JP2010247556A - エコラン制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】バッテリ状態に基づいて最適なバッテリ充電を行うことで、車両のバッテリ劣化を効果的に抑制することができるエコラン制御装置を提供する。
【解決手段】エコランECU10は、車両のアイドリングストップ回数、アイドリングストップ時間、鉛バッテリ30の放電量、電圧降下量、バッテリSOC、補充電実行回数の少なくとも一つに基づいて鉛バッテリ30の劣化具合を認識し、劣化具合が所定の値に達した際に、遅滞なく鉛バッテリ30に対し高電圧・低電流でのリフレッシュ充電の実行を指示することにより、エコラン制御中のバッテリ過放電によって鉛バッテリ30の電極へ付着した硫酸鉛を効果的に除去することができる。よって、エコラン制御を実施する車両のバッテリ電極へのサルフェーション発生を抑制することができ、その結果、バッテリの劣化を効果的に抑制することができる。
【選択図】 図3
【解決手段】エコランECU10は、車両のアイドリングストップ回数、アイドリングストップ時間、鉛バッテリ30の放電量、電圧降下量、バッテリSOC、補充電実行回数の少なくとも一つに基づいて鉛バッテリ30の劣化具合を認識し、劣化具合が所定の値に達した際に、遅滞なく鉛バッテリ30に対し高電圧・低電流でのリフレッシュ充電の実行を指示することにより、エコラン制御中のバッテリ過放電によって鉛バッテリ30の電極へ付着した硫酸鉛を効果的に除去することができる。よって、エコラン制御を実施する車両のバッテリ電極へのサルフェーション発生を抑制することができ、その結果、バッテリの劣化を効果的に抑制することができる。
【選択図】 図3
Description
本発明は、エコラン制御装置に関する。特に、車両に搭載されるバッテリの劣化を抑制する技術に関する。
車両の燃費改善、および排気ガスの排出量を抑制することを目的として、所定のエンジン停止条件が成立するとエンジンを停止し、その後、所定のエンジン始動条件が成立するとエンジンを再始動させるエコラン制御が広く適用されている。
エコラン制御を実施する車両として、エンジン全般の制御を司るエンジンECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)と、エコラン制御を司るエコランECUとを備えたものが知られている。エコランECUは、車両が停止し、エコラン制御可能な状態になると、エンジンECUに対してエコラン要求を出力する。エンジンECUは、エコラン要求を受け付けると、燃料カットを実施し、エンジンを停止させる。
また、エンジンの始動時には、エコランECUがドライバの始動操作(シフト操作、ブレーキ操作、クラッチ操作など)を検出し、エンジンの始動要求をエンジンECUに送信する。エンジンECUは、エンジンの回転数などの情報から、スタータモータによるエンジン駆動が必要であるか否かを判定する。スタータモータによるエンジン始動が必要であると判定すると、エンジンECUはエコランECUに対してスタータ駆動許可信号を出力する。エンジンECUからスタータ駆動許可信号を入力したエコランECUは、スタータモータを駆動してエンジンを始動させる。
ところで、車両に搭載されるバッテリは、車両の各電装品へ供給する電力がオルタネータおよび回生モータの発電する電力を超えた場合に、不足分の電力を車両の各電装品へと供給する役割を担っている。しかしながら、エコラン制御を実施する車両のオルタネータおよび回生モータは、車両のエコラン制御中はエンジンが停止するために発電することができずに、電装品やバッテリへ電力を供給することができない。一方、エコラン制御中においてもエンジンECU、エアコン等の電装品は電力を消費しており、特にアイドリングストップ中からエンジンを再始動させる際のスタータ駆動は大電力を消費する。このように、各電装品やスタータがエコラン制御中に消費する電力を供給するために、バッテリはアイドリングストップのたびに深い放電(過放電)を繰り返すことになり、その結果、通常の車両よりもバッテリの放電量が増加することになる。
車両用に一般的に用いられる鉛バッテリは、正極に二酸化鉛(PbO2)、負極に海綿状鉛(Pb)、電解液として希硫酸(H2SO4)を用いた二次電池である。鉛バッテリの放電時および充電時の化学反応は以下のとおりである。
[放電時]
正極:PbO2+4H++SO4 2− +2e− → PbSO4+2H2O
負極:Pb+SO4 2− → PbSO4+2e−
[充電時]
正極:PbSO4+2H2O → PbO2+4H++SO4 2−
負極:PbSO4+2e− → Pb+SO4 2−
正極:PbO2+4H++SO4 2− +2e− → PbSO4+2H2O
負極:Pb+SO4 2− → PbSO4+2e−
[充電時]
正極:PbSO4+2H2O → PbO2+4H++SO4 2−
負極:PbSO4+2e− → Pb+SO4 2−
上記のように、鉛バッテリの放電時には正極および負極に硫酸鉛(PbSO4)が発生する。これを放置すると、バッテリの正極板および負極板に硫酸鉛の結晶が析出するサルフェーション(白色硫酸鉛化)が発生し、バッテリ極板の表面積が減少し、かつバッテリ内部抵抗が増加することでバッテリの絶対容量が著しく低下する。このように、サルフェーションが発生した鉛バッテリは、極板に析出した硫酸鉛が電気を通さないために充放電のサイクルを実施できず、よってバッテリの性能が劣化してしまう。特に、サルフェーションはバッテリが過放電を繰り返すことで発生し易くなる。
そのため、エコラン制御を実施する車両のバッテリは、通常の車両のバッテリよりも過放電を繰り返すことから、よりサルフェーションが発生し易いといった問題点がある。
このようなエコラン制御を実施する車両のバッテリ性能劣化を抑制するために、定期的にバッテリを高電圧、長時間で強制的に充電させるリフレッシュ充電を実行することで、正極および負極板やバッテリ内部に析出した硫酸鉛の結晶を分解除去する技術が特許文献1に開示されている。
また、バッテリSOC(State Of Charge)が所定値を下回った時間が一定時間を超えた場合に、または所定値を下回った回数が一定回数を超えた場合にリフレッシュ充電を実行することで、バッテリの過放電を抑制してサルフェーションによる劣化を防ぐバッテリ制御方法についての技術が、特許文献2、特許文献3に開示されている。
そして、上記リフレッシュ充電と類似したバッテリへの強制的な充電(補充電)を所定条件ごとに実行し、バッテリの充電率を常に所定値以上に保つことでサルフェーションの発生を抑えることもできるが、このようなバッテリ補充電やリフレッシュ充電の実行中にエコラン制御が実施されると、オルタネータの発電が停止するため、バッテリへの充電を継続できずに補充電やリフレッシュ充電が中断されてしまう。そこで、車両のアイドリングストップ実施中にバッテリ補充電の実行を禁止することができるバッテリ制御方法についての技術が特許文献4に開示されている。逆に、バッテリ補充電の実行中に車両のアイドリングストップを禁止することができる技術が特許文献5に開示されている。
ここで、サルフェーションが発生したバッテリの機能を回復させるためには、バッテリに低電流、高電圧で長時間のリフレッシュ充電を行う必要がある。しかしながら、特許文献1〜4のリフレッシュ充電および補充電は、これら強制充電の実行中にアイドリングストップ条件がそろうと強制充電が中断され、アイドリングストップ終了後に再び最初から強制充電を行わなければならないため、強制充電を効率よく行うことが困難であるといった問題点がある。一方、特許文献5の技術の場合、例えばバッテリ性能回復直後などの劣化具合が少ない場合でも、アイドリングストップ中に補充電の実行条件がそろうと、アイドリングストップが中断されて不必要な補充電が実行されてしまう、といった問題点がある。このように、従来の技術では、エコラン制御を実施する車両のバッテリ性能を効率よく回復させるための最適な強制充電を行うことが困難である、といった問題がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、バッテリ状態に基づいて最適なバッテリ充電を行うことで、車両のバッテリ劣化を効果的に抑制することができるエコラン制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明のエコラン制御装置は、所定の停止条件が成立するとエンジンを自動で停止するとともに、所定の再始動条件が成立すると停止した前記エンジンを再始動するアイドリングストップ制御を行うエコラン制御装置であって、前記アイドリングストップ制御の実施回数を検出するアイドリングストップ回数検出手段と、前記アイドリングストップ回数検出手段により検出されたアイドリングストップ回数の積算値が所定のしきい値に達した場合に、車両の走行中に充電可能な電圧値よりも高い電圧値にて前記バッテリを強制充電するバッテリ制御手段と、を備えることを特徴とする。
特に、本発明のエコラン制御装置は、所定の停止条件が成立するとエンジンを自動で停止するとともに、所定の再始動条件が成立すると停止した前記エンジンを再始動するアイドリングストップ制御を行うエコラン制御装置であって、前記アイドリングストップ制御の実施時間を検出するアイドリングストップ時間検出手段と、前記アイドリングストップ時間検出手段により検出されたアイドリングストップ時間の積算値が所定のしきい値に達した場合に、車両の走行中に充電可能な電圧値よりも高い電圧値にて前記バッテリを強制充電するバッテリ制御手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明のエコラン制御装置は、前記アイドリングストップ時間検出手段が、前記車両のアイドリングストップ制御中における電装品の駆動状況によって、検出したアイドリングストップ時間を補正することを特徴とすることができる。
そして、本発明のエコラン制御装置は、所定の停止条件が成立するとエンジンを自動で停止するとともに、所定の再始動条件が成立すると停止した前記エンジンを再始動するアイドリングストップ制御を行うエコラン制御装置であって、前記アイドリングストップ制御中において放電量検出手段によって検出されるバッテリ放電量を積算し、前記バッテリ放電量の積算値が所定のしきい値に達した場合に、車両の走行中に充電可能な電圧値よりも高い電圧値にて前記バッテリを強制充電するバッテリ制御手段と、を備えることを特徴とする。
更に、本発明のエコラン制御装置は、前記放電量検出手段が検出するバッテリ放電量が、前記車両に備えられる電装品がアイドリングストップ制御中に消費する電流量と、前記車両に備えられるスタータがエンジン再始動時に消費する電流量との和であることを特徴とすることができる。
また、本発明のエコラン制御装置は、所定の停止条件が成立するとエンジンを自動で停止するとともに、所定の再始動条件が成立すると停止した前記エンジンを再始動するアイドリングストップ制御を行うエコラン制御装置であって、前記アイドリングストップ制御中において電圧降下量検出手段によって検出されるバッテリの電圧降下量が所定のしきい値に達した場合に、車両の走行中に充電可能な電圧値よりも高い電圧値にて前記バッテリを強制充電するバッテリ制御手段と、を備えることを特徴とする。
そして、本発明のエコラン制御装置は、所定の停止条件が成立するとエンジンを自動で停止するとともに、所定の再始動条件が成立すると停止した前記エンジンを再始動するアイドリングストップ制御を行うエコラン制御装置であって、車両に搭載されたバッテリの蓄電量を回復させるために実行される補充電の実行回数を検出する補充電実行回数検出手段と、前記補充電実行回数検出手段により検出された補充電実行回数の積算値が所定のしきい値に達した場合に、車両の走行中に充電可能な電圧値よりも高い電圧値にて前記バッテリを強制充電するバッテリ制御手段と、を備えることを特徴とする。
更に、本発明のエコラン制御装置は、所定の停止条件が成立するとエンジンを自動で停止するとともに、所定の再始動条件が成立すると停止した前記エンジンを再始動するアイドリングストップ制御を行うエコラン制御装置であって、車両に搭載されたバッテリの状態量を検出するバッテリ状態量検出手段と、前記車両が実施するアイドリングストップ制御の履歴情報を検出するアイドリングストップ履歴情報検出手段と、前記アイドリングストップ制御により前記バッテリが受けた影響度を、前記バッテリ状態量検出手段と前記アイドリングストップ履歴情報検出手段との少なくとも一方に基づいて数値化する影響度数値化手段と、前記影響度数値化手段により数値化された数値の積算値が所定のしきい値に達した場合に、車両の走行中に充電可能な電圧値よりも高い電圧値にて前記バッテリを強制充電するバッテリ制御手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明のエコラン制御装置は、前記バッテリ状態量検出手段が検出するバッテリ状態量が、前記バッテリが放電するバッテリ放電量と、前記バッテリの電圧降下量と、前記バッテリのSOC(State Of Charge)降下量との少なくとも一つであり、前記アイドリングストップ履歴情報検出手段が検出するアイドリングストップ履歴情報が、前記車両が実施するアイドリングストップの時間であることを特徴とすることができる。
そして、本発明のエコラン制御装置は、前記バッテリ制御手段が前記バッテリへの強制充電を実行するか否かを判断するための前記バッテリ状態量検出手段の検出結果と、前記アイドリングストップ履歴情報検出手段の検出結果が、前記バッテリの使用状況に応じて補正されることを特徴とすることができる。
本発明のエコラン制御装置によれば、エコラン制御中のバッテリ状態情報およびアイドリングストップ履歴情報に基づいて、バッテリ性能回復のための最適な充電をすることができるため、エコラン制御装置を搭載する車両のバッテリ劣化を効果的に抑制することができる。
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。
なお、本明細書におけるエコの定義として、エコノミーとエコロジーの両方、又はいずれか一方の意味を持つものとする。エコノミーとは、燃料の消費を抑えて燃料を節約(省燃費)することを意味する。また、エコロジーとは、化石燃料の消費を抑えたり、又は化石燃料の燃焼などによって生じる有害物質や二酸化炭素の発生および排出を抑えたりすることを意味する。
本発明の実施例1について図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明のエコラン制御装置を組み込んだ車両制御システム1の概略構成を示した説明図である。
図1に示す車両制御システム1は、エコランECU(Electronic Control Unit)10、エンジンECU21、メータECU22、ボディECU23、ブレーキECU24、電動パワーステアリングECU25、エアコンECU26、オーディオECU27、ライトECU28等の複数のECUが通信バスに接続されている。これら複数のECUは、オルタネータ18および鉛バッテリ30からの電力を受けて稼動し、CAN(Controller Area Network)等の通信プロトコルに従って通信を行う。また、上記複数のECUは、キースイッチ14、ニュートラルスイッチ15、スタータリレイ16、およびスタータモータ17とともに配線13によって鉛バッテリ30に接続している。また、鉛バッテリ30は、バッテリの電圧、放電量を検出する電圧計31および電流計32を備えている。
エンジンECU21は、エンジンへの燃料噴射量を電子的に制御するEFI(Electronic Fuel Injection)に接続してエンジン出力を制御し、車両の走行スピードを調整する。また、エンジンECU21は、エンジンの回転数がアイドル回転であった場合には、エコランECU10にエンジン停止許可信号を出力する。そして、エンジンECU21は、エコランECU10からの燃料カット要求に応じて、エンジンへの燃料供給をカットする。更に、エコランECU10から燃料カット解除要求が出力されると、この要求に応じてエンジンに燃料を供給する。
メータECU22は、各種センサ(図示しない)からの検出信号を受け取り、各種演算等を実行することで車速表示、エンジン回転数表示、シフト位置表示、燃料残量表示、水温表示等の表示を行うための出力を発生させる。
ボディECU23は、ドアロック機構やパワーウィンドウ機構等の車両に搭載された機構を制御する。
ブレーキECU24は、ディスクブレーキやドラムブレーキ等のブレーキを作動させて、車両の減速や停止などを電子的に制御する。
電動パワーステアリングECU25は、回転角センサから送られる操作レバーの回転角の量に応じて操舵装置の駆動モータを駆動制御する。
エアコンECU26は、ドライバの要求や車両の走行状態等に基づいてコンプレッサを駆動して車内の空調制御を実施する。
オーディオECU27は、搭乗者の要求や車両の騒音等に基づき、搭乗者が音声を聴き易いようにオーディオ機器の制御を実施する。
ライトECU28は、ドライバの要求や車両の走行状態等に基づいてライトの点灯および消灯や照射強度、角度の制御を実施する。
エコランECU10は、エンジンECU21や図示しない他の各種センサ等からエンジン停止条件及びエンジン始動条件を判断するための情報を受け取り、エンジンの運転時にエンジン停止条件が成立するとエンジンを自動停止させ、エンジンの停止時にエンジン始動条件が満たされるとスタータモータ17を起動させてエンジンを始動させるエコラン制御を実行する。また、エコランECU10は、各種センサからの信号を入力する入力端子を備え、この入力端子からブレーキが作動状態であることを示すブレーキ信号、変速機のシフトポジションを示すシフト信号、車速を示す車速信号、アクセルの開度を示すアクセル開度信号、エンジンの回転数を示すエンジン回転数信号、エンジンの冷却水の温度を示すエンジン水温信号、外気温センサによって測定された外気温等を入力する。
エコランECU10は、エンジンの再始動が必要であると判定すると、エンジンECU21にスタータモータ17によるエンジンの駆動を要求する。エンジンECU21は、エンジンの回転数に応じて、エコランECU10からのスタータ駆動要求を許可するか否かを判定する。エコランECU10は、エンジンECU21からスタータ駆動を許可する許可信号を受信すると、トランジスタ12をオンさせる。キースイッチ(以下、キーSWと略記する)14、ニュートラルスイッチ(以下、ニュートラルSWと略記する)15、スタータリレイ16が接続された配線13には、トランジスタ12を介してバッテリからの電源ライン11が接続されている。エコランECU10のマイコン70によってトランジスタ12がオンされると、スタータリレイ16のコイルが通電し、スタータリレイ16がオンする。スタータリレイ16がオンするとスタータモータ17にバッテリからの電力が供給され、スタータモータ17の作動によりエンジンが始動する。
更に、エコランECU10は、電圧計31、電流計32等の各検出手段の検出結果に基づき、鉛バッテリ30が過放電によって劣化しないようなバッテリ制御、およびエコラン制御中の過放電によるバッテリ性能劣化を回復させるためのリフレッシュ充電の制御を実施する。また、エコランECU10は、車両が実施するアイドリングストップ回数をカウントし、エコラン制御の頻度からバッテリ性能劣化具合を認識することで、エコラン制御とバッテリ制御とをバランスよく実施することができる。なお、エコランECU10は、鉛バッテリ30にリフレッシュ充電を実行させるバッテリ制御手段、および車両のアイドリングストップ回数を検出するアイドリングストップ回数検出手段に相当する。
図2に、エコランECU10のマイコン70のハードウェア構成を示す。マイコン70は、CPU71、ROM72、RAM73、NVRAM(Non Volatile RAM)74、入出力部75等を有している。CPU71は、ROM72に格納したプログラムを読み込んで、このプログラムに従った演算を行う。すなわち、ROM72に格納されたプログラムをCPU71が読み込むことで、鉛バッテリ30が過放電によって劣化しないようなバッテリ制御、およびエコラン制御を実施する。また、RAM73には、演算結果のデータが書き込まれ、NVRAM74は、RAM73に書き込まれていたデータで、車両のアイドリングストップ回数のカウント値や積算時間、鉛バッテリ30の放電量積算値、バッテリ電圧およびSOC降下量やリフレッシュ充電および補充電実行回数等のバッテリ使用状況など、イグニッションOFF時に保存の必要なデータが書き込まれる。
図1に示すオルタネータ18は、ベルト等によりエンジンの回転と同期することで、機械的運動エネルギーを電気エネルギーに変換する。オルタネータ18は三相交流発電機と整流器からなり、三相交流発電機で発電された交流電力が整流器によって直流電力へと変換され、車両の各電装品および鉛バッテリ30へと供給される。
鉛バッテリ30は、正極に二酸化鉛(PbO2)、負極に海綿状鉛(Pb)、電解液として希硫酸(H2SO4)を用いた二次電池であり、それらの化学反応によって充放電サイクルを実施する。鉛バッテリ30は、オルタネータ18の発電量が各電装品の電力使用量を超える場合に、超えた分の電力を充電してバッテリ内部に蓄電する。そして、鉛バッテリ30は、エンジンのアイドリングストップ中か、または車両の各電装品の電力使用量がオルタネータ18の発電量を超える場合に、各電装品を適切に稼動させるためにバッテリ内部に蓄電した電力を放電する。また、鉛バッテリ30は、エコランECU10の指示に基づき、バッテリSOC(State Of Charge)が低下した場合に補充電を実行することでバッテリ充電率を回復させることができる。更に、鉛バッテリ30は、エコランECU10の指示に基づき、バッテリ性能の劣化を抑制するためにリフレッシュ充電を実行することでバッテリ性能を回復させることができる。鉛バッテリ30としては、例えば12[V]システムを適用することができるが、42[V]システム等の高電圧仕様を適用することもできる。
ここで、鉛バッテリ30が実行する補充電について説明する。補充電とは、車両の運転中に所定時間が経過した際に、または鉛バッテリ30が放電することで充電率が所定の値を下回った際に、バッテリ充電率を回復させるために強制的にバッテリ充電を実行させる制御である。リフレッシュ充電と同様に高電圧(例えば13.8[V])で充電するが、リフレッシュ充電が長時間(たとえば30分以上)かけて高いバッテリ充電率(例えばSOC=94%以上)まで充電するのに対し、補充電は短時間(例えば5分間)でリフレッシュ充電より低い充電率(例えばSOC=92%以上)まで充電する点でリフレッシュ充電と相違している。鉛バッテリ30の放電量が大きい場合は、すぐに充電率が低下するために補充電が頻繁に行われることから、補充電の実行回数から鉛バッテリ30の劣化具合を認識することができる。
電圧計31および電流計32は、鉛バッテリ30の電圧、および放電量を検出し、それら検出結果をエコランECU10へと送信する。そして、エコランECU10は、送信された検出結果からバッテリSOCおよび内部抵抗を算出することで、車両のエコラン制御中における鉛バッテリ30の性能劣化具合を認識することができる。
つづいて、エコランECU10の制御の流れに沿って、車両制御システム1の動作を説明する。図3はエコランECU10の処理の一例を示すフローチャートである。本実施例の車両制御システム1は、車両のアイドリングストップ回数を検出するアイドリングストップ回数検出手段を備え、車両のアイドリングストップ積算回数からエコラン制御中のバッテリ放電量を算出する。更に、車両制御システム1は、バッテリに強制充電を実行するバッテリ制御手段を備えることにより、アイドリングストップ回数検出手段の検出結果に基づき、バッテリのエコラン制御の積算回数が所定の値に達した際に速やかにリフレッシュ充電の実行を指示することで、アイドリングストップ制御中に劣化したバッテリの性能を効果的に回復させることができる。
エコランECU10の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがONにされると開始する。まず、エコランECU10はステップS1で、車両のアイドリングストップ条件が成立したか否かを判断する。アイドリングストップ条件が成立した場合(ステップS1/YES)、エコランECU10は次のステップS2へ進む。アイドリングストップ条件が成立していない場合(ステップS1/NO)は、エコランECU10は車両のアイドリングストップ条件が成立するまでステップS1の処理を繰り返す。
ステップS2で、エコランECU10は、車両のアイドリングストップ要求を検出し、アイドリングストップ回数のカウンタをカウントアップする。エコランECU10はステップS2の処理を終えると、つづいてステップS3へ進む。
ステップS3で、エコランECU10は、アイドリングストップ回数のカウント値が第1しきい値に達したか否かを判断する。ここで、第1しきい値は、鉛バッテリ30の劣化が懸念されるアイドリングストップの回数を適用し、特に、鉛バッテリ30が満充電の状態(例えばSOC=94%)からSOC=75%まで放電するのに必要なアイドリングストップ回数を適用することができる。アイドリングストップ回数のカウント値が第1しきい値に達した場合(ステップS3/YES)、エコランECU10は鉛バッテリ30の性能が劣化しているものと判断し、ステップS5へ進む。アイドリングストップ回数のカウント値が第1しきい値に達していない場合(ステップS3/NO)は、エコランECU10は次のステップS4へ進み、車両のアイドリングストップを実施した後に、ステップS7へ進む。
ステップS5で、エコランECU10は、鉛バッテリ30に対してリフレッシュ充電の実行を指示し、そして鉛バッテリ30は、エコランECU10の指示に基づきリフレッシュ充電を実行する。
ここで、エコランECU10の指示に基づき鉛バッテリ30が実行するリフレッシュ充電について図面を参照しつつ説明する。図4は、エコランECU10が指示するリフレッシュ充電の概略を示した説明図である。エコランECU10からリフレッシュ充電の実行が指示されると、オルタネータ18は、車両の通常の走行中に実行するバッテリ充電圧(12[V])よりも高い電圧、例えば13.8[V]にて鉛バッテリ30のリフレッシュ充電を開始する(図4(A))。リフレッシュ充電の開始から終了までの間、電圧計31は、鉛バッテリ30の実電圧を検出し(図4(B))、電流計32は、鉛バッテリ30の実電流を検出する(図4(C))。そしてこれら電圧計31および電流計32の検出結果から、エコランECU10は鉛バッテリ30の充電率(SOC)を算出する。リフレッシュ充電が開始されてから、電流計32の検出結果が±5[A]以内になった時点で、そこから更に電圧13.8[V]、電流±5[A]以内で30分間、鉛バッテリ30の充電を継続し、これをもってリフレッシュ充電の1サイクルとする。エコランECU10は、鉛バッテリ30の性能が充分に回復したと考えられるバッテリ充電率(例えばSOC=94%)に到達するまで上記の処理を実行する。
なお、エコランECU10は、リフレッシュ充電の開始から終了までの間は車両のアイドリングストップを禁止する。エンジンがストップすることでオルタネータ18の発電が停止すると、鉛バッテリ30が放電モードに移行してしまうため、電圧13.8[V]、電流±5[A]以内による充電を30分間維持することができないからである。
図3のフローに戻り、エコランECU10は、ステップS5の処理を終えると、つづいてステップS6へ進む。ステップS6で、エコランECU10は、エコランECU10の検出結果に基づく車両のアイドリングストップ回数のカウント値を初期化する。この処理によって、鉛バッテリ30がリフレッシュ充電を実行した直後から新たにアイドリングストップ回数をカウントすることができ、バッテリ性能が回復した後からの鉛バッテリ30の劣化をより正確に認識することができる。よって、鉛バッテリ30の性能が劣化する前の状態での不要なリフレッシュ充電の指示を抑制することができる。エコランECU10はステップS6の処理を終えると、次のステップS7へ進む。
ステップS7で、エコランECU10は、イグニッションOFFの要求があるか否かについて判断する。イグニッションOFFの要求がある場合(ステップS7/YES)、エコランECU10は次のステップS8に進む。イグニッションOFFの要求がない場合(ステップS7/NO)は、エコランECU10はステップS1に戻り、上記の処理を繰り返す。
ステップS8で、エコランECU10は、ステップS5にて初期化された以降の車両のアイドリングストップ回数カウント値、および鉛バッテリ30の使用状況をNVRAM74に保存して、制御の処理を終了する。
次に、本実施例1の車両制御システム1は、バッテリ使用状況に応じてリフレッシュ充電実行のしきい値を補正することができるため、バッテリの経時劣化を考慮した最適なタイミングでリフレッシュ充電を実行することができる。図5はエコランECU10の処理の一例を示すフローチャートである。エコランECU10の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがONにされると開始する。まず、エコランECU10はステップS9で、鉛バッテリ30の状況を検出する。エコランECU10はステップS9の処理を終えると、次のステップS10へ進む。
ステップS10で、エコランECU10は、鉛バッテリ30が実行したリフレッシュ充電の実行回数が第2しきい値に達するか否かを判断する。ここで、第2しきい値は、鉛バッテリ30の経時劣化が懸念されるリフレッシュ充電の実行回数を適用することができる。鉛バッテリ30が実行したリフレッシュ充電の実行回数が第2しきい値に達する場合(ステップS10/YES)、エコランECU10はステップS12へ進む。鉛バッテリ30が実行したリフレッシュ充電の実行回数が第2しきい値に達しない場合(ステップS10/NO)は、エコランECU10は次のステップS11へ進む。
ステップS11で、エコランECU10は、鉛バッテリ30の使用期間が第3しきい値に達するか否かを判断する。ここで、第3しきい値は、鉛バッテリ30の経時劣化が懸念されるバッテリ試用期間を適用することができる。鉛バッテリ30の使用期間が第3しきい値に達する場合(ステップS11/YES)、エコランECU10は次のステップS12へ進む。鉛バッテリ30の使用期間が第3しきい値に達しない場合(ステップS11/NO)は、エコランECU10はステップS13へ進む。
ステップS12で、エコランECU10は、鉛バッテリ30が実行したリフレッシュ充電の実行回数および鉛バッテリ30の使用期間に基づいて、リフレッシュ充電を実行する判断基準となる第1しきい値を補正する。鉛バッテリ30は、例えば長期間使用したり、多数のリフレッシュ充電が実行されたりすることで、バッテリ性能が徐々に経時劣化する。そのため、第1しきい値をより低い値に補正して、バッテリ経時劣化が進行した鉛バッテリ30に対してリフレッシュ充電を実行する頻度を高くすることができる(図6参照)。このように、ステップS12の処理を行うことにより、バッテリの経時劣化を考慮した最適なタイミングでリフレッシュ充電を実行できる第1しきい値を設定することができる。この場合、例えば電圧計31および電流計32より検出されるバッテリ電圧、放電量から算出されたバッテリ内部抵抗、およびバッテリSOCによって鉛バッテリ30の経時劣化を確認し、その劣化具合によって第1しきい値を補正することもできる。エコランECU10は、ステップS12の処理を終えると次のステップS13へ進む。
ステップS13で、エコランECU10は、イグニッションOFFの要求があるか否かについて判断する。イグニッションOFFの要求がない場合(ステップS13/NO)、エコランECU10はステップS9に戻り、上記の処理を繰り返す。イグニッションOFFの要求がある場合(ステップS13/YES)、エコランECU10は制御の処理を終了する。
以上のように、本実施例1の車両制御システム1は、車両のアイドリングストップ回数のカウント値に基づき、最適なタイミングで鉛バッテリ30にリフレッシュ充電を行うことによって、鉛バッテリ30へのサルフェーション発生を抑制することができる。そのため、エコラン制御を実施する車両に搭載される鉛バッテリの過放電による性能劣化を抑制することができる。
また、本実施例1の車両制御システム1は、鉛バッテリ30にリフレッシュ充電を実行した直後にアイドリングストップ回数のカウント値を初期化することによって、鉛バッテリ30がリフレッシュ充電を実行した直後から新たにアイドリングストップ回数をカウントすることができ、バッテリ性能の回復後からの鉛バッテリ30の劣化をより正確に認識することができる。よって、鉛バッテリ30の性能が劣化する前の不要なリフレッシュ充電の指示を抑制することができる。
更に、本実施例1の車両制御システム1は、鉛バッテリ30のリフレッシュ充電実行数、および試用期間に基づいてリフレッシュ充電実行のしきい値を補正することによって、バッテリの経時劣化を考慮した最適なタイミングでリフレッシュ充電を実行することができる。
なお、実施例1のエコランECU10は、アイドリングストップ回数検出手段に変えて、車両のアイドリングストップの時間を検出する手段(アイドリングストップ時間検出手段)を備えることもできる。これにより、車両のアイドリングストップ時間の積算値が所定のしきい値に達した場合に、速やかに鉛バッテリ30にリフレッシュ充電の実行を指示することで、アイドリングストップ制御中に劣化した鉛バッテリ30の性能を回復させることもできる。
次に、本発明の実施例2について説明する。本実施例の車両制御システム2は、実施例1の車両制御システム1とほぼ同様の構成となっているが、車両制御システム2は、バッテリ放電量を検出する放電量検出手段によって検出された車両のアイドリングストップ制御中におけるバッテリ放電量の積算値が所定のしきい値に達した場合に、リフレッシュ充電のタイミングを判断するバッテリ制御手段を備える点で車両制御システム1と相違している。
本実施例の車両制御システム2は、実施例1と同様に車両内部にエコランECU10を備えている。このエコランECU10が、鉛バッテリ30の放電量に基づいてリフレッシュ充電の実行可否を判断するバッテリ制御手段に相当する。電流計32は、車両のアイドリングストップ中のバッテリ放電量を検出し、検出結果をエコランECU10へ送信する。エコランECU10はその検出結果を積算し、その積算値がしきい値を超えた際に速やかに鉛バッテリ30にリフレッシュ充電を実行する。このような構成とすることで、エコラン制御中のバッテリ過放電によって劣化した鉛バッテリの性能を遅滞なく回復させることができる。よって、エコラン制御を実施する車両のバッテリ電極へのサルフェーション発生を抑制することができ、その結果、バッテリの劣化を効果的に抑制することができる。
特に、上記バッテリの放電量は、車両の各電装品がアイドリングストップ中に消費する電流量と、車両に備えられるスタータがエンジン再始動時に消費する電流量との和であることを特徴とする。このような構成とすることにより、エコラン制御中に各電装品が消費する電流量だけでなく、エンジン再始動時のスタータが消費する大電流量を考慮してバッテリのリフレッシュ充電を実施するか否かを決定できる。よって、よりバッテリの過放電を抑制できるバッテリ制御を実現することができ、その結果、バッテリの劣化を効果的に抑制することができる。また、車両制御システム2は鉛バッテリ30の液温度を測定するバッテリ液温度計を備えている。それによって、リフレッシュ充電を実行するか否かを判断するしきい値を、鉛バッテリ30の液温度に基づいて補正することができる。
つづいて、エコランECU10の制御の流れに沿って、車両制御システム2の動作を説明する。図7は、エコランECU10の処理の一例を示すフローチャートである。なお、実施例1と同様の処理については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。実施例1と同様に、エコランECU10の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがONにされると開始する。
まず、エコランECU10はステップS14で、車両のアイドリングストップ中にエンジン始動条件が成立したか否かを判断する。エンジン始動条件が成立した場合(ステップS14/YES)、エコランECU10は次のステップS15へ進む。エンジン始動条件が成立していない場合(ステップS14/NO)は、エコランECU10は車両のエンジン始動条件が成立するまでステップS14の処理を繰り返す。
ステップS15で、エコランECU10は、アイドリングストップにより停止しているエンジンをスタータモータ17で始動させる。エコランECU10はステップS15の処理を終えると、つづいてステップS16へ進む。
ステップS16で、エコランECU10は、電流計32の検出結果に基づいて車両のアイドリングストップ中に鉛バッテリ30が放電した放電量と、スタータモータ17を駆動した際の放電量との和を求める。エコランECU10はステップS16の処理を終えると、つづいてステップS17へ進む。
ステップS17で、エコランECU10は、RAM73にバッテリ放電量の和を書き込み、前回のイグニッションOFF時に保存されたNVRAM74のデータと合わせた鉛バッテリ30の放電量積算値を求める。エコランECU10はステップS17の処理を終えると、つづいてステップS18へ進む。
ステップS18で、エコランECU10は、鉛バッテリ30の放電量積算値が第4しきい値に達したか否かを判断する。ここで、第4しきい値は、鉛バッテリ30の劣化が懸念される放電量の値を適用し、特に、鉛バッテリ30が満充電の状態(例えばSOC=94%)からSOC=75%まで低下するのに必要な放電量の値34560[A・sec]を適用することができる。鉛バッテリ30の放電量積算値が第4しきい値に達している場合(ステップS18/YES)、エコランECU10は鉛バッテリ30の性能が劣化しているものと判断し、次のステップS19へ進む。鉛バッテリ30の放電量積算値が第4しきい値に達していない場合(ステップS18/NO)は、エコランECU10はステップS14へ戻り、上記の処理を繰り返す。
ステップS19で、エコランECU10は、鉛バッテリ30に対してリフレッシュ充電を指示し、そして鉛バッテリ30は、エコランECU10の指示に基づきリフレッシュ充電を実行する。なお、エコランECU10が鉛バッテリ30に対して指示するリフレッシュ充電の制御は、実施例1の車両制御システム1と同一であるため、その詳細な説明は省略する。
エコランECU10は、ステップS19の処理を終えると、つづいてステップS20へ進む。ステップS20で、エコランECU10は、RAM73、NVRAM74の保存データおよびエコランECU10の検出結果に基づく鉛バッテリ30の放電量積算値を初期化する。この処理によって、鉛バッテリ30がリフレッシュ充電を実行しバッテリ性能が回復した直後から新たにバッテリ放電量の積算値をカウントすることができ、バッテリ性能の回復後に実施されるエコラン制御による鉛バッテリ30の劣化をより正確に認識することができる。よって、鉛バッテリ30の性能が回復した状態での不要なリフレッシュ充電の指示を抑制することができる。エコランECU10はステップS20の処理を終えると、次のステップS21へ進む。
ステップS21で、エコランECU10は、イグニッションOFFの要求があるか否かについて判断する。イグニッションOFFの要求がある場合(ステップS21/YES)、エコランECU10は次のステップS22に進む。イグニッションOFFの要求がない場合(ステップS21/NO)、エコランECU10はステップS14に戻り、上記の処理を繰り返す。
ステップS22で、エコランECU10は、ステップS20にて初期化された以降の鉛バッテリ30の放電量積算値、鉛バッテリ30の使用状況をNVRAM74に保存して、制御の処理を終了する。
次に、本実施例2の車両制御システム2は、バッテリ液温度に応じてリフレッシュ充電実行のしきい値を補正することができるため、バッテリコンディションを考慮した最適なタイミングでリフレッシュ充電を実行することができる。図8はエコランECU10の処理の一例を示すフローチャートである。エコランECU10の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがONにされると開始する。まず、エコランECU10はステップS23で、鉛バッテリ30の状況を検出する。エコランECU10はステップS23の処理を終えると、次のステップS24へ進む。
ステップS24で、エコランECU10は、鉛バッテリ30に備えられたバッテリ液温度計(図示しない)からバッテリ液温度を検出する。そして、その検出結果から鉛バッテリ30が劣化しない放電量を算出し、その算出結果に基づいて第4しきい値を補正する。鉛バッテリ30は、例えば寒冷地で使用したり、夏場に長時間運転したりすることにより、バッテリ液温度が大きく異なることでその性能が変化する。そのため、エコランECU10は、図9に示すテーブルを参照してバッテリ液温度に応じて第4しきい値を補正し、バッテリ性能劣化をより抑制することができる。このように、ステップS24の処理を行うことにより、バッテリの液温度を考慮した最適なタイミングでリフレッシュ充電を実行できる第4しきい値を設定することができる。この場合、実施例1と同様にバッテリ経時劣化も考慮して第4しきい値を補正することもできる。エコランECU10はステップS24の処理を終えると、ステップS25へ進む。
ステップS25で、エコランECU10は、イグニッションOFFの要求があるか否かについて判断する。イグニッションOFFの要求がない場合(ステップS25/NO)、エコランECU10はステップS23に戻り、上記の処理を繰り返す。イグニッションOFFの要求がある場合(ステップS25/YES)は、エコランECU10は制御の処理を終了する。
以上のように、本実施例2の車両制御システム2は、鉛バッテリ30の放電量の積算値に基づき、最適なタイミングでリフレッシュ充電を行うことによって鉛バッテリのサルフェーションを抑制することができる。そのため、エコラン制御を実施する車両に搭載される鉛バッテリの過放電による性能劣化を抑制することができる。
また、本実施例2の車両制御システム2は、アイドリングストップ中のバッテリ放電量と、アイドリングストップ中からのエンジン再始動時にスタータモータ17が消費する放電量との和に基づきバッテリのリフレッシュ充電を実行することができる。よって、よりバッテリの過放電を抑制できるバッテリ制御を実現することができ、その結果、バッテリの劣化を効果的に抑制することができる。
更に、本実施例2の車両制御システム2は、鉛バッテリ30の液温度を考慮した最適なタイミングでリフレッシュ充電を実行することで、より効果的にバッテリの過放電を抑制できるタイミングでリフレッシュ充電を実行し、エコラン制御中に劣化したバッテリ性能を回復することができる。
なお、実施例2のエコランECU10は、鉛バッテリ30の放電量の大きさに基づいて放電量検出結果を補正することもできる。鉛バッテリの劣化に対する影響は、バッテリ放電量が大きいほどその影響も大きい。よって、例えば鉛バッテリ30の劣化に対してより影響度が大きい大放電量のバッテリ放電に対して係数を乗じて補正することで、エコラン制御中のバッテリ過放電による性能劣化をより的確に認識することができ、効果的なタイミングでリフレッシュ充電を実行することができる(図10参照)。また、実施例2のエコランECU10は、放電量検出手段の検出結果に変えて、アイドリングストップ中におけるバッテリ電圧降下量を検出する手段(電圧降下量検出手段)の検出結果に基づきリフレッシュ充電のタイミングを判断するバッテリ制御手段を備えることもできる。これにより、車両のアイドリングストップ前後の鉛バッテリ30の電圧降下量が所定のしきい値に達した場合に、速やかに鉛バッテリ30にリフレッシュ充電の実行を指示することで、アイドリングストップ制御中に劣化した鉛バッテリ30のバッテリ性能を回復させることもできる。
続いて、本発明の実施例3について説明する。本実施例の車両制御システム3は、実施例1の車両制御システム1とほぼ同様の構成となっているが、車両制御システム3は、車両制御システム1の各検出手段に加えてバッテリ状態検出手段、アイドリングストップ履歴情報検出手段と、影響度数値化手段とを備える点で車両制御システム1と相違している。
本実施例の車両制御システム3は、実施例1と同様に車両内部にエコランECU10を備えている。このエコランECU10が、鉛バッテリ30の状態を検出するバッテリ状態検出手段、車両のアイドリングストップ履歴情報を検出するアイドリングストップ履歴情報検出手段、およびこれら検出手段の検出結果から鉛バッテリ30が受けた影響度を算出して数値化する影響度数値化手段に相当する。電圧計31および電流計32は、鉛バッテリ30の電圧および放電量を検出し、検出結果をエコランECU10へ送信する。エコランECU10はその検出結果に基づいてバッテリ状態情報を検出する。また、エコランECU10は車両のアイドリングストップ時間を検出する。そして、エコランECU10はそれら検出結果をポイント化し、その積算値がしきい値を超えた際に遅滞なく鉛バッテリ30にリフレッシュ充電を実行する。このような構成とすることで、エコラン制御中に鉛バッテリが受けた種々の劣化要因を複合的に考慮することができ、より的確にバッテリの劣化具合を認識することができる。そのため、この検出結果に基づいて最適なタイミングでリフレッシュ充電を実行することができる。
特に、上記バッテリ状態検出手段は、バッテリ放電量と、バッテリ電圧降下量と、バッテリSOC降下量との少なくとも1つを検出し、上記アイドリングストップ履歴情報検出手段は、アイドリングストップ時間を検出することを特徴とする。更に、本実施例の車両制御システム3は、検出されたアイドリングストップ時間を、車両の各電装品の駆動レベルに応じて補正することができる。そのため、補正された積算時間から算出したバッテリ劣化具合と実際の劣化具合との間の誤差をより少なくすることができる。よって、よりバッテリの過放電を抑制できるタイミングでリフレッシュ充電を実施することができ、その結果、バッテリの劣化を効果的に抑制することができる。
エコランECU10の制御の流れに沿って、車両制御システム3の動作を説明する。図11は、エコランECU10の処理の一例を示すフローチャートである。なお、実施例1と同様の処理については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。実施例1と同様に、エコランECU10の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがONにされると開始する。
まず、エコランECU10はステップS26で、電圧計31および電流計32の検出結果に基づいてバッテリ放電量、電圧降下量、SOC降下量を検出する。また、エコランECU10は、車両が実施するアイドリングストップ積算時間を検出する。なお、このフローではバッテリ状態検出手段の検出結果(バッテリ放電量、バッテリ電圧降下量、バッテリSOC降下量)と、アイドリングストップ履歴情報検出手段の検出結果(アイドリングストップ時間)のすべてに基づきリフレッシュ充電の実行タイミングを判断しているが、これら検出結果のいずれか少なくとも一つに基づいてリフレッシュ充電の実行タイミングを判断してもよい。エコランECU10はステップS26の処理を終えると、つづいてステップS27へ進む。
ステップS27で、エコランECU10は、車両の各電装品の使用レベルに応じて、ステップS26で検出された各検出結果を補正する。図12は各電装品の使用状況に基づくアイドリングストップ時間の補正の一例である。各電装品は、その使用レベルによって消費電力が異なるため、検出されたアイドリングストップ時間を電装品の使用レベルに応じて補正することで、エコラン制御中におけるバッテリ劣化具合をより正確に認識することができる。例えば、エコラン制御中にエアコンをレベル1で使用している場合、検出されたアイドリングストップ時間に対して補正係数1.2を乗じて得られた値をアイドリングストップ時間として適用し、エアコンをレベル3で使用している場合、補正係数1.6を乗じて得られた値をアイドリングストップ時間として適用する。同様に、エコラン制御中にヒータ、オーディオ、ライト、ワイパー等の電装品を使用している場合、検出されたアイドリングストップ時間に対して各電装品の使用レベルに応じた補正係数を乗じて得られた値を、車両が実施したアイドリングストップ時間として適用する。更に、エコランECU10は、補正された検出結果を鉛バッテリ30の劣化に及ぼす影響度に応じてポイント化し、次のステップS28へ進む。
ステップS28で、エコランECU10は、ステップS27で求めたポイントを前回のイグニッションOFF時に保存されたNVRAM74のデータと合わせた積算ポイントを求める。図13は各パラメータが鉛バッテリに及ぼす影響度をポイント化した一例である。バッテリ放電量、アイドリングストップ時間、電圧降下量、SOC降下量の検出結果がそれぞれ鉛バッテリ30の劣化に及ぼす影響度を図13に示すテーブルを参照してポイント化し、それらの積算ポイントを求めることで、エコラン制御中におけるバッテリ劣化具合をより的確に認識することができる。
例えば、検出されたアイドリングストップ時間とバッテリ放電量に対して各電装品の使用レベルに応じた補正係数を乗じて得られた値が、アイドリングストップ2分間、バッテリ放電量1000[A・sec]である場合、アイドリングストップ4ポイントに放電量1ポイントを加えた計5ポイントを獲得ポイントとして適用する。このように、バッテリ放電量、アイドリングストップ時間、電圧降下量、SOC降下量、およびこれまでのポイントやNVRAM74の保存データをすべて合計したものを積算ポイントとして適用する。
エコランECU10は、ステップS28の処理を終えると、つづいてステップS29へ進む。ステップS29で、エコランECU10は、ステップS28で求めた積算ポイントが第6しきい値に達するか否かを判断する。ここで、第6しきい値は、鉛バッテリ30の劣化が懸念されるポイントの積算値を適用することができる。検出された鉛バッテリ30の積算ポイントが第6しきい値に達する場合(ステップS29/YES)、エコランECU10は鉛バッテリ30が劣化していると判断し、次のステップS30へ進む。積算ポイントが第6しきい値に達しない場合(ステップS29/NO)は、エコランECU10はステップS32へ進む。
ステップS30で、エコランECU10は、鉛バッテリ30に対してリフレッシュ充電を実行するよう指示する。そして鉛バッテリ30は、エコランECU10の指示に基づきリフレッシュ充電を実行する。なお、エコランECU10が鉛バッテリ30に対して指示するリフレッシュ充電の制御は、実施例1の車両制御システム1と同一であるため、その詳細な説明は省略する。
エコランECU10は、ステップS30の処理を終えると、つづいてステップS31へ進む。ステップS31で、エコランECU10は、NVRAM74の保存データおよびエコランECU10の検出結果に基づく積算ポイントを初期化する。この処理によって、鉛バッテリ30がリフレッシュ充電を実行しバッテリ性能が回復した直後から新たにポイントの積算値をカウントすることができ、バッテリ性能回復後に実施されるエコラン制御による鉛バッテリ30の劣化をより正確に認識することができる。よって、鉛バッテリ30の性能が回復した状態での不要なリフレッシュ充電の指示を抑制することができる。エコランECU10はステップS31の処理を終えると、次のステップS32へ進む。
ステップS31の処理を終えると、またはステップS29の判断がNOであると、エコランECU10はステップS32へ進む。ステップS32で、エコランECU10は、イグニッションOFFの要求があるか否かについて判断する。イグニッションOFFの要求がある場合(ステップS32/YES)、エコランECU10は次のステップS33に進む。イグニッションOFFの要求がない場合(ステップS32/NO)、エコランECU10はステップS26に戻り、上記の処理を繰り返す。
ステップS33で、エコランECU10は、ステップS31にて初期化された以降の鉛バッテリ30の積算ポイント、および鉛バッテリ30の使用状況をNVRAM74に保存して、制御の処理を終了する。
次に、本実施例3の車両制御システム3は、実施例1と同様にバッテリ使用状況に応じてリフレッシュ充電実行のしきい値を補正することができるため、バッテリの経時劣化を考慮した最適なタイミングでリフレッシュ充電を実行することができる。図14はエコランECU10の処理の一例を示すフローチャートである。エコランECU10の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがONにされると開始する。まず、エコランECU10はステップS34で、鉛バッテリ30の状況を検出する。エコランECU10はステップS34の処理を終えると、次のステップS35へ進む。
ステップS35で、エコランECU10は、鉛バッテリ30が実行したリフレッシュ充電の実行回数が第7しきい値に達するか否かを判断する。ここで、第7しきい値は、鉛バッテリ30の経時劣化が懸念されるリフレッシュ充電の実行回数を適用することができる。鉛バッテリ30が実行したリフレッシュ充電の実行回数が第7しきい値に達する場合(ステップS35/YES)、エコランECU10はステップS37へ進む。鉛バッテリ30が実行したリフレッシュ充電の実行回数が第7しきい値に達しない場合(ステップS35/NO)は、エコランECU10は次のステップS36へ進む。
ステップS36で、エコランECU10は、鉛バッテリ30の使用期間が第8しきい値に達するか否かを判断する。ここで、第8しきい値は、鉛バッテリ30の経時劣化が懸念されるバッテリ試用期間を適用することができる。鉛バッテリ30の使用期間が第8しきい値に達する場合(ステップS36/YES)、エコランECU10は次のステップS37へ進む。鉛バッテリ30の使用期間が第8しきい値に達しない場合(ステップS36/NO)は、エコランECU10はステップS38へ進む。
ステップS37で、エコランECU10は、鉛バッテリ30が実行したリフレッシュ充電の実行回数および鉛バッテリ30の使用期間に基づいて、リフレッシュ充電を実行する判断基準となる第6しきい値を補正する。鉛バッテリ30は、例えば長期間使用された場合や、多数のリフレッシュ充電を行うことにより、バッテリ性能が経時劣化する。そのため、第6しきい値をより低い値に補正して、バッテリ経時劣化が進行した鉛バッテリ30に対してリフレッシュ充電を実行する頻度を高くすることができる(図6参照)。このように、ステップS37の処理を行うことにより、バッテリの経時劣化を考慮した最適なタイミングでリフレッシュ充電を実行できる第6しきい値を設定することができる。この場合、実施例1と同様に電圧計31および電流計32より検出されるバッテリ電圧、放電量から算出されたバッテリ内部抵抗、またはバッテリSOCによって鉛バッテリ30の経時劣化を確認し、その劣化具合によって第6しきい値を補正することもできる。エコランECU10は、ステップS37の処理を終えると次のステップS38へ進む。
ステップS38で、エコランECU10は、イグニッションOFFの要求があるか否かについて判断する。イグニッションOFFの要求がない場合(ステップS38/NO)、エコランECU10はステップS34に戻り、上記の処理を繰り返す。イグニッションOFFの要求がある場合(ステップS38/YES)は、エコランECU10は制御の処理を終了する。
以上のように、本実施例3の車両制御システム3は、バッテリ放電量、アイドリングストップ時間、電圧降下量、バッテリSOC降下量の少なくとも一つに基づいて、エコラン制御中の鉛バッテリの劣化具合をポイント化し、そのポイントを積算することでより的確にバッテリの劣化具合を認識することができる。そのため、エコラン制御中に鉛バッテリが受けた種々の劣化要因を複合的に考慮することで最適なタイミングでリフレッシュ充電を行うことができ、エコラン制御を実施する車両に搭載される鉛バッテリの過放電による性能劣化を抑制することができる。
更に、本実施例3の車両制御システム3は、各検出結果を電装品の使用状況に基づいて補正することにより、エコラン制御中におけるバッテリ劣化具合をより正確に認識することができる。また、実施例2と同様に、各検出手段の検出結果をバッテリ劣化に及ぼす影響度に応じて補正することもできる。
続いて、本発明の実施例4について説明する。本実施例の車両制御システム4は、実施例1の車両制御システム1とほぼ同様の構成となっているが、車両制御システム4は、車両制御システム1の各検出手段に加えて補充電実行回数検出手段を備える点で車両制御システム1と相違している。
本実施例の車両制御システム4は、実施例1と同様に車両内部にエコランECU10を備えている。このエコランECU10が、鉛バッテリ30の補充電の実行回数を検出する補充電実行回数検出手段に相当する。エコランECU10は、鉛バッテリ30の補充電実行回数を検出し、その実行回数がしきい値を超えた際に遅滞なく鉛バッテリ30にリフレッシュ充電を実行する。このような構成とすることで、補充電実行回数からバッテリの性能劣化具合を認識し、バッテリ補充電の実行回数に基づきリフレッシュ充電を実施することで、劣化したバッテリの性能を回復させることができる。よって、エコラン制御を実施する車両のバッテリ劣化を効果的に抑制することができる。
エコランECU10の制御の流れに沿って、車両制御システム4の動作を説明する。図15は、エコランECU10の処理の一例を示すフローチャートである。なお、実施例1と同様の処理については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。実施例1と同様に、エコランECU10の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがONにされると開始する。
まず、エコランECU10はステップS39で、鉛バッテリ30の補充電実行条件が成立したか否かを判断する。補充電実行条件が成立した場合(ステップS39/YES)、エコランECU10は次のステップS40へ進む。補充電実行条件が成立していない場合(ステップS39/NO)は、エコランECU10は鉛バッテリ30の補充電実行条件が成立するまでステップS39の処理を繰り返す。
ステップS40で、エコランECU10は、鉛バッテリ30の補充電実行要求を検出し、補充電実行回数のカウンタをカウントアップする。エコランECU10はステップS40の処理を終えると、つづいてステップS41へ進む。
ステップS41で、エコランECU10は、補充電実行回数のカウント値が第9しきい値に達したか否かを判断する。ここで、第9しきい値は、鉛バッテリ30の劣化が懸念される補充電の実行回数を適用することができる。補充電の実行回数のカウント値が第9しきい値に達した場合(ステップS41/YES)、エコランECU10は鉛バッテリ30の性能が劣化しているものと判断し、ステップS43へ進む。補充電の実行回数のカウント値が第9しきい値に達していない場合(ステップS41/NO)は、エコランECU10は次のステップS42へ進み、鉛バッテリ30の補充電を実行した後に、ステップS45へ進む。
ステップS43で、エコランECU10は、鉛バッテリ30に対してリフレッシュ充電の実行を指示し、そして鉛バッテリ30は、エコランECU10の指示に基づきリフレッシュ充電を実行する。なお、エコランECU10が鉛バッテリ30に対して指示するリフレッシュ充電の制御は、実施例1の車両制御システム1と同一であるため、その詳細な説明は省略する。
エコランECU10は、ステップS43の処理を終えると、つづいてステップS44へ進む。ステップS44で、エコランECU10は、エコランECU10の検出結果に基づく鉛バッテリ30の補充電実行回数のカウント値を初期化する。この処理によって、鉛バッテリ30がリフレッシュ充電を実行した直後から新たに補充電の実行回数をカウントすることができ、バッテリ性能が回復した後からの鉛バッテリ30の劣化をより正確に認識することができる。よって、鉛バッテリ30の性能が劣化する前の状態での不要なリフレッシュ充電の指示を抑制することができる。エコランECU10はステップS44の処理を終えると、次のステップS45へ進む。
ステップS45で、エコランECU10は、イグニッションOFFの要求があるか否かについて判断する。イグニッションOFFの要求がある場合(ステップS45/YES)、エコランECU10は次のステップS46に進む。イグニッションOFFの要求がない場合(ステップS45/NO)は、エコランECU10はステップS39に戻り、上記の処理を繰り返す。
ステップS46で、エコランECU10は、ステップS44にて初期化された以降の車両の補充電実行回数カウント値、および鉛バッテリ30の使用状況をNVRAM74に保存して、制御の処理を終了する。
次に、本実施例4の車両制御システム4は、実施例1と同様にバッテリ使用状況に応じてリフレッシュ充電実行のしきい値を補正することができるため、バッテリの経時劣化を考慮した最適なタイミングでリフレッシュ充電を実行することができる。図16はエコランECU10の処理の一例を示すフローチャートである。エコランECU10の制御は、エンジンの始動要求がされると、すなわちイグニッションスイッチがONにされると開始する。まず、エコランECU10はステップS47で、鉛バッテリ30の状況を検出する。エコランECU10はステップS47の処理を終えると、次のステップS48へ進む。
ステップS48で、エコランECU10は、鉛バッテリ30が実行したリフレッシュ充電の実行回数が第10しきい値に達するか否かを判断する。ここで、第10しきい値は、鉛バッテリ30の経時劣化が懸念されるリフレッシュ充電の実行回数を適用することができる。鉛バッテリ30が実行したリフレッシュ充電の実行回数が第10しきい値に達する場合(ステップS48/YES)、エコランECU10はステップS50へ進む。鉛バッテリ30が実行したリフレッシュ充電の実行回数が第10しきい値に達しない場合(ステップS48/NO)は、エコランECU10は次のステップS49へ進む。
ステップS49で、エコランECU10は、鉛バッテリ30の使用期間が第11しきい値に達するか否かを判断する。ここで、第11しきい値は、鉛バッテリ30の経時劣化が懸念されるバッテリ試用期間を適用することができる。鉛バッテリ30の使用期間が第11しきい値に達する場合(ステップS49/YES)、エコランECU10は次のステップS50へ進む。鉛バッテリ30の使用期間が第11しきい値に達しない場合(ステップS49/NO)は、エコランECU10はステップS51へ進む。
ステップS50で、エコランECU10は、鉛バッテリ30が実行したリフレッシュ充電の実行回数および鉛バッテリ30の使用期間に基づいて、リフレッシュ充電を実行する判断基準となる第9しきい値を補正する。鉛バッテリ30は、例えば長期間使用したり、多数のリフレッシュ充電が実行されたりすることで、バッテリ性能が徐々に経時劣化する。そのため、第9しきい値をより低い値に補正して、バッテリ経時劣化が進行した鉛バッテリ30に対してリフレッシュ充電を実行する頻度を高くすることができる(図6参照)。このように、ステップS50の処理を行うことにより、実施例1と同様にバッテリの経時劣化を考慮した最適なタイミングでリフレッシュ充電を実行できる第9しきい値を設定することができる。この場合、例えば電圧計31および電流計32より検出されるバッテリ電圧、放電量から算出されたバッテリ内部抵抗、およびバッテリSOCによって鉛バッテリ30の経時劣化を確認し、その劣化具合によって第9しきい値を補正することもできる。エコランECU10は、ステップS50の処理を終えると次のステップS51へ進む。
ステップS51で、エコランECU10は、イグニッションOFFの要求があるか否かについて判断する。イグニッションOFFの要求がない場合(ステップS51/NO)、エコランECU10はステップS47に戻り、上記の処理を繰り返す。イグニッションOFFの要求がある場合(ステップS51/YES)、エコランECU10は制御の処理を終了する。
以上のように、本実施例4の車両制御システム4は、鉛バッテリ30の補充電実行回数のカウント値に基づき、最適なタイミングで鉛バッテリ30にリフレッシュ充電を行うことによって、鉛バッテリ30へのサルフェーション発生を抑制することができる。そのため、エコラン制御を実施する車両に搭載される鉛バッテリの過放電による性能劣化を抑制することができる。
上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、エコランECU10は、鉛バッテリ30の制御を、電圧計31、電流計32の検出結果に基づき算出したバッテリ内部抵抗や、鉛バッテリ30の温度(外部温度または液温度)の検出結果に基づいて行うこともできる。
更に、本発明のエコラン制御装置は、これら複数の検出手段を組み合わせて適用することができ、それらより得られる検出結果に基づいて鉛バッテリ30の強制充電の実行を制御することもできる。
1 車両制御システム
10 エコランECU(バッテリ制御手段)
11 電源ライン
12 トランジスタ
13 配線
14 キーSW
15 ニュートラルSW
16 スタータリレイ
17 スタータモータ
18 オルタネータ
21 エンジンECU
30 鉛バッテリ
31 電圧計
32 電流計
71 CPU
72 ROM
73 RAM
74 NVRAM
10 エコランECU(バッテリ制御手段)
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12 トランジスタ
13 配線
14 キーSW
15 ニュートラルSW
16 スタータリレイ
17 スタータモータ
18 オルタネータ
21 エンジンECU
30 鉛バッテリ
31 電圧計
32 電流計
71 CPU
72 ROM
73 RAM
74 NVRAM
Claims (10)
- 所定の停止条件が成立するとエンジンを自動で停止するとともに、所定の再始動条件が成立すると停止した前記エンジンを再始動するアイドリングストップ制御を行うエコラン制御装置であって、
前記アイドリングストップ制御の実施回数を検出するアイドリングストップ回数検出手段と、
前記アイドリングストップ回数検出手段により検出されたアイドリングストップ回数の積算値が所定のしきい値に達した場合に、車両の走行中に充電可能な電圧値よりも高い電圧値にて前記バッテリを強制充電するバッテリ制御手段と、
を備えることを特徴とするエコラン制御装置。 - 所定の停止条件が成立するとエンジンを自動で停止するとともに、所定の再始動条件が成立すると停止した前記エンジンを再始動するアイドリングストップ制御を行うエコラン制御装置であって、
前記アイドリングストップ制御の実施時間を検出するアイドリングストップ時間検出手段と、
前記アイドリングストップ時間検出手段により検出されたアイドリングストップ時間の積算値が所定のしきい値に達した場合に、車両の走行中に充電可能な電圧値よりも高い電圧値にて前記バッテリを強制充電するバッテリ制御手段と、
を備えることを特徴とするエコラン制御装置。 - 前記アイドリングストップ時間検出手段は、前記車両のアイドリングストップ制御中における電装品の駆動状況によって、検出したアイドリングストップ時間を補正することを特徴とする請求項2記載のエコラン制御装置。
- 所定の停止条件が成立するとエンジンを自動で停止するとともに、所定の再始動条件が成立すると停止した前記エンジンを再始動するアイドリングストップ制御を行うエコラン制御装置であって、
前記アイドリングストップ制御中において放電量検出手段によって検出されるバッテリ放電量を積算し、前記バッテリ放電量の積算値が所定のしきい値に達した場合に、車両の走行中に充電可能な電圧値よりも高い電圧値にて前記バッテリを強制充電するバッテリ制御手段と、
を備えることを特徴とするエコラン制御装置。 - 前記放電量検出手段が検出するバッテリ放電量は、前記車両に備えられる電装品がアイドリングストップ制御中に消費する電流量と、前記車両に備えられるスタータがエンジン再始動時に消費する電流量との和であることを特徴とする請求項4記載のエコラン制御装置。
- 所定の停止条件が成立するとエンジンを自動で停止するとともに、所定の再始動条件が成立すると停止した前記エンジンを再始動するアイドリングストップ制御を行うエコラン制御装置であって、
前記アイドリングストップ制御中において電圧降下量検出手段によって検出されるバッテリの電圧降下量が所定のしきい値に達した場合に、車両の走行中に充電可能な電圧値よりも高い電圧値にて前記バッテリを強制充電するバッテリ制御手段と、
を備えることを特徴とするエコラン制御装置。 - 所定の停止条件が成立するとエンジンを自動で停止するとともに、所定の再始動条件が成立すると停止した前記エンジンを再始動するアイドリングストップ制御を行うエコラン制御装置であって、
車両に搭載されたバッテリの蓄電量を回復させるために実行される補充電の実行回数を検出する補充電実行回数検出手段と、
前記補充電実行回数検出手段により検出された補充電実行回数の積算値が所定のしきい値に達した場合に、車両の走行中に充電可能な電圧値よりも高い電圧値にて前記バッテリを強制充電するバッテリ制御手段と、
を備えることを特徴とするエコラン制御装置。 - 所定の停止条件が成立するとエンジンを自動で停止するとともに、所定の再始動条件が成立すると停止した前記エンジンを再始動するアイドリングストップ制御を行うエコラン制御装置であって、
車両に搭載されたバッテリの状態量を検出するバッテリ状態量検出手段と、
前記車両が実施するアイドリングストップ制御の履歴情報を検出するアイドリングストップ履歴情報検出手段と、
前記アイドリングストップ制御により前記バッテリが受けた影響度を、前記バッテリ状態量検出手段と前記アイドリングストップ履歴情報検出手段との少なくとも一方に基づいて数値化する影響度数値化手段と、
前記影響度数値化手段により数値化された数値の積算値が所定のしきい値に達した場合に、車両の走行中に充電可能な電圧値よりも高い電圧値にて前記バッテリを強制充電するバッテリ制御手段と、
を備えることを特徴とするエコラン制御装置。 - 前記バッテリ状態量検出手段が検出するバッテリ状態量は、前記バッテリが放電するバッテリ放電量と、前記バッテリの電圧降下量と、前記バッテリのSOC(State Of Charge)降下量との少なくとも一つであり、
前記アイドリングストップ履歴情報検出手段が検出するアイドリングストップ履歴情報は、前記車両が実施するアイドリングストップの時間であることを特徴とする請求項8記載のエコラン制御装置。 - 前記バッテリ制御手段が前記バッテリへの強制充電を実行するか否かを判断するための前記バッテリ状態量検出手段の検出結果と、前記アイドリングストップ履歴情報検出手段の検出結果は、前記バッテリの使用状況に応じて補正されることを特徴とする請求項8又は9記載のエコラン制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009095968A JP2010247556A (ja) | 2009-04-10 | 2009-04-10 | エコラン制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2009095968A JP2010247556A (ja) | 2009-04-10 | 2009-04-10 | エコラン制御装置 |
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JP2010247556A true JP2010247556A (ja) | 2010-11-04 |
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JP2009095968A Withdrawn JP2010247556A (ja) | 2009-04-10 | 2009-04-10 | エコラン制御装置 |
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- 2009-04-10 JP JP2009095968A patent/JP2010247556A/ja not_active Withdrawn
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