HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leistungsversorgungssystem, das an einem Fahrzeug angebracht ist.The present invention relates to a power supply system mounted on a vehicle.
2. Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the Related Art
Es ist ein Leistungsversorgungssystem bekannt, das an einem Fahrzeug angebracht ist, das dazu konfiguriert ist, elektrische Leistung an verschiedene elektrische Lasten, die an dem Fahrzeug angebracht sind, unter Verwendung verschiedener Batterien zuzuführen, wie zum Beispiel in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2013-252765 beschrieben ist.There is known a power supply system mounted on a vehicle configured to supply electric power to various electric loads mounted on the vehicle by using various batteries, such as those shown in FIG Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2013-252765 is described.
Das in diesem Patentdokument beschriebene Leistungsversorgungssystem umfasst eine Hauptbatterie und eine Nebenbatterie. Diese zwei Batterien sind miteinander über ein Relais parallel verbunden. Die Hauptbatterie ist mit einem Anlasser und einem Motorgenerator verbunden. Die Nebenbatterie ist mit verschiedenen elektrischen Lasten verbunden, die keinen Spannungsabfall erleiden dürfen.The power supply system described in this patent document comprises a main battery and a secondary battery. These two batteries are connected in parallel via a relay. The main battery is connected to a starter and a motor generator. The secondary battery is connected to various electrical loads, which must not suffer a voltage drop.
In diesem Leistungsversorgungssystem, um den Anlasser oder den Motorgenerator anzutreiben, wird das Relais auf aus eingestellt, um die Hauptbatterie und die Nebenbatterie voneinander elektrisch zu trennen, so dass eine Spannungsschwankung der Hauptbatterie die verschiedenen elektrischen Lasten, die mit der Nebenbatterie verbunden sind, nicht beeinträchtigt.In this power supply system to drive the starter or the motor generator, the relay is set to off to electrically disconnect the main battery and the sub battery from each other, so that a voltage fluctuation of the main battery does not affect the various electric loads connected to the sub battery ,
Das in diesem Patentdokument beschriebene Leistungsversorgungssystem ist an einem Fahrzeug angebracht, das dazu in der Lage ist, eine Leerlaufstoppsteuerung, bei der eine Fahrzeugmaschine gestoppt wird, wenn eine vorbestimmte Stoppbedingung erfüllt ist, und danach wieder gestartet wird, wenn eine vorbestimmte Startbedingung erfüllt ist, zum Zweck des Erhöhens der Kraftstoffökonomie und des Reduzierens von Gasemissionen durchzuführen. Zur Zeit des Neustartens der Fahrzeugmaschine durch die Leerlaufstoppsteuerung wird der Motorgenerator unter Verwendung elektrischer Leistung von der Hauptbatterie angetrieben.The power supply system described in this patent document is mounted on a vehicle capable of performing an idling stop control in which a vehicle engine is stopped when a predetermined stop condition is satisfied, and then restarted when a predetermined start condition is satisfied Purpose of increasing fuel economy and reducing gas emissions. At the time of restarting the vehicle engine by the idling stop control, the motor generator is driven by using electric power from the main battery.
Wenn jedoch die Leerlaufstoppsteuerung ohne Rücksicht auf eine Verschlechterung der Hauptbatterie durchgeführt wird, nachdem die Fahrzeugmaschine anfänglich unter Verwendung elektrischer Leistung von der Nebenbatterie gestartet wird, gibt es das Risiko, dass die Fahrzeugmaschine in Abhängigkeit eines Grades einer Verschlechterung der Hauptbatterie nicht gestartet werden kann.However, when the idling stop control is performed without regard to deterioration of the main battery after the vehicle engine is initially started using electric power from the sub battery, there is a risk that the vehicle engine may not be started depending on a degree of deterioration of the main battery.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel stellt ein Leistungsversorgungssystem für ein Fahrzeug mit einer Funktion des automatischen Stoppens und Neustartens einer Maschine von diesem gemäß vorbestimmten Bedingungen bereit, mit:
einer elektrischen Rotationsmaschine (10) mit einer Funktion des Erzeugens elektrischer Leistung;
einer ersten Speicherbatterie (11), die mit der elektrischen Rotationsmaschine parallel verbunden ist und zum Zuführen elektrischer Leistung verwendet wird, um die Maschine anfangs zu starten;
einer zweiten Batterie (12), die mit der elektrischen Rotationsmaschine parallel verbunden ist und zum Neustarten der Maschine, die automatisch gestoppt wurde, verwendet wird;
einem Stromleitungszustandsbestimmungsabschnitt, der bestimmt, ob sich die zweite Speicherbatterie in einem Stromleitungszustand befindet oder nicht, in dem eine Größe eines Anschlussstroms, der durch diese fließt, größer als ein vorbestimmter Stromwert ist;
einem Innenwiderstandsberechnungsabschnitt, der einen Innenwiderstand der zweiten Speicherbatterie berechnet, während sich die zweite Speicherbatterie in dem Stromleitungszustand befindet; und
einem Neustartbestimmungsabschnitt, der bestimmt, ob erlaubt wird, dass die Maschine unter Verwendung elektrischer Leistung von der zweiten Speicherbatterie erneut gestartet wird oder nicht, basierend auf dem Innenwiderstand, der durch den Innenwiderstandsberechnungsabschnitt berechnet wird.An exemplary embodiment provides a power supply system for a vehicle having a function of automatically stopping and restarting a machine thereof according to predetermined conditions, comprising:
an electric rotary machine ( 10 ) having a function of generating electric power;
a first storage battery ( 11 ) connected in parallel to the rotary electric machine and used to supply electric power to initially start the engine;
a second battery ( 12 ) connected in parallel with the rotary electric machine and used to restart the machine that was automatically stopped;
a power-line state determination section that determines whether or not the second storage battery is in a power-line state in which a magnitude of a terminal current flowing therethrough is greater than a predetermined current value;
an internal resistance calculating section that calculates an internal resistance of the second storage battery while the second storage battery is in the power line state; and
a restart determination section that determines whether or not to allow the engine to be restarted using electric power from the second storage battery based on the internal resistance calculated by the internal resistance calculation section.
Gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist ein Leistungsversorgungssystem bereitgestellt, das unterschiedliche Batterien zum Zuführen elektrischer Leistung an verschiedene elektrische Lasten, die an einem Fahrzeug angebracht sind, umfasst und dazu in der Lage ist, zuverlässig und angemessen eine Leerlaufstoppsteuerung der Maschine des Fahrzeugs durchzuführen.According to the exemplary embodiment, there is provided a power supply system including different batteries for supplying electric power to various electric loads mounted on a vehicle and capable of reliably and adequately performing idling stop control of the engine of the vehicle.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung inklusive der Zeichnungen und Ansprüche ersichtlich.Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description including the drawings and claims.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
In den anhängigen Zeichnungen zeigen:In the accompanying drawings show:
1 ein Diagramm, das die Struktur eines Leistungsversorgungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt; 1 a diagram showing the structure of a power supply system according to an embodiment of the invention;
2 und 3 Diagramme zum Erklären eines Verfahrens des Berechnens des Innenwiderstands einer Lithium-Ionen-Batterie; 2 and 3 Diagrams for explaining a method of calculating the internal resistance of a lithium-ion battery;
4 ein Ablaufdiagramm, das Schritte eines Prozesses zum Bestimmen einer Korrektheit einer Ausführung einer Leerlaufstoppsteuerung zeigt; 4 FIG. 10 is a flowchart showing steps of a process of determining correctness of execution of idling stop control; FIG.
5 ein Ablaufdiagramm, das Schritte der Leerlaufstoppsteuerung zeigt; und 5 a flowchart showing steps of the idling stop control; and
6 ein Diagramm, das eine Korrelation zwischen dem Innenwiderstand und der Temperatur der Lithium-Ionen-Batterie zeigt. 6 a diagram showing a correlation between the internal resistance and the temperature of the lithium-ion battery.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNGPREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION
1 ist ein Diagramm, das die Struktur eines Leistungsversorgungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Das Leistungsversorgungssystem ist an einem Fahrzeug mit einer Brennkraftmaschine als eine Fahrzeugantriebsmaschine und einer Leerlaufstoppfunktion angebracht. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Leistungsversorgungssystem eine elektrische Rotationsmaschine bzw. Drehmaschine 10, eine Bleisäurebatterie 11, eine Lithium-Ionen-Batterie 12, einen Anlasser 13, elektrische Lasten 14, einen Stromerfassungsabschnitt 15, einen Spannungserfassungsabschnitt 16, einen ersten Schalter 21, einen zweiten Schalter 22 und einen dritten Schalter 23. Die Lithium-Ionen-Batterie 12, der erste Schalter 21 und der zweite Schalter 22 sind in einem Gehäuse als eine integrierte Batterieeinheit U untergebracht. Die Bleisäurebatterie 11 entspricht einer ersten Speicherbatterie und die Lithium-Ionen-Batterie 12 entspricht einer zweiten Speicherbatterie. 1 FIG. 15 is a diagram showing the structure of a power supply system according to an embodiment of the invention. FIG. The power supply system is mounted on a vehicle having an internal combustion engine as a vehicle drive machine and an idle stop function. As in 1 is shown, the power supply system includes a rotary electric machine 10 , a lead-acid battery 11 , a lithium-ion battery 12 , a starter 13 , electrical loads 14 , a current detection section 15 a voltage detection section 16 , a first switch 21 , a second switch 22 and a third switch 23 , The lithium-ion battery 12 , the first switch 21 and the second switch 22 are housed in a housing as an integrated battery unit U. The lead-acid battery 11 corresponds to a first storage battery and the lithium-ion battery 12 corresponds to a second storage battery.
Die Batterieeinheit U ist mit einem ersten Anschluss T1 und einem zweiten Anschluss T2 als externe Anschlüsse bereitgestellt. Der erste Anschluss T1 ist mit der Bleisäurebatterie 11 und den elektrischen Lasten 14 verbunden. Der zweite Anschluss T2 ist mit der elektrischen Rotationsmaschine 10 und dem Anlasser 13 verbunden. Jeder der Anschlüsse T1 und T2 dient als ein Eingabe-/Ausgabe-Stromanschluss, durch den ein großer Strom zu und von der elektrischen Rotationsmaschine 10 fließt.The battery unit U is provided with a first terminal T1 and a second terminal T2 as external terminals. The first connection T1 is with the lead-acid battery 11 and the electrical loads 14 connected. The second terminal T2 is connected to the rotary electric machine 10 and the starter 13 connected. Each of the terminals T1 and T2 serves as an input / output power terminal through which a large current is supplied to and from the rotary electric machine 10 flows.
Die Welle der elektrischen Rotationsmaschine 10 ist mit der Welle der Maschine (nicht gezeigt) durch einen Riemen oder Ähnliches gekoppelt. Die Welle der elektrischen Rotationsmaschine 10 wird durch die Welle der Maschine angetrieben, so dass diese rotiert. Ebenso kann die Welle der Maschine 10 durch die Welle der elektrischen Rotationsmaschine 10 angetrieben werden, so dass diese rotiert. Die elektrische Rotationsmaschine 10 besitzt eine Leistungserzeugungsfunktion zum Erzeugen elektrischer Leistung oder regenerativer elektrischer Leistung unter Verwendung einer Rotationsenergie, die von der Maschinenausgabewelle oder Fahrzeugrädern empfangen wird, und eine Bewegungsleistungsausgabefunktion zum Aufbringen eines Drehmoments auf die Maschinenausgabewelle. Die elektrische Rotationsmaschine 10 kann ein ISG sein (integrierter Anlasser-Generator, ”Integrated Starter Generator”).The shaft of the electric rotary machine 10 is coupled to the shaft of the machine (not shown) by a belt or the like. The shaft of the electric rotary machine 10 is driven by the shaft of the machine so that it rotates. Likewise, the shaft of the machine 10 through the shaft of the electric rotary machine 10 be driven so that it rotates. The electric rotary machine 10 has a power generation function for generating electric power or regenerative electric power by using a rotation energy received from the engine output shaft or vehicle wheels, and a motive power output function for applying a torque to the engine output shaft. The electric rotary machine 10 can be an ISG (integrated starter generator, "Integrated Starter Generator").
Die Bleisäurebatterie 11 und die Lithium-Ionen-Batterie 12 sind mit der elektrischen Rotationsmaschine 10 parallel verbunden, so dass diese mit elektrischer Leistung, die durch die elektrische Rotationsmaschine 10 erzeugt wird, geladen werden können. Weiterhin kann die elektrische Rotationsmaschine 10 durch elektrische Leistung, die von der Bleisäurebatterie 11 oder der Lithium-Ionen-Batterie 12 zugeführt wird, angetrieben werden.The lead-acid battery 11 and the lithium-ion battery 12 are with the electric rotary machine 10 connected in parallel, so that these with electric power passing through the electric rotary machine 10 is generated, can be loaded. Furthermore, the rotary electric machine 10 by electrical power coming from the lead-acid battery 11 or the lithium-ion battery 12 is supplied, are driven.
In diesem Ausführungsbeispiel wird Bleidioxid (PbO2) als das aktive Kathodenmaterial von jeder Batteriezelle der Bleisäurebatterie 11 verwendet und wird Blei (Pb) als das aktive Anodenmaterial von jeder Batteriezelle der Bleisäurebatterie 11 verwendet. Als die Elektrolytlösung der Bleisäurebatterie 11 wird Schwefelsäure (H2SO4) verwendet. Diese Batteriezellen sind in Reihe verbunden, um die Bleisäurebatterie 11 zu bilden. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Speicherkapazität der Bleisäurebatterie 11 größer als die der Lithium-Ionen-Batterie 12.In this embodiment, lead dioxide (PbO 2) becomes the active cathode material of each lead acid battery cell 11 is used and becomes lead (Pb) as the active anode material of each lead acid battery cell 11 used. As the electrolyte solution of lead-acid battery 11 Sulfuric acid (H2SO4) is used. These battery cells are connected in series to the lead-acid battery 11 to build. In this embodiment, the storage capacity of the lead-acid battery 11 larger than that of the lithium-ion battery 12 ,
Der Innenwiderstand der Lithium-Ionen-Batterie 12 in einem fabrikneuen Zustand ist kleiner als der der Bleisäurebatterie 11. Die Lithium-Ionen-Batterie 12 ist eine Speicherbatterie mit hoher Dichte („high density storage battery”), die einen geringen Leistungsverlust aufweist, wenn diese geladen oder entladen wird, und eine hohe Ausgabedichte und Energiespeicherdichte aufweist.The internal resistance of the lithium-ion battery 12 in a brand new condition is smaller than that of the lead-acid battery 11 , The lithium-ion battery 12 is a high density storage battery that has low power loss when charged or discharged, and high output density and energy storage density.
In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Lithium enthaltendes Oxid (Lithium-Metallkomplex-Oxid) als das aktive Kathodenmaterial von jeder Batteriezelle der Lithium-Ionen-Batterie 12 verwendet. Das Lithium enthaltende Oxid kann zum Beispiel LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2 oder LiFePO4 sein. Als das aktive Anodenmaterial von jeder Batteriezelle der Lithium-Ionen-Batterie 12 wird Kohlenstoff (C), Graphit oder Lithium-Titanat (zum Beispiel LixTiO2) oder eine Legierung, die Si oder Su enthält, verwendet. Als die Elektrolytlösung der Lithium-Ionen-Batterie 12 wird organische Elektrolyseflüssigkeit verwendet. Diese Batteriezellen sind in Reihe verbunden, um die Lithium-Ionen-Batterie 12 zu bilden.In this embodiment, a lithium-containing oxide (lithium metal complex oxide) becomes the active cathode material of each battery cell of the lithium-ion battery 12 used. The lithium-containing oxide may be, for example, LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 or LiFePO 4 . As the active anode material of each battery cell of the lithium-ion battery 12 For example, carbon (C), graphite or lithium titanate (for example, LixTiO 2 ) or an alloy containing Si or Su is used. As the electrolyte solution of the lithium-ion battery 12 organic electrolysis fluid is used. These battery cells are connected in series to the lithium-ion battery 12 to build.
Die Bezugszeichen 11a und 12a in 1 bezeichnen entsprechend die Batteriezellenbaugruppe der Bleisäurebatterie 11 und die Batteriezellenbaugruppe der Lithium-Ionen-Batterie 12. Die Bezugszeichen 11b und 12b in 1 bezeichnen entsprechend den Innenwiderstand der Bleisäurebatterie 11 und den Innenwiderstand der Lithium-Ionen-Batterie 12. Im Folgenden bedeutet die Leerlaufspannung („open voltage”) VO eine Spannung, die von der Batteriezellengruppe 11a oder 12a ausgegeben wird.The reference numerals 11a and 12a in 1 respectively designate the battery cell assembly of the lead-acid battery 11 and the battery cell assembly of the lithium-ion battery 12 , The reference numerals 11b and 12b in 1 denote accordingly the internal resistance of the lead-acid battery 11 and the internal resistance of the lithium-ion battery 12 , Hereinafter, the open circuit voltage VO means a voltage that is from the battery cell group 11a or 12a is issued.
Die Batterieeinheit U umfasst einen ersten Verbindungspfad L1 und einen zweiten Verbindungspfad L2. Der erste Verbindungspfad L1 verbindet den ersten Anschluss T1 und den zweiten Anschluss T2 miteinander. Der erste Schalter 21 ist auf dem ersten Verbindungspfad L1 bereitgestellt. Der zweite Verbindungspfad L2 verbindet einen Verbindungsknoten N1 auf dem ersten Verbindungspfad L1 und die Lithium-Ionen-Batterie 12 miteinander. Der zweite Schalter 22 ist auf dem zweiten Verbindungspfad L2 bereitgestellt.The battery unit U includes a first connection path L1 and a second connection path L2. The first connection path L1 connects the first terminal T1 and the second terminal T2 with each other. The first switch 21 is provided on the first connection path L1. The second connection path L2 connects a connection node N1 on the first connection path L1 and the lithium-ion battery 12 together. The second switch 22 is provided on the second connection path L2.
Der erste Schalter 21 kann ein P-Kanal-MOSFET sein und der zweite Schalter 22 kann ein N-Kanal-MOSFET sein.The first switch 21 may be a P-channel MOSFET and the second switch 22 may be an N-channel MOSFET.
Das Leistungsversorgungssystem umfasst weiterhin einen Überbrückungspfad L3, um zu ermöglichen, die Bleisäurebatterie 11 und die elektrische Rotationsmaschine 10 miteinander nicht über den ersten Schalter 21 zu verbinden. Der Überbrückungspfad L3 ist bereitgestellt, um einen elektrischen Pfad, der mit dem ersten Anschluss T1 verbunden ist (ein Pfad, der mit der Bleisäurespeicherbatterie 11 verbunden ist), nicht über die Batterieeinheit U mit einem anderen elektrischen Pfad, der mit dem zweiten Anschluss T2 verbunden ist (ein Pfad, der mit der elektrischen Rotationsmaschine 10 verbunden ist), elektrisch zu verbinden.The power supply system further includes a bypass path L3 to enable the lead-acid battery 11 and the rotary electric machine 10 not with each other over the first switch 21 connect to. The bypass path L3 is provided to connect an electrical path connected to the first terminal T1 (a path connected to the lead-acid storage battery 11 not connected to the battery unit U with another electrical path connected to the second terminal T2 (a path connected to the rotary electric machine 10 is connected) to connect electrically.
Weiterhin ist ein dritter Schalter 23 auf dem Überbrückungspfad L3 bereitgestellt, um eine Verbindung und Trennung zwischen der Bleisäurebatterie 11 und der elektrischen Rotationsmaschine 10 zu ermöglichen. Der dritte Schalter 23 kann ein Relaisschalter sein, der normal geschlossen ist.Furthermore, there is a third switch 23 provided on the bypass path L3 to connect and disconnect between the lead-acid battery 11 and the rotary electric machine 10 to enable. The third switch 23 may be a relay switch that is normally closed.
Der Anlasser 13 dient zum Starten einer Maschine. Wenn der Anlasser 13 eingeschaltet wird, wird die Maschine unter Verwendung elektrischer Leistung, die von der Bleisäurebatterie 11 zugeführt wird, gestartet.The ignition 13 Used to start a machine. When the starter 13 is switched on, the machine is using electric power, the lead acid battery 11 is fed, started.
Die elektrischen Lasten 14 umfassen Lasten, die eine konstante Spannung erfordern, die erfordern, dass die Spannung, die zugeführt wird, konstant ist, oder eine Schwankung der Spannung, die zugeführt wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ist, und allgemeine Lasten außer den Lasten, die eine konstante Spannung erfordern.The electrical loads 14 include loads that require a constant voltage, that require the voltage being supplied to be constant, or a variation of the voltage being supplied within a predetermined range, and general loads other than the loads that are a constant voltage require.
Genauer umfassen die Lasten, die eine konstante Spannung erfordern, Antriebslasten, die den Fahrzeugantrieb betreffen, und andere Lasten, die nicht den Fahrzeugantrieb betreffen. Die Antriebslasten umfassen eine Bremseinrichtung, eine Ölpumpe eines Automatikgetriebes, eine Kraftstoffpumpe, eine elektrische Servolenkung, usw. Andere Lasten, die eine Spannung erfordern, umfassen eine Navigationseinrichtung, eine Messgerätanzeigeeinrichtung, eine Audioeinrichtung usw. Die allgemeinen Lasten, deren Operationsspannungsbereich breiter ist als der der Lasten, die eine konstante Spannung erfordern, umfassen einen Scheinwerfer, Wischer für eine Frontscheibe und Ähnliches, einen Ventilator einer Klimaanlage, eine Heckscheibenheizung usw.More specifically, the loads that require a constant voltage include drive loads that relate to the vehicle drive and other loads that do not affect the vehicle drive. The driving loads include a brake device, an oil pump of an automatic transmission, a fuel pump, an electric power steering, etc. Other loads requiring a voltage include a navigation device, a meter display device, an audio device, etc. The general loads whose operation voltage range is wider than that of Loads that require a constant voltage include a headlamp, windshield wiper and the like, a fan of an air conditioner, a rear window heater, etc.
Der Stromerfassungsabschnitt 15 ist mit der Lithium-Ionen-Batterie 12 in Reihe verbunden, um einen Ladestrom oder einen Entladestrom, der durch die Lithium-Ionen-Batterie 12 fließt, zu erfassen. Der Spannungserfassungsabschnitt 16 ist mit der Lithium-Ionen-Batterie 12 parallel verbunden, um die Anschlussspannung der Lithium-Ionen-Batterie 12 zu erfassen.The current detection section 15 is with the lithium-ion battery 12 connected in series to a charging current or a discharge current through the lithium-ion battery 12 flows to capture. The voltage detection section 16 is with the lithium-ion battery 12 connected in parallel to the terminal voltage of the lithium-ion battery 12 capture.
Die elektrische Rotationsmaschine 10 arbeitet ebenso als ein Generator zum Erzeugen elektrischer Leistung von der Rotationsenergie der Maschinenausgabewelle. Speziell, wenn die Maschinenausgabewelle den Rotor der elektrischen Rotationsmaschine 10 antreibt, wird eine Wechselspannung in der Statorspule der elektrischen Rotationsmaschine 10 gemäß einem Erregerstrom, der durch die Rotorspule der elektrischen Rotationsmaschine 10 fließt, induziert und durch einen (nicht gezeigten) Gleichrichter in einen Gleichstrom umgewandelt. Der Erregerstrom, der durch die Rotorspule fließt, wird durch einen (nicht gezeigten) Regler angepasst, so dass die Spannung dieses Gleichstroms auf eine vorbestimmte Spannung V gesteuert wird.The electric rotary machine 10 also operates as a generator for generating electrical power from the rotational energy of the engine output shaft. Specifically, when the machine output shaft is the rotor of the rotary electric machine 10 drives an AC voltage in the stator coil of the rotary electric machine 10 according to an exciting current passing through the rotor coil of the rotary electric machine 10 flows, induced and converted by a rectifier (not shown) into a direct current. The exciting current flowing through the rotor coil is adjusted by a regulator (not shown) so that the voltage of this direct current is controlled to a predetermined voltage V.
Die elektrische Rotationsmaschine 10 führt der Maschine keine Bewegungsleistung zu, wenn das Fahrzeug normal fährt oder das Fahrzeug durch die Leerlaufstoppsteuerung automatisch gestoppt wurde. Die elektrische Rotationsmaschine 10 führt Bewegungsleistung an die Maschine zur Zeit der Unterstützung der Maschine zum Beschleunigen des Fahrzeugs oder beim Neustarten der Maschine, die durch die Leerlaufstoppsteuerung automatisch gestoppt wurde, zu.The electric rotary machine 10 does not provide power to the machine when the vehicle is running normally or the vehicle has been automatically stopped by the idle stop control. The electric rotary machine 10 Motor power is supplied to the engine at the time of assisting the engine to accelerate the vehicle or when restarting the engine automatically stopped by the idling stop control.
Eine elektrische Leistung, die durch die elektrische Rotationsmaschine 10 erzeugt wurde, wird an die elektrischen Lasten 14 und ebenso an die Bleisäurebatterie 11 und die Lithium-Ionen-Batterie 12 zugeführt. Während die Maschine im Ruhezustand ist und die elektrische Rotationsmaschine 10 keine elektrische Leistung erzeugt, werden die elektrischen Lasten 14 mit elektrischer Leistung von der Bleisäurebatterie 11 und der Lithium-Ionen-Batterie 12 versorgt. Ein Betrag einer Entladung von jeder der Bleisäurebatterie 11 und der Lithium-Ionen-Batterie 12 an die elektrischen Lasten 14 und ein Betrag einer Ladung von der elektrischen Rotationsmaschine 10 zu jeder der Bleisäurebatterie 11 und der Lithium-Ionen-Batterie 12 wird angepasst, so dass der SOC (Ladezustand) innerhalb eines vorbestimmten Verwendungsbereichs liegt.An electrical power generated by the electric rotary machine 10 is generated, is connected to the electrical loads 14 and also to the lead-acid battery 11 and the lithium-ion battery 12 fed. While the machine is at rest and the electric rotary machine 10 no electrical power is generated, the electrical loads 14 with electrical power from the lead-acid battery 11 and the lithium-ion battery 12 provided. An amount of discharge from each lead-acid battery 11 and the lithium-ion battery 12 at the electrical loads 14 and an amount of charge from the rotary electric machine 10 to each lead-acid battery 11 and the lithium-ion battery 12 is adjusted so that the SOC (state of charge) is within a predetermined range of use.
Das Leistungsversorgungssystem umfasst weiterhin einen Steuerungsabschnitt 40, der verschiedene Prozesse, die nachstehend beschrieben werden, durchführt. Der Steuerungsabschnitt 40 steuert den Anlasser 13 an, um die Maschine zu starten, nach einem Erfassen einer anfänglichen Startanforderung basierend auf einem Signal von einem (nicht gezeigten) Anlasserschalter.The power supply system further includes a control section 40 which performs various processes described below. The control section 40 controls the starter 13 to start the engine after detecting an initial start request based on a signal from a starter switch (not shown).
Gleichzeitig steuert der Steuerungsabschnitt 40 den Anlasser unter Verwendung von elektrischer Leistung, die von der Bleisäurebatterie 11 zugeführt wird, an, während der erste Schalter 21 auf AN eingestellt wird und der zweite Schalter 22 auf AUS eingestellt wird, um zu verhindern, dass eine Spannungsschwankung der Bleisäurebatterie 11, die zur Zeit des anfänglichen Startens der Maschine auftritt, die Lithium-Ionen-Batterie 12 beeinträchtigt.At the same time, the control section controls 40 the starter using electrical power from the lead-acid battery 11 is supplied to, while the first switch 21 is set to ON and the second switch 22 is set to OFF to prevent a fluctuation in the lead-acid battery voltage 11 that occurs at the time of the engine's initial startup, the lithium-ion battery 12 impaired.
Der Steuerungsabschnitt 40 führt ebenso eine Leerlaufstoppsteuerung durch, bei der die Maschine automatisch gestoppt wird, wenn eine vorbestimmte automatische Stoppbedingung erfüllt ist, und erneut gestartet wird, wenn eine vorbestimmte Neustartbedingung danach erfüllt ist. Um die Maschine erneut zu starten, die automatisch gestoppt wurde, stellt der Steuerungsabschnitt 40 den ersten Schalter 21 auf AUS ein und stellt den zweiten Schalter 22 auf AN ein, um die elektrische Rotationsmaschine 10 unter Verwendung von elektrischer Leistung, die von der Lithium-Ionen-Batterie 12 zugeführt wird, anzutreiben.The control section 40 Also executes idle stop control, in which the engine is automatically stopped when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and restarted when a predetermined restart condition is satisfied thereafter. To restart the machine that was automatically stopped, the control section will turn 40 the first switch 21 on OFF and sets the second switch 22 ON on, to the electric rotary machine 10 using electrical power provided by the lithium-ion battery 12 is supplied to drive.
Wie vorstehend beschrieben dient in dem Leistungsversorgungssystem mit zwei Leistungsquellen der Bleisäurebatterie 11 und der Lithium-Ionen-Batterie 12 die Bleisäurebatterie 11, die eine stabile Spannung ausgeben kann, während ein großer Strom zugeführt wird, zum anfänglichen Starten der Maschine. Andererseits, um die Maschine, die durch die Leerlaufstoppsteuerung automatisch gestoppt wurde, erneut zu starten, wird die Lithium-Ionen-Batterie 12, die eine hervorragende Lade-Entlade-Charakteristik aufweist, hinsichtlich des Verhinderns einer frühen Verschlechterung der Bleisäurebatterie 11, die eine relativ geringe Haltbarkeit bezüglich häufiger Lade- und Entladezyklen aufweist, verwendet.As described above, in the power supply system having two power sources, the lead-acid battery is used 11 and the lithium-ion battery 12 the lead-acid battery 11 which can output a stable voltage while a large current is supplied, for starting the engine initially. On the other hand, to restart the engine automatically stopped by the idling stop control, the lithium ion battery becomes 12 , which has excellent charge-discharge characteristics, in terms of preventing early deterioration of the lead-acid battery 11 which has a relatively low durability with respect to frequent charge and discharge cycles used.
Wenn sich jedoch die Lithium-Ionen-Batterie 12 in einem Verschlechterungszustand befindet, kann die elektrische Leistung, die durch die Lithium-Ionen-Batterie 12 zugeführt wird, unzureichend werden. Insbesondere kann, wenn ein anfänglicher Start der Maschine unter Verwendung von elektrischer Leistung von der Bleisäurebatterie 11 durchgeführt wird, ein Fall auftreten, in dem die Leerlaufstoppsteuerung durchgeführt wird, obwohl sich die Lithium-Ionen-Batterie 12 in einem verschlechterten Zustand befindet.However, if the lithium-ion battery 12 Located in a degraded state, the electrical power generated by the lithium-ion battery 12 is fed, inadequate. In particular, if an initial startup of the machine using electrical power from the lead-acid battery 11 is performed, a case occur in which the idling stop control is performed, although the lithium-ion battery 12 is in a deteriorated state.
Dementsprechend wird in diesem Ausführungsbeispiel der Zustand der Verschlechterung der Lithium-Ionen-Batterie 12 nach einer Beendigung des anfänglichen Starts der Maschine bestätigt.Accordingly, in this embodiment, the state of deterioration of the lithium-ion battery 12 confirmed after completion of the initial start of the machine.
Speziell wird nach einem Beenden des anfänglichen Starts der Maschine die elektrische Rotationsmaschine 10 als ein Generator angetrieben, um einen Ladestrom an die Lithium-Ionen-Batterie 12 zuzuführen. Der Innenwiderstand der Lithium-Ionen-Batterie 12 wird als der Verschlechterungszustand der Lithium-Ionen-Batterie 12 von einem Erfassungsergebnis einer elektrischen Änderung (Strom oder Spannung) der Lithium-Ionen-Batterie 12 berechnet.Specifically, after completing the initial startup of the machine, the rotary electric machine becomes 10 powered as a generator to charge a charge to the lithium-ion battery 12 supply. The internal resistance of the lithium-ion battery 12 is considered the deterioration state of the lithium-ion battery 12 from a detection result of an electric change (current or voltage) of the lithium-ion battery 12 calculated.
Ein Beispiel eines Verfahrens des Berechnens des Innenwiderstands der Lithium-Ionen-Batterie 12 wird detailliert mit Bezug auf 2 und 3 erklärt.An example of a method of calculating the internal resistance of the lithium-ion battery 12 will be detailed with respect to 2 and 3 explained.
In dem Beispiel von 2 wird eine Leistungsunterstützung zur Zeit t1 unter Verwendung der Rotationskraft der elektrischen Rotationsmaschine 10 durchgeführt, um das Fahrzeug nach einem Beenden des anfänglichen Starts der Maschine zu beschleunigen. Gleichzeitig, wie in 3 gezeigt ist, muss ein großer Strom von der Lithium-Ionen-Batterie 12 zu der elektrischen Rotationsmaschine 10 zugeführt werden. Dementsprechend ändert sich der Anschlussstrom der Lithium-Ionen-Batterie 12 abrupt, um sich zur Zeit t1 auf die Entladungsseite zu ändern, und fällt unter einen vorbestimmten Schwellenwert A. Ebenso verringert sich die Anschlussspannung der Lithium-Ionen-Batterie 12 mit dieser Entladung. Die Steilheit der Verringerung der Anschlussspannung der Lithium-Ionen-Batterie 12 hängt von der Größe des Innenwiderstands der Lithium-Ionen-Batterie 12 ab. Dementsprechend kann der Innenwiderstand der Lithium-Ionen-Batterie 12 durch Überwachen der zeitlichen Änderung der Anschlussspannung erfasst werden.In the example of 2 becomes a power assist at time t1 using the rotational force of the rotary electric machine 10 to accelerate the vehicle after completing the initial start of the engine. At the same time, as in 3 shown must be a large current from the lithium-ion battery 12 to the electric rotary machine 10 be supplied. Accordingly, the terminal current of the lithium-ion battery changes 12 abruptly to change to the discharge side at time t1 and falls below a predetermined threshold value A. Also, the terminal voltage of the lithium-ion battery decreases 12 with this discharge. The steepness of the reduction in the terminal voltage of the lithium-ion battery 12 depends on the size of the internal resistance of the lithium-ion battery 12 from. Accordingly, the internal resistance of the lithium-ion battery 12 be detected by monitoring the temporal change of the terminal voltage.
In diesem Ausführungsbeispiel wird der Innenwiderstand Rs unter Verwendung eines Stromwerts, der durch den Stromerfassungsabschnitt 15 erfasst wird, und eines Spannungswerts, der durch den Spannungserfassungsabschnitt 16 erfasst wird, berechnet. Genauer wird der Innenwiderstand Rs von einem Änderungsbetrag des Anschlussstroms, wenn dieser sich abrupt ändert, und einem Änderungsbetrag der Anschlussspannung aufgrund der abrupten Änderung des Anschlussstroms berechnet.In this embodiment, the internal resistance Rs is determined by using a current value provided by the current detection section 15 and a voltage value detected by the voltage detecting section 16 is calculated, calculated. More specifically, the internal resistance Rs is calculated from a change amount of the terminal current when it changes abruptly and a change amount of the terminal voltage due to the abrupt change of the terminal current.
Obwohl es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, fließt in einem Fall, in dem die elektrische Rotationsmaschine 10 eine regenerative Leistungserzeugung durchführt, wenn sich das Fahrzeug verlangsamt, nachdem die Maschine anfänglich gestartet ist, ein großer Ladestrom von der elektrischen Rotationsmaschine 10 zu der Lithium-Ionen-Batterie 12. In diesem Fall erhöht sich der Anschlussstrom der Lithium-Ionen-Batterie 12 abrupt und überschreitet den vorbestimmten Schwellenwert A. Weiterhin erhöht sich die Anschlussspannung der Lithium-Ionen-Batterie 12. Ebenso wird in diesem Fall der Innenwiderstand Rs unter Verwendung eines Stromwerts, der durch den Stromerfassungsabschnitt 15 erfasst wird, und eines Spannungswerts, der durch den Spannungserfassungsabschnitt 16 erfasst wird, berechnet. Although not shown in the drawings, in a case where the rotary electric machine flows 10 Regenerative power generation, when the vehicle slows down after the engine is initially started, performs a large charging current from the rotary electric machine 10 to the lithium-ion battery 12 , In this case, the connection current of the lithium-ion battery increases 12 abruptly and exceeds the predetermined threshold value A. Furthermore, the terminal voltage of the lithium-ion battery increases 12 , Also, in this case, the internal resistance Rs is determined by using a current value provided by the current detecting section 15 and a voltage value detected by the voltage detecting section 16 is calculated, calculated.
Wenn der berechnete Innenwiderstand Rs kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, erlaubt der Steuerungsabschnitt 40, dass die Leerlaufstoppsteuerung durchgeführt wird, unter der Annahme, dass die Lithium-Ionen-Batterie 12 normal ist. Andererseits, wenn der berechnete Innenwiderstand Rs größer oder gleich dem vorbestimmte Schwellenwert ist, verhindert der Steuerungsabschnitt 40, dass die Leerlaufstoppsteuerung durchgeführt wird, unter der Annahme, dass die Lithium-Ionen-Batterie 12 in einem verschlechterten Zustand ist.When the calculated internal resistance Rs is smaller than a predetermined threshold, the control section allows 40 in that the idling stop control is performed assuming that the lithium-ion battery 12 is normal. On the other hand, when the calculated internal resistance Rs is greater than or equal to the predetermined threshold, the control section prevents 40 in that the idling stop control is performed assuming that the lithium-ion battery 12 is in a deteriorated state.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, angemessen zu bestimmen, ob die Leerlaufstoppsteuerung durchzuführen ist oder nicht, durch Erfassen des Zustands der Verschlechterung der Lithium-Ionen-Batterie 12 nach einem anfänglichen Start der Maschine.According to this embodiment, it is possible to appropriately determine whether or not to perform the idling stop control by detecting the state of deterioration of the lithium ion battery 12 after an initial start of the machine.
Es ist wünschenswert, den Zustand der Verschlechterung (Innenwiderstand) der Lithium-Ionen-Batterie 12 jedes Mal zu erfassen und zu aktualisieren, wenn ein Ladestrom oder Entladestrom größer als ein vorbestimmter Wert durch die Lithium-Ionen-Batterie 12 fließt, auch nachdem der Zustand der Verschlechterung der Lithium-Ionen-Batterie 12 nach einem anfänglichen Start der Maschine erfasst wird.It is desirable to state the deterioration (internal resistance) of the lithium-ion battery 12 every time to capture and update when a charging current or discharge current greater than a predetermined value through the lithium-ion battery 12 flows even after the state of deterioration of the lithium-ion battery 12 after an initial start of the machine is detected.
Zum Beispiel kann der Innenwiderstand Rs der Lithium-Ionen-Batterie 12 basierend auf einem Entladungsstrom berechnet werden, der durch die Lithium-Ionen-Batterie 12 fließt, wenn die Maschine erneut gestartet wird. Des Weiteren kann der Innenwiderstand Rs der Lithium-Ionen-Batterie 12 basierend auf einem Entladestrom berechnet werden, der durch die Lithium-Ionen-Batterie 12 fließt, wenn die elektrische Rotationsmaschine 12 durch elektrische Leistung angetrieben wird, die von der Lithium-Ionen-Batterie 12 zugeführt wird.For example, the internal resistance Rs of the lithium-ion battery 12 be calculated based on a discharge current through the lithium-ion battery 12 flows when the machine is restarted. Furthermore, the internal resistance Rs of the lithium-ion battery 12 be calculated based on a discharge current through the lithium-ion battery 12 flows when the rotary electric machine 12 powered by electric power coming from the lithium-ion battery 12 is supplied.
Als Nächstes werden ein Bestimmungsprozess zum Bestimmen einer Korrektheit der Ausführung der Leerlaufstoppsteuerung und ein Ausführungsprozess der Leerlaufstoppsteuerung entsprechend mit Bezug auf das Ablaufdiagramm von 4 und das Ablaufdiagramm von 5 beschrieben. Diese Prozesse werden in regelmäßigen Zeitintervallen durch den Steuerungsabschnitt 40 durchgeführt, nachdem die Maschine anfänglich durch den Anlasser 13 gestartet ist.Next, a determination process for determining correctness of the execution of the idle-stop control and an idle-stop control execution process will be described with reference to the flowchart of FIG 4 and the flowchart of 5 described. These processes are performed at regular time intervals by the control section 40 performed after the machine initially by the starter 13 started.
Der Bestimmungsprozess beginnt in Schritt S11, in dem bestimmt wird, ob sich die Lithium-Ionen-Batterie 12 in dem Stromleitungszustand befindet oder nicht, basierend auf einem Erfassungsergebnis durch den Stromerfassungsabschnitt 15. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S11 positiv bzw. bejahend ist, geht der Prozess über zu Schritt S12, in dem bestimmt wird, ob sich die Lithium-Ionen-Batterie 12 in einem Zustand einer abrupten Änderung befindet, in dem ein großer Strom durch die Lithium-Ionen-Batterie 12 fließt. Das Bestimmungsergebnis in Schritt S12 wird positiv, wenn sich der Anschlussstrom der Lithium-Ionen-Batterie 12 abrupt erhöht, um sich auf die Ladeseite oder Entladeseite zu ändern, und einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Schritt S12 kann modifiziert werden, um zu bestimmen, ob eine regenerative Leistungserzeugung oder eine Leistungsunterstützung durch die elektrische Rotationsmaschine 10 gestartet wurde oder nicht.The determination process starts in step S11, in which it is determined whether the lithium-ion battery 12 is in the power line state or not based on a detection result by the current detection section 15 , If the determination result in step S11 is affirmative, the process goes to step S12, where it is determined whether the lithium-ion battery 12 is in a state of abrupt change, in which a large current through the lithium-ion battery 12 flows. The determination result in step S12 becomes positive when the terminal current of the lithium-ion battery 12 abruptly increased to change to the charge side or discharge side, and exceeds a predetermined threshold. Step S12 may be modified to determine whether regenerative power generation or power assist by the rotary electric machine 10 was started or not.
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S12 positiv ist, geht der Prozess über zu Schritt S13, in dem bestimmt wird, ob der Innenwiderstand Rs noch nicht erhalten wurde oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S13 positiv ist, das heißt der Innenwiderstand noch nicht erhalten wurde, geht der Prozess über zu Schritt S14, in dem der Innenwiderstand Rs von Erfassungsergebnissen des Stromwerts und der Spannungswerts der Lithium-Ionen-Batterie 12 berechnet wird. Im nachfolgenden Schritt S16 wird bestimmt, ob der Innenwiderstand Rs kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert Th ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S16 positiv ist, geht der Prozess über zu Schritt S17, in dem ein Erlaubnismarker auf AN eingestellt wird. Wenn andererseits der Bestimmungsergebnis in Schritt S16 negativ ist, geht der Prozess über zu Schritt S18, in dem der Erlaubnismarker auf AUS eingestellt wird.If the determination result in step S12 is affirmative, the process goes to step S13, where it is determined whether or not the internal resistance Rs has not yet been obtained. When the determination result in step S13 is affirmative, that is, the internal resistance has not yet been obtained, the process goes to step S14 in which the internal resistance Rs of detection results of the current value and the voltage value of the lithium-ion battery 12 is calculated. In subsequent step S16, it is determined whether or not the internal resistance Rs is smaller than a predetermined threshold Th. If the determination result in step S16 is affirmative, the process proceeds to step S17, in which a permission flag is set to ON. On the other hand, if the determination result in step S16 is negative, the process proceeds to step S18 in which the permission flag is set to OFF.
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S13 negativ ist, geht der Prozess über zu Schritt S15, in dem der Innenwiderstand Rs aktualisiert wird. Zum Beispiel wird der Innenwiderstand Rs von dem vorherigen Wert auf den momentan erhaltenen Wert des Innenwiderstands Rs aktualisiert. Alternativ kann der Innenwiderstand Rs von dem vorherigen Wert auf den momentan erhaltenen Wert, der um einen vorbestimmten Dämpfungs- bzw. Mäßigungsfaktor gedämpft bzw. gemäßigt wird, aktualisiert werden. Danach geht der Prozess über zu Schritt S16.If the determination result in step S13 is negative, the process goes to step S15, in which the internal resistance Rs is updated. For example, the internal resistance Rs is updated from the previous value to the currently obtained value of the internal resistance Rs. Alternatively, the internal resistance Rs may be reduced from the previous value to the currently obtained value by a predetermined damping factor is tempered or moderated. Thereafter, the process goes to step S16.
Der Ausführungsprozess der Leerlaufstoppsteuerung beginnt in Schritt S31, in dem bestimmt wird, ob der Innenwiderstand Rs der Lithium-Ionen-Batterie 12 erhalten wurde oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S31 positiv ist, geht der Prozess über zu Schritt S32, in dem bestimmt wird, ob der Erlaubnismarker der Leerlaufstoppsteuerung AN ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S32 positiv ist, geht der Prozess über zu Schritt S33, in dem bestimmt wird, ob die Maschine durch die Leerlaufstoppsteuerung gestoppt wurde oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S33 negativ ist, geht der Prozess über zu Schritt S34, in dem bestimmt wird, ob die Maschinenautomatikstoppbedingung erfüllt ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S34 positiv ist, geht der Prozess über zu Schritt S35, in dem die Maschine automatisch gestoppt wird.The idling stop control execution process starts in step S31, where it is determined whether the internal resistance Rs of the lithium ion battery 12 was received or not. If the determination result in step S31 is affirmative, the process proceeds to step S32, where it is determined whether or not the idling stop control permission flag is ON. If the determination result in step S32 is affirmative, the process proceeds to step S33, where it is determined whether or not the engine has been stopped by the idling stop control. If the determination result in step S33 is negative, the process proceeds to step S34, where it is determined whether or not the engine automatic stop condition is satisfied. When the determination result in step S34 is affirmative, the process proceeds to step S35, in which the engine is automatically stopped.
Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis in Schritt S33 positiv ist, geht der Prozess über zu Schritt S36, in dem bestimmt wird, ob die Maschinenneustartbedingung erfüllt ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S36 positiv ist, geht der Prozess über zu Schritt S37, in dem die elektrische Rotationsmaschine 10 durch elektrische Leistung, die von der Lithium-Ionen-Batterie 12 zugeführt wird, angetrieben wird, um die Maschine durch elektrische Leistung, die durch die elektrische Rotationsmaschine 10 erzeugt wird, erneut zu starten. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S31, S32, S34 oder S35 negativ ist, wird der Prozess beendet. In diesen Fällen wird keine Leerlaufstoppsteuerung durchgeführt.On the other hand, if the determination result in step S33 is affirmative, the process proceeds to step S36, where it is determined whether the engine restart condition is satisfied or not. If the determination result in step S36 is affirmative, the process proceeds to step S37 in which the rotary electric machine 10 by electrical power coming from the lithium-ion battery 12 is fed to the machine by electrical power generated by the electric rotary machine 10 is generated to start again. If the determination result in step S31, S32, S34 or S35 is negative, the process is ended. In these cases, no idling stop control is performed.
Das Ausführungsbeispiel der vorstehend beschriebenen Erfindung stellt die folgenden Vorteile bereit.The embodiment of the invention described above provides the following advantages.
In dem Leistungsversorgungssystem mit der Bleisäurebatterie 11, die zum Zuführen elektrischer Leistung zum anfänglichen Starten der Maschine 10 verwendet wird, und der Lithium-Ionen-Batterie 12, die zum Zuführen von elektrischer Leistung zum Neustarten der Maschine, die automatisch gestoppt wurde, verwendet wird, kann ein Fall auftreten, in dem die Maschine nicht zuverlässig erneut gestartet werden kann, wenn die Maschine automatisch gestoppt wird, ohne Rücksicht auf den internen Zustand der Lithium-Ionen-Batterie 12 nach einem anfänglichen Start der Maschine. Dementsprechend wird in diesem Ausführungsbeispiel der Innenwiderstand Rs der Lithium-Ionen-Batterie 12 in einem Zustand berechnet, in dem ein Strom, der eine Größe aufweist, die größer als ein vorbestimmter Wert ist, durch die Lithium-Ionen-Batterie 12 fließt, nachdem die Maschine anfänglich durch elektrische Leistung, die von der Bleisäurebatterie 11 zugeführt wird, gestartet wurde. Danach wird eine Zufuhr von elektrischer Leistung von der Lithium-Ionen-Batterie 12 unter der Bedingung erlaubt, dass der Innenwiderstand Rs der Lithium-Ionen-Batterie 12 kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Dadurch wird es möglich, dass die Maschine erneut zuverlässig in Abhängigkeit des Innenwiderstands der Lithium-Ionen-Batterie 12 gestartet wird.In the power supply system with the lead-acid battery 11 used to supply electrical power to initially start the machine 10 is used, and the lithium-ion battery 12 , which is used to supply electric power for restarting the engine that has been automatically stopped, may occur a case in which the engine can not be restarted reliably when the engine is stopped automatically, regardless of the internal state of the engine Lithium Ion Battery 12 after an initial start of the machine. Accordingly, in this embodiment, the internal resistance Rs of the lithium-ion battery 12 in a state where a current having a size larger than a predetermined value is calculated by the lithium ion battery 12 flows after the machine is initially powered by electrical power from the lead-acid battery 11 is fed, was started. Thereafter, a supply of electric power from the lithium-ion battery 12 on condition that the internal resistance Rs of the lithium-ion battery 12 is less than a predetermined value. This will make it possible for the machine to reliably depend on the internal resistance of the lithium-ion battery 12 is started.
Da eine Berechnung des Innenwiderstands Rs nur durchgeführt wird, wenn sich der Anschlussstrom der Lithium-Ionen-Batterie 12 abrupt ändert, kann der Innenwiderstand Rs mit einem hohen Grad an Genauigkeit erfasst werden.Since a calculation of the internal resistance Rs is performed only when the terminal current of the lithium-ion battery 12 changes abruptly, the internal resistance Rs can be detected with a high degree of accuracy.
Ein Lade- oder Entladestrom der Lithium-Ionen-Batterie 12 ändert sich abrupt zu einer Zeit, wenn die elektrische Rotationsmaschine 10 eine regenerative Leistungserzeugung oder eine Leistungsunterstützung startet. Durch Durchführen einer Berechnung des Innenwiderstands Rs zu dieser Zeit kann der Innenwiderstand Rs mit einem hohen Grad an Genauigkeit erfasst werden.A charge or discharge current of the lithium-ion battery 12 changes abruptly at a time when the rotary electric machine 10 a regenerative power generation or a power assistance starts. By performing calculation of the internal resistance Rs at this time, the internal resistance Rs can be detected with a high degree of accuracy.
Der Innenwiderstand Rs der Lithium-Ionen-Batterie 12 wird aktualisiert, wenn sich die Lithium-Ionen-Batterie 12 in dem Stromleitungszustand nach einem anfänglichen Start der Maschine befindet. Dementsprechend ist es möglich, zu bestimmen, ob eine Leistungsversorgung von der Lithium-Ionen-Batterie 12 erlaubt werden sollte oder nicht, basierend auf dem momentan erfassten Wert des Innenwiderstands Rs der Lithium-Ionen-Batterie 12.The internal resistance Rs of the lithium-ion battery 12 will be updated when the lithium-ion battery 12 is in the power line state after an initial start of the machine. Accordingly, it is possible to determine whether a power supply from the lithium-ion battery 12 should be allowed or not based on the currently detected value of the internal resistance Rs of the lithium-ion battery 12 ,
Bei der herkömmlichen Struktur, bei der eine Leistungsunterstützung (Drehmomentunterstützung) durch eine elektrische Rotationsmaschine nach einem Neustart der Maschine untersagt ist, wenn der SOC einer Batterie niedrig ist, gibt es ein Risiko, dass die Maschine aufgrund eines Mangels an Leistung stehenbleibt bzw. abwürgt, nachdem diese neu gestartet wird. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es möglich, solch ein Risiko zu vermeiden, da verhindert wird, dass die Leerlaufstoppsteuerung durchgeführt wird, wenn der Innenwiderstand der Batterie niedrig ist.In the conventional structure in which power assist (torque assist) by a rotary electric machine after a restart of the engine is prohibited when the SOC of a battery is low, there is a risk that the engine will stall due to a lack of power, after it is restarted. According to the above-described embodiment of the invention, it is possible to avoid such a risk because the idling stop control is prevented from being performed when the internal resistance of the battery is low.
Wenn der Zustand der Verschlechterung einer Batterie, die an einem Fahrzeug angebracht ist, basierend auf der Laufleistung des Fahrzeugs bestimmt wird, wird diese stark durch den Zustand der Verwendung der Batterie beeinträchtigt. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Zustand einer Verschlechterung der Batterie basierend auf dem Innenwiderstand der Batterie bestimmt, der erfasst wird, wenn ein Lade- oder Entladestrom durch die Batterie fließt, und kann mit einem hohen Grad an Genauigkeit bestimmt werden.When the state of deterioration of a battery mounted on a vehicle is determined based on the mileage of the vehicle, it is greatly affected by the state of use of the battery. According to the embodiment described above, the state of deterioration of the battery is determined based on the internal resistance of the battery, which is detected when a charge or discharge current flows through the battery, and can be determined with a high degree of accuracy.
Bei einer Struktur, bei der die Leerlaufstoppsteuerung unter der Bedingung ermöglicht wird, dass ein integrierter Wert eines Lade-/Entladestroms einer Batterie größer als ein vorbestimmter Wert ist, kann die Leerlaufstoppsteuerung nicht durchgeführt werden, bis der integrierte Wert den vorbestimmten Wert ohne Ausnahme erreicht. Andererseits ist es gemäß diesem Ausführungsbeispiel möglich, eine Geeignetheit einer Ausführung der Leerlaufstoppsteuerung dadurch zu bestimmen, dass verursacht wird, dass ein Strom zumindest einmal nach einem anfänglichen Start der Maschine durch die Batterie fließt. In a structure in which the idling stop control is enabled under the condition that an integrated value of a charge / discharge current of a battery is larger than a predetermined value, the idling stop control can not be performed until the integrated value reaches the predetermined value without exception. On the other hand, according to this embodiment, it is possible to determine a suitability of execution of the idling stop control by causing a current to flow through the battery at least once after an initial start of the engine.
Bei einer Struktur, bei der eine Schwellenwertspannung zum Erlauben der Leerlaufstoppsteuerung basierend auf dem Spannungsabfall und der elektrischen Entladungsmenge einer Batterie, die in Abhängigkeit des Zustands einer Verschlechterung eines Anlassers variieren, und der Kapazitätscharakteristik der Batterie, die von dem Zustand der Verschlechterung der Batterie abhängt, geändert wird, wird ausgesagt, dass eine Maschine durch den Starter neu gestartet wird, und eine Geeignetheit einer Ausführung der Leerlaufstoppsteuerung kann nur bestimmt werden, nachdem die Maschine durch den Anlasser neu gestartet wird. Andererseits kann gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Geeignetheit einer Ausführung der Leerlaufstoppsteuerung basierend auf dem Innenwiderstand der Batterie bestimmt werden, wenn die Maschine unter Verwendung der elektrischen Rotationsmaschine 10 neu gestartet wird.In a structure in which a threshold voltage for allowing the idling stop control based on the voltage drop and the electric discharge amount of a battery, which vary depending on the state of deterioration of a starter, and the capacity characteristic of the battery, which depends on the state of deterioration of the battery, is changed, it is said that a machine is restarted by the starter, and a suitability of execution of the idling stop control can be determined only after the engine is restarted by the starter. On the other hand, according to the embodiment of the invention, a suitability of an embodiment of the idling stop control based on the internal resistance of the battery can be determined when the engine using the rotary electric machine 10 is restarted.
Es ist eine Selbstverständlichkeit, dass verschiedene Modifikationen bezüglich des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels, wie nachstehend beschrieben, vorgenommen werden können.It is a matter of course that various modifications can be made to the above-described embodiment as described below.
Der berechnete Wert des Innenwiderstands Rs der Lithium-Ionen-Batterie 12 variiert in Abhängigkeit davon, ob der Anschlussstrom der Lithium-Ionen-Batterie 12 ein Ladestrom oder ein Entladestrom ist. Allgemein wird der Innenwiderstand Rs der Lithium-Ionen-Batterie 12 berechnet, so dass dieser kleiner ist, wenn der Anschlussstrom ein Ladestrom ist, als wenn der Anschlussstrom ein Entladestrom ist.The calculated value of the internal resistance Rs of the lithium-ion battery 12 varies depending on whether the connection current of the lithium-ion battery 12 is a charging current or a discharge current. Generally, the internal resistance Rs of the lithium-ion battery becomes 12 calculated so that it is smaller when the terminal current is a charging current, as if the terminal current is a discharge current.
Deshalb kann der Wert des Innenwiderstands Rs der Lithium-Ionen-Batterie 12, der berechnet wird, wenn der Anschlussstrom ein Ladestrom ist, mit Bezug darauf, wenn der Anschlussstrom ein Entladestrom ist, kompensiert werden. Zum Beispiel kann der Wert des Innenwiderstands Rs der Lithium-Ionen-Batterie 12, der berechnet wird, wenn der Anschlussstrom ein Ladestrom ist, unter Verwendung einer Korrelation zwischen dem Stromwert und dem Innenwiderstand, der erhalten wird, wenn ein Entladestrom durch die Lithium-Ionen-Batterie 12 fließt, und einer Korrelation zwischen dem Stromwert und dem Innenwiderstand, der erhalten wird, wenn ein Ladestrom durch die Lithium-Ionen-Batterie 12 fließt, kompensiert werden. Gemäß solch einer Struktur kann der Innenwiderstand Rs mit einem hohen Grad an Genauigkeit unabhängig davon erfasst werden, ob der Anschlussstrom der Lithium-Ionen-Batterie 12 ein Entladestrom oder ein Ladestrom ist.Therefore, the value of the internal resistance Rs of the lithium-ion battery can be 12 calculated when the terminal current is a charging current with respect to when the terminal current is a discharging current are compensated. For example, the value of the internal resistance Rs of the lithium-ion battery 12 which is calculated when the terminal current is a charging current, using a correlation between the current value and the internal resistance, which is obtained when a discharge current through the lithium-ion battery 12 flows, and a correlation between the current value and the internal resistance, which is obtained when a charging current through the lithium-ion battery 12 flows, be compensated. According to such a structure, the internal resistance Rs can be detected with a high degree of accuracy regardless of whether the terminal current of the lithium-ion battery 12 is a discharge current or a charging current.
Der in 5 gezeigte Prozess kann modifiziert werden, so dass die Leerlaufstoppsteuerung erlaubt wird, auch wenn der Innenwiderstand Rs der Lithium-Ionen-Batterie 12 größer als der Schwellenwert ist. In diesem Fall, wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt S32 negativ ist, wird die elektrische Rotationsmaschine 10 unter Verwendung von elektrischer Leistung, die von der Bleisäurebatterie 11 zugeführt wird, angetrieben. Gemäß dieser Modifikation kann die Leerlaufstoppsteuerung durchgeführt werden, auch wenn sich die Lithium-Ionen-Batterie 12 in einem verschlechterten Zustand befindet.The in 5 The process shown may be modified so as to allow the idling stop control even if the internal resistance Rs of the lithium ion battery 12 is greater than the threshold. In this case, when the determination result in step S32 is negative, the rotary electric machine becomes 10 using electrical power from the lead-acid battery 11 is fed, driven. According to this modification, the idling stop control can be performed even if the lithium-ion battery 12 is in a deteriorated state.
Es gibt eine Korrelation, die in 6 gezeigt ist, zwischen dem Innenwiderstand Rs der Lithium-Ionen-Batterie 12 und der Temperatur T der Lithium-Ionen-Batterie 12. Dementsprechend kann der berechnete Wert des Innenwiderstands Rs gemäß einem Erfassungsergebnis eines Temperaturerfassungsabschnitts, der zum Erfassen der Temperatur der Lithium-Ionen-Batterie 12 bereitgestellt ist, kompensiert werden, so dass der berechnete Wert des Innenwiderstands Rs mit der Erhöhung der Temperatur T verringert wird. Durch Berechnen des Innenwiderstands Rs unter Berücksichtigung der Temperatur T kann die Geeignetheit der Ausführung der Leerlaufstoppsteuerung angemessener bestimmt werden.There is a correlation in 6 is shown between the internal resistance Rs of the lithium-ion battery 12 and the temperature T of the lithium-ion battery 12 , Accordingly, the calculated value of the internal resistance Rs may be determined according to a detection result of a temperature detecting portion used for detecting the temperature of the lithium-ion battery 12 is compensated, so that the calculated value of the internal resistance Rs is reduced with the increase of the temperature T. By calculating the internal resistance Rs in consideration of the temperature T, the suitability of the execution of the idling stop control can be determined more appropriately.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird die Maschine anfänglich unter Verwendung der Bleisäurebatterie als die erste Speicherbatterie gestartet und unter Verwendung der Lithium-Ionen-Batterie 12 als die zweite Speicherbatterie neu gestartet. Dies liegt daran, dass eine Batterie, deren Ausgabespannung stabil ist, während ein großer Strom zugeführt wird, erforderlich ist, um die Maschine anfänglich zu starten, während andererseits eine Batterie, die gegen häufige Lade- und Entladezyklen beständig ist, erforderlich ist, um die Maschine neu zu starten. Dementsprechend kann die zweite Speicherbatterie eine Nickel-Wasserstoff-Batterie sein. Die erste und zweite Batterie können die gleiche Art von Batterie sein.In the above embodiment, the engine is initially started using the lead-acid battery as the first storage battery and using the lithium-ion battery 12 as the second storage battery restarted. This is because a battery whose output voltage is stable while a large current is supplied is required to start the engine initially while, on the other hand, a battery resistant to frequent charge and discharge cycles is required to power the engine Reboot the machine. Accordingly, the second storage battery may be a nickel-hydrogen battery. The first and second batteries may be the same type of battery.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird der Innenwiderstand Rs der Lithium-Ionen-Batterie 12 berechnet, wenn die elektrische Rotationsmaschine 10 eine regenerative Leistungserzeugung oder eine Leistungsunterstützung nach einem anfänglichen Start der Maschine startet. Jedoch kann der Innenwiderstand Rs der Lithium-Ionen-Batterie 12 ebenso berechnet werden, wenn ein Strom, der durch die Lithium-Ionen-Batterie 12 fließt, sich dadurch abrupt erhöht, dass veranlasst wird, dass die elektrische Rotationsmaschine 10 elektrische Leistung erzeugt, bevor die elektrische Rotationsmaschine 10 eine regenerative Leistungserzeugung oder eine Leistungsunterstützung startet.In the above embodiment, the internal resistance Rs of the lithium-ion battery 12 calculated when the rotary electric machine 10 regenerative power generation or power assistance starts after an initial start of the engine. However, the internal resistance Rs of the lithium-ion battery 12 are also calculated when a current passing through the lithium-ion battery 12 flows, itself is abruptly increased by causing the rotary electric machine 10 electrical power generated before the rotary electric machine 10 a regenerative power generation or a power assistance starts.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel besitzt die elektrische Rotationsmaschine 10 sowohl die elektrische Leistungserzeugungsfunktion als auch die Bewegungsleistungsausgabefunktion. Jedoch kann die elektrische Rotationsmaschine 10 ein Generator sein, der nur die elektrische Leistungserzeugungsfunktion aufweist. In diesem Fall wird der Innenwiderstand Rs der Lithium-Ionen-Batterie 12 berechnet, wenn die elektrische Rotationsmaschine 10 eine regenerative Leistungserzeugung startet.In the above embodiment, the rotary electric machine has 10 both the electric power generation function and the motive power output function. However, the rotary electric machine can 10 a generator having only the electric power generation function. In this case, the internal resistance Rs of the lithium-ion battery 12 calculated when the rotary electric machine 10 a regenerative power generation starts.
Der berechnete Widerstand Rs der Lithium-Ionen-Batterie 12 kann für andere Dinge als die Leerlaufstoppsteuerung verwendet werden.The calculated resistance Rs of the lithium-ion battery 12 can be used for things other than idle stop control.
Die vorstehend erklärten bevorzugten Ausführungsbeispiele sind beispielhaft für die Erfindung der vorliegenden Anmeldung, die nur durch die anhängigen Ansprüche beschrieben ist. Es ist zu verstehen, dass Modifikationen der bevorzugten Ausführungsbeispiele vorgenommen werden können, wie es für den Fachmann offensichtlich ist.The above-explained preferred embodiments are exemplary of the invention of the present application, which is described only by the appended claims. It should be understood that modifications of the preferred embodiments may be made as will be apparent to those skilled in the art.
Ein Leistungsversorgungssystem für ein Fahrzeug umfasst eine elektrische Rotationsmaschine (10), eine erste Speicherbatterie (11) zum Zuführen von elektrischer Leistung zum anfänglichen Starten einer Maschine des Fahrzeugs, eine zweite Speicherbatterie (12) zum Neustarten der Maschine, nachdem diese automatisch durch eine Leerlaufstoppsteuerung gestoppt wurde, einen Stromleitungszustandsbestimmungsabschnitt, der bestimmt, ob sich die zweite Batterie in einem Stromleitungszustand befindet, in dem eine Größe eines Anschlussstroms, der durch diese fließt, größer als ein vorbestimmter Stromwert ist, einen Innenwiderstandsberechnungsabschnitt, der einen Innenwiderstand der zweiten Speicherbatterie berechnet, während sich die zweite Speicherbatterie in dem Stromleitungszustand befindet, und einen Neustartbestimmungsabschnitt, der basierend auf dem Innenwiderstand bestimmt, ob ein Neustart der Maschine unter Verwendung von elektrischer Leistung der zweiten Speicherbatterie erlaubt ist oder nicht.A power supply system for a vehicle comprises an electric rotary machine ( 10 ), a first storage battery ( 11 ) for supplying electric power for initially starting an engine of the vehicle, a second storage battery ( 12 ) to restart the engine after it has been automatically stopped by an idle-stop control, a power-line state determination section that determines whether the second battery is in a power-line state in which a magnitude of a terminal current flowing therethrough is greater than a predetermined current value, an internal resistance calculation section that calculates an internal resistance of the second storage battery while the second storage battery is in the power-line state, and a restart determination section that determines whether or not re-starting the machine using electric power of the second storage battery is determined based on the internal resistance.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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JP 2013-252765 [0002] JP 2013-252765 [0002]