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蓄电池状态检测装置以及蓄电池状态检测方法

摘要

每次将启动器进行驱动时获得的电流/电压数据组与蓄电池的劣化状态相关联并重新存储时,更新与蓄电池的劣化状态相对应的电流/电压相关特性,并在判断启动器能否进行驱动时,根据与蓄电池当前的劣化状态相对应的电流/电压相关特性,来计算出与当前的即将启动前电压相对应的启动电流,从而能高精度地推定出启动电流,并计算出准确的启动最低电压,而不会受到蓄电池状态及启动状态的变化的影响。

著录项

  • 公开/公告号CN105164392A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2015-12-16

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 三菱电机株式会社;

    申请/专利号CN201380076183.9

  • 申请日2013-04-30

  • 分类号F02D29/02;B60R16/04;F02D45/00;F02N11/08;G01R31/36;

  • 代理机构上海专利商标事务所有限公司;

  • 代理人宋俊寅

  • 地址 日本东京

  • 入库时间 2023-12-18 12:54:53

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2018-01-19

    授权

    授权

  • 2016-01-13

    实质审查的生效 IPC(主分类):F02D29/02 申请日:20130430

    实质审查的生效

  • 2015-12-16

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及蓄电池的状态检测装置以及蓄电池的状态检测方法,对用于 启动车辆的内燃机的启动器等启动负载即将进行驱动前的蓄电池的电池电压 进行推定。

背景技术

近年来,在由内燃机驱动的车辆中,针对低燃耗的要求,在运行中使内 燃机自动停止或再启动的系统被实际应用。另外,需要判断搭载于车辆的蓄 电池是否能够输出再启动所需的电力,以确保使内燃机自动停止后的再启动 能可靠地进行。

出于这样的需要,以往,在车辆停下时推定蓄电池的充电状态,若判断 为能够输出内燃机再启动所需的电力,则允许内燃机自动停止(怠速停止) (例如参照专利文献1)。

此处,在使内燃机再启动的情况下,由于启动器等启动负载的耗电,使 得作为供电源的蓄电池的电池电压有较大降低。另外,通常,也将蓄电池用 作为内燃机的点火装置及控制装置的电源。因此,若蓄电池的电池电压由于 内燃机的再启动而有较大下降,则无法使点火装置及控制装置适当地工作, 因此其结果是,有时无法使内燃机正常再启动。

因此,为了使内燃机正常再启动,不仅要确保内燃机再启动所需的电 力,还需要将内燃机中因再启动而产生的蓄电池的电池电压下降量维持到规 定值以下。也就是说,需要使得蓄电池的电池电压最低的电压值、即启动最 低电压Vmin在不影响内燃机再启动的阈值以上。

出于上述的必要性,在现有技术中,计算并存储从蓄电池放出的启动电 流ΔImax(从在启动器驱动过程中测定到的峰值电流Imax减去启动器即将进 行驱动前测定的即将启动前电流I0后得到的电流值)。然后,基于根据所存 储的启动电流ΔImax、启动器即将进行驱动前蓄电池的内部电阻以及电池电 压计算出的蓄电池的启动最低电压Vmin,来判断是否通过使启动器驱动来使 内燃机再启动(例如参照专利文献2)。

另外,在专利文献2所记载的现有技术中,为了进一步提高判断精度, 将蓄电池的温度或充电率与所计算出的启动电流ΔImax相关联来进行存储。 然后,基于该关联,推定出启动器即将进行驱动前的蓄电池的温度或充电率 所对应的启动电流ΔImax,并计算出蓄电池的启动最低电压Vmin。

另外已知若从上一次内燃机自动停止时刻到本次内燃机开始再启动时刻 为止的期间在规定期间以内,则因去极化而使得蓄电池的电池电压的变动较 大。因此,为了进一步提高判断精度,在该期间在规定期间以内的情况下, 禁止推定基于蓄电池的电池电压的启动电流ΔImax,或通过将去极化考虑在 内地进行修正来推定启动电流ΔImax(例如参照专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2006-258070号公报

专利文献2:日本专利第4459997号公报

专利文献3:日本专利特开2012-172567号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而,在现有技术中存在如下问题。

现有技术中,如上所述,在启动器即将进行驱动之前(判断是否通过使 启动器进行驱动来使内燃机再启动的时刻),推定启动电流ΔImax。

另外,该启动电流ΔImax不仅是影响蓄电池的温度及充电率的参数,而 且也是影响充放电极化状态、蓄电池的层化极化(stratification polarization)状态以及蓄电池的劣化状态等蓄电池状态、车辆布线等的启 动负载状态的参数。也就是说,在蓄电池状态及启动负载状态发生变化的情 况下,启动电流ΔImax的变动较大。

此处,在现有技术中,使用基于上一侧启动器启动时的电压变动以及内 部电阻推定值来计算出的推定值以作为上一次的启动电流ΔImax。然而,如 此推定出的启动电流ΔImax与直接由电流传感器等检测出的上一次的启动电 流ΔImax相比,精度变差。其结果是,难以高精度地推定启动电流ΔImax。 因此,基于推定出的启动电流ΔImax计算出的蓄电池的启动最低电压Vmin相 对于实际的蓄电池的启动最低电压Vmin而言误差较大,其结果是产生如下问 题:可能无法恰当地判断是否使内燃机再启动。

本发明为解决上述问题而得以完成,其目的在于提供一种蓄电池状态检 测装置以及蓄电池状态检测方法,在判断启动器能否进行驱动时,能够高精 度地推定启动电流ΔImax,并计算出准确的启动最低电压,而不会受到蓄电 池状态及启动状态发生变化的影响。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明中的蓄电池状态检测装置为了使内燃机启动而判断启动器能否驱 动时,在启动器驱动前对控制装置推定并提供蓄电池的启动最低电压,该控 制装置在相当于使启动器驱动的情况下蓄电池的电池电压最低的电压值的启 动最低电压在不影响内燃机启动的阈值以上时,则判断为使启动器驱动,蓄 电池状态检测装置的特征在于,包括:

内阻计算部,该内阻计算部基于启动器驱动过程中获得的蓄电池的电池 电压、以及蓄电池的放电电流来计算出作为蓄电池的劣化状态指标的蓄电池 的内阻;

存储部,该存储部对于根据内阻计算部所计算出的内阻的大小而区分的 蓄电池的每个劣化状态将电流/电压数据组存储为电流/电压相关特性,其 中,所述电流/电压数据组由即将启动前电压及测量启动电流构成,所述即将 启动前电压相当于启动器即将驱动前的蓄电池的电池电压,所述测量启动电 流通过从相当于启动器正在驱动过程中的蓄电池的最大放电电流的峰值电流 减去相当于启动器即将驱动前的蓄电池的放电电流的即将启动前电流来得 到;

启动电流学习部,该启动电流学习部在每次实际使启动器驱动时,获得 由即将启动前电压及测量启动电流构成的电流/电压数据组以作为测量结果, 与根据内阻计算部所计算出的内阻的大小来区分的劣化状态相对应地,对存 储在存储部内的电流/电压相关特性进行更新;

启动电流推定部,该启动电流推定部在使启动器驱动前判断能否进行驱 动时,从存储部提取出与根据上次驱动启动器时内阻计算部所计算出的内阻 的大小而确定的蓄电池的劣化状态相对应的电流/电压相关特性,利用所提取 出的电流/电压相关特性来推定与所获取的蓄电池的当前的即将启动前电压相 对应的推定启动电流;以及

最低电压计算部,该最低电压计算部在判断能否驱动时,基于启动电流 推定部所推定的推定启动电流、所获取的蓄电池的当前的即将启动前电压、 以及内阻计算部在上一次驱动启动器时计算出的蓄电池的内阻,并通过下式 计算出启动最低电压:

启动最低电压=即将启动前电压-(内阻×推定启动电流)。

另外,本发明中的蓄电池状态检测方法为了使内燃机启动而判断启动器 能否驱动时,在启动器驱动前对控制装置推定并提供蓄电池的启动最低电 压,该控制装置在相当于使启动器驱动的情况下蓄电池的电池电压最低的电 压值的启动最低电压在不影响内燃机启动的阈值以上时,则判断为使启动器 驱动,蓄电池状态检测方法的特征在于,包括如下步骤:

内阻计算步骤,在该内阻计算步骤中,基于启动器驱动过程中获得的蓄 电池的电池电压、以及蓄电池的放电电流来计算出作为蓄电池的劣化状态指 标的蓄电池的内阻;

存储步骤,在该存储步骤中,对于根据内阻计算步骤中计算出的内阻的 大小而区分的蓄电池的每个劣化状态将电流/电压数据组存储于存储部中以作 为电流/电压相关特性,其中,所述电流/电压数据组由即将启动前电压及测 量启动电流构成,所述即将启动前电压相当于启动器即将驱动前的蓄电池的 电池电压,所述测量启动电流通过从相当于启动器正在驱动过程中的蓄电池 的最大放电电流的峰值电流减去相当于启动器即将驱动前的蓄电池的放电电 流的即将启动前电流来得到;

启动电流学习步骤,在该启动电流学习步骤中,在每次使启动器实际驱 动时,获得由即将启动前电压及测量启动电流构成的电流/电压数据组以作为 测量结果,与根据内阻计算步骤中计算出的内阻的大小来区分的劣化状态相 对应地,对存储步骤中存储于存储部的电流/电压相关特性进行更新;

启动电流推定步骤,在该启动电流推定步骤中,在使启动器驱动前判断 能否进行驱动时,从存储步骤中存储于存储部的电流/电压相关特性中提取出 与根据上次驱动启动器的过程中内阻计算步骤中计算出的内阻的大小而确定 的蓄电池的劣化状态相对应的电流/电压相关特性,利用所提取出的电流/电 压相关特性来推定与所获取的蓄电池的当前的即将启动前电压相对应的推定 启动电流;以及

最低电压计算步骤,在该最低电压计算步骤中,在判断能否驱动时,基 于启动电流推定步骤中推定的推定启动电流、所获取的蓄电池的当前的即将 启动前电压、以及内阻计算步骤中在上一次驱动启动器时计算出的蓄电池的 内阻,并通过下式计算出启动最低电压:

启动最低电压=即将启动前电压-(内阻×推定启动电流)。

发明效果

根据本发明,蓄电池状态检测装置在每次将启动器进行驱动时获得的电 流/电压数据组与蓄电池的劣化状态相关联并重新存储时,更新与蓄电池的劣 化状态相对应的电流/电压相关特性,并在判断启动器能否进行驱动时,根据 与蓄电池当前的劣化状态相对应的电流/电压相关特性,计算出与当前的即将 启动前电压相对应的启动电流。由此,能够获得一种蓄电池状态检测装置以 及蓄电池状态检测方法,在判断启动器能否进行驱动时,能够高精度地推定 启动电流,并计算出准确的启动最低电压,而不会受到蓄电池状态及启动状 态发生变化的影响。

附图说明

图1是本发明的实施方式1中的怠速停止车辆系统的简要结构图。

图2是表示本发明的实施方式1中的电流/电压相关特性的一个示例的说 明图。

图3是本发明的实施方式1中启动电流推定部根据蓄电池的劣化状态来 选择电流/电压相关特性的情况的说明图。

图4是表示本发明的实施方式1中蓄电池状态检测装置更新与蓄电池的 劣化状态相对应的电流/电压相关特性的动作的步骤的流程图。

图5是表示将本实施方式1中的蓄电池的温度及SOC、与用于将启动电流 学习部计算出的测量启动电流进行标准化的修正值相关联的映射的一个示例 的说明图。

图6是表示将本实施方式1中的蓄电池的温度及SOC、与用于将内阻计算 部所计算出的内阻进行标准化的修正值相关联的映射的一个示例的说明图。

图7是表示本发明的实施方式1中蓄电池状态检测装置在判断启动器能 否进行驱动时,根据电流/电压相关特性来计算启动最低电压Vmin的动作的 步骤的流程图。

图8是表示蓄电池的放电电流以及电池电压伴随着启动器的驱动而随时 间的变化的一个示例的说明图。

具体实施方式

下面,利用附图对本发明的蓄电池状态检测装置以及蓄电池状态检测方 法的优选实施方式进行说明。此外,在附图的说明中,对同一要素付加同一 标号,并省略重复说明。

实施方式1

首先,为了明确本发明的技术特征,参照图8对上述现有技术的问题进 行详细说明。图8是表示蓄电池的放电电流以及电池电压伴随着启动器的驱 动而随时间的变化的一个示例的说明图。此外,图8中记载了具体数值,但 只不过示出了各参数可取的值的一个示例。

此处,为了使内燃机再启动,假设如下情况:通过将启动器等启动负载 (之后简称为启动器)、与蓄电池进行电连接,来从蓄电池供电,并使启动 器驱动。

该情况下,如图8所示,由于启动器的耗电,使得在启动器刚驱动后, 蓄电池的放电电流就急剧上升,并且蓄电池的电池电压急剧下降。

具体而言,在从启动器驱动时开始的数ms以内,放电电流从启动器即将 驱动前的驱动前电流I0变化为峰值电流Imax(最大放电电流)。此外,该峰 值电流Imax由启动器的电阻、蓄电池的内阻、启动器与蓄电池间的布线电阻 等来决定。

与此相对地,在从启动器驱动时开始的数ms以内,电池电压从启动器即 将驱动前的即将启动前电压V0变化为启动最低电压Vmin。

接着,在启动器驱动过程中,随着时间的经过,放电电流减小,并且电 池电压增大。也就是说,在启动器驱动过程中,随着时间的经过,流过启动 器的电流减小,被施加于启动器的电压增大。

另外,在将从蓄电池的峰值电流Imax减去即将启动前电流I0后得到的 值定义为启动电流ΔImax的情况下,启动电流ΔImax通过下式(1)计算 出。

ΔImax=Imax-I0(1)

此外,若使用启动器即将驱动前的蓄电池的内阻R以及即将启动前电压 V0、以及根据上式(1)计算出的启动电流ΔImax,则蓄电池的启动最低电压 Vmin通过下式(2)计算出。

Vmin=V0-R×ΔImax(2)

另外,如上所述,现有技术中,为了使内燃机再启动,在判断启动器能 否驱动时(启动器驱动前)推定出启动电流ΔImax,根据上式(2)来计算出 启动最低电压Vmin。然后,基于所计算出的启动最低电压Vmin来决定是否使 启动器驱动。

然而,如上所述,该启动电流ΔImax是影响蓄电池状态及启动负载状态 的参数,因此难以准确推定。另外,在现有技术中,由于未考虑电流传感器 等的检测结果,因此更加难以高精度地推定出启动电流ΔImax。因此,利用 推定出的启动电流ΔImax计算出的启动最低电压Vmin与实际值的误差较大, 其结果是无法恰当地决定是否使启动器驱动。

此处,本发明人为了解决现有技术中上述的问题而进行了深入研究,其 结果是发现:通过按顺序重复以下步骤(1)~(4),从而能够在判断启动 器能否进行驱动时(启动器驱动前),准确地推定出启示电流ΔImax,并计 算出准确的启动最低电压Vmin,而不会受到蓄电池状态及启动状态的变化的 影响。

步骤(1)

在实际使启动器驱动的情况下,将电流/电压数据组与蓄电池的劣化状态 相关联地进行存储,其中,所述电流/电压数据组由基于在启动器进行驱动过 程中检测出的蓄电池的放电电流来计算出的测量启动电流ΔImax1、以及在启 动器即将驱动前检测出的即将启动前电压V0构成。

步骤(2)

在每次新存储电流/电压数据组时,更新与蓄电池的劣化状态相对应的电 流/电压相关特性。此外,此处所说的电流/电压相关特性是指表示测量启动 电流ΔImax1及即将启动前电压V0的相关关系的特性。

步骤(3)

在判断启动器能否进行驱动时,根据与蓄电池当前的劣化状态相对应的 电流/电压相关特性,来计算出与所检测出的当前的即将启动前电压V0相对 应的推定启动电流ΔImax2。另外,利用推定启动电流ΔImax2并根据上式 (2)来计算出启动最低电压Vmin。

步骤(4)

基于所计算出的启动最低电压Vmin来决定是否使启动器驱动,在决定使 启动器驱动的情况下,回到步骤(1)。

接下来,参照图1对本实施方式1中的蓄电池状态检测装置进行说明。 图1是具有本发明的实施方式1中的怠速停止控制功能的车辆(以下称为怠 速停止车辆)系统的简要结构图。此外,本实施方式1中的蓄电池状态检测 装置搭载于怠速停止车辆。

该图1中的怠速停止车辆系统包括内燃机1、发电机2、启动器3、电负 载4、点火开关5、控制装置6、蓄电池7以及蓄电池状态检测装置20来构 成。

连接有发电机2、启动器3、电负载4以及蓄电池7的线路上设有用于检 测蓄电池7的充放电电流(输入输出电流)的电流检测部8、以及用于检测蓄 电池7的电池电压(端子间电压)的电压检测部10。此外,作为电流检测部 8及电流检测部10的具体示例,例如举出了电流传感器及电压传感器等,但 并不局限于此。

另外,在蓄电池7附近设有用于对蓄电池7的温度(液体温度)进行检 测的温度检测部9。此外,作为温度检测部9的具体示例,例如举出了温度传 感器等,但并不局限于此。

内燃机1(例如汽油发动机)是用于产生车辆动力的装置,其输出轴与驱 动轮(未图示)机械连接。发动机2通过被内燃机1驱动来发电,并将所产 生的电力提供给电负载4及蓄电池7。蓄电池7通过来自该发电机2的供电来 充电。

另外,启动器3通过来自蓄电池7的供电来驱动,使内燃机1启动(再 启动)。电负载4消耗来自发电机2及蓄电池7的电力。此外,作为电负载4 的具体示例,例如举出了前灯、车内灯及空调装置等车辆电器件。

控制装置6具有怠速停止控制部(未图示)。该怠速停止控制部在自动 停止条件成立的情况下,进行控制以使得内燃机1的燃料喷射阀停止喷射燃 料,从而使得内燃机1停止。此外,例如,在点火开关5、怠速开关(未图 示)以及制动开关(未图示)处于接通状态的情况下,若车速在规定车速以 下,或内燃机1的转速在规定转速以下,则自动停止条件成立。

另外,该怠速停止控制部在使内燃机1停止(自动停止条件成立)后, 再启动条件成立的情况下,使启动器3驱动,使内燃机1再启动。此外,例 如,在踩踏油门踏板使得怠速开关变为关闭状态的情况下、或解除刹车操作 使得刹车开关变为关闭状态的情况下,再启动条件成立。

另外,该怠速停止控制部在再启动条件成立之后,进一步基于后述最低 电压计算部25计算出的启动最低电压Vmin来判断能否驱动启动器3。具体而 言,控制装置6在再启动条件成立,且最低电压计算部25计算出的启动最低 电压Vmin在不影响内燃机1再启动的阈值以上的情况下,通过使启动器3驱 动,来使内燃机1再启动。

蓄电池状态检测装置20具有充电率计算部21、内阻计算部22、启动电 流学习部23、启动电流推定部24、以及最低电压计算部25。

充电率计算部21基于电流检测部8对蓄电池7的充放电电流的检测结 果,来计算出蓄电池7的SOC(StateofCharge:充电率)。

内阻计算部22基于电流检测部8对蓄电池7的放电电流的检测结果、以 及电压检测部10对蓄电池7的电池电压的检测结果,来计算出蓄电池7的内 阻R。

启动电流学习部23基于电流检测部8对蓄电池7的充放电电流的检测结 果,来计算出蓄电池7的启动电流ΔImax。此外,将启动电流学习部23所计 算出的启动电流ΔImax称为测量启动电流ΔImax1。也就是说,通过从在启动 器3进行驱动过程中检测出的蓄电池7的峰值电流Imax减去启动器3即将驱 动前检测出的即将启动前电流I0,从而计算出测量启动电流ΔImax1。

另外,启动电流学习部23将电流/电压数据组与蓄电池7的劣化状态相 关联地进行存储,其中,所述电流/电压数据组由在启动器3进行驱动的情况 下计算出的测量启动电流ΔImax1、以及在启动器3即将驱动前电压检测部10 检测出的即将启动前电压V0构成。另外,在每次新存储电流/电压数据组 时,启动电流学习部23更新与蓄电池7的劣化状态相对应的电流/电压相关 特性。此外,此处所说的电流/电压相关特性是指表示测量启动电流ΔImax1 及即将启动前电压V0的相关关系的特性。

启动电流推定部24在判断启动器3能否驱动时,从启动电流学习部23 更新的电流/电压相关特性中,选出(提取出)与蓄电池7的当前劣化状态相 对应的电流/电压相关特性。另外,启动电流推定部24根据所选出的电流/电 压相关特性,来计算出(推定出)与电压检测部10所检测出的当前的即将启 动前电压V0相对应的启动电流ΔImax。此外,将启动电流学习部24所计算 出的启动电流ΔImax称为推定启动电流ΔImax2。

最低电压计算部25利用电压检测部10所检测出的当前的即将启动前电 压V0、内阻计算部22所计算出的内阻R、以及启动电流推定部24所计算出 的推定启动电流ΔImax2,并根据上式(2)来计算出启动最低电压Vmin。然 后,控制装置6基于该启动最低电压Vmin来判断启动器3能否驱动。

接下来,参照图2及图3对本实施方式1中的启动电流学习部23及启动 电流推定部24的动作进行详细说明。图2是表示本发明的实施方式1中的电 流/电压关系特性的一个示例的说明图。图3是本发明的实施方式1中启动电 流推定部24根据蓄电池7的劣化状态来选择电流/电压相关特性的情况的说 明图。

该图2中,曲线图中将横轴设为即将启动前电压V0(V),将纵轴设为测 量启动电流ΔImax1(A),在该曲线图上,对应于蓄电池7的种类及劣化状 态,合并示出了如下所示的5个模式的电流/电压相关特性。此外,图2中记 载了具体数值,但只不过示出了各参数可取的值的一个示例。

另外,图中各曲线所对应的测量启动电流ΔImax1基于检测峰值电流 Imax及即将启动前电流I0时与蓄电池的温度及SOC相对应的修正值得到标准 化。在后面对该标准化进行详细叙述。另外,图中相同类型的曲线之间,检 测出峰值电流Imax及即将启动前电流I0时蓄电池的温度及SOC相等。

另外,与5个模式的电流/电压相关特性分别对应的蓄电池的种类及蓄电 池的劣化状态如下所示。此外,以四个阶段的等级来表示各个蓄电池的劣化 状态,等级1表示完全没有劣化,等级越高劣化程度越大(等级4表示劣化 程度最大)。

·模式1(图中对应于黑色三角形曲线)

蓄电池的类型:种类A、蓄电池的劣化状态:等级4(劣化程度大)

·模式2(图中对应于黑色菱形曲线)

蓄电池的类型:种类A、蓄电池的劣化状态:等级3(劣化程度中)

·模式3(图中对应于黑色圆形曲线)

蓄电池的类型:种类A、蓄电池的劣化状态:等级2(劣化程度小)

·模式4(图中对应于白色圆形曲线)

蓄电池的类型:种类B、蓄电池的劣化状态:等级2(劣化程度小)

·模式5(图中对应于白色菱形曲线)

蓄电池的类型:种类B、蓄电池的劣化状态:等级1(无劣化)

如图2所示,对于5个模式,均为即将启动前电压V0越大,测量启动电 流ΔImax1越大。另外,例如以一次式来近似与各模式相对应的各个曲线的情 况下,能够确认出测量启动电流ΔImax1与即将启动前电压V0的大小成正比 地变大这一相关关系。此外,图2中示例出以一次式来近似这些曲线的情 况,但并不局限于直线近似,只要能确认出相关关系,可以近似成任何形 式。

由此,测量启动电流ΔImax1及即将启动前电压V0的电流/电压相关特性 根据蓄电池的种类及劣化状态而变化。此外,上述电流/电压相关特性对应于 蓄电池的劣化、层化极化以及充放电极化。

因此,启动电流学习部23利用上述特性将启动器3驱动一次时获得的一 个电流/电压数据组与蓄电池7的劣化状态相关联地进行存储,并更新与该劣 化状态相对应的电流/电压相关特性。由此,存在与蓄电池7的劣化状态相对 应的多个模式的电流/电压相关特性。

另外,作为启动电流学习部23检测蓄电池7的劣化状态的一个示例,例 如可以将内阻计算部22所计算出的内阻R作为指标,检测出蓄电池7的劣化 状态。

具体而言,例如图3所示,预先规定蓄电池7的内阻阈值Rth1、Rth2、 Rth3,以使得与蓄电池7的劣化状态相对应。此外,该内阻阈值Rth1、Rth2、 Rth3对应于蓄电池7的劣化程度,内阻阈值越大,蓄电池7的劣化程度越 大。此外,基于内阻R可取的值的范围,将蓄电池7的劣化状态规定为如下 那样。

·Rth1≤R<Rth2的情况下:等级2(劣化程度小)

·Rth2≤R<Rth3的情况下:等级3(劣化程度中)

·Rth3≤R的情况下:等级4(劣化程度大)

此处,在判断启动器3能否驱动时,将上一次启动器3驱动时内阻计算 部22计算出的蓄电池7的内阻R设为当前的内阻R,例如假设满足Rth1≤R <Rth2的关系的情况。

该情况下,通过判断启动器3能否驱动,从而在启动器3实际驱动时, 启动电流学习部23新存储一个电流/电压数据组,更新蓄电池7的劣化状态 与等级2相对应的电流/电压相关特性(以下称为第1电流/电压相关特 性)。

具体而言,例如在第1电流/电压相关特性被近似成直线的情况下,以下 式(3)那样的关系式来表示。此外,图3中示例出了下式(3)的关系式。

ΔImax=a1×V0+b1

(其中,a1、b1是常数)(3)

然后,启动电流学习部23通过新存储一个电流/电压数据组,从而第1 电流/电压相关特性中的数据数量增加,因此第1电流/电压相关特性发生变 化。因此,启动电流学习部23通过更新第1电流/电压相关特性来再次执行 近似。也就是说,在每次新存储电流/电压数据组时,启动电流学习部23重 新更新上式(3)中的常数a1及常数b1。

另外,在判断启动器3能否进行驱动时,启动电流推定部24选出蓄电池 7的劣化状态与等级2相对应的第1电流/电压相关特性,根据所选出的第1 电流/电压相关特性,来计算出推定启动电流ΔImax2。

具体而言,启动电流推定部24在判断启动器3能否驱动时,将蓄电池7 的当前的即将启动前电压V0代入上式(3),从而计算出推定启动电流Δ Imax2。

另外,随着时间的过去,蓄电池7进一步劣化,该情况下蓄电池7的内 阻R变大,因此蓄电池7的劣化状态从等级2依次变化为等级3、等级4。该 情况下,启动电流学习部23及启动电流推定部24进行与蓄电池7的劣化状 态为等级2时相同的动作。

也就是说,启动电流学习部23在启动器3进行驱动的情况下,在每次新 存储一个电流/电压数据组时,更新与蓄电池7的劣化状态相对应的电流/电 压相关特性。具体而言,如图3所示,在每次新存储电流/电压数据组时,蓄 电池7的劣化状态为等级3的情况下,常数a2、b2被更新,在等级4的情况 下,常数a3、b3被更新。另外,启动电流推定部24在判断启动器3能否驱 动时,根据与蓄电池7的劣化状态相对应的电流/电压相关特性,计算出推定 启动电流ΔImax2。

由此,在蓄电池7的劣化状态随着时间而变化的情况下,启动电流学习 部23也能够针对根据蓄电池7的内阻大小而区分的每个劣化状态将电流/电 压数据组设为电流/电压相关特性,并存储至存储部,并且与劣化状态相对应 地,来更新电流/电压相关特性。另外,启动电流推定部24根据与蓄电池7 的劣化状态相对应的相关函数,来计算出推定启动电流ΔImax2。由此,能够 在判断启动器3能否驱动时,高精度地推定启动电流ΔImax。

此外,在初次判断启动器3能否驱动的情况下,由于启动器一次也没有 被驱动过,因此启动电流学习部23不将电流/电压数据组存储至存储部。因 此,在初次判断启动器3能否驱动的情况下,预先在存储部中存储有预先规 定的与蓄电池7的劣化状态相对应的电流/电压相关特性(相关函数),启动 电流推定部24根据该相关函数来计算出启动电流推定部24即可。

另外,启动电流学习部23在启动器3进行驱动的情况下,既可始终持续 存储电流/电压数据组,从而使电流/电压相关特性中的上述数据数增加,也 可以在存储了所希望的数据数之后,不再进行存储。

另外,在分别与蓄电池7的劣化状态相对应的电流/电压相关特性中,电 流/电压数据组可至少有两个,该情况下,能够例如通过直线近似像上式 (3)那样导出关系式,并能计算出推定启动电流ΔImax2。另外,为了进一 步提高推定启动电流ΔImax2的精度,优选例如在与蓄电池7的劣化状态相对 应的各个电流/电压相关特性中,电流/电压数据组有20个以上。

接下来,参照图4及图7的流程图,对本实施方式1中的蓄电池状态检 测装置20进行的一连串的动作进行说明。

首先,对图4的流程图进行说明。图4是表示本发明的实施方式1中蓄 电池状态检测装置20更新与蓄电池7的劣化状态相对应的电流/电压相关特 性的动作的步骤的流程图。

此外,步骤S101、S102的处理在启动器3的驱动前执行,步骤 S103~S105的处理在启动器3的驱动中执行,步骤S106~S110的处理在启动器 3的驱动结束后执行。

在步骤S101中,蓄电池状态检测装置20内的启动电流学习部23获取电 压检测部10的检测值、即即将启动前电压V0、以及电流检测部8的检测值、 即即将启动前电流I0。此外,启动电流学习部23所获取的即将启动前电压 V0及即将启动前电流I0既可以是启动器3即将驱动前的瞬时值,也可以是从 启动器3驱动前到即将驱动前为止所希望的期间中的平均值。

接着,在步骤S102中,启动电流学习部23获取温度检测部9的检测 值、即蓄电池7的温度以及充电率计算部21所计算出的蓄电池7的SOC。另 外,内阻计算部22也与启动电流学习部23一样,获取蓄电池7的温度及 SOC。

此外,启动电流学习部23及内阻计算部22所获取的蓄电池7的温度及 SOC既可以是启动器3即将驱动前的瞬时值,也可以是从启动器3驱动前到即 将驱动前为止所希望的期间中的平均值。

由此,蓄电池状态检测装置20在控制装置6使启动器3驱动之前执行步 骤S101、S102的处理。此外,在启动器3进行驱动的情况下,如之前图8所 示,剧烈上升的大电流(启动电流)从蓄电池7流向启动器3。

接着,在步骤S103中,启动电流学习部23判断启动器3是否处于驱动 中。具体而言,例如基于电流检测部8的检测结果,来判断启动器3是否处 于驱动中。

然后,在步骤S103中,启动电流学习部23在判断为启动器3处于驱动 中的(即、是)情况下,前进至步骤S104。另一方面,在步骤S103中,启动 电流学习部23在判断为启动器3并不处于驱动中的(即、否)情况下,结束 一连串的处理。

接着,在步骤S104中,启动电流学习部23每隔所希望的时间(例如为 每隔1毫秒),将启动器3驱动中的蓄电池7的电池电压V与放电电流I相 关联,并获取希望组数的数据,存储为第1表格。此外,从电压检测部10及 电流检测部8获取到的峰值电流Imax以及启动最低电压Vmin的组也一并存 储。

接着,在步骤S105中,启动电流学习部23判断启动器3的驱动是否结 束。具体而言,例如基于电流检测部8的检测结果,来判断启动器3的驱动 是否结束。

然后,在步骤S105中,启动电流学习部23在判断为启动器3的驱动已 结束(即、是)的情况下,前进至步骤S106。另一方面,在步骤S105,启动 电流学习部23在判断为启动器3的驱动未结束(即、否)的情况下,返回至 步骤S104,再次执行步骤S104的处理。

由此,蓄电池状态检测装置20在点火开关5接通后,启动器3正进行驱 动的期间,执行步骤S103~S105的处理。

接着,在步骤S106中,启动电流学习部23从在步骤S105中存储的第1 表格选出峰值电流Imax。此外,在步骤S106,启动电流学习部23通过从所 选出的峰值电流Imax减去在步骤S101中获取的即将启动前电流I0,从而计 算出测量启动电流ΔImax1(ΔImax1=Imax-I0)。

接着,蓄电池状态检测装置20内的内阻计算部22在步骤S107中基于启 动电流学习部23所存储的第1表格,来计算蓄电池7的内阻R。具体而言, 例如,曲线图中将横轴作为放电电流I,将纵轴作为电池电压V,在该曲线图 上,分别描绘第1表格中的蓄电池7的电池电压与放电电流的组。然后,以 一次式来近似该曲线时的一次直线的斜率相当于内阻R。

接着,步骤S108中,启动电流学习部23基于与步骤S102中获取的蓄电 池7的温度及SOC相对应的修正值,来对步骤S106中计算出的测量启动电流 ΔImax1进行标准化。

此处,参照图5来具体说明该测量启动电流ΔImax1的标准化。图5 是示出了如下映射的一个示例的说明图,所述映射将本实施方式1中的蓄电 池7的温度及SOC、与用于对启动电流学习部23所计算出的测量启动电流Δ Imax1进行标准化的修正值相关联。

一般而言,蓄电池7的放电电流因蓄电池7的温度及SOC的不同而不 同。另外,蓄电池7的温度及SOC越高,则蓄电池7的内阻R越低,因此放 电电流容易流出。因此,电流检测部8所检测出的峰值电流Imax及即将启动 前电流I0(启动电流学习部23所计算出的测量启动电流ΔImax1)中包 含蓄电池7的温度及SOC的影响。因此,为了去除上述影响,需要通过将启 动电流学习部23所计算出的测量启动电流ΔImax1换算成蓄电池7的基 准温度及基准SOC,从而标准化。

具体而言,启动电流学习部23根据图5所示的映射,选择步骤S102中 获取的蓄电池7的温度所对应的第1启动电流修正值、和蓄电池7的SOC所 对应的第2启动电流修正值。然后,启动电流学习部23通过从计算出的测量 启动电流ΔImax1减去所选择的第1启动电流修正值及第2启动电流修 正值,从而求出经过标准化的测量启动电流ΔImax1。经过该标准化的 测量启动电流ΔImax1是被换算成蓄电池7的基准温度及基准SOC的电 流。

此外,在决定了蓄电池7的基准温度及基准SOC的具体数值的基础上, 预先根据蓄电池7的特性来规定将蓄电池7的温度及SOC、与用于对启动电流 学习部23所计算出的测量启动电流ΔImax1进行标准化的修正值相关联 的映射即可。

接着,步骤S109中,内阻计算部22基于与步骤S102中获取的蓄电池7 的温度及SOC相对应的修正值,来对步骤S107中计算出的内阻R进行标准 化。

此处,参照图6来具体说明该内阻R的标准化。图6是示出了如下映射 的一个示例的说明图,所述映射将本实施方式1中的蓄电池7的温度及SOC、 与用于对内阻计算部22所计算出的内阻R进行标准化的修正值相关联。

一般而言,蓄电池7的内阻如上述那样,因蓄电池7的温度及SOC的不 同而不同。另外,蓄电池7的温度及SOC越高,蓄电池7的内阻R越低。因 此,内阻计算部22所计算出的内阻R中包含有蓄电池7的温度及SOC的影 响。因此,为了去除上述影响,需要通过将内阻计算部22所计算出的内阻R 换算成蓄电池7的基准温度及基准SOC,从而标准化。

具体而言,内阻计算部22根据图6所示的映射,选择步骤S102中获取 的蓄电池7的温度所对应的第1内阻修正值、与蓄电池7的SOC所对应的第2 内阻修正值。然后,内阻计算部22通过对计算出的内阻R加上所选出的第1 内阻修正值及第2内阻修正值,来求出经过标准化的内阻R。经过该标准化的 内阻R是被换算成蓄电池7的基准温度及基准SOC的内阻。

此外,在决定了蓄电池7的基准温度及基准SOC的具体数值的基础上, 预先根据蓄电池7的特性来规定将蓄电池7的温度及SOC、与用于对内阻计算 部22所计算出的内阻R进行标准化的修正值相关联的映射即可。

接着,在步骤S110中,启动电流学习部23将电流/电压数据组进行存 储,其中,所述电流/电压数据组由在步骤S108中经过标准化的测量启动电 流ΔImax1、及步骤S101中获取的蓄电池7的即将启动前电压V0构 成。此外,该电流/电压数据组具体而言被存储在RAM等可改写的存储部中。 此外,在步骤S110中,启动电流学习部23基于所存储的电流/电压数据组, 来更新与蓄电池7的劣化状态相对应的电流/电压相关特性。

接着,对图7的流程图进行说明。图7是表示本发明的实施方式1中的 蓄电池状态检测装置20判断启动器3能否驱动时、根据电流/电压相关特性 计算启动最低电压Vmin的动作的步骤的流程图。

步骤S201中,蓄电池状态检测装置20内的启动电流推定部24判断蓄电 池7是否正在放电。具体而言,例如基于电流检测部8的检测结果,来判断 启动器7是否正在放电。另外,在发动机2停止发电,内燃机1停止驱动或 怠速停止等情况下,蓄电池7放电。

然后,在步骤S201中,启动电流推定部24在判断为蓄电池7正在放电 (即、是)的情况下,前进至步骤S202。另一方面,在步骤S201中,启动电 流推定部24在判断为蓄电池7并没有正在放电(即、否)的情况下,前进至 步骤S207。

接着,在步骤S202中,启动电流推定部24获取温度检测部9的检测 值、即蓄电池7的温度以及充电率计算部21所计算出的蓄电池7的SOC。另 外,内阻计算部22也与启动电流推定部24一样,获取蓄电池7的温度及 SOC。

此外,启动电流推定部24及内阻计算部22所获取的蓄电池7的温度及 SOC既可以是启动器3即将驱动前的瞬时值,也可以是从启动器3驱动前到即 将驱动前为止所希望的期间中的平均值。

接着,在步骤S203中,启动电流推定部24获取电压检测部10的检测 值、即即将启动前电压V0。此外,启动电流推定部24所获取的即将启动前电 压V0既可以是启动器3即将驱动前的瞬时值,也可以是从启动器3驱动前到 即将驱动前为止所希望的期间中的平均值。

接着,在步骤S204中,启动电流推定部24根据与蓄电池7的劣化状态 相对应的电流/电压相关特性,来计算出与步骤S203中获取的即将启动前电 压V0相对应的推定启动电流ΔImax2。此外,启动电流推定部24例如 基于上一次启动器3进行驱动时内阻计算部22所计算出的蓄电池7的内阻 R,来判断蓄电池7的劣化状态。

接着,步骤S205中,启动电流推定部24基于与步骤S202中获取的蓄电 池7的温度及SOC相对应的修正值,来对步骤S204中计算出的推定启动电流 ΔImax2进行修正。

此处,蓄电池7的劣化状态所对应的电流/电压相关特性将上述步骤S106 中经过标准化的启动电流ΔImax、与即将启动前电压V0相关联,因此在 步骤S204中,计算出经过标准化的推定启动电流ΔImax2。因此,需要 将标准化复原,以使得经过标准化的推定启动电流ΔImax2与在步骤 S202中获取的当前的蓄电池7的温度及SOC相对应。

具体而言,启动电流推定部24根据图5所示的映射,选择步骤S202中 获取的蓄电池7的温度所对应的第1启动电流修正值、和蓄电池7的SOC所 对应的第2启动电流修正值。然后,启动电流推定部24通过对步骤S204中 计算出的推定启动电流ΔImax2加上所选出的第1启动电流值及第2启 动电流值,从而求出经过修正的推定启动电流ΔImax2。该经过修正的 推定启动电流ΔImax2是换算成步骤S202中获取的蓄电池7的温度及 SOC的电流。

接着,步骤S206中,内阻计算部22基于与步骤S202中获取的蓄电池7 的温度及SOC相对应的修正值,来对上一次启动器3进行驱动时内阻计算部 22计算出的蓄电池7的内阻R进行修正。

此处,在上一次启动器3进行驱动时在上述步骤S107中计算出的内阻R 进一步在上述步骤S109中经过标准化。因此,需要将标准化复原,以使得该 经过标准化的内阻R与在步骤S202中获取的当前的蓄电池7的温度及SOC相 对应。

具体而言,内阻计算部22根据图6所示的映射,选择步骤S202中获取 的蓄电池7的温度所对应的第1内阻修正值、和蓄电池7的SOC所对应的第2 内阻修正值。然后,内阻计算部22通过从在上述步骤S109中经过标准化的 内阻R减去所选择的第1内阻修正值及第2内阻修正值,来求出经过修正的 内阻R。该经过修正的内阻R是换算成步骤S202中获取的蓄电池7的温度及 SOC的内阻。

接着,在步骤S207中,蓄电池状态检测装置20内的最低电压计算部25 基于步骤S203中获取的即将启动前电压V0、在步骤S205中经过修正的推定 启动电流ΔImax2、以及在步骤S206经过修正的内阻R,并根据上式 (2)来计算启动最低电压Vmin。

如上所述,根据本实施方式1,蓄电池状态检测装置在每次将启动器进行 驱动时获得的电流/电压数据组与蓄电池的劣化状态相关联并重新存储时,更 新与蓄电池的劣化状态相对应的电流/电压相关特性。另外,蓄电池状态检测 装置在判断启动器能否驱动时,根据与蓄电池的当前劣化状态相对应的电流/ 电压相关特性,来计算出当前的即将启动前电压所对应的推定启动电流。

由此,能高精度地推定启动电流,而不会受到蓄电池状态及启动状态变 化的影响,因此其结果是,能计算出准确的启动最低电压。另外,由于所计 算出的启动最低电压的可靠性较高,因此能恰当地利用控制装置来判断启动 器能否进行驱动,其结果是,能够进一步降低内燃机的燃料消耗量。另外, 将基于电流检测部直接检测到的放电电流计算出的测量启动电流用作为电流/ 电压数据组的启动电流而并非推定启动电流,因此,能够对启动电流的推定 确保足够高的推定精度。

另外,本发明也能适用于现有的怠速停止禁止及怠速停止解除方法,并 能获得同样的效果。

此外,本实施方式1中,示例出了对测量启动电流ΔImax1及内阻R 进行标准化的情况,但即使不进行上述标准化处理,也能获得一定效果。也 就是说,上述标准化处理用于抑制生成学习数据时及计算推定数据时蓄电池 温度或充电率差异的影响,并是为了利用电流/电压相关特性来更高精度地对 推定启动电流ΔImax2进行推定,且更高精度地计算出内阻R而进行的 处理。因此,即使不进行上述标准化处理,与以往相比,也能高精度地推定 启动电流,并能计算出准确的启动最低电压。另外,在不进行上述标准化处 理的情况下,无需进行将标准化复原的处理。

另外,在本实施方式1中,以内阻计算部22所计算出的内阻R为指标, 来检测蓄电池7的劣化状态,并示例出了该情况,但并不限于此,也可以以 内阻R以外的参数作为劣化状态指标等,通过使用其他现有技术来检测蓄电 池7的劣化状态。

另外,本发明并不限于实施方式1的记载内容,也可以如下那样变化并 实施。另外,也可以将以下示例的方法分别进行任意组合。

本实施方式1中,采用如下结构:基于每隔所希望的时间来获取所希望 的组数的蓄电池7的电池电压与放电电流的关联来计算出内阻R,但并不限于 此。也就是说,也可以采用如下结构:基于始终获得的蓄电池7的电池电压 及放电电流的关联,来计算内阻R。

本实施方式1中,对于启动电流学习部23所存储的多个电流/电压数据 组的相关关系,通过进行直线近似(一次近似)来算式化,并对该情况进行 了示例,而近似方法并不局限于此。也就是说,只要能根据该相关关系来计 算出推定启动电流ΔImax2即可,也可以使用二次近似、多项式近似等 任何近似方法。

本实施方式1中,也可采用如下结构:启动电流学习部23存储所希望个 数的电流/电压数据组,并在存储了所希望个数的电流/电压数据组之后,将 最旧的电流/电压数据组替换成最新的电流/电压数据组来进行存储。例如, 在将所希望个数设为20个的情况下,在第21个电流/电压数据组中,将最初 存储的电流/电压数据组替换成第21个电流/电压数据组来进行存储。

本实施方式1中,也可采用如下结构:在启动电流学习部23更新电流/ 电压相关特性的情况下,利用从按照时间顺序存储的最新的电流/电压数据组 到前n(n为1以上的整数)次存储的n+1个电流/电压数据组来进行更新。

本实施方式1中,也可采用如下结构:根据与当前时刻的时间差来对按 照时间顺序存储的电流/电压数据组进行加权,并在此基础上更新电流/电压 相关特性。例如,通过对最新的电流/电压数据组进行加权,从而将上述个数 看作有三个,来更新电流/电压相关特性。另外,对电流/电压数据组进行加 权的时刻既可以在启动电流学习部23进行存储前实施,也可以在进行存储后 更新电流/电压相关特性时实施。

本实施方式1中,也可基于与蓄电池7的温度及SOC相对应的修正值或 与上述某个数据相对应的修正值,与测量启动电流ΔImax1同样地对电 流/电压数据组中的即将启动前电压V0进行标准化。另外,在对即将启动前 电压V0进行标准化的情况下,在将标准化还原后的基础上计算出启动最低电 压Vmin以使得与当前的蓄电池7的温度或SOC相对应即可。

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