(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの充放電電流を検出する充放電電流検出手段と、上記バッテリを満充電状態にする満充電手段と、上記バッテリが上記満充電状態にあるときからの上記充放電電流検出手段の検出値の絶対値に対応した値を積算し同絶対値の積算値が所定値以上になると上記所定充電状態化手段を作動させる作動制御手段とを備えたことを特徴とするバッテリの充電制御装置。
【請求項２】
バッテリの充放電電流を検出する充放電電流検出手段と、上記バッテリが満充電状態にあるときからの上記充放電電流検出手段の検出値に対応した値を積算して上記バッテリの充電状態を推定する充電状態推定手段と、上記バッテリを上記満充電状態にする満充電手段と、上記バッテリが上記満充電状態にあるときからの上記充放電電流検出手段の検出値の絶対値に対応した値を積算し同絶対値の積算値が所定値以上になると上記満充電手段を作動させる作動制御手段とを備えたことを特徴とするバッテリの充電状態推定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリの充電状態を強制的に満充電状態にすることができるバッテリの充電制御装置に関する。
また、本発明は、バッテリの満充電状態からの充電状態を精度よく推定できるバッテリの充電状態推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、車両には、ランプ類や、空調用ブロアやパワー装置を駆動するための駆動モータ等の各種電気機器（電気負荷）が搭載され、電気機器により消費される電力は充放電可能なバッテリにより供給されている。一方、車両には、エンジンにより駆動される発電機（オルタネータ）が装備され、バッテリはオルタネータの作動制御により充電されて容量が確保されている。
【０００３】
近年、環境問題への配慮から、電動モータとエンジンを組み合わせたハイブリッド電気自動車や信号停止時等の車両停止時にエンジンを停止させ発進時に強制的にエンジンを始動させる自動車等が種々開発されてきている。このような自動車にあっては、バッテリの残存容量（充電状態）を正確に把握（推定）する必要がある。バッテリの充電状態を推定することで、常に走行等に支障が生じない所定の残存容量を保った状態のバッテリとすることができる。
【０００４】
従来、充電時には充電電流と予測放電電圧から求めた充電電力量をバッテリの残存容量に加算し、放電時には放電電圧と放電電流とから求めた消費電力量をバッテリの残存容量から減算し、新たなバッテリの残存容量として求める処理を行い、この処理を繰り返すことでバッテリの残存容量を推定する技術が知られている（例えば、特開平6-167551号公報参照）。そして、充電が必要となった際にバッテリの残存容量が所定状態になるように充電が実施される。充電電力量及び消費電力量を加減算してバッテリの残存容量を推定することで、所定の残存容量を保った状態のバッテリとすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では、検出値に対応した値を逐次積算（加減算）するようになっているので、計算過程で計測誤差等が蓄積されてしまい、推定時間が長くなるほど残存容量の推定結果の信頼性に欠ける問題があった。このため、充電が必要となる時期の推定にも精度低下が生じ、充電状態の制御も信頼性に欠ける問題があった。
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、バッテリの充電状態を強制的に満充電状態にすることができるバッテリの充電制御装置を提供することを目的とする。
また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、計測誤差等の蓄積による精度低下を確実に防止してバッテリの満充電状態からの充電状態を推定することができるバッテリの充電状態推定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のバッテリの充電制御装置は、バッテリが満充電状態にあるときからの充放電電流検出手段の検出値の絶対値に対応した値を積算し、絶対値の積算値が所定値以上になると満充電手段を作動させ、バッテリに充放電された電流の絶対量が所定値以上になる毎に強制的に満充電状態にするようにしたものである。
【０００８】
また、上記目的を達成するため本発明のバッテリの充電状態推定装置は、充電状態推定手段によりバッテリが満充電状態にあるときからの充放電電流検出手段の検出値に対応した値を積算してバッテリの充電状態を推定するに際し、バッテリが満充電状態にあるときからの充放電電流検出手段の検出値の絶対値に対応した値を積算し、絶対値の積算値が所定値以上になると満充電手段を作動させて所定の充電状態にし、バッテリに充放電された電流の絶対量が所定値以上になる毎にバッテリを満充電状態にして充電状態推定手段による推定結果をリセットして所定の充電状態を更新するようにしたものである。
【０００９】
そして、充放電検出手段は、発電電流を検出する充電電流検出手段と放電電流を検出する消費電流検出手段との２つの電流検出手段で構成することが好ましい。充放電電流検出手段を１つの電流検出手段で構成する場合には、発電電流側と放電電流側との電流の方向を検知する機能を有した構成にする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の一実施形態例に係るバッテリの充電制御装置及び充電状態推定装置を備えた車両の概略構成、図２には充電制御装置及び充電状態推定装置のブロック構成、図３には充電制御のフローチャートを示してある。
【００１１】
図１に示すように、エンジン１のクランク軸により駆動される発電機（オルタネータ）２が設けられ、オルタネータ２はバッテリ３及び各種電気機器の電気負荷４の状況に応じてＥＣＵ５の指令に基づいて発電量が制御される。オルタネータ２の状態は図示しないFR端子からＥＣＵ５に入力され、ＥＣＵ５からはバッテリ３及び電気負荷４の状況に応じて発電制御デューティ信号（Ｇ端子Duty）が図示しないＧ端子に出力され、バッテリ３及び電気負荷４の状況に応じた発電量になるようにＧ端子Dutyが最小発電電力の0%から最大発電電力の100%の間で制御される。
【００１２】
バッテリ３は充放電可能となっており、バッテリ３にはオルタネータ２からの電力が供給されて充電されると共に、電気負荷４にはオルタネータ２及びバッテリ３から適宜電力が供給される。オルタネータ２と電気負荷４をつなぐ経路にはバッテリ３が接続される経路が分岐して形成され、オルタネータ２からバッテリ３が分岐するまでの間の経路には第１電流センサ６が設けられ、バッテリ３の分岐部位から電気負荷４までの間の経路には第２電流センサ７が設けられている。第１電流センサ６によりオルタネータ２の発電電流が検出され、第２電流センサ７により電気負荷４の消費電流が検出される。つまり、第１電流センサ６及び第２電流センサ７により充放電電流検出手段が構成されている。
【００１３】
尚、充放電電流検出手段としては、第１電流センサ６及び第２電流センサ７に代えて、１つの電流センサをオルタネータ２と電気負荷４をつなぐ経路のバッテリ３の分岐部位に設けることも可能である。この場合、電流の方向が検出できる機能を有することが必要である。
【００１４】
第１電流センサ６及び第２電流センサ７の検出信号はＥＣＵ５に入力される。図２に示すように、ＥＣＵ５には、バッテリ３を満充電状態にするためにＧ端子Dutyを100%で制御してオルタネータ２を作動させる満充電手段としての所定充電状態化手段１１と、バッテリ３が満充電状態にあるときからの第１電流センサ６及び第２電流センサ７の検出値の差（消費電流値−発電電流値）ΔＩを積算してバッテリ３の充電状態（残存容量）を推定する充電状態推定手段１２と、バッテリ３が満充電状態にある時からの第１電流センサ６及び第２電流センサ７の検出値の差ΔＩの絶対値｜ΔＩ｜を積算し絶対値｜ΔＩ｜の積算値Σ｜ΔＩ｜が所定値以上になると所定充電状態化手段１１によりバッテリ３が満充電状態になるように所定充電状態化手段１１に信号を送る作動制御手段１３とが備えられている。また、充電状態推定手段１２には、作動制御手段１３から所定充電状態化手段１１に信号が送られた際に、バッテリ３の充電状態（残存容量）の推定結果がリセットされる信号が作動制御手段１３から送られる。
【００１５】
上述した車両では、例えば加速時にはＧ端子Dutyを0%で発電を行なわず、定常走行時には、第２電流センサ７で検出される消費電流と第１電流センサ６で検出される発電電流との差が０になるようにオルタネータ２の発電が制御される。即ち、Ｇ端子Dutyを最小発電電力の0%から最大発電電力の100%の間で制御し、必要電圧で発電を行なう。また、減速時にはＧ端子Dutyを100%にして最大発電電圧で発電を行い、減速エネルギーを回収する。また、停車中のアイドリング時にエンジンを停止させ、発進時に自動的にエンジンを始動させる機能を有する場合には、停車中にエンジンの再始動ができなくなることを回避するために、停車中は第２電流センサ７により検出される消費電流に基づいて適宜エンジン１を始動させてオルタネータ２により発電を実施しバッテリ３を充電してもよい。
【００１６】
上記構成におけるバッテリの充電制御装置は、バッテリ３が満充電状態にあるときからの第１電流センサ６及び第２電流センサ７の検出値の差ΔＩの絶対値｜ΔＩ｜を積算し、絶対値｜ΔＩ｜の積算値Σ｜ΔＩ｜が所定値以上になると所定充電状態化手段１１を作動させ、バッテリ３に充放電された電流の絶対量が所定値以上になる毎に強制的に満充電状態にするようにしている。そして、バッテリの充電状態推定装置は、充電状態推定手段１２で、バッテリ３が満充電状態にあるときからの第１電流センサ６及び第２電流センサ７の検出値の差ΔＩを積算してバッテリ３の充電状態（残存容量）を推定するに際し、充電制御装置によりバッテリ３を強制的に満充電状態にしたときには、充電状態推定手段１２による推定結果をリセットする。これにより、定期的に満充電状態が更新され、計測誤差等の蓄積による精度低下を確実に防止してバッテリ３の満充電状態からの充電状態を推定することができる。
【００１７】
図３に基づいて充電制御を説明する。図に示した充電制御の処理は、バッテリ３が満充電状態にあることが判定された後に実行される。
【００１８】
ステップＳ１で、第１電流センサ６及び第２電流センサ７の検出値の差ΔＩの絶対値｜ΔＩ｜の積算値Σ｜ΔＩ｜に、差ΔＩの絶対値｜ΔＩ｜を加算して新たな積算値Σ｜ΔＩ｜とする（Σ｜ΔＩ｜＝Σ｜ΔＩ｜＋｜ΔＩ｜）。ステップＳ２で積算値Σ｜ΔＩ｜が所定値Ｋ以上になったか否かが判断され、積算値Σ｜ΔＩ｜が所定値Ｋ以上となったと判断された場合、ステップＳ３で充電要求フラグがセットされ、Ｇ端子Dutyが100%でオルタネータ２が作動して発電が実行され、バッテリ３が満充電状態になるまで充電が行なわれる。ステップＳ２で積算値Σ｜ΔＩ｜が所定値Ｋに満たないと判断された場合、リターンとなり第１電流センサ６及び第２電流センサ７の検出値の差ΔＩの絶対値｜ΔＩ｜の積算値が所定値Ｋ以上になるまで処理が続行される。
【００１９】
尚、バッテリ３が満充電状態になったか否かは、例えば、第１電流センサ６及び第２電流センサ７の検出値やバッテリ３の電圧値等から適宜の判定（充電終了判定）される。また、充電終了判定が行なわれた場合には、上記処理はリセットされる。
【００２０】
つまり、バッテリ３が満充電状態にあるときから、バッテリ３の充放電電流の絶対値｜ΔＩ｜の積算値Σ｜ΔＩ｜が所定値Ｋ以上になると、強制的にバッテリ３が充電される。このため、バッテリ３が満充電状態にあるときからの第１電流センサ６及び第２電流センサ７の検出値の差ΔＩを積算してバッテリ３の充電状態（残存容量）を推定する際に、バッテリ３に充放電された電流の絶対量が所定値以上になる毎に充電状態の推定結果をリセットすることができ、定期的に満充電状態を更新することができる。
【００２１】
上述したバッテリの充電制御装置は、バッテリ３が所定の充電状態にあるときからの第１電流センサ６及び第２電流センサ７の検出値の差（消費電流−発電電流）の絶対値｜ΔＩ｜を積算し、積算値Σ｜ΔＩ｜が所定値Ｋ以上になると所定充電状態化手段１１によりオルタネータ２をＧ端子Duty100%で発電させてバッテリ３を満充電状態にするようにしたので、バッテリ３に充放電された電流の絶対量が所定値以上になる毎に強制的に満充電状態にすることができる。このため、信頼性の高いバッテリ３の充電制御を実現することが可能になる。
【００２２】
また、上述したバッテリの充電状態推定装置は、充電状態推定手段１２によりバッテリ３が満充電状態にあるときからの第１電流センサ６及び第２電流センサ７の検出値の差（消費電流値−発電電流値）ΔＩを積算してバッテリ３の充電状態（残存容量）を推定するに際し、第１電流センサ６及び第２電流センサ７の検出値の差の絶対値｜ΔＩ｜を積算し、積算値Σ｜ΔＩ｜が所定値Ｋ以上になると所定充電状態化手段１１によりオルタネータ２をＧ端子Duty100%で発電させてバッテリ３を満充電状態にするようにしたので、バッテリ３に充放電された電流の絶対量が所定値以上になる毎にバッテリ３を満充電状態にしてし、充電状態推定手段１２による推定結果をリセットして満充電状態を更新することができる。このため、計測誤差等の蓄積による精度低下を確実に防止してバッテリ３の満充電状態からの充電状態を推定することが可能になり、バッテリ３の残存容量の推定の信頼性が向上する。
【００２３】
尚、上記実施形態例の充電状態判定装置は、車両に適用した例を挙げて説明したが、バッテリ及び電気負荷に給電する発電機を備えた機器や装置であれば、車両への適用に限定されるものではない。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のバッテリの充電制御装置は、バッテリが満充電状態にあるときからの充放電電流検出手段の検出値の絶対値に対応した値を積算し、絶対値の積算値が所定値以上になると満充電手段を作動させるようにしたので、バッテリに充放電された電流の絶対量が所定値以上になる毎に強制的に満充電状態にすることができる。この結果、バッテリの充電制御の信頼性が向上する。
【００２５】
本発明のバッテリの充電状態推定装置は、充電状態推定手段によりバッテリが満充電状態にあるときからの充放電電流検出手段の検出値に対応した値を積算してバッテリの充電状態を推定するに際し、バッテリが満充電状態にあるときからの充放電電流検出手段の検出値の絶対値に対応した値を積算し、絶対値の積算値が所定値以上になると満充電手段を作動させて満充電状態にするようにしたので、バッテリに充放電された電流の絶対量が所定値以上になる毎にバッテリを満充電状態にして充電状態推定手段による推定結果をリセットして満充電状態を更新することができる。この結果、計測誤差等の蓄積による精度低下を確実に防止してバッテリの満充電状態からの充電状態を推定することが可能になり、バッテリの残存容量の推定の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係るバッテリの充電制御装置及び充電状態推定装置を備えた車両の概略構成図。
【図２】充電制御装置及び充電状態推定装置のブロック構成図。
【図３】充電制御のフローチャート。
【符号の説明】
１  エンジン
２  発電機（オルタネータ）
３  バッテリ
４  電気負荷
５  ＥＣＵ
６  第１電流センサ
７  第２電流センサ
１１  所定充電状態化手段
１２  作動制御手段
１３  充電状態推定手段
【図１】
0003674428.tif 000002
【図２】
0003674428.tif 000003
【図３】
0003674428.tif 000004