JP2013238536A - バッテリ残存容量演算装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】外乱による算出精度の低下を抑制したバッテリ残存容量演算装置の提供。
【解決手段】バッテリ2に電力を供給する発電機1は、エンジン11およびクランキングモータ10により駆動される。コントローラ4は、バッテリ2の電力で走行モータ5を駆動する。バッテリ2の電力の残存容量が少ない場合や走行モータ5の出力要求が大きい場合には、コントローラ4は、クランキングモータ10を駆動させる。クランキングモータ10を駆動させると、制御用バッテリ3の電圧が変動し、センサ8により検出されるバッテリ2の電圧が変動する。そのため、バッテリ2の残存容量を計算し続けると、誤差が発生し、残存容量算出の精度が低下する。そこで、コントローラ4は、クランキングモータ10を駆動させるときに、バッテリ2の残存容量の算出を一時的に停止させる。そして、クランキングモータ10の駆動が終了したら、残存容量の算出を再開させる。
【選択図】 図1
【解決手段】バッテリ2に電力を供給する発電機1は、エンジン11およびクランキングモータ10により駆動される。コントローラ4は、バッテリ2の電力で走行モータ5を駆動する。バッテリ2の電力の残存容量が少ない場合や走行モータ5の出力要求が大きい場合には、コントローラ4は、クランキングモータ10を駆動させる。クランキングモータ10を駆動させると、制御用バッテリ3の電圧が変動し、センサ8により検出されるバッテリ2の電圧が変動する。そのため、バッテリ2の残存容量を計算し続けると、誤差が発生し、残存容量算出の精度が低下する。そこで、コントローラ4は、クランキングモータ10を駆動させるときに、バッテリ2の残存容量の算出を一時的に停止させる。そして、クランキングモータ10の駆動が終了したら、残存容量の算出を再開させる。
【選択図】 図1
Description
この発明は、バッテリ残存容量演算装置に関する。
ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池といった蓄電デバイスの小型軽量化、高エネルギー密度化が進んでいる。そして、蓄電デバイスは、携帯型の情報通信機器から電気自動車やハイブリッド自動車等の電源として活発に利用されている。蓄電デバイスを活用するには、残存容量を正確に把握する必要がある。そこで、従来から蓄電デバイスの充放電電流を積算して残存容量を求める技術や、開放電圧に基づいて残存容量を求める技術が知られている。ハイブリッド車両等に用いられる蓄電デバイスは、蓄電デバイスの残存容量の算出に高い精度が必要とされている。蓄電デバイスの残存容量の算出精度を高める方法として、例えば、特許文献1の蓄電デバイスの残存容量演算装置が開示されている。特許文献1の残存容量演算装置では、電圧、電流、温度の何れかの測定系に異常が発生してデータを正常に取得できない場合でも、必要最小限の精度で残存容量の算出を継続させ、制御系への影響を最小限に抑えている。
しかしながら、蓄電デバイスの残存容量の算出精度を低下させるものは、電圧、電流、温度の測定系の異常だけではない。つまり、各測定系からのデータが外乱により変動するという問題がある。そのため、各測定系が正確であっても、外乱により残存容量の算出値の精度が低下する虞がある。また、何れかの測定系に異常が発生した場合にも必要最小限の精度で残存容量の算出を継続しても、外乱により残存容量の算出値の精度が低下する虞がある。なお、外乱としては、例えば、エンジン始動時のクランキングによる制御電源電圧の変動が挙げられる。エンジン始動時にはクランキングモータを駆動する。このときクランキングモータの電源である制御電源の電圧が変動する。これにより、測定される蓄電デバイスの電圧が変動したと認識されてしまうことがある。そのため、本来の測定値ではない外乱を含んだ測定値を用いて残存容量を算出してしまうこととなり、残存容量の算出の精度が低下するという問題があった。特に、電流積算による残存容量の算出を行う場合には、外乱による残存容量のずれが積み重なって増大していくため、算出精度が大きく低下する虞があった。なお、外乱としては、クランキングにより発生する制御電源電圧の変動だけではなく、コンタクタ回路のオンもしくはオフにより発生するノイズがある。また、他の外乱としては、メンテナンス用の電源遮断するサービスプラグを取り外したときに生じる動力電源電圧の低下がある。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、外乱による算出精度の低下を抑制したバッテリ残存容量演算装置の提供である。
上記の課題を解決するために、本発明は、発電機と、発電機により発電された電気を充放電自在なバッテリと、発電機を駆動するエンジンと、エンジンを始動させるクランキングモータと、バッテリの電圧もしくは電流を検出する検出手段と、バッテリの残存容量を算出する演算手段と、を備え、演算手段は、検出手段により検出される電圧もしくは電流に外乱が加わる外乱発生期間を判断して、該外乱発生期間には、検出手段により検出される電圧もしくは電流を用いて行われる電流積算に基づくバッテリの残存容量の算出を停止することを特徴とする。本発明により、外乱による算出精度の低下を抑制したバッテリ残存容量演算装置を提供することができる。
また、本発明の演算手段は、クランキングモータの駆動期間を外乱発生期間と判断することを特徴とする。これにより、クランキングで発生する外乱による算出精度の低下を抑制したバッテリ残存容量演算装置を提供することができる。
また、本発明のバッテリ残存容量演算装置は、バッテリに接続され、バッテリからの電力の供給を遮断自在に切り替えるサービスプラグを備え、演算手段は、サービスプラグがバッテリから取り外されている期間を外乱発生期間と判断することを特徴とする。これにより、サービスプラグを取り外したことで発生する外乱による算出精度の低下を抑制したバッテリ残存容量演算装置を提供することができる。
また、本発明のバッテリ残存容量演算手段は、発電機およびバッテリと、演算手段との間に設けられ、発電機もしくはバッテリからモータドライバへの電力の供給と遮断とを自在に切り替える電力遮断手段とを備え、電力遮断手段を切り替えた時点を起点とする予め設定された所定期間を、外乱発生期間と判断することを特徴とする。これにより、電力遮断手段の切り替えで発生する外乱による算出精度の低下を抑制したバッテリ残存容量演算装置を提供することができる。
また、本発明の演算手段は、外乱発生期間には、検出手段により検出される電圧値もしくは電流値に代えて外乱発生期間の直前の電圧値もしくは電流値から想定される想定電圧値もしくは想定電流値を用いて電流積算に基づくバッテリの残存容量の積算を行うことを特徴とするを特徴とする。本発明により、外乱による算出精度の低下を抑制したバッテリ残存容量演算装置を提供することができる。
本発明により、外乱による算出精度の低下を抑制したバッテリ残存容量演算装置を提供できる。
(第1の実施形態)
以下、第1の実施形態に係るバッテリ残存容量演算装置を図に基づいて説明する。
図1は、ハイブリッドフォークリフトにおける駆動システムの概略図である。本実施形態のハイブリッドフォークリフトには、発電機1が備えられている。そして、発電機1には、発電機1により発電された電気を充放電自在なバッテリ2が接続されている。さらに、発電機1には、発電機1を駆動するエンジン11が連結されている。エンジン11には、エンジン11を始動させるクランキングモータ10が連結されている。クランキングモータ10には、クランキングモータ10を駆動するための制御用バッテリ3が接続されている。バッテリ2および制御用バッテリ3には、駆動システムの全体を制御するコントローラ4が接続されている。コントローラ4は、バッテリ2の充放電を制御するものである。コントローラ4は、制御用バッテリ3を制御し、クランキングモータ10の駆動を制御するものである。コントローラ4には、駆動システムの状態をハイブリッドフォークリフトのオペレータに通知するための表示装置7が接続されている。さらに、コントローラ4には、駆動システムの出力として、モータドライバ6と走行モータ5が接続されている。
以下、第1の実施形態に係るバッテリ残存容量演算装置を図に基づいて説明する。
図1は、ハイブリッドフォークリフトにおける駆動システムの概略図である。本実施形態のハイブリッドフォークリフトには、発電機1が備えられている。そして、発電機1には、発電機1により発電された電気を充放電自在なバッテリ2が接続されている。さらに、発電機1には、発電機1を駆動するエンジン11が連結されている。エンジン11には、エンジン11を始動させるクランキングモータ10が連結されている。クランキングモータ10には、クランキングモータ10を駆動するための制御用バッテリ3が接続されている。バッテリ2および制御用バッテリ3には、駆動システムの全体を制御するコントローラ4が接続されている。コントローラ4は、バッテリ2の充放電を制御するものである。コントローラ4は、制御用バッテリ3を制御し、クランキングモータ10の駆動を制御するものである。コントローラ4には、駆動システムの状態をハイブリッドフォークリフトのオペレータに通知するための表示装置7が接続されている。さらに、コントローラ4には、駆動システムの出力として、モータドライバ6と走行モータ5が接続されている。
発電機1およびバッテリ2と、コントローラ4との間には、コンタクタ30が設けられている。コンタクタ30は、発電機1もしくはバッテリ2からモータドライバ6への電力の供給と遮断とを自在に切り替えるものである。コンタクタ30は、ハイブリッドフォークリフトのキーオンで電力を供給状態にされ、キーオフで電力を遮断する状態とされる。また、コンタクタ30は、駆動システムに異常が発生した場合にコントローラ4により遮断されるものである。そして、発電機1およびコンタクタ30と、バッテリ2との間には、バッテリ2の電圧および電流を検出する検出手段としてセンサ8が設けられている。センサ8は、センサ8により検出されたバッテリ2の電圧および電流をコントローラ4に送信自在に接続されている。また、発電機1およびコントローラ4と、バッテリ2との間には、サービスプラグ9が設けられている。サービスプラグ9は、前記バッテリ2からの電力の供給を遮断自在に切り替えるものである。サービスプラグ9は、メンテナンス時以外はバッテリ2と発電機1およびコントローラ4とをつないでいる。また、サービスプラグ9がバッテリ2からの電力を供給する状態もしくは遮断する状態であるかは、コントローラ4に信号が送信されている。なお、本実施形態では、コントローラ4は、バッテリ2の残存容量を算出する演算手段を構成している。コンタクタ30は、電力遮断手段を構成している。また、本実施形態のコントローラ4には、モータドライバ6および走行モータ5と並列に図示しない荷役用のモータコントローラおよび荷役モータが接続されている。
次に、本実施形態における走行モータ5の駆動について説明する。
オペレータがハイブリッドフォークリフトを操作すると、コントローラ4は、バッテリ2から電力をモータドライバ6に供給する。そして、モータドライバ6からの出力により走行モータ5を駆動させる。駆動システムは、走行モータ5および荷役モータの出力要求およびバッテリ2の残存容量に応じて、発電機1を駆動させることがある。コントローラ4は、発電機1を駆動させるときに、クランキングモータ10を制御用バッテリ3により駆動させる。クランキングモータ10が駆動すると、クランキングモータ10に連結されたエンジン11が駆動する。なお、本駆動システムでは、エンジン11が駆動して、安定状態になると、クランキングモータ10は停止する。エンジン11が駆動すると、エンジン11に連結された発電機1が駆動する。発電機1が駆動すると、発電機1により発電された電気は、コントローラ4およびモータドライバ6を介して走行モータ5および荷役モータに供給される。走行モータ5および荷役モータは、バッテリ2および発電機1からの電力により、出力要求に応じて駆動される。そして、バッテリ2の残存容量が少ない場合には、エンジン11および発電機1が駆動され続ける。そして、発電機1で発電された電気の余剰分は、バッテリ2に充電される。バッテリ2の残存容量が既定の容量以上である場合には、発電機1およびエンジン11は、停止するようにコントローラ4により制御される。
オペレータがハイブリッドフォークリフトを操作すると、コントローラ4は、バッテリ2から電力をモータドライバ6に供給する。そして、モータドライバ6からの出力により走行モータ5を駆動させる。駆動システムは、走行モータ5および荷役モータの出力要求およびバッテリ2の残存容量に応じて、発電機1を駆動させることがある。コントローラ4は、発電機1を駆動させるときに、クランキングモータ10を制御用バッテリ3により駆動させる。クランキングモータ10が駆動すると、クランキングモータ10に連結されたエンジン11が駆動する。なお、本駆動システムでは、エンジン11が駆動して、安定状態になると、クランキングモータ10は停止する。エンジン11が駆動すると、エンジン11に連結された発電機1が駆動する。発電機1が駆動すると、発電機1により発電された電気は、コントローラ4およびモータドライバ6を介して走行モータ5および荷役モータに供給される。走行モータ5および荷役モータは、バッテリ2および発電機1からの電力により、出力要求に応じて駆動される。そして、バッテリ2の残存容量が少ない場合には、エンジン11および発電機1が駆動され続ける。そして、発電機1で発電された電気の余剰分は、バッテリ2に充電される。バッテリ2の残存容量が既定の容量以上である場合には、発電機1およびエンジン11は、停止するようにコントローラ4により制御される。
次に、本実施形態におけるバッテリ2の残存容量の算出と外乱について説明する。
コントローラ4は、バッテリ2の残存容量を常に算出している。コントローラ4には、センサ8にて検出されるバッテリ2の電圧および電流が入力されている。コントローラ4は、バッテリ2の電流変動から充放電を積算し、バッテリ2の残存容量を算出する。さらに、コントローラ4は、センサ8により検出される電圧から開放電圧を推定する。そして、コントローラ4は、推定した値に基づいてマップなどから、電流積算により算出したバッテリ2の残存容量を補正する。コントローラ4は、既知の電流を積算する方法で算出する。ここで、センサ8で検出される電流値は、外乱により本来の値とは異なる値を検出する場合がある。例えば、クランキングモータ10が駆動されるときである。クランキングモータ10が駆動されると、センサ8により検出されるバッテリ2の電流値は、図2に示すように大きく変動する。電流値は、コントローラ4がクランキングモータ10を駆動する時刻t1からクランキングモータ10の駆動が停止される時刻t2の間で大きく変動する。これは、コントローラ4が、センサ8から入力されるバッテリ2の電流の基準を制御用バッテリ3の値としているからである。クランキングにより、制御用バッテリ3が使用されると、コントローラ4における基準が変動して、センサ8で検出される電流の値が大きく変動したと認識されてしまう。
コントローラ4は、バッテリ2の残存容量を常に算出している。コントローラ4には、センサ8にて検出されるバッテリ2の電圧および電流が入力されている。コントローラ4は、バッテリ2の電流変動から充放電を積算し、バッテリ2の残存容量を算出する。さらに、コントローラ4は、センサ8により検出される電圧から開放電圧を推定する。そして、コントローラ4は、推定した値に基づいてマップなどから、電流積算により算出したバッテリ2の残存容量を補正する。コントローラ4は、既知の電流を積算する方法で算出する。ここで、センサ8で検出される電流値は、外乱により本来の値とは異なる値を検出する場合がある。例えば、クランキングモータ10が駆動されるときである。クランキングモータ10が駆動されると、センサ8により検出されるバッテリ2の電流値は、図2に示すように大きく変動する。電流値は、コントローラ4がクランキングモータ10を駆動する時刻t1からクランキングモータ10の駆動が停止される時刻t2の間で大きく変動する。これは、コントローラ4が、センサ8から入力されるバッテリ2の電流の基準を制御用バッテリ3の値としているからである。クランキングにより、制御用バッテリ3が使用されると、コントローラ4における基準が変動して、センサ8で検出される電流の値が大きく変動したと認識されてしまう。
そこで、コントローラ4は、クランキングモータ10の駆動期間である図2の時刻t1から時刻t2の間を外乱発生期間と判断する。そして、コントローラ4は、バッテリ2の残存容量の算出において、外乱発生期間である時刻t1から時刻t2まで、電流積算を一時的に停止する。コントローラ4は、クランキングモータ10の駆動を制御している。そのため、クランキングモータ10を駆動させる指令を出力するときを時刻t1と設定する。そして、クランキングモータ10が所定時間経過して、エンジン11の駆動が安定したときを時刻t2として認識する。コントローラ4は、時刻t2を経過し、クランキングモータ10の駆動が停止されたら、電流積算を再開する。そして、バッテリ2の残存容量を電流積算および電圧補正により算出する。
本実施形態では、以下の効果を奏する。
(1)コントローラ4は、クランキングモータ10を駆動させるときに、電流積算によりバッテリ2の残存容量の算出を一時的に停止する。そのため、外乱により発生する電流の変動に起因するバッテリ2の残存容量の算出精度の低下を抑制することができる。なお、ハイブリッドフォークリフトでは、走行モータ5および荷役モータで要求される出力と、バッテリ2の残存容量に応じて、発電機1が駆動される。要求出力が大きく変動すると、発電機1の駆動および停止が頻繁に繰り返されることがある。その都度、クランキングモータ10の始動において、センサ8で検出される電流を用いた電流積算を一時停止することで、バッテリ2の残存容量の算出精度の低下を大きく抑制することができる。
(2)バッテリ2の残存容量の算出精度の低下を抑制することにより、バッテリ2の管理を適切に保つことができる。例えば、バッテリ2の残存容量の算出精度が低下すると、誤って過充電、過放電を行うことになるが、算出精度の低下を抑制できるため、過充電、過放電を回避でき、バッテリ2の寿命を短縮させることがない。
(3)バッテリ2の残存容量の算出精度の低下を抑制することにより、駆動システムにおいて適切な容量のバッテリ2を用いることができる。そのため、残存容量の算出精度が低下する場合には、バッテリ2の必要容量以上に余裕を持たせるため、バッテリ2の大容量化が必要となる。しかし、バッテリ2の残存容量の算出精度の低下を抑制できるため、バッテリ2の大容量化を防止することができる。
(1)コントローラ4は、クランキングモータ10を駆動させるときに、電流積算によりバッテリ2の残存容量の算出を一時的に停止する。そのため、外乱により発生する電流の変動に起因するバッテリ2の残存容量の算出精度の低下を抑制することができる。なお、ハイブリッドフォークリフトでは、走行モータ5および荷役モータで要求される出力と、バッテリ2の残存容量に応じて、発電機1が駆動される。要求出力が大きく変動すると、発電機1の駆動および停止が頻繁に繰り返されることがある。その都度、クランキングモータ10の始動において、センサ8で検出される電流を用いた電流積算を一時停止することで、バッテリ2の残存容量の算出精度の低下を大きく抑制することができる。
(2)バッテリ2の残存容量の算出精度の低下を抑制することにより、バッテリ2の管理を適切に保つことができる。例えば、バッテリ2の残存容量の算出精度が低下すると、誤って過充電、過放電を行うことになるが、算出精度の低下を抑制できるため、過充電、過放電を回避でき、バッテリ2の寿命を短縮させることがない。
(3)バッテリ2の残存容量の算出精度の低下を抑制することにより、駆動システムにおいて適切な容量のバッテリ2を用いることができる。そのため、残存容量の算出精度が低下する場合には、バッテリ2の必要容量以上に余裕を持たせるため、バッテリ2の大容量化が必要となる。しかし、バッテリ2の残存容量の算出精度の低下を抑制できるため、バッテリ2の大容量化を防止することができる。
(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態は、図1に示す第1の実施形態と同じハイブリッドフォークリフトの駆動システムである。そのため、同じ部材番号を用いて説明する。第2の実施形態は、バッテリ2の残存容量の算出において、サービスプラグ9による外乱を除外するものである。コントローラ4は、第1の実施形態と同様に、既知の電流積算方法によりバッテリ2の残存容量を算出している。ここで、駆動システムのメンテナンス時に、サービスプラグ9を取り外すと、バッテリ2の基準電圧が変わってしまう。そのため、センサ8により検出されるバッテリ2の電流および電圧が変動する。図1の駆動システムでは、サービスプラグ9を取り外すと、バッテリ2の電圧が低下したようにセンサ8により検出される。バッテリ2の残存容量が変化しないメンテナンス時に、バッテリ2の残存容量の算出を続けると、低下したと検出された電圧によりバッテリ2の残存容量を少なく補正してしまう。これにより、バッテリ2の残存容量の算出精度が大きく低下する。そこで、コントローラ4は、サービスプラグ9が取り外されているときを外乱発生期間と判断する。コントローラ4は、サービスプラグ9が取り外されると、取り外された信号を受け取る。すると、バッテリ2の残存容量の算出を一時的に停止させる。そして、メンテナンスが終了するなどして、サービスプラグ9が取り付けられると、コントローラ4にサービスプラグ9の取り付けの信号が入力される。すると、コントローラ4は、バッテリ2の残存容量の算出を再開する。
以下、第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態は、図1に示す第1の実施形態と同じハイブリッドフォークリフトの駆動システムである。そのため、同じ部材番号を用いて説明する。第2の実施形態は、バッテリ2の残存容量の算出において、サービスプラグ9による外乱を除外するものである。コントローラ4は、第1の実施形態と同様に、既知の電流積算方法によりバッテリ2の残存容量を算出している。ここで、駆動システムのメンテナンス時に、サービスプラグ9を取り外すと、バッテリ2の基準電圧が変わってしまう。そのため、センサ8により検出されるバッテリ2の電流および電圧が変動する。図1の駆動システムでは、サービスプラグ9を取り外すと、バッテリ2の電圧が低下したようにセンサ8により検出される。バッテリ2の残存容量が変化しないメンテナンス時に、バッテリ2の残存容量の算出を続けると、低下したと検出された電圧によりバッテリ2の残存容量を少なく補正してしまう。これにより、バッテリ2の残存容量の算出精度が大きく低下する。そこで、コントローラ4は、サービスプラグ9が取り外されているときを外乱発生期間と判断する。コントローラ4は、サービスプラグ9が取り外されると、取り外された信号を受け取る。すると、バッテリ2の残存容量の算出を一時的に停止させる。そして、メンテナンスが終了するなどして、サービスプラグ9が取り付けられると、コントローラ4にサービスプラグ9の取り付けの信号が入力される。すると、コントローラ4は、バッテリ2の残存容量の算出を再開する。
本発明では、以下の効果を奏する。
(4)コントローラ4は、サービスプラグ9が取り外されたときに、電流積算によりバッテリ2の残存容量の算出を一時的に停止する。そのため、外乱により発生する電流の変動に起因するバッテリ2の残存容量の算出精度の低下を抑制することができる。
(5)サービスプラグ9は、取り外しおよび取り付けの信号をコントローラ4に送信する構成である。そのため、コントローラ4は、サービスプラグ9が取り外されたときを正確に把握することができる。これにより、コントローラ4は、サービスプラグ9が取り外されているときだけ、バッテリ2の残存容量の算出を正確に停止させることができる。
(4)コントローラ4は、サービスプラグ9が取り外されたときに、電流積算によりバッテリ2の残存容量の算出を一時的に停止する。そのため、外乱により発生する電流の変動に起因するバッテリ2の残存容量の算出精度の低下を抑制することができる。
(5)サービスプラグ9は、取り外しおよび取り付けの信号をコントローラ4に送信する構成である。そのため、コントローラ4は、サービスプラグ9が取り外されたときを正確に把握することができる。これにより、コントローラ4は、サービスプラグ9が取り外されているときだけ、バッテリ2の残存容量の算出を正確に停止させることができる。
(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態について説明する。
第3の実施形態は、図1に示す第1の実施形態と同じハイブリッドフォークリフトの駆動システムである。そのため、同じ部材番号を用いて説明する。第3の実施形態は、バッテリ2の残存容量の算出において、コンタクタ30による外乱を除外するものである。コントローラ4は、第1の実施形態と同様に、既知の電流積算方法によりバッテリ2の残存容量を算出している。ここで、センサ8により検出されるバッテリ2の電流値は、コンタクタ30のオフによりノイズが発生する場合がある。コンタクタ30は、ハイブリッドフォークリフトで何らかの異常が発生した場合に、コントローラ4によりオフにされて、電力を遮断する。コンタクタ30がオフされると、センサ8で検出される電流および電圧にノイズが発生する。ノイズを含んだ電流および電圧を用いてバッテリ2の残存容量を算出すると、算出精度が大きく低下する。そこで、コントローラ4は、コンタクタ30がオンからオフに切り替えられる時を外乱発生期間と判断する。コントローラ4は、コンタクタ30をオフに切り替える直前に、バッテリ2の残存容量の算出を一時的に停止させる。そして、コンタクタ30をオフに切り替えたことにより発生するノイズが無くなるまでの所定時間、例えば、コンタクタ30をオフに切り替えた時点を起点として0.1秒経過したら、コントローラ4は、バッテリ2の残存容量の算出を再開する。
以下、第3の実施形態について説明する。
第3の実施形態は、図1に示す第1の実施形態と同じハイブリッドフォークリフトの駆動システムである。そのため、同じ部材番号を用いて説明する。第3の実施形態は、バッテリ2の残存容量の算出において、コンタクタ30による外乱を除外するものである。コントローラ4は、第1の実施形態と同様に、既知の電流積算方法によりバッテリ2の残存容量を算出している。ここで、センサ8により検出されるバッテリ2の電流値は、コンタクタ30のオフによりノイズが発生する場合がある。コンタクタ30は、ハイブリッドフォークリフトで何らかの異常が発生した場合に、コントローラ4によりオフにされて、電力を遮断する。コンタクタ30がオフされると、センサ8で検出される電流および電圧にノイズが発生する。ノイズを含んだ電流および電圧を用いてバッテリ2の残存容量を算出すると、算出精度が大きく低下する。そこで、コントローラ4は、コンタクタ30がオンからオフに切り替えられる時を外乱発生期間と判断する。コントローラ4は、コンタクタ30をオフに切り替える直前に、バッテリ2の残存容量の算出を一時的に停止させる。そして、コンタクタ30をオフに切り替えたことにより発生するノイズが無くなるまでの所定時間、例えば、コンタクタ30をオフに切り替えた時点を起点として0.1秒経過したら、コントローラ4は、バッテリ2の残存容量の算出を再開する。
本発明では、以下の効果を奏する。
(6)コントローラ4は、コンタクタ30がオフ切り替えられたときに、電流積算によりバッテリ2の残存容量の算出を一時的に停止する。そのため、コンタクタ30の切り替えにより発生するノイズによりバッテリ2の残存容量の算出精度の低下を抑制することができる。
(7)コンタクタ30は、コントローラ4により切り替えを制御されている。そのため、コントローラ4は、コンタクタ30の切り替えにより生じるノイズを事前に把握することが容易である。そのため、コントローラ4は、バッテリ2の残存容量の算出を一時停止させるタイミングを正確に制御することができる。
(6)コントローラ4は、コンタクタ30がオフ切り替えられたときに、電流積算によりバッテリ2の残存容量の算出を一時的に停止する。そのため、コンタクタ30の切り替えにより発生するノイズによりバッテリ2の残存容量の算出精度の低下を抑制することができる。
(7)コンタクタ30は、コントローラ4により切り替えを制御されている。そのため、コントローラ4は、コンタクタ30の切り替えにより生じるノイズを事前に把握することが容易である。そのため、コントローラ4は、バッテリ2の残存容量の算出を一時停止させるタイミングを正確に制御することができる。
(第4の実施形態)
以下、第4の実施形態について説明する。
第4の実施形態は、図1に示す第1の実施形態と同じハイブリッドフォークリフトの駆動システムである。そのため、同じ部材番号を用いて説明する。第4の実施形態は、バッテリ2の残存容量の算出において、外乱発生期間には、センサ8から検出される電流値、電圧値の代わりに予め想定された電流値、電圧値を用いるものである。ここでは、第1の実施形態のクランキングモータ10が駆動されているときを外乱発生期間と判断した場合について説明する。コントローラ4は、クランキングモータ10の駆動期間である図2の時刻t1から時刻t2の間を外乱発生期間と判断する。すると、コントローラ4は、バッテリ2の残存容量の算出において、外乱発生期間である時刻t1から時刻t2までは、センサ8で検出される電流値、電圧値の代わりに、予め想定された電流値、電圧値を使用する。本実施形態では、コントローラ4は、外乱発生期間の直前である時刻t1における電流値、電圧値を予め想定される想定電圧値もしくは想定電流値とする。予め想定された想定電流値としては、図2に示すI1の一定値である。コントローラ4は、時刻t2を経過し、クランキングモータ10の駆動が停止されたら、センサ8で検出される電流値を用いて、バッテリ2の残存容量の算出を再開する。そして、センサ8により検出される電圧を用いて電圧補正しバッテリ2の残存容量を算出する。
以下、第4の実施形態について説明する。
第4の実施形態は、図1に示す第1の実施形態と同じハイブリッドフォークリフトの駆動システムである。そのため、同じ部材番号を用いて説明する。第4の実施形態は、バッテリ2の残存容量の算出において、外乱発生期間には、センサ8から検出される電流値、電圧値の代わりに予め想定された電流値、電圧値を用いるものである。ここでは、第1の実施形態のクランキングモータ10が駆動されているときを外乱発生期間と判断した場合について説明する。コントローラ4は、クランキングモータ10の駆動期間である図2の時刻t1から時刻t2の間を外乱発生期間と判断する。すると、コントローラ4は、バッテリ2の残存容量の算出において、外乱発生期間である時刻t1から時刻t2までは、センサ8で検出される電流値、電圧値の代わりに、予め想定された電流値、電圧値を使用する。本実施形態では、コントローラ4は、外乱発生期間の直前である時刻t1における電流値、電圧値を予め想定される想定電圧値もしくは想定電流値とする。予め想定された想定電流値としては、図2に示すI1の一定値である。コントローラ4は、時刻t2を経過し、クランキングモータ10の駆動が停止されたら、センサ8で検出される電流値を用いて、バッテリ2の残存容量の算出を再開する。そして、センサ8により検出される電圧を用いて電圧補正しバッテリ2の残存容量を算出する。
本発明では、以下の効果を奏する。
(8)コントローラ4は、クランキングモータ10を駆動させるときに、センサ8により検出される電流値の代わりに予め想定される想定電流値を用いて電流積算をし、電圧補正してバッテリ2の残存容量を算出する。そのため、外乱により発生する電流の変動に起因するバッテリ2の残存容量の算出精度の低下を抑制することができる。
(8)コントローラ4は、クランキングモータ10を駆動させるときに、センサ8により検出される電流値の代わりに予め想定される想定電流値を用いて電流積算をし、電圧補正してバッテリ2の残存容量を算出する。そのため、外乱により発生する電流の変動に起因するバッテリ2の残存容量の算出精度の低下を抑制することができる。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。以下に本発明の変更例を記載する。
○第4の実施形態における外乱発生時に予め想定された値を用いる電流積算方法は、第2の実施形態におけるサービスプラグ9の取り外し時に適用しても良い。また、第3の実施形態におけるコンタクタ30のオンまたはオフ時に適用しても良い。
○本発明は、ハイブリッドフォークリフトに限定されない。第2の実施形態や第3の実施形態などを、バッテリフォークリフトやトーイングリフトなど電気自動車に適用しても良い。
○第3の実施形態において、コンタクタ30がオフからオンに切り替えられる時点より所定期間の間、バッテリ2の残存容量の算出を一時停止しても良い。また、電流遮断手段としてのコンタクタ30は、コンタクタ30以外に部品を用いて電流を遮断する構成としても良い。また、コンタクタ30以外の周辺機器についても、同様にバッテリ2の残存容量の算出を一時停止しても良い。
○第4の実施形態における予め想定された値は、一定値でなくても良い。例えば、電流の変化パターンから近似線を計算し、近似線をコントローラ4に予め記憶しておいて、近似線から代わりの値を想定しても良い。
○第4の実施形態における外乱発生時に予め想定された値を用いる電流積算方法は、第2の実施形態におけるサービスプラグ9の取り外し時に適用しても良い。また、第3の実施形態におけるコンタクタ30のオンまたはオフ時に適用しても良い。
○本発明は、ハイブリッドフォークリフトに限定されない。第2の実施形態や第3の実施形態などを、バッテリフォークリフトやトーイングリフトなど電気自動車に適用しても良い。
○第3の実施形態において、コンタクタ30がオフからオンに切り替えられる時点より所定期間の間、バッテリ2の残存容量の算出を一時停止しても良い。また、電流遮断手段としてのコンタクタ30は、コンタクタ30以外に部品を用いて電流を遮断する構成としても良い。また、コンタクタ30以外の周辺機器についても、同様にバッテリ2の残存容量の算出を一時停止しても良い。
○第4の実施形態における予め想定された値は、一定値でなくても良い。例えば、電流の変化パターンから近似線を計算し、近似線をコントローラ4に予め記憶しておいて、近似線から代わりの値を想定しても良い。
1 発電機
2 バッテリ
3 制御用バッテリ
4 コントローラ
5 走行モータ
6 モータドライバ
7 表示装置
8 センサ
9 サービスプラグ
10 クランキングモータ
11 エンジン
30 コンタクタ
2 バッテリ
3 制御用バッテリ
4 コントローラ
5 走行モータ
6 モータドライバ
7 表示装置
8 センサ
9 サービスプラグ
10 クランキングモータ
11 エンジン
30 コンタクタ
Claims (5)
- 発電機と、
前記発電機により発電された電気を充放電自在なバッテリと、
前記発電機を駆動するエンジンと、
前記エンジンを始動させるクランキングモータと、
前記バッテリの電圧もしくは電流を検出する検出手段と、
前記バッテリの残存容量を算出する演算手段と、を備え、
前記演算手段は、前記検出手段により検出される電圧もしくは電流に外乱が加わる外乱発生期間を判断して、該外乱発生期間には、前記検出手段により検出される電圧もしくは電流を用いて行われる電流積算に基づく前記バッテリの残存容量の算出を停止することを特徴とするバッテリ残存容量演算装置。 - 前記演算手段は、前記クランキングモータの駆動期間を前記外乱発生期間と判断することを特徴とする請求項1に記載のバッテリ残存容量演算装置。
- 前記バッテリに接続され、前記バッテリからの電力の供給を遮断自在に切り替えるサービスプラグを備え、
前記演算手段は、前記サービスプラグが前記バッテリから取り外されている期間を前記外乱発生期間と判断することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のバッテリ残存容量演算装置。 - 前記発電機および前記バッテリと、前記演算手段との間に設けられ、前記発電機もしくは前記バッテリからモータドライバへの電力の供給と遮断とを自在に切り替える電力遮断手段とを備え、
前記電力遮断手段を切り替えた時点を起点とする予め設定された所定期間を、前記外乱発生期間と判断することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のバッテリ残存容量演算装置 - 前記演算手段は、前記外乱発生期間には、前記検出手段により検出される電圧値もしくは電流値に代えて該外乱発生期間の直前の電圧値もしくは電流値から想定される想定電圧値もしくは想定電流値を用いて電流積算に基づく前記バッテリの残存容量の積算を行うことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のバッテリ残存容量演算装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012112698A JP2013238536A (ja) | 2012-05-16 | 2012-05-16 | バッテリ残存容量演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2013238536A true JP2013238536A (ja) | 2013-11-28 |
Family
ID=49763685
Family Applications (1)
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JP2012112698A Pending JP2013238536A (ja) | 2012-05-16 | 2012-05-16 | バッテリ残存容量演算装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2013238536A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107776408A (zh) * | 2016-08-30 | 2018-03-09 | 现代自动车株式会社 | 车辆***、电池***和电池***的控制方法 |
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JPH09304490A (ja) * | 1996-05-09 | 1997-11-28 | Honda Motor Co Ltd | 電池の残容量推定方法 |
JP2007053005A (ja) * | 2005-08-18 | 2007-03-01 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 電池状態検知システム及びこれを備えた自動車 |
JP2007250472A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | National Univ Corp Shizuoka Univ | 電動車両の電源装置 |
JP2008094212A (ja) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 電池状態検知システム |
-
2012
- 2012-05-16 JP JP2012112698A patent/JP2013238536A/ja active Pending
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