電源監視裝置的製作方法
2023-06-16 20:17:26 2
專利名稱：電源監視裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及對安裝於車輛的電源裝置的充電狀態進行監視的電源監視裝置。
背景技術：
近年來，作為削減車輛的燃料消耗的技術，開發出利用再生發電將車輛減速時的動能回收為電力的車輛，為了提高再生發電的效率，開發出安裝有不同於通常的鉛電池的充放電容量較大、能量密度較高的電池(例如鋰離子電池)的車輛。在上述電池中，為了提高電池的壽命和安全性，需要比鉛電池更嚴格地監視電池的充電狀態(State of Charge:以下，稱為S0C)，以免電池成為過充電狀態。另外，為了提高再生量，對電池的充電狀態進行掌握和管理是十分重要的。在現有的使用鉛電池的車輛中，若將鉛電池設為放電狀態，則電池會劣化，因此，始終進行SOC控制，使得接近充滿電的狀態。為了推定該S0C，可以使用以下方法:S卩，在車輛起動後，增加鉛電池的充電量，在鉛電池的充電量飽和且電流值開始減小時，可認為已充滿電，從充滿電的狀態起對充放電電流進行累積，從而來推定鉛電池的S0C。例如，在安裝有可作為發電機和電動機中的任一個而進行動作的發電電動機和鉛電池的車輛中，提出了以下電池的狀態監視裝置，即，在車輛的內燃機起動後，暫時停止由發電電動機所進行的發電，以使電池成為發電狀態，在使電池內部的分極狀態一致的條件下緩緩增加電池的充電電流，在電池的充電電流變微小的時刻，基於電池端子間電壓來推定SOC (例如，參考專利文獻1)。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本授權專利第4039323號公報
發明內容
專利文件I所揭示的現有裝置中，利用電源的開路電壓來推定S0C，因此，在車輛的內燃機起動後，停止發電電動機的發電，使鉛電池成為放電狀態，在使電池內部的分極狀態一致的條件下緩緩增加發電量，緩緩增加電池的充電電流，之後，在該充電電流變微小的時刻獲取鉛電池的端子間電壓。但是，例如在與電動摺疊側視鏡等電負載的動作結束時刻重疊那樣的情況下，可能會錯過鉛電池的端子間電壓的檢測時機。另外，在發電電動機的發電電流、電壓中，會生成脈動，該脈動是在對所生成的電動勢進行整流時而產生的或是伴隨流過勵磁線圈的勵磁電流的PWM (Pu I s e W i deModulation:脈寬調整)控制而產生的，該脈衝會導致充電電流、鉛電池的端子間電壓的檢測值中產生誤差，但是，在專利文獻I所揭示的現有裝置中，並未揭示任何對上述檢測值的誤差的對策。本發明是用於解決現有電源監視裝置中的上述課題的，因此，本發明的目的在於獲得一種能夠高精度地監視電源的充電狀態的電源監視裝置。
本發明的電源監視裝置安裝於具備旋轉電機和電源裝置的車輛，至少對上述電源裝置的充電狀態進行監視，上述旋轉電機與作為車輛的動力源的內燃機進行動力交換，上述電源裝置具有蓄電功能且與上述旋轉電機進行電力交換，其特徵在於，包括:電源電流控制單元，該電源電流控制單元控制勵磁電流PWM控制信號，以將流過上述電源裝置的電源電流值控制成為零或為零附近的值，上述勵磁電流PWM控制信號是對上述旋轉電機的勵磁電流進行PWM控制的信號；電源非通電判定單元，該電源非通電判定單元對流過上述電源裝置的電源電流值是否為零或為零附近的值進行判定；電源電壓穩定判定單元，該電源電壓穩定判定單元在上述電源非通電判定單元判定為上述電源電流值為零或為零附近的值時，對在規定期間內上述電源裝置的電源端子間電壓值的變動是否在規定範圍內進行判定；以及電源充電狀態推定單元，該電源充電狀態推定單元在上述電源電壓穩定判定單元判定為上述電源端子間電壓值的變動在上述規定範圍內時，基於上述電源裝置的電壓值來推定上述電源裝置的充電狀態，基於由上述電源充電狀態推定單元所推定出的充電狀態，來監視上述電源的充電狀態。根據本發明的電源監視裝置，在流過電源裝置的電源電流值為零或為零附近的值、且在規定期間內電源裝置的電源端子間電壓值的變動在規定範圍內時，基於電源裝置的電源端子間電壓值來推定電源裝置的充電狀態，因此，能夠可靠地推定電源裝置的充電狀態，能夠基於該推定來高精度地監視電源的充電狀態。
圖1是包括本發明的實施方式I的電源監視裝置的車輛的結構圖。圖2是表示本發明的實施方式I的電源監視裝置中的、電源SOC推定動作中的內部處理的結構圖。圖3是表示本發明的實施方式I的電源監視裝置中的、電源SOC推定處理動作流程的時序圖。圖4是本發明的實施方式I的電源監視裝置中的、基於電源端子電壓值來求出電源的SOC推定值的電源SOC推定圖。圖5是表示本發明實施方式I的電源監視裝置的動作流程的流程圖。圖6是包括本發明的實施方式2的電源監視裝置的車輛的結構圖。圖7是表示本發明的實施方式2的電源監視裝置中的、電源SOC推定動作中的電源監視裝置的內部處理的結構圖。圖8是包括本發明的實施方式3的電源監視裝置的車輛的結構圖。圖9是表示本發明的實施方式3的電源監視裝置中的、電源SOC推定動作中的內部處理的結構圖。圖10是表示本發明實施方式3的電源監視裝置的處理流程的流程圖。圖11是舉例示出車載無線電接收機的選臺頻率和PWM載波頻率的設定值的曲線圖。
附圖標記I電源監視裝置2第一電源3旋轉電機(發電電動機)5電壓轉換單元6第二電源7車輛電負載8電源端子電壓檢測單元9電源電壓檢測單元10內燃機11變速器12濾波電路13車載無線電接收機101電源SOC推定單元102電源電流控制單元103電源非通電判定單元104電源電壓穩定判定單元105電源SOC校正單元106 SOC誤差判定單元107 PWM頻率變換單元108 PWM頻率計算單元
具體實施例方式實施方式I圖1是包括本發明的實施方式I的電源監視裝置的車輛的結構圖。在圖1中，電動發電機(Motor Generator:以下,稱為旋轉電機)3的轉子軸利用皮帶31與內燃機10的曲柄軸相連結，在內燃機10通過皮帶31來驅動轉子時，電動發電機作為發電機進行動作來產生電力，相對地，在將電力提供給電樞繞組時，電動發電機作為電動機進行動作，來通過皮帶31驅動內燃機10。內燃機10通過變速器11來與車輛的驅動輪32進行動力交換。此外，旋轉電機3與作為電源裝置的第一電源2相連接，使得能在旋轉電機3和第一電源2之間進行電力交換，旋轉電機3還與電壓轉換單元5進行連接，使得能在旋轉電機3與電壓轉換單元5之間進行電力交換。第一電源2由充放電容量較大、能量密度較高的鋰電池等電池構成。電壓轉換單元5將由旋轉電機3及第一電源2提供的電力進行電壓轉換，來提供給第二電源6及車輛的電負載7。第二電源6由鉛蓄電池等電池構成，對由電壓轉換單元5提供的電力進行蓄電，並向車輛的電負載7供電。本發明的實施方式I的電源監視裝置I從附加設置於第一電源2的電源端子間電壓檢測單元8獲取電源端子間電壓值V，還從附加設置於第一電源2的電源電流檢測單元9獲取電源電流值I，並產生勵磁電流PWM控制信號PW，來對旋轉電機3的發電量進行可變控制，上述勵磁電流PWM控制信號是對流過旋轉電機3的勵磁線圈的勵磁電流進行PWM控制的信號。圖2是表示本發明的實施方式I的電源監視裝置中的、電源SOC推定動作中的內部處理的結構圖。在圖2中，電源電流控制單元102從SOC誤差判定單元106收到電源非通電控制要求RN時，將勵磁電流PWM控制信號輸出到旋轉電機3，以進行使得從電源電流檢測單元9獲取的電源電流I為零的反饋控制運算。電源非通電判定單元103對電源電流值I進行監視，在其值為零或為零附近的情況下，判定為電源非通電狀態，向電源SOC推定單兀101輸出判定結果JI。電源電壓穩定判定單元104基於來自電源端子電壓檢測單元8的電源端子電壓值V來對電源端子間電壓值V進行監視，在後述的規定電源電壓穩定判定期間中的電源端子間電壓值V的變動在規定電源電壓穩定判定閾值的範圍內的情況下，判定為電源電壓穩定，向電源SOC推定單元101輸出該判定結果JVO對於上述電源電壓穩定判定期間和電源電壓穩定判定閾值，根據電源特性進行設定。例如，將電源電壓穩定判定期間設為200 [msec],將電源電壓穩定判定閾值設為10[mV]。電源SOC推定單元101在上述非通電控制中的每個一定的採樣周期，獲取電源端子間電壓V，基於在電源非通電判定單元103判定為電源非通電狀態、且在電源電壓穩定判定單元104判定為電源電壓穩定的時刻所獲取的電源端子間電壓值V，參照在內部準備的例如圖4所示的電源SOC推定圖，來求出電源SOC推定值SOCtl。S卩，圖4是本發明的實施方式I的電源監視裝置中的、基於電源端子電壓值來求出電源的SOC推定值的電源SOC推定圖，縱軸表示電源SOC推定值SOCtl,橫軸表示電源端子電壓值V。圖中，電源端子間電壓值V和電源SOC推定值SOCtl的特性取決於電源的溫度，因此，可以對每一代表溫度設定電源SOC推定圖，基於另外設置的電源溫度檢測單元來獲取電源溫度，基於從接近該電源溫度的代表溫度的電源SOC推定圖中獲取的電源SOC推定值，來求出在所檢測出的電源溫度下的電源SOC推定值SOCtl。在車輛剛從停止狀態開始起動的情況下，SOC誤差判定單元106判定為電源SOC推定值SOCtl的可靠性降低，向電源SOC推定單元101發出電源SOC推定處理要求RP，以實施電源SOC推定處理，並向電源電流控制單元102發出非通電控制要求RN。另外，SOC誤差判定單元106求出從實施了前一次的電源SOC推定處理時起的、上述電源電流值I的絕對值的累積值，在上述累積值超過了規定累積誤差允許電流累積值時，也判定為電源SOC推定值SOCtl的可靠性降低，再次向電源SOC推定單元101發出電源SOC推定處理要求RP，以實施電源SOC推定處理，並向電源電流控制單元102發出電源非通電控制要求RN。對於上述累積誤差允許電流累積值，在考慮了所使用的電源電流檢測單元9的精度的情況下，例如可將其設定為10C(1C =電源的滿充電容量)。電源SOC校正單元105對電源電流值I進行累積(積分)，利用該累積值來基於下式(I)對由電源SOC推定單元101求出的電源SOC推定值SOCtl進行校正。SOC = SOC0+ ( / Idt+A)........式(I)式中，SOC:電源SOC校正單元105進行了校正的電源SOC推定值SOC0:電源SOC推定單元101求出的電源SOC推定值
1:電源電流值A:第一電源2的滿充電容量[安培秒]圖3是表示本發明的實施方式I的電源監視裝置中的、電源SOC推定動作流程的時序圖。圖3的縱軸的下段表示電壓[V]，上段表示電流[I]，橫軸表示時刻。在圖3中，Chl表示上述的電源電流值I的隨時間的變化，Ch2表示上述電源端子間電壓值V的隨時間的變化。在時刻t0，電源電流控制單元102輸出勵磁電流PWM控制信號PW，控制流過旋轉電機3的勵磁線圈的勵磁電流，使得電源電流值I成為零或接近零。在時刻tl，電源電流值I在零附近，電源非通電判定單元103判定為電源非通電狀態，並將該判定結果JI輸出到電源SOC推定單元101。接著，在時刻t2，電源電壓穩定判定單元104在電源電壓穩定判定期間At中、電源端子間電壓V的變動在電源電壓穩定判定閾值的範圍內的情況下，判定為電源電壓穩定，並將該判定結果JV輸出到電源SOC推定單元101。而且，在時刻t2，電源SOC推定單元101使用時刻t2時的電源端子間電壓值V，並參照圖4所示的電源SOC推定圖，來求出電源SOC推定值S0Q。此外，在圖3中，作為一個例子，從第一電源2為放電後狀態開始電源SOC推定處理，但是，對於電源SOC推定處理開始時的第一電源2的電流的通電方向、大小並沒特殊限定。另外，在車輛停止中或車輛起動前的旋轉電機3、電力轉換單元5停止的狀態下，即，在不存在電流流入、流出第一電源2的經路的狀態下，對電源電流檢測單元9進行零點校正來抵消偏移誤差，從而能進一步提聞電源SOC推定的精度。接下來，說明本發明的實施方式I的電源監視裝置的動作。圖5是表示本發明的實施方式I的電源監視裝置的動作流程的流程圖，以規定的時間間隔重複該處理。在圖5中，首先，在步驟SlOO中，SOC誤差判定單元106計算在上一次的電源SOC推定之後獲取的電源電流值I的絕對值的累積值，來進入SOC誤差判定的處理，在步驟SlOl中，對在步驟SlOO中計算出的電源電流I的絕對值的累積值是否超過規定累積誤差允許電流累積值進行判定。對於步驟SlOl的判定結果，在判定為電源電流I的絕對值的累積值超過了累積誤差允許電流累積值的情況下(是)，判定為電源SOC推定值的誤差已累積，因而可靠性下降，並前往步驟S102的處理，在判定為電源電流值I的絕對值的累積值未超過累積誤差允許電流累積值的情況下(否)，前進至步驟S105的處理。若前進至步驟S102，則電源電流控制單元102將勵磁電流PWM控制信號輸出到旋轉電機3，來實施非通電控制，使得所獲取的電源電流值I為零或為零附近的值。然後，在電源電流值I為零或為零附近的值的情況下，判定為電源非通電狀態，將判定結果J I輸出，並前進至步驟S103的處理。在步驟S103中，在上述圖3所示的電源電壓穩定判定期間At中的電源端子電壓值V的變動在規定電源電壓穩定判定閾值的範圍內的情況下，電源電壓穩定判定單元104判定為電源電壓穩定，輸出該判定結果JV，並前進至步驟S104的處理。在步驟S104中，電源SOC推定單元101基於在該時刻獲得的電源端子間電壓值V，並參照上述圖4所示的電源SOC推定圖，來求出電源SOC推定值SOCtl，結束處理。另一方面，對於步驟SlOl的判定結果，在判定為電源電流值I的絕對值的累積值未超過累積誤差允許電流累積值的情況下(否)，前進至步驟S 105的處理，電源SOC校正單元105對所獲取的電源電流值I的絕對值進行累積，基於該累積值對在上述步驟S104中求出的電源SOC推定值SOCtl進行校正，並生成電源SOC推定值S0C，結束處理。根據上述本發明的實施方式I的電源監視裝置，即使在因S0C、溫度等因素導致從使電源為非通電狀態到端子間電壓變得穩定為止的期間中特性發生了變化，也能夠儘可能迅速地實施電源SOC推定，並通過利用電源SOC推定來適當地設定電源非通電控制的次數、期間，從而能維持電源SOC推定的精度並減小對車輛的燃料消耗的影響，能夠降低錯過車輛減速時的再生發電的機會的可能性。另外，根據本發明的實施方式I的電源監視裝置，通過以使得流過第一電源的電源電流值為零或零附近的值的方式來控制勵磁電流PWM控制信號，從而控制為電源非通電狀態，在電源非通電控制中定期地獲取電源端子間電壓，在電源端子間電壓的變動收斂的時刻，儘可能迅速地結束電源SOC推定的處理，並能結束電源非通電控制，上述勵磁電流PWM控制信號是對旋轉電機的勵磁電流進行控制的信號。由此，能夠不受因電流流過電源所引起的電壓降、電源的分極所帶來的影響，就能獲取相當於開路電壓的電源端子間電壓，能夠高精度地推定電源的S0C，並儘可能迅速地結束電源SOC推定處理，從而能將對車輛的燃料消耗的影響控制到必要的最小程度，能夠降低錯過車輛減速時進行再生發電的機會的可能性。另外，即使在因電源的溫度、或電源S0C、或劣化狀態等因素而導致電源端子間電壓成為穩定前所需的時間發生了變化的情況下，也能不受上述因素的影響而結束電源SOC推定處理。另外，根據本發明的實施方式I的電源監視裝置，在從執行前一次的電源SOC推定起的電源電流值的絕對值的累積值為規定值以上時，再次執行電源SOC推定。由此，在通過對電源進行充放電的電流值進行累積以進行了校正的電源SOC推定值中累積有誤差的情況下，再次獲得電源SOC推定值，從而能夠維持電源SOC推定值的精度，並能夠將執行電源SOC推定的次數控制在必要的最小限度。實施方式2接下來，對本發明的實施方式2所涉及的電源監視裝置進行說明。在上述實施方式I的電源監視裝置中，根據非通電控制的指示來對旋轉電機的勵磁電流進行PWM控制，使得電源電流為零或零附近的值，並基於電源端子間電壓來實施電源SOC推定，但是，除此之夕卜，實施方式2的電源監視裝置中，還能減小伴隨著旋轉電機的發電而產生的噪聲所帶來的影響，還能提高電源SOC推定的精度。圖6是包括本發明的實施方式2的電源監視裝置的車輛的結構圖，對與圖1相同或相當的部分附加了相同的標號。在圖6中，濾波器電路12去除電源端子間電壓檢測單元8所輸出的電源端子間電壓值V的電壓振動中的、促進在第一電源2的端子形成雙電層的高頻電壓振動，並將電源端子電壓值V輸出到電源監視裝置I。其它結構與實施方式I的圖1所示的結構相同，因此省略其說明。圖7是表示本發明的實施方式2的電源監視裝置中的、電源SOC推定動作中的電源監視裝置的內部處理的結構圖。對圖7所示的電源監視裝置I的內部處理中的、與表示實施方式I的電源監視裝置I的內部處理的圖2相同或相當的部分附加相同標號。PWM頻率變換單元107在電源SOC推定單元101進行電源SOC推定動作的情況下，將從電源電流控制單元102輸入的勵磁電流PWM控制信號PW的PWM載波頻率改變為比通常發電時的頻率要高的頻率(例如，避開人類的可聽見範圍20[kHz])，並將其輸出到旋轉電機3的勵磁線圈。此處，從PWM頻率變換單元107向旋轉電機3的勵磁線圈輸出的勵磁電流PWM控制信號PW具有由電源電流控制單元102設定的PWM驅動佔空比，以使得以電源電流值I成為零或零附近的值的方式進行反饋控制運算。本發明的實施方式2的電源監視裝置的動作流程與圖5所示的實施方式I的流程圖相同，但是不同於實施方式I之處在於，在圖5的步驟S102中，將輸入到旋轉電機3的勵磁線圈的勵磁電流PWM控制信號PW的載波頻率如上述那樣設定為比通常發電時的頻率要高的頻率。其他結構及動作都與實施方式I的電源監視裝置相同。利用採用上述結構的本發明的實施方式2的電源監視裝置，能夠去除所獲取的電源端子電壓值的高頻分量，從而能夠提高電源SOC推定的精度。另外，通過將輸入到旋轉電機的勵磁線圈的勵磁電流PWM控制信號PW的頻率設定為比通常發電時的頻率要高的頻率，從而能夠減小因對勵磁電流進行PWM控制而引起的脈動的影響，能提高電源非通電控制、電源SOC推定的精度。如上所述，根據本發明的實施方式2的電源監視裝置，能利用濾波器電路從電源端子間電壓值中去除有助於形成雙電層的高頻分量，來獲取電源端子間電壓值及電源電流值。與旋轉電機的旋轉同步發生的電壓、電流的脈動大多為超過l[kHz]的高頻，有助於在電源的電極間形成雙電層，但是，並不引起電源內部的離子遷移或化學反應，因此，不會影響電源的壽命、安全性。另外，根據本發明的實施方式2的電源監視裝置，在電源非通電控制時，使勵磁電流PWM控制信號的載波頻率比通常發電時的頻率要高，從而能夠減小由勵磁線圈的發電電流及電壓的脈動所帶來的影響，能夠提高電源非通電控制的控制精度和端子間電壓的獲取精度，從而能夠提高電源SOC推定的精度，上述勵磁電流PWM控制信號是對旋轉電機的勵磁電流進行PWM控制的信號。實施方式3接下來，對本發明的實施方式3所涉及的電源監視裝置進行說明。在上述實施方式2的電源監視裝置中，將對旋轉電機的勵磁電流進行控制的勵磁電流PWM控制信號的PWM載波頻率設定成比通常的頻率要高，從而能減小因對勵磁電流進行PWM控制而產生的發電電流及電壓的脈動對電源SOC推定的精度的不良影響，但是，在實施方式3中，還通過適當地選擇對旋轉電機的勵磁電流進行PWM控制的勵磁電流PWM控制信號的載波頻率，從而能夠減小因對勵磁線圈進行PWM驅動而對聽取車載無線電造成的幹涉。圖8是包括本發明的實施方式3的電源監視裝置的車輛的結構圖，對與圖1相同或相當的部分附加了相同的標號。在圖8中，車載無線電接收機13包括自動選臺功能，接收中波波段的電波並對聲音進行再現，並將其動作狀態、及所選臺的無線電選臺頻率作為信息傳送到電源監視裝置I。車載無線電接收機13的上述自動選臺功能是一邊對接收電波頻率進行掃描，一邊獲取信號強度為規定值以上的頻率的功能。在車載無線電接收機13利用一邊對接收電波頻率進行掃描、一邊獲取信號強度為規定值以上的頻率的自動選臺功能，來執行自動選臺的情況下，將自動選臺功能的實施狀態作為信息傳送至電源監視裝置
1此外，在電源非通電控制單元103在執行電源非通電控制時，車載無線電接收機
13中斷利用自動選臺功能來進行自動選臺。
電源監視裝置I包括:無線電動作狀態獲取單元，該無線電動作狀態獲取單元獲取車載無線電接收機13的動作狀態；自動選臺狀態獲取單元，該自動選臺狀態獲取單元獲取正在實施自動選臺功能的情況；以及選臺頻率獲取單元，該選臺頻率獲取單元獲取車載無線電接收機的選臺頻率，若車載無線電接收機13正在利用自動選臺功能來實施自動選臺，則對於該選臺頻率f，將PWM驅動信號的載波頻率F設定為下式(2)，來使上述電源非通電控制單元103執行電源非通電控制。F= (f-A/2) + [ {f-mod (f, A)}+A].....式⑵式中，F:P W M載波頻率f:無線電選臺頻率A基準頻率(例如20kHz)mod(f, A):f/A 的餘數圖11是舉例示出車載無線電接收機的選臺頻率和PWM載波頻率的設定值的曲線圖，示出了基於上述示(2)來設定PWM載波頻率F時的、無線電選臺頻率f和PWM載波頻率F之間的關係。其它結構與實施方式I的圖1所示的結構相同，因此省略其說明。圖9是表示本發明的實施方式3的電源監視裝置中的、電源SOC推定動作中的內部處理的結構圖，對與上述圖7相同或相當的部分附加了相同標號。不同於圖7的部分在於追加了以下三個單元:即，獲取車載無線電接收機13的動作狀態的無線電動作狀態獲取單元(未圖示)；獲取正在實施自動選臺功能的情況的自動選臺狀態獲取單元(未圖示)；以及PWM頻率計算單元108。在圖9中，PWM頻率計算單元108基於所獲取的無線電選臺頻率，來計算比通常發電時的頻率要高的頻率的PWM載波頻率(例如避開人類可聽見範圍的20[kHz])，以使其高次諧波不會與無線電選臺頻率頻率相干涉，並輸出到PWM頻率變換單元107。PWM頻率變換單元107將由電源電流控制單元102輸入的勵磁電流PWM控制信號PW的PWM載波頻率改變為由PWM頻率計算單元108計算出的PWM載波頻率，並輸出到旋轉電機3的勵磁線圈。此處，從PWM頻率變換單元107向旋轉電機3的勵磁線圈輸出的勵磁電流PWM控制信號PW具有由電源電流控制單元102設定的PWM驅動佔空比，以使得以電源電流值I成為零或零附近的值的方式進行反饋控制運算。接下來，說明本發明的實施方式3的電源監視裝置的動作。圖10是表示本發明的實施方式3的電源監視裝置的動作流程的流程圖，以規定時間間隔重複該處理。對圖10的流程圖中的、與是實施方式I的圖5所示的流程圖相同或相當的部分附加相同的標號。在圖10中，首先，在步驟SlOO中，SOC誤差判定單元106計算在上一次的電源SOC推定之後獲取的電源電流值I的絕對值的累積值，來進入SOC誤差判定的處理，在步驟SlOl中，對在步驟SlOO中計算出的電源電流I的絕對值的累積值是否超過規定累積誤差允許電流累積值進行判定。對於步驟SlOl的判定結果，在判定為電源電流I的絕對值的累積值超過了累積誤差允許電流累積值的情況下(是)，判定為電源SOC推定值的誤差已累積，因而可靠性降低，並前往步驟S106，在判定為電源電流I的絕對值的累積值未超過累積誤差允許電流累積值的情況下(否)，前進至步驟S105的處理。在步驟S106中，對車載無線電接收機是否正利用自動選臺功能來執行自動選臺進行判定，若未在執行自動選臺(否)，則前進至步驟S105，若正在執行自動選臺功能(是)，則前進至步驟S107。在步驟S107中，計算出高頻諧波不會與車載無線電選臺頻率相干涉的PWM載波頻率，並前進至步驟S102。若前進至步驟S102，則電源電流控制單元102將勵磁電流PWM控制信號PW輸出到旋轉電機3，來實施非通電控制，以使得所獲取的電源電流值I為零或零附近的值，利用PWM頻率變換單元107將提供給旋轉電機3的勵磁線圈的勵磁電流PWM控制信號PW的載波頻率改變為由步驟S107所計算出的PWM載波頻率。在利用步驟S102的電源非通電控制而使電源電流值1為零或零附近的情況下，判定為電源非通電狀態，並將該判定結果JI輸出，前進至步驟S103的處理。在步驟S103中，在上述圖3所示的電源電壓穩定判定期間△ t中的電源端子電壓值V的變動在規定電源電壓穩定判定閾值的範圍內的情況下，電源電壓穩定判定單元104判定為電源電壓穩定,輸出該判定結果JV，並前進至步驟S104的處理。在步驟S104中，電源SOC推定單元101基於所獲得的電源端子間電壓值V，並參照上述圖4所示的電源SOC推定圖，來求出電源SOC推定值SOCtl，結束處理。另一方面，對於步驟SlOl的判定結果，在判定為電源電流I的絕對值的累積值未超過累積誤差允許電流累積值的情況下(否)，前進至步驟S105的處理，電源SOC校正單元105對所獲取的電源電流值I的絕對值進行累積，基於該累積值對在上述步驟S104中求出的電源SOC推定值SOCtl進行校正，並生成電源SOC推定值S0C，結束處理。此外，對於上述步驟S106的判定結果，即使在車載無線電接收機未利用自動選臺功能來執行自動選臺(否)，而前進至步驟S105的處理的情況下，電源SOC校正單元105也對所獲取的電源電流值I的絕對值進行累積，基於該累積值對在上述步驟S104中求出的電源SOC推定值SOCtl進行校正，並生成電源SOC推定值S0C，結束處理。如上所述，根據本發明的實施方式3的電源監視裝置，在車載無線電接收機進行動作時，能夠避免對於旋轉電機的勵磁線圈的勵磁電流PWM控制信號的高次諧波對聽取無線電所造成的影響，即使在車載無線電接收機執行自動選臺功能時，也不會因電源監視裝置的處理而引起無線電電臺的誤檢測。另外，根據本發明的實施方式3的電源監視裝置，在車載無線電接收機進行動作時，能夠避開進行選臺的頻率的整數分之一的載波頻率，來對旋轉電機的勵磁電流進行PWM控制，不會因PWM載波頻率的高次諧波的影響而導致在聽取無線電時產生雜音，能夠執行電源SOC推定。另外，根據本發明的實施方式3的電源監視裝置，在車載無線電接收機執行自動選臺功能時，中止電源SOC推定,從而使對旋轉電機的勵磁電流進行控制的勵磁電流PWM控制信號的PWM載波頻率的高次諧波不會在執行自動選臺功能時產生誤檢測無線電電臺的影響。此外，本發明在其發明的範圍內能夠自由組合各實施方式，能夠對各實施方式進行適當的變形和省略。
權利要求
1.一種電源監視裝置， 安裝於具備旋轉電機和電源裝置的車輛，至少對所述電源裝置的充電狀態進行監視，所述旋轉電機與作為車輛的動力源的內燃機進行動力交換，所述電源裝置具有蓄電功能且與所述旋轉電機進行電力交換，其特徵在於，包括: 電源電流控制單元，該電源電流控制單元控制勵磁電流PWM控制信號，以將流過所述電源裝置的電源電流值控制成為零或為零附近的值，所述勵磁電流PWM控制信號是對所述旋轉電機的勵磁電流進行PWM控制的信號， 電源非通電判定單元，該電源非通電判定單元對流過所述電源裝置的電源電流值是否為零或為零附近的值進行判定， 電源電壓穩定判定單元，該電源電壓穩定判定單元在所述電源非通電判定單元判定為所述電源電流值為零或為零附近的值時，對在規定期間內所述電源裝置的電源端子間電壓值的變動是否在規定範圍內進行判定；以及 電源充電狀態推定單元，該電源充電狀態推定單元在所述電源電壓穩定判定單元判定為所述電源端子間電壓值的變動在所述規定範圍內時，基於所述電源裝置的電壓值來推定上述電源裝置的充電狀態， 基於由所述電源充電 狀態推定單元所推定出的充電狀態，來監視所述電源的充電狀態。
2.如權利要求1所述的電源監視裝置，其特徵在於， 包括電源充電狀態誤差判定單元，該電源充電狀態誤差判定單元求出在所述電源充電狀態推定單元推定出所述充電狀態後獲取的所述電源電流值的絕對值的累積值，在所述累積值超過規定值時，判定為所述推定出的電源充電狀態的推定中存在誤差，指示所述電源充電狀態推定單元再次對所述充電狀態進行推定。
3.如權利要求2所述的電源監視裝置，其特徵在於， 包括電源充電狀態推定校正單元，該電源充電狀態推定校正單元求出所述電源電流值的累積值，基於所述累積值來對所述電源充電狀態推定單元所推定出的電源充電狀態推定值進行校正。
4.如權利要求3所述的電源監視裝置，其特徵在於， 在所述電源充電狀態誤差判定單元未判定出所述充電狀態的推定中存在誤差的情況下，所述電源充電狀態推定校正單元對所述電源充電狀態推定值進行校正。
5.如權利要求1所述的電源監視裝置，其特徵在於， 包括濾波器電路，該濾波器電路將所述電源端子間電壓值的電壓振動中的、規定值以上的頻率的電壓振動去除。
6.如權利要求1所述的電源監視裝置，其特徵在於， 包括PWM頻率變換單元，該PWM頻率變換單元在所述電源充電狀態推定單元推定所述充電狀態的情況下，將所述勵磁電流PWM控制信號的載波頻率改變為不同於所述旋轉電機通常進行發電時的頻率的頻率。
7.如權利要求6所述的電源監視裝置，其特徵在於， 所述車輛包括車載無線電接收機， 包括PWM頻率計算單元，該PWM頻率計算單元在車載無線電接收機正在進行動作的情況下，基於所述車載無線電接收機的選臺頻率，來計算由PWM頻率變換單元進行改變的頻率， 所述PWM頻率變換單元將所述勵磁電流PWM控制信號的載波頻率改變為由所述PWM頻率計算單元所計算出的頻率。
8.如權利要求1所述的電源監視裝置，其特徵在於， 所述車輛具有無線電接收機，該無線電接收機具有自動選臺功能，該自動選臺功能是一邊對接收頻率進行掃描、一邊獲取信號強度為規定強度以上的頻率，以識別無線電電臺頻率的功能， 在所述車載無線電接收機利用所述自動選臺功能來執行自動選臺動作時，所述電源充電狀態推定單元中止或中斷所述電源充電狀態的推定。
9.如權利要求1所述的電源監視裝置，其特徵在於， 所述電源充電狀態推定單元基於存儲有相對於所述電源端子間電壓值的電源充電狀態推定值的圖，來推定所述電`源充電狀態。
全文摘要
本發明的目的在於提供一種能夠高精度地監視安裝於車輛的電源的充電狀態的電源監視裝置。由電源電流控制單元(102)控制勵磁電流PWM控制信號PW，以進行使得流過電源裝置(2)的電源電流值為零或零附近的值的非通電控制，在電源電壓穩定判定單元(104)判定出規定期間內電源裝置(2)的電源端子間電壓值V的變動在規定範圍內時，電源充電狀態推定單元(101)基於電源裝置(2)的電壓值V來推定電源裝置(2)的充電狀態，所述勵磁電流PWM控制信號PW是對旋轉電機(3)的勵磁電流進行PWM控制的信號。
文檔編號B60L11/18GK103101448SQ20121011628
公開日2013年5月15日 申請日期2012年4月19日 優先權日2011年11月10日
發明者林健祐, 山口真吾, 榎木圭一 申請人:三菱電機株式會社