）＋ＩEL）…（４）
　但し、ＲWH：電線の抵抗値
　　　　ＲST：モータ３の抵抗値
　　　　ＲCON ：接触抵抗値
　変形例１によれば、モータ３の第２電圧値ＶCR（２）を推定し、再始動の可否を最低のモータ３の作動電圧値ＶRESTminと比較するので、より判定精度が高くなる。
［変形例２］
　電池２の外部のショートによるショート電流値の増加量を考慮して、電池２の第２電圧値ＶCR（３）を算出する。第２電圧値ＶCR（３）は、下記の式（５）により算出される。
　ＶCR（３）＝Ｖ0 （ＴBatt，ＳＯＣ）－ＲSS×（ＩST（ＴST）＋ＩEL＋ＩOSC ）…（５）
　但し、ＩOSC ：外部ショートの電流値
［変形例３］
　電池２の外部のショートによるショート電流値の増加量及び抵抗値の減少量を考慮した、モータ３の第２電圧値ＶCR（４）を用いる。第２電圧値ＶCR（４）は、下記の式（６）により算出される。
　ＶCR（４）＝Ｖ0 （ＴBatt，ＳＯＣ）－（ＲSS＋ＲWH＋ＲST＋ＲCON －ＲOSC ）×（ＩST（ＴST）＋ＩEL＋ＩOSC ）…（６）
　但し、ＲOSC ：抵抗値の減少量
［変形例４］
　制御部４１が、内部ショートの有無の判定処理を実行する処理部として機能する。
　制御部４１は、ＲSS算出部４９により算出した内部抵抗値ＲSSに基づいて、内部ショートの有無を判定する。内部抵抗値ＲSSが閾値以上である場合、アイドリングストップ中に内部ショートが生じたと判定する。
　電池２の内部状態（劣化）が検出できるので、エンジン５の再始動が可能であるか否かを判定できる。また、操作部６において内部ショートの発生を報知し、電池２を充電したり交換したりする等の対策を講じることができる。
［検証結果］
　本実施形態の再始動判定処理を検証するために、以下の評価試験を行った。
　車両はガソリンエンジン車（１．５Ｌ）を想定し、電池２として「Ｓ－９５（１２Ｖ－６０Ａｈ）を用いた。
　上述の分類（１）～（１０）の内部ショートを電池２内において生じさせた場合において、上記式（２）を用いて第２電圧値ＶCRを算出し、電圧値を測定し、誤差を求めた。その結果を下記の表２に示す。作動電圧値ＶRESTminは３．５Ｖであり、ＩST（ＴST）は２５０Ａである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２より、いずれの内部ショートが生じた場合においても、内部ショートの発生を検出でき、再始動が可能であるか否かを判定できることが確認された。第２電圧値ＶCRと測定電圧値との誤差の標準偏差は０．２３Ｖであり、第２電圧値ＶCRの算出の精度は良好である。
　以上のように、本実施形態においては、アイドリングストップ中に内部抵抗値ＲSSを算出して、精度良く電池２の内部ショートを検出できる。内部抵抗値ＲSSに対応する内部ショートの程度、及びモータ３の作動電圧値ＶRESTminに基づいて、アイドリングストップを中止したときにエンジン５の再始動が可能であるか否かを精度良く判定できる。エンジン５の再始動が不可能であると判定した場合、アイドリングストップを中止してエンジン５の再始動を要求することにより、放電不良によりエンジン５の再始動が失敗することが防止される。
　無負荷電圧値Ｖ0 （ＴBatt，ＳＯＣ）、エンジン５を再始動するときの電流値（電流値ＩELとクランキング電流値ＩST（ＴST）との合計値）、及び内部抵抗値ＲSSに基づいて、エンジン５を再始動するときの電池２の第２電圧値ＶCRを推定する場合、推定の精度は高い。そして作動電圧値ＶRESTminと第２電圧値ＶCRとを比較することにより、エンジン５の再始動が可能であるか否かを精度良く判定できる。
　本発明は上述した実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。即ち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
　本発明は車載用の二次電池に適用する場合に限定されない。内部ショートを検出した後、エンジン５の再始動の可否を判定する場合にも限定されない。
　前記実施形態においては、電池２が鉛蓄電池である場合につき説明しているが、これに限定されず、リチウムイオン電池等でもよい。
　前記実施形態においては、ＢＭＵ４の制御部４１が本発明の再始動判定装置、内部ショート判定装置である場合につき説明しているが、これに限定されず、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）が再始動判定装置、内部ショート判定装置として機能してもよく、電池２に備えられた制御部でもよい。また、移動体の外部のサーバ等に備えられ、移動体に備えられた二次電池の内部ショートを検出し、エンジン５の再始動を遠隔で管理するものでもよい。
　１　車載用制御装置
　２　電池（蓄電素子）
　３　モータ
　４　ＢＭＵ
　４１　制御部
　４４　電圧値取得部
　４５　電流値取得部
　４９　ＲSS算出部
　５　エンジン
　５０　ＶCR算出部
　５１　判定部
　５２　要求部
　５３　記憶部
　５４　再始動判定プログラム
　６　操作部
　７　電圧センサ
　８　電流センサ
　９　第１温度センサ
　１０　第２温度センサ

Claims (8)

  1. 　エンジンのアイドリングを停止するアイドリングストップ中の蓄電素子の端子間の第１電圧値を取得する電圧値取得部と、
    　前記アイドリングストップ中に前記蓄電素子に流れる電流値を取得する電流値取得部と、
    　前記第１電圧値、前記電流値、及び無負荷電圧値に基づいて、前記アイドリングストップ中の前記蓄電素子の内部抵抗値を算出する算出部と、
    　前記内部抵抗値、及び前記エンジンの始動用モータの作動電圧値に基づいて、前記エンジンの再始動が可能であるか否かを判定する判定部と
    　を備える、再始動判定装置。
  2. 　前記無負荷電圧値、前記内部抵抗値、前記電流値、及びクランキング電流値に基づいて、前記アイドリングストップを中止し、前記エンジンを再始動するときの前記蓄電素子の第２電圧値を推定する推定部を備え、
    　前記判定部は、前記第２電圧値及び前記作動電圧値に基づいて判定する、請求項１に記載の再始動判定装置。
  3. 　前記算出部は、前記無負荷電圧値と前記第１電圧値との差分を前記電流値で除して前記内部抵抗値を算出する、請求項１又は２に記載の再始動判定装置。
  4. 　前記判定部が、前記再始動が可能でないと判定した場合に、前記アイドリングストップを中止して再始動を要求する要求部を備える、請求項１から３までのいずれか１項に記載の再始動判定装置。
  5. 　前記アイドリングストップ中の前記蓄電素子の各温度及び各ＳＯＣについて、前記無負荷電圧値を表すマップを記憶する記憶部を備え、
    　前記算出部は、前記マップを参照して前記無負荷電圧値を取得する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の再始動判定装置。
  6. 　エンジンのアイドリングを停止するアイドリングストップ中の蓄電素子の端子間の電圧値を取得する電圧値取得部と、
    　前記アイドリングストップ中に前記蓄電素子に流れる電流値を取得する電流値取得部と、
    　前記電圧値、前記電流値、及び無負荷電圧値に基づいて、前記アイドリングストップ中の前記蓄電素子の内部抵抗値を算出する算出部と、
    　前記内部抵抗値に基づいて、前記蓄電素子の内部ショートの有無を判定する判定部と
    　を備える、内部ショート判定装置。
  7. 　エンジンのアイドリングを停止するアイドリングストップ中に、蓄電素子の端子間の電圧値、及び前記蓄電素子に流れる電流値を取得し、
    　前記電圧値、前記電流値、及び無負荷電圧値に基づいて、前記アイドリングストップ中の前記蓄電素子の内部抵抗値を算出し、
    　前記内部抵抗値、及び前記エンジンの始動用モータの作動電圧値に基づいて、前記エンジンの再始動が可能であるか否かを判定する、再始動判定方法。
  8. 　コンピュータに、
    　エンジンのアイドリングを停止するアイドリングストップ中に、蓄電素子の端子間の電圧値、及び前記蓄電素子に流れる電流値を取得し、
    　前記電圧値、前記電流値、及び無負荷電圧値に基づいて、前記アイドリングストップ中の前記蓄電素子の内部抵抗値を算出し、
    　前記内部抵抗値、及び前記エンジンの始動用モータの作動電圧値に基づいて、前記エンジンの再始動が可能であるか否かを判定する
    　処理を実行させる、コンピュータプログラム。
PCT/JP2018/037933 2017-11-22 2018-10-11 再始動判定装置、内部ショート判定装置、再始動判定方法、及びコンピュータプログラム WO2019102735A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019556130A JP7408395B2 (ja) 2017-11-22 2018-10-11 再始動判定装置、内部ショート判定装置、再始動判定方法、及びコンピュータプログラム
CN201880075042.8A CN111373625A (zh) 2017-11-22 2018-10-11 再起动判定装置、内部短路判定装置、再起动判定方法、以及计算机程序
EP18881887.6A EP3683913B1 (en) 2017-11-22 2018-10-11 Restart determination device, internal-short determination device, restart determination method, and computer program

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-225039 2017-11-22
JP2017225039 2017-11-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019102735A1 true WO2019102735A1 (ja) 2019-05-31

Family

ID=66631573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/037933 WO2019102735A1 (ja) 2017-11-22 2018-10-11 再始動判定装置、内部ショート判定装置、再始動判定方法、及びコンピュータプログラム

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3683913B1 (ja)
JP (1) JP7408395B2 (ja)
CN (1) CN111373625A (ja)
WO (1) WO2019102735A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021066126A1 (ja) * 2019-10-03 2021-04-08 株式会社Ｇｓユアサ 推定装置、推定方法及びコンピュータプログラム
CN113759277A (zh) * 2020-06-02 2021-12-07 丰田自动车株式会社 电池单元短路检测装置、方法及存储介质
JP7509118B2 (ja) 2021-11-04 2024-07-02 トヨタ自動車株式会社 組電池の劣化診断装置、及び組電池の劣化診断方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022034587A (ja) * 2020-08-19 2022-03-04 株式会社Subaru 車両用制御装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010023660A (ja) * 2008-07-18 2010-02-04 Mazda Motor Corp ハイブリッド自動車の制御方法及びその装置
JP2010066161A (ja) * 2008-09-11 2010-03-25 Mitsumi Electric Co Ltd 電池状態検知装置及びそれを内蔵する電池パック、並びに電池状態検知方法
JP2015075009A (ja) * 2013-10-08 2015-04-20 本田技研工業株式会社 内燃機関の自動停止再始動装置
JP2016114584A (ja) 2014-12-18 2016-06-23 株式会社デンソー バッテリの劣化状態判定装置及び劣化状態判定方法
JP2016211405A (ja) * 2015-05-01 2016-12-15 カルソニックカンセイ株式会社 アイドリングストップ可否判定装置
JP2017003286A (ja) * 2015-06-04 2017-01-05 富士通テン株式会社 バッテリ管理装置、及び、バッテリ管理方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004236381A (ja) * 2003-01-28 2004-08-19 Honda Motor Co Ltd 蓄電池の充放電制御装置および車両用蓄電池の充放電制御装置
JP5050325B2 (ja) * 2005-07-12 2012-10-17 日産自動車株式会社 組電池用制御装置
JP2009208639A (ja) * 2008-03-04 2009-09-17 Toyota Motor Corp バッテリ短絡検出装置、バッテリ識別装置及びこれを用いたアイドリングストップ制御装置
JP5297751B2 (ja) * 2008-10-03 2013-09-25 株式会社日立製作所 電源制御装置、車両走行制御システム及び蓄電池劣化状態検知方法
JP2010163879A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Honda Motor Co Ltd アイドルストップ制御装置
JP5558941B2 (ja) * 2010-06-30 2014-07-23 三洋電機株式会社 電池の内部抵抗の検出方法
JP2013026058A (ja) * 2011-07-22 2013-02-04 Panasonic Corp 車両用電源装置
CN107064815B (zh) * 2017-03-31 2019-09-20 惠州市蓝微新源技术有限公司 一种电池内阻计算方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010023660A (ja) * 2008-07-18 2010-02-04 Mazda Motor Corp ハイブリッド自動車の制御方法及びその装置
JP2010066161A (ja) * 2008-09-11 2010-03-25 Mitsumi Electric Co Ltd 電池状態検知装置及びそれを内蔵する電池パック、並びに電池状態検知方法
JP2015075009A (ja) * 2013-10-08 2015-04-20 本田技研工業株式会社 内燃機関の自動停止再始動装置
JP2016114584A (ja) 2014-12-18 2016-06-23 株式会社デンソー バッテリの劣化状態判定装置及び劣化状態判定方法
JP2016211405A (ja) * 2015-05-01 2016-12-15 カルソニックカンセイ株式会社 アイドリングストップ可否判定装置
JP2017003286A (ja) * 2015-06-04 2017-01-05 富士通テン株式会社 バッテリ管理装置、及び、バッテリ管理方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3683913A4

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021066126A1 (ja) * 2019-10-03 2021-04-08 株式会社Ｇｓユアサ 推定装置、推定方法及びコンピュータプログラム
JP2021060228A (ja) * 2019-10-03 2021-04-15 株式会社Ｇｓユアサ 推定装置、推定方法及びコンピュータプログラム
JP7451923B2 (ja) 2019-10-03 2024-03-19 株式会社Ｇｓユアサ 推定装置、推定方法及びコンピュータプログラム
CN113759277A (zh) * 2020-06-02 2021-12-07 丰田自动车株式会社 电池单元短路检测装置、方法及存储介质
JP7509118B2 (ja) 2021-11-04 2024-07-02 トヨタ自動車株式会社 組電池の劣化診断装置、及び組電池の劣化診断方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3683913A1 (en) 2020-07-22
EP3683913B1 (en) 2023-02-22
JPWO2019102735A1 (ja) 2020-12-17
EP3683913A4 (en) 2021-05-26
JP7408395B2 (ja) 2024-01-05
CN111373625A (zh) 2020-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019102735A1 (ja) 再始動判定装置、内部ショート判定装置、再始動判定方法、及びコンピュータプログラム
US8907674B2 (en) System and method for determining degradation of rechargeable lithium ion battery
US11285813B2 (en) Estimation device for estimating an SOC of an energy storage device, energy storage apparatus including estimation device for estimating an SOC of an energy storage device, and estimation method for estimating an SOC of an energy storage device
US10962597B2 (en) Measurement apparatus, energy storage apparatus, measurement system, and offset error measurement method
US9939494B2 (en) Battery system and method of determining polarization of secondary battery
WO2014080764A1 (ja) 二次電池の状態推定装置及び方法
JP2018146416A (ja) 電気化学素子の管理装置
WO2022224681A1 (ja) 電池監視装置及びそれが搭載された電動車両
CN117651876A (zh) 估计装置、蓄电装置、估计方法
KR101268082B1 (ko) 분극전압과 개로전압을 이용한 배터리 잔존용량 추정방법
JP7100151B2 (ja) 電池制御装置
JP6350886B2 (ja) リチウムイオン電池の劣化判定方法
US12049156B2 (en) Management apparatus, management method, and vehicle
US11644514B2 (en) Deterioration amount estimation device, energy storage system, deterioration amount estimation method, and computer program
JP5535092B2 (ja) 鉛蓄電池状態検出装置および鉛蓄電池状態検出方法
WO2020100896A1 (ja) 管理装置、管理方法
JP2021071415A (ja) 蓄電量推定装置、蓄電量推定方法及びコンピュータプログラム
WO2022249784A1 (ja) 補正装置、蓄電装置、補正方法
WO2023062894A1 (ja) 鉛蓄電デバイス、情報処理方法及びコンピュータプログラム
WO2021066126A1 (ja) 推定装置、推定方法及びコンピュータプログラム
WO2019203104A1 (ja) 蓄電装置、及び、蓄電素子の管理方法
Bárány Lead-Acid Battery State Detection for Automotive Elektrical Energy Management

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18881887

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019556130

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018881887

Country of ref document: EP

Effective date: 20200416

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE