JP7017350B2 - Battery fluid temperature estimator - Google Patents

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Description

この発明は、バッテリ液温推定装置に関し、特に、エンジンとともに車両に搭載されたバッテリの液温を推定する、バッテリ液温推定装置に関する。 The present invention relates to a battery liquid temperature estimation device, and more particularly to a battery liquid temperature estimation device that estimates the liquid temperature of a battery mounted on a vehicle together with an engine.

バッテリを搭載する車両では、低温時の充放電制御を禁止するために、エンジン始動時にバッテリ溶液の温度つまりバッテリ液温が推定される。推定された液温は“バッテリ液温推定初期値”と呼ばれるところ、従来は、エンジン始動時のバッテリ液温および冷却水温度と前回のエンジン停止時におけるバッテリ液温のうちの最小値が、バッテリ液温推定初期値とされていた。 In a vehicle equipped with a battery, the temperature of the battery solution, that is, the battery fluid temperature is estimated when the engine is started in order to prohibit charge / discharge control at a low temperature. The estimated liquid temperature is called the "battery liquid temperature estimated initial value". Conventionally, the minimum value of the battery liquid temperature and cooling water temperature at the time of starting the engine and the battery liquid temperature at the time of the previous engine stop is the battery. It was the initial value for estimating the liquid temperature.

これに関連して、特許文献１の制御装置では、内燃機関の再始動時における内燃機関の温度を示唆する流体の温度と、内燃機関の再始動時におけるバッテリ近傍の雰囲気の温度と、直近の内燃機関の停止時におけるバッテリ液温の推測値のうち、最も値の小さいものが、内燃機関の再始動時のバッテリ液温とみなされる。 In relation to this, in the control device of Patent Document 1, the temperature of the fluid suggesting the temperature of the internal combustion engine at the time of restarting the internal combustion engine, the temperature of the atmosphere near the battery at the time of restarting the internal combustion engine, and the latest temperature. Of the estimated values of the battery fluid temperature when the internal combustion engine is stopped, the one with the smallest value is regarded as the battery fluid temperature when the internal combustion engine is restarted.

特開２０１７－１５２２８３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-15283

しかし、低温でエンジンを始動して短時間走行した後にエンジンを停止し、その後、外気温が上昇した時点でエンジンを始動した場合、前回のエンジン停止時におけるバッテリ液温と今回のエンジン始動時におけるバッテリ液温との間で乖離が発生し、本来なら充放電制御が可能なバッテリ液温でも、バッテリ液温推定初期値が低いために充放電制御が禁止される場合があった。このような不適切なバッテリの充放電制御は、燃費の悪化を引き起こしてしまう。 However, if the engine is started at a low temperature, the engine is stopped after running for a short time, and then the engine is started when the outside temperature rises, the battery fluid temperature at the time of the previous engine stop and the battery fluid temperature at the time of the current engine start There was a discrepancy with the battery fluid temperature, and even if the battery fluid temperature was originally capable of charge / discharge control, the charge / discharge control was sometimes prohibited because the estimated initial value of the battery fluid temperature was low. Such improper battery charge / discharge control causes deterioration of fuel efficiency.

それゆえに、この発明の主たる目的は、バッテリの充放電制御を適切に実行することができる、バッテリ液温推定装置を提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a battery fluid temperature estimation device capable of appropriately performing battery charge / discharge control.

この発明に係るバッテリ液温推定装置は、車両に搭載されたバッテリの液温をエンジン始動操作に応答して推定する推定手段、エンジン停止操作に応答してバッテリ液温を保存する保存手段、推定手段によって推定された液温および車両の複数の位置で検出された温度のうちの最大値および最小値を選択し、最大値および最小値の差分を推定手段の処理に関連して検出する差分検出手段、差分検出手段によって検出された差分が閾値以下のとき、選択された最小値の温度に基づいてバッテリの液温の初期値を設定する第１設定手段、および差分検出手段によって検出された差分が閾値を上回るとき、前回エンジン停止操作に応答して保存手段によって保存された液温および選択された最小値の温度に基づいてバッテリの液温の初期値を設定する第２設定手段を備える。 The battery fluid temperature estimation device according to the present invention is an estimation means for estimating the fluid temperature of a battery mounted on a vehicle in response to an engine start operation, a storage means for storing the battery fluid temperature in response to an engine stop operation, and the like. The difference between the maximum and minimum values of the liquid temperature estimated by the estimation means and the temperature detected at multiple positions of the vehicle is selected, and the difference between the maximum and minimum values is detected in relation to the processing of the estimation means. When the difference detected by the detection means, the difference detection means or less is equal to or less than the threshold value, the detection means is detected by the first setting means for setting the initial value of the battery liquid temperature based on the selected minimum temperature, and the difference detection means. A second setting means for setting the initial value of the battery liquid temperature based on the liquid temperature stored by the storage means and the selected minimum temperature in response to the previous engine stop operation when the difference exceeds the threshold is provided. ..

バッテリの液温は、エンジン始動操作に応答して推定され、エンジン停止操作に応答して保存される。また、推定された液温と車両の複数の位置の温度との間のばらつきは、液温の推定処理に関連して検出される。 The battery fluid temperature is estimated in response to the engine start operation and stored in response to the engine stop operation. Also, variations between the estimated liquid temperature and the temperatures at multiple locations in the vehicle are detected in connection with the liquid temperature estimation process.

検出されたばらつきが閾値以下であれば、ばらつきの検出のために注目された複数の温度のうち低い方の温度に基づいてバッテリの液温の初期値が設定される。 If the detected variation is less than or equal to the threshold value, the initial value of the battery liquid temperature is set based on the lower temperature among the plurality of temperatures focused on for detecting the variation.

一方、検出されたばらつきが閾値を上回れば、エンジン停止操作に応答して保存された液温およびばらつきの検出のために注目された複数の温度のうち低い方の温度に基づいてバッテリの液温の初期値が設定される。 On the other hand, if the detected variability exceeds the threshold, the battery fluid temperature is based on the liquid temperature stored in response to the engine stop operation and the lower of the multiple temperatures noted for variability detection. The initial value of is set.

これによって、バッテリの充放電制御が適切に実行され、燃費の向上が図られる。 As a result, charge / discharge control of the battery is appropriately executed, and fuel efficiency is improved.

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。 The above-mentioned object, other object, feature and advantage of the present invention will be further clarified from the detailed description of the following examples with reference to the drawings.

この実施例の車両の要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the main part structure of the vehicle of this embodiment. （Ａ）は外気温の時間的変化の一例を示すグラフであり、（Ｂ）はバッテリ液温の時間的変化の一例を示すグラフである。(A) is a graph showing an example of a time change of the outside air temperature, and (B) is a graph showing an example of a time change of the battery liquid temperature. 図１に示すＥＣＵの動作の一部を示すフロー図である。It is a flow chart which shows a part of the operation of the ECU shown in FIG. 図１に示すＥＣＵの動作の他の一部を示すフロー図である。It is a flow chart which shows the other part of the operation of the ECU shown in FIG.

図１を参照して、この実施例の車両１０は、３つの気筒１４１～１４３が形成された４ストローク型のエンジン（内燃機関）１２を動力源として備える。 With reference to FIG. 1, the vehicle 10 of this embodiment includes a 4-stroke engine (internal combustion engine) 12 in which three cylinders 141 to 143 are formed as a power source.

イグニッションキー（図示せず）によってＩＧオン操作が行われると、ＥＣＵ３８は、エンジン１２を始動するべくリレー２８をオンする。バッテリ２６の電力はオン状態のリレー２８を介してスタータ３０に供給され、スタータ３０はバッテリ２６の電力によってクランキングを実行する。 When the IG on operation is performed by the ignition key (not shown), the ECU 38 turns on the relay 28 to start the engine 12. The electric power of the battery 26 is supplied to the starter 30 via the relay 28 in the on state, and the starter 30 performs cranking by the electric power of the battery 26.

エンジン１２はクランキングによって始動し、気筒１４１～１４３の各々に設けられたピストン（図示せず）は、クランクシャフト１６がアイドル回転数で回転できる速度で上下動する。なお、始動したエンジン１２は、イグニッションキーによるＩＧオフ操作に応答して停止する。 The engine 12 is started by cranking, and the pistons (not shown) provided in each of the cylinders 141 to 143 move up and down at a speed at which the crankshaft 16 can rotate at an idle speed. The started engine 12 stops in response to the IG off operation by the ignition key.

クランクシャフト１６とプロペラシャフト２０との間には、ＣＶＴ１８が介在する。クランクシャフト１６の回転力は、ＣＶＴ１８に設定された変速比でプロペラシャフト２０に伝達される。プロペラシャフト２０の回転力はその後、ドライブシャフト（図示せず）を介してタイヤまで伝達され、これによって車両１０が前進する。 A CVT 18 is interposed between the crankshaft 16 and the propeller shaft 20. The rotational force of the crankshaft 16 is transmitted to the propeller shaft 20 at the gear ratio set in the CVT 18. The rotational force of the propeller shaft 20 is then transmitted to the tires via a drive shaft (not shown), which causes the vehicle 10 to move forward.

なお、クランクシャフト１６の回転数はエンジン１２の回転数に相当するところ、エンジン回転数は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量に応じて変化する。 The rotation speed of the crankshaft 16 corresponds to the rotation speed of the engine 12, and the engine rotation speed changes according to the amount of depression of the accelerator pedal (not shown).

クランクシャフト１６の回転力はまた、ベルト２２を介してオルタネータ２４の回転軸２４ｓに伝達される。バッテリ２６は、オルタネータ２４の発電力によって充電される。 The rotational force of the crankshaft 16 is also transmitted to the rotating shaft 24s of the alternator 24 via the belt 22. The battery 26 is charged by the power generated by the alternator 24.

エンジン１２によって吸入される空気の温度つまり吸気温は、温度センサ３２によって検知される。また、エンジン１２を冷却する冷却水の温度は、温度センサ３４によって検知される。さらに、バッテリ２６の周辺温度は、温度センサ３６によって検知される。バッテリ２６の周辺温度はバッテリ溶液の温度（バッテリ液温）の影響を受けるため、バッテリ液温は温度センサ（電流センサ）３６の検知結果から推定される。 The temperature of the air sucked by the engine 12, that is, the intake air temperature is detected by the temperature sensor 32. Further, the temperature of the cooling water that cools the engine 12 is detected by the temperature sensor 34. Further, the ambient temperature of the battery 26 is detected by the temperature sensor 36. Since the ambient temperature of the battery 26 is affected by the temperature of the battery solution (battery liquid temperature), the battery liquid temperature is estimated from the detection result of the temperature sensor (current sensor) 36.

低温時にバッテリ２６の充放電制御を行うと、バッテリ２６が劣化する。したがって、エンジン１２が始動されるとバッテリ液温が推定され、推定されたバッテリ液温がたとえば１５℃に達した時点で充放電制御が開始される。 If the charge / discharge control of the battery 26 is performed at a low temperature, the battery 26 deteriorates. Therefore, the battery liquid temperature is estimated when the engine 12 is started, and the charge / discharge control is started when the estimated battery liquid temperature reaches, for example, 15 ° C.

ここで、推定されたバッテリ液温は“バッテリ液温推定初期値”と呼ばれるところ、推定方法としては、エンジン１２の始動時におけるバッテリ液温および冷却水温度と、前回のエンジン１２の停止時におけるバッテリ液温のうちの最小値をバッテリ液温推定初期値として設定する方法が考えられる。 Here, the estimated battery liquid temperature is called "battery liquid temperature estimated initial value", and as the estimation method, the battery liquid temperature and the cooling water temperature at the start of the engine 12 and the previous stop of the engine 12 are used. A method of setting the minimum value of the battery liquid temperature as the initial value for estimating the battery liquid temperature can be considered.

しかし、このような方法では、低温でエンジン１２を始動して短時間走行の後にエンジン１２を停止し、その後、外気温が上昇した時点でエンジン１２を始動した場合（図２（Ａ）参照）、前回のエンジン１２の停止時におけるバッテリ液温と今回のエンジン１２の始動時におけるバッテリ液温との間で乖離が発生し（図２（Ｂ）参照）、本来なら充放電制御が可能なバッテリ液温でも、バッテリ液温推定初期値が低いために充放電が禁止される場合がある。このような不適切なバッテリの充放電制御は、燃費の悪化の原因となる。 However, in such a method, when the engine 12 is started at a low temperature, the engine 12 is stopped after a short run, and then the engine 12 is started when the outside temperature rises (see FIG. 2A). , There is a discrepancy between the battery fluid temperature when the engine 12 was stopped last time and the battery fluid temperature when the engine 12 was started this time (see FIG. 2B), and the battery is normally capable of charge / discharge control. Even with the liquid temperature, charging / discharging may be prohibited because the estimated initial value of the battery liquid temperature is low. Such improper battery charge / discharge control causes deterioration of fuel efficiency.

そこで、この実施例では、ＩＧオン操作によってエンジン１２が始動された直後に、図３および図４に示すフロー図に従うバッテリ液温推定処理をＥＣＵ３８に実行させるようにしている。なお、バッテリ液温推定処理を実行するとき、ＥＣＵ３８はバッテリ液温推定装置として機能する。また、このフロー図に対応する制御プログラムは、メモリ３６ｍに記憶される。 Therefore, in this embodiment, immediately after the engine 12 is started by the IG on operation, the ECU 38 is made to execute the battery liquid temperature estimation process according to the flow charts shown in FIGS. 3 and 4. When executing the battery liquid temperature estimation process, the ECU 38 functions as a battery liquid temperature estimation device. Further, the control program corresponding to this flow diagram is stored in the memory 36m.

ステップＳ１では温度センサ３２を通して吸気温を検出し、ステップＳ３では温度センサ３４を通して冷却水温度を検出する。ステップＳ５では、温度センサ３６の検知結果に基づいてバッテリ液温を推定する。 In step S1, the intake air temperature is detected through the temperature sensor 32, and in step S3, the cooling water temperature is detected through the temperature sensor 34. In step S5, the battery liquid temperature is estimated based on the detection result of the temperature sensor 36.

ステップＳ７ではステップＳ１～Ｓ５で検出ないし推定された温度の中から最大値および最小値を選択し、ステップＳ９では選択された最大値および最小値の差分が閾値ＴＨ１以下であるか否かを判別する。 In step S7, the maximum value and the minimum value are selected from the temperatures detected or estimated in steps S1 to S5, and in step S9, it is determined whether or not the difference between the selected maximum value and the minimum value is equal to or less than the threshold value TH1. do.

ステップＳ９の判別結果がＹＥＳであれば、車両１０は十分に均熱化されているとみなし、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、ステップＳ７で選択された最小値から定数Ｋ１を引き算した値をバッテリ液温推定初期値として設定する。 If the determination result in step S9 is YES, it is considered that the vehicle 10 is sufficiently heat-isolated, and the process proceeds to step S11. In step S11, a value obtained by subtracting the constant K1 from the minimum value selected in step S7 is set as the initial value for estimating the battery fluid temperature.

一方、ステップＳ９の判別結果がＮＯであれば、車両１０の均熱化が不十分であるとみなし、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、前回のＩＧオフ操作に応答して保存された前トリップ値（後述）がステップＳ７で選択された最小値を下回るか否かを判別する。 On the other hand, if the determination result in step S9 is NO, it is considered that the thermalization of the vehicle 10 is insufficient, and the process proceeds to step S13. In step S13, it is determined whether or not the previous trip value (described later) saved in response to the previous IG off operation is less than the minimum value selected in step S7.

判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ１５に進み、前トリップ値をバッテリ液温推定初期値として設定する。一方、判別結果がＮＯであれば、ステップＳ１７に進み、最小値をバッテリ液温推定初期値として設定する。 If the determination result is YES, the process proceeds to step S15, and the previous trip value is set as the initial value for estimating the battery fluid temperature. On the other hand, if the discrimination result is NO, the process proceeds to step S17, and the minimum value is set as the initial value for estimating the battery fluid temperature.

ステップＳ１９では既定の更新周期が到来したか否かを判別し、判別結果がＮＯであればそのままステップＳ２３に進む一方、判別結果がＹＥＳであればステップＳ２１でバッテリ液温を更新してからステップＳ２３に進む。バッテリ液温は、数式１に従って算出されたバッテリ液温に更新される。
［数式１］
バッテリ液温＝バッテリ液温推定初期値＋Ｋ２＊更新周期 In step S19, it is determined whether or not the default update cycle has arrived, and if the determination result is NO, the process proceeds to step S23 as it is, while if the determination result is YES, the battery fluid temperature is updated in step S21 and then the step. Proceed to S23. The battery fluid temperature is updated to the battery fluid temperature calculated according to Equation 1.
[Formula 1]
Battery fluid temperature = Battery fluid temperature estimated initial value + K2 * Update cycle

数式１によれば、バッテリ液温は、ステップＳ１１，Ｓ１５またはＳ１７で設定されたバッテリ液温推定初期値と定数Ｋ２と更新周期の長さとに基づいて算出される。 According to Equation 1, the battery fluid temperature is calculated based on the battery fluid temperature estimation initial value set in steps S11, S15 or S17, the constant K2, and the length of the update cycle.

ステップＳ２３では、ＩＧオフ操作が行われたか否かを判別する。判別結果がＮＯであれば、ステップＳ１９に戻る。一方、判別結果がＹＥＳであれば、ステップＳ２５に進み、現時点のバッテリ液温を前トリップ値として保存する。バッテリ液温推定処理は、ステップＳ２５の処理の後に終了する。 In step S23, it is determined whether or not the IG off operation has been performed. If the determination result is NO, the process returns to step S19. On the other hand, if the determination result is YES, the process proceeds to step S25, and the current battery liquid temperature is stored as the previous trip value. The battery liquid temperature estimation process ends after the process of step S25.

以上の説明から分かるように、車両１０に搭載されたバッテリ２６の液温は、ＩＧオン操作に応答して推定され(S5)、ＩＧオフ操作に応答して保存される(S25)。また、推定された液温と車両１０の複数の位置の温度との間のばらつきは、液温推定処理に関連して検出される(S7)。 As can be seen from the above description, the liquid temperature of the battery 26 mounted on the vehicle 10 is estimated in response to the IG on operation (S5) and stored in response to the IG off operation (S25). Further, the variation between the estimated liquid temperature and the temperature at the plurality of positions of the vehicle 10 is detected in relation to the liquid temperature estimation process (S7).

検出されたばらつきが閾値ＴＨ１以下であれば、ばらつきを検出するために注目された複数の温度のうち低い方の温度に基づいて、バッテリ液温推定初期値が設定される(S11)。一方、検出されたばらつきが閾値ＴＨ１を上回れば、前回のＩＧオフ操作に応答して保存された液温およびばらつきを検出するために注目された複数の温度のうち低い方の温度に基づいて、バッテリ液温推定初期値が設定される(S15, S17)。 If the detected variation is less than or equal to the threshold TH1, the initial value of battery fluid temperature estimation is set based on the lower temperature of the plurality of temperatures focused on detecting the variation (S11). On the other hand, if the detected variability exceeds the threshold TH1, the liquid temperature stored in response to the previous IG off operation and the lower of the plurality of temperatures noted for detecting the variability, The initial estimated battery temperature is set (S15, S17).

これによって、バッテリ２６の充放電制御が適切に実行され、燃費の向上が図られる。 As a result, charge / discharge control of the battery 26 is appropriately executed, and fuel efficiency is improved.

なお、この実施例では、ステップＳ９でＹＥＳと判別されるか、或いはステップＳ１３でＮＯと判別されたとき、吸気温度，冷却水温度およびバッテリ液温のうちの最小値に基づいてバッテリ液温推定初期値を設定するようにしている（ステップＳ１１，Ｓ１７参照）。 In this embodiment, when YES is determined in step S9 or NO is determined in step S13, the battery liquid temperature is estimated based on the minimum values of the intake air temperature, the cooling water temperature, and the battery liquid temperature. The initial value is set (see steps S11 and S17).

しかし、吸気温度，冷却水温度およびバッテリ液温のうち下から２つ目の温度（最大値以外の温度）に基づいてバッテリ液温推定初期値を設定するようにしてもよく、さらには下から２つの温度の平均値に基づいてバッテリ液温推定初期値を設定するようにしてもよい。 However, the initial value of the battery fluid temperature estimation may be set based on the second lowest temperature (temperature other than the maximum value) of the intake air temperature, the cooling water temperature, and the battery fluid temperature, and further from the bottom. The initial value for estimating the battery fluid temperature may be set based on the average value of the two temperatures.

１０ …車両
１２ …エンジン
２４ …オルタネータ
２６ …バッテリ
３２，３４，３６ …温度センサ
３８ …ＥＣＵ 10 ... Vehicle 12 ... Engine 24 ... Alternator 26 ... Battery 32, 34, 36 ... Temperature sensor 38 ... ECU

Claims (1)

車両に搭載されたバッテリの液温をエンジン始動操作に応答して推定する推定手段、
エンジン停止操作に応答してバッテリの液温を保存する保存手段、
前記推定手段によって推定された液温および前記車両の複数の位置で検出された温度のうちの最大値および最小値を選択し、前記最大値および前記最小値の差分を前記推定手段の処理に関連して検出する差分検出手段、
前記差分検出手段によって検出された差分が閾値以下のとき、選択された前記最小値の温度に基づいて前記バッテリの液温の初期値を設定する第１設定手段、および
前記差分検出手段によって検出された差分が前記閾値を上回るとき、前回エンジン停止操作に応答して前記保存手段によって保存された液温および選択された前記最小値の温度に基づいて前記バッテリの液温の初期値を設定する第２設定手段を備える、バッテリ液温推定装置。 An estimation means that estimates the liquid temperature of the battery mounted on the vehicle in response to the engine start operation,
A storage means that stores the battery temperature in response to an engine stop operation,
The maximum and minimum values of the liquid temperature estimated by the estimation means and the temperatures detected at a plurality of positions of the vehicle are selected, and the difference between the maximum value and the minimum value is related to the processing of the estimation means. Difference detection means to detect
When the difference detected by the difference detecting means is equal to or less than the threshold value, the difference is detected by the first setting means for setting the initial value of the liquid temperature of the battery based on the selected minimum temperature, and the difference detecting means. When the difference exceeds the threshold value, the initial value of the liquid temperature of the battery is set based on the liquid temperature stored by the storage means and the selected minimum temperature in response to the previous engine stop operation . 2 A battery fluid temperature estimation device provided with a setting means.
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