【発明の名称】リチウムイオン電池残容量推定装置 [发明名称]锂离子电池剩余容量推定装置
【要約】 [摘要]
【課題】車両に搭載されたリチウムイオン電池の残容量推定の精度を向上させる。 [课题]提高搭载于车辆的锂离子电池的剩余容量推定的精度。
【解決手段】エンジンスタータ(1)を始動させるリチウムイオン電池(3)の残容量を推定するリチウムイオン電池残容量推定装置は、エンジンスタータが始動してから第1の時間経過時の電圧センサ(SN1)及び電流センサ(SN2)の検出値並びに第1の時間よりも長い第2の時間経過時の電圧センサ及び電流センサの検出値に基づいてリチウムイオン電池の正極及び負極のそれぞれの抵抗値を算出し、正極及び負極の各抵抗値の経年増加からリチウムイオン電池の残容量を推定する制御部(30)を備える。制御部(30)は、前回のエンジンスタータの始動時間が第2の時間よりも短い、又は、前回の残容量推定から所定期間が経過しているとき、エンジンスタータの始動時間が長くなるような条件でリチウムイオン電池によりエンジンスタータを始動させる。 [解决方案]推定使发动机起动器( 1 )起动的锂离子电池( 3 )的剩余容量的锂离子电池剩余容量推定装置基于从发动机起动起动起经过了第1时间时的电压传感器( SN1 )和电流传感器( SN2 )的检测值以及电流传感器的检测值,计算锂离子电池的正极和负极各自的电阻值,具备控制部( 30 ) ,其根据正极及负极的各电阻值的经年增加来推定锂离子电池的剩余容量。控制部( 30 )在上一次的发动机启动器的启动时间比第二时间短或者从上次的剩余容量估计起经过了规定期间时,在发动机启动器的启动时间变长的条件下通过锂离子电池使发动机启动器启动。
【特許請求の範囲】 [权利要求书]
【請求項1】 [权利要求1]
  エンジンスタータを始動させるリチウムイオン電池の残容量を推定するリチウムイオン電池残容量推定装置であって、 一种锂离子电池剩余容量推定装置,其特征在于,其推定使发动机起动装置起动的锂离子电池的剩余容量,包括:
  前記リチウムイオン電池の電圧を検出する電圧センサと、 电压传感器,检测所述锂离子电池的电压,
  前記リチウムイオン電池の電流を検出する電流センサと、 电流传感器,检测所述锂离子电池的电流,
  前記エンジンスタータが始動してから第1の時間経過時の前記電圧センサ及び前記電流センサの検出値並びに前記第1の時間よりも長い第2の時間経過時の前記電圧センサ及び前記電流センサの検出値に基づいて前記リチウムイオン電池の正極及び負極のそれぞれの抵抗値を算出し、前記正極及び負極の各抵抗値の経年増加から前記リチウムイオン電池の残容量を推定する制御部とを備え、 以及控制部,基于从所述发动机启动器启动起经过第一时间时的所述电压传感器以及所述电流传感器的检测值以及所述第一时间长的第二时间经过时的所述电压传感器以及所述电流传感器的检测值,来推断所述锂离子电池的剩余容量,
  前記制御部は、前回の前記エンジンスタータの始動時間が前記第2の時間よりも短い、又は、前回の残容量推定から所定期間が経過しているとき、前記エンジンスタータの始動時間が長くなるような条件で前記リチウムイオン電池により前記エンジンスタータを始動させることを特徴とするリチウムイオン電池残容量推定装置。 所述控制部在上次的所述发动机启动器的启动时间比所述第二时间短或者从上次的剩余容量推定起经过了规定期间时,利用所述锂离子电池使所述发动机启动器启动。
【請求項2】 [权利要求2]
  前記制御部は、前記電圧センサの検出値が前記エンジンスタータを始動させるための基準値よりも低い場合においても前記リチウムイオン電池により前記エンジンスタータを始動させて前記エンジンスタータの始動時間を長くする請求項1に記載のリチウムイオン電池残容量推定装置。 根据权利要求1所述的锂离子电池剩余容量推定装置,其中,在所述电压传感器的检测值比用于使所述发动机起动器起动的基准值低的情况下,所述控制部也通过所述锂离子电池使所述发动机起动器起动而延长所述发动机起动器的起动时间。
【請求項3】 [权利要求3]
  ラジエータの水温を検出する温度センサを備え、 根据权利要求1所述的锂离子电池剩余容量推定装置,其中,具备检测散热器的水温的温度传感器,
  前記制御部は、前記温度センサの検出値が前記エンジンスタータを始動させるための基準値よりも低い場合においても前記リチウムイオン電池により前記エンジンスタータを始動させて前記エンジンスタータの始動時間を長くする請求項1に記載のリチウムイオン電池残容量推定装置。 在所述温度传感器的检测值比用于使所述发动机起动器起动的基准值低的情况下,所述控制部也通过所述锂离子电池使所述发动机起动器起动而延长所述发动机起动器的起动时间。
【請求項4】 [权利要求4]
  前記制御部は、前記エンジンのアイドルストップ後の温間再始動時に前記リチウムイオン電池により前記エンジンスタータを始動させるものであり、更に、前記エンジンの冷間始動時においても前記リチウムイオン電池により前記エンジンスタータを始動させて前記エンジンスタータの始動時間を長くする請求項1に記載のリチウムイオン電池残容量推定装置。 根据权利要求1所述的锂离子电池剩余容量推定装置,其特征在于,所述控制部在所述发动机的怠速停止后的温热再启动时利用所述锂离子电池使所述发动机启动器启动,并且,在所述发动机的冷起动时也通过所述锂离子电池使所述发动机启动器启动,从而延长所述发动机启动器的启动时间。
【請求項5】 [权利要求5]
  前記制御部は、前回の前記エンジンスタータの始動時間が前記第2の時間よりも短く、かつ、前回の残容量推定から所定期間が経過しているとき、前記エンジンスタータとは別のスタータに発電負荷を作用させて前記リチウムイオン電池により前記別のスタータを始動させ、そのときの前記リチウムイオン電池の電圧値及び電流値から前記リチウムイオン電池の残容量を推定する請求項1に記載のリチウムイオン電池残容量推定装置。 根据权利要求1所述的锂离子电池剩余容量推定装置,其特征在于,所述控制部在上次的所述发动机起动器的起动时间比所述第2时间短并且从上次的剩余容量推定起经过了规定期间时,通过所述锂离子电池使所述其他的启动器启动,根据此时的所述锂离子电池的电压值以及电流值来推定所述锂离子电池的剩余容量。
【請求項6】 [权利要求6]
  前記制御部は、前記リチウムイオン電池により前記エンジンスタータを始動させることができない場合、前記リチウムイオン電池により補機を駆動させ、そのときの前記リチウムイオン電池の電圧値及び電流値から前記リチウムイオン電池の残容量を推定する請求項1に記載のリチウムイオン電池残容量推定装置。 根据权利要求1所述的锂离子电池剩余容量推定装置,其中,在无法通过所述锂离子电池使所述发动机起动器起动的情况下,所述控制部通过所述锂离子电池驱动辅机,根据此时的所述锂离子电池的电压值以及电流值来推定所述锂离子电池的剩余容量。
【請求項7】 [权利要求7]
  前記制御部は、前記エンジンの点火タイミングを遅らせて前記エンジンスタータの始動時間を長くする請求項1に記載のリチウムイオン電池残容量推定装置。 根据权利要求1所述的锂离子电池剩余容量推定装置,其中,所述控制部延迟所述发动机的点火正时,延长所述发动机启动器的启动时间。
【発明の詳細な説明】 [发明的详细说明]
【技術分野】 [技术领域]
【0001】 [0001]
  ここに開示された技術は、リチウムイオン電池残容量推定装置に関するものである。 在此公开的技术涉及锂离子电池剩余容量推定装置。
【背景技術】 [背景技术]
【0002】 [0002]
  近年、車両の燃費性能を改善する観点から、車両の減速時に集中的に発電を行うことによってエンジンの負担を軽減する、いわゆる減速回生システムを採用した車両が増えつつある。 近年来,从改善车辆的燃耗性能的观点出发,采用了通过在车辆减速时集中地进行发电来减轻发动机的负担的、所谓的减速再生系统的车辆正在不断增加。
【0003】 [0003]
  減速回生システムを採用した車両では、減速時に発電される大容量の電力を短時間で充電するために、従来から広く使われてきた鉛バッテリとは別に、鉛バッテリよりも急速な充放電が可能なリチウムイオン電池が搭載されることが多い。特性の異なる2種類の蓄電装置を搭載することにより、減速時に発生する電力を無駄なく回収しつつ、十分に大きな充電容量を確保することが可能となる。 在采用减速再生系统的车辆中,为了在短时间内对减速时所发电的大容量的电力进行充电,与以往广泛使用的铅电池不同,大多搭载有能够进行比铅电池更快的充放电的锂离子电池。通过搭载特性不同的两种蓄电装置,能够在不浪费地回收减速时产生的电力的同时,确保足够大的充电容量。
【0004】 [0004]
  特許文献1には、エンジン始動時に2つのタイミングでリチウムイオン電池の電圧及び電流を計測し、それに基づいてリチウムイオン電池の正極及び負荷のそれぞれの劣化を推定する技術が開示されている。 在专利文献1中公开了如下技术:在发动机启动时,在2个时刻测量锂离子电池的电压和电流,并据此推定锂离子电池的正极和负载各自的劣化。
【先行技術文献】 [现有技术文献]
【特許文献】 [专利文献]
【0005】 [0005]
【特許文献1】特開2014-44149号公報 [专利文献1]日本特开2014 - 44149号公报
【発明の概要】 [发明概要]
【発明が解決しようとする課題】 [本发明所要解决的问题]
【0006】 [0006]
  リチウムイオン電池の容量劣化の進行は一定ではないため、短期的に劣化状態を推定する必要がある。更に、リチウムイオン電池は正極と負極とで経年劣化の進み具合が異なるため、それぞれの電極の容量劣化を推定する必要がある。ここで、リチウムイオン電池の正極及び負極の容量劣化を推定するには、リチウムイオン電池が負荷に電力を供給してから2つのタイミングでリチウムイオン電池の電圧及び電流を検出する必要があるが、リチウムイオン電池からできるだけ大きな電流が流れることが好ましい。この点において、リチウムイオン電池によりエンジンスタータを始動させるときにリチウムイオン電池の電圧及び電流を検出することが好ましいが、エンジン始動が早すぎるとリチウムイオン電池の電圧及び電流が検出できないことがある。この場合、リチウムイオン電池の残容量推定が正確にできなくなるおそれがある。 由于锂离子电池的容量劣化的进行不是恒定的,因此需要短期推定劣化状态。进而,锂离子电池在正极和负极中老化的进展情况不同,因此需要推定各个电极的容量劣化。在此,为了推定锂离子电池的正极和负极的容量劣化,需要在锂离子电池向负载供给电力之后在2个时刻检测锂离子电池的电压和电流,但优选从锂离子电池流过尽可能大的电流。在这一点上,优选在利用锂离子电池使发动机起动器起动时检测锂离子电池的电压及电流,但若发动机起动过早,则有时无法检测锂离子电池的电压及电流。在该情况下,有可能无法正确地推定锂离子电池的剩余容量。
【0007】 [0007]
  上記問題に鑑み、ここに開示された技術は、車両に搭載されたリチウムイオン電池の残容量推定の精度を向上させることを課題とする。 鉴于上述问题,在此公开的技术的课题在于提高搭载于车辆的锂离子电池的剩余容量推定的精度。
【課題を解決するための手段】 [用于解决课题的手段]
【0008】 [0008]
  ここに開示された技術は、エンジンスタータを始動させるリチウムイオン電池の残容量を推定するリチウムイオン電池残容量推定装置であって、リチウムイオン電池の電圧を検出する電圧センサと、リチウムイオン電池の電流を検出する電流センサと、エンジンスタータが始動してから第1の時間経過時の電圧センサ及び電流センサの検出値並びに第1の時間よりも長い第2の時間経過時の電圧センサ及び電流センサの検出値に基づいてリチウムイオン電池の正極及び負極のそれぞれの抵抗値を算出し、正極及び負極の各抵抗値の経年増加からリチウムイオン電池の残容量を推定する制御部とを備え、制御部は、前回のエンジンスタータの始動時間が第2の時間よりも短い、又は、前回の残容量推定から所定期間が経過しているとき、エンジンスタータの始動時間が長くなるような条件でリチウムイオン電池によりエンジンスタータを始動させることを特徴とするものである。 在此公开的技术是推定使发动机起动器起动的锂离子电池的剩余容量的锂离子电池剩余容量推定装置,根据检测锂离子电池的电压的电压传感器、检测锂离子电池的电流的电流传感器、以及从发动机启动器启动起经过了第一时间时的电压传感器以及电流传感器的检测值以及比第一时间长的第二时间时的电压传感器以及电流传感器的检测值,计算锂离子电池的正极以及负极各自的电阻值,以及控制部,其根据正极和负极的各电阻值的经年增加来估计锂离子电池的剩余容量,控制部的特征在于,在上次的发动机启动器的启动时间比第二时间短或者从上次的剩余容量推定起经过了规定期间时,在发动机启动器的启动时间变长的条件下通过锂离子电池使发动机启动器启动。
【0009】 [0009]
  この構成によれば、前回のエンジンスタータの始動時間が第2の時間よりも短い、又は、前回の残容量推定から所定期間が経過しているとき、エンジンスタータの始動時間が延ばされることで、エンジンスタータが始動してから第2の時間経過時のリチウムイオン電池の電圧及び電流を検出可能になる。これにより、リチウムイオン電池の残容量を精度よく推定することができる。 根据该结构,在上一次的发动机启动器的启动时间比第二时间短或者从上次的剩余容量估计起经过了规定期间时,通过延长发动机启动器的启动时间,能够检测从发动机启动器启动起经过第二时间时的锂离子电池的电压以及电流。由此,能够高精度地推定锂离子电池的剩余容量。
【0010】 [0010]
  制御部は、電圧センサの検出値がエンジンスタータを始動させるための基準値よりも低い場合においてもリチウムイオン電池によりエンジンスタータを始動させてエンジンスタータの始動時間を長くするものであってもよい。 控制部也可以在电压传感器的检测值比用于使发动机启动器启动的基准值低的情况下也通过锂离子电池使发动机启动器启动来延长发动机启动器的启动时间。
【0011】 [0011]
  また、上記リチウムイオン電池残容量推定装置は、ラジエータの水温を検出する温度センサを備えていてもよく、制御部は、温度センサの検出値がエンジンスタータを始動させるための基準値よりも低い場合においてもリチウムイオン電池によりエンジンスタータを始動させてエンジンスタータの始動時間を長くするものであってもよい。 另外,上述锂离子电池剩余容量推定装置也可以具备检测散热器的水温的温度传感器,控制部也可以在温度传感器的检测值比用于起动发动机启动器的基准值低的情况下也通过锂离子电池使发动机启动器启动来延长发动机启动器的启动时间。
【0012】 [0012]
  また、制御部は、エンジンのアイドルストップ後の温間再始動時にリチウムイオン電池によりエンジンスタータを始動させるものであり、更に、エンジンの冷間始動時においてもリチウムイオン電池によりエンジンスタータを始動させてエンジンスタータの始動時間を長くするものであってもよい。 另外,控制部也可以在发动机的怠速停止后的温热再启动时利用锂离子电池使发动机启动器启动,并且,在发动机的冷启动时也通过锂离子电池使发动机启动器启动来延长发动机启动器的启动时间。
【0013】 [0013]
  また、制御部は、前回のエンジンスタータの始動時間が第2の時間よりも短く、かつ、前回の残容量推定から所定期間が経過しているとき、エンジンスタータとは別のスタータに発電負荷を作用させてリチウムイオン電池により別のスタータを始動させ、そのときのリチウムイオン電池の電圧値及び電流値からリチウムイオン電池の残容量を推定するものであってもよい。 另外,控制部也可以在上一次的发动机启动器的启动时间比第二时间短并且从上次的剩余容量推定起经过了规定期间时,使发电负载作用于与发动机启动器不同的启动器,利用锂离子电池来推断其他的启动器,并根据此时的锂离子电池的电压值以及电流值来推断锂离子电池的剩余容量。
【0014】 [0014]
  また、制御部は、リチウムイオン電池によりエンジンスタータを始動させることができない場合、リチウムイオン電池により補機を駆動させ、そのときのリチウムイオン電池の電圧値及び電流値からリチウムイオン電池の残容量を推定するものであってもよい。 另外,控制部也可以在无法通过锂离子电池使发动机起动器起动的情况下,通过锂离子电池驱动辅机,根据此时的锂离子电池的电压值以及电流值来推定锂离子电池的剩余容量。
【0015】 [0015]
  また、制御部は、エンジンの点火タイミングを遅らせてエンジンスタータの始動時間を長くするものであってもよい。 另外,控制部也可以使发动机的点火正时延迟而延长发动机启动器的启动时间。
【発明の効果】 [发明效果]
【0016】 [0016]
  ここに開示された技術によると、車両に搭載されたリチウムイオン電池の残容量推定の精度を向上させることができる。 根据在此公开的技术,能够提高搭载于车辆的锂离子电池的剩余容量推定的精度。
【図面の簡単な説明】 [附图说明]
【0017】 [0017]
【図1】車両用電源制御装置の電気的構成を示す回路図である。 [图1]是表示车辆用电源控制装置的电气结构的电路图。
【図2】制御系統の接続を示すブロック図である。 [图2]是表示控制系统的连接的框图。
【図3】リチウムイオン電池の等価回路図である。 [图3]是锂离子电池的等效电路图。
【図4】リチウムイオン電池の交流インピーダンス特性を示すナイキスト図である。 [图4]是表示锂离子电池的交流阻抗特性的奈奎斯特图。
【図5】正極及び負極の交流インピーダンス特性を示すナイキスト図である。 [图5]是表示正极和负极的交流阻抗特性的奈奎斯特图。
【図6】正極抵抗及び負極抵抗の経年増加を示すグラフである。 [图6]是表示正极电阻及负极电阻的时效增加的图表。
【図7】正極容量及び負極容量の経年劣化を示すグラフである。 [图7]是表示正极容量及负极容量的经年劣化的图表。
【図8】エンジンの始動時に行われる制御(第1の制御例)の手順を示すフローチャートである。 [图8]是表示在发动机起动时进行的控制(第1控制例)的步骤的流程图。
【図9】エンジンの始動時に行われる制御(第2の制御例)の手順を示すフローチャートである。 [图9]是表示在发动机起动时进行的控制(第2控制例)的步骤的流程图。
【図10】エンジンの始動時に行われる制御(第3の制御例)の手順を示すフローチャートである。 [图10]是表示在发动机起动时进行的控制(第3控制例)的步骤的流程图。
【図11】エンジンの始動時に行われる制御(第4の制御例)の手順を示すフローチャー [图11]表示在发动机起动时进行的控制(第4控制例)的步骤的流程图
トである。 ) 。
【図12】エンジンの始動時に行われる制御(第5の制御例)の手順を示すフローチャートである。 [图12]是表示在发动机起动时进行的控制(第5控制例)的步骤的流程图。
【発明を実施するための形態】 [用于实施发明的方式]
【0018】 [0018]
  以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 以下,基于附图对例示的实施方式进行详细说明。
【0019】 [0019]
  (1)車両の全体構成 ( 1 )车辆的整体结构
  図1は、車両用電源制御装置の電気的構成を示す回路図である。図1に示される車両は、エンジンルームに設けられた図外のガソリンエンジン(以下、単にエンジンともいう)から動力を得て発電するB-ISG(ベルト駆動式インテグレーテッド・スタータ/ジェネレータ)1と、B-ISG1と電気的に接続され、B-ISG1で発電された電力を蓄えるバッテリ2及びリチウムイオン電池(LiB)3と、B-ISG1で発電された電力を降圧するDC/DCコンバータ4と、電力を消費する各種電装品からなる電気負荷5と、エンジンの始動時に駆動されてエンジンをクランキングするスタータ6とを備えている。なお、B-ISG1は請求項にいう「エンジンスタータ」に相当し、スタータ6は請求項にいう「別のスタータ」に相当し、電気負荷5は請求項にいう「補機」に相当する。 图1是表示车辆用电源控制装置的电气结构的电路图。图1所示的车辆与B - ISG (带驱动式集成/发电机) 1和B - ISG1电连接,该B - ISG (带驱动式集成/发电机) 1从设置于发动机室的未图示的汽油发动机(以下,也简称为发动机)得到动力而发电,具备蓄积由B - ISG1发电的电力的电池2及锂离子电池( LiB ) 3 、对由B - ISG1发电的电力进行降压的DC / DC转换器4 、由消耗电力的各种电装件构成的电负载5 、以及在发动机起动时被驱动而使发动机起转的起动机6 。另外, B - ISG1相当于权利要求中所述的“发动机启动器” ,起动机6相当于“其他启动器” ,电负载5相当于“辅机” 。
【0020】 [0020]
  B-ISG1は、プーリベルト(図示省略)を介してエンジンの出力軸と連結されており、エンジンの出力軸と連動して回転するロータを磁界中で回転させることにより発電を行うもので、磁界を発生されるフィールドコイルへの印加電流の増減に応じて最大25Vまでの範囲で発電電力を調節することが可能である。また、B-ISG1には、発電された交流電力を直流電力に変換する整流器(図示省略)が内蔵されている。つまり、B-ISG1で発電された電力は、この整流器で直流に変換された後に各部に送電される。逆に、B-ISG1は、LiB3から電力の供給を受けることでスタータとして動作してエンジンを始動させることができる。 B - ISG1经由滑轮带(省略图示)与发动机的输出轴连结,通过使与发动机的输出轴联动地旋转的转子在磁场中旋转来进行发电,能够根据对产生磁场的场线圈的施加电流的增减来调节最大25V的范围内的发电电力。另外,在B - ISG1中内置有将发电的交流电力变换为直流电力的整流器(省略图示) 。即,由B - ISG1发电的电力在通过该整流器转换为直流之后向各部送电。反之, B - ISG1能够通过从LiB 3接受电力的供给而作为起动机动作而使发动机起动。
【0021】 [0021]
  バッテリ2は、車両用の蓄電装置として一般的な公称電圧12Vの鉛バッテリである。このようなバッテリ2は、化学反応によって電気エネルギを蓄えるものであるため、急速な充放電には不向きであるが、充電容量を確保し易いため、比較的多量の電力を蓄えることができるという特性がある。 电池2是作为车辆用的蓄电装置的一般的标称电压12V的铅电池。这样的电池2由于通过化学反应而蓄积电能,因此不适于急速的充放电,但由于容易确保充电容量,因此具有能够蓄积比较多量的电力的特性。
【0022】 [0022]
  LiB3は、基本単位であるリチウムイオンバッテリセルを複数個連結して大容量化したもので、最大25Vまで充電することが可能である。このようなLiB3は、バッテリ2とは異なり、リチウムイオンの物理的な吸着によって電気を蓄えるものであるため、比較的急速な充放電が可能で、内部抵抗も少ないという特性がある。 LiB 3通过连结多个作为基本单位的锂离子电池单元而大容量化,能够充电至最大25V 。这样的LiB 3与电池2不同,由于通过锂离子的物理吸附来蓄积电力,因此具有能够进行比较快速的充放电、内部电阻也少的特性。
【0023】 [0023]
  DC/DCコンバータ4は、内蔵するスイッチング素子のON/OFF(スイッチング動作)によって電圧を変化させるスイッチング方式のものである。なお、本実施形態において、DC/DCコンバータ4は、B-ISG1又はLiB3の側から電気負荷5又はバッテリ2の側に(つまり図中左側から右側に)供給される電力の電圧をスイッチング動作により降圧する機能を有しているが、これ以外の機能、例えば上記とは反対方向への(つまり図中右側から左側への)電力の供給を許容したり、電圧を昇圧したりする機能は有していない。 DC / DC转换器4是通过内置的开关元件的接通/断开(开关动作)而使电压变化的开关方式。另外,在本实施方式中, DC / DC转换器4具有通过开关动作将从B - ISG1或LiB 3侧(即图中左侧向右侧)供给的电力的电压降压的功能,但不具有允许向除此以外的功能、例如与上述相反方向的(即图中右侧向左侧的)电力的供给、或使电压升压的功能。
【0024】 [0024]
  B-ISG1とLiB3とは給電用の第1ライン7を介して互いに接続されている。第1ライン7からは第2ライン8が分岐しており、この第2ライン8の途中にDC/DCコンバータ4が介設されている。第2ライン8からは第3ライン9が分岐しており、この第3ライン9を介してバッテリ2と第2ライン8とが互いに接続されている。第3ライン9からは第4ライン10が分岐しており、この第4ライン10を介してスタータ6とバッテリ2とが互いに接続されている。 B - ISG1和LiB 3经由供电用的第一线7相互连接。第二线8从第一线7分支,在该第二线8的中途夹设有DC / DC转换器4 。第3管线9从第2管线8分支,电池2和第2管线8经由该第3管线9相互连接。第4管线10从第3管线9分支,起动机6和电池2经由该第4管线10相互连接。
【0025】 [0025]
  第1ライン7における第2ライン8との分岐点からLiB3までの間の部位には、B-ISG1とLiB3との接続を断続するためのLiB遮断リレー12が設けられている。LiB遮断リレー12は、B-ISG1からLiB3への給電を許可するオン状態(閉:接続状態)と、同給電を遮断するオフ状態(開:遮断状態)とに切り替え可能とされている。 在第一线7的从第二线8的分支点到LiB 3之间的部位,设置有用于断续地连接B - ISG1与LiB 3的连接的LiB断路继电器12 。LiB切断继电器12能够在允许从B - ISG1向LiB 3供电的接通状态(闭合:连接状态)和切断该供电的断开状态(断开:断开状态)之间切换。
【0026】 [0026]
  更に、第1ライン7からは第2ライン8と並列にバイパスライン11が分岐しており、このバイパスライン11はDC/DCコンバータ4よりも出力側に位置する第2ライン8の途中部に接続されている。つまり、バイパスライン11は、B-ISG1と電気負荷5とをDC/DCコンバータ4を介さずに接続するとともに、バッテリ2とLiB3とをDC/DCコンバータ4を介さずに接続するものである。これらの接続を断続するために、バイパスライン11にはバイパスリレー13が設けられている。バイパスリレー13は、バイパスライン11を通じた(DC/DCコンバータ4をバイパスした)給電を許可するオン状態(閉:接続状態)と、同給電を遮断するオフ状態(開:遮断状態)とに切り替え可能とされている。 而且,旁通管线11从第一线7与第二线8并联地分支,该旁路线11与位于DC / DC转换器4的输出侧的第二线8的中途部连接。即,旁通线11不经由DC / DC转换器4而连接B - ISG1和电负载5 ,并且不经由DC / DC转换器4地连接电池2和LiB 3 。为了断续这些连接,在旁路线11上设置有旁路继电器13 。旁路继电器13能够切换为允许通过旁路线11 (绕过DC / DC转换器4 )供电的接通状态(闭合:连接状态)和切断该供电的断开状态(开:断开状态) 。
【0027】 [0027]
  電気負荷5には、ドライバによるステアリング操作を電気モータ等の駆動力を用いてアシストする電動式のパワーステアリング機構(以下、EPASと略称する)21の他、エアコン22、オーディオ23等が含まれている。これらEPAS21、エアコン22、オーディオ23等の電気負荷は、DC/DCコンバータ4が設けられた第2ライン8か、又はDC/DCコンバータ4が設けられていないバイパスライン11を介して、第1ライン7と接続されている。 在电负载5中,除了使用电动马达等驱动力辅助驾驶员的转向操作的电动式动力转向机构(以下简称为EPAS ) 21之外,还包括空调22 、音响设备23等。这些EPAS21 、空调22 、音频设备23等的电负载经由设置有DC / DC转换器4的第二线8或未设置DC / DC转换器4的旁路线11与第一线7连接。
【0028】 [0028]
  更に、本実施形態の電気負荷5には、EPAS21等の電気負荷以外に、グロープラグ26も含まれている。グロープラグ26は、エンジン(本実施形態ではガソリンエンジン)の冷間始動時に通電加熱によりエンジンの燃焼室を温めるためのヒータである。グロープラグ26は、スタータ6と並列にバッテリ2に接続されているが、PTCヒータ25は、通電加熱により室内を暖房するためのヒータであり、最大25Vでも安定して作動するので、DC/DCコンバータ4に対してB-ISG1及びLiB3側に配置されている。 并且,在本实施方式的电负载5中,除了EPAS21等电负载以外,还包含电热塞26 。电热塞26是用于在发动机(在本实施方式中为汽油发动机)的冷起动时通过通电加热来加热发动机的燃烧室的加热器。电热塞26与起动机6并联连接于电池2 ,但PTC加热器25是用于通过通电加热对室内进行制热的加热器,在最大25V也稳定地工作,因此相对于DC / DC转换器4而配置于B - ISG1及LiB 3侧。
【0029】 [0029]
  (2)制御系統 ( 2 )控制系统
  図2は、制御系統の接続を示すブロック図である。本図に示すように、上述したB-ISG1、DC/DCコンバータ4、スタータ6、LiB遮断リレー12、バイパスリレー13、電気負荷5(EPAS21、エアコン22、オーディオ23、…)等の部品は、各種信号線を介してコントローラ30と接続されており、コントローラ30からの指令に基づき制御される。コントローラ30は、従来周知のCPU、ROM、RAM等からなるマイクロコンピュータであり、請求項にいう「制御部」に相当するものである。 图2是表示控制系统的连接的框图。如该图所示,上述的B - ISG1 、 DC / DC转换器4 、起动机6 、 LiB断路继电器12 、旁路继电器13 、电负载5 ( EPAS21 、空调22 、音响23 、 … )等部件经由各种信号线与控制器30连接,根据来自控制器30的指令进行控制。控制器30是由以往公知的CPU 、 ROM 、 RAM等构成的微型计算机,相当于权利要求中所述的“控制部” 。
【0030】 [0030]
  また、コントローラ30は、車両に設けられた各種センサ類と信号線を介して接続されている。具体的に、本実施形態の車両には、電圧センサSN1、電流センサSN2、スタートスイッチセンサSN3、及び温度センサSN4等が設けられており、これらのセンサ類により検出された情報がコントローラ30に逐次入力されるようになっている。 另外,控制器30经由信号线与设置于车辆的各种传感器类连接。具体而言,在本实施方式的车辆中设置有电压传感器SN1 、电流传感器SN2 、启动开关传感器SN3以及温度传感器SN4等,由这些传感器类检测出的信息被依次输入到控制器30 。
【0031】 [0031]
  電圧センサSN1は、図1にも示すように、LiB3の電圧を検出するセンサである。 如图1所示,电压传感器SN1是检测LiB 3的电压的传感器。
【0032】 [0032]
  電流センサSN2は、図1にも示すように、LiB3の電流を検出するセンサである。 如图1所示,电流传感器SN2是检测LiB 3的电流的传感器。
【0033】 [0033]
  スタートスイッチセンサSN3は、エンジンを始動又は停止する際にドライバにより操作される図外のイグニッションキーがエンジン始動位置に操作されたことを検出するセンサである。 开始开关传感器SN3是检测在起动或停止发动机时由驾驶员操作的未图示的点火钥匙被操作到发动机起动位置的传感器。
【0034】 [0034]
  温度センサSN4は、図外のラジエータの水温を検出するセンサである。 温度传感器SN4是检测图外的散热器的水温的传感器。
【0035】 [0035]
  コントローラ30は、各センサ類SN1~SN4からの入力情報に基づいて、B-ISG1による電力発電量及びスタータとしての動作、DC/DCコンバータ4による降圧動作、電気負荷5及びスタータ6の駆動/停止、リレー12,13のオン/オフ操作等を制御するとともに、LiB3の残容量を推定する。 控制器30基于来自各传感器类SN1 ~ SN4的输入信息,控制基于B - ISG1的电力发电量以及作为启动器的动作、 DC / DC转换器4的降压动作、电负载5以及启动器6的驱动/停止、继电器12 、 13的接通/断开操作等,并且估计LiB 3的剩余容量。
【0036】 [0036]
  (3)リチウムイオン電池の残容量推定 ( 3 )锂离子电池的剩余容量推定
  次に、リチウムイオン電池一般の残容量の推定方法について説明する。図3は、リチウムイオン電池の等価回路図である。このように、リチウムイオン電池において、正極、負極、表面皮膜(SEI:Solid Electrolyte Interface)などは、それぞれ、R-CPE(Constant Phase Element)並列回路で表すことができ、これらR-CPE並列回路は直列接続されている。 接着,对锂离子电池一般的剩余容量的推定方法进行说明。图3是锂离子电池的等效电路图。这样,在锂离子电池中,正极、负极、表面被膜( SEI : Solid Electrolyte Interface )等可以分别由R - CPE ( Constant Phase Element )并联电路表示,这些R - CPE并联电路串联连接。
【0037】 [0037]
  リチウムイオン電池の電池内部状態は交流インピーダンス法により解析することができる。図4は、リチウムイオン電池の交流インピーダンス特性を示すナイキスト図である。図4の交流インピーダンス特性には、図3の等価回路における正極、負極、SEIの各R-CPE並列回路の交流インピーダンス特性が含まれている。したがって、図4の交流インピーダンス特性を図3の等価回路に同定し、その結果を正極及び負極別に解析すると正極及び負極の交流インピーダンス特性が得られる。 锂离子电池的电池内部状态可以通过交流阻抗法进行分析。图4是表示锂离子电池的交流阻抗特性的奈奎斯特图。在图4的交流阻抗特性中,包含图3的等效电路中的正极、负极、 SEI的各R - CPE并联电路的交流阻抗特性。因此,将图4的交流阻抗特性鉴定为图3的等效电路,将其结果按正极和负极进行分析,得到正极和负极的交流阻抗特性。
【0038】 [0038]
  図5は、正極及び負極の交流インピーダンス特性を示すナイキスト図である。図5に示すように、正極及び負極のいずれも交流インピーダンス特性は半円状の曲線で表される。ここで、正極及び負極はそれぞれ固有の頂点周波数fca及びfanを有し、これら頂点周波数はリチウムイオン電池が経年劣化しても一定である。したがって、リチウムイオン電池が負荷に電力供給を開始してから時間T1=1/fca経過時のリチウムイオン電池の電圧及び電流から正極抵抗を計算することができ、時間T2=1/fan経過時のリチウムイオン電池の電圧及び電流から負極抵抗を計算することができる。時間T1は請求項にいう「第1の時間」に相当し、時間T2は請求項にいう「第2の時間」に相当する。以下、抵抗を測定すると言うことがあるが、それは電圧及び電流から抵抗を計算するということを意味する。 图5是表示正极和负极的交流阻抗特性的奈奎斯特图。如图5所示,正极及负极的交流阻抗特性均由半圆状的曲线表示。在此,正极及负极分别具有固有的顶点频率fca及fan ,这些顶点频率即使锂离子电池经年劣化也是恒定的。因此,能够根据锂离子电池开始向负载供给电力起经过时间T1 = 1 / fca时的锂离子电池的电压以及电流来计算正极电阻,能够根据经过时间T2 = 1 / fan时的锂离子电池的电压以及电流来计算负极电阻。时间T1相当于权利要求中所述的“第一时间” ,时间T2相当于权利要求中所述的“第二时间” 。以下,有时称为测定电阻,这意味着根据电压及电流来计算电阻。
【0039】 [0039]
  正極抵抗及び負極抵抗は経年増加し、リチウムイオン電池の容量劣化の原因となる。正極抵抗及び負極抵抗の経年増加率は、これまでの測定値から計算することができる。図6は、正極抵抗及び負極抵抗の経年増加を示すグラフである。図6のグラフは、最初に測定した正極抵抗及び負極抵抗を初期値(原点)として、以後測定した正極抵抗及び負極抵抗を初期値に対する相対値としてプロットしたものである。このように、過去の複数時点において測定した正極抵抗及び負極抵抗について重回帰分析を行うことで、正極抵抗及び負極抵抗の経年増加率を計算することができる。なお、前回の測定値と今回の測定値から正極抵抗及び負極抵抗の経年増加率を計算することもできる。 正极电阻和负极电阻随时间增加,成为锂离子电池的容量劣化的原因。正极电阻及负极电阻的经年增加率能够根据迄今为止的测定值来计算。图6是表示正极电阻及负极电阻的时效增加的曲线图。图6的曲线图是将最初测定的正极电阻和负极电阻作为初始值(原点) ,将以后测定的正极电阻和负极电阻作为相对于初始值的相对值来绘制的图。这样,通过对在过去的多个时刻测量的正极电阻和负极电阻进行多元回归分析,能够计算正极电阻和负极电阻的时效增加率。另外,也可以根据上次的测定值和本次的测定值计算正极电阻和负极电阻的时效增加率。
【0040】 [0040]
  初期(新品)状態のリチウムイオン電池の残容量をSOH(0)、容量維持率をηとすると、リチウムイオン電池の残容量SOHは、 若将初期(新品)状态的锂离子电池的剩余容量设为SOH ( 0 ) ,将容量维持率设为η ,则锂离子电池的剩余容量SOH ,
  SOH=η×SOH(0)    (1) SOH = η × SOH ( 0 ) ( 1 ) )
と表される。すなわち、リチウムイオン電池の容量劣化は容量維持率ηの減少として捉えることができる。容量維持率ηは、正極及び負極の容量維持率の初期値及び正極抵抗及び負極抵抗の経年増加率から推定することができる。いま、正極及び負極の容量維持率の初期値をηca(0)及びηan(0)、正極及び負極の経年増加率を容量減少率に変換する関数(時間tを引数とする関数)をfca(t)及びfan(t)とすると、リチウムイオン電池の正極及び負極の容量維持率ηca及びηanは、 ) 。即,能够将锂离子电池的容量劣化视为容量维持率η的减少。容量维持率η可以根据正极及负极的容量维持率的初始值及正极电阻及负极电阻的经年增加率来推定。现在,若将正极及负极的容量维持率的初始值设为η ca ( 0 )及η an ( 0 ) ,将正极及负极的经年增加率转换为容量减少率的函数(以时间t为自变量的函数)为fca ( t )及fan ( t ) ,则锂离子电池的正极及负极的容量维持率η ca及η an ,
  ηca=fca(t)+ηca(0)    (2) η ca = fca ( t ) + η ca ( 0 ) ( 2 ) )
  ηan=fan(t)+ηan(0)    (3) η an = fan ( t ) + η an ( 0 ) ( 3 ) )
と表される。 ) 。
【0041】 [0041]
  図7は、正極容量及び負極容量の経年劣化を示すグラフである。一般に、リチウムイオン電池は正極リッチ又は負極リッチのいずれかで製造されていると考えられるため、正極及び負極の容量維持率の初期値ηca(0)及びηan(0)は互いに異なる。また、リチウムイオン電池の正極及び負極の容量維持率は、(2)式及び(3)式に従って互いに独立に経年劣化する。よって、正極及び負極の容量維持率の経年変化を表す2本の直線を引くと、図7に示すように、リチウムイオン電池の使用開始から所定期間が経過した時刻Pで2本の直線が交差することがある。 图7是表示正极容量及负极容量的经年劣化的图表。一般认为锂离子电池由正极浓或负极浓的任一种制造,因此正极和负极的容量维持率的初始值η ca ( 0 )和η an ( 0 )互不相同。另外,锂离子电池的正极和负极的容量维持率根据( 2 )式和( 3 )式相互独立地老化。因此,若画出表示正极和负极的容量维持率的时效变化的两条直线,则如图7所示,在从锂离子电池的使用开始经过了规定期间的时刻P ,两条直线有时会交叉。
【0042】 [0042]
  リチウムイオン電池全体の容量維持率は、正極の容量維持率及び負極の容量維持率のうちの低い方に制限される。したがって、図7の例では、(1)式におけるリチウムイオン電池全体の容量維持率ηは、使用開始から時刻Pまではη=ηanであり、時刻P以降はη=ηcaとなる。すなわち、図7の例では、リチウムイオン電池の容量劣化は、使用開始から時刻Pまでは負極容量の劣化が支配的であり、時刻P以降は正極容量の劣化が支配的となる。 锂离子电池整体的容量维持率被限制为正极的容量维持率和负极的容量维持率中的较低一方。因此,在图7的例子中, ( 1 )式中的锂离子电池整体的容量维持率η从使用开始到时刻P为η = η an ,在时刻P以后为η = η ca 。即,在图7的例子中,锂离子电池的容量劣化在从使用开始到时刻P为止负极容量的劣化是支配性的,在时刻P以后正极容量的劣化是支配性的。
【0043】 [0043]
  (4)リチウムイオン電池残容量推定装置によるLiB3の残容量推定 ( 4 )基于锂离子电池剩余容量推定装置的LiB 3的剩余容量估计
  次に、本実施形態のリチウムイオン電池残容量推定装置によるLiB3の残容量推定について詳しく説明する。図2のコントローラ30、電圧センサSN1、電流センサSN2、温度センサSN4からなる部分が本実施形態のリチウムイオン電池残容量推定装置に相当する。 接着,对本实施方式的锂离子电池剩余容量推定装置的LiB 3的剩余容量估计进行详细说明。由图2的控制器30 、电压传感器SN1 、电流传感器SN2 、温度传感器SN4构成的部分相当于本实施方式的锂离子电池剩余容量推定装置。
【0044】 [0044]
  本実施形態のリチウムイオン電池残容量推定装置において、コントローラ30は、上記方法に従ってLiB3の残容量を推定する。更に、コントローラ30は、LiB3の残容量を推定してLiB3の容量劣化がカタログスペック以上に進行していると判断した場合、LiB3の異常を判定することもできる。具体的には、リチウムイオン電池製品ではカタログ値として残容量と開回路電圧とを対応付けた特性が公表されている。コントローラ30は、上記方法に従って算出したLiB3の残容量が上記特性から得られる残容量よりも所定値以上又は所定割合以上低ければ、LiB3の異常を判定することができる。 在本实施方式的锂离子电池剩余容量推定装置中,控制器30按照上述方法估计LiB 3的剩余容量。此外,当控制器30估计LiB单元3的剩余容量以确定LiB 3的容量劣化进展到局部日志规格或更高时,可以确定LiB 3的异常。具体而言,在锂离子电池产品中,作为商品目录值公布了将剩余容量和开路电压对应起来的特性。如果按照上述方法计算出的LiB单元3的剩余容量等于或大于从上述特性获得的剩余容量的预定值或更多,则控制器30可以确定LiB 3的异常。
【0045】 [0045]
  上記方法に従ってLiB3の残容量を推定するにはLiB3の正極抵抗及び負極抵抗を測定する必要があるが、これら抵抗を精度よく測定するにはLiB3が大電流を出力するタイミングでLiB3の電圧及び電流を検出することが好ましい。したがって、エンジンの始動時、すなわち、LiB3によりB-ISG1を始動させるタイミングでLiB3の電圧及び電流を検出することが好ましい。 为了根据上述方法估计LiB单元3的剩余容量,需要测量LiB单元3的正极电阻和负极电阻,但是优选地,在LiB单元3输出大电流的时刻检测LiB单元3的电压和电流。因此,优选在发动机起动时、即通过LiB 3起动B - ISG1的时刻检测LiB 3的电压和电流。
【0046】 [0046]
  更に、LiB3がB-ISG1に電力供給を開始してから時間T1(例えば、0.1秒)経過時及び時間T2(例えば、0.5秒)経過時の両時点でのLiB3の電圧及び電流を検出する必要があるが、エンジンの始動が早いと、時間T2経過前にLiB3からB-ISG1への電力供給が終了してしまい、B-ISG1が始動中の時間T2経過時のLiB3の電圧及び電流が検出できなくなる。上述したように、本実施形態のリチウムイオン電池残容量推定装置は、過去の複数時点において測定した正極抵抗及び負極抵抗について重回帰分析を行うことで、正極抵抗及び負極抵抗の経年増加率を計算するため、時間T2経過時のLiB3の電圧及び電流が検出できない事態が所定期間以上続くと、LiB3の残容量推定精度が低下するおそれがある。そこで、そのような事態が所定期間以上続く場合には、コントローラ30は、次回、B-ISG1の始動時間が長くなるような条件でLiB3によりB-ISG1を始動させるようにするか、又は、LiB3によりB-ISG1以外の負荷、例えば、電気負荷5を駆動させるようにして、時間T2経過時のLiB3の電圧及び電流の検出を可能にする。以下、コントローラ30による制御例を説明する。 而且,在LiB 3开始向B - ISG1供电之后经过时间T1 (例如, 0.1秒)时以及经过时间T2 (例如0.5秒)时的两时刻的LiB 3的电压以及电流结束,在经过时间T2之前从LiB 3向B - ISG1的电力供给结束,不能检测出B - ISG1经过时间T2时的LiB 3的电压以及电流。如上所述,本实施方式的锂离子电池剩余容量推定装置通过对在过去的多个时刻测量出的正极电阻以及负极电阻进行多元回归分析,从而如果经过规定期间以上的时间T2经过时的LiB 3的电压以及电流的情况持续规定期间以上,则LiB 3的剩余容量估计精度有可能降低。因此,在这样的事态持续规定期间以上的情况下,控制器30在下次、 B - ISG1的起动时间变长的条件下通过LiB 3起动B - ISG1 ,或者通过LiB 3驱动B - ISG1以外的负载、例如电负载5 ,能够检测经过时间T2时的LiB 3的电压以及电流。以下,说明控制器30的控制例。
【0047】 [0047]
  ≪第1の制御例≫ 《第一控制例》
  図8は、エンジンの始動時にコントローラ30により行われる制御(第1の制御例)の手順を示すフローチャートである。 图8是表示在发动机起动时由控制器30进行的控制(第1控制例)的步骤的流程图。
【0048】 [0048]
  ステップS1でイグニッションスイッチがオン操作されると、ステップS2で、電圧センサSN1及び電流センサSN2は、LiB3の電圧V及び電流Iの検出を開始し、温度センサSN4は、温度(ラジエータの水温)Tの検出を開始する。 当在步骤S1中点火开关被接通操作时,在步骤S2中,电压传感器SN1和电流传感器SN2开始检测LiB 3的电压V和电流I ,并且温度传感器SN4开始检测温度(散热器水温) T 。
【0049】 [0049]
  コントローラ30は、ステップS3で、スタートスイッチセンサSN3からの入力情報に基づいて、スタートスイッチがオン操作されたか否か(つまりドライバがエンジンを始動させる操作を行ったか否か)を判定する。その結果、NOの場合、ステップS2に戻り、電圧センサSN1、電流センサSN2、温度センサSN4が電圧V、電流I、温度Tの検出を継続する。一方、YESの場合、ステップS4に進む。 在步骤S3中,控制器30基于来自开始开关传感器SN3的输入信息,判定启动开关是否被接通操作(即驾驶员是否进行了使发动机启动的操作) 。其结果,在否的情况下,返回步骤S2 ,电压传感器SN1 、电流传感器SN2 、温度传感器SN4继续进行电压V 、电流I 、温度T的检测。另一方面,在是的情况下,进入步骤S4 。
【0050】 [0050]
  コントローラ30は、ステップS4で、前回のB-ISG1の始動時間が時間T2よりも短い、又は、前回のLiB3の残容量推定から所定期間が経過しているか否かを判定する。前回のB-ISG1の始動時間が時間T2よりも短いということは、前回のエンジン始動時にLiB3の残容量推定ができなかった、あるいは、後述するように、B-ISG1よりも消費電流の少ない電気負荷5をLiB3で駆動したときのLiB3の電圧及び電流からLiB3の残容量推定が行われたことを意味する。 控制器30在步骤S4中判定上一次的B - ISG1的启动时间是否比时间T2短,或者从上次的LiB 3的剩余容量推定起是否经过了规定期间。上次的B - ISG1的启动时间比时间T2短意味着在上次的发动机启动时不能进行LiB 3的剩余容量推定,或者如后所述,由LiB 3驱动消耗电流比B - ISG1少的电负载5时的LiB 3的电压以及电流进行LiB 3的剩余容量推定。
【0051】 [0051]
  ステップS4でNOの場合、ステップS5で、コントローラ30は、LiB3の電圧V(電圧センサSN1の検出値)と基準値Vaとを比較する。そして、V>Vaの場合(ステップS5でYES)、ステップS6で、コントローラ30は、LiB3によりB-ISG1を始動させる。LiB3の電圧が低すぎるとLiB3によりB-ISG1を始動させることができないため、このようにLiB3によるB-ISG1始動の基準となる基準値Vaを設けている。一方、V≦Vaの場合(ステップS5でNO)、コントローラ30は、LiB3によりB-ISG1を始動させることができないと判断して、ステップS7で、バッテリ2によりスタータ6を始動させる。 在步骤S4中为“否”的情况下,在步骤S5中,控制器30将LiB 3的电压V (电压传感器SN1的检测值)与基准值Va进行比较。然后,在V > Va的情况下(在步骤S5中为“是” ) ,在步骤S6中,控制器30通过LiB 3启动B - ISG1 。当LiB单元3的电压太低时,不能通过LiB 3起动B - ISG1 ,因此,设置用作基于LiB 3的B - ISG1起动的基准的基准值Va 。另一方面,在V ≤ Va的情况下(在步骤S5中为“否” ) ,控制器30判断为不能通过LiB 3起动B - ISG1 ,在步骤S7中,通过电池2使起动机6起动。
【0052】 [0052]
  一方、ステップS4でYESの場合、ステップS8で、コントローラ30は、LiB3の電圧V(電圧センサSN1の検出値)と別の基準値Vbとを比較する。ここで、基準値Vbは基準値Vaよりも低く設定されている。そして、V>Vbの場合(ステップS8でYES)、ステップS6で、コントローラ30は、LiB3によりB-ISG1を始動させる。すなわち、LiB3によるB-ISG1始動の基準を緩和して、LiB3の電圧Vが多少低くてもLiB3によりB-ISG1を始動させる。一方、V≦Vbの場合(ステップS8でNO)、コントローラ30は、緩和基準を適用してもLiB3によりB-ISG1を始動させることができないと判断して、ステップS7で、バッテリ2によりスタータ6を始動させる。 另一方面,在步骤S4中为“是”的情况下,在步骤S8中,控制器30将LiB 3的电压V (电压传感器SN1的检测值)与其他基准值Vb进行比较。在此,基准值Vb被设定为比基准值Va低。然后,在V > Vb的情况下(在步骤S8中为“是” ) ,在步骤S6中,控制器30通过LiB 3启动B - ISG1 。即,除了LiB 3的B - ISG1起动的基准,即使LiB 3的电压V稍微降低,也通过LiB 3起动B - ISG1 。另一方面,在V ≤ Vb的情况下(在步骤S8中为“否” ) ,控制器30判断为即使应用缓和基准也不能通过LiB 3起动B - ISG1 ,在步骤S7中,通过电池2使起动机6起动。
【0053】 [0053]
  ステップS6で、LiB3によりB-ISG1を始動させると、ステップS9で、コントローラ30は、B-ISG1の始動時間がT2以上であるか否かを判定する。B-ISG1の始動時間がT2以上である場合(S9でYES)、ステップS10で、コントローラ30は、電圧センサSN1及び電流センサSN2から、LiB3がB-ISG1に電力供給を開始してから時間T1経過時のLiB3の電圧V及び電流Iの検出値、並びに時間T2経過時のLiB3の電圧V及び電流Iの検出値を取得する。 在步骤S6中,当通过LiB 3起动B - ISG1时,在步骤S9中,控制器30判定B - ISG1的起动时间是否为T2以上。在B - ISG1的起动时间为T2以上的情况下( S9 :是) ,在步骤S10中,控制器30从电压传感器SN1及电流传感器SN2取得从LiB 3开始向B - ISG1供给电力起经过时间T1时的LiB 3的电压V以及电流I的检测值。
【0054】 [0054]
  一方、LiB3によりB-ISG1を始動できずに、ステップS7で、バッテリ2によりスタータ6を始動させた場合、又は、LiB3によりB-ISG1を始動させても始動時間が短くて、ステップS9で、B-ISG1の始動時間がT2に満たなかった場合(ステップS9でNO)、ステップS11で、コントローラ30は、LiB3の電力をDC/DCコンバータ4を介して電気負荷5に供給し、LiB3により電気負荷5を駆動させる。LiB3により電気負荷5を駆動させるときのLiB3の電流はB-ISG1を始動させる場合に比べて小さいが、LiB3が負荷に電力を供給する際のLiB3の電圧及び電流が検出可能になる。そこで、ステップS12で、コントローラ30は、電圧センサSN1及び電流センサSN2から、LiB3が電気負荷5に電力供給を開始してから時間T1経過時のLiB3の電圧V及び電流Iの検出値、並びに時間T2経過時のLiB3の電圧V及び電流Iの検出値を取得する。 另一方面,不能通过LiB 3起动B - ISG1 ,在步骤S7中,在通过电池2使起动机6起动的情况下,或者通过LiB 3起动B - ISG1 ,起动时间短,在步骤S9中,控制器30经由DC / DC转换器4向电负载5供给LiB 3的电力,通过LiB单元3驱动电负载5 。当通过LiB 3驱动电负载5时, LiB 3的电流小于使B - ISG1起动的情况,但是当LiB单元3向负载供给电力时能够检测LiB单元3的电压和电流。因此,在步骤S12中,控制器30从电压传感器SN1及电流传感器SN2取得从LiB 3开始向电负载5供给电力起经过时间T1时的LiB 3的电压V以及电流I的检测值、以及经过时间T2时的LiB 3的电压V以及电流I的检测值。
【0055】 [0055]
  ステップS13で、コントローラ30は、ステップS10又はステップS12で取得したLiB3の電圧V及び電流Iに基づいてLiB3の正極及び負極のそれぞれの抵抗値を算出し、正極及び負極の各抵抗値の経年増加からLiB3の残容量を推定する。LiB3の残容量が推定できると、コントローラ30は、LiB3の異常判定を行ってドライバに通知することができる。 在步骤S13中,控制器30基于在步骤S10或步骤S12中获取的LiB单元3的电压V和电流I来计算LiB单元3的正极和负极中的每一个的电阻值,并且根据正极和负极的电阻值的长期增加来估计LiB单元3的剩余容量。当能够估计LiB单元3的剩余容量时,控制器30可以通过执行LiB单元3的异常确定来通知驾驶员。
【0056】 [0056]
  ≪第2の制御例≫ 《第2控制例》
  図9は、エンジンの始動時にコントローラ30により行われる制御(第2の制御例)の手順を示すフローチャートである。以下、第1の制御例と同じ点については説明を省略し、第1の制御例と異なる点について説明する。 图9是表示在发动机起动时由控制器30进行的控制(第2控制例)的步骤的流程图。以下,对与第一控制例相同的点省略说明,对与第一控制例不同的点进行说明。
【0057】 [0057]
  第1の制御例では、B-ISG1及びスタータ6のいずれでエンジンを始動させるのかをLiB3の電圧に基づいて決定するが、第2の制御例では、ラジエータの水温に基づいて決定する。すなわち、第2の制御例は、第1の制御例のステップS5及びステップS8をステップS15及びステップS18に置き換えたものである。 在第一控制例中,根据LiB 3的电压来决定使发动机在B - ISG1以及起动机6中的哪一个起动,但在第二控制例中,基于散热器的水温来决定。即,第二控制例是将第一控制例的步骤S5以及步骤S8置换为步骤S15以及步骤S18的例子。
【0058】 [0058]
  ステップS1からステップS4までは第1の制御例と同じである。ステップS4でNOの場合、ステップS15で、コントローラ30は、ラジエータの水温T(温度センサSN4の検出値)と基準値Taとを比較する。そして、T>Taの場合(ステップS15でYES)、ステップS6で、コントローラ30は、LiB3によりB-ISG1を始動させる。エンジン温度が低すぎる場合にB-ISG1を始動させるとB-ISG1のベルト滑りが発生して好ましくないため、このようにLiB3によるB-ISG1始動の基準となる基準値Taを設けている。一方、T≦Taの場合(ステップS15でNO)、コントローラ30は、LiB3によりB-ISG1を始動させることができないと判断して、ステップS7で、バッテリ2によりスタータ6を始動させる。 从步骤S1到步骤S4与第一控制例相同。在步骤S4中为“否”的情况下,在步骤S15中,控制器30对散热器的水温T (温度传感器SN4的检测值)与基准值Ta进行比较。然后,在T > Ta的情况下(在步骤S15中为“是” ) ,在步骤S6中,控制器30通过LiB 3启动B - ISG1 。若在发动机温度过低的情况下使B - ISG1起动,则发生B - ISG1的带打滑,因此不优选,因此,这样设置成为基于LiB 3的B - ISG1起动的基准的基准值Ta 。另一方面,在T ≤ Ta的情况下(在步骤S15中为“否” ) ,控制器30判断为不能通过LiB 3起动B - ISG1 ,在步骤S7中,通过电池2使起动机6起动。
【0059】 [0059]
  一方、ステップS4でYESの場合、ステップS18で、コントローラ30は、ラジエータの水温T(温度センサSN4の検出値)と別の基準値Tbとを比較する。ここで、基準値Tbは基準値Taよりも低く設定されている。そして、T>Tbの場合(ステップS18でYES)、ステップS6で、コントローラ30は、LiB3によりB-ISG1を始動させる。すなわち、LiB3によるB-ISG1始動の基準を緩和して、エンジン温度が多少低くてもLiB3によりB-ISG1を始動させる。一方、T≦Tbの場合(ステップS18でNO)、コントローラ30は、緩和基準を適用してもLiB3によりB-ISG1を始動させることができないと判断して、ステップS7で、バッテリ2によりスタータ6を始動させる。以後のステップS9からステップS13は第1の制御例と同じである。 另一方面,在步骤S4中为“是”的情况下,在步骤S18中,控制器30对散热器的水温T (温度传感器SN4的检测值)与其他基准值Tb进行比较。在此,基准值Tb被设定为比基准值Ta低。然后,在T > Tb的情况下(在步骤S18中为“是” ) ,在步骤S6中,控制器30通过LiB 3启动B - ISG1 。即,利用LiB 3的B - ISG1起动的基准,即使发动机温度稍微低,也通过LiB 3起动B - ISG1 。另一方面,在T ≤ Tb的情况下(在步骤S18中为“否” ) ,控制器30判断为即使应用缓和基准也不能通过LiB 3起动B - ISG1 ,在步骤S7中,通过电池2使起动机6起动。以后的步骤S9到步骤S13与第一控制例相同。
【0060】 [0060]
  ≪第3の制御例≫ 《第3控制例》
  図10は、エンジンの始動時にコントローラ30により行われる制御(第3の制御例)の手順を示すフローチャートである。以下、第1の制御例と同じ点については説明を省略し、第1の制御例と異なる点について説明する。 图10是表示在发动机起动时由控制器30进行的控制(第3控制例)的步骤的流程图。以下,对与第一控制例相同的点省略说明,对与第一控制例不同的点进行说明。
【0061】 [0061]
  車両によってはエンジンのアイドルストップ後の温間再始動にB-ISG1を使用することがある。第3の制御例は、そのようなアイドルストップ後の温間再始動にB-ISG1を使用する車両に適用可能な制御例である。第3の制御例は、第1の制御例のステップS8を省略し、ステップS5をステップS25に置き換え、更に、ステップS21を新たに設けたものである。 根据车辆的不同,有时在发动机的怠速停止后的温热再启动中使用B - ISG1 。第三控制例是能够适用于这样的怠速停止后的暖再启动中使用B - ISG1的车辆的控制例。第三控制例省略了第一控制例的步骤S8 ,将步骤S5置换为步骤S25 ,进而重新设置步骤S21 。
【0062】 [0062]
  ステップS1からステップS4は第1の制御例と同じである。また、ステップS1でのイグニッションのオン操作とは別に、ステップS21で、アイドルストップ後の温間再始動が指示されると、ステップS6で、コントローラ30は、LiB3によりB-ISG1を始動させる。 步骤S1至步骤S4与第一控制例相同。另外,与步骤S1中的点火装置的接通操作不同,若在步骤S21中指示怠速停止后的温热再起动,则在步骤S6中,控制器30通过LiB 3起动B - ISG1 。
【0063】 [0063]
  ステップS4でNOの場合、ステップS25で、コントローラ30は、エンジンの冷間始動か否かを判定する。もし冷間始動であれば(ステップS25でYES)、ステップS7で、コントローラ30は、バッテリ2によりスタータ6を始動させてエンジンを始動させる。一方、もし冷間始動でなければ(ステップS25でNO)、ステップS6で、コントローラ30は、LiB3によりB-ISG1を始動させてエンジンを始動させる。 在步骤S4中为“否”的情况下,在步骤S25中,控制器30判定是否为发动机的冷起动。如果是冷起动(在步骤S25中为“是” ) ,则在步骤S7中,控制器30通过电池2使起动机6起动而使发动机起动。另一方面,如果不是冷起动(在步骤S25中为“否” ) ,则在步骤S6中,控制器30通过LiB 3起动B - ISG1而使发动机起动。
【0064】 [0064]
  一方、ステップS4でYESの場合、コントローラ30は、エンジンの冷間始動か否かを判定することなく、ステップS6で、LiB3によりB-ISG1を始動させてエンジンを始動させる。すなわち、たとえ冷間始動であったとしても、バッテリ2によりスタータ6を始動させずに、LiB3によりB-ISG1を始動させてエンジンを始動させる。以後のステップS9からステップS13は第1の制御例と同じである。 另一方面,在步骤S4中为“是”的情况下,控制器30不判定是否为发动机的冷起动,在步骤S6中,通过LiB 3起动B - ISG1而使发动机起动。即,即使是冷起动,也不通过电池2使起动机6起动,通过LiB 3起动B - ISG1而使发动机起动。以后的步骤S9到步骤S13与第一控制例相同。
【0065】 [0065]
  ≪第4の制御例≫ 《第四控制例》
  図11は、エンジンの始動時にコントローラ30により行われる制御(第4の制御例)の手順を示すフローチャートである。以下、第1の制御例と同じ点については説明を省略し、第1の制御例と異なる点について説明する。 图11是表示在发动机起动时由控制器30进行的控制(第4控制例)的步骤的流程图。以下,对与第一控制例相同的点省略说明,对与第一控制例不同的点进行说明。
【0066】 [0066]
  LiB3は、B-ISG1を始動させるだけではなく、DC/DCコンバータ4を介してスタータ6に電力を供給してスタータ6を始動させることもできる。そこで、第4の制御例では、LiB3によりB-ISG1を始動させることができない場合でも、LiB3によりスタータ6を始動させてそのときのLiB3の電圧及び電流を検出する。第4の制御例は、第1の制御例のステップS5及びステップS8を省略し、ステップS7、ステップS9、ステップS10を、それぞれ、ステップS17、ステップS19、ステップS20に置き換えたものである。 LiB 3不仅能够起动B - ISG1 ,还能够经由DC / DC转换器4向起动机6供给电力而使起动机6起动。因此,在第4控制例中,即使在不能通过LiB 3起动B - ISG1的情况下,也通过LiB 3起动起动机6 ,检测此时的LiB 3的电压和电流。第四控制例省略了第一控制例的步骤S5以及步骤S8 ,将步骤S7 、步骤S9 、步骤S10分别置换为步骤S17 、步骤S19 、步骤S20 。
【0067】 [0067]
  ステップS1からステップS4は第1の制御例と同じである。ステップS4でNOの場合、ステップS6で、コントローラ30は、LiB3によりB-ISG1を始動させる。一方、ステップS4でYESの場合、ステップS17で、コントローラ30は、LiB3によりスタータ6を始動させる。このとき、スタータ6に発電負荷を作用させてLiB3からより大きな電流が供給されるようにする。 步骤S1至步骤S4与第一控制例相同。在步骤S4中为“否”的情况下,在步骤S6中,控制器30通过LiB 3启动B - ISG1 。另一方面,在步骤S4中为是的情况下,在步骤S17中,控制器30通过LiB 3使起动机6起动。此时,使发电负载作用于起动机6而从LiB 3供给更大的电流。
【0068】 [0068]
  ステップS6で、LiB3によりB-ISG1を始動させる、又は、ステップS17で、LiB3によりスタータ6を始動させると、ステップS19で、コントローラ30は、B-ISG1又はスタータ6の始動時間がT2以上であるか否かを判定する。B-ISG1又はスタータ6の始動時間がT2以上である場合(S19でYES)、ステップS20で、コントローラ30は、電圧センサSN1及び電流センサSN2から、LiB3がB-ISG1又はスタータ6に電力供給を開始してから時間T1経過時のLiB3の電圧V及び電流Iの検出値、並びに時間T2経過時のLiB3の電圧V及び電流Iの検出値を取得する。 在步骤S6中,当通过LiB 3起动B - ISG1或者在步骤S17中通过LiB 3起动起动器6时,在步骤S19中,控制器30判定B - ISG1或起动机6的起动时间是否为T2以上。在B - ISG1或起动机6的启动时间为T2以上的情况下(在S19中为“是” ) ,在步骤S20中,控制器30从电压传感器SN1及电流传感器SN2取得经过时间T1时的LiB 3的电压V以及电流I的检测值、以及经过时间T2时的LiB 3的电压V以及电流I的检测值。
【0069】 [0069]
  一方、ステップS19で、B-ISG1又はスタータ6の始動時間がT2に満たなかった場合(ステップS19でNO)、ステップS11で、コントローラ30は、LiB3の電力をDC/DCコンバータ4を介して電気負荷5に供給し、LiB3により電気負荷5を駆動させる。以後のステップS11からS13は第1の制御例と同じである。 另一方面,在步骤S19中,在B - ISG1或起动机6的启动时间不满T2的情况下(在步骤S19中“否” ) ,在步骤S11中,控制器30经由DC / DC转换器4向电负载5供给LiB 3的电力,通过LiB 3驱动电负载5 。以后的步骤S11至S13与第一控制例相同。
【0070】 [0070]
  ≪第5の制御例≫ 《第五控制例》
  図12は、エンジンの始動時にコントローラ30により行われる制御(第5の制御例)の手順を示すフローチャートである。以下、第1の制御例と同じ点については説明を省略し、第1の制御例と異なる点について説明する。 图12是表示在发动机启动时由控制器30进行的控制(第五控制例)的步骤的流程图。以下,对与第一控制例相同的点省略说明,对与第一控制例不同的点进行说明。
【0071】 [0071]
  上述したように、B-ISG1を始動させているときのLiB3の電圧及び電流からLiB3の残容量推定を行うことが好ましい。そこで、第5の制御例では、B-ISG1の始動時間を強制的に延ばすような制御を行う。第5の制御例は、第1の制御例のステップS5、ステップS7、ステップS8を省略し、ステップS16を設けたものである。 如上所述,优选从起动B - ISG1时的LiB 3的电压和电流进行LiB 3的剩余容量推定。因此,在第五控制例中,进行强制地延长B - ISG1的启动时间的控制。第五控制例省略了第一控制例的步骤S5 、步骤S7 、步骤S8 ,设置了步骤S16 。
【0072】 [0072]
  ステップS1からステップS4は第1の制御例と同じである。ステップS4でNOの場合、ステップS6で、コントローラ30は、LiB3によりB-ISG1を始動させる。一方、ステップS4でYESの場合、ステップS16で、コントローラ30は、エンジンの点火タイミングを遅らせてLiB3によりB-ISG1を始動させる。以後のステップS9からステップS13は第1の制御例と同じである。 步骤S1至步骤S4与第一控制例相同。在步骤S4中为“否”的情况下,在步骤S6中,控制器30通过LiB 3启动B - ISG1 。另一方面,在步骤S4中为“是”的情况下,在步骤S16中,控制器30使发动机的点火正时延迟而通过LiB 3起动B - ISG1 。以后的步骤S9到步骤S13与第一控制例相同。
【0073】 [0073]
  (5)作用 ( 5 )作用
  以上説明したとおり、本実施形態では、B-ISG1を始動させるLiB3の残容量を推定するリチウムイオン電池残容量推定装置は、LiB3の電圧を検出する電圧センサSN1と、LiB3の電流を検出する電流センサSN2と、B-ISG1が始動してから時間T1経過時の電圧センサSN1及び電流センサSN2の検出値並びに時間T1よりも長い時間T2経過時の電圧センサSN1及び電流センサSN2の検出値に基づいてLiB3の正極及び負極のそれぞれの抵抗値を算出し、正極及び負極の各抵抗値の経年増加からLiB3の残容量を推定するコントローラ30とを備え、コントローラ30は、前回のB-ISG1の始動時間が時間T2よりも短い、又は、前回の残容量推定から所定期間が経過しているとき、B-ISG1の始動時間が長くなるような条件でLiB3によりB-ISG1を始動させる。 如上所述,在本实施方式中,估计使B - ISG1起动的LiB 3的剩余容量的锂离子电池剩余容量推定装置基于经过时间T1时的电压传感器SN1和电流传感器SN2的检测值以及经过时间T1时的电压传感器SN1和电流传感器SN2的检测值,计算LiB 3的正极和负极各自的电阻值,以及控制器( 30 ) ,该控制器( 30 )根据正极和负极的各电阻值的经年增加来估计LiB ( 3 )的剩余容量,控制器30在上次的B - ISG1的起动时间比时间T2短、或者从上次的剩余容量推定起经过了规定期间时,在B - ISG1的起动时间变长的条件下通过LiB 3起动B - ISG1 。
【0074】 [0074]
  この構成によれば、前回のB-ISG1の始動時間が時間T2よりも短い、又は、前回の残容量推定から所定期間が経過しているとき、B-ISG1の始動時間が延ばされることで、B-ISG1が始動してから時間T2経過時のLiB3の電圧及び電流を検出可能になる。これにより、LiB3の残容量を精度よく推定することができる。 根据该结构,在上次的B - ISG1的起动时间比时间T2短,或者从上次的剩余容量推定起经过了规定期间时,通过使B - ISG1的起动时间延长,能够检测从B - ISG1起动起经过时间T2时的LiB 3的电压以及电流。由此,能够高精度地估计LiB 3的剩余容量。
【0075】 [0075]
  (6)変形例 ( 6 )变形例
  上記実施形態では、ガソリンエンジンを搭載した車両にここに開示された技術を適用した場合を例に挙げて説明したが、ここに開示された技術は、ガソリンエンジン以外のエンジン(例えばディーゼルエンジン)を搭載した車両にも当然に適用することができる。 在上述实施方式中,以在搭载有汽油发动机的车辆中应用了此处公开的技术的情况为例进行了说明,但此处公开的技术当然也能够应用于搭载汽油发动机以外的发动机(例如柴油发动机)的车辆。
【産業上の利用可能性】 [产业上的利用可能性]
【0076】 [0076]
  以上説明したように、ここに開示された技術は、リチウムイオン電池残容量推定装置として有用である。 -产业实用性-综上所述,在此公开的技术作为锂离子电池剩余容量推定装置是有用的。
【符号の説明】 [符号说明]
【0077】 [0077]
  1      B-ISG(エンジンスタータ) 1B - ISG (发动机启动器)
  3      LiB(リチウムイオン電池) LiB (锂离子电池)
  5      電気負荷(補機) 5电气负载(辅机)
  6      スタータ(別のスタータ) 6起动机(其他起动机)
  SN1  電圧センサ SN1电压传感器
  SN2  電流センサ SN2电流传感器
  SN4  温度センサ SN4温度传感器
  30    コントローラ(制御部) 30控制器(控制部)