JP5282704B2 - Vehicle control apparatus and vehicle control method - Google Patents
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Description
この発明は、車両制御装置及び車両制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle control device and a vehicle control method.
アイドルストップ条件が成立したらアイドル運転をストップしてエンジンを停止し、エンジン始動条件が成立したらスターターモーターによってクランキングしてエンジンを始動する、いわゆるアイドルストップシステムが知られている(特許文献1参照)。また関連する文献公知発明が特許文献2に記載されている。
A so-called idle stop system is known in which idle operation is stopped and the engine is stopped when the idle stop condition is satisfied, and the engine is started by cranking with a starter motor when the engine start condition is satisfied (see Patent Document 1). . A related literature known invention is described in
しかしながら、多相交流モーターを使用してクランキングするアイドルストップシステムに従来手法を適用した場合には、バッテリーの劣化状態を誤診断することがある、ということが発明者によって知見された。本来であればアイドルストップできないほどバッテリーの劣化度合が進行している場合にもかかわらす、誤診断してアイドルストップしてしまうと、エンジンを始動したときにバッテリーの電圧降下が大きく最低電圧が電装品(たとえばカーナビゲーションシステム)の動作保証電圧を下回ってしまう。するとカーナビゲーションシステムの画面が一瞬消えてしまったり、リセットされて再起動されてしまったりして、運転者や同乗者が違和感を覚える。 However, the inventors have found that when a conventional method is applied to an idle stop system that cranks using a multiphase AC motor, the deterioration state of the battery may be erroneously diagnosed. In spite of the fact that the battery deterioration has progressed to such an extent that it would otherwise be impossible to stop idling, if the engine is started and the engine stops idling, the voltage drop of the battery is large and the minimum voltage is The voltage is lower than the operation guarantee voltage of the product (for example, car navigation system). Then, the car navigation system screen disappears for a moment, or it is reset and restarted, and the driver and passengers feel uncomfortable.
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、バッテリー劣化度合(バッテリーの出力能力)の誤診断を防止できる車両制御装置及び車両制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device and a vehicle control method capable of preventing erroneous diagnosis of the degree of battery deterioration (battery output capability). To do.
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。 The present invention solves the above problems by the following means.
本発明は、アイドルストップ条件が成立したらアイドル運転をストップしてエンジンを停止し、エンジン始動条件が成立したら多相交流モーターよってクランキングしてエンジンを始動する車両制御装置に関する。そして多相交流モーターが回転を開始した後、ローターが所定の姿勢角度であるときのバッテリー特性に基づいて、バッテリーの劣化度合を推定するバッテリー劣化推定部を有することを特徴とする。 The present invention relates to a vehicle control device that stops idling when an idle stop condition is satisfied and stops the engine, and cranks and starts the engine with a multiphase AC motor when the engine start condition is satisfied. Then, after the multiphase AC motor starts rotating, the battery deterioration estimation unit is configured to estimate the degree of deterioration of the battery based on the battery characteristics when the rotor is at a predetermined posture angle.
本発明によれば、バッテリーの劣化度合を精度よく把握することができる。そしてバッテリーが劣化しておりバッテリー電圧が電装品の動作保証電圧を下回るときにはアイドルストップを禁止するので、アイドルストップ後の再始動時に電装品の動作に不具合が生じることを適切に回避できる。またバッテリーが劣化しておりバッテリー電圧がオルタネーター回生制御によってバッテリー劣化が進行する電圧を下回るときにはオルタネーター回生制御を禁止するので、バッテリー劣化の進行を回避できる。 According to the present invention, it is possible to accurately grasp the degree of deterioration of a battery. Since the idle stop is prohibited when the battery is deteriorated and the battery voltage falls below the operation guarantee voltage of the electrical component, it is possible to appropriately avoid the occurrence of a malfunction in the operation of the electrical component at the restart after the idle stop. Further, since the alternator regenerative control is prohibited when the battery is deteriorated and the battery voltage falls below the voltage at which the battery deterioration proceeds by the alternator regenerative control, the progress of the battery deterioration can be avoided.
以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明による車両制御装置を用いるのに好適なエンジン始動システムを示す図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an engine start system suitable for using a vehicle control apparatus according to the present invention.
エンジン始動システム1は、モーター11と、バッテリー12と、コントローラー15と、を備える。
The
モーター11は、多相交流モーターである。特に本実施形態では、モーター11は、ステーターに三相交流電流の通電することで、エンジンをクランキングするための所望のトルクを出力する三相交流モーターである。モーター11には電圧及び電流を検出するセンサー11aが設けられている。モーター11は、インバーターを介してバッテリー12に接続される。詳細は後述する。
The
バッテリー12は、電気エネルギーを蓄電する。またバッテリー12は、必要に応じて蓄電した電気エネルギーを起電力として出力する。バッテリー12は、蓄電した電気エネルギーを起電力として出力する場合に、劣化度合が進行しているほどで電圧降下量が大きいという特性がある。バッテリー12は、鉛蓄電池、アルカリ蓄電池、リチウム蓄電池などのように電気エネルギーを化学エネルギーに変化させる蓄電池であっても、またキャパシターなどであってもよい。バッテリー12には、温度を検出するセンサー12aが設けられる。
The
コントローラー15は、電圧電流センサー11aの信号、バッテリー温度センサー12aの信号などを入力し、バッテリー12の劣化度合を推定する。そしてコントローラー15は、推定したバッテリー12の劣化度合でのバッテリー電圧に基づいてアイドルストップの許可/禁止を判定し、エンジン停止、エンジン始動などを制御する。
The
なお本実施形態では、理解を容易にするために、コントローラー15として専用コントローラーを図示しているが、それに限られることなく、たとえばインバーターに内蔵されていたりエンジンコントローラーに内蔵されていてもよい。
In the present embodiment, a dedicated controller is illustrated as the
図2は、三相交流モーターの回転を制御する手法について説明する図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating a method for controlling the rotation of the three-phase AC motor.
上述のように、モーター11は、三相交流モーターであり、インバーター13を介してバッテリー12に接続される。
As described above, the
三相交流モーターを制御するインバーター13には、図2に示すように6つのスイッチング素子131〜136が内蔵されている。インバーター13は、これらのスイッチング素子131〜136を順次切り替えて三相交流モーター11を回転制御する。図2に示すように、第3スイッチング素子133,第4スイッチング素子134及び第5スイッチング素子135をオンするとともに、第1スイッチング素子131,第2スイッチング素子132及び第6スイッチング素子136をオフすると、図2に矢印で示すように電流が流れて、ステーターに磁力が発生する。この磁力によってローターが回転する。なおスイッチング素子を切り替えるときには、ローター磁極の軸線がステーターコイルを通過するタイミングですべてのスイッチング素子を一旦オフしてから所望のスイッチング素子をオンする。
As shown in FIG. 2, six
図3は、多相交流モーターを使用してクランキングするときのバッテリー電圧の変動の特性を示す図である。そして図3(A)は通常のスターターモーターを使用した場合の電圧変動及び三相交流モーターを使用した場合の電圧変動を示す図である。図3(B)は三相交流モーターを使用した場合の電圧変動が生じる原因を説明する図である。 FIG. 3 is a diagram showing characteristics of battery voltage fluctuation when cranking using a multiphase AC motor. FIG. 3A is a diagram showing voltage fluctuation when a normal starter motor is used and voltage fluctuation when a three-phase AC motor is used. FIG. 3B is a diagram for explaining the cause of voltage fluctuation when a three-phase AC motor is used.
従来から使用されている通常のスターターモーターが回転を開始すると、図3(A)に示されているように、バッテリー電圧は、バッテリーの劣化度合に応じて一旦大きく降下した後、極微小の上昇下降振動は存在するもののほぼ一定割合で漸増する。 When a normal starter motor used in the past starts rotating, as shown in FIG. 3 (A), the battery voltage once drops greatly according to the degree of deterioration of the battery, and then rises extremely small. Although the downward vibration exists, it gradually increases at an almost constant rate.
これに対して多相交流モーターが回転を開始すると、図3(A)に示されているように、バッテリー電圧は、一旦大きく降下した後、一時的に上昇してから漸減し、再び一時的に上昇してから漸減する、という現象を繰り返す。 On the other hand, when the multiphase AC motor starts rotating, as shown in FIG. 3 (A), the battery voltage decreases once, then increases temporarily, gradually decreases, and then temporarily decreases again. It repeats the phenomenon of gradually decreasing after rising.
これは、インバーター13が、スイッチング素子131〜136を順次切り替えて三相交流モーター11を回転制御するときに、一旦すべてのスイッチング素子をオフしてから所望のスイッチング素子をオンするためである、ということが発明者の知見である。具体的には、図3(B)に破線で示したように、ローター磁極の軸線がステーターコイルを通過するタイミングですべてのスイッチング素子をオフする。その後、所望のスイッチング素子をオンする。このすべてのスイッチング素子をオフするタイミングで、バッテリー電圧が一時的に上昇する、というのが発明者の知見である。
This is because when the
そして、すべてのスイッチング素子をオフしてバッテリー電圧が一時的に上昇した後、所望のスイッチング素子をオンしてモーターに電流が流れて消費されるにつれて、バッテリー電圧が降下する。したがってモーターに電流が流れる時間が長いほど、バッテリー電圧が降下する(すなわち電圧が小さくなる)、ということも、発明者によって見いだされた。 Then, after all the switching elements are turned off and the battery voltage temporarily rises, the battery voltage drops as the desired switching elements are turned on and current is consumed by the motor. Accordingly, the inventor has also found that the longer the current flows through the motor, the lower the battery voltage (ie, the voltage becomes smaller).
ここでモーターに電流が流れる時間(通電時間)Teは、次式(1)で表される。 Here, the time during which current flows through the motor (energization time) Te is expressed by the following equation (1).
バッテリー電圧が一時的に上昇するタイミングは、すべてのスイッチング素子をオフするタイミングであり、ローター磁極の軸線がステーターコイルを通過するタイミングである。したがって、バッテリー電圧が一時的に上昇してから、次にバッテリー電圧が一時的に上昇するまでの区間においてローターが回転する角度θrは一定である。したがってローターの回転速度ωrが遅いほど通電時間Teが長い。そしてローターの回転角速度、すなわちモーターの回転速度は、回転開始直後が最も遅く、徐々に上昇する。したがって通電時間Teは、回転開始直後が最も長く、徐々に短くなる。またバッテリー電圧の降下代は、回転開始直後が最も大きく、徐々に小さくなる。したがって、バッテリー電圧が一時的に上昇してから、次にバッテリー電圧が一時的に上昇するまでの区間においては、バッテリー電圧が一時的に上昇する直前の電圧が極小であり、その極小電圧は最初の区間のものが最小であることがわかる。 The timing at which the battery voltage temporarily rises is the timing at which all switching elements are turned off, and the timing at which the axis of the rotor magnetic pole passes through the stator coil. Therefore, the angle θ r at which the rotor rotates is constant in the section from when the battery voltage temporarily rises until the next battery voltage rises temporarily. Therefore, the longer the rotation speed ω r of the rotor is slow energizing time T e. The rotational angular speed of the rotor, that is, the rotational speed of the motor is the slowest immediately after the start of rotation and gradually increases. Therefore, the energization time Te is the longest immediately after the start of rotation and gradually decreases. The battery voltage drop is greatest immediately after the start of rotation and gradually decreases. Therefore, in the interval from when the battery voltage temporarily rises to the next time when the battery voltage rises temporarily, the voltage immediately before the battery voltage rises temporarily is minimal, and the minimal voltage is It can be seen that those in the interval are minimum.
なお回転開始時点のローター角度がどのようになっているのかは判らない。したがってローターが回転を開始したタイミングから、最初にローター磁極の軸線がステーターコイルを通過するタイミング(最初にすべてのスイッチング素子をオフするタイミング)までの時間には長短があって一様ではない。そこで本実施形態では、ローターが回転を開始した後であって、最初にローター磁極の軸線がステーターコイルを通過して(最初にすべてのスイッチング素子をオフして)、次にローター磁極の軸線がステーターコイルを通過する直前(次にすべてのスイッチング素子をオフする直前)のバッテリー電圧が最小電圧であると着想した。 It is not known what the rotor angle is at the start of rotation. Therefore, the time from the timing when the rotor starts rotating to the timing when the axis of the rotor magnetic pole first passes through the stator coil (the timing when all the switching elements are turned off first) is long and short, and is not uniform. Therefore, in this embodiment, after the rotor starts to rotate, the rotor magnetic pole axis first passes through the stator coil (all switching elements are turned off first), and then the rotor magnetic pole axis is The idea was that the battery voltage just before passing through the stator coil (next to turning off all switching elements next) was the minimum voltage.
そして最小電圧が小さいほどバッテリーが劣化している(すなわち劣化度合が大)。そしてこの劣化度合における最小電圧が電装品(たとえばカーナビゲーションシステム)の動作保証電圧を下回れば、カーナビゲーションシステムの画面が一瞬消えてしまったりリセットされて再起動される可能性がある。そこでバッテリーの劣化度合における最小電圧が動作保証電圧を下回るときには、アイドルストップを禁止するようにした。なおバッテリーの劣化度合は、バッテリーが新品であればゼロ、バッテリーが劣化するほど大きくなり要交換状態で劣化度合最大値となる。 As the minimum voltage is smaller, the battery is deteriorated (that is, the degree of deterioration is larger). If the minimum voltage in this degree of deterioration is lower than the operation guarantee voltage of the electrical component (for example, car navigation system), the car navigation system screen may disappear for a moment or be reset and restarted. Therefore, idle stop is prohibited when the minimum voltage of the battery deterioration level is lower than the guaranteed operation voltage. The battery deterioration degree is zero when the battery is new, and becomes larger as the battery deteriorates, and reaches the maximum deterioration degree when the battery needs to be replaced.
以下では、このような技術思想を実現する具体的な制御ロジックについて説明する。 Below, the concrete control logic which implement | achieves such a technical idea is demonstrated.
図4は、本発明による車両制御装置の第1実施形態の制御ロジックのメインルーチンを示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing a main routine of the control logic of the first embodiment of the vehicle control apparatus according to the present invention.
なおコントローラー15はこの処理を微少時間(たとえば数ミリ秒又はそれ以下)サイクルで繰り返し実行する。
The
ステップS1においてコントローラー15は、エンジン始動条件が成立したか否かを判定する。コントローラー15は、エンジン始動条件が成立するまでは一旦処理を抜け、エンジン始動条件が成立したらステップS2へ処理を移行する。なおエンジン始動条件は、たとえば下記の(1)〜(6)の条件であり、そのうちひとつでも成立すればエンジン始動条件が成立したと判定する。
(1)エンジン水温が所定温度よりも低い(エンジン水温<所定温度)
(2)車速が所定速度よりも高い(車速>所定速度)
(3)アクセルペダルの踏込量が所定値よりも大きい(アクセルペダル踏込量>所定値)
(4)エアコンディショナーが作動
(5)バッテリーSOCが所定値よりも低い(バッテリーSOC<所定値)
(6)ブレーキマスターバック負圧が所定値よりも小さい(ブレーキマスターバック負圧<所定値)
In step S1, the
(1) The engine water temperature is lower than a predetermined temperature (engine water temperature <predetermined temperature)
(2) The vehicle speed is higher than the predetermined speed (vehicle speed> predetermined speed)
(3) The accelerator pedal depression amount is larger than a predetermined value (accelerator pedal depression amount> predetermined value).
(4) The air conditioner is activated (5) The battery SOC is lower than a predetermined value (battery SOC <predetermined value)
(6) Brake master back negative pressure is smaller than a predetermined value (brake master back negative pressure <predetermined value)
上記(1)〜(6)における閾値は、たとえば以下のように設定する。エンジン水温が低いときは、触媒温度が低く、排ガス浄化性能が劣ることとなる。そこで、エンジン水温が所定温度よりも下がったときはエンジンを始動する。この温度は実験的に求めておくものであるが、たとえば80℃程度である。車速が上昇した場合や、アクセルペダルの踏込量が所定値よりも大きくなったときは、ドライバの走行意思の表れであるので、エンジンを始動する。具体的な値は実験的に求めておくものであるが、一例を挙げるならばたとえば車速は2km/h程度、アクセルペダル開度は2deg程度である。またエアコンディショナーの動力はバッテリーから供給するので、充電量を下げないためにエンジンを始動する。また、バッテリーSOCが低下した場合もエンジンを始動する。この値も実験的に求めておくものであるが、一例を挙げるならばたとえば60%程度である。さらに、ブレーキマスターバック負圧が下がったときは、ドライバがブレーキペダルから足を離したと判定できるので、発進に備えてエンジンを始動する。この値も実験的に求めておくものであるが、一例を挙げるならばたとえば8Mpa程度である。なお、上記数値はあくまで一例であり、本発明は、そのような数値に限定されるものではない。 The threshold values in the above (1) to (6) are set as follows, for example. When the engine water temperature is low, the catalyst temperature is low and the exhaust gas purification performance is poor. Therefore, the engine is started when the engine water temperature falls below a predetermined temperature. This temperature is obtained experimentally, and is about 80 ° C., for example. When the vehicle speed increases or when the accelerator pedal depression amount exceeds a predetermined value, the driver's intention to travel is indicated, so the engine is started. Specific values are obtained experimentally. For example, the vehicle speed is about 2 km / h, and the accelerator pedal opening is about 2 deg. Since the power of the air conditioner is supplied from the battery, the engine is started in order not to reduce the charge amount. The engine is also started when the battery SOC is lowered. This value is also obtained experimentally. For example, it is about 60%. Further, when the brake master back negative pressure decreases, it can be determined that the driver has removed his / her foot from the brake pedal, so the engine is started in preparation for starting. This value is also obtained experimentally. For example, it is about 8 Mpa. In addition, the said numerical value is an example to the last, and this invention is not limited to such a numerical value.
ステップS2においてコントローラー15は、モーターへ通電してエンジンをクランキングする。
In step S2, the
ステップS3においてコントローラー15は、モーター電圧を検出する。
In step S3, the
ステップS4においてコントローラー15は、モーターへの通電が2回目の通電であるか否かを判定する。具体的には、モーターが回転を開始した後であって、最初にインバーターのすべてのスイッチをオフした後であるか否かを判定する。コントローラー15は、モーターへの通電が2回目の通電になるまでは一旦処理を抜け、2回目の通電になったらステップS5へ処理を移行する。
In step S4, the
ステップS5においてコントローラー15は、ローターが所定の姿勢角度になったか否かを判定する。ここで所定の姿勢角度とは、モーターが回転を開始した後であって、最初にインバーターのすべてのスイッチをオフして次にインバーターのすべてのスイッチをオフする直前の姿勢角度である。これは電圧変化とローターの姿勢角度との関係のマップををあらかじめコントローラーに格納しておき、そのマップに基づきローターの姿勢角度を判定すればよい。コントローラー15は、ローターが所定の姿勢角度になるまでは一旦処理を抜け、ローターが所定の姿勢角度になったらステップS6へ処理を移行する。
In step S5, the
ステップS6においてコントローラー15は、検出したモーター電圧に対してハーネスドロップ分を補正してバッテリー電圧を求めてバッテリーの劣化度合を推定する。具体的な手法を例示するならば、ローターが所定の姿勢角度におけるバッテリー電圧とバッテリーの劣化度合との関係が予め実験等を通じて設定されたマップに基づいて推定する。なおバッテリー温度が上昇すればバッテリー電圧も上がり、電流を流したときの電圧降下が小さくなる。換言すればバッテリーの劣化度合が小さくなると捉えることができる。したがって温度を考慮して補正することでバッテリーの劣化度合をさらに正確に推定することができる。
In step S6, the
ステップS7においてコントローラー15は、アイドルストップを許可するか禁止するかを判定する。具体的な内容は以下に説明する。
In step S7, the
図5は、本発明による車両制御装置の第1実施形態のアイドルストップ可否判定ルーチンを示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing an idle stop availability determination routine of the first embodiment of the vehicle control apparatus according to the present invention.
ステップS71においてコントローラー15は、推定したバッテリーの劣化度合でのバッテリー最小電圧が電装品動作保証電圧よりも小さいか否かを判定する。コントローラー15は、小さければステップS72に処理を移行し、大きければステップS73に処理を移行する。
In step S <b> 71, the
ステップS72においてコントローラー15は、アイドルストップを禁止する。
In step S72, the
ステップS73においてコントローラー15は、アイドルストップを許可する。
In step S73, the
以上の制御ロジックが実行されて以下のように作動する。 The above control logic is executed and operates as follows.
エンジンのアイドルストップ中にエンジン始動条件が成立するまでは、処理を開始しない(ステップS1でNo)。 The process is not started until the engine start condition is satisfied during engine idle stop (No in step S1).
エンジン始動条件が成立したら(ステップS1でYes)、多相交流モーターでエンジンをクランキングし(ステップS2)、モーター電圧を検出する(ステップS3)。モーターへの通電が2回目になるまでは、すなわちモーターが回転を開始した後であって、最初にインバーターのすべてのスイッチをオフした後の通電になるまでは、ステップS1→S2→S3→S4を繰り返し処理する。
If the engine start condition is satisfied (Yes in step S1), the engine is cranked by the multiphase AC motor (step S2), and the motor voltage is detected (step S3).
2回目の通電になったらステップS4→S5と処理する。そしてローターが所定の姿勢角度、すなわちモーターが回転を開始した後であって最初にインバーターのすべてのスイッチをオフして次にインバーターのすべてのスイッチをオフする直前の姿勢角度になるまでは、ステップS1→S2→S3→S4→S5を繰り返し処理する。 When energization is performed for the second time, steps S4 → S5 are processed. Then, after the rotor has a predetermined attitude angle, that is, after the motor starts rotating, until the attitude angle immediately before turning off all the inverter switches and then turning off all the inverter switches is reached. S1-> S2-> S3-> S4-> S5 are repeatedly processed.
ローターが所定の姿勢角度になったらステップS5→S6と処理する。そしてバッテリー電圧を求めてバッテリーの劣化度合を推定して(ステップS6)、アイドルストップを許可するか禁止するかを判定する(ステップS7)。具体的には、推定したバッテリーの劣化度合でのバッテリー最小電圧が電装品動作保証電圧よりも小さければアイドルストップを禁止し(ステップS71→S72)、そうでなければアイドルストップを許可する(ステップS71→S73)。 When the rotor reaches a predetermined posture angle, the process from step S5 to step S6 is performed. Then, the battery voltage is obtained to estimate the degree of deterioration of the battery (step S6), and it is determined whether the idle stop is permitted or prohibited (step S7). Specifically, if the minimum battery voltage at the estimated battery deterioration level is smaller than the electrical component operation guarantee voltage, the idle stop is prohibited (step S71 → S72), otherwise the idle stop is allowed (step S71). (→ S73).
従来から使用されている通常のスターターモーターが回転を開始すると、バッテリー電圧は、一旦大きく降下した後、極微小の上昇下降振動は存在するもののほぼ一定割合で漸増する。そこで、回転開始後の所定タイミングでバッテリー電圧を検出すれば、クランキング時のバッテリー電圧降下量を把握できバッテリーの劣化度合を推定できた。 When a normal starter motor used in the past starts rotating, the battery voltage once drops greatly, and then gradually increases at an almost constant rate although there is a very small increase / decrease vibration. Therefore, if the battery voltage was detected at a predetermined timing after the start of rotation, the amount of battery voltage drop during cranking could be grasped and the degree of battery deterioration could be estimated.
しかしながら、多相交流モーターでは、バッテリー電圧が一時的に上昇してから漸減することを繰り返すので、回転開始後の一定タイミングでバッテリー電圧を検出しても、瞬間的に上昇した電圧を検出してしまうことがあり、クランキング時のバッテリー電圧降下量を把握できずバッテリーの劣化度合の推定が困難であった。 However, in a multi-phase AC motor, the battery voltage increases and then decreases gradually, so even if the battery voltage is detected at a fixed timing after the start of rotation, the instantaneously increased voltage is detected. The amount of battery voltage drop during cranking could not be grasped, and it was difficult to estimate the degree of battery deterioration.
そこで本実施形態では、多相交流モーターにおいてバッテリー電圧が一時的に上昇してから漸減することを繰り返すメカニズムを見いだし、ローターが所定の姿勢角度になったタイミングでモーター電圧を検出してバッテリー電圧を求めるようにした。このようにしたので、クランキング時のバッテリー電圧降下量を精度よく把握でき、すなわちバッテリーの劣化度合を精度よく把握できるようになったのである。そしてバッテリーの劣化度合が進行しており、バッテリー電圧が電装品の動作保証電圧を下回るときにはアイドルストップを禁止するようにしたので、アイドルストップ後の再始動時に電装品の動作に不具合が生じることを回避できるのである。 Therefore, in this embodiment, a mechanism for repeatedly increasing and decreasing the battery voltage temporarily in a multiphase AC motor is found, and the battery voltage is detected by detecting the motor voltage at the timing when the rotor reaches a predetermined attitude angle. I asked for it. As a result, the amount of battery voltage drop during cranking can be accurately grasped, that is, the degree of deterioration of the battery can be accurately grasped. And since the deterioration of the battery is progressing, idle stop is prohibited when the battery voltage falls below the operation guarantee voltage of the electrical component, so that the malfunction of the electrical component will occur at the restart after the idle stop. It can be avoided.
(第2実施形態)
図6は、本発明による車両制御装置の第2実施形態の制御ロジックのメインルーチンを示すフローチャートである。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a flowchart showing a main routine of the control logic of the second embodiment of the vehicle control device according to the present invention.
なお以下では前述と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。 In the following description, parts having the same functions as those described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted as appropriate.
ステップS10においてコントローラー15は、エンジン始動条件が成立したか否かを判定する。コントローラー15は、エンジン始動条件が成立しなければステップS24へ処理を移行し、エンジン始動条件が成立すればステップS2へ処理を移行する。
In step S10, the
ステップS30においてコントローラー15は、モーターの電圧及び電流を検出する。
In step S30, the
ステップS50においてコントローラー15は、バッテリー出力能力判定(すなわちバッテリー劣化度合判定)を開始する条件が成立したか否かを判定する。具体的には、バッテリー出力能力(バッテリー劣化度合)を安定して判断できる範囲(たとえば図3(A)における電圧の一瞬上昇が終了して漸減する範囲)になったか否かを判定する。コントローラー15は、成立するまでは一旦処理を抜け、成立したらステップS60へ処理を移行する。
In step S50, the
ステップS60においてコントローラー15は、検出したモーターの電圧及び電流に対してハーネスドロップ分を補正してバッテリーの電圧及び電流を求める。
In step S60, the
ステップS21においてコントローラー15は、バッテリーの電圧及び電流の今回値と前回値とに基づいて傾き(バッテリー出力能力線)を求める。具体的には、図8のようにバッテリーの電圧及び電流をプロットして傾き(バッテリー出力能力線)を求める。なおバッテリーの出力能力は、バッテリーの温度によっても変動する。すなわちバッテリーの温度が高ければ電流を流しても電圧降下が小さい。すなわちバッテリーの出力能力は向上する。そこでバッテリー温度をも考慮すれば、一層精度よく、傾き(バッテリー出力能力線)を求めることができる。
In step S21, the
ステップS22においてコントローラー15は、今回までに求めた傾きの平均値を求める。
In step S22, the
ステップS23においてコントローラー15は、バッテリー出力能力判定を終了する条件が成立したか否かを判定する。具体的には、傾き(バッテリー出力能力線)を所定回数求めたら終了条件が成立したと判定すればよい。またバッテリー出力能力を安定して判断できる範囲(たとえば図3(A)における電圧の漸減範囲)が終了したら、終了条件が成立したと判定してもよい。コントローラー15は、成立するまでは一旦処理を抜け、成立したらステップS70へ処理を移行する。
In step S23, the
ステップS70においてコントローラー15は、アイドルストップを許可するか禁止するかを判定する。具体的な内容は後述する。
In step S70, the
ステップS24においてコントローラー15は、車両が走行中であるか否かを判定する。コントローラー15は、走行中であればステップS25へ処理を移行し、走行中でなければ一旦処理を抜ける。
In step S24, the
ステップS25においてコントローラー15は、アイドルストップを禁止中であるか否かを判定する。コントローラー15は、禁止中であればステップS26へ処理を移行し、禁止中でなければ一旦処理を抜ける。
In step S25, the
ステップS26においてコントローラー15は、エンジン始動中に求めた傾き(バッテリー出力能力線)をバッテリー温度で補正する。すなわち車両走行中にバッテリー温度が上昇すれば、電流を流したときの電圧降下が小さくなり、換言すればバッテリーの出力能力が上がる。そのためエンジン始動中のバッテリー電圧降下に基づいてアイドルストップを禁止しても、車両走行中にアイドルストップを禁止する必要がなくなることがある。そこでこのような場合を考慮するために、バッテリー温度で補正した傾き(バッテリー出力能力線)を求めるのである。
In step S26, the
図7は、本発明による車両制御装置の第2実施形態のアイドルストップ可否判定ルーチンを示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing an idle stop availability determination routine of the second embodiment of the vehicle control device according to the present invention.
ステップS701においてコントローラー15は、傾きが予め設定されている基準値よりも小さいか否か(バッテリー出力能力線がアイドルストップ禁止領域にあるか否か)を判定する。コントローラー15は、判定が肯定であればステップS72に処理を移行してアイドルストップを禁止し、判定が否定であればステップS73に処理を移行してアイドルストップを許可する。
In step S701, the
以上の制御ロジックが実行されて以下のように作動する。 The above control logic is executed and operates as follows.
エンジンのアイドルストップ中にエンジン始動条件が成立せず車両の停車中は、処理を開始しない(ステップS10→S24)。 The processing is not started while the engine start condition is not satisfied during the engine idle stop and the vehicle is stopped (steps S10 → S24).
エンジン始動条件が成立したら(ステップS10でYes)、多相交流モーターでエンジンをクランキングし(ステップS2)、モーターの電圧及び電流を検出する(ステップS30)。モーターへの通電が2回目の通電、すなわちモーターが回転を開始した後であって、最初にインバーターのすべてのスイッチをオフした後の通電になるまでは、ステップS10→S2→S30→S4を繰り返し処理する。 If the engine start condition is satisfied (Yes in step S10), the engine is cranked by the multiphase AC motor (step S2), and the motor voltage and current are detected (step S30). Steps S10-> S2-> S30-> S4 are repeated until the motor is energized for the second time, that is, after the motor has started rotating, and after all the inverter switches are turned off for the first time. To process.
2回目の通電になったらステップS4→S50と処理する。そしてバッテリー出力能力判定を開始する条件が成立するまでは、ステップS10→S2→S30→S4→S50を繰り返し処理する。 When energization is performed for the second time, steps S4 → S50 are processed. Until the condition for starting the battery output capability determination is satisfied, the steps S10, S2, S30, S4, and S50 are repeatedly performed.
バッテリー出力能力判定を開始する条件が成立したらステップS50→S60と処理する。そしてバッテリーの電圧及び電流を求めて(ステップS60)、傾き(バッテリー出力能力線)を求めて(ステップS21)、今回までに求めた傾きの平均値を求める(ステップS22)。そしてバッテリー出力能力判定を終了する条件が成立するまでは、ステップS10→S2→S30→S4→S50→S60→S21→S22→S23を繰り返し処理する。 If the condition for starting the battery output capability determination is satisfied, the process from step S50 to step S60 is performed. Then, the battery voltage and current are obtained (step S60), the slope (battery output capacity line) is obtained (step S21), and the average value of the slopes obtained so far is obtained (step S22). Then, until the condition for ending the battery output capability determination is satisfied, steps S10, S2, S30, S4, S50, S60, S21, S22, and S23 are repeatedly processed.
バッテリー出力能力判定を終了する条件が成立したらステップS23→S70と処理する。そしてアイドルストップを許可するか禁止するかを判定する(ステップS70)。具体的には、傾きが予め設定されている基準値よりも小さければ(バッテリー出力能力線がアイドルストップ禁止領域にあればアイドルストップを禁止し(ステップS701→S72)、そうでなければアイドルストップを許可する(ステップS701→S73)。 If the condition for ending the battery output capability determination is satisfied, the process is performed from step S23 to S70. Then, it is determined whether or not the idle stop is permitted (step S70). Specifically, if the slope is smaller than a preset reference value (if the battery output capacity line is in the idle stop prohibited area, the idle stop is prohibited (steps S701 → S72), otherwise the idle stop is disabled. Permitted (steps S701 → S73).
車両が走行中はステップS10→S24→S25を処理する。アイドルストップ禁止中に、エンジン始動中に求めた傾き(バッテリー出力能力線)をバッテリー温度で補正する(ステップS26)。そしてアイドルストップを禁止するか否かを再度判定する(ステップS70)。エンジン始動中にアイドルストップ禁止を判定しても、車両走行にステップS10→S24→S25→S26→S70を繰り返し処理し、アイドルストップ禁止を継続するか、アイドルストップ禁止を止めるかを判定する。 While the vehicle is traveling, steps S10 → S24 → S25 are processed. While the idle stop is prohibited, the inclination (battery output capacity line) obtained during engine start is corrected with the battery temperature (step S26). Then, it is determined again whether or not the idle stop is prohibited (step S70). Even if it is determined that the idle stop is prohibited while the engine is being started, steps S10 → S24 → S25 → S26 → S70 are repeatedly processed for vehicle travel, and it is determined whether the idle stop prohibition is continued or whether the idle stop prohibition is stopped.
本実施形態のようにしても、バッテリーの出力能力(バッテリー劣化度合)を精度よく把握できる。特にバッテリー温度をも考慮して求めれば、一層精度よく把握できる。そしてバッテリーの出力能力が不足するとき、すなわちバッテリー劣化度合が進行しているときにはアイドルストップを禁止するようにしたので、アイドルストップ後の再始動時に電装品の動作に不具合が生じることを回避できるのである。 Even in the present embodiment, it is possible to accurately grasp the output capability of the battery (the degree of battery deterioration). In particular, if the battery temperature is also taken into consideration, it can be grasped more accurately. And when the output capacity of the battery is insufficient, that is, when the battery deterioration is progressing, the idle stop is prohibited, so that it is possible to avoid malfunctions in the operation of the electrical components at the restart after the idle stop. is there.
またエンジン始動中にアイドルストップ禁止が判定されても、車両走行にバッテリー温度が上昇してバッテリーの出力能力が向上、すなわちバッテリーの劣化度合が小さくなることがある。本実施形態によれば、そのような場合も考慮するようにしたので、アイドルストップの可否について、より精度よく判定できるようになったのである。 Further, even if it is determined that the idle stop is prohibited during engine startup, the battery temperature may increase during vehicle travel, and the battery output capability may be improved, that is, the degree of battery deterioration may be reduced. According to the present embodiment, such a case is also taken into consideration, so that it is possible to more accurately determine whether or not idle stop is possible.
(第3実施形態)
図9は、本発明による車両制御装置の第3実施形態の制御ロジックのメインルーチンを示すフローチャートである。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a flowchart showing a main routine of the control logic of the third embodiment of the vehicle control apparatus according to the present invention.
上述の第1実施形態では、推定したバッテリーの劣化度合に基づいてアイドルストップを許可するか禁止するかを判定した。本実施形態では推定したバッテリーの劣化度合に基づいてオルタネーター(図1の部品番号16)の回生制御を許可するか禁止するかを判定する(ステップS700)。
In the first embodiment described above, it is determined whether to allow or prohibit idle stop based on the estimated degree of deterioration of the battery. In this embodiment, it is determined whether to permit or prohibit the regenerative control of the alternator (
図10は、本発明による車両制御装置の第3実施形態のオルタネーター回生可否判定ルーチンを示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart showing an alternator regeneration feasibility determination routine of the third embodiment of the vehicle control device according to the present invention.
ステップS710においてコントローラー15は、推定したバッテリー劣化度合でのバッテリー電圧が、オルタネーター回生制御によってバッテリー劣化が進行する電圧よりも小さいか否かを判定する。コントローラー15は、小さければステップS720へ処理を移行し、小さくなければステップS730へ処理を移行する。
In step S710, the
ステップS720においてコントローラー15は、オルタネーター回生を禁止する。
In step S720, the
ステップS730においてコントローラー15は、オルタネーター回生を許可する。
In step S730, the
バッテリー電圧がオルタネーター回生制御によってバッテリー劣化が進行する電圧よりも小さい状態でオルタネーター回生制御を実行するとバッテリー劣化が促進されてしまう。しかしながら本実施形態のようにすれば、無用にオルタネータの回生制御を実行してしまってバッテリー劣化が進行してしまうことを回避することができる。 When the alternator regenerative control is executed in a state where the battery voltage is smaller than the voltage at which the battery deterioration proceeds by the alternator regenerative control, the battery deterioration is promoted. However, according to the present embodiment, it is possible to avoid the deterioration of the battery due to unnecessary execution of the regeneration control of the alternator.
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。 Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are also included in the technical scope of the present invention.
たとえば、上記説明においては、多相交流モーターとして三相交流モーターを例示して説明したが、それに限らず、二相の交流モーターやそれ以上の多相の交流モーターであってもよい。 For example, in the above description, a three-phase AC motor has been described as an example of a multi-phase AC motor. However, the present invention is not limited to this, and a two-phase AC motor or a multi-phase AC motor higher than that may be used.
11 モーター
12 バッテリー
13 インバーター
15 コントローラー
ステップS6 バッテリー劣化推定部/バッテリー劣化推定工程
ステップS7,S70 アイドルストップ可否判定部
ステップS700 オルタネーター回生可否判定部
11
Claims (10)
前記多相交流モーターが回転を開始した後、ローターが所定の姿勢角度であるときのバッテリー特性に基づいて、バッテリーの劣化度合を推定するバッテリー劣化推定部を有する、
ことを特徴とする車両制御装置。 A vehicle control device for cranking and starting an engine by a multiphase AC motor,
A battery deterioration estimation unit that estimates a battery deterioration degree based on battery characteristics when the rotor has a predetermined posture angle after the multiphase AC motor starts rotating;
The vehicle control apparatus characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。 An idle stop availability determination unit that determines whether to allow or prohibit idle stop based on the degree of battery deterioration estimated by the battery deterioration estimation unit;
The vehicle control device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の車両制御装置。 An alternator regeneration enable / disable determination unit that determines whether to permit or prohibit the regeneration control of the alternator based on the battery deterioration degree estimated by the battery deterioration estimation unit;
The vehicle control device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の車両制御装置。 The battery deterioration estimation unit estimates the degree of battery deterioration based on the battery voltage immediately before turning off all the switches of the inverter that adjusts the current flowing to the multiphase AC motor.
The vehicle control device according to claim 1, wherein the vehicle control device is a vehicle control device.
ことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の車両制御装置。 The battery deterioration estimation unit estimates the degree of battery deterioration based on the lowest voltage of the battery that the multiphase AC motor is cranking the engine.
The vehicle control device according to claim 1, wherein the vehicle control device is a vehicle control device.
ことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の車両制御装置。 The battery deterioration estimation unit is based on the battery voltage immediately after the multi-phase AC motor starts rotating and immediately before all the inverter switches are turned off and then all the inverter switches are turned off. , Estimate the degree of battery degradation,
The vehicle control device according to claim 1, wherein the vehicle control device is a vehicle control device.
ことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の車両制御装置。 The battery deterioration estimation unit is a battery voltage after the multi-phase AC motor starts rotating and after all the switches of the inverter are turned off first and then all the switches of the inverter are turned off. And estimating the degree of battery degradation based on the change in current,
The vehicle control device according to claim 1, wherein the vehicle control device is a vehicle control device.
ことを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の車両制御装置。 The battery deterioration estimation unit further estimates the degree of battery deterioration in consideration of the battery temperature.
The vehicle control device according to claim 1, wherein the vehicle control device is a vehicle control device.
ことを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の車両制御装置。 The battery deterioration estimation unit once again determines whether to prohibit the idle stop in consideration of the rise in the battery temperature during vehicle travel, when it is determined that the idle stop prohibition during engine cranking,
The vehicle control device according to any one of claims 1 to 8, wherein
前記多相交流モーターが回転を開始した後、ローターが所定の姿勢角度であるときのバッテリー特性に基づいて、バッテリーの劣化度合を推定するバッテリー劣化推定工程を有する、
ことを特徴とする車両制御方法。 A vehicle control method for cranking and starting an engine by a multiphase AC motor,
A battery deterioration estimation step of estimating a battery deterioration degree based on battery characteristics when the rotor is at a predetermined attitude angle after the multiphase AC motor starts rotating;
The vehicle control method characterized by the above-mentioned.
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