具有电池退化诊断特征的车辆装备电源的控制设备和方法技术

在用于装备在机动车辆中的电源的控制设备和方法中，所述车辆包括发动机，起动发动机的起动器，储备供给起动器的电力的电池，和发动机驱动的，产生对电池充电的电力的发电机，以电池电压的形式，检测电池的端电压，检测借助发电机，流入电池中的充电电流，和至少根据接通电源之后，发电机开始工作之前检测的电池电压，和在发电机开始工作之后检测的充电电流之一，确定电池的退化程度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆装备电源的控制设备和方法，特别涉及利用高度准确但是廉价的结构诊断车辆电池的退化的技术。
技术介绍
一般来说，电池安装在车辆中，作为完成起动的起动器和其它电气部件的电源。电池是可充放电的，并且通常通过根据电池的实际充电状态，以及根据发动机的驱动状态，控制交流发电机的产生功率，把输出电平(电池的充电状态)控制到预定电平。另外，在除了发动机之外，还布置一个电动机作为驱动源的混合车辆中，该电动机被用作实现起动的起动器。2001年9月28日公开的日本专利申请首次公布No.2001-268708(它对应于2003年9月9日颁发的美国专利No.6659213)举例说明以前提出的一种诊断车载电池的退化的诊断设备。在电池和电负载之间的连接被中断的情况下，电池的端电压被检测为电动势E0，在随同起动一起的大电流放电状态期间，电池两端的端电压被检测为V0，放电电流被检测为I。根据检测的E0、V和I，按照下面的等式(1)，计算电池的内阻R，所计算的R的大小被认为是电池的退化程度。R＝(E0-V)/I(1)
技术实现思路
但是在上述日本专利申请首次公布中公开的诊断设备中会产生下述问题。即，当计算电池的退化程度(即内阻)时，必须事先检测电动势E0。但是，在一般的车辆中，并不采用能够断开电池的接线端的结构，从而不能检测电动势E0。如果试图检测电动势E0，那么必须采用特殊的结构检测电动势E0。从而，结构变复杂，成本增大。另外，在上述以前提出的诊断设备中，必须高度准确地检测起动过程中电池的电特性，特别是放电电流。此时，需要昂贵的电流传感器。这增大了成本。于是，本专利技术的目的是提供一种具有电池退化诊断功能的车辆装备电源用控制设备和方法，所述设备和方法能够采用相当便宜的电流传感器，同时不必检测电池电动势，并且能够诊断电池的退化，尽管所述设备是一种廉价的结构。根据本专利技术的一个方面，提供一种装备在机动车辆中的电源的控制设备，所述车辆包括发动机，起动发动机的起动器，储备供给起动器的电力的电池，和发动机驱动的产生对电池充电的电力的发电机，所述控制设备包括以电池电压的形式，检测电池的端电压的电池电压检测部分；检测借助发电机流入电池中的充电电流的充电电流检测部分；和至少根据接通电源之后发电机开始工作之前检测的电池电压，和在发电机开始工作之后检测的充电电流之一，确定电池的退化程度的退化确定部分。根据本专利技术的另一方面，提供一种装备在机动车辆中的电源的控制方法，所述车辆包括发动机，起动发动机的起动器，储备供给起动器的电力的电池，和发动机驱动的产生对电池充电的电力的发电机，所述控制方法包括以电池电压的形式，检测电池的端电压；检测借助发电机流入电池中的充电电流；和至少根据接通电源之后，发电机开始工作之前检测的电池电压，和在发电机开始工作之后检测的充电电流之一，确定电池的退化程度。本专利技术的上述概述不必描述所有必要特征，从而本专利技术也可以是这些所述特征的子组合。附图说明图1是根据本专利技术的优选实施例中的车辆装备电源的控制设备的方框图。图2是图1中所示优选实施例中的车辆装备电源的控制设备的结构。图3是图2中所示控制设备中的发电控制程序的流程图。图4是图2中所示控制设备执行的退化诊断例程的流程图。图5是表示阈电压Vs的图。图6是图2中所示控制设备执行的诊断确定例程的流程图。图7A、7B和7C整体表示代表电池电压Vs和充放电电流Ic的定时图。图8是表示根据本专利技术的控制设备的另一优选实施例中的另一诊断例程的流程图。具体实施例方式下面参考附图，以便更好地理解本专利技术。图1和2表示根据本专利技术的车辆电源控制设备的优选实施例中的车辆装备电源(或者简称为电源)的结构。电源1由用于装备在车辆中的各种电气部件102和111～113的电源构成。发动机(发动机机体)101构成该机动车辆的驱动源。在发动机1中，安装起动器102，作为在发动机101的起动过程中实现发动机起动的起动电机。另外，在发动机1中安装交流发电机103，作为利用发动机1的动力工作的发电机。交流发电机103响应来自控制单元201(下面称为C/U)的命令信号工作，并根据所述命令信号，产生电力。电池104(BATT)是可充放电的，并储备交流发电机103产生的电力。交流发电机103产生的电力和电池104的放电电力被提供给起动器102和其它电气部件111～113。所述其它电气部件包括车头灯111，车辆空调器的压缩机112，和除雾器113。控制单元201接收检测发动机1的冷却液温度Tw的冷却液温度传感器301和检测电池104的电解液温度Te的电解液温度传感器302的检测信号，和检测电池104的充放电电流Ic的电流传感器303的检测信号(参见图2)。控制单元201与电池104连接，并具有检测电池104的端电压(即，电池电压)Vb的功能。另外，控制单元201接收来自起动开关304的起动开关信号SWstr，和来自点火开关305的点火开关信号SWign。控制单元201根据接收的检测信号，控制交流发电机103的发电工作。即，控制单元(C/U)201检测电池104的充电状态SOC(充电状态)，根据检测的SOC控制交流发电机103产生的电力，并把交流发电机103产生的电力和电池104的放电电力提供给电气部件102和111～113。另外，控制单元201把交流发电机103产生的电力充入电池104中，并控制电池104的充电状态为预定水平。下面，参考流程图说明控制单元201的操作。本实施例中，控制单元201根据电池104的充电状态，改变交流发电机103产生的电力，诊断电池104的退化，并根据电池104的充电状态，改变交流发电机103产生的电力。图3表示了发电控制例程的流程图。在接通点火开关之后，持续每个预定时间执行该例程。即，在步骤S101，控制单元201确定退化确定(判断)标记Fjdg是否为0。如果该标记为0(是)，那么例程进入步骤S102。如果在步骤S101，该标记不为0，那么例程进入步骤S103。退化确定标记Fjdg一般被设置成0。但是，如后所述，当控制单元201确定电池104的退化程度已达到预定水平，那么标记Fjdg被设置成“1”。在步骤S102，控制单元201把电池104的充电状态的目标水平tSOC设置成预定值tSOCi。在步骤S103，电池104的充电状态的目标水平tSOC被设置成从tSOC中减去预定值a得到的值。电池104的退化提前。此时，由于电池104的充电容量被降低，因此依据充电容量的降低，减小目标水平tSOC，以便防止过充电。在步骤S104，控制单元201检测电池104的充电状态(SOC充电状态)。充电状态(SOC)是电池104的充放电电流Ic(在充电期间，该值为正，在放电期间，该值为负)的累加值，并且近似于计算的累加值∑Ic。在步骤S105，控制单元201确定检测的SOC是否达到目标水平tSOC。如果控制单元201确定检测的SOC已达到目标水平tSOC，那么例程进入步骤107。如果在步骤S105，确定检测的SOC未达到目标水平tSOC(否)，那么例程进入步骤S106。在步骤S106，控制单元201确定电池104的充电状态未达到目标水平tSOC，必须充电，并把交流发电机103的产生电压Vg设置成较大的预定值tVgh。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装备在机动车辆中的电源的控制设备，所述车辆包括发动机，起动发动机的起动器，储备供给起动器的电力的电池，和发动机驱动的、产生对电池充电的电力的发电机，所述控制设备包括：以电池电压的形式，检测电池的端电压的电池电压检测部分； 检测借助发电机流入电池中的充电电流的充电电流检测部分；和至少根据接通电源之后发电机开始工作之前检测的电池电压，和在发电机开始工作之后检测的充电电流之一，确定电池的退化程度的退化确定部分。

【技术特征摘要】
JP 2003-10-23 362774/20031.一种装备在机动车辆中的电源的控制设备，所述车辆包括发动机，起动发动机的起动器，储备供给起动器的电力的电池，和发动机驱动的、产生对电池充电的电力的发电机，所述控制设备包括以电池电压的形式，检测电池的端电压的电池电压检测部分；检测借助发电机流入电池中的充电电流的充电电流检测部分；和至少根据接通电源之后发电机开始工作之前检测的电池电压，和在发电机开始工作之后检测的充电电流之一，确定电池的退化程度的退化确定部分。2.按照权利要求1所述的装备在机动车辆中的电源的控制设备，其中退化确定部分根据起动发动机期间检测的电池电压，和起动发动机之后检测的充电电流，确定电池的退化程度。3.按照权利要求2所述的装备在机动车辆中的电源的控制设备，其中当检测到发动机起动过程中电池电压的最小值，并且当确定检测到的最小值等于或小于预定值时，退化确定部分确定退化程度已达到预定水平。4.按照权利要求2所述的装备在机动车辆中的电源的控制设备，其中退化确定部分检测起动期间电池电压的最小值，保存以前测量的电池电压的最小值中的最大值，并且当保存的最大值和当前检测的电池电压之间的差值等于或高于预定值时，确定退化程度已达到预定水平。5.按照权利要求2所述的装备在机动车辆中的电源的控制设备，其中当持续预定一段时间累加起动期间的电池电压，并且电池电压的计算的累加值或者平均值等于或小于预定值时，退化确定部分确定退化程度已达到预定水平。6.按照权利要求1所述的装备在机动车辆中的电源的控制设备，其中当在发动机起动之前，在接通电源之后检测的电池电压等于或小于预定值时，退化确定部分确定退化程度已达到预定水平。7.按照权利要求3所述的装备在机动车辆中的电源的控制设备，其中控制设备还包括检测发动机冷却液的冷却液温度的冷却液温度检测部分，退化确定部分根据检测的冷却液温度修改预定值。8.按照权利要求3所述的装备在机动车辆中的电源的控制设备，其中控制设备还包括检测电池电解液温度的电解液温度检测部分，退化确定部分根据检测的电解液温度修改预定值。9.按照权利要求2所述的装备在机动车辆中的电源的控制设备，其中退化确定部分检测起动之后充电电流的最大值，并且当检测的最大值等于或小于预定值时，确定退化程度已达到预定水平。10.按照权利要求2所述的装备在机动车辆中的电源的控制设备，其中退化确定部分检测起动之后的充电电流，累加预定一段时间内检测到的充电电流，并且当充电电流的计算的累加值或平均值等于或小于预定值时，确定电池的退化程度已达到预定水平。11.按照权利要求1所述的装备在机动车辆中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：久保麻巳，池田贞文，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]