JP4423800B2

JP4423800B2 - Battery capacity determination method and determination device, power transfer control method and control device

Info

Publication number: JP4423800B2
Application number: JP2001088534A
Authority: JP
Inventors: 吉則岡崎; 英則横山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2021-03-26
Also published as: JP2002286817A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリ容量判定装置に係り、特に、電気機器と電力の授受を行い得るバッテリの容量を判定するバッテリ容量判定方法及び判定装置、並びに、バッテリと電気機器との電力授受を制御する電力授受制御方法及び制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば特開２０００−２５８５１３号公報に開示される如く、車両に搭載されるバッテリの開放電圧からそのバッテリの容量（充電状態）を判定する装置が知られている。一般に、バッテリには、開放電圧と容量との間に相関関係が認められる。そこで、上記従来の装置では、予め定められた相関関係からバッテリの開放電圧に対応したバッテリ容量が判定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両を始動すべくイグニションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わった後、バッテリ容量を判定するコンピュータが有効に立ち上がるまでには、ある程度の時間を要する。このため、イグニションスイッチがオン状態になった直後にバッテリ容量が判定されるものとすると、コンピュータが不安定であり有効に機能しないので、バッテリ容量が誤判定されるおそれがある。また、バッテリは所定の電気機器との間で電力の授受を行うが、かかる電力授受が行われている際にバッテリ容量が判定されても、バッテリ電圧は変動するため、バッテリ容量を正確に判定することはできない。この点、上記従来の装置では、バッテリ容量の判定が正確に行われているものとは言えなかった。
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、システム起動時におけるバッテリ容量の誤判定を防止することが可能なバッテリ容量判定方法及び判定装置並びに電力授受制御方法及び制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、所定の電気機器と電力の授受を行い得る第１バッテリの容量をコンピュータに判定させるバッテリ容量判定方法であって、前記コンピュータは、前記第１バッテリとは異なる第２バッテリからの電力供給により立ち上がると共に、前記コンピュータが有効に立ち上がった後かつ前記第１バッテリと前記電気機器との電力の授受が許可される前に、該コンピュータに該第１バッテリの容量を判定させることを特徴とするバッテリ容量判定方法により達成される。
【０００６】
また、所定の電気機器と電力の授受を行い得る第１バッテリと、該第１バッテリの容量を判定する容量判定手段を有するコンピュータと、を備えるバッテリ容量判定装置であって、前記コンピュータは、前記第１バッテリとは異なる第２バッテリからの電力供給により立ち上がると共に、前記容量判定手段は、前記コンピュータが有効に立ち上がった後かつ前記第１バッテリと前記電気機器との電力の授受が許可される前に、該第１バッテリの容量を判定することを特徴とするバッテリ容量判定装置によっても達成される。
【０００７】
この態様の発明において、第１バッテリの容量判定は、その容量を判定するコンピュータが第２バッテリからの電力供給により有効に立ち上がった後かつ第１バッテリと電気機器との電力の授受が許可される前に行われる。このため、システムの立ち上がりに起因するバッテリ容量の誤判定が防止されると共に、電力変動に起因するバッテリ容量の誤判定が防止されるので、バッテリ容量の判定を正確に行うことが可能となる。
【０００８】
この場合、上記したバッテリ容量判定方法において、前記第１バッテリの容量判定を、前記コンピュータが有効に立ち上がるのに要する第１の所定時間が経過した後に行わせることとすれば、電力変動に起因するバッテリ容量の誤判定が確実に防止される。
【０００９】
また、上記したバッテリ容量判定方法において、前記第１バッテリの容量判定を、前記第１の所定時間が経過した後かつ前記第１バッテリと前記電気機器との電力の授受が許可される第２の所定時間が経過する前に行わせることとすれば、また、前記第２の所定時間が経過した時点で、前記第１バッテリと前記電気機器との電力の授受が許可されることとすれば、電気機器との電力授受に伴う電力変動に起因するバッテリ容量の誤判定が確実に防止される。
【００１１】
また、上記の目的は、第１バッテリと電気機器との電力授受を制御する電力授受制御方法であって、前記第１バッテリの容量を判定するコンピュータが該第１バッテリとは異なる第２バッテリからの電力供給により有効に立ち上がりかつ該第１バッテリの容量を判定した後に、前記第１バッテリと前記電気機器との電力の授受を許可することを特徴とする電力授受制御方法により達成される。
【００１２】
また、電気機器と、前記電気機器と電力の授受を行う第１バッテリと、を備え、前記第１バッテリと前記電気機器との電力授受を制御する電力授受制御装置であって、前記第１バッテリの容量を判定するコンピュータが該第１バッテリとは異なる第２バッテリからの電力供給により有効に立ち上がりかつ該第１バッテリの容量を判定した後に、前記第１バッテリと前記電気機器との電力の授受を許可する電力授受制御手段を備えることを特徴とする電力授受制御装置によっても達成される。
【００１３】
この態様の発明において、第１バッテリと電気機器との電力の授受は、バッテリの容量を判定するコンピュータが第２バッテリからの電力供給により有効に立ち上がりかつ第１バッテリの容量を判定した後に許可される。すなわち、第１バッテリの容量が判定される前は禁止される。この場合には、バッテリ容量の判定時に電気機器への電力授受による電力変動が生ずることはなく、電力変動に起因するバッテリ容量の誤判定は防止される。このため、バッテリ容量の判定を正確に行うことが可能となる。
【００１４】
この場合、上記した電力授受制御方法において、前記第１バッテリと前記電気機器との電力の授受を、前記コンピュータが有効に立ち上がりかつ前記第１バッテリの容量を判定するのに要する所定の時間が経過した時点で許可することとしてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例であるシステムの構成図を示す。本実施例のシステムは、車両の動力装置として機能するエンジン１０及びモータ・ジェネレータ（以下、Ｍ／Ｇと称す）１２を備えている。エンジン１０の出力軸およびＭ／Ｇ１２の出力軸は、それぞれ、遊星歯車機構１４を介して、車輪に連結するクランクシャフト１６に連結されている。車両は、エンジン１０の出力とＭ／Ｇ１２の出力とを適宜組み合わせて動力を発生する。
【００１６】
エンジン１０には、該エンジン１０を始動させるスタータ１８が取付けられている。スタータ１８には、第１バッテリ２０が接続されている。スタータ１８は、車両のイグニションスイッチがスタータオンになることにより第１バッテリ２０を電源にして駆動し、エンジン１０を始動させる。すなわち、第１バッテリ２０は、電源としてエンジン１０のスタータ１８に電力を供給する機能を有している。第１バッテリ２０は、直列に接続された複数のバッテリセルから構成されており、例えば１２Ｖ程度の低出力電圧を有するニッケル水素バッテリである。
【００１７】
また、Ｍ／Ｇ１２には、インバータ２２を介して第２バッテリ２４が接続されている。インバータ２２は、モータ駆動用パワートランジスタを内蔵しており、モータ駆動用パワートランジスタのスイッチング動作に応じて第２バッテリ２４の直流電力をＭ／Ｇ１２の交流電力に変換する。Ｍ／Ｇ１２は、第２バッテリ２４を電源にして駆動し、所定のトルクを発生する。すなわち、第２バッテリ２４は、電源としてＭ／Ｇ１２に電力を供給する機能を有している。第２バッテリ２４は、直列に接続された複数のバッテリセルから構成されており、例えば上記した第１バッテリ２０の出力電圧よりも高い３６Ｖ程度の高出力電圧を有するニッケル水素バッテリである。
【００１８】
Ｍ／Ｇ１２は、車両の回生制動時および第２バッテリ２４の容量低下時において車両の運動エネルギを電気エネルギに変換する発電機としての機能を有している。インバータ２２は、また、ジェネレータ用パワートランジスタを内蔵しており、ジェネレータ用パワートランジスタのスイッチング動作に応じてＭ／Ｇ１２の交流電力を第２バッテリ２４の直流電力に変換する。第２バッテリ２４は、インバータ２２がオン状態にある状況下でＭ／Ｇ１２が発電することにより電力の供給を受け、充電される。
【００１９】
第２バッテリ２４には、直流−直流変換器（以下、ＤＣ／ＤＣコンバータと称す）２６を介して上記した第１バッテリ２０が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２６は、パワートランジスタを内蔵しており、パワートランジスタのスイッチング動作に応じて第２バッテリ２４の直流電力を第１バッテリ２０の直流電力に変換する。第２バッテリ２４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６がオン状態にある場合に第１バッテリ２０に電力を供給し、第１バッテリ２０を充電する。すなわち、第１バッテリ２０は、第２バッテリ２４から電力の供給を受けて充電される。
【００２０】
インバータ２２及びＤＣ／ＤＣコンバータ２６には、マイクロコンピュータにより構成された電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称す）３０が接続されている。ＥＣＵ３０には、イグニションスイッチ（以下、ＩＧスイッチと称す）３２を介して、上記した第１バッテリ２０が接続されている。ＩＧスイッチ３２は、車両乗員が操作可能なエンジン１０の始動・停止を制御するためのスイッチであり、ＯＦＦ状態、アクセサリ状態、ＯＮ状態、及びスタータＯＮ状態の各状態に応じた信号を出力する。ＥＣＵ３０は、ＩＧスイッチ３２がＯＮ状態になった場合に第１バッテリ２０から電力の供給を受けることにより立ち上がり、以後、第１バッテリ２０を電源にして作動状態となる。
【００２１】
ＥＣＵ３０は、第１バッテリ２０から電力が供給されている状況下、常態でインバータ２２をオフ状態に維持する一方、第２バッテリ２４からＭ／Ｇ１２へ電力を供給する場合にインバータ２２のモータ駆動用パワートランジスタに対して駆動信号を供給しインバータ２２をオン状態にする。この場合、Ｍ／Ｇ１２は、第２バッテリ２４から電力が供給されることでＥＣＵ３０の指令に応じたトルクを発生する。また、ＥＣＵ３０は、Ｍ／Ｇ１２から第２バッテリ２４へ電力を供給する場合には、インバータ２２のジェネレータ用パワートランジスタに対して駆動信号を供給しインバータ２２をオン状態にする。この場合、第２バッテリ２４は、Ｍ／Ｇ１２から電力が供給されることで充電される。
【００２２】
ＥＣＵ３０は、また、常態でＤＣ／ＤＣコンバータ２６をオフ状態に維持し、第１バッテリ２０を充電する必要がある場合にＤＣ／ＤＣコンバータ２６のパワートランジスタに駆動信号を供給しＤＣ／ＤＣコンバータ２６をオン状態にする。この場合、第１バッテリ２０は、第２バッテリ２４から電力が供給されることで充電される。
【００２３】
第２バッテリ２４の正負端子間には、電圧センサ３４が配設されている。電圧センサ３４は、第１バッテリ２０を電源にして第２バッテリ２４の端子間電圧に応じた信号を出力する。電圧センサ３４の出力信号は、ＥＣＵ３０に供給されている。ＥＣＵ３０には、Ａ／Ｄコンバータ（図示せず）が内蔵されている。ＥＣＵ３０は、Ａ／Ｄコンバータにおいて電圧センサ３４の出力信号をデジタル量からアナログ量に変換し、その信号に基づいて第２バッテリ２４の端子間電圧（以下、バッテリ電圧Ｖと称す）を検出する。
【００２４】
次に、本実施例の動作について説明する。本実施例において、ＥＣＵ３０は、第２バッテリ２４の容量（すなわち、第２バッテリ２４の充電状態；以下、バッテリ容量ＳＯＣと称す）を判定するための、バッテリ容量ＳＯＣと、そのバッテリ容量ＳＯＣと相関関係にあるバッテリ電圧Ｖとの関係を示したマップを記憶している。ＥＣＵ３０は、電圧センサ３４の出力信号に基づいて検出したバッテリ電圧Ｖに基づいて、記憶しているマップを参照することにより第２バッテリ２４のバッテリ容量ＳＯＣを判定する。例えば、第２バッテリ２４が満充電状態にある場合にはバッテリ容量ＳＯＣが１００％にあると判定し、第２バッテリ２４の充電量がゼロにある場合にはバッテリ容量ＳＯＣが０％にあると判定する。
【００２５】
ところで、車両を始動すべくＩＧスイッチ３２がオフ状態からオン状態に切り替わった場合、その後にバッテリ容量ＳＯＣを判定するＥＣＵ３０が有効に立ち上がるまでには、ある程度の時間が必要となる。このため、ＩＧスイッチ３２がオン状態になった直後にＥＣＵ３０が電圧センサ３４の出力信号に基づいてバッテリ電圧Ｖを検出し、その値に基づいて第２バッテリ２４のバッテリ容量ＳＯＣを判定することとしても、ＥＣＵ３０が不安定状態にあり、有効に機能しないため、そのバッテリ容量ＳＯＣが誤判定されるおそれがある。また、第２バッテリ２４が第１バッテリ２０に電力供給を行っている状況下またはＭ／Ｇ１２との間で電力授受を行っている状況下においてバッテリ容量ＳＯＣを判定することとしても、第２バッテリ２４が充放電状態にあり、バッテリ電圧Ｖが変動するため、そのバッテリ容量ＳＯＣを正確に判定することはできない。
【００２６】
従って、バッテリ電圧Ｖに基づいてバッテリ容量ＳＯＣの判定を正確に行うためには、ＥＣＵ３０が有効に立ち上がっていると共に、第２バッテリ２４が第１バッテリ２０への電力供給を行っておらず、かつ、Ｍ／Ｇ１２との間で電力授受を行っていない充放電停止状態にあることが必要である。すなわち、車両の始動時においてバッテリ容量ＳＯＣを判定するうえでは、ＥＣＵ３０に内蔵されたＡ／Ｄコンバータが電圧センサ３４の出力信号をデジタル量からアナログ量へ変換できるようにオン状態になった後、インバータ２２及びＤＣ／ＤＣコンバータ２６がオン状態になる前にその判定を行うことが適切である。そこで、本実施例のシステムは、第２バッテリ２４のバッテリ容量ＳＯＣの判定をかかる時期に行う点に特徴を有している。以下、図２及び図３を参照して、本実施例の特徴部について説明する。
【００２７】
図２は、本実施例においてバッテリ容量ＳＯＣの判定時期を説明するためのタイムチャートを示す。尚、図２（Ａ）〜（Ｃ）には、それぞれ、ＩＧスイッチ３２、ＥＣＵ３０内のマイクロコンピュータ、Ａ／Ｄコンバータ、ＥＣＵ３０の検出するバッテリ電圧Ｖ、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６、及び、インバータ２２の各タイムチャートが示されている。
【００２８】
車両乗員が車両を始動すべくＩＧスイッチ３２を操作することによりＩＧスイッチ３２がＯＮ状態になると（図２（Ａ））、その後、バッテリ容量ＳＯＣを判定するＥＣＵ３０のマイクロコンピュータ及びＡ／Ｄコンバータが立ち上がり（図２（Ｂ）及び（Ｃ））、本実施例のシステムが起動する。本実施例のシステムは、ＥＣＵ３０のＡ／Ｄコンバータが立ち上がった後、電圧センサ３４の出力信号が安定し（図２（Ｄ））、ＥＣＵ３０がその出力信号に基づいてバッテリ電圧Ｖを安定して検出できると判断できる所定時間ａが経過したか否かを判別する。そして、その所定時間ａが経過したと判別した後、電圧センサ３４の出力信号に基づいて検出したバッテリ電圧Ｖに基づいて、所定のマップを参照することによりバッテリ容量ＳＯＣの判定を行う。
【００２９】
また、本実施例のシステムは、ＥＣＵ３０のＡ／Ｄコンバータが立ち上がった後、バッテリ容量ＳＯＣの判定が終了すると判断できる所定時間ｂが経過したか否かを判別する。そして、その所定時間ｂが経過したと判別した場合に、第２バッテリ２４から第１バッテリ２０への電力供給を許容すべくＤＣ／ＤＣコンバータ２６をオン状態に起動すると共に、第２バッテリ２４とＭ／Ｇ１２との間における電力の授受を許容すべくインバータ２２をオン状態に起動する（図２（Ｅ）及び（Ｆ））。
【００３０】
すなわち、かかる構成においては、第２バッテリ２４のバッテリ容量ＳＯＣの判定が、ＥＣＵ３０が有効に機能する状況下で、かつ、第１バッテリ２０との電力授受の影響及びＭ／Ｇ１２との電力授受の影響を共に受けない状況下で行われる。すなわち、第２バッテリ２４と第１バッテリ２０との電力授受、および、第２バッテリ２４とＭ／Ｇ１２との電力授受が、第２バッテリ２４のバッテリ容量ＳＯＣが判定された後に行われる。このため、本実施例のシステムによれば、車両始動時におけるシステムの立ち上がりに起因するバッテリ容量ＳＯＣの誤判定を防止することができると共に、第２バッテリ２４の電力変動に起因するバッテリ容量ＳＯＣの誤判定を防止することができる。これにより、バッテリ容量ＳＯＣの判定を精度よく行うことが可能となる。
【００３１】
図３は、上記の機能を実現すべく、本実施例においてＥＣＵ１２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図３に示すルーチンは、その処理が終了する毎に起動されるルーチンである。図３に示すルーチンが起動されると、まずステップ１００の処理が実行される。
【００３２】
ステップ１００では、車両始動時においてＥＣＵ３０に内蔵されたＡ／Ｄコンバータが立ち上がったか否かが判別される。具体的には、ＩＧスイッチ３２がＯＮ状態になった後、一定時間が経過したか否かが判別される。本ステップ１００の処理は、Ａ／Ｄコンバータが立ち上がったと判別されるまで繰り返し実行される。その結果、肯定判定がなされた場合は、次にステップ１０２の処理が実行される。
【００３３】
ステップ１０２では、上記ステップ１００において肯定判定がなされた後、所定時間ａが経過したか否かが判別される。尚、所定時間ａは、ＩＧスイッチ３２がオン状態になることによりＥＣＵ３０のＡ／Ｄコンバータが立ち上がった後、第１バッテリ２０を電源とする電圧センサ３４の出力信号が安定し、ＥＣＵ３０が電圧センサ３４の出力信号に基づいてバッテリ電圧Ｖを安定して検出できると判断できる時間である。本ステップ１０２の処理は、所定時間ａが経過すると判別されるまで繰り返し実行される。その結果、肯定判定がなされた場合は、次にステップ１０４の処理が実行される。
【００３４】
ステップ１０４では、バッテリ容量ＳＯＣの判定を開始する処理が実行される。具体的には、本実施例では、上記した所定時間ａが経過した後に電圧センサ３４が出力する出力信号に基づいて、予め定められたマップに従ってバッテリ容量ＳＯＣの判定を行う。
【００３５】
ステップ１０６では、上記ステップ１００において肯定判定がなされた後、所定時間ｂが経過したか否かが判別される。尚、所定時間ｂは、ＩＧスイッチ３２がオン状態になることによりＥＣＵ３０のＡ／Ｄコンバータが立ち上がった後、第２バッテリ２４のバッテリ容量ＳＯＣの判定が終了すると判断できる時間である。本ステップ１０６の処理は、所定時間ｂが経過すると判別されるまで繰り返し実行される。その結果、肯定判定がなされた場合は、次にステップ１０８の処理が実行される。
【００３６】
ステップ１０８では、バッテリ容量ＳＯＣの判定を終了する処理が実行される。また、ステップ１１０では、第２バッテリ２４から第１バッテリ２０への電力供給が許容されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２６をオン状態に起動すると共に、第２バッテリ２４とＭ／Ｇ１２との間における電力授受が許容されるようにインバータ２２をオン状態に起動する処理が実行される。本ステップ１１０の処理が実行されると、以後、第２バッテリ２４と第１バッテリ２０及びＭ／Ｇ１２との電力授受が許容されることとなる。本ステップ１１０の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００３７】
上記の処理においては、第２バッテリ２４のバッテリ容量ＳＯＣの判定が、ＥＣＵ３０のＡ／Ｄコンバータが立ち上がった後、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６及びインバータ２２が起動する前に行われる。この場合、バッテリ容量判定は、ＥＣＵ３０が有効に機能する状況下において行われると共に、第２バッテリ２４が第１バッテリ２０との電力授受の影響及びＭ／Ｇ１２との電力授受の影響を共に受けない充放電停止状態にある状況下において行われる。すなわち、第２バッテリ２４と第１バッテリ２０との電力授受、及び、第２バッテリ２４とＭ／Ｇ１２との電力授受は、第２バッテリ２４のバッテリ容量ＳＯＣが判定された後に行われる。
【００３８】
このため、本実施例によれば、車両始動時のシステムの立ち上がりに起因するバッテリ容量ＳＯＣの誤判定を防止できると共に、第２バッテリ２４が充放電状態にあることに起因するバッテリ容量ＳＯＣの誤判定を防止できる。従って、本実施例のシステムによれば、システム起動時における第２バッテリ２４のバッテリ容量ＳＯＣの誤判定を確実に防止することができ、これにより、バッテリ容量ＳＯＣの判定を正確に行うことが可能となっている。
【００３９】
尚、上記の実施例においては、第１バッテリ２０及びＭ／Ｇ１２が特許請求の範囲に記載された「電気機器」に、第２バッテリ２４が特許請求の範囲に記載された「バッテリ」に、所定時間ａが特許請求の範囲に記載された「第１の所定時間」に、所定時間ｂが特許請求の範囲に記載された「第２の所定時間」及び「所定の時間」に、第１バッテリ２０が特許請求の範囲に記載された「起動用バッテリ」に、それぞれ相当している。
【００４０】
また、上記の実施例においては、ＥＣＵ３０が、図３に示すルーチン中において、ステップ１１０の処理を実行する前にバッテリ容量ＳＯＣを判定することにより特許請求の範囲に記載された「容量判定手段」が、バッテリ容量ＳＯＣを判定した後にステップ１１０の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載された「電力授受制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００４１】
ところで、上記の実施例においては、第１及び第２バッテリ２０，２４としてニッケル水素バッテリを用いたシステムに適用しているが、ニッケル水素バッテリに代えて鉛バッテリ等の他の蓄電池を用いたシステムに適用することも可能である。
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、システム起動時におけるバッテリ容量の誤判定を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるシステムの構成図である。
【図２】本実施例において、バッテリ容量の判定時期を説明するためのタイムチャートを示す図である。
【図３】本実施例において、バッテリ容量を判定すべく実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【符号の説明】
１０エンジン
１２モータ・ジェネレータ（Ｍ／Ｇ）
１８スタータ
２０第１バッテリ
２２インバータ
２４第２バッテリ
２６ＤＣ／ＤＣコンバータ
３０電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３４イグニションスイッチ
Ｖバッテリ電圧
ＳＯＣバッテリ容量[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery capacity determination device, and in particular, a battery capacity determination method and a determination device for determining the capacity of a battery that can exchange power with an electric device, and power for controlling power transfer between the battery and the electric device. The present invention relates to an exchange control method and a control device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-258513, an apparatus that determines the capacity (charged state) of a battery from the open voltage of the battery mounted on the vehicle is known. In general, a correlation is recognized between the open circuit voltage and the capacity of the battery. Therefore, in the conventional device, the battery capacity corresponding to the open circuit voltage of the battery is determined from a predetermined correlation.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, after the ignition switch is switched from the off state to the on state in order to start the vehicle, a certain amount of time is required until the computer for determining the battery capacity effectively starts up. For this reason, if the battery capacity is determined immediately after the ignition switch is turned on, the computer is unstable and does not function effectively, so the battery capacity may be erroneously determined. In addition, the battery exchanges power with a specified electrical device, but even if the battery capacity is determined when such power is being transferred, the battery voltage fluctuates, so the battery capacity is accurately determined. I can't do it. In this regard, the conventional apparatus cannot be said to accurately determine the battery capacity.
[0004]
The present invention has been made in view of the above points, and provides a battery capacity determination method and determination apparatus, a power transfer control method and a control apparatus capable of preventing erroneous determination of battery capacity at the time of system startup. For the purpose.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by a predetermined electrical equipment and power battery capacity determining how the first battery capacity capable of performing exchange Ru was determined in a computer, the computer, the different second battery from the first battery with rises by the power supply, before the transfer of power between and the first battery and the electrical device after the computer has risen enabled is permitted, Rukoto to determine the capacity of the first battery in the computer This is achieved by a battery capacity determination method characterized by the following.
[0006]
Further, a battery capacity determining apparatus comprising: a first battery that can transmits and receives predetermined electrical equipment and power, a computer having a capacity determining means for determining the capacity of the first battery, wherein the computer, the The power supply from a second battery different from the first battery is started, and the capacity determination means is activated after the computer is effectively started up and before power transfer between the first battery and the electric device is permitted. in is also achieved by the battery capacity determining device comprising a Turkey to determine the capacity of the first battery.
[0007]
In the invention of this embodiment, the capacity determination of the first battery, the computer determines the capacity of that is permitted transfer of power between and the first battery and the electric device after rises to enable the power supply from the second battery Done before. For this reason, an erroneous determination of the battery capacity due to the rise of the system is prevented, and an erroneous determination of the battery capacity due to the power fluctuation is prevented, so that the determination of the battery capacity can be performed accurately.
[0008]
In this case, the battery capacity determining method described above, the capacity determination of the first battery, if Rukoto was performed after the first predetermined time required for the computer rises enabled has elapsed, due to power fluctuations Incorrect determination of the battery capacity is reliably prevented.
[0009]
Further, in the battery capacity determining method described above, the capacity determination of the first battery, a second of exchanging electric power with the first after a predetermined time has elapsed and the said first battery electric appliance is permitted if Rukoto was performed before the predetermined time elapses, and when the front Stories second predetermined time has elapsed, by the fact that transfer of power between the first battery and the electrical apparatus is permitted Thus, it is possible to reliably prevent erroneous determination of the battery capacity due to power fluctuations accompanying power transfer with the electrical equipment.
[0011]
Further, the above object is a power transfer control method for controlling power transfer between a first battery and an electric device, wherein a computer for determining the capacity of the first battery is a second battery different from the first battery. after determining the effective rise and capacity of the first battery by electric power supply is achieved by the power exchange control method and permits the transfer of power between the first battery and the electrical device.
[0012]
Further, the electrical device, the first battery that exchanges the electrical equipment and power, wherein the a power exchange control device for controlling the power transfer between the electrical device and the first battery, the first battery capacity computer determines that after determining the effective rise and capacity of the first battery by electric power supply from a different second battery from the first battery, the power of the first battery and said electrical equipment It is also achieved by a power transfer control device comprising power transfer control means for permitting transfer.
[0013]
In the invention of this embodiment, transfer of power between the first battery and the electrical equipment, permission after the computer determines the capacity of the battery is determined the capacity of the rising and the first battery to enable the power supply from the second battery Is done. That is, it is prohibited before the capacity of the first battery is determined. In this case, when the battery capacity is determined, power fluctuation due to power transfer to the electric device does not occur, and erroneous determination of the battery capacity due to the power fluctuation is prevented. For this reason, it is possible to accurately determine the battery capacity.
[0014]
In this case, the power exchange control method described above, the supply and reception of electric power between the first battery and the electrical device, the predetermined time required to determine the capacity of the rising and the first battery wherein the computer is enabled elapsed it may be used as the Rukoto be allowed at the time of the.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of a system according to an embodiment of the present invention. The system of this embodiment includes an engine 10 and a motor / generator (hereinafter referred to as M / G) 12 that function as a vehicle power unit. The output shaft of the engine 10 and the output shaft of the M / G 12 are each connected to a crankshaft 16 connected to a wheel via a planetary gear mechanism 14. The vehicle generates power by appropriately combining the output of the engine 10 and the output of the M / G 12.
[0016]
A starter 18 for starting the engine 10 is attached to the engine 10. A first battery 20 is connected to the starter 18. The starter 18 is driven with the first battery 20 as a power source when the ignition switch of the vehicle is turned on, and starts the engine 10. That is, the first battery 20 has a function of supplying power to the starter 18 of the engine 10 as a power source. The first battery 20 is composed of a plurality of battery cells connected in series, and is, for example, a nickel metal hydride battery having a low output voltage of about 12V.
[0017]
Further, a second battery 24 is connected to the M / G 12 via an inverter 22. The inverter 22 incorporates a motor driving power transistor, and converts the DC power of the second battery 24 into M / G 12 AC power in accordance with the switching operation of the motor driving power transistor. The M / G 12 is driven using the second battery 24 as a power source, and generates a predetermined torque. That is, the second battery 24 has a function of supplying power to the M / G 12 as a power source. The second battery 24 is composed of a plurality of battery cells connected in series. For example, the second battery 24 is a nickel metal hydride battery having a high output voltage of about 36 V, which is higher than the output voltage of the first battery 20 described above.
[0018]
The M / G 12 has a function as a generator that converts the kinetic energy of the vehicle into electric energy during regenerative braking of the vehicle and when the capacity of the second battery 24 is reduced. The inverter 22 also includes a generator power transistor, and converts the AC power of the M / G 12 into the DC power of the second battery 24 in accordance with the switching operation of the generator power transistor. The second battery 24 is supplied with electric power and charged when the M / G 12 generates electric power under a condition where the inverter 22 is in an on state.
[0019]
The first battery 20 described above is connected to the second battery 24 via a DC-DC converter (hereinafter referred to as a DC / DC converter) 26. The DC / DC converter 26 includes a power transistor, and converts the DC power of the second battery 24 into the DC power of the first battery 20 in accordance with the switching operation of the power transistor. The second battery 24 supplies power to the first battery 20 and charges the first battery 20 when the DC / DC converter 26 is in the ON state. That is, the first battery 20 is charged by receiving power from the second battery 24.
[0020]
The inverter 22 and the DC / DC converter 26 are connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as an ECU) 30 constituted by a microcomputer. The first battery 20 described above is connected to the ECU 30 via an ignition switch (hereinafter referred to as an IG switch) 32. The IG switch 32 is a switch for controlling start / stop of the engine 10 that can be operated by a vehicle occupant, and outputs a signal corresponding to each of an OFF state, an accessory state, an ON state, and a starter ON state. When the IG switch 32 is turned on, the ECU 30 starts up by receiving power supply from the first battery 20, and thereafter, the ECU 30 is activated using the first battery 20 as a power source.
[0021]
The ECU 30 keeps the inverter 22 in an OFF state in a normal state in a state where electric power is supplied from the first battery 20. On the other hand, when supplying electric power from the second battery 24 to the M / G 12, the ECU 30 A drive signal is supplied to the power transistor to turn on the inverter 22. In this case, the M / G 12 generates torque according to a command from the ECU 30 when electric power is supplied from the second battery 24. In addition, when supplying electric power from the M / G 12 to the second battery 24, the ECU 30 supplies a drive signal to the generator power transistor of the inverter 22 to turn on the inverter 22. In this case, the 2nd battery 24 is charged by supplying electric power from M / G12.
[0022]
The ECU 30 also maintains the DC / DC converter 26 in an off state in a normal state, and supplies a drive signal to the power transistor of the DC / DC converter 26 when the first battery 20 needs to be charged. Turn on the. In this case, the first battery 20 is charged by supplying power from the second battery 24.
[0023]
A voltage sensor 34 is disposed between the positive and negative terminals of the second battery 24. The voltage sensor 34 outputs a signal corresponding to the voltage between the terminals of the second battery 24 using the first battery 20 as a power source. An output signal of the voltage sensor 34 is supplied to the ECU 30. The ECU 30 includes an A / D converter (not shown). The ECU 30 converts the output signal of the voltage sensor 34 from a digital amount to an analog amount in the A / D converter, and detects a voltage across the terminals of the second battery 24 (hereinafter referred to as a battery voltage V) based on the signal.
[0024]
Next, the operation of this embodiment will be described. In the present embodiment, the ECU 30 correlates the battery capacity SOC for determining the capacity of the second battery 24 (that is, the state of charge of the second battery 24; hereinafter referred to as battery capacity SOC) and the battery capacity SOC. A map showing the relationship with the battery voltage V having the relationship is stored. The ECU 30 determines the battery capacity SOC of the second battery 24 by referring to the stored map based on the battery voltage V detected based on the output signal of the voltage sensor 34. For example, when the second battery 24 is fully charged, it is determined that the battery capacity SOC is 100%, and when the charge amount of the second battery 24 is zero, the battery capacity SOC is 0%. judge.
[0025]
By the way, when the IG switch 32 is switched from the off state to the on state in order to start the vehicle, a certain amount of time is required until the ECU 30 that determines the battery capacity SOC is subsequently activated. Therefore, immediately after the IG switch 32 is turned on, the ECU 30 detects the battery voltage V based on the output signal of the voltage sensor 34, and determines the battery capacity SOC of the second battery 24 based on the value. However, since the ECU 30 is in an unstable state and does not function effectively, the battery capacity SOC may be erroneously determined. The determination of the battery capacity SOC may be performed under the situation where the second battery 24 is supplying power to the first battery 20 or the situation where power is being exchanged with the M / G 12. Since 24 is in a charge / discharge state and the battery voltage V fluctuates, the battery capacity SOC cannot be accurately determined.
[0026]
Therefore, in order to accurately determine the battery capacity SOC based on the battery voltage V, the ECU 30 is activated effectively, the second battery 24 is not supplying power to the first battery 20, and It is necessary to be in a charge / discharge stop state where power is not being exchanged with the M / G 12. That is, in determining the battery capacity SOC at the start of the vehicle, after the A / D converter built in the ECU 30 is turned on so that the output signal of the voltage sensor 34 can be converted from a digital amount to an analog amount, It is appropriate to make the determination before the inverter 22 and the DC / DC converter 26 are turned on. Therefore, the system of the present embodiment is characterized in that the determination of the battery capacity SOC of the second battery 24 is performed at such time. Hereinafter, with reference to FIG.2 and FIG.3, the characteristic part of a present Example is demonstrated.
[0027]
FIG. 2 shows a time chart for explaining the determination time of the battery capacity SOC in the present embodiment. 2A to 2C show the IG switch 32, the microcomputer in the ECU 30, the A / D converter, the battery voltage V detected by the ECU 30, the DC / DC converter 26, and the inverter 22, respectively. Each time chart is shown.
[0028]
When the vehicle occupant operates the IG switch 32 to start the vehicle and the IG switch 32 is turned on (FIG. 2A), the microcomputer and the A / D converter of the ECU 30 for determining the battery capacity SOC are thereafter When the system rises (FIGS. 2B and 2C), the system of this embodiment is activated. In the system of this embodiment, after the A / D converter of the ECU 30 starts up, the output signal of the voltage sensor 34 is stabilized (FIG. 2D), and the ECU 30 stabilizes the battery voltage V based on the output signal. It is determined whether or not a predetermined time a that can be determined to be detected has elapsed. Then, after determining that the predetermined time a has elapsed, the battery capacity SOC is determined by referring to a predetermined map based on the battery voltage V detected based on the output signal of the voltage sensor 34.
[0029]
In addition, the system of the present embodiment determines whether or not a predetermined time b that can be determined to end the determination of the battery capacity SOC has elapsed after the A / D converter of the ECU 30 has started up. When it is determined that the predetermined time b has elapsed, the DC / DC converter 26 is activated to allow power supply from the second battery 24 to the first battery 20, and the second battery 24 Inverter 22 is activated to allow power to be exchanged with M / G 12 (FIGS. 2E and 2F).
[0030]
That is, in such a configuration, the determination of the battery capacity SOC of the second battery 24 is performed under the situation where the ECU 30 functions effectively, the influence of the power transfer with the first battery 20 and the power transfer with the M / G 12. It is performed in a situation where both are not affected. That is, power exchange between the second battery 24 and the first battery 20 and power exchange between the second battery 24 and the M / G 12 are performed after the battery capacity SOC of the second battery 24 is determined. For this reason, according to the system of the present embodiment, it is possible to prevent erroneous determination of the battery capacity SOC caused by the start-up of the system at the time of starting the vehicle, and the battery capacity SOC caused by the power fluctuation of the second battery 24. An erroneous determination can be prevented. This makes it possible to accurately determine the battery capacity SOC.
[0031]
FIG. 3 shows a flowchart of an example of a control routine executed by the ECU 12 in this embodiment in order to realize the above function. The routine shown in FIG. 3 is a routine that is started every time the process is completed. When the routine shown in FIG. 3 is started, first, the process of step 100 is executed.
[0032]
In step 100, it is determined whether or not the A / D converter built in the ECU 30 has started up when the vehicle is started. Specifically, it is determined whether or not a certain time has elapsed after the IG switch 32 is turned on. The processing in step 100 is repeatedly executed until it is determined that the A / D converter has started up. As a result, when an affirmative determination is made, the process of step 102 is executed next.
[0033]
In step 102, it is determined whether or not the predetermined time a has elapsed after the affirmative determination is made in step 100. Note that, for a predetermined time a, after the A / D converter of the ECU 30 is started by turning on the IG switch 32, the output signal of the voltage sensor 34 using the first battery 20 as a power source is stabilized, and the ECU 30 It is a time when it can be determined that the battery voltage V can be stably detected based on the output signal 34. The process of step 102 is repeatedly executed until it is determined that the predetermined time a has elapsed. As a result, when an affirmative determination is made, the process of step 104 is executed next.
[0034]
In step 104, processing for starting determination of the battery capacity SOC is executed. Specifically, in this embodiment, the battery capacity SOC is determined according to a predetermined map based on the output signal output from the voltage sensor 34 after the predetermined time a has elapsed.
[0035]
In step 106, it is determined whether or not the predetermined time b has elapsed after the affirmative determination is made in step 100. The predetermined time b is a time during which it can be determined that the determination of the battery capacity SOC of the second battery 24 is completed after the A / D converter of the ECU 30 is started by turning on the IG switch 32. The process of step 106 is repeatedly executed until it is determined that the predetermined time b has elapsed. As a result, if an affirmative determination is made, the process of step 108 is executed next.
[0036]
In step 108, a process for ending the determination of the battery capacity SOC is executed. Further, in step 110, the DC / DC converter 26 is activated in an ON state so that power supply from the second battery 24 to the first battery 20 is allowed, and between the second battery 24 and the M / G 12 is started. A process of starting the inverter 22 to an on state is performed so that power transfer is allowed. When the processing of step 110 is executed, the power transfer between the second battery 24, the first battery 20, and the M / G 12 is permitted thereafter. When the processing of step 110 is completed, the current routine is terminated.
[0037]
In the above processing, the determination of the battery capacity SOC of the second battery 24 is performed after the A / D converter of the ECU 30 is started and before the DC / DC converter 26 and the inverter 22 are started. In this case, the battery capacity determination is performed under a situation in which the ECU 30 functions effectively, and the second battery 24 is not affected by both the power transfer with the first battery 20 and the power transfer with the M / G 12. This is performed under the condition where charging / discharging is stopped. That is, the power transfer between the second battery 24 and the first battery 20 and the power transfer between the second battery 24 and the M / G 12 are performed after the battery capacity SOC of the second battery 24 is determined.
[0038]
For this reason, according to the present embodiment, it is possible to prevent erroneous determination of the battery capacity SOC caused by the start-up of the system at the time of starting the vehicle, and the erroneous battery capacity SOC caused by the second battery 24 being in the charge / discharge state. Judgment can be prevented. Therefore, according to the system of the present embodiment, it is possible to reliably prevent erroneous determination of the battery capacity SOC of the second battery 24 at the time of system start-up, thereby enabling accurate determination of the battery capacity SOC. It has become.
[0039]
In the above-described embodiment, the first battery 20 and the M / G 12 are in the “electric equipment” described in the claims, and the second battery 24 is in the “battery” described in the claims. The predetermined time a is the “first predetermined time” described in the claims, the predetermined time b is the “second predetermined time” and the “predetermined time” described in the claims. The battery 20 corresponds to a “startup battery” recited in the claims.
[0040]
In the above-described embodiment, the ECU 30 determines the battery capacity SOC before executing the process of step 110 in the routine shown in FIG. However, by determining the battery capacity SOC and executing the processing of step 110, the “power transfer control means” described in the claims is realized.
[0041]
By the way, in said Example, although applied to the system using a nickel metal hydride battery as the 1st and 2nd batteries 20 and 24, it replaced with a nickel metal hydride battery and the system using other storage batteries, such as a lead battery. It is also possible to apply to.
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent erroneous determination of the battery capacity at the time of system startup.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a time chart for explaining determination time of a battery capacity in the present embodiment.
FIG. 3 is a flowchart of an example of a control routine executed to determine battery capacity in the present embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Engine 12 Motor generator (M / G)
18 Starter 20 First Battery 22 Inverter 24 Second Battery 26 DC / DC Converter 30 Electronic Control Unit (ECU)
34 Ignition switch V Battery voltage SOC Battery capacity

Claims

所定の電気機器と電力の授受を行い得る第１バッテリの容量をコンピュータに判定させるバッテリ容量判定方法であって、
前記コンピュータは、前記第１バッテリとは異なる第２バッテリからの電力供給により立ち上がると共に、
前記コンピュータが有効に立ち上がった後かつ前記第１バッテリと前記電気機器との電力の授受が許可される前に、該コンピュータに該第１バッテリの容量を判定させることを特徴とするバッテリ容量判定方法。A battery capacity determining how Ru is determined the capacity of the first battery that can transmits and receives predetermined electrical equipment and power to the computer,
The computer starts up by supplying power from a second battery different from the first battery, and
Before transfer of power between and the first battery and the electrical device after the computer has risen enabled is permitted, the battery capacity determining, wherein Rukoto to determine the capacity of the first battery in the computer Method.

請求項１記載のバッテリ容量判定方法において、
前記第１バッテリの容量判定を、前記コンピュータが有効に立ち上がるのに要する第１の所定時間が経過した後に行わせることを特徴とするバッテリ容量判定方法。The battery capacity determination method according to claim 1,
Battery capacity determining method comprising Rukoto was carried out after the capacity determination of the first battery and a first predetermined time required for the computer rises enabled has elapsed.

請求項２記載のバッテリ容量判定方法において、
前記第１バッテリの容量判定を、前記第１の所定時間が経過した後かつ前記第１バッテリと前記電気機器との電力の授受が許可される第２の所定時間が経過する前に行わせることを特徴とするバッテリ容量判定方法。The battery capacity determination method according to claim 2,
The capacity determination of the first battery, Ru was performed before the second predetermined time transfer of power is allowed between the first and the first battery after a predetermined time has elapsed and the electric device has elapsed The battery capacity determination method characterized by the above-mentioned.

請求項３記載のバッテリ容量判定方法において、
前記第２の所定時間が経過した時点で、前記第１バッテリと前記電気機器との電力の授受が許可されることを特徴とするバッテリ容量判定方法。In the battery capacity determination method according to claim 3,
Battery capacity determining method characterized by pre Symbol second predetermined time at the time of the lapse, transfer of power between the first battery and the electrical apparatus is permitted.

所定の電気機器と電力の授受を行い得る第１バッテリと、該第１バッテリの容量を判定する容量判定手段を有するコンピュータと、を備えるバッテリ容量判定装置であって、
前記コンピュータは、前記第１バッテリとは異なる第２バッテリからの電力供給により立ち上がると共に、
前記容量判定手段は、前記コンピュータが有効に立ち上がった後かつ前記第１バッテリと前記電気機器との電力の授受が許可される前に、該第１バッテリの容量を判定することを特徴とするバッテリ容量判定装置。A battery capacity determining apparatus comprising: a first battery that can transmits and receives predetermined electrical equipment and power, a computer having a capacity determining means for determining the capacity of the first battery, and
The computer starts up by supplying power from a second battery different from the first battery, and
Said capacity determining means, before the transfer of power between and the first battery and the electrical device after the computer has risen enabled is permitted, and wherein the Turkey to determine the capacity of the first battery Battery capacity determination device.

第１バッテリと電気機器との電力授受を制御する電力授受制御方法であって、
前記第１バッテリの容量を判定するコンピュータが該第１バッテリとは異なる第２バッテリからの電力供給により有効に立ち上がりかつ該第１バッテリの容量を判定した後に、前記第１バッテリと前記電気機器との電力の授受を許可することを特徴とする電力授受制御方法。A power transfer control method for controlling power transfer between a first battery and an electrical device,
After the computer determines the capacity of the first battery is determined to enable the rise and capacity of the first battery by electric power supply from a different second battery from the first battery, the said first battery electric apparatus A power transfer control method characterized by permitting power transfer to and from the system.

請求項６記載の電力授受制御方法において、
前記第１バッテリと前記電気機器との電力の授受を、前記コンピュータが有効に立ち上がりかつ前記第１バッテリの容量を判定するのに要する所定の時間が経過した時点で許可することを特徴とする電力授受制御方法。In the electric power transfer control method according to claim 6 ,
Exchanging power between the first battery and the electrical device, to allow to said Rukoto when a predetermined time has passed required for the computer to determine the rise and capacity of the first battery to enable Electric power transfer control method.

電気機器と、前記電気機器と電力の授受を行う第１バッテリと、を備え、前記第１バッテリと前記電気機器との電力授受を制御する電力授受制御装置であって、
前記第１バッテリの容量を判定するコンピュータが該第１バッテリとは異なる第２バッテリからの電力供給により有効に立ち上がりかつ該第１バッテリの容量を判定した後に、前記第１バッテリと前記電気機器との電力の授受を許可する電力授受制御手段を備えることを特徴とする電力授受制御装置。A power transfer control device which controls the transfer of power and the electric device, the first battery that exchanges the electrical equipment and power, a provided, with the first battery and the electrical device,
After the computer determines the capacity of the first battery is determined to enable the rise and capacity of the first battery by electric power supply from a different second battery from the first battery, the said first battery electric apparatus A power transfer control device comprising power transfer control means for permitting power transfer to and from the device.