(57)【要約】【課題】バッテリの内部抵抗を正確に演算し、バッテリの劣化状態の判定精度を向上させる。【解決手段】エンジン１の始動時に、電圧及び電流に基づいてバッテリ４の内部抵抗値を演算し、該内部抵抗値に基づいてバッテリ４の劣化状態を判定するバッテリ管理装置において、エンジン停止から所定時間以内での始動時におけるバッテリ４の電圧及び電流に基づくバッテリ４の内部抵抗値の演算を規制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の停止条件の成立時にエンジンを停止させるとともに、所定の始動条件の成立時にエンジンを始動させるアイドルストップ車両に備えられ、
前記エンジンの始動時に、車両のバッテリの電圧及び電流に基づいて前記バッテリの内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段と、
前記内部抵抗演算手段により演算された前記バッテリの内部抵抗に基づいて前記バッテリの劣化状態を判定する判定手段と、
前記エンジンの停止から所定時間以内での始動時における前記内部抵抗演算手段によるバッテリの内部抵抗の演算を規制する演算規制手段と、
を備えたことを特徴とするバッテリ管理装置。
【請求項２】
前記判定手段により前記バッテリが劣化状態であると判定された場合に、前記停止条件の成立時における前記エンジンの停止を規制する停止規制手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリ管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリ管理装置に関し、特にアイドルストップ車両におけるバッテリの劣化状態を判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行停止時にエンジンを自動的に停止して燃費を向上させるアイドルストップ車両が開発されている。このようなアイドルストップ車両では、エンジンの停止、始動が頻繁に行われる場合があり、バッテリが劣化して容量が低下している状態では、バッテリの充電が間に合わずに始動が困難となる虞がある。
そこで、車両の走行距離に基づいてバッテリの劣化状態を推定し、バッテリが劣化状態である場合には、アイドルストップ制御を規制する技術が開発されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００７−５６７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、走行距離によるバッテリの劣化状態を判定する方法では、走行状態等の差異によってばらつきが大きく、正確にバッテリの劣化状態を判定することは困難である。
バッテリの劣化状態を判定する方法としては、他に、バッテリの内部抵抗に基づく方法がある。該判定方法では、クランキング時の電圧及び電流に基づいてバッテリの内部抵抗を演算する。
【０００４】
しかしながら、このような内部抵抗に基づく判定方法でも、内部抵抗の演算においてばらつきが発生してしまう。特にアイドルストップ車両のようにエンジン停止、始動を頻繁に行う場合にはばらつきが大きくなってしまうので、内部抵抗の演算精度が十分に確保されずにバッテリの劣化状態を正確に判定できない虞がある。
本発明はこのような問題に鑑み発明されたものであって、アイドルストップ車両において、バッテリの内部抵抗の演算精度を向上させ、劣化状態を正確に判定可能なバッテリ管理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、所定の停止条件の成立時にエンジンを停止させるとともに、所定の始動条件の成立時にエンジンを始動させるアイドルストップ車両に備えられ、エンジンの始動時に、車両のバッテリの電圧及び電流に基づいてバッテリの内部抵抗を演算する内部抵抗演算手段と、内部抵抗演算手段により演算されたバッテリの内部抵抗に基づいてバッテリの劣化状態を判定する判定手段と、エンジンの停止から所定時間以内での始動時における内部抵抗演算手段によるバッテリの内部抵抗の演算を規制する演算規制手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２の発明は、請求項１において、判定手段によりバッテリが劣化状態であると判定された場合に、停止条件の成立時におけるエンジンの停止を規制する停止規制手段を更に備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の請求項１のバッテリ管理装置によれば、エンジン停止から所定時間以内での始動時におけるバッテリの電圧及び出力電流に基づくバッテリの内部抵抗の演算が規制されるので、エンジン停止後におけるバッテリの分極の影響による内部抵抗の演算誤差を排除することができる。したがって、バッテリの内部抵抗の演算精度を向上させることができ、バッテリの劣化状態を正確に判定することができる。
【０００８】
また、本発明の請求項２のバッテリ管理装置によれば、判定手段によりバッテリが劣化状態であると判定された場合に、アイドルストップ車両における停止条件の成立時でもエンジンの停止が規制されるので、バッテリ劣化を原因とするアイドルストップ車両における始動不能を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係るアイドルストップ車両の始動装置の概略構成図である。
本実施形態のバッテリ管理装置は、アイドルストップ制御機能付き車両（以下、アイドルストップ車両という）に搭載される。図１に示すように、アイドルストップ車両には、エンジン１、オルタネータ２、スタータモータ３及びバッテリ４が備えられている。オルタネータ２は、エンジン１により駆動されて発電し、図示しないヘッドランプ等の電気機器に対して電力を供給するとともに、バッテリ４に電力を供給して充電する。スタータモータ３は、バッテリ４から電力を供給されて駆動し、エンジン１を始動させる。また、スタータモータ３は、エンジン運転時には、発電機としての機能を有し、他の電気機器やバッテリ４に電力を供給する。
【００１０】
エンジン１全般の制御を行う車両制御ユニット５には、アイドルストップ制御部が備えられている。該アイドルストップ制御部は、所定の停止条件、例えばイグニッションスイッチ、アイドルスイッチ及びブレーキスイッチがオン、車速が所定車速以下ならびにエンジン回転速度が所定回転数以下である場合に、エンジン１の燃料噴射弁からの燃料噴射を停止してエンジン運転を停止させる。また、アイドルストップ制御部は、上記エンジン運転の停止後に、所定の始動条件、例えばアクセルペダルの踏み込みによりアイドルスイッチがオフ又はブレーキ操作解除によりブレーキスイッチがオフとなった場合に、スタータモータ３を作動させてエンジン１を再始動する。
【００１１】
バッテリ４の端子間には、バッテリ４の電圧を測定する電圧センサ１０が設けられている。オルタネータ２とバッテリ４の端子とを繋ぐ線路には、バッテリ４の入出力電流を検出する電流センサ１１が設けられている。また、バッテリ４には、バッテリ４の温度を検出する温度センサ１２が設けられている。
本実施形態に係るアイドルストップ車両には、バッテリ４の劣化状態を判定するバッテリ管理ユニット２０が設けられている。バッテリ管理ユニット２０は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）及びタイマを含んで構成され、電圧センサ１０、電流センサ１１及び温度センサ１２からの検出情報を入力する。
【００１２】
また、バッテリ管理ユニット２０は、車両制御ユニット２１とＣＡＮ通信により情報伝達可能に接続されており、車両のイグニッションスイッチ信号等の情報を入力する。そして、バッテリ４の内部抵抗を演算し（内部抵抗演算手段）、該内部抵抗が所定値以上である場合にバッテリが劣化状態であると判定する（劣化判定手段）。更に、バッテリ管理ユニット２０は、バッテリが劣化状態であると判定した場合には、上記停止条件が成立してもエンジン１を停止させないようにアイドルストップ制御部に規制信号を出力する（停止規制手段）。
【００１３】
以下、バッテリ管理ユニット２０におけるバッテリ４の内部抵抗の演算要領を説明する。
バッテリ管理ユニット２０は、エンジン１の始動時、詳しくはクランキング時において、電圧センサ１０からバッテリ４の電圧Ｖと、電流センサ１１から電流Ｉとを入力し、Ｒ＝Ｖ/Ｉを計算してバッテリ４の内部抵抗値Ｒを求める。電圧Ｖ及び電流Ｉの計測は複数回行われ、これら複数のデータから最小２乗法により内部抵抗が決定される。更に、この決定された内部抵抗を、温度センサ１２により入力したバッテリ４の温度に基づいて補正し、劣化状態判定用の内部抵抗として用いる。
【００１４】
本実施形態では、アイドルストップ制御によりエンジン１を停止してから再始動するまでの時間（アイドルストップ時間Ｔs）を計測し、アイドルストップ時間Ｔsが所定時間Ｔ1未満である場合には内部抵抗値Ｒの演算を規制する（演算規制手段）。即ち、内部抵抗値Ｒの演算は、アイドルストップ時間Ｔsが所定時間Ｔ1以上である場合にのみ、クランキング時のバッテリ４の電圧Ｖと電流Ｉとに基づいて行われる。なお、所定時間Ｔ1は、後述するように、エンジン停止時にバッテリ１の電圧Ｖに対して分極の影響が解消される時間に設定されている。
【００１５】
図２は、アイドルストップ時間Ｔsと内部抵抗値Ｒとの関係を示すグラフである。図３は、始動時のバッテリ４の電圧Ｖと電流Ｉとの関係を示すグラフである。図２に示すように、アイドルストップ時間Ｔsが所定時間Ｔ1未満では内部抵抗値Ｒが大きくばらつく一方、アイドルストップ時間Ｔsが所定時間Ｔ1以上では内部抵抗値Ｒのばらつきが小さくなる。また、アイドルストップ時間Ｔsが所定時間Ｔ1未満では内部抵抗値Ｒが低くなる傾向にある。したがって、図３に示すように、最小２乗法で求めた内部抵抗もアイドルストップ時間Ｔsが所定時間Ｔ1未満の場合は所定時間Ｔ1以上の場合より小さくなる（図中、傾きが小さくなる）。
【００１６】
以下、アイドルストップ時間Ｔsと内部抵抗値Ｒとの関係について、図４を用いて詳述する。図４は、エンジン停止後のバッテリ４の電圧Ｖの推移を示すタイムチャートである。
図４に示すように、エンジン停止直後はオルタネータ２による発電が停止するため、電圧Ｖが瞬時に降下する（ａ→ｂ）。その後も、分極の影響で電圧Ｖは低下するが（ｂ→ｃ）、所定時間Ｔ1以降は分極の影響が解消され電圧降下が緩やかになり略安定する（ｃ以降）。したがって、分極の影響が残る所定時間Ｔ1前に始動して内部抵抗値Ｒを演算すると、始動時の電圧Ｖのばらつきが大きいため、内部抵抗値Ｒの演算値も大きくばらついてしまう。また、エンジン停止から所定時間Ｔ1経過までは、分極が解消されるように電流Ｉが増加するので、内部抵抗値Ｒの計算値が低下する。なお、分極が解消されるために消費される電力は、始動時に必要とする電力より大きいので、始動時に分極による電圧差を吸収できず、電圧Ｖのばらつきが内部抵抗値Ｒの演算に影響してしまう。
【００１７】
図５は、内部抵抗値Ｒとその頻度とを示すグラフであり、（Ａ）が本実施形態、（Ｂ）がアイドルストップ時間Ｔsに拘わらず内部抵抗値Ｒを演算する従来例を示す。
本実施形態ではアイドルストップ時間Ｔsが所定時間Ｔ1より少ない場合は、内部抵抗値Ｒを演算しないので、図５（Ａ）に示すように内部抵抗値Ｒの低値側での頻度が、同図（Ｂ）に示す従来例より減少し、全体のばらつきが減少する。
【００１８】
このように、内部抵抗値Ｒのばらつきが減少してその演算精度が向上するので、バッテリ４の劣化状態を正確に判定することができる。そして、バッテリ劣化時にアイドルストップ制御によるエンジン停止を規制することで、アイドルストップ制御時におけるバッテリの劣化を原因とする始動不能を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】アイドルストップ車両の始動装置の概略構成図である。
【図２】アイドルストップ時間と内部抵抗値との関係を示すグラフである。
【図３】始動時のバッテリの電圧と電流との関係を示すグラフである。
【図４】エンジン停止後のバッテリの電圧の推移を示すタイムチャートである。
【図５】内部抵抗値及びその頻度を示すグラフであり、（Ａ）が本実施形態、（Ｂ）が従来例を示す。
【符号の説明】
【００２０】
１  エンジン
２  オルタネータ
３  スタータモータ
４  バッテリ
５  車両制御ユニット
２０  バッテリ管理ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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