(57)【要約】  【課題】簡単な回路構成で電池や電装品の寿命を改善することができるとともに、動力源が始動不能になる前に電池劣化を判断することが可能な、車両用電装システムを提供する。  【解決手段】車両の動力源により駆動される発電装置３と、動力源を始動させるための動力源始動装置２と、発電装置により充電される蓄電池７と、蓄電池の電圧を検出する電圧検出装置８と、車両の電装品１２と、電装品への電力供給装置とを備える。電力供給装置は電装品への電圧供給を制御する電圧−電流制御装置９を有し、電圧検出装置により検出された検出電圧、及び車両の走行もしくは停止の情報に基いて、電圧−電流制御装置及び発電装置を制御する制御装置１０を備える。【選択図】図３
2006080002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の動力源により駆動される発電装置と、前記動力源を始動させるための動力源始動装置と、前記発電装置により充電される蓄電池と、前記蓄電池の電圧を検出する電圧検出装置と、車両の電装品と、前記電装品への電力供給装置とを備えた車両用電装システムにおいて、
前記電力供給装置は前記電装品への電圧供給を制御する電圧−電流制御装置を有し、
前記電圧検出装置により検出された検出電圧、及び車両の走行もしくは停止の情報に基いて、前記電圧−電流制御装置及び発電装置を制御する制御装置を備えたことを特徴とする車両用電装システム。
【請求項２】
前記蓄電池の検出電圧があらかじめ設定された電圧以下になった場合、前記電圧−電流制限装置により前記電装品への電力の供給が遮断される請求項１記載の車両用電装システム。
【請求項３】
前記蓄電池のＳＯＣがあらかじめ設定された状態以下になった場合、前記発電装置の発電量を増加させ前記蓄電池を急速に充電するとともに、前記電圧−電流制御装置により前記電装品への供給電圧の上昇を抑制する請求項１記載の車両用電装システム。
【請求項４】
前記蓄電池の電圧があらかじめ設定された電圧以下になった場合、前記蓄電池のＳＯＣがあらかじめ設定された状態になったものとして制御する請求項３記載の車両用電装システム。
【請求項５】
前記蓄電池の充放電電流を検出する充放電電流検出装置と、検出された充放電電流を積算する積算装置と、前記充放電電流検出装置及び前記積算装置の出力に基づき前記蓄電池のＳＯＣを推定する装置を有する請求項３記載の車両用電装システム。
【請求項６】
前記発電装置が前記蓄電池を定電圧充電しているときに、前記蓄電池への充電電流が所定値より減衰した場合、前記蓄電池のＳＯＣの値をあらかじめ設定された値に再度設定する請求項５記載の車両用電装システム。
【請求項７】
前記発電装置の発電量を、前記蓄電池の温度および／またはＳＯＣにより変化させる請求項３記載の車両用電装システム。
【請求項８】
前記電圧−電流制御装置がＭＯＳＦＥＴで構成された請求項１記載の車両用電装システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池により動力源始動装置及び電装品に電力を供給し、発電装置により蓄電池を充電するための改良された制御装置を有する車両用電装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンを主たる動力とし、エンジン始動装置、及び発電装置を具備した車両用電装システムは一般的に広く市場に出回っている。
【０００３】
図６は、従来例の電装システムを搭載した車両の構成を示すブロック図である。エンジン１を主たる動力源とし、エンジン１で発生した動力は、変速機４、ディファレンシャルギア５を介して車輪６に伝達される。エンジン１には、スターター２、及びオルターネータ３も連結されている。スターター２、オルターネータ３、蓄電池７、及び電装品１２が並列に接続されている。スターター２にはＩＧキー１１が接続されている。
【０００４】
この車両の走行時の動作について説明する。エンジン１で発生した動力を変速機４、ディファレンシャルギヤ５を介して車輪６に伝達して走行する。この間オルターネータ３により発電し蓄電池７を充電する。ここで、オルターネータ３は、内部に温度検出器を有しており、低温ほど高い電圧を発生するように設定されている。
【０００５】
次いで、電池の温度と発電電圧の関係を図７に示す。図には、−２０℃〜７０℃の範囲におけるオルターネータ設定電圧が示される。温度が一定であれば、電池のＳＯＣに係わらずオルターネータ設定電圧は一定であることが判る。電池のＳＯＣが低い場合は、電池が充電電流を多く受け入れるため、オルターネータ３の発電能力をオーバーして設定電圧より蓄電池７の電圧が低くなる場合があるが、蓄電池７のＳＯＣは通常高いレベルの場合が多く、その場合、オルターネータ３の設定電圧となる。そのため電装品１２にはオルターネータ３の設定電圧が概ね印加される。
【０００６】
ここで、図７に示されるオルターネータの設定電圧は、電装品の劣化が問題になる１５Ｖより低いレベルに設定されている。
【０００７】
次に駐車中の動作について説明する。駐車中はエンジン１が停止しており、オルターネータ３は発電できない状態となる。電装品１２は数１０ｍＡの暗電流を有しており、５０Ａｈの容量を放電してしまうまで、約１０００時間、１ヶ月以上を要する。
【０００８】
しかし電池が劣化して電池容量が低下してきた場合や、駐車する前に十分に充電されていない場合、電池のＳＯＣは、より短時間でエンジンを始動できない状態まで放電してしまう。
【０００９】
従来例の車両用電装システムとして、図８に示す構成も知られている。この電装システムは、図６の従来例にアイドルストップ機能が付加されたものである。車両ＥＣＵ１４は、車両の走行状態や制御回路１０からのアイドルストップ許可信号に基き、エンジン１を停止させたり始動したりする信号を出力する。
【００１０】
以上のように、従来の車両用電装システムにおいては、始動装置（スターター２）、発電装置（オルターネータ３）、蓄電池７、及び電装品１２は並列に配線され、車両起動時には蓄電池７から動力源始動用のスターター２や電装品１２に電力が供給される。走行中には、オルターネータ３によりエンジン１の出力を電力に変換して、蓄電池７と電装品１２に対し一定の電圧になるように発電量を調整して電力を供給していた。
【００１１】
また、蓄電池が低温で充電され難い特性があるので、温度の低い環境下では電圧は高めに設定されていた。
【００１２】
さらに、こうした構成だけでは十分な充電状態を維持できない場合があるため、電池のＳＯＣや劣化状態を監視して、電池の負荷を解除したり警報を出すなどの対策を講じたものもあった。
【００１３】
また、特許文献１に示されるように、電池のＳＯＣが低下した場合に負荷を解除する方法も知られている。
【００１４】
さらに近年、車両の燃費を向上するために、車両が駐車中にアイドルストップして、蓄電池から電装品へ電力を供給し、発進毎にエンジンを始動する方法を使用した車両も知られている。
【特許文献１】特開２０００−２８５９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従来の方法では、電池の充電状態に関らず電池温度に応じた一定の電圧で充電を行っていたため、充電に長時間を要していた。このため走行時間に比べ駐車時間が長い車両ユーザの場合、充電電気量が不足し、駐車中の電装品の電力消耗により蓄電池が放電され、エンジンが始動できないなどのトラブルが発生していた。
【００１６】
これを防ぐために、走行中の充電の設定電圧を上げる方法があるが、これにより電装品への印加電圧が上昇し、電装品の寿命を著しく縮めるという問題を生じた。
【００１７】
また、特許文献１に示されるように、電池のＳＯＣが低下した場合に負荷を解除する方法を採用した場合、走行中このような状況に陥ったとき電装品が使えなくなるという問題を有しており、また駐車中では、ＳＯＣの演算を行っている監視装置自体の電力消費により蓄電池を消耗してしまう問題があった。
【００１８】
さら、車両が駐車中にアイドルストップして、蓄電池から電装品へ電力を供給し、発進毎にエンジンを始動する方法を採用した車両の場合、蓄電池の電力消耗が大きく、蓄電池はより深い放電を受けやすくなるという課題を有していた。
【００１９】
本発明は、簡単な回路構成で電池や電装品の寿命を改善することができるとともに、動力源が始動不能になる前に電池劣化を判断することが可能な、車両用電装システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明の車両用電装システムは、車両の動力源により駆動される発電装置と、前記動力源を始動させるための動力源始動装置と、前記発電装置により充電される蓄電池と、前記蓄電池の電圧を検出する電圧検出装置と、車両の電装品と、前記電装品への電力供給装置とを備える。前記電力供給装置は前記電装品への電圧供給を制御する電圧−電流制御装置を有し、前記電圧検出装置により検出された検出電圧、及び車両の走行もしくは停止の情報に基いて、前記電圧−電流制御装置及び発電装置を制御する制御装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、簡単な回路構成で電池や電装品の寿命改善が図ることができるとともに、動力源が始動不能になる前に電池劣化を判断することができ、高い利便性を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の車両用電装システムにおいて、好ましくは、前記蓄電池の検出電圧があらかじめ設定された電圧以下になった場合、前記電圧−電流制限装置により前記電装品への電力の供給が遮断される構成とする。それにより、駐車中に蓄電池に深い放電をさせず、エンジンを始動する最低限の電気量を蓄電池が確保できる。
【００２３】
また好ましくは、前記蓄電池のＳＯＣがあらかじめ設定された状態以下になった場合、前記発電装置の発電量を増加させ前記蓄電池を急速に充電するとともに、前記電圧−電流制御装置により前記電装品への供給電圧の上昇を抑制する。すなわち、走行時間が短くても十分な充電がなされるようにするために、走行中においては容量の低下した電池はなるべく短時間で充電を完了する必要があるので、電池のＳＯＣが低下した場合、発電装置に高めの電圧を指示する。この場合電池電圧が高めとなるので、電装品に過電圧がかからないように電圧−電流制限装置に電圧を制限し、電装品の劣化を防止する。また、深い放電の防止と電池の出力電圧を低下させる機能に、電圧−電流制限装置を共用することにより、低価格でコンパクトな仕様を達成することができる。
【００２４】
また好ましくは、前記蓄電池の電圧があらかじめ設定された電圧以下になった場合、前記蓄電池のＳＯＣがあらかじめ設定された状態になったものとして制御する。充電電圧を高めた状態を、電池のＳＯＣが上がってきた後も維持すると電池の劣化を早めるので、充電電流の減衰や積算充電電気量により電池のＳＯＣの上昇を検出し、充電電圧を低減することにより、電池の劣化を抑制することができる。
【００２５】
上記構成において、前記蓄電池の充放電電流を検出する充放電電流検出装置と、検出された充放電電流を積算する積算装置と、前記充放電電流検出装置及び前記積算装置の出力に基づき前記蓄電池のＳＯＣを推定する装置を有する構成とすることができる。
【００２６】
また、前記発電装置が前記蓄電池を定電圧充電しているときに、前記蓄電池への充電電流が所定値より減衰した場合、前記蓄電池のＳＯＣの値をあらかじめ設定された値に再度設定する構成とすることができる。
【００２７】
また、前記発電装置の発電量を、前記蓄電池の温度および／またはＳＯＣにより変化させる構成とすることができる。
【００２８】
また好ましくは、前記電圧−電流制御装置がＭＯＳＦＥＴで構成される。ＭＯＳＦＥＴなど消費電力の小さなスイッチング素子を用いることにより、駐車中の消費電力（暗電流）を少なくでき、電池の充電状態をより高い状態に維持できる。
【００２９】
以下、本発明の実施の形態における車両用電装システムについて、図面を参照して説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における電装システムを搭載した車両の構成を示すブロック図である。図６の従来例と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して説明の重複を省略する。本実施の形態においては、電装品１２は、電圧−電流制限素子９を介して蓄電池７に並列に接続されている。蓄電池７には、電流センサー８及び温度センサー１３が取り付けられている。電流センサー８、温度センサー１３、及び電圧−電流制限素子９は、制御回路１０に接続されている。ＩＧキー１１は、スターター２に接続されるとともに、制御回路１０にも接続されている。
【００３１】
この車両の走行時における動作について、以下に説明する。
【００３２】
走行時には、エンジン１を主たる動力源とし、エンジン１で発生した動力を変速機４、ディファレンシャルギア５を介して車輪６に伝達し走行する。この間、発電装置であるオルターネータ３により発電を行い、蓄電池７を充電する。また、オルターネータ３は制御回路１０からの信号を受けて、蓄電池７の充電設定電圧を任意に設定することができる。
【００３３】
蓄電池７と電装品１２の間に介在する電圧−電流制限素子９は、蓄電池７の電圧が例えば１３Ｖを超える場合は、電装品に印加される電圧を１３Ｖになるように制限を加える。このときオルターネータ３は、制御回路１０からの信号に基き充電電圧が設定される。
【００３４】
なお、蓄電池７の電圧が低い場合、蓄電池７の充電の進行とともに電池電圧は上昇し、オルターネータ３の設定充電電圧指示値と同じ値を示したときに、充電が完了する。
【００３５】
制御回路１０は、電流センサー８及び温度センサー１３の検出値に基づき、蓄電池７の電圧、ＳＯＣおよび電池温度に応じた適切な充電電圧を指示する信号をオルターネータ３に送る。ＳＯＣは電流値の積算により求められる。また蓄電池の充電効率は電池温度やＳＯＣにより変化するが、概ね９５％として積算すればよい。
【００３６】
なお、充電効率を低めに設定することにより、算出されたＳＯＣの値が低めに設定されるため、実際の電池のＳＯＣが低くなる確率、すなわち電池が使用できないような確率がが減少する。
【００３７】
また、エンジン始動時の電流値は３００Ａ〜５００Ａと通常走行時の電流値２０Ａ〜６０Ａに比べ非常に大きいため、計測には専用の電流計が必要となる。しかし、実験で確認を行ったところ、１回のエンジン始動で電気量０.１Ａｈ〜０.２Ａｈ程度しか消費しないので、単純に０.１５Ａｈ減算するように構成することができる。また、電池のＳＯＣは時間の経過とともに積算誤差が拡大することが考えられるが、走行時は電池電圧がオルターネータの設定電圧とほぼ等しいので、充電電流の平均値が３Ａ以下になったときにＳＯＣを１００％にリセットするように設定し、誤差の拡大を抑制した。
【００３８】
次に、制御回路１０がオルターネータ３に指示する電圧値の一例を図２に示す。図２に示すように、ＳＯＣが低い領域、例えば９５％以下の領域、あるいは電池温度が低い領域では、高い充電電圧を指示し、充電が短時間に行えるようにする。このように設定されたテーブルを持ち、検出されたＳＯＣと電池温度をこのテーブルと照合して、オルターネータ３に充電電圧を指示する。
【００３９】
次に、この車両の駐車中の動作について説明する。
【００４０】
駐車中はエンジン１が停止しており、オルターネータ３は発電できない状態となる。一方、電装品１２の多くはＯＦＦになっているが、多少の暗電流が流れる。これは時計やキーレスエントリー、メモリーバックアップなどに使われるためである。そしてこの時、電圧−電流制限素子９はＯＮ状態となっている。制御回路１０も省電力のスリープモードに入り、１時間に１回程度起動して蓄電池７の電圧をチェックし、規定電圧以下の場合に電圧−電流制限素子９をＯＦＦ状態にする。そしてそれ以降、制御回路１０はエンジン１が始動されるまでスリープモードに入る。なお、この時の暗電流は１ｍＡ以下である。
【００４１】
この暗電流の流れを達成するためには、電圧−電流制限素子１０にＭＯＳＦＥＴを使用すればよい。通常の電磁リレー等では駆動に数ｍＡの電流が必要であるのに対して、電流を数μＡに低減するためである。
【００４２】
また、負荷である電装品１２を切り離す設定電圧を例えば１２Ｖとする。この設定は、通常５〜６ｍΩである電池のインピーダンスが劣化により８〜９ｍΩに上昇した場合、電池温度が−３０℃で１０〜１１ｍΩ前後に上昇した場合もしくは、電池にクランキング電流４００Ａを流した場合でも、最低始動電圧６Ｖを維持できる設定となっている。
【００４３】
上記のようにすれば、電圧−電流制限素子１０がＯＮ状態もしくはＯＦＦ状態のいずれになっていても、エンジンが始動された場合は、蓄電池７から通常通りスターター２に電流が供給されてエンジン１が始動する。
【００４４】
なお、電圧−電流制限素子１０がＯＮ状態となっている場合は、電装品１２の情報（時刻等）はバックアップされているので異常なく動作する。一方、電圧−電流制限素子１０がＯＦＦ状態となっている場合は、電装品１２の情報がバックアップされていないので、時計が停電状態となるなどの異常を生じる。しかし、蓄電池７にはエンジン始動に必要な電力が確保されているため、エンジン１を始動することは可能である。
【００４５】
その後、電装品１２に異常が発生したことにより、ユーザーは電池容量が低下したことを認識することができる。さらに、電装品１２に異常が生じたことを判断し、表示する機能を設けることで、よりユーザーが蓄電池７の異常を判断し易くなる。そして、このような異常状態が繰り返されることにより、ユーザーは蓄電池７の劣化や、走行頻度が低いことによる電池容量の低下を確認することができる。
【００４６】
このように本実施の形態によれば、エンジン始動不能になる前に蓄電池７の異常や充電不足に気が付くようにすることが可能なため、車両の運行上高い利便性を得ることができる。
【００４７】
また、本実施の形態では、ＩＧキー１１をＯＮにすることで、電圧−電流制限素子９を自動的にＯＮ状態としてエンジン１が始動するように構成することができる。あるいは、電圧−電流制限素子９をＯＦＦ状態からＯＮ状態にするスイッチを別途設け、ドライバーが操作することによりエンジン１を始動するように構成しても良く、この場合はより明確に蓄電池７の劣化を認識できる。
【００４８】
本実施の形態において、１２Ｖより高めの１２.５ＶでＳＯＣを０％の値にリセットする構成とすることができるが、駐車中は負荷電流の影響が少ないので、電池電圧でＳＯＣを予測する方法が好ましい。また、低い電圧でＳＯＣを０％にセットすると、次の走行時に高い充電電圧で急速に充電されるため、暗電流で失った容量を速やかに回復する事が可能となる。
【００４９】
次に、本実施の形態における電圧−電流制限素子９と制御回路１０の構成と動作について、図３を参照して詳細に説明する。図３は、電圧−電流制限素子９と制御回路１０のブロック図を示す。なお、電圧−電流制限素子９としてＭＯＳＦＥＴを用い、蓄電池７の電池出力電流を制限している例を示す。
【００５０】
図１に示した要素と同一の要素については、同一の参照符号を付して示す。ＳＷ１はＩＧ信号を模式化して表しており、ＩＧキー１１（図１参照）がＯＮ状態即ち車両が走行中はＳＷ１がＯＮとなり、制御回路１０のＩＧ入力部にバッテリー電圧が印加される。ＩＧキー１１がＯＦＦ状態、即ち車両が駐車中はＳＷ１がＯＦＦとなり、ＩＧ入力部はグランドにプルダウンされる。
【００５１】
制御回路１０は、ＳＯＣ算出部１５、ＭＯＳＦＥＴゲートコントロール部１６、オルターネータ電圧設定部１７、温度センサー１３から構成される。関連要素として、ダイオード１８、２１、コイル１９、キャパシタ２０が示されている。
【００５２】
ＳＯＣ算出部１５は、電池電圧情報、電流情報、ＩＧ信号に基きＳＯＣを算出する。電池電圧がオルターネータ設定電圧と等しい場合には、５分間の平均電流を求めてＳＯＣに対応させて、３Ａ以下である場合、ＳＯＣを１００％にリセットする。それ以外の場合は、充放電電流を積算して得た積算電気量と、元のＳＯＣに基づき、現在のＳＯＣを求める。
【００５３】
オルターネータ電圧設定部１７は、温度センサー１３からの情報、ＳＯＣ算出部１５からのＳＯＣ情報に基き、図２に示したようなＳＯＣと温度とオルターネータ設定電圧の関係から設定電圧を求め、オルターネータ３（図１参照）に出力する。ＳＯＣ算出部１５、オルターネータ電圧設定部１７は、ＩＧキー１１がＯＦＦ状態の時機能を停止する。なお、ＳＯＣ情報は、Ｅ２ＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などに保持する。
【００５４】
ＭＯＳＦＥＴゲートコントロール部１６は、ＩＧ信号、電池電圧信号、出力電圧信号に基き、電圧−電流制限素子９であるＭＯＳＦＥＴのゲート制御信号を出力する。例えば、ＩＧキーがＯＮ状態で電池電圧が１３Ｖを越えた場合、出力電圧が１２.５Ｖになる様にスイッチング動作を開始する。１３Ｖ以下の時は、ゲートを常にＯＮ状態する様に信号を出力する。ＩＧキーがＯＦＦ状態で電池電圧が１２Ｖ以上の場合も、ゲートを常にＯＮ状態にする。一方１２Ｖ未満になった場合は、ゲートをＯＦＦ状態にし自らもスリープ状態に入る。この時の制御回路１０の消費電流は１ｍＡ以下である。この状態はＩＧキーがＯＮ状態にされるまで継続する。
【００５５】
（実施の形態２）
図４は、実施の形態２における電装システムを搭載した車両の構成を示すブロック図である。図１に示した実施の形態１の要素と同一の要素については、同一の参照符号を付して、説明の繰り返しを省略する。
【００５６】
本実施の形態における電装システムは、車両ＥＣＵ１４により、アイドルストップ機能を付与したこと以外は、実施の形態１における車両用電装システムと同様である。車両ＥＣＵ１４は、車両の走行状態や制御回路１０からのアイドルストップ許可信号に基き、エンジン１を停止させたり始動したりする信号を出力する。アイドルストップを行わない場合、蓄電池７は、通常走行完了時のＳＯＣが９５％以上に設定されるが、アイドルストップを行う電池ではＳＯＣが約８０％に設定される。
【実施例】
【００５７】
本発明の実施例である車両用電装システムと、比較例である車両用電装システムについて、以下のとおりに構成して比較実験を行った。
【００５８】
（実施例１）
図１に示した実施の形態１の構成に従い車両用電装システムを構成して、実施例１とした。
【００５９】
（実施例２）
装置の構成は、実施例１の車両用電装システムと同様の構成とした。但し、オルターネータの電圧設定を、図５に示される電池の温度とＳＯＣとオルターネータの電圧の関係に基づいて行うように構成することにより、実施例１とは相違させて、実施例２とした。なお、この場合、電圧がＳＯＣに対して一定なので、設定電圧はＳＯＣに係わらず一定の値となる。
【００６０】
（実施例３）
装置の構成は、実施例１の車両用電装システムと同様の構成とした。但し、電圧−電流制限素子９を駐車中にのみ使用し、蓄電池７の電圧が高めになった場合、電装品１２が高めの電圧で駆動される点を実施例１とは相違させて、実施例３とした。
【００６１】
（実施例４）
図４に示した実施の形態２の構成に従って車両用電装システムを構成して、実施例４とした。
【００６２】
（比較例１）
図６に示した従来例の車両用電装システムを構成して、比較例１とした。
【００６３】
（比較例２）
充電電圧の設定を、比較例１の設定より高い図５に基づいて行ったこと以外は、比較例１と同様に構成した車両用電装システムを比較例２とした。なお、これは充電電気量を短時間に確保するため、高めの電圧設定となっている。この場合、比較例１に比べ充電電圧が高いので充電電気量の不足は軽減できるが、電装品と電池の寿命が短くなる傾向が見られた。
【００６４】
（比較例３）
図８に示した従来例の構成に従って車両用電装システムを構成して、比較例３とした。この構成により、走行中であっても８０%までＳＯＣが低下することになる。
【００６５】
以下に、実施例１〜４、比較例１〜３の車両制御装置について、走行時間を１時間／１回とし、運転頻度を１回／１週間、１回／２週間、１回／１ヶ月という条件で走行実験を行い電装品の寿命、電池の寿命を調べた結果を示す。なお、評価に用いた電装品はハロゲンランプのヘッドライトであり、これを常時点灯させて走行試験を行った。実験の結果を表１に示す。
【００６６】
【表１】
2006080002.tif 000003
【００６７】
表１には、実験開始からエンジン始動上障害が出るまでの期間を示す。表中において「始動不能」は、蓄電池の残存容量が低下し、十分な出力特性が得られなかったことを示す。「警報」は、蓄電池電圧が１２Ｖまで低下し、電流制限素子が蓄電池出力を遮断したことを示す。また「６０ヶ月」等の数値は、それぞれの状態に至るまでの期間を示す。
【００６８】
実施例１〜４においては、駐車中に過放電防止機能が働くため警報状態になるが、始動不能状態には至っていないことが判る。
【００６９】
さらに、実施例１においては、低ＳＯＣで充電電圧を高めに設定することにより充電電気量を確保することができ、高ＳＯＣで充電電圧を下げたことにより電池劣化を抑制することができた。さらに、電装品出力電圧を、１３Ｖ以上の電池電圧の時１２.５Ｖにすることにより放電電気量を削減することができ、電池の過放電を抑制することができ、３つの走行パターンでより優れた寿命性能を達成することができた。
【００７０】
一方、比較例１〜３においては、駐車中の過放電防止機能が無いため、電池残存容量低下はエンジン始動不能となって現れている。
【００７１】
比較例１では、実施例１に比べ低いＳＯＣでの充電電圧が低いため充電が不足する。このため１回／１ヶ月の走行パターンでより顕著に性能低下が現れている。しかし、比較例１では、実施例２と同じ充電電圧であるためほぼ同じ寿命を示した。
【００７２】
比較例２では、比較例１に比べ充電電圧を高めているため、走行頻度が低い走行パターンでは良好であるが、１回／１週間では劣化が早まる結果となっている。これはＳＯＣが高い領域で高い充電電圧で過充電されたため、電池が劣化したことによる。
【００７３】
比較例３では、実施例４と同様アイドルストップによる充電電気量不足が現れている。
【００７４】
なお、実施例１〜４では、充電中の充電電流の減衰に基きＳＯＣを１００%にリセットして動作しているが、これを除いたものに付いては、上記の実験結果には示さなかったが、充電電気量が不足する傾向が現れ、寿命が若干短くなる傾向が見られた。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明によれば、簡単な回路構成で電池や電装品の寿命を改善することができるとともに、動力源が始動不能になる前に電池劣化を判断することが可能であって、良好な車両制御を行う上で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態１における電装システムを搭載した車両の構成を示すブロック図
【図２】同電装システムにおける各種温度に対するＳＯＣとオルターネータ設定電圧の関係の一例を示すグラフ
【図３】同電装システムにおける電圧−電流制限素子と制御回路の構成を示すブロック図
【図４】本発明の実施の形態２における電装システムを搭載した車両の構成を示すブロック図
【図５】各種温度に対するＳＯＣとオルターネータ設定電圧の関係の他の例を示すグラフ
【図６】従来例の電装システムを搭載した車両の構成を示すブロック図
【図７】同電装システムにおける各種温度に対するＳＯＣとオルターネータ設定電圧の関係の一例を示すグラフ
【図８】他の従来例の電装システムを搭載した車両の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００７７】
１  エンジン
２  スターター
３  オルターネータ
４  変速機
５  ディファレンシャルギヤ
６  車輪
７  蓄電池
８  電流センサー
９  電圧−電流制限素子
１０、２２  制御回路
１１  ＩＧキー
１２  電装品
１３  温度センサー
１４  車両ＥＣＵ
１５  ＳＯＣ算出部
１６  ＭＯＳＦＥＴゲートコントロール部
１７  オルターネータ電圧設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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