專利名稱：用于管理車載電池的充/放電電流的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于管理例如裝栽在客車和卡車上的電池的充/放電電流 的方法和裝置，并且尤其涉及用于考慮充/放電電流的偏移來控制車載發(fā) 電機(jī)的管理裝置。
背景技術(shù)：
裝載在車輛上的電池(以下僅僅被稱為"電池，，)的充/放電電流的測 量使得可以控制裝載在車輛上的發(fā)電機(jī)(以下僅僅被稱為"發(fā)電機(jī)，，)的發(fā) 電情況，以便避免造成電池的itit電或過充電。在電池的充/放電電流的 測量之后，從電流傳感器得到的測量值通常包括由于電流的偏移而引起的 誤差(即偏移誤差)。為了克服這種偏移誤差，例如，日本專利申請7〉開No.2005-100682 公開了 一種能夠確定偏移誤差的電池充/放電電流測量裝置。這種電池充/ 放電電流測量裝置控制發(fā)電機(jī)的發(fā)電量，使得從電流傳感器得到的測量值 可以基本變?yōu)榱恪Ｈ缓?，在預(yù)定的時(shí)間段T過去之后，測量電池的電壓 變化。當(dāng)電池電壓的變化量在預(yù)定的范圍之內(nèi)時(shí)，在預(yù)定的時(shí)間段T過 去之后，從電流傳感器得到的測量值被確定為是偏移誤差D (即充/放 電電流的偏移量)。然而，考慮到通過電流傳感器測量的電流的零電平，在日本專利申請 ^>開No.2005-100682中公開的技術(shù)具有下述缺點(diǎn)(1)在通過遠(yuǎn)離電流傳感器而設(shè)置的控制單元進(jìn)行零電平確定時(shí)， 電流傳感器的輸出信號被疊加了點(diǎn)火噪聲，這是因?yàn)殡姵赝ǔＪ俏挥诎l(fā)動 機(jī)室中，因此不能進(jìn)行穩(wěn)定的電流測量。(2)控制發(fā)電機(jī)的發(fā)電電壓，以便根據(jù)零電平電池電壓變化來確定偏移誤差。然而，當(dāng)由于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)和勵(lì)磁電流的變化而引起輸出電流 變化時(shí)，輸出電流的變化可能被錯(cuò)誤地確定為電流傳感器的誤差。(3 )在非穩(wěn)定測量條件下對偏移誤差的盲目測量可能使偏移誤差變 得不確定，這反過來又會干擾基于電流積分的容量控制。發(fā)明內(nèi)容針對上面枚舉的缺點(diǎn)產(chǎn)生了本發(fā)明，并且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一 種電池充/放電電流管理裝置，其中，所述裝置通過減少噪聲的影響而實(shí) 現(xiàn)穩(wěn)定的測量，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)電流積分而進(jìn)行穩(wěn)定和精確的容量控制。為了對上面提及的缺點(diǎn)采取措施，作為本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提 供了一種用于管理安裝在車輛上的電池的充/放電電流的裝置，所述裝置 包括檢測單元，其檢測充/放電電流的實(shí)際量；接收單元，其接收用于 指示安裝在車輛上的發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的信息；控制單元，其基于所檢測 的充/放電電流的實(shí)際量和所接收的用于指示發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的信息來 控制發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行，使得電池的充/放電電流可以保持在為充/放電電 流指定的給定值；判定單元，其通過在發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行由控制單元進(jìn)行 控制的狀態(tài)下監(jiān)視電池的電壓，來判定電池的電壓是否滿足電壓的給定條 件；以及設(shè)置單元，當(dāng)判定單元判定電池的電壓滿足給定務(wù)降時(shí)，所述設(shè) 置單元將檢測單元所檢測的充/放電電流設(shè)置作為充/放電電流的偏移量 (即偏移誤差)。由于在電池充/放電電流管理裝置中提供有控制單元，因此可以有力 地減少噪聲的影響，而這種噪聲傳統(tǒng)上會影響與遠(yuǎn)離所述裝置而設(shè)置的控 制單元進(jìn)行的、與電池的充/放電電流有關(guān)的通信。尤其是，這種噪聲的 存在使得必須使用濾波器來去除高頻分量。然而，濾波器的使用會變成偏 移誤差發(fā)生的原因。這樣，如上面所提及的噪聲的顯著減少可以取消濾波 器的使用，或者，可以允許使用簡化結(jié)構(gòu)的濾波器，使得在實(shí)質(zhì)上減少偏 移誤差。以此方式，噪聲影響的減少可以實(shí)現(xiàn)對偏移誤差的穩(wěn)定測量。同 時(shí)，通過考慮偏移誤差，可以實(shí)現(xiàn)對電池充/放電電流進(jìn)行高精度測量。優(yōu)選地，用于指示發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的信息是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，并且， 判定單元被配置成判定作為電壓的給定條件，所述轉(zhuǎn)^tA否在給定的轉(zhuǎn)數(shù)
范圍之內(nèi)。在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)穩(wěn)定時(shí)的偏移誤差的確定可以防止由發(fā)電量的變化 而產(chǎn)生的影響，所U電量的變化隨著發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)變化而發(fā)生。這可以 導(dǎo)致高精度地確定偏移誤差。優(yōu)選地，用于指示發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的信息是提供到發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電 流，并且，判定單元被配置成判定作為電壓的給定條件，勵(lì)磁電流是否在 給定的勵(lì)磁電流的范圍之內(nèi)。在發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流穩(wěn)定時(shí)的偏移誤差的測量可以防止發(fā)電量的變 化的不利影響，所U電量的變化隨著發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流的變化而發(fā)生。 這可以導(dǎo)致高精度地確定偏移誤差。優(yōu)選地，控制單元被配置成對作為發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的到發(fā)電機(jī)的勵(lì) 磁電流進(jìn)行控制，使得來自發(fā)電機(jī)的輸出電流被可變化地控制。為了達(dá)到4紋電機(jī)的輸出電流可變的目的，與用于達(dá)到相同目的對發(fā)電電壓進(jìn)行控制的傳統(tǒng)技^M目比，對勵(lì)磁電流進(jìn)行控制可以進(jìn)一步穩(wěn)定用 于達(dá)到預(yù)定基準(zhǔn)值的控制。尤其是，電池的輸入阻抗只有幾亳歐姆那樣小， 這不可避免地會使充/放電電流在小的電壓變化下也會產(chǎn)生變化。然而， 通過控制勵(lì)磁電流來向發(fā)電機(jī)的輸出電流提供可變性可以以更加穩(wěn)定的 方式來控制電池的充/放電電流。優(yōu)選地，檢測單元包括電阻器，所述電阻器串聯(lián)插入到一路徑中，電 池的充/放電電流通過所述路徑而被提供，并且，所述檢測單元被配置成 基于電阻器上的電壓*測充/放電電流的量。存在其他用于測量電流的方法，包括基于磁場的變化來測量電流的方 法。與這種方法相比，使用電流測量電阻器的方法不會受J^磁的影響。這 樣，可以消除干擾的不利影響，以便實(shí)現(xiàn)高精度的偏移誤差確定。優(yōu)選地，所述電阻器電連接到電池的負(fù)端子，并且電連接到地。這可以實(shí)現(xiàn)用地電位作為基準(zhǔn)來測量電池的充/放電電流。相應(yīng)地， 電池充/放電電流管理裝置作為一個(gè)整體可以使用地電位作為基準(zhǔn)來運(yùn) 行，因此，這種運(yùn)行與地浮置的情iM目比可以是穩(wěn)定的。優(yōu)選地，接收單元被配置成以數(shù)字通信的方式從外部裝置接收用于指 示發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的信息。例如，這可以消除點(diǎn)火噪聲的影響，從而可以可靠地確定發(fā)電機(jī)發(fā)電
的穩(wěn)定狀況。優(yōu)選地，接收單元被配置成以等于或小于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的時(shí)間常數(shù)的大約1/10的間隔來接收信息。所以，可以以充分高于發(fā)電狀況變化的速度來檢測發(fā)電機(jī)的發(fā)電狀 況，使得可以更可靠地確定發(fā)電機(jī)發(fā)電的穩(wěn)定狀況。優(yōu)選地，所述裝置進(jìn)一步包括估計(jì)單元，其基于由檢測單元檢測的 充/放電電流的實(shí)際量和由設(shè)置單元設(shè)置的充/放電電流的偏移來估計(jì)電池 的容量；以;SJL送單元，其將用于指示電池的估計(jì)容量的信息發(fā)送到外部 裝置。這樣，為確定偏移誤差而消除噪聲影響可以實(shí)現(xiàn)基于電流積分的穩(wěn)定 的和高精度的容量控制。
在附圖中圖l另j兌明充電系統(tǒng)的總體配置的方框圖，其中，所述充電系統(tǒng)包括 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池充/放電電流管理裝置；圖2是說明電池充/放電電流管理裝置和車載發(fā)電控制單元的詳細(xì)配 置的方才匡圖；圖3是說明電池充/放電電流管理裝置的運(yùn)行過程的流程圖；圖4是詳細(xì)說明基準(zhǔn)值控制的內(nèi)容的流程圖；圖5是限制勵(lì)磁電流的解釋圖；圖6是說明電池充/放電電流管理裝置的修改的方框圖。
具體實(shí)施方式
參考附圖，下面描述了應(yīng)用本發(fā)明的電池充/放電電流管理裝置的一 個(gè)實(shí)施例。圖l是說明充電系統(tǒng)的總體配置的方框圖，其中，所述充電系統(tǒng)包括 才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電池充/放電電流管理裝置。圖1中所示的充 電系統(tǒng)包括用于發(fā)動機(jī)2的ECU (電子控制單元)1、發(fā)電機(jī)(ALT)3、電池(BATT)5、電池充/放電電流管理裝置(S) 6、以及鑰匙開關(guān)7。ECU l是用于執(zhí)行對發(fā)動機(jī)2的轉(zhuǎn)動控制的外部控制單元，在執(zhí)行 對發(fā)動機(jī)2的轉(zhuǎn)動控制期間，發(fā)動機(jī)2的轉(zhuǎn)動狀況皿視。發(fā)電機(jī)3通過 皮帶由發(fā)動機(jī)2旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動以產(chǎn)生電力，以便向電池5提供充電電力、或 向各種電負(fù)栽(未示出)提供運(yùn)行電力。發(fā)電機(jī)3與發(fā)電控制單元4結(jié)合， 以便利用勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié)來控制輸出電壓。電池充/放電電流管理裝置6 被設(shè)置得緊鄰電池5 (例如，被固定到電池5的殼體的一部分上)，以便 執(zhí)行例如電池5的充/放電電流的測量、偏移誤差(即充/放電電流的偏 移量)的測量以及對發(fā)電機(jī)3的發(fā)電控制。圖2是說明電池充/放電電流管理裝置6和發(fā)電控制單元4的詳細(xì)配 置的方框圖。如圖2中所示，發(fā)電控制單元4包括功率晶體管10、回流 二極管12、轉(zhuǎn)動檢測器14、發(fā)電電壓檢測器16、勵(lì)磁電流檢測器18、發(fā) 電狀況發(fā)送信號存儲器20、通信控制器22、驅(qū)動器24、發(fā)電控制接收信 號存儲器26、勵(lì)磁電流控制器28和驅(qū)動器30。功率晶體管10串聯(lián)連接到發(fā)電機(jī)3的勵(lì)磁繞組3A，功率晶體管10 在接通時(shí)向勵(lì)磁繞組3A提供勵(lì)磁電流?；亓鞫O管12并聯(lián)連接到勵(lì)磁 繞組3A，用于在功率晶體管10關(guān)斷時(shí)使流過勵(lì)磁繞組3A的勵(lì)磁電流回 流。轉(zhuǎn)動檢測器14檢測發(fā)電機(jī)3的轉(zhuǎn)數(shù)。例如，通過監(jiān)視出現(xiàn)在構(gòu)成發(fā)電電壓檢測器16檢測發(fā)電機(jī)3的輸出端子電壓作為發(fā)電電壓。勵(lì)磁電流 檢測器18檢測流過勵(lì)磁繞組3A的勵(lì)磁電流。例如，監(jiān)視功率晶體管IO 的通/斷狀態(tài)，并且基于這種通/斷狀態(tài)和發(fā)電電壓來計(jì)算勵(lì)磁電流。發(fā)電狀況發(fā)送信號存儲器20存儲發(fā)電狀況發(fā)送信號，所述發(fā)電狀況 發(fā)送信號包含分別由轉(zhuǎn)動檢測器14、發(fā)電電壓檢測器16和勵(lì)磁電流檢測 器18檢測的轉(zhuǎn)數(shù)、發(fā)電電壓和勵(lì)磁電流的檢測值。通信控制器22通過將 發(fā)電狀況發(fā)送信號轉(zhuǎn)換成預(yù)定的數(shù)字通信格式來執(zhí)行調(diào)制處理。被調(diào)制的 信號(數(shù)字調(diào)制信號)通過通信線路從驅(qū)動器24發(fā)送到電池充/放電電流 管理裝置6。上面提及的驅(qū)動器24也具有作為接收器的功能，用于通過通信線路 來接收從電池充/放電電流管理裝置6發(fā)送的數(shù)字調(diào)制信號。而且，上面 所提及的通信控制器22具有對由驅(qū)動器24接收的數(shù)字調(diào)制信號執(zhí)行解調(diào)
處理的功能。通過解調(diào)處理而獲得的發(fā)電控制發(fā)送信號被存儲在發(fā)電控制接收信號存儲器26中。勵(lì)磁電流控制器28執(zhí)行用于進(jìn)行控制的操作，通 過這種控制，發(fā)電電壓可以與預(yù)定的調(diào)整電壓一致，或者勵(lì)磁電流可以與 預(yù)定的調(diào)整電流一致。勵(lì)磁電流控制器28將這種控制所需要的驅(qū)動信號 發(fā)送到驅(qū)動器30。然后，驅(qū)動器30響應(yīng)于從控制器28發(fā)送的驅(qū)動信號 而驅(qū)動功率晶體管10。如圖2中所v，電池充/放電電流管理裝置6包括分路電阻器50、 放大器52和60、模擬/數(shù)字(A/D )轉(zhuǎn)換器54和62、電阻器56和58、 微型計(jì)算機(jī)64、驅(qū)動器70、通信控制器72、發(fā)電狀況接收信號存儲器74、 發(fā)電控制發(fā)送信號存儲器76以及電源電路77。當(dāng)鑰匙開關(guān)7被接通時(shí)， 電源電路77開始運(yùn)行，并且提供各電路的運(yùn)行所需要的電力。分路電阻器50用作用于測量電池5的充/放電電流的電阻器，其一端 連接到電池5的負(fù)端子，而其另一端接地。放大器52是差分放大器，例 如，用于放大跨分路電阻器50兩端的電壓。枕故大的電壓通過A/D轉(zhuǎn)換 器54進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，并被輸入到微型計(jì)算機(jī)64。電阻器56和58構(gòu)成分壓電路，用于檢測電池5的端子電壓(電池電 壓)。分壓電路的一端連接到電池5的正端子，而另一端接地。放大器60 是運(yùn)算放大器，例如，其用作連接到由電阻器56和58構(gòu)成的分壓電路的 輸出側(cè)的緩沖器。放大器60的輸出電壓(在圖2中所示的配置中，該電 壓等于在電阻器56和58的連接處出現(xiàn)的分壓電壓)通過A/D轉(zhuǎn)換器62 進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換，并被輸入到微型計(jì)算機(jī)64。驅(qū)動器70和通信控制器72被提供用于通過通信線路在它們與發(fā)電控 制單元4之間發(fā)iH/接收信號。驅(qū)動器70和通信控制器72以與發(fā)電控制 單元4內(nèi)部所提供的驅(qū)動器24和通信控制器22基^目同的方式運(yùn)行。也 就是說，驅(qū)動器70通過通信線#收從發(fā)電控制單元4發(fā)送的數(shù)字調(diào)制 信號(發(fā)電狀況發(fā)送信號)。然后，通信控制器72對所接收的信號執(zhí)行解 調(diào)處理，從而，產(chǎn)生的發(fā)電狀況接收信號被存儲在發(fā)電狀況接收器存儲器 74中。而且，當(dāng)從微型計(jì)算機(jī)64輸出的發(fā)電控制發(fā)送信號存儲在發(fā)電控 制發(fā)送信號存儲器76中時(shí)，通信控制器72將發(fā)電控制發(fā)送信號轉(zhuǎn)換成預(yù) 定的數(shù)字通信格式，從而執(zhí)行調(diào)制處理。然后，調(diào)制的信號(數(shù)字調(diào)制信 號)通過通信線路從驅(qū)動器70發(fā)送到發(fā)電控制單元4。分路電阻器50、放大器52和A/D轉(zhuǎn)換器54對應(yīng)于充/放電電流測量 單元。驅(qū)動器、通信控制器72和發(fā)電狀況接收信號存儲器74對應(yīng)于接收
單元。微型計(jì)算機(jī)64對應(yīng)于發(fā)電控制單元和偏移誤差確定單元二者。
本實(shí)施例的充/放電電流管理裝置6和發(fā)電控制單元4具有如上所述 的配置。下面的描述將針對這些組件的運(yùn)行。圖3是說明電池充/放電電 流管理裝置6的運(yùn)行過程的流程圖。所述運(yùn)行過程以基本上是發(fā)電機(jī)3 的轉(zhuǎn)子的時(shí)間常數(shù)的十分之一的間隔來重復(fù).
驅(qū)動器70接ijt^發(fā)電控制單元4發(fā)送的發(fā)電狀況發(fā)送信號。所述信 號經(jīng)過由通信控制器72執(zhí)行的預(yù)定的解調(diào)處理，從而使用于指示發(fā)電機(jī) 3的發(fā)電狀況的數(shù)據(jù)存儲在發(fā)電狀況接收信號存儲器74中(步驟100 )。 發(fā)電狀況包括例如，轉(zhuǎn)數(shù)Np、勵(lì)磁電流If、以;SJC電電壓Vb。
隨后，微型計(jì)算機(jī)64通過使用下述公式、基于所接收的用于指示發(fā) 電狀況的數(shù)據(jù)來計(jì)算轉(zhuǎn)動偏差(ANp)和勵(lì)磁電流偏差(AIf)(步驟101):ANp-Np (n ) -Np ( n國l)AIf-If (n) -If (n國l)
這里，Np (n)和If (n)分別指示包括在當(dāng)前接收的數(shù)據(jù)中的轉(zhuǎn)數(shù)和勵(lì) 磁電流，而Np (n-l)和If (n-l)分別指示包括在之前接收的數(shù)據(jù)中的 轉(zhuǎn)數(shù)和勵(lì)磁電流。
然后，微型計(jì)算機(jī)64判定是否轉(zhuǎn)動偏差的絕對值IANpl和勵(lì)磁電流偏 差的絕對值IAI11每一個(gè)都小于預(yù)定值(ANp和AIf的預(yù)定值被分別設(shè)置) (步驟102)。如果至少一個(gè)偏差的絕對值等于或大于預(yù)定值，就作出否 定判定，然后，微型計(jì)算機(jī)64計(jì)算正常發(fā)電控制條件(步驟105)。所述 正常發(fā)電控制條件指的是用于執(zhí)行傳統(tǒng)上已經(jīng)被執(zhí)行的各種發(fā)電控制的 那些各種i殳置M。例如，借助分路電阻器來測量的電池5的充/放電電 流可以被用作指定用于控制發(fā)電電壓的調(diào)整電壓值或用于控制勵(lì)磁電流 的調(diào)整電流值的基礎(chǔ)。而且，為了抑制在發(fā)動機(jī)2的空閑期間發(fā)電轉(zhuǎn)矩的 劇烈增加，可以執(zhí)行負(fù)栽響應(yīng)控制(漸ii^磁控制)，通過該控制，用于 控制勵(lì)磁電流的調(diào)整電流值隨著時(shí)間的流逝而增加，以便逐漸增加驅(qū)動電 流。在計(jì)算了正常電壓控制^之后，微型計(jì)算機(jī)64產(chǎn)生對應(yīng)于所述條 件的發(fā)電控制所必要的發(fā)電控制發(fā)送信號，然后，將所述信號發(fā)送到發(fā)電 控制單元4 (步驟106 )。
如果在步驟101中計(jì)算的兩個(gè)偏差都小于預(yù)定值，那么，就在步驟 102中作出肯定判定。在這種情況下，微型計(jì)算機(jī)64判定是否需要充電 電流的基準(zhǔn)值控制(步驟103)?；鶞?zhǔn)值控制指的是提供發(fā)電機(jī)3的發(fā)
電量的可變性，并且對在此時(shí)測量的電池5的充/放電電流進(jìn)行控制，以 便使其穩(wěn)定在接近于零安培(0安培)的預(yù)定的基準(zhǔn)值上，從而，借助分 路電阻器50所測量的充/放電電流中包含的偏移誤差可得到確定。以此方 式，根據(jù)穩(wěn)定狀態(tài)的電池電壓所獲得的基準(zhǔn)值被確定為偏移誤差，如以下 所述。然而，用于測量偏移誤差的原理本身是已知的.在步驟103中，判定是否到了執(zhí)行基準(zhǔn)值控制的時(shí)間。例如，在接通 鑰匙開關(guān)7以使得能夠運(yùn)行電池充/放電電流管理裝置6之后，如果在步 驟102中做出了肯定判定，則可以執(zhí)行一次基準(zhǔn)值控制。替選地，可以以 預(yù)定的間隔來執(zhí)行基準(zhǔn)值控制。也可以在 視的可以引起偏移誤差變化 的各種條件(如溫度)已經(jīng)發(fā)生任何變化時(shí)執(zhí)行基準(zhǔn)值控制。在沒有到用 于執(zhí)行基準(zhǔn)值控制的時(shí)間的情況下，在步猓103做出否定判定。然后，控 制進(jìn)行到步驟105,以便執(zhí)行計(jì)算正常發(fā)電控制務(wù)降的處理以及隨后的處 理。當(dāng)已經(jīng)到了執(zhí)行基準(zhǔn)值控制的時(shí)間時(shí)，在步驟103做出肯定判定。然 后，微型計(jì)算機(jī)64計(jì)算用于執(zhí)行基準(zhǔn)值控制所需要的發(fā)電控制條件(步 驟104 )。
圖4是詳細(xì)說明基準(zhǔn)值控制的流程圖。首先，微型計(jì)算機(jī)64測量電 池5的充/放電電流(步驟104A)。所述測量是借助分路電阻器50來執(zhí)行 的，并且，測量的充/放電電流包括偏移誤差。然后，微型計(jì)算機(jī)64基于 轉(zhuǎn)數(shù)和勵(lì)磁電流來計(jì)算發(fā)電機(jī)3的輸出電流(步驟104B),并且，還計(jì)算 在步驟104A測量的充/放電電流與基準(zhǔn)值之間的充/放電電流偏差 (104C)。例如，當(dāng)在步驟104A測量的充/放電電流是+10安培(充電電 流)時(shí)，其與基準(zhǔn)值(近似為零安培)的充/放電電流偏差是+10安培。隨 后，微型計(jì)算機(jī)64計(jì)算設(shè)置發(fā)電機(jī)3的輸出電流所需要的勵(lì)磁電流(該 勵(lì)磁電流在下面被稱為"限制勵(lì)磁電流")，從而可以使充/放電電流偏差變 為零(步驟104D)。例如，當(dāng)充/放電電流偏差是+10安培且在此時(shí)發(fā)電機(jī) 3的輸出電流是90安培時(shí)，將輸出電流減小到80安培可以使充/放電電流 偏差變?yōu)榱悖员闩c基準(zhǔn)值匹配。在步驟104D,計(jì)算將發(fā)電機(jī)3的輸出 電流減小到80安培所需要的限制勵(lì)磁電流。
在上面提供的描述(關(guān)于步驟104B)中，已經(jīng)基于轉(zhuǎn)數(shù)和勵(lì)磁電流 計(jì)算了輸出電流。然而，為了增加計(jì)算的精確性，可以增加其他要素(例 如，發(fā)電電壓)。
圖5是限制勵(lì)磁電流(限制If)的解釋圖。在圖5中，實(shí)線指示在現(xiàn) 有勵(lì)磁電流If情況下的輸出電流。為了將此輸出電流減小(或增加)與
充/放電電流偏差相對應(yīng)的量，直到那時(shí)勵(lì)磁電流被改變成限制勵(lì)磁電流。 在計(jì)算了執(zhí)行基準(zhǔn)值控制所需要的發(fā)電控制條件之后，微型計(jì)算機(jī)64產(chǎn)生對應(yīng)于所述條件的發(fā)電控制所需要的發(fā)電控制發(fā)送信號，并將所 述信號發(fā)送到發(fā)電控制單元4 (步驟106)。以此方式來控制充/放電電流， 以便使充/放電電流穩(wěn)定在基準(zhǔn)值。在圖3和圖4中所示的運(yùn)行過程中，作為測量偏移誤差的前提，已經(jīng) 針對控制充/放電電流進(jìn)行了描述，使得充/放電電流穩(wěn)定在基準(zhǔn)值(近似 為零安培)。然而，實(shí)際上，繼這種控制之后，在電池電壓M視的同時(shí) 發(fā)電機(jī)的輸出電流被精細(xì)地調(diào)整，并且，當(dāng)電池電壓被最終穩(wěn)定下來時(shí)， 在此時(shí)通過已知技術(shù)測量的電池5的充/放電電流在圖4中的步驟104E被 確定是偏移誤差。作為示例，偏移誤差在l-2安培的范圍中。具體地，控制發(fā)電機(jī)3以便獲得在圖4的步驟104D所計(jì)算的限制勵(lì) 磁電流，可以使得在此時(shí)測量的電池5的充/放電電流變?yōu)榱恪Ｈ欢?，?于測量值包括偏移值(該值在此時(shí)是不確定的)，事實(shí)上，與偏移誤差等 同的充/放電電流流過電池5。所以，電池電壓隨充/放電電壓而變化。微 型計(jì)算機(jī)64監(jiān)視電池電壓，以俊發(fā)現(xiàn)電池電壓的變化。當(dāng)電池電壓變化 時(shí)，根據(jù)增加或降低變化來控制發(fā)電機(jī)3的發(fā)電狀況，這樣，輸出電流可 以進(jìn)一步增加或降低。當(dāng)最終電池電壓沒有變化時(shí)，電池5的充/放電電 流的真實(shí)值應(yīng)當(dāng)在此時(shí)基本變?yōu)榱?零安培)，并且，實(shí)際測量的充/放電 電流應(yīng)當(dāng)與偏移誤差相對應(yīng)。這就是實(shí)現(xiàn)偏移誤差的測量的途徑。如上所述，才艮據(jù)本實(shí)施例，在電池充/放電電流管理裝置6中提供的 用于控制發(fā)電機(jī)的微型計(jì)算機(jī)64可以有助于顯著減小諸如在與微型計(jì)算 機(jī)64進(jìn)行的、與電池5的充/放電電流相關(guān)的通信中造成的點(diǎn)火噪聲之類 的影響。尤其是，這些各種噪聲的存在可能使得有必要使用濾波器來去除 高頻分量。然而，濾波器的使用可能變成偏移誤差發(fā)生的原因。所以，如 上所述的噪聲的顯著減少可以消除濾波器的4吏用，或者，可以允許使用簡 化結(jié)構(gòu)的濾波器，使得偏移誤差本身減小。以此方式，噪聲影響的減小可 以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的偏移誤差測量。同時(shí)，由于考慮了偏移誤差，可以實(shí)現(xiàn)對電 池充/放電電流的高精度測量。此夕卜，在通過微型計(jì)算機(jī)64控制電池5的充/放電電流以使_使所述充 /放電電流穩(wěn)定在預(yù)定的基準(zhǔn)值的過程中，在發(fā)電機(jī)3的轉(zhuǎn)數(shù)被穩(wěn)定到預(yù) 定的范圍之內(nèi)的同時(shí)執(zhí)行偏移誤差測量。在發(fā)電機(jī)3的轉(zhuǎn)數(shù)被穩(wěn)定的同時(shí) 確定偏移誤差可以防止由發(fā)電量的變化所產(chǎn)生的影響，所述變化隨著發(fā)電 機(jī)3的轉(zhuǎn)數(shù)變化而發(fā)生。這可以使得高精度地確定偏移誤差。此外，在通過微型計(jì)算機(jī)64控制電池5的充/放電電流以便使所述充 /放電電流穩(wěn)定在預(yù)定的基準(zhǔn)值的過程中，在發(fā)電機(jī)3的勵(lì)磁電流被穩(wěn)定 到預(yù)定的范圍之內(nèi)的同時(shí)執(zhí)行偏移誤差測量。在發(fā)電機(jī)3的勵(lì)磁電流被穩(wěn) 定的同時(shí)測量偏移誤差可以防止發(fā)電量變化的不利影響，所迷變化隨著發(fā) 電機(jī)3的勵(lì)磁電流變化而發(fā)生。這可以使得高精度地確定偏移誤差。微型計(jì)算機(jī)64控制發(fā)電機(jī)3的勵(lì)磁電流，以j更為發(fā)電機(jī)3的輸出電 流提供可變性，這樣，電池5的充/放電電流可以受到控制并穩(wěn)定在預(yù)定 的基準(zhǔn)值。為了使發(fā)電機(jī)3的輸出電流可變，與用于實(shí)現(xiàn)相同目的控制發(fā) 電電壓的傳統(tǒng)技^M目比，控制勵(lì)磁電流可以使用于達(dá)到預(yù)定的基準(zhǔn)值的控 制更加穩(wěn)定。尤其是，電池5的輸入阻抗只有幾毫歐姆那樣小，這不可避 免地會使充/放電電流隨著小的電壓變化而產(chǎn)生變化。然而，通過控制勵(lì) 磁電流來為發(fā)電機(jī)3的輸出電流提供可變性，就可以允許以更加穩(wěn)定的方 式來控制電池5的充/放電電流。此外，電池5的充/放電電流是基于跨電流測量電阻器(分路電阻器 50)兩端的電壓來測量的，所述電流測量電阻器串聯(lián)插入到用于提供電池 5的充/放電電流的路徑中。存在其他的用于測量電流的方法，包括基于磁 場的變化來測量電流的方法。與這種方法相比，^使用分路電阻器50的方 法不會受的影響.這樣，可以消除干擾的不利影響，以便實(shí)現(xiàn)偏移誤 差的高精度確定。分路電阻器50被連接到電池5的負(fù)端子。這使得可以用地電位作為 基準(zhǔn)來測量電池5的充/放電電流。相應(yīng)地，電池充/放電電流管理裝置6 作為一個(gè)整體可以使用地電位作為基準(zhǔn)來運(yùn)行，因此，這種運(yùn)行與地浮置 的情況相比可以被穩(wěn)定。電池充/放電電流管理裝置6通過數(shù)字通信來接收發(fā)電機(jī)3的發(fā)電狀 況數(shù)據(jù)。例如，這可以消除點(diǎn)火噪聲的影響，從而可以可靠地確定發(fā)電機(jī) 3發(fā)電的穩(wěn)定狀況。尤其是，用于接收發(fā)電狀況數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔被設(shè)置成 基本為發(fā)電機(jī)3的轉(zhuǎn)子的時(shí)間常數(shù)的十分之一。所以，可以以充分高于發(fā) 電狀況的變化的速度來險(xiǎn)測發(fā)電機(jī)3的發(fā)電狀況，導(dǎo)致更可靠的確t基于 發(fā)電機(jī)3發(fā)電的穩(wěn)定狀況。另外，在電池充/放電電流管理裝置6中提供 了用于將電力從電池5提供到內(nèi)部電路的電源電路77。這樣，可以確保 穩(wěn)定運(yùn)行而不必考慮從電源線進(jìn)入的噪聲以及電池5的電壓變化。
本發(fā)明不限于上面描述的實(shí)施例，而是可以在本發(fā)明的精神之內(nèi)進(jìn)行 各種修改。已經(jīng)主要針對用來提供測量偏移誤差的前提的基準(zhǔn)值控制進(jìn)行 了上面的描述，還沒有特別描述利用測量的偏移誤差的控制操作，但是， 偏移誤差的高精度測量可導(dǎo)致電池容量的正確估計(jì)。這是因?yàn)殡姵厝萘渴峭ㄟ^使用高精度偏移誤差來校正電池5的充/放電電流的測量值、并且通 過使用這種校正的充/放電電流來執(zhí)行時(shí)間積分而獲得的。圖6是說明電池充/放電電流管理裝置的修改的方框圖。圖6中所示 的電池充/放電電流管理裝置6A與圖2中所示的電池充/放電電流管理裝 置6的不同之處在于電池充/放電電流管理裝置6A另外提供有充電容量 存儲器78，而電池充/放電電流管理裝置6A的配置的其他部分與電池充/ 放電電流管理裝置6基^目同。在偏移誤差的測量之后，微型計(jì)算機(jī)64 使用通過從電池5的測量的充/放電電流中減去偏移誤差而獲得的值來執(zhí) 行時(shí)間積分，這樣，就可以估計(jì)出電池容量.估計(jì)的電池容量祐^存儲在充 電容量存儲器78中。然后，通信控制器72將存儲在充電容量存儲器78 中的估計(jì)的電池容量讀出來，以便通過將所讀出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成用于數(shù)字通 信的預(yù)定格式來執(zhí)行調(diào)制過程。調(diào)制的信號(數(shù)字調(diào)制信號)通過通信線 路從驅(qū)動器70發(fā)送到發(fā)電控制單元4和ECU1。應(yīng)當(dāng)理解，微型計(jì)算機(jī) 64對應(yīng)于容量估計(jì)單元。充電容量存儲器78、通信控制器72和驅(qū)動器 70對應(yīng)于發(fā)送單元。如上所述，通過4吏用從電池5的測量的充/放電電流中減去偏移誤差 而獲得的值來執(zhí)行時(shí)間積分而估計(jì)出電池容量，然后將估計(jì)的電池容量發(fā) 送到ECU1。這樣，為確定偏移誤差而消除噪聲影響，使得可以基于電流 積分來進(jìn)行穩(wěn)定的和高精度的容量控制。在上面描述的實(shí)施例中，其描述提供了一個(gè)示范例，在該示范例中， 通過數(shù)字通信來發(fā)送電池容量。然而，可以進(jìn)行各種修改。例如，可以以 模擬量的形式或以用于PWM通信的一定量占空比的形式來發(fā)送電池容 量。
權(quán)利要求
1. 一種用于管理安裝在車輛上的電池的充/放電電流的裝置，包括檢測單元，其檢測所述充/放電電流的實(shí)際量；接收單元，其接收用于指示安裝在所述車輛上的發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的 信息；控制卑元，其基于所檢測的所述充/放電電流的實(shí)際量和所接收的用 于指示所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的信息來控制所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行，使得 所述電池的充/放電電流保持在為所述充/放電電流所指定的給定值；判定單元，其通過在所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行由所述控制單元進(jìn)行控制 的狀態(tài)下監(jiān)視所述電池的電壓，來判定所述電池的電壓是否滿足所述電壓 的給定條件；以及設(shè)置單元，其在所述判定單元判定所述電池的電壓滿足所述給定M 時(shí)，將所述檢測單元所檢測的充/放電電流設(shè)置作為所述充/放電電流的偏 移量。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，用于指示所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的所述信息是所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)；以及所述判定單元被配置成判定作為所述電壓的給定條件，所述轉(zhuǎn)lbl否 在給定的轉(zhuǎn)數(shù)范圍之內(nèi)。
3. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，用于指示所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的所述信息是提供到所述發(fā)電機(jī)的 處力磁電纟庇；以及所述判定單元被配置判定作為所述電壓的給定條件，所述勵(lì)磁電流是 否在給定的勵(lì)磁電流范圍之內(nèi)。
4. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，用于指示所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的所述信息是所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)和 提供到所&良電機(jī)的勵(lì)磁電流；以及所述判定單元被配置成判定作為所述電壓的給定條件，所述轉(zhuǎn)ltA否 在給定的轉(zhuǎn)數(shù)范圍之內(nèi)以及所述勵(lì)磁電流是否在給定的勵(lì)磁電流范圍之內(nèi)。
5. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述控制單元被配置成對作為所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的到所述發(fā)電 機(jī)的勵(lì)磁電流進(jìn)行控制，使得來自所述發(fā)電機(jī)的輸出電流被可變化地控 制。
6. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述檢測單元包括電阻器，所述電阻器串聯(lián)插入到一路徑中，所述電 池的充/放電電流通過所述路徑而被提供，并且，所述檢測單元被配置成 基于所述電阻器上的電壓ilb險(xiǎn)測所述充/放電電流的量。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中， 所述電阻器電連接到所述電池的負(fù)端子，并且電連接到地。
8. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述接收單元被配置成以數(shù)字通信的方式從外部裝置接收用于指示 所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的信息。
9. 如權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述接收單元被配置成以等于或小于所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的時(shí)間常數(shù) 的大約1/10的間隔來接收所述信息。
10. 如權(quán)利要求l所述的裝置，進(jìn)一步包括估計(jì)單元，其基于由所述檢測單元檢測的充/放電電流的實(shí)際量和由 所述設(shè)置單元設(shè)置的充/放電電流的偏移來估計(jì)所述電池的容量；以及發(fā)送單元，其將用于指示所述電池的估計(jì)容量的信息發(fā)送到外部裝置。
11. 一種用于管理安裝在車輛上的電池的充/放電電流的方法，包括 以下步驟檢測所述充/放電電流的實(shí)際量；接收用于指示安裝在所述車輛上的發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的信息；基于所檢測的所述充/放電電流的實(shí)際量和所接收的用于指示所述發(fā) 電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的信息來控制所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行，使得所述電池的充 /放電電流保持在為所述充/放電電流指定的給定值；通過在所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行受控制的狀態(tài)下監(jiān)視所述電池的電壓，來判定所述電池的電壓是否滿足所述電壓的給定條件；以及將在判定所述電池的電壓滿足所述給定條件時(shí)所檢測的充/放電電流 設(shè)置作為所述充/放電電流的偏移量。
12. 如權(quán)利要求ii所述的方法，其中，用于指示所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的所述信息是所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)；以及所述判定步驟判定作為所述電壓的給定^H中，所述轉(zhuǎn)lbl否在給定的轉(zhuǎn)數(shù)范圍之內(nèi)。
13. 如權(quán)利要求ll所述的裝置，其中，用于指示所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的所述信息是提供到所述發(fā)電機(jī)的 勵(lì)磁電流；以及所述判定步驟判定作為所述電壓的給定條件，所述勵(lì)磁電流是否在給 定的勵(lì)磁電流范圍之內(nèi)。
14. 如權(quán)利要求ll所述的裝置，其中，用于指示所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的所述信息是所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)和 提供到所U電機(jī)的勵(lì)磁電流；以及所述判定步驟判定作為所述電壓的給定條件，所述轉(zhuǎn)^tA否在給定的 轉(zhuǎn)數(shù)范圍之內(nèi)以及所ii^力磁電流是否在給定的勵(lì)磁電流范圍之內(nèi)。
全文摘要
提供了一種裝置，以便管理車載電池的充/放電電流。所述裝置包括檢測單元，其檢測充/放電電流的實(shí)際量；以及接收單元，其接收指示車載發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行的信息。所述裝置還包括控制單元，其基于所檢測的實(shí)際充/放電電流和所接收的信息來控制發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行，使得充/放電電流保持在指定的給定值。所述裝置還包括判定單元和設(shè)置單元。判定單元通過在發(fā)電機(jī)的發(fā)電運(yùn)行被控制的狀態(tài)下監(jiān)視電池的電壓，來判定電池的電壓是否滿足所述電壓的給定條件。設(shè)置單元在判定電池的電壓滿足給定的條件時(shí)，將所檢測的充/放電電流設(shè)置作為充/放電電流的偏移量。
文檔編號H01M10/44GK101123320SQ20071014062
公開日2008年2月13日 申請日期2007年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月10日
發(fā)明者淺田忠利 申請人:株式會社電裝