JP2007244007A - 車両用バッテリの充電制御装置及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両用バッテリの充電率をより正確に補正、管理可能な車両用バッテリの充電制御装置を提供する。
【解決手段】充電ECU10は、バッテリ20の劣化度に応じた目標充電電圧に基づいてオルタネータ30の発電量を制御しバッテリ20の充電率を補正する充電率補正処理を実行する。これにより、バッテリ20の目標充電電圧がバッテリ20の劣化度に応じて決定されるため、車両用バッテリの充電率がより正確に補正され、車両用バッテリの充電率をより正確に管理可能となり、バッテリ20がるのを防ぐことができる。
【選択図】図1
【解決手段】充電ECU10は、バッテリ20の劣化度に応じた目標充電電圧に基づいてオルタネータ30の発電量を制御しバッテリ20の充電率を補正する充電率補正処理を実行する。これにより、バッテリ20の目標充電電圧がバッテリ20の劣化度に応じて決定されるため、車両用バッテリの充電率がより正確に補正され、車両用バッテリの充電率をより正確に管理可能となり、バッテリ20がるのを防ぐことができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両用バッテリの充電制御装置及びその方法に関する。
近年、車両の安全性や快適性を向上させる等のために車両の電装品の数が増加していることから、車両に搭載されるバッテリの電気負荷が増大し、バッテリの性能が劣化しやすい状況にある。このため、バッテリの充電技術は極めて重要であり、バッテリの性能低下等を防ぐために様々な充電技術が開示されている(例えば、特許文献1〜5を参照)。
このような充電技術においては、例えば、充電率が所定の値に達するとオルタネータによる発電をカットして無駄な充電を防ぎつつ過充電によるバッテリ性能の劣化を防ぐと共に、所定期間毎に一定電圧によりバッテリを充電して充電率を更新(リセット)することが行われている。
特開平6−22468号公報
特開2001−314045号公報
特開平8−308118号公報
特開2000−116013号公報
特開2001−16796号公報
このような充電技術においては、例えば、充電率が所定の値に達するとオルタネータによる発電をカットして無駄な充電を防ぎつつ過充電によるバッテリ性能の劣化を防ぐと共に、所定期間毎に一定電圧によりバッテリを充電して充電率を更新(リセット)することが行われている。
ところで、上記のような充電技術では、バッテリの充電率(残存容量と満充電容量との比)を正確に計測(算出)する必要がある。バッテリの充電率が正確に計測できないと、バッテリの充電率を精度良くコントロールできないからである。
従来においては、例えば、エンジン始動時にバッテリの開放電圧(充放電がされていない状態のバッテリの電圧)に基づいて残存容量を算出し、その後はバッテリから充放電される電流の値を電流センサで検出してその積算値から残存容量を算出し、これらの残存容量と既知のバッテリの満充電容量とに基づいてバッテリの充電率を算出していた。
しかしながら、このような方法によって算出した充電率は、電流センサに対する外乱やバッテリの状態変化等の影響で実際の充電率と乖離する可能性がある。このため、実際の充電率と乖離した充電率を用いたのでは、バッテリの充電率を正確にコントロールすることが困難である。
また、上記したような充電技術では、実際の充電率と算出した充電率との乖離を防ぐために、所定期間毎に一定電圧によりバッテリを充電して充電率を更新(リセット)するが、バッテリを充電してから次の充電までの間に充電率が大幅に低下したような場合には、バッテリが上がる可能性がある。
従来においては、例えば、エンジン始動時にバッテリの開放電圧(充放電がされていない状態のバッテリの電圧)に基づいて残存容量を算出し、その後はバッテリから充放電される電流の値を電流センサで検出してその積算値から残存容量を算出し、これらの残存容量と既知のバッテリの満充電容量とに基づいてバッテリの充電率を算出していた。
しかしながら、このような方法によって算出した充電率は、電流センサに対する外乱やバッテリの状態変化等の影響で実際の充電率と乖離する可能性がある。このため、実際の充電率と乖離した充電率を用いたのでは、バッテリの充電率を正確にコントロールすることが困難である。
また、上記したような充電技術では、実際の充電率と算出した充電率との乖離を防ぐために、所定期間毎に一定電圧によりバッテリを充電して充電率を更新(リセット)するが、バッテリを充電してから次の充電までの間に充電率が大幅に低下したような場合には、バッテリが上がる可能性がある。
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、車両用バッテリの充電率をより正確に補正、管理可能な車両用バッテリの充電制御装置及びその方法を提供することにある。
本発明の車両用バッテリの充電制御装置は、車両用バッテリの劣化度に応じた目標充電電圧に基づいてオルタネータの発電量を制御し車両用バッテリの充電率を補正する充電率補正処理を実行する、ことを特徴としている。
この構成によれば、車両用バッテリの劣化度に応じて決定された目標充電電圧で充電されるため、車両用バッテリの充電率がより正確に補正される。
この構成によれば、車両用バッテリの劣化度に応じて決定された目標充電電圧で充電されるため、車両用バッテリの充電率がより正確に補正される。
上記構成において、充電率補正処理を定期的に実行する構成を採用できる。
この構成によれば、定期的に充電率補正処理が実行されることにより、バッテリが上がる可能性を大幅に低下させることができる。
この構成によれば、定期的に充電率補正処理が実行されることにより、バッテリが上がる可能性を大幅に低下させることができる。
上記構成において、車両用バッテリの充電率が所定値より低下した場合に、充電率補正処理を実行する、構成を採用できる。
この構成によれば、充電率の低下が検出されると速やかに充電率を回復させる処理が実行されるので、バッテリが上がるのをより確実に防ぐことができる。
この構成によれば、充電率の低下が検出されると速やかに充電率を回復させる処理が実行されるので、バッテリが上がるのをより確実に防ぐことができる。
上記構成において、目標充電電圧と前記車両用バッテリの実電圧とが略一致したのち、オルタネータの発電量を調整して車両用バッテリの充放電量を所定値以下にしたところで充電率補正処理を終了する、構成を採用できる。
この構成によれば、車両用バッテリの充放電量が実際に所定値以下になるまで制御するので、充電率が精度良く補正される。
この構成によれば、車両用バッテリの充放電量が実際に所定値以下になるまで制御するので、充電率が精度良く補正される。
上記構成において、車両用バッテリの充放電量が所定値以下となったところで取得した車両用バッテリの電圧に基づいて、充電率の管理に用いる算出充電率の値を更新する、構成を採用できる。
この構成によれば、バッテリの実際の開放電圧又はそれに近い電圧に基づいて充電率を算出できるので、実際の充電率と算出充電率との差異を非常に小さくすることができる。
この構成によれば、バッテリの実際の開放電圧又はそれに近い電圧に基づいて充電率を算出できるので、実際の充電率と算出充電率との差異を非常に小さくすることができる。
上記構成において、目標充電電圧に基づいて目標充電電気量を算出し、オルタネータの発電量が目標充電電気量を越えたところで充電率補正処理を終了する、構成を採用できる。
この構成によれば、オルタネータの発電量を検出するだけで充電率補正処理を終了するタイミングを判断でき、処理が容易となる。
この構成によれば、オルタネータの発電量を検出するだけで充電率補正処理を終了するタイミングを判断でき、処理が容易となる。
上記構成において、車両用バッテリの理論内部抵抗値と実内部抵抗値との偏差に基づいて、車両用バッテリの劣化度を検出する、構成を採用できる。
この構成によれば、実測内部抵抗値を用いるのでバッテリの劣化度をより精度良く特定できる。
この構成によれば、実測内部抵抗値を用いるのでバッテリの劣化度をより精度良く特定できる。
上記構成において、目標充電電圧と共に、車両の運転状態、車両用バッテリの実電圧、電装品の使用率の少なくともいずれかを考慮してオルタネータに発電させるべき発電量を決定する、構成を採用できる。
この構成によれば、車両の運転状態、車両用バッテリの実電圧、電装品使用率等のオルタネータの発電量に影響を及ぼす要因を考慮してオルタネータに発電させるべき発電量を決定する、所望の充電率を達成するのに必要なオルタネータの発電量をより精度良く算出できる。
この構成によれば、車両の運転状態、車両用バッテリの実電圧、電装品使用率等のオルタネータの発電量に影響を及ぼす要因を考慮してオルタネータに発電させるべき発電量を決定する、所望の充電率を達成するのに必要なオルタネータの発電量をより精度良く算出できる。
本発明の車両用バッテリの充電制御方法は、車両用バッテリの劣化度に応じた目標充電電圧に基づいてオルタネータの発電量を制御し車両用バッテリの充電率を補正する充電率補正ステップを有する、ことを特徴としている。
本発明によれば、車両用バッテリの充電率をより正確に補正、管理することが可能となる。
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の一実施例に係る車両用バッテリの充電制御システムの構成を示す機能ブロック図である。
この車両用バッテリの充電システム、図1に示すように、充電制御装置としての充電ECU(Electric Control Unit)10、車両用バッテリ20(以下、バッテリ20という)、オルタネータ30、電機負荷40、各種センサ・スイッチ群50、電流センサ60、液温センサ70等から構成されている。
図1は、本発明の一実施例に係る車両用バッテリの充電制御システムの構成を示す機能ブロック図である。
この車両用バッテリの充電システム、図1に示すように、充電制御装置としての充電ECU(Electric Control Unit)10、車両用バッテリ20(以下、バッテリ20という)、オルタネータ30、電機負荷40、各種センサ・スイッチ群50、電流センサ60、液温センサ70等から構成されている。
バッテリ20は、例えば、鉛蓄電池等からなり、蓄積した電力を車両の各種電装品へ供給する。
オルタネータ30は、例えば、図示しないベルトを介して車両のエンジンにより駆動され、発電した交流出力をダイオードで整流し、直流に変換して各種電装品等へ必要な電力を供給すると共に、バッテリ100を充電するための電力を供給する。また、オルタネータ30は、後述するように、充電ECU10からの制御指令10sに応じて、発電量や発電電圧が制御される。
オルタネータ30は、例えば、図示しないベルトを介して車両のエンジンにより駆動され、発電した交流出力をダイオードで整流し、直流に変換して各種電装品等へ必要な電力を供給すると共に、バッテリ100を充電するための電力を供給する。また、オルタネータ30は、後述するように、充電ECU10からの制御指令10sに応じて、発電量や発電電圧が制御される。
電気負荷40は、ランプ、ブロア、アクチュエータ、エアコン、オーディオ装置、スタータ、ウィンカー、ヘッドライト、燃料噴射やアンチロックブレーキシステムのような制御システム等の各種電装品からなる。電気負荷40を構成する各種電装品は、充電ECU10に対して使用状況の情報(使用率)を出力する。
電流センサ60は、バッテリ20から充放電される電流を検出し、その電流検出値を充電ECU10へ出力する。
液温センサ70は、バッテリ20のバッテリ液の温度を検出してその液温を充電ECU10へ出力する。
液温センサ70は、バッテリ20のバッテリ液の温度を検出してその液温を充電ECU10へ出力する。
各種センサ・スイッチ群50は、車速、スロットル開度、アイドル状態、エンジン回転数など車両の運転状態を検出する各種センサや各種スイッチからなり、車両の運転状態等の情報を充電ECU10へ出力する。
充電ECU10は、図示しないプロセッサ、メモリ等のハードウエアと所要のソフトウエア等から構成され、バッテリ20の総合的な管理を行う。尚、充電ECU10には、図1に示すように、バッテリ20の電圧が常時入力されている。
充電ECU10は、基本的には、バッテリ20の充電率が所定値を越えるとオルタネータ30による発電をカットして無駄な充電を防ぎつつ過充電によるバッテリ性能の劣化を防ぐと共に、後述するように、定期的に充電率を補正する処理を実行する。尚、バッテリ20の充電率とは、バッテリ20の満充電容量に対する残存容量の比である。この充電率は、例えば、エンジン始動時には、バッテリ20の電圧(開放電圧)から算出され、その後は、電流センサ60の検出する電流値の積算地に基づいて算出される。また、算出された充電率は、後述する充電率を補正する処理が実行される毎に更新(補正)される。
充電ECU10は、基本的には、バッテリ20の充電率が所定値を越えるとオルタネータ30による発電をカットして無駄な充電を防ぎつつ過充電によるバッテリ性能の劣化を防ぐと共に、後述するように、定期的に充電率を補正する処理を実行する。尚、バッテリ20の充電率とは、バッテリ20の満充電容量に対する残存容量の比である。この充電率は、例えば、エンジン始動時には、バッテリ20の電圧(開放電圧)から算出され、その後は、電流センサ60の検出する電流値の積算地に基づいて算出される。また、算出された充電率は、後述する充電率を補正する処理が実行される毎に更新(補正)される。
次に、充電ECU10の充電率補正処理について図2ないし図11を参照して説明する。
ここで、図2は充電率補正処理の一例を示すフローチャート、図3は目標充電電圧算出処理の一例を示すフローチャート、図4はバッテリ液温度とバッテリ内部抵抗値との関係の一例を示すグラフ、図5は理論内部抵抗値と実内部抵抗値との偏差に対応するバッテリ劣化度を示す図、図6はバッテリ劣化度と目標充電電圧との関係の一例を示すグラフ、図7はバッテリ液温度と目標充電電圧補正値との関係の一例を示すグラフ、図8は車両の走行状況に応じた発電量と発電指令電流値との関係の一例を示すグラフ、図9は車両の走行状況に応じた発電量と発電指令電流値との関係の他の例を示すグラフ、図10はバッテリ電圧とバッテリ充電率との関係の一例を示すグラフ、及び、図11は液温度とバッテリ充電率補正値との関係の一例を示すグラフである。
ここで、図2は充電率補正処理の一例を示すフローチャート、図3は目標充電電圧算出処理の一例を示すフローチャート、図4はバッテリ液温度とバッテリ内部抵抗値との関係の一例を示すグラフ、図5は理論内部抵抗値と実内部抵抗値との偏差に対応するバッテリ劣化度を示す図、図6はバッテリ劣化度と目標充電電圧との関係の一例を示すグラフ、図7はバッテリ液温度と目標充電電圧補正値との関係の一例を示すグラフ、図8は車両の走行状況に応じた発電量と発電指令電流値との関係の一例を示すグラフ、図9は車両の走行状況に応じた発電量と発電指令電流値との関係の他の例を示すグラフ、図10はバッテリ電圧とバッテリ充電率との関係の一例を示すグラフ、及び、図11は液温度とバッテリ充電率補正値との関係の一例を示すグラフである。
充電ECU10は、図2に示す充電率補正処理1を、車両のエンジンが始動されてバッテリ20の充放電が開始された後、定期的に実行する。
先ず、充電ECU10は、所定時間を経過したかを判断し(ステップST1)、経過していない場合には処理を終了し、経過した場合には、バッテリ20を充電する際の目標充電電圧を決定する(ステップST2)。
先ず、充電ECU10は、所定時間を経過したかを判断し(ステップST1)、経過していない場合には処理を終了し、経過した場合には、バッテリ20を充電する際の目標充電電圧を決定する(ステップST2)。
ここで、目標充電電圧の決定処理について図3のフローチャートを参照して説明する。
充電ECU10は、先ず、バッテリ容量を読み出す(ステップST21)。バッテリ容量は、例えば、不揮発性メモリ等に予め記憶されている。
充電ECU10は、先ず、バッテリ容量を読み出す(ステップST21)。バッテリ容量は、例えば、不揮発性メモリ等に予め記憶されている。
次いで、充電ECU10は、バッテリ20の理論内部抵抗値を算出する(ステップST23)。ここで、理論内部抵抗値は、バッテリ容量毎にバッテリ液温度に応じて、例えば、図4に示すような値をとる。図4において、バッテリ液温度(以下、液温度)が高くなるほど、理論内部抵抗値は低下することがわかる。充電ECU10は、図4に示すようなデータをバッテリ容量毎に保持しており、バッテリ容量と液温度からバッテリ20の理論内部抵抗値を特定する。
次いで、充電ECU10は、バッテリ20の実内部抵抗値を取得する。実内部抵抗値は、例えば図4に点線で示すように、理論内部抵抗値とは乖離しており、この乖離の大きさとバッテリ20の劣化との間に相関があり、これにより、バッテリ20の劣化度を判定することができる。バッテリ20の実内部抵抗値は、例えば、エンジン始動時にバッテリ20の電圧等を測定することにより、測定できる。尚、バッテリ20の実内部抵抗値の測定方法については周知であるので、説明を省略する。
次いで、充電ECU10は、バッテリ20の理論内部抵抗値と実内部抵抗値との偏差を算出する(ステップST25)。そして、この偏差に基づいて、バッテリ20の劣化度を判定する(ステップST26)。充電ECU10は、例えば、図5に示すように、理論内部抵抗値と実内部抵抗値との偏差と劣化度のテーブルを予め保持しており、このテーブルに従ってバッテリ20の劣化度を判定する。
次いで、充電ECU10は、判定した劣化度に応じてバッテリ20の目標充電電圧を決定する(ステップST27)。充電ECU10は、例えば、図6に示すように、各劣化度に対して設定すべき目標充電電圧のデータを保持しており、このデータに基づいて目標充電電圧を決定する。
尚、充電ECU10は、例えば、図7に示すように、液温度に対応した目標充電電圧補正値のデータを保持しており、現在の液温度に応じて図6のデータを用いて決定された目標充電電圧をさらに補正(補正値を掛ける)してもよい。
尚、充電ECU10は、例えば、図7に示すように、液温度に対応した目標充電電圧補正値のデータを保持しており、現在の液温度に応じて図6のデータを用いて決定された目標充電電圧をさらに補正(補正値を掛ける)してもよい。
図2に戻って、充電ECU10は、液温度を取得し(ステップST3)、車両の走行状況(運転状況)を取得し(ステップST4)、電装品使用率を取得し(ステップST5)、その後に、決定された目標充電電圧と液温度、車両の走行状況及び電装品使用率の少なくともいずれかを考慮してバッテリ20へ充電するためのオルタネータ20の発電量を算出する。
具体的には、決定された目標充電電圧をVt、バッテリ20の実電圧をVr、バッテリ20の実内部抵抗値をRとすると、基本的に必要なオルタネータ20の発電量BGAは、次式(1)により算出される。
具体的には、決定された目標充電電圧をVt、バッテリ20の実電圧をVr、バッテリ20の実内部抵抗値をRとすると、基本的に必要なオルタネータ20の発電量BGAは、次式(1)により算出される。
BGA={(Vt−Vr)/R}×R×R (1)
次いで、充電ECU10は、この発電量BGAを基に、車両の走行状態を考慮してオルタネータ20の発生すべき電流値(発電指令電流値)を算出する。
充電ECU10は、例えば、図8及び図9に示すような発電量BGAと発電指令電流値とを関係付けるマップを保持しており、このマップから車両の走行状態を考慮した発電指令電流値を決定する。
具体的には、図8はバッテリ20Gは高充電率状態にあるときのマップであり、図9は低い充電率状態にあるときのバッテリである。図8に示すマップは、高充電率状態にあるときは、車両が減速走行、定速走行あるいはアイドリング状態に応じてそれぞれ異なっており、加速時には発電をカットするように設定されている。
一方、低い充電率状態にあるときは、減速走行、定速走行、アイドリング及び加速走行のいずれの走行状態であっても充電が必要であるので、図9に示すようなマップになっている。
充電ECU10は、例えば、図8及び図9に示すような発電量BGAと発電指令電流値とを関係付けるマップを保持しており、このマップから車両の走行状態を考慮した発電指令電流値を決定する。
具体的には、図8はバッテリ20Gは高充電率状態にあるときのマップであり、図9は低い充電率状態にあるときのバッテリである。図8に示すマップは、高充電率状態にあるときは、車両が減速走行、定速走行あるいはアイドリング状態に応じてそれぞれ異なっており、加速時には発電をカットするように設定されている。
一方、低い充電率状態にあるときは、減速走行、定速走行、アイドリング及び加速走行のいずれの走行状態であっても充電が必要であるので、図9に示すようなマップになっている。
充電ECU10は、車両の走行状態を考慮して発電指令電流値を決定したのち、この発電指令電流値に現在使用されている電装品の使用電流値を加算して最終的な発電指令電流値を求める。これにより、オルタネータ20に指令する発電量(発電指令電流値)の決定処理が完了する。
次いで、充電ECU10は、オルタネータ20に発電指令電流値に応じた制御指令10sを出力する(ステップST7)。これにより、オルタネータ20が発電を開始する。
充電ECU10は、バッテリ20の実電圧Vrが目標充電電圧Vtに略等しくなったかを判断し(ステップST8)、略等しくない場合には、上記のステップST3〜ST7の処理を繰り返す。
バッテリ20の実電圧Vrが目標充電電圧Vtと略等しくなった場合には、オルタネータ20の発電量を調整し(ステップST9)、バッテリ20の充放電量(電流値)を所定値(零に近い値)以下になったかを判断する。すなわち、この所定値はバッテリ20が充放電しなくなり、端子が開放された状態と同等の状態とみなせる状態である。
充電ECU10は、所定値以下になったところで、バッテリ20の電圧(開放電圧)を取得する(ステップST11)。
充電ECU10は、バッテリ20の実電圧Vrが目標充電電圧Vtに略等しくなったかを判断し(ステップST8)、略等しくない場合には、上記のステップST3〜ST7の処理を繰り返す。
バッテリ20の実電圧Vrが目標充電電圧Vtと略等しくなった場合には、オルタネータ20の発電量を調整し(ステップST9)、バッテリ20の充放電量(電流値)を所定値(零に近い値)以下になったかを判断する。すなわち、この所定値はバッテリ20が充放電しなくなり、端子が開放された状態と同等の状態とみなせる状態である。
充電ECU10は、所定値以下になったところで、バッテリ20の電圧(開放電圧)を取得する(ステップST11)。
次いで、充電ECU10は、例えば、図10に示すように、バッテリ20の電圧と充電率との関係のデータを保持しており、このデータを用いてバッテリ20の算出充電率を補正(更新)する(ステップST12)。また、充電ECU10は、例えば、図11に示すように、バッテリ20の実内部抵抗値に応じた充電率補正値のデータを保持しており、この充電率補正値を算出した算出充電率に掛け合わせることにより、充電ECU10が認識している算出充電率と実際の充電率とがさらに精度良く合致する。
充電ECU10は、ステップST12の処理ののち、充電処理を終了する。
充電ECU10は、ステップST12の処理ののち、充電処理を終了する。
尚、上記実施例では、オルタネータ20の発電量の算出や算出充電率の補正に実内部抵抗値Rを使用するが、実内部抵抗値Rも変化する可能性がある。
このため、充電ECU10は、上記の充電率補正処理の途中で、例えば、図12に示すような内部抵抗値更新処理を実行することができる。
図12において、充電ECU10は、所定放電があったかを判断し(ステップST31)、所定放電があった場合には、放電特性を検出する(ステップST32)。放電特性を検出するには、例えば、前回値と今回値との電流差が50アンペア程度のような大きな放電があった場合に、そのときのバッテリ20の電流値及び電圧値を所定時間サンプリングする。そして、このサンプリングした電流値及び電圧値のデータから実内部抵抗値を算出する(ステップST33)。
このため、充電ECU10は、上記の充電率補正処理の途中で、例えば、図12に示すような内部抵抗値更新処理を実行することができる。
図12において、充電ECU10は、所定放電があったかを判断し(ステップST31)、所定放電があった場合には、放電特性を検出する(ステップST32)。放電特性を検出するには、例えば、前回値と今回値との電流差が50アンペア程度のような大きな放電があった場合に、そのときのバッテリ20の電流値及び電圧値を所定時間サンプリングする。そして、このサンプリングした電流値及び電圧値のデータから実内部抵抗値を算出する(ステップST33)。
一方、ステップST31において、所定放電がない場合には、実内部抵抗値Rを前回更新してから所定時間が経過したかを判断し(ステップST34)、所定時間経過している場合には、例えば、図13に示すように、液温度と実内部抵抗補正値とを関係付けるデータを用いて、実内部抵抗値Rを補正して更新する(ステップST35)。所定時間経過していない場合には、実内部抵抗値Rを更新しない。
このように、実内部抵抗値Rを定期的あるいは大電流が流れた際に補正することにより、一層精度良く充電率補正が可能となる。
次に、充電ECU10による他の実施例に係る充電率補正処理2について図14に示すフローチャートを参照して説明する。尚、図14に示す充電率補正処理2は、上記と同様に定期的に実行される。
充電ECU10は、先ず、上記のステップST1、ST2と同様の処理を実行し(ステップST41、ST42)、決定した目標充電電圧Vtからバッテリ20の充電に必要な目標充電電気量BGA2を算出する(ステップST43)。
目標充電電気量BGA2の算出は、バッテリ20の満充電電圧(SOC:充電状態が100%のときの電圧)をVf、放電終期電圧(SOC:充電状態が0%のときの電圧)をVe、バッテリ20の容量をC[Ah]とすると、次式(2)で算出される。
充電ECU10は、先ず、上記のステップST1、ST2と同様の処理を実行し(ステップST41、ST42)、決定した目標充電電圧Vtからバッテリ20の充電に必要な目標充電電気量BGA2を算出する(ステップST43)。
目標充電電気量BGA2の算出は、バッテリ20の満充電電圧(SOC:充電状態が100%のときの電圧)をVf、放電終期電圧(SOC:充電状態が0%のときの電圧)をVe、バッテリ20の容量をC[Ah]とすると、次式(2)で算出される。
BGA2=(Vt−Vr)/(Vf−Ve)×C (2)
次いで、充電ECU10は、液温度を取得し、この液温度に基づいて目標充電電気量BGA2を補正する。充電ECU10は、例えば、図15に示すような液温度と充電電気量補正値とを関係付けるデータを保持しており、これを用いて目標充電電気量BGA2を補正する。
次いで、上記実施例と同様に、車両の走行状況(運転状況)を取得し(ステップST46)、電装品使用率を取得し(ステップST47)、その後に、補正後の目標充電電気量BGA2と、液温度、車両の走行状況及び電装品使用率の少なくともいずれかを考慮してオルタネータ20の発電すべき発電量を算出する(ステップST48)。
その後、充電ECU10は、電流センサ60の検出した電流値の積算に基づいてバッテリ20への充電電気量を算出しつつ、この充電電気量が補正後の目標充電電気量BGA2を越えたかを判断する(ステップST49)。
充電ECU10は、充電電気量が補正後の目標充電電気量BGA2を越えたところで、上記と同様に算出充電率を補正し(ステップST50)、処理を終了する。
充電ECU10は、充電電気量が補正後の目標充電電気量BGA2を越えたところで、上記と同様に算出充電率を補正し(ステップST50)、処理を終了する。
本実施例では、予め目標充電電気量BGA2を算出して充電電気量がこれに達したかを判断することで、充電を終了させるので、上記実施例のようにオルタネータ20による微調整が不要となり、処理が簡素化される。
次に、充電ECU10によるさらに他の実施例に係る充電率補正処理3について図16に示すフローチャートを参照して説明する。
上述した各実施例では、充電率補正処理を定期的に実行する場合について説明したが、本実施例では、エンジン駆動中にバッテリ20の充電率が低下した場合に速やかに充電率を補正することができる処理について説明する。
充電ECU10は、先ず、図16に示すように、充電率が所定値未満かを判断する(ステップST61)。尚、この判断に用いる充電率は、上記した算出充電率である。
充電率が所定値未満、すなわち、充電率が低下している場合には、上記実施例と同様に、目標充電電圧Vtの決定(ステップST62)、液温度の取得(ステップST63)、電装品使用率の取得(ステップST64)、オルタネータ20の発電量の決定(ステップST65)、オルタネータ20への制御指令10sの出力(ステップST66)の各処理を実行し、バッテリ20の実電圧Vrが目標充電電圧Vtと略等しくなったかを判断する(ステップST67)。
そして、バッテリ20の実電圧Vrが目標充電電圧Vtと略等しくなった場合には、充電処理を終了する。
上述した各実施例では、充電率補正処理を定期的に実行する場合について説明したが、本実施例では、エンジン駆動中にバッテリ20の充電率が低下した場合に速やかに充電率を補正することができる処理について説明する。
充電ECU10は、先ず、図16に示すように、充電率が所定値未満かを判断する(ステップST61)。尚、この判断に用いる充電率は、上記した算出充電率である。
充電率が所定値未満、すなわち、充電率が低下している場合には、上記実施例と同様に、目標充電電圧Vtの決定(ステップST62)、液温度の取得(ステップST63)、電装品使用率の取得(ステップST64)、オルタネータ20の発電量の決定(ステップST65)、オルタネータ20への制御指令10sの出力(ステップST66)の各処理を実行し、バッテリ20の実電圧Vrが目標充電電圧Vtと略等しくなったかを判断する(ステップST67)。
そして、バッテリ20の実電圧Vrが目標充電電圧Vtと略等しくなった場合には、充電処理を終了する。
このように、充電ECU10が充電率を常時監視しておき、充電率が低下した場合には、バッテリ30の劣化度を考慮して目標充電電圧Vtを決定してこれに基づいて充電処理を実行することにより、低下した充電率を速やかに復元できると共に、適正な充電率にコントロールすることができる。
尚、本実施例では、充電率の低下を検出した後、バッテリ20を速やかに充電する観点から、車両の走行状況を考慮していないが、車両の走行状況を考慮することも可能である。
尚、本実施例では、充電率の低下を検出した後、バッテリ20を速やかに充電する観点から、車両の走行状況を考慮していないが、車両の走行状況を考慮することも可能である。
次に、充電ECU10によるさらに他の実施例に係る充電率補正処理3について図17に示すフローチャートを参照して説明する。
本実施例と図16で説明した実施例とで異なる点は、目標充電電圧Vtを決定したのち(ステップST72)、この目標充電電圧Vtから図14で説明した実施例と同様に目標充電電気量を算出し(ステップST73)、最終的にバッテリ20の充電電気量が目標充電電気量を越えたかを判断し(ステップST79)、越えたところで処理を終了する点である。他のステップST71、ST74〜ST78は図16で説明した実施例と同様である。
本実施例と図16で説明した実施例とで異なる点は、目標充電電圧Vtを決定したのち(ステップST72)、この目標充電電圧Vtから図14で説明した実施例と同様に目標充電電気量を算出し(ステップST73)、最終的にバッテリ20の充電電気量が目標充電電気量を越えたかを判断し(ステップST79)、越えたところで処理を終了する点である。他のステップST71、ST74〜ST78は図16で説明した実施例と同様である。
上記実施例では、内燃機関で駆動される車両に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、内燃機関と電動モータの双方を備えるハイブリッド自動車におけるバッテリにも適用可能である。
10…充電ECU(充電制御装置)
20…バッテリ(車両用バッテリ)
30…オルタネータ
40…電気負荷
50…各種センサ・スイッチ群
60…電流センサ
70…液温センサ
20…バッテリ(車両用バッテリ)
30…オルタネータ
40…電気負荷
50…各種センサ・スイッチ群
60…電流センサ
70…液温センサ
Claims (9)
- 車両用バッテリの劣化度に応じた目標充電電圧に基づいてオルタネータの発電量を制御し前記車両用バッテリの充電率を補正する充電率補正処理を実行する、
ことを特徴とする車両用バッテリの充電制御装置。 - 前記充電率補正処理を定期的に実行する、ことを特徴とする請求項1に記載の車両用バッテリの充電制御装置。
- 前記車両用バッテリの充電率が所定値より低下した場合に、前記充電率補正処理を実行する、ことを特徴とする請求項1に記載の車両用バッテリの充電制御装置。
- 前記目標充電電圧と前記車両用バッテリの実電圧とが略一致したのち、前記オルタネータの発電量を調整して前記車両用バッテリの充放電量を所定値以下にしたところで前記充電率補正処理を終了する、ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の車両用バッテリの充電制御装置。
- 前記車両用バッテリの充放電量が所定値以下となったところで取得した前記車両用バッテリの電圧に基づいて、前記充電率の管理に用いる算出充電率の値を更新する、ことを特徴とする請求項4に記載の車両用バッテリの充電制御装置。
- 前記目標充電電圧に基づいて目標充電電気量を算出し、前記オルタネータの発電量が前記目標充電電気量を越えたところで前記充電率補正処理を終了する、ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の車両用バッテリの充電制御装置。
- 前記車両用バッテリの理論内部抵抗値と実内部抵抗値との偏差に基づいて、前記車両用バッテリの劣化度を決定する、ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の車両用バッテリの充電制御装置。
- 前記目標充電電圧と共に、車両の運転状態、前記車両用バッテリの実電圧、電装品の使用率の少なくともいずれかを考慮して前記オルタネータに発電させるべき発電量を決定する、ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の車両用バッテリの充電制御装置。
- 車両用バッテリの劣化度に応じた目標充電電圧に基づいてオルタネータの発電量を制御し前記車両用バッテリの充電率を補正する充電率補正ステップを有する、
ことを特徴とする車両用バッテリの充電制御方法。
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JP2006058802A JP2007244007A (ja) | 2006-03-06 | 2006-03-06 | 車両用バッテリの充電制御装置及びその方法 |
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-
2006
- 2006-03-06 JP JP2006058802A patent/JP2007244007A/ja not_active Withdrawn
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