(57)【要約】  本開示の鉛蓄電池の劣化判定装置は、互いに並列接続された鉛蓄電池と鉛蓄電池以外の二次電池とを含む電源部と、電源部の電圧を検出する電圧検出部と、二次電池の内部抵抗を取得する取得部と、始動用モータによるエンジンの始動時に電源部から始動用モータに供給される全体電流値を予め記憶する記憶部と、始動用モータによるエンジンの始動時の電源部の電圧である始動電圧と二次電池の内部抵抗と全体電流値とを用いて、鉛蓄電池の内部抵抗を算出する演算部と、算出された鉛蓄電池の内部抵抗と予め定められた抵抗閾値とを比較して、鉛蓄電池の内部抵抗が抵抗閾値より高い場合に、鉛蓄電池が劣化していると判定する判定部と、を備える。
2016002135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並列接続された鉛蓄電池と前記鉛蓄電池以外の二次電池とを含む電源部と、
前記電源部の電圧を検出する電圧検出部と、
前記二次電池の内部抵抗を取得する取得部と、
始動用モータによるエンジンの始動時に前記電源部から前記始動用モータに供給される全体電流値を予め記憶する記憶部と、
前記始動用モータによる前記エンジンの始動時の前記電源部の電圧である始動電圧を前記電圧検出部により検出し、前記検出された始動電圧と、前記取得部により取得された前記二次電池の内部抵抗と、前記記憶部に記憶された前記全体電流値とを用いて、前記鉛蓄電池の内部抵抗を算出する演算部と、
前記演算部により算出された前記鉛蓄電池の内部抵抗と予め定められた抵抗閾値とを比較して、前記鉛蓄電池の内部抵抗が前記抵抗閾値より高い場合に、前記鉛蓄電池が劣化していると判定する判定部と、
を備える、
鉛蓄電池の劣化判定装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記鉛蓄電池が劣化していると判定すると、アイドルストップ制御による前記エンジンの自動停止を禁止する、
請求項１に記載の鉛蓄電池の劣化判定装置。
【請求項３】
前記始動用モータは、前記アイドルストップ制御により自動停止している前記エンジンを始動させるモータである、
請求項２に記載の鉛蓄電池の劣化判定装置。
【請求項４】
前記始動用モータは、ユーザによるイグニションスイッチの操作によって前記エンジンを始動させるモータである、
請求項１に記載の鉛蓄電池の劣化判定装置。
【請求項５】
互いに並列接続された鉛蓄電池と前記鉛蓄電池以外の二次電池とを含む電源部を備える鉛蓄電池の劣化判定装置における鉛蓄電池の劣化判定方法であって、
前記二次電池の内部抵抗を取得する取得ステップと、
始動用モータによるエンジンの始動時の前記電源部の電圧である始動電圧を検出する検出ステップと、
前記検出ステップにおいて検出された前記始動電圧と、前記取得ステップにおいて取得された前記二次電池の内部抵抗と、前記始動用モータによる前記エンジンの始動時に前記電源部から前記始動用モータに供給される全体電流値とを用いて、前記鉛蓄電池の内部抵抗を算出する演算ステップと、
前記演算ステップにおいて算出された前記鉛蓄電池の内部抵抗と予め定められた抵抗閾値とを比較して、前記鉛蓄電池の内部抵抗が前記抵抗閾値より高い場合に、前記鉛蓄電池が劣化していると判定する判定ステップと、
を含む、
鉛蓄電池の劣化判定方法。
【請求項６】
互いに並列接続された鉛蓄電池及び前記鉛蓄電池以外の二次電池を含む電源部と、
予め定められた所定電圧値での定電圧充電により前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池を充電する充電制御部と、
を備え、
前記所定電圧値は、前記所定電圧値での充電開始当初の初期期間は、前記二次電池の充電電流より前記鉛蓄電池の充電電流が大きくなり、かつ、前記初期期間の後は、前記鉛蓄電池の充電電流より前記二次電池の充電電流が大きくなる値に予め定められている、
充電制御装置。
【請求項７】
前記鉛蓄電池のＳＯＣを取得する第１ＳＯＣ取得部と、
前記鉛蓄電池のＳＯＣとして予め定められた１００％以下のＳＯＣ閾値を保存する記憶部と、
充電電圧を前記所定電圧値又は前記所定電圧値より低い所定低電圧値に調整する電圧調整部と、
をさらに備え、
前記充電制御部は、前記電圧調整部を制御して、前記第１ＳＯＣ取得部により取得された前記鉛蓄電池のＳＯＣが前記ＳＯＣ閾値に達するまでは、前記充電電圧を前記所定低電圧値に調整し、前記鉛蓄電池のＳＯＣが前記ＳＯＣ閾値に達した後は、前記充電電圧を前記所定電圧値に調整する２段階定電圧充電により、前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池を充電し、
前記所定低電圧値は、前記二次電池の充電電流より前記鉛蓄電池の充電電流が大きくなる値に予め定められている、
請求項６に記載の充電制御装置。
【請求項８】
前記二次電池のＳＯＣを取得する第２ＳＯＣ取得部をさらに備え、
前記記憶部は、前記二次電池のＳＯＣとして予め定められた１００％未満の第１ＳＯＣ上限値を保存し、
前記充電制御部は、前記第２ＳＯＣ取得部により取得された前記二次電池のＳＯＣが前記第１ＳＯＣ上限値に達すると、前記２段階定電圧充電を停止する、
請求項７に記載の充電制御装置。
【請求項９】
前記充電制御部は、前記第２ＳＯＣ取得部により取得された充電開始時の前記二次電池のＳＯＣが大きいほど、前記ＳＯＣ閾値を大きい値にする、
請求項８に記載の充電制御装置。
【請求項１０】
前記記憶部は、前記鉛蓄電池のＳＯＣとして予め定められた１００％を超える第２ＳＯＣ上限値を保存し、
前記充電制御部は、前記鉛蓄電池のＳＯＣが前記第２ＳＯＣ上限値に達すると、前記２段階定電圧充電を停止する、
請求項７〜９のいずれか１項に記載の充電制御装置。
【請求項１１】
前記記憶部は、前記鉛蓄電池のＳＯＣとして予め定められた前記ＳＯＣ閾値未満のＳＯＣ下限値を保存し、
前記充電制御部は、
前記鉛蓄電池のＳＯＣが前記ＳＯＣ下限値以下に低下すると、低下した回数をカウントし、
前記カウントした回数が所定回数ごとに、前記２段階定電圧充電により、前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池を充電し、
前記カウントした回数が前記所定回数未満の場合は、前記充電電圧を前記所定電圧値に調整して、前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池を定電圧充電する、
請求項１０に記載の充電制御装置。
【請求項１２】
前記充電制御部は、前記２段階定電圧充電において、前記鉛蓄電池のＳＯＣが前記ＳＯＣ閾値に達して前記充電電圧を前記所定電圧値に調整すると、前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池を、オン期間が前記初期期間以下の長さでパルス充電する、
請求項７〜１１のいずれか１項に記載の充電制御装置。
【請求項１３】
前記二次電池のＳＯＣを取得する二次電池ＳＯＣ取得部と、
前記二次電池のＳＯＣとして予め定められた１００％未満の第１ＳＯＣ上限値を保存する記憶部と、
をさらに備え、
前記充電制御部は、前記二次電池ＳＯＣ取得部により取得された前記二次電池のＳＯＣが前記第１ＳＯＣ上限値未満の間は、前記所定電圧値での定電圧充電により前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池を充電し、前記二次電池ＳＯＣ取得部により取得された前記二次電池のＳＯＣが前記第１ＳＯＣ上限値以上になると、前記定電圧充電から予め定められたオン期間及びオフ期間を交互に繰り返すパルス充電に切り替える、
請求項６に記載の充電制御装置。
【請求項１４】
前記充電制御部は、前記オン期間を、前記初期期間以下の長さに予め定めている、
請求項１３に記載の充電制御装置。
【請求項１５】
前記記憶部は、前記二次電池のＳＯＣとして、１００％未満であって前記第１ＳＯＣ上限値を超える値に予め定められたＳＯＣ保護閾値を保存し、
前記充電制御部は、前記パルス充電中に、前記二次電池ＳＯＣ取得部により取得された前記二次電池のＳＯＣが前記ＳＯＣ保護閾値以上になると、前記パルス充電を停止する、
請求項１３又は１４に記載の充電制御装置。
【請求項１６】
前記記憶部は、前記二次電池のＳＯＣとして前記第１ＳＯＣ上限値未満に予め定められた第１ＳＯＣ下限値を保存し、
前記充電制御部は、前記パルス充電中に、前記二次電池ＳＯＣ取得部により取得された前記二次電池のＳＯＣが前記第１ＳＯＣ下限値未満になると、前記パルス充電を前記定電圧充電に切り替える、
請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の充電制御装置。
【請求項１７】
前記鉛蓄電池のＳＯＣを取得する鉛蓄電池ＳＯＣ取得部をさらに備え、
前記記憶部は、前記鉛蓄電池のＳＯＣとして１００％以上に予め定められた第２ＳＯＣ上限値を保存し、
前記充電制御部は、前記パルス充電中に、前記鉛蓄電池ＳＯＣ取得部により取得された前記鉛蓄電池のＳＯＣが前記第２ＳＯＣ上限値以上になると、前記パルス充電を停止する、
請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の充電制御装置。
【請求項１８】
前記記憶部は、前記第２ＳＯＣ上限値として、１００％及び１００％を超える値を保存し、かつ、前記鉛蓄電池のＳＯＣとして１００％未満に予め定められた第２ＳＯＣ下限値を保存し、
前記充電制御部は、
前記鉛蓄電池のＳＯＣが前記第２ＳＯＣ下限値以下に低下すると、低下した回数をカウントして前記定電圧充電を開始し、
前記カウントした回数が所定回数ごとに、前記第２ＳＯＣ上限値として前記１００％を超える値を使用し、
前記カウントした回数が前記所定回数未満の場合は、前記第２ＳＯＣ上限値として１００％を使用する、
請求項１７に記載の充電制御装置。
【請求項１９】
互いに並列接続された鉛蓄電池及び前記鉛蓄電池以外の二次電池を含む電源部を備え、前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池の充電を制御する充電制御装置の充電制御方法であって、
予め定められた所定電圧値で、前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池を定電圧充電する所定電圧充電ステップ、
を含み、
前記所定電圧値は、前記所定電圧値での充電開始当初の初期期間は、前記二次電池の充電電流より前記鉛蓄電池の充電電流が大きくなり、かつ、前記初期期間の後は、前記鉛蓄電池の充電電流より前記二次電池の充電電流が大きくなる値に予め定められている、
充電制御方法。
【請求項２０】
前記鉛蓄電池のＳＯＣを取得する鉛蓄電池ＳＯＣ取得ステップと、
前記鉛蓄電池のＳＯＣが予め定められた１００％以下のＳＯＣ閾値に達するまでは、前記所定電圧値より低い所定低電圧値で、前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池を定電圧充電する低電圧充電ステップと、
をさらに含み、
前記所定電圧充電ステップは、前記鉛蓄電池のＳＯＣが前記ＳＯＣ閾値に達した後に実行され、
前記所定低電圧値は、前記二次電池の充電電流より前記鉛蓄電池の充電電流が大きくなる値に予め定められている、
請求項１９に記載の充電制御方法。
【請求項２１】
前記二次電池のＳＯＣを取得する二次電池ＳＯＣ取得ステップと、
前記二次電池ＳＯＣ取得ステップにおいて取得された前記二次電池のＳＯＣが予め定められた１００％未満の第１ＳＯＣ上限値以上になると、予め定められたオン期間及びオフ期間を繰り返すパルス充電により前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池を充電するパルス充電ステップと、
をさらに含み、
前記所定電圧充電ステップは、前記二次電池ＳＯＣ取得ステップにおいて取得された前記二次電池のＳＯＣが前記第１ＳＯＣ上限値未満の間に実行される、
請求項１９に記載の充電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、鉛蓄電池が劣化しているか否かを判定する鉛蓄電池の劣化判定装置及び鉛蓄電池の劣化判定方法と、互いに並列接続された鉛蓄電池及び二次電池を充電する充電制御装置及び充電制御方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを主たる動力源とする車両は、エンジンを始動するためのスタータモータの電源としてバッテリを備える。このバッテリとしては、一般に鉛蓄電池が使用される。【０００３】
また、近年、車両が走行中にブレーキにより減速を開始したときに発生するエネルギーによって発電機により発電した電力でバッテリを充電することが行われている（エネルギー回生）。しかし、エネルギーを回生するときには急速充電が行われることになるが、鉛蓄電池では、十分な急速充電が行えないため、エネルギーを有効に回生するのが困難となっている。【０００４】
そこで、十分な急速充電が行えるニッケル水素二次電池又はリチウムイオン二次電池などの鉛蓄電池以外の二次電池が鉛蓄電池と並列に接続された電源部を備える車両が知られている（特許文献１参照）。【０００５】
しかし、上記特許文献１では、更なる改善が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−９０４０４号公報
【発明の概要】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、互いに並列接続された鉛蓄電池と前記鉛蓄電池以外の二次電池とを含む電源部と、前記電源部の電圧を検出する電圧検出部と、前記二次電池の内部抵抗を取得する取得部と、始動用モータによるエンジンの始動時に前記電源部から前記始動用モータに供給される全体電流値を予め記憶する記憶部と、前記始動用モータによる前記エンジンの始動時の前記電源部の電圧である始動電圧を前記電圧検出部により検出し、前記検出された始動電圧と、前記取得部により取得された前記二次電池の内部抵抗と、前記記憶部に記憶された前記全体電流値とを用いて、前記鉛蓄電池の内部抵抗を算出する演算部と、前記演算部により算出された前記鉛蓄電池の内部抵抗と予め定められた抵抗閾値とを比較して、前記鉛蓄電池の内部抵抗が前記抵抗閾値より高い場合に、前記鉛蓄電池が劣化していると判定する判定部と、を備えるものである。
【０００８】
本態様によれば、更なる改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態にかかるバッテリ制御部を含む車両の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】電源部の電圧の推移を概略的に示す図である。
【図３】ＩＳＧ、鉛蓄電池、及びニッケル水素蓄電池の等価回路を示す図である。
【図４】バッテリ制御部の動作を概略的に示すフローチャートである。
【図５】車両に用いられる鉛蓄電池とニッケル水素蓄電池との内部抵抗の推移を概略的に示す図である。
【図６】第２実施形態のバッテリ制御部及びＥＣＵを含む車両の構成を概略的に示すブロック図である。
【図７】鉛蓄電池５０の閾値と、充電開始時のニッケル水素蓄電池のＳＯＣ値との関係を表すテーブルの一例を概略的に示す図である。
【図８】図６の電源部を１３．７Ｖで定電圧充電したときの充電電流を概略的に示すタイミングチャートである。
【図９】第２実施形態の充電動作を概略的に示すフローチャートである。
【図１０】図９の充電動作によって増加する鉛蓄電池及びニッケル水素蓄電池のＳＯＣの一例を概略的に示す図である。
【図１１】第３実施形態の充電動作を概略的に示すフローチャートである。
【図１２】図１１の充電動作によって増加する鉛蓄電池及びニッケル水素蓄電池のＳＯＣの一例を概略的に示す図である。
【図１３】スイッチ素子の動作を概略的に示すタイミングチャートである。
【図１４】ＩＳＧの出力電圧を概略的に示すタイミングチャートである。
【図１５】第４実施形態のバッテリ制御部及びＥＣＵを含む車両の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１６】第４実施形態の充電動作を概略的に示すフローチャートである。
【図１７】図１６の充電動作によって増加する鉛蓄電池及びニッケル水素蓄電池のＳＯＣの一例を概略的に示す図である。
【図１８】スイッチ素子の動作を概略的に示すタイミングチャートである。
【図１９】第５実施形態の充電動作を概略的に示すフローチャートである。
【図２０】第５実施形態の充電動作を概略的に示すフローチャートである。
【図２１】第６実施形態のバッテリ制御部及びＥＣＵを含む車両の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２２】図１５の電源部を１３．７Ｖで定電圧充電したときの充電電流を概略的に示すタイミングチャートである。
【図２３】ＩＳＧの出力電圧を概略的に示すタイミングチャートである。
【図２４】鉛蓄電池とニッケル水素蓄電池とを互いに並列接続して構成された電源部を定電圧充電したときの充電電流を概略的に示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（本開示に係る第１の態様を発明するに至った経緯）
まず、本開示に係る第１の態様の着眼点について説明する。
【００１１】
本開示の第１の態様は、鉛蓄電池以外の二次電池が鉛蓄電池と並列に接続された電源部を備えた構成において、鉛蓄電池の劣化を精度良く判定できる鉛蓄電池の劣化判定装置及び鉛蓄電池の劣化判定方法を提供することを目的とする。
【００１２】
近年、エンジンを主たる動力源とする車両の排ガスを削減するために、アイドルストップ機能を有する車両が普及しつつある。上述のようなエネルギーの回生機能を有し、かつアイドルストップ機能を有する車両では、鉛蓄電池が頻繁に充放電される。このため、鉛蓄電池の劣化が懸念される。しかしながら、上記特許文献１では、鉛蓄電池が劣化しているか否かを判定することについては、十分に検討されていない。
【００１３】
そこで、本発明者は、上記特許文献１に記載の技術と同様に、互いに並列接続された鉛蓄電池と鉛蓄電池以外の二次電池（本実施の形態ではニッケル水素蓄電池）とを含む電源部を車両に用いる場合の鉛蓄電池の劣化について検討した。電池の劣化が進むと、電池の内部抵抗が増大する。
【００１４】
図５は、車両に用いられる鉛蓄電池とニッケル水素蓄電池との内部抵抗の推移を概略的に示す図である。図５の上図は、鉛蓄電池とニッケル水素蓄電池との個々の内部抵抗の推移を示す。図５の下図は、鉛蓄電池とニッケル水素蓄電池との内部抵抗が合成された合成内部抵抗の推移を示す。
【００１５】
車両に用いられる鉛蓄電池は、一般に、３年で交換される。したがって、図５の上図に示されるように、鉛蓄電池の内部抵抗Ｒｐｂは、初期値Ｒｐｂ０から３年間増大し続けるが、３年後の交換毎に、初期値Ｒｐｂ０に戻る。一方、ニッケル水素蓄電池は、車両と同様の９年以上の寿命で設計されている。したがって、図５の上図に示されるように、ニッケル水素蓄電池の内部抵抗Ｒｎｉは、初期値Ｒｎｉ０から９年間増大し続ける。
【００１６】
その結果、鉛蓄電池とニッケル水素蓄電池との合成内部抵抗Ｒｔは、初期値Ｒ０から３年間増大し続けた後、３年後の鉛蓄電池の交換により低下する。しかし、ニッケル水素蓄電池の内部抵抗が増大しているため、合成内部抵抗Ｒｔは、初期値Ｒ０より高い抵抗値Ｒ３までしか低下しない。６年後にも、同様に、合成内部抵抗Ｒｔは、鉛蓄電池の交換により低下するが、抵抗値Ｒ３より高い抵抗値Ｒ６までしか低下しない。
【００１７】
したがって、鉛蓄電池の劣化判定を、予め定められた抵抗閾値Ｒｄと合成内部抵抗Ｒｔとを比較して行うと、車両の使用開始から３年後は、適切なタイミングで劣化と判定できる。しかし、鉛蓄電池の交換後は、車両の使用開始からＴｄ年（３＜Ｔｄ＜６）で合成内部抵抗Ｒｔが抵抗閾値Ｒｄに到達する。このため、鉛蓄電池の交換から３年以内に、鉛蓄電池は劣化していないにも拘らず、劣化したと判定してしまう。したがって、合成内部抵抗Ｒｔではなくて、鉛蓄電池単独の内部抵抗Ｒｐｂによって、鉛蓄電池の劣化を判定する必要がある。
【００１８】
そこで、鉛蓄電池に流れる電流を検出する電流センサと鉛蓄電池の端子電圧を検出する電圧センサとを設け、検出された電流と端子電圧とから、鉛蓄電池の内部抵抗を算出することが考えられる。しかしながら、エンジンの始動時等には大電流が流れるため、このような大電流を検出するためには、高価で大型の電流センサが必要となり、コスト及び設置スペースの増大を招く。
【００１９】
本発明者は、上記検討を踏まえ、以下のように本開示にかかる第１の態様に含まれる各態様の発明を想到するに至った。
【００２０】
本開示にかかる第１の態様は、互いに並列接続された鉛蓄電池と前記鉛蓄電池以外の二次電池とを含む電源部と、前記電源部の電圧を検出する電圧検出部と、前記二次電池の内部抵抗を取得する取得部と、始動用モータによるエンジンの始動時に前記電源部から前記始動用モータに供給される全体電流値を予め記憶する記憶部と、前記始動用モータによる前記エンジンの始動時の前記電源部の電圧である始動電圧を前記電圧検出部により検出し、前記検出された始動電圧と、前記取得部により取得された前記二次電池の内部抵抗と、前記記憶部に記憶された前記全体電流値とを用いて、前記鉛蓄電池の内部抵抗を算出する演算部と、前記演算部により算出された前記鉛蓄電池の内部抵抗と予め定められた抵抗閾値とを比較して、前記鉛蓄電池の内部抵抗が前記抵抗閾値より高い場合に、前記鉛蓄電池が劣化していると判定する判定部と、を備えるものである。
【００２１】
本態様によれば、始動用モータによるエンジンの始動時の電源部の電圧である始動電圧が電圧検出部により検出される。検出された始動電圧と、二次電池の内部抵抗と、始動用モータによるエンジンの始動時に電源部から始動用モータに供給される全体電流値とを用いて、鉛蓄電池の内部抵抗が演算部により算出される。始動用モータによるエンジンの始動時に電源部から始動用モータに供給される全体電流値は、始動用モータ及びエンジンの仕様に依存する。このため、始動用モータ及びエンジンが決まると、全体電流値も決まる。したがって、全体電流値を記憶部に予め記憶させておくことができる。
【００２２】
まず、記憶部に記憶されている全体電流値と、検出された始動電圧とを用いて、互いに並列接続された二次電池と鉛蓄電池との合成内部抵抗が算出される。次に、この算出された合成内部抵抗と、取得された二次電池の内部抵抗とから、鉛蓄電池の内部抵抗が算出される。鉛蓄電池の内部抵抗が抵抗閾値より高い場合に、鉛蓄電池が劣化していると判定部により判定される。したがって、鉛蓄電池単独の内部抵抗を用いて、鉛蓄電池の劣化を精度良く判定できる。
【００２３】
上記第１の態様において、例えば、前記判定部は、前記鉛蓄電池が劣化していると判定すると、アイドルストップ制御による前記エンジンの自動停止を禁止してもよい。
【００２４】
本態様によれば、鉛蓄電池が劣化していると判定部によって判定されると、アイドルストップ制御によるエンジンの自動停止が判定部によって禁止される。したがって、自動停止しているエンジンが、鉛蓄電池の劣化により始動できなくなるという事態を避けることができる。
【００２５】
上記第１の態様において、例えば、前記始動用モータは、前記アイドルストップ制御により自動停止している前記エンジンを始動させるモータであってもよい。
【００２６】
上記第１の態様において、例えば、前記始動用モータは、ユーザによるイグニションスイッチの操作によって前記エンジンを始動させるモータであってもよい。
【００２７】
本開示にかかる他の態様は、互いに並列接続された鉛蓄電池と前記鉛蓄電池以外の二次電池とを含む電源部を備える鉛蓄電池の劣化判定装置における鉛蓄電池の劣化判定方法であって、前記二次電池の内部抵抗を取得する取得ステップと、始動用モータによるエンジンの始動時の前記電源部の電圧である始動電圧を検出する検出ステップと、前記検出ステップにおいて検出された前記始動電圧と、前記取得ステップにおいて取得された前記二次電池の内部抵抗と、前記始動用モータによる前記エンジンの始動時に前記電源部から前記始動用モータに供給される全体電流値とを用いて、前記鉛蓄電池の内部抵抗を算出する演算ステップと、前記演算ステップにおいて算出された前記鉛蓄電池の内部抵抗と予め定められた抵抗閾値とを比較して、前記鉛蓄電池の内部抵抗が前記抵抗閾値より高い場合に、前記鉛蓄電池が劣化していると判定する判定ステップと、を含むものである。
【００２８】
本態様によれば、検出ステップにおいて検出された始動電圧と、取得ステップにおいて取得された二次電池の内部抵抗と、始動用モータによるエンジンの始動時に電源部から始動用モータに供給される全体電流値とを用いて、鉛蓄電池の内部抵抗が演算ステップにおいて算出される。始動用モータによるエンジンの始動時に電源部から始動用モータに供給される全体電流値は、始動用モータ及びエンジンの仕様に依存する。このため、始動用モータ及びエンジンが決まると、全体電流値も決まる。したがって、予め決められた全体電流値を用いることができる。
【００２９】
まず、全体電流値と、検出された始動電圧とを用いて、並列接続された二次電池と鉛蓄電池との合成内部抵抗が算出される。次に、この算出された合成内部抵抗と、二次電池の内部抵抗とから、鉛蓄電池の内部抵抗が算出される。判定ステップにおいて、鉛蓄電池の内部抵抗が抵抗閾値より高い場合に、鉛蓄電池が劣化していると判定される。したがって、鉛蓄電池単独の内部抵抗を用いて、鉛蓄電池の劣化を精度良く判定できる。
【００３０】
（第１実施形態）
以下、図面を参照しつつ本発明の第１実施形態が説明される。なお、以下の各実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、各図では、同様の要素には同様の符号が付され、適宜、説明が省略される。
【００３１】
図１は、本第１実施形態のバッテリ制御部８０を含む車両１の構成を概略的に示すブロック図である。
【００３２】
車両１は、エンジンを主たる動力源とし、モータを補助的動力源とするハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）である。車両１は、エンジン１０、スタータモータ２０、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（ＩＳＧ）３０、電装負荷４０、電源部４５、電子制御ユニット（ＥＣＵ）７０、本第１実施形態のバッテリ制御部８０を備える。
【００３３】
電源部４５は、鉛蓄電池５０及び電池パック６０を含む。電池パック６０は、ニッケル水素蓄電池６１及び抵抗検出部６２を含む。鉛蓄電池５０とニッケル水素蓄電池６１とは、互いに並列に接続されている。スタータモータ２０（始動用モータの一例）は、ユーザによりイグニションスイッチが操作されるとエンジン１０を始動する。
【００３４】
ＩＳＧ３０（始動用モータの一例）は、発電機能と電動機能とを兼有する。車両１が走行中にブレーキペダル（図示省略）が操作されて減速を開始すると、車輪からＩＳＧ３０にトルクが伝えられ、ＩＳＧ３０は、発電機能により発電する。この発電された電力が電装負荷４０の電気負荷を超えるときは、この発電された電力により電源部４５の鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１が充電される。これによって、エネルギーの回生が行われる。車両１が停止すると、ＥＣＵ７０のアイドルストップ制御によって、エンジン１０が自動停止する。車両１の発進時には、ＩＳＧ３０の電動機能により、車両１が駆動され、かつ、エンジン１０が始動される。
【００３５】
電装負荷４０は、例えば空気調和機及び室内灯等、車両１に装備された電装品等の負荷を含む。鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１の公称電圧は、この第１実施形態では例えば１２Ｖである。電源部４５から出力される電力は、車両１のエンジン１０を始動するスタータモータ２０及びＩＳＧ３０の駆動、電装負荷４０の電源に使用される。
【００３６】
電池パック６０の抵抗検出部６２は、ニッケル水素蓄電池６１の内部抵抗Ｒｎｉを検出する。抵抗検出部６２は、例えば、シャント抵抗を含む電流検出部と、ニッケル水素蓄電池６１の端子電圧を検出する電圧検出部とを備える。抵抗検出部６２は、ニッケル水素蓄電池６１が異常か否かを判定して電池パック６０を保護するために設けられている。抵抗検出部６２は、例えば、ニッケル水素蓄電池６１の内部抵抗Ｒｎｉが所定値以上であることを検出すると、警告信号をＥＣＵ７０に出力するように構成されている。
【００３７】
ＥＣＵ７０は、例えば、所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、所定の制御プログラムが保存されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、データを一時的に保存するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、これらの周辺回路等を備える。ＥＣＵ７０は、バッテリ制御部８０と互いに通信可能に構成されている。
【００３８】
ＥＣＵ７０は、エンジン１０、スタータモータ２０、ＩＳＧ３０、電装負荷４０を含む車両１の全体の動作を制御する。ＥＣＵ７０は、車両１が交差点等で所定時間停止する等の所定の停止条件を満たすとエンジン１０を自動停止し、かつ、ブレーキペダル（図示省略）の操作解除等の所定の始動条件を満たすと再びエンジン１０を始動するアイドルストップ制御を行う。ＥＣＵ７０は、バッテリ制御部８０から禁止信号（後述）が通知されると、アイドルストップ制御によるエンジン１０の自動停止を行わない。
【００３９】
バッテリ制御部８０は、例えば、所定の演算処理を実行するＣＰＵ、所定の制御プログラムが保存されたＲＯＭ、データを一時的に保存するＲＡＭ、これらの周辺回路等を備える。バッテリ制御部８０は、例えばフラッシュメモリなどで構成された記憶部８１、電圧検出部８２を備える。バッテリ制御部８０は、ＲＯＭに保存された制御プログラムを実行することにより、演算部８３、判定部８４として機能する。
【００４０】
記憶部８１は、スタータモータ２０又はＩＳＧ３０がエンジン１０を始動するときに、電源部４５からスタータモータ２０又はＩＳＧ３０に供給される全体電流値Ｉｔを予め記憶する。全体電流値Ｉｔは、エンジン１０、スタータモータ２０、及びＩＳＧ３０の仕様に依存する。したがって、エンジン１０、スタータモータ２０、及びＩＳＧ３０が決まると、全体電流値Ｉｔも決まる。この第１実施形態では、スタータモータ２０がエンジン１０を始動するときに、電源部４５からスタータモータ２０に供給される全体電流値と、ＩＳＧ３０がエンジン１０を始動するときに、電源部４５からＩＳＧ３０に供給される全体電流値とは、ほぼ同じ値となる。全体電流値Ｉｔは、例えば５００Ａである。
【００４１】
記憶部８１は、鉛蓄電池５０が劣化しているか否かを判定するための抵抗閾値Ｒｔｈを予め記憶する。記憶部８１は、エンジン１０が始動されたか否かを判定するための電圧閾値Ｖｔｈを予め記憶する。
【００４２】
電圧検出部８２は、電源部４５の電圧Ｖｔを検出する。電圧検出部８２は、検出した電圧Ｖｔを演算部８３に出力する。演算部８３は、電圧検出部８２により検出された電源部４５の電圧Ｖｔと、記憶部８１に記憶されている電圧閾値Ｖｔｈとを比較して、スタータモータ２０又はＩＳＧ３０によりエンジン１０が始動されたか否かを判定する。
【００４３】
図２は、電源部４５の電圧Ｖｔの推移を概略的に示す図である。スタータモータ２０又はＩＳＧ３０によりエンジン１０が始動されると、電源部４５からスタータモータ２０又はＩＳＧ３０に大電流（上述のように例えば５００Ａ）が供給される。このため、図２に示されるように、時刻Ｔ０に、スタータモータ２０又はＩＳＧ３０によりエンジン１０が始動されると、一時的に電源部４５の電圧Ｖｔが最小電圧Ｖｍｉｎ（始動電圧の一例）まで急激に低下し、その後、緩やかに元の電圧に戻る。
【００４４】
演算部８３は、電源部４５の電圧Ｖｔが、記憶部８１に記憶されている電圧閾値Ｖｔｈ以下に低下すると、エンジン１０が始動されたと判定する。演算部８３は、電圧検出部８２により検出された最小電圧Ｖｍｉｎを、電圧検出部８２から取得する。電圧閾値Ｖｔｈは、エンジン１０、スタータモータ２０、ＩＳＧ３０、電源部４５の仕様に応じて、例えば１０Ｖ程度の適切な値に定められて、記憶部８１に予め記憶されている。
【００４５】
図１に戻って、演算部８３（取得部の一例）は、スタータモータ２０又はＩＳＧ３０によりエンジン１０が始動されたと判定すると、抵抗検出部６２からニッケル水素蓄電池６１の内部抵抗Ｒｎｉを取得する。演算部８３（演算部の一例）は、電圧検出部８２により検出された最小電圧Ｖｍｉｎと、記憶部８１に記憶されている全体電流値Ｉｔと、抵抗検出部６２から取得したニッケル水素蓄電池６１の内部抵抗Ｒｎｉとを用いて、鉛蓄電池５０の内部抵抗Ｒｐｂを算出する。
【００４６】
図３は、ＩＳＧ３０、鉛蓄電池５０、及びニッケル水素蓄電池６１の等価回路を示す図である。図３の等価回路において、下記式（１）が成立する。
Ｒｔ＝Ｖｍｉｎ／Ｉｔ  （１）
但し、Ｖｍｉｎは電圧検出部８２により検出された最小電圧であり、Ｉｔは記憶部８１に記憶されている全体電流値であり、Ｒｔは並列に接続された鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１の合成内部抵抗である。式（１）によって、並列に接続された鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１の合成内部抵抗Ｒｔが算出される。
【００４７】
また、図３の等価回路において、下記式（２）が成立する。
１／Ｒｔ＝１／Ｒｐｂ＋１／Ｒｎｉ  （２）
但し、Ｒｐｂは鉛蓄電池５０の内部抵抗であり、Ｒｎｉはニッケル水素蓄電池６１の内部抵抗である。
【００４８】
上記式（１）、（２）より、下記式（３）が得られる。
１／Ｒｐｂ＝Ｉｔ／Ｖｍｉｎ−１／Ｒｎｉ  （３）
上記式（３）によって、鉛蓄電池５０の内部抵抗Ｒｐｂが算出される。
【００４９】
図１に戻って、演算部８３は、算出した鉛蓄電池５０の内部抵抗Ｒｐｂを判定部８４に出力する。判定部８４は、演算部８３により算出された鉛蓄電池５０の内部抵抗Ｒｐｂと、記憶部８１に記憶されている抵抗閾値Ｒｔｈとを比較して、鉛蓄電池５０が劣化しているか否かを判定する。すなわち、判定部８４は、算出された鉛蓄電池５０の内部抵抗Ｒｐｂが、抵抗閾値Ｒｔｈを超えていれば、鉛蓄電池５０が劣化していると判定する。抵抗閾値Ｒｔｈは、鉛蓄電池５０の仕様に応じて適切な値に定められて、記憶部８１に予め記憶されている。
【００５０】
判定部８４は、鉛蓄電池５０が劣化していると判定すると、アイドルストップ制御を禁止する禁止信号をＥＣＵ７０に出力する。判定部８４は、鉛蓄電池５０の劣化判定が所定回数連続すると、鉛蓄電池５０の交換をユーザに促すための交換信号をＥＣＵ７０に出力する。
【００５１】
図４は、バッテリ制御部８０の動作を概略的に示すフローチャートである。まず、電圧検出部８２は、電源部４５の電圧Ｖｔを検出して、演算部８３に出力する（Ｓ１）。演算部８３は、検出された電圧Ｖｔが電圧閾値Ｖｔｈ未満か否かを判定する（Ｓ２）。検出された電圧Ｖｔが電圧閾値Ｖｔｈ以上であれば（Ｓ２でＮＯ）、処理は、Ｓ１に戻る。検出された電圧Ｖｔが電圧閾値Ｖｔｈ未満であれば（Ｓ２でＹＥＳ）、電圧検出部８２は、電源部４５の最小電圧Ｖｍｉｎを検出し、演算部８３は、最小電圧Ｖｍｉｎを電圧検出部８２から取得する（Ｓ３、検出ステップの一例）。
【００５２】
演算部８３は、電池パック６０の抵抗検出部６２から、ニッケル水素蓄電池６１の内部抵抗Ｒｎｉを取得する（Ｓ４、取得ステップの一例）。演算部８３は、記憶部８１に記憶されている全体電流値Ｉｔと、検出された最小電圧Ｖｍｉｎと、抵抗検出部６２から取得したニッケル水素蓄電池６１の内部抵抗Ｒｎｉとを用いて、上記式（３）により、鉛蓄電池５０の内部抵抗Ｒｐｂを算出し、算出した内部抵抗Ｒｐｂを判定部８４に出力する（Ｓ５、演算ステップの一例）。
【００５３】
判定部８４は、算出された鉛蓄電池５０の内部抵抗Ｒｐｂが、抵抗閾値Ｒｔｈを超えているか否かを判定する（Ｓ６、判定ステップの一例）。鉛蓄電池５０の内部抵抗Ｒｐｂが、抵抗閾値Ｒｔｈを超えていなければ（Ｓ６でＮＯ）、処理は、Ｓ１に戻る。鉛蓄電池５０の内部抵抗Ｒｐｂが、抵抗閾値Ｒｔｈを超えていれば（Ｓ６でＹＥＳ）、判定部８４は、アイドルストップ制御を禁止する禁止信号をＥＣＵ７０に通知する（Ｓ７）。
【００５４】
判定部８４は、カウント値Ｃｄｇをインクリメントする（Ｓ８）。判定部８４は、カウント値Ｃｄｇが、予め定められた閾値Ｃｔｈを超えたか否かを判定する（Ｓ９）。カウント値Ｃｄｇが、閾値Ｃｔｈを超えていなければ（Ｓ９でＮＯ）、処理は、Ｓ１に戻る。カウント値Ｃｄｇが、閾値Ｃｔｈを超えていれば（Ｓ９でＹＥＳ）、鉛蓄電池５０の交換をユーザに促すための交換信号をＥＣＵ７０に通知する（Ｓ１０）。
【００５５】
ＥＣＵ７０は、音声発生、文字表示又は交換用ＬＥＤの点灯により、鉛蓄電池５０の交換をユーザに促してもよい。
【００５６】
以上説明されたように、この第１実施形態の電池パック６０は、ニッケル水素蓄電池６１の保護のために、ニッケル水素蓄電池６１の内部抵抗Ｒｎｉを検出する抵抗検出部６２を含む。そこで、この第１実施形態のバッテリ制御部８０は、この既存の抵抗検出部６２により検出されるニッケル水素蓄電池６１の内部抵抗Ｒｎｉを利用している。
【００５７】
また、エンジン１０の始動時に電源部４５からスタータモータ２０又はＩＳＧ３０に供給される全体電流値Ｉｔは、エンジン１０、スタータモータ２０、及びＩＳＧ３０の仕様に依存する。このため、エンジン１０、スタータモータ２０、及びＩＳＧ３０が決まると、全体電流値Ｉｔも決まる。
【００５８】
そこで、この第１実施形態のバッテリ制御部８０は、これらを利用して、鉛蓄電池５０の内部抵抗Ｒｐｂを算出している。したがって、鉛蓄電池５０のみに流れる電流を検出する大型の電流センサなどを備えることなく、簡易な構成で、鉛蓄電池５０の内部抵抗Ｒｐｂを得ることができる。その結果、この第１実施形態によれば、鉛蓄電池５０が劣化しているか否かを精度良く判定することができる。
【００５９】
また、この第１実施形態では、エンジン１０が始動されたとき（つまり例えば５００Ａの大電流が流れたとき）の電源部４５の最小電圧Ｖｍｉｎを用いて、内部抵抗Ｒｐｂが算出されている。例えばアイドルストップ制御によりエンジン１０が停止しているときは、電源部４５から電装負荷４０に１０〜２０Ａの電流が供給される。この場合、電流が小さいため、電源部４５の通常時の電圧と最小電圧Ｖｍｉｎとの差が小さい。このため、鉛蓄電池５０が正常なときの最小電圧Ｖｍｉｎと、鉛蓄電池５０が劣化しているときの最小電圧Ｖｍｉｎとの差が小さくなる。
【００６０】
これに対して、電源部４５から大電流が供給されると、電源部４５の通常時の電圧と最小電圧Ｖｍｉｎとの差が大きい。このため、鉛蓄電池５０が正常なときの最小電圧Ｖｍｉｎと、鉛蓄電池５０が劣化しているときの最小電圧Ｖｍｉｎとの差が大きくなる。その結果、この第１実施形態によれば、鉛蓄電池５０が劣化しているか否かを精度良く判定することができる。
【００６１】
（第１実施形態の変形形態）
本発明は上記第１実施形態に限られない。以下、本発明の第１実施形態の変形形態が説明される。
【００６２】
（１）上記第１実施形態では、バッテリ制御部８０の演算部８３は、電源部４５の電圧Ｖｔが電圧閾値Ｖｔｈ未満に低下したか否かによって、スタータモータ２０又はＩＳＧ３０によってエンジン１０が始動されたか否かを判定している。代替的に、ＥＣＵ７０は、エンジン１０が始動されたことをバッテリ制御部８０に通知するように構成してもよい。この場合には、演算部８３は、エンジン１０が始動された旨の通知をＥＣＵ７０から受けたときに、最小電圧Ｖｍｉｎを電圧検出部８２から取得すればよい。
【００６３】
（２）上記第１実施形態では、車両１は、ＥＣＵ７０とは別に、バッテリ制御部８０を備えている。代替的に、ＥＣＵ７０が、バッテリ制御部８０の各機能ブロックを備えるように構成して、バッテリ制御部８０をなくしてもよい。この場合には、ＥＣＵ７０は、エンジン１０の始動を制御したときに、電圧検出部８２により検出される最小電圧Ｖｍｉｎを取得すればよい。
【００６４】
（３）上記第１実施形態では、電池パック６０は、ニッケル水素蓄電池６１を含む。代替的に、電池パック６０は、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル亜鉛蓄電池等の、他の二次電池を含んでもよい。
【００６５】
（４）上記第１実施形態では、ユーザによるイグニションスイッチの操作によってエンジン１０を始動させるスタータモータ２０を備える。代替的に、スタータモータ２０をなくして、ＩＳＧ３０が、ユーザによるイグニションスイッチの操作によってエンジン１０を始動させてもよい。
【００６６】
（５）上記第１実施形態において、ＥＣＵ７０は、スタータモータ２０又はＩＳＧ３０によってエンジン１０が始動されたときに、電源部４５の最小電圧Ｖｍｉｎを電圧検出部８２から取得して、最小電圧Ｖｍｉｎが予め定められた閾値未満であれば、アイドルストップ制御によるエンジン１０の自動停止を禁止するようにしてもよい。この場合において、ＥＣＵ７０は、スタータモータ２０によってエンジン１０が始動されたときと、ＩＳＧ３０によってエンジン１０が始動されたときとで、閾値を異なる値に定めてもよい。
【００６７】
（本開示に係る第２の態様を発明するに至った経緯）
まず、本開示に係る第２の態様の着眼点について説明する。
【００６８】
本開示の第２の態様は、互いに並列接続された鉛蓄電池及び二次電池を充電する際に、簡易な構成で、鉛蓄電池及び二次電池の両方が充電不足にならない充電制御装置及び充電制御方法を提供することを目的とする。
【００６９】
上記特許文献１に記載の車両では、鉛蓄電池以外の二次電池と鉛蓄電池とは、発電機（オルタネータ）から出力される電力により充電される。この場合、鉛蓄電池以外の二次電池と鉛蓄電池とが互いに並列接続されているため、発電機により充電する際には、鉛蓄電池及び二次電池の両方が充電不足にならないように制御する必要がある。しかしながら、上記特許文献１では、互いに並列接続された鉛蓄電池以外の二次電池と鉛蓄電池とを充電する際に、鉛蓄電池及び二次電池の両方が充電不足にならないようにすることについては、十分に検討されていない。
【００７０】
そこで、本発明者は、上記特許文献１に記載の技術と同様に、鉛蓄電池と鉛蓄電池以外の二次電池（本実施の形態ではニッケル水素蓄電池）とを互いに並列接続して電源部を構成した。そして、本発明者は、このように構成された電源部を定電圧充電した場合の各電池の充電電流の変化について検討した。
【００７１】
図２４は、鉛蓄電池とニッケル水素蓄電池とを互いに並列接続して構成された電源部を定電圧充電したときの充電電流を概略的に示すタイミングチャートである。図２４において、充電電流Ｉｐｂは鉛蓄電池に流れる充電電流を示し、充電電流Ｉｎｉは、ニッケル水素蓄電池に流れる充電電流を示し、充電電流Ｉｔは、充電電流Ｉｐｂ，Ｉｎｉの合計を示す。
【００７２】
図２４における充電は、以下の条件で行われた。鉛蓄電池として、６セルの鉛蓄電池が直列接続された公称電圧が１２Ｖの鉛蓄電池が用いられた。ニッケル水素蓄電池として、１０セルのニッケル水素蓄電池が直列接続された公称電圧が鉛蓄電池と同じ１２Ｖのニッケル水素蓄電池が用いられた。車両に用いられる発電機（オルタネータ）を想定して、１４．５Ｖの定電圧で充電が行われた。
【００７３】
その結果、図２４に示されるように、充電開始当初の初期期間Ｔ０（５秒程度）の間は、Ｉｐｂ＞Ｉｎｉになるが、初期期間Ｔ０の後は、Ｉｎｉ＞Ｉｐｂになることが判明した。また、図示は省略されているが、鉛蓄電池とリチウムイオン二次電池とを互いに並列接続した場合にも、同様の充電特性を示すことが判明した。
【００７４】
この原因について、本発明者は、鉛蓄電池と、ニッケル水素蓄電池又はリチウムイオン二次電池との充電特性の相違に起因すると推量した。
【００７５】
まず、本発明者は、充電開始直後には、各電池において、以下のような現象が生じていると推量した。溶解析出型の鉛蓄電池では、充電電流の供給が開始されると、電極表面において、電極と電解液との間で充電の化学反応が即座に開始される。
【００７６】
これに対して、負極に水素吸蔵合金を用いるニッケル水素蓄電池では、充電電流の供給が開始されても、水が還元されて水素吸蔵合金の表面で生成された水素原子が水素吸蔵合金に吸蔵されて金属水素化物になる反応が即座には開始されない。また、正極においても、水酸化ニッケルが酸化されてオキシ水酸化ニッケル及び水が生成される反応が開始されるのに時間を要する。このため、ニッケル水素蓄電池では、充電の化学反応が即座には開始されない。
【００７７】
また、電極が層構造の結晶からなるインターカレーション型のリチウムイオン二次電池では、充電電流の供給が開始されても、最初は、結晶の層間が広がってリチウムイオンが電極内に容易に入り込めるような状態になるまでに時間を要する。このため、リチウムイオン二次電池では、充電の化学反応が即座には開始されない。したがって、充電開始当初の初期期間Ｔ０（５秒程度）の間は、鉛蓄電池の充電電流は、ニッケル水素蓄電池又はリチウムイオン二次電池の充電電流に比べて、大きくなる。
【００７８】
次に、本発明者は、充電開始当初の初期期間Ｔ０の後は、各電池において、以下のように化学反応が進むと推量した。鉛蓄電池では、電極表面における電極と電解液との間での化学反応が一通り終了すると、擬似的に満充電のような状態となり、電極表面より下層まで化学反応が進行するのに時間を要する。
【００７９】
これに対して、一旦、水素吸蔵合金が水素原子の吸蔵を開始し、水酸化ニッケルからオキシ水酸化ニッケル及び水の生成反応が始まったニッケル水素蓄電池では、充電の化学反応が滑らかに進む。また、一旦、リチウムイオンが電極内に容易に入り込めるような状態になったリチウムイオン二次電池では、充電の化学反応が滑らかに進む。したがって、充電開始当初の初期期間Ｔ０の後は、鉛蓄電池の充電電流に比べて、ニッケル水素蓄電池又はリチウムイオン二次電池の充電電流が大きくなる。
【００８０】
ここで、車両に搭載されるニッケル水素蓄電池に対する充電制御が説明される。ニッケル水素蓄電池の充電状態（ＳＯＣ）が高過ぎると、エンジンの回生エネルギーを蓄えることができなくなるため、却ってエネルギー効率が低下する。一方、ニッケル水素蓄電池のＳＯＣが低過ぎると、エンジンの始動時又はアイドルストップ制御で停止中のエンジンの再始動時に必要な大電流の供給に支障を来す。
【００８１】
このため、一般に、車両に搭載されるニッケル水素蓄電池では、ＳＯＣの上限値（例えば８０％）及び下限値（例えば２０％）が設定される。この範囲内にニッケル水素蓄電池のＳＯＣが維持されるように、ニッケル水素蓄電池の充電及び放電が制御される。したがって、充電中にニッケル水素蓄電池のＳＯＣが上限値に達すると充電が停止される。この場合において、車両に搭載されるニッケル水素蓄電池は、鉛蓄電池に比べて小さい容量に設定されている。このため、同じ充電電気量でも、鉛蓄電池のＳＯＣに比べてニッケル水素蓄電池のＳＯＣが大きく変動する。その結果、ニッケル水素蓄電池のＳＯＣは、比較的早く上限値に達する。
【００８２】
したがって、単に通常の定電圧充電を行ったのでは、図２４に示されるような充電電流で充電が進むため、鉛蓄電池が満充電になる前に、ニッケル水素蓄電池のＳＯＣが上限値に達して充電が停止されることになる。その結果、充電制御に工夫をしない場合には、鉛蓄電池は、満充電にならない充電不足の状態が続く。
【００８３】
これに対して、鉛蓄電池とニッケル水素蓄電池とを個別に充電できるように電源部の充電制御回路を構成することが考えられる。この構成により、鉛蓄電池及びニッケル水素蓄電池の両方が充電不足にならないように充電を制御することができる。しかしながら、このように構成された充電制御回路では、回路構成が複雑化及び大型化するため、コスト及び設置スペースの増大を招く。
【００８４】
そこで、本発明者は、上記検討を踏まえ、以下のように本開示にかかる第２の態様に含まれる各態様の発明を想到するに至った。
【００８５】
本開示にかかる第２の態様は、互いに並列接続された鉛蓄電池及び前記鉛蓄電池以外の二次電池を含む電源部と、予め定められた所定電圧値での定電圧充電により前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池を充電する充電制御部と、を備え、前記所定電圧値は、前記所定電圧値での充電開始当初の初期期間は、前記二次電池の充電電流より前記鉛蓄電池の充電電流が大きくなり、かつ、前記初期期間の後は、前記鉛蓄電池の充電電流より前記二次電池の充電電流が大きくなる値に予め定められているものである。
【００８６】
本態様では、予め定められた所定電圧値での定電圧充電により、互いに並列接続された鉛蓄電池及び鉛蓄電池以外の二次電池を含む電源部の、鉛蓄電池及び二次電池が充電される。所定電圧値は、所定電圧値での充電開始当初の初期期間は、二次電池の充電電流より鉛蓄電池の充電電流が大きくなる値に予め定められている。このため、鉛蓄電池の充電不足が回避される。また、初期期間の後は、鉛蓄電池の充電電流より二次電池の充電電流が大きくなる値に予め定められている。このため、二次電池の充電不足が回避される。その結果、本態様によれば、簡易な構成で、鉛蓄電池及び二次電池の両方が充電不足になるのを避けることができる。
【００８７】
上記第２の態様において、前記鉛蓄電池のＳＯＣを取得する第１ＳＯＣ取得部と、前記鉛蓄電池のＳＯＣとして予め定められた１００％以下のＳＯＣ閾値を保存する記憶部と、充電電圧を前記所定電圧値又は前記所定電圧値より低い所定低電圧値に調整する電圧調整部と、をさらに備え、前記充電制御部は、前記電圧調整部を制御して、前記第１ＳＯＣ取得部により取得された前記鉛蓄電池のＳＯＣが前記ＳＯＣ閾値に達するまでは、前記充電電圧を前記所定低電圧値に調整し、前記鉛蓄電池のＳＯＣが前記ＳＯＣ閾値に達した後は、前記充電電圧を前記所定電圧値に調整する２段階定電圧充電により、前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池を充電し、前記所定低電圧値は、前記二次電池の充電電流より前記鉛蓄電池の充電電流が大きくなる値に予め定められていてもよい。
【００８８】
本態様では、鉛蓄電池のＳＯＣがＳＯＣ閾値に達するまでは、鉛蓄電池及び二次電池は、所定低電圧値で定電圧充電される。所定低電圧値は、二次電池の充電電流より鉛蓄電池の充電電流が大きくなる値に予め定められている。このため、鉛蓄電池のＳＯＣがＳＯＣ閾値に達するまでは、二次電池に比べて鉛蓄電池の充電が早く進む。したがって、本態様によれば、鉛蓄電池のＳＯＣがＳＯＣ閾値未満になるような充電不足になるのを避けることができる。
【００８９】
また、本態様では、鉛蓄電池のＳＯＣがＳＯＣ閾値に達した後は、鉛蓄電池及び二次電池は、所定電圧値で定電圧充電される。所定電圧値は、所定電圧値での充電開始当初の初期期間は、二次電池の充電電流より鉛蓄電池の充電電流が大きくなり、かつ、初期期間の後は、鉛蓄電池の充電電流より二次電池の充電電流が大きくなる値に予め定められている。このため、鉛蓄電池のＳＯＣがＳＯＣ閾値に達した後は、鉛蓄電池に比べて二次電池の充電が早く進む。したがって、本態様によれば、二次電池が充電不足になるのを避けることができる。その結果、本態様によれば、簡易な構成で、鉛蓄電池及び二次電池の両方が充電不足になるのを避けることができる。
【００９０】
上記第２の態様において、例えば、前記二次電池のＳＯＣを取得する第２ＳＯＣ取得部をさらに備え、前記記憶部は、前記二次電池のＳＯＣとして予め定められた１００％未満の第１ＳＯＣ上限値を保存し、前記充電制御部は、前記第２ＳＯＣ取得部により取得された前記二次電池のＳＯＣが前記第１ＳＯＣ上限値に達すると、前記２段階定電圧充電を停止してもよい。
【００９１】
本態様によれば、二次電池のＳＯＣが予め定められた１００％未満の第１ＳＯＣ上限値に達すると、２段階定電圧充電が停止される。したがって、二次電池が過充電になるのを避けることができる。
【００９２】
上記第２の態様において、例えば、前記充電制御部は、前記第２ＳＯＣ取得部により取得された充電開始時の前記二次電池のＳＯＣが大きいほど、前記ＳＯＣ閾値を大きい値にしてもよい。
【００９３】
本態様では、二次電池のＳＯＣが予め定められた１００％未満の第１ＳＯＣ上限値に達すると、充電が停止される。したがって、充電開始時の二次電池のＳＯＣが大きいほど、第２電圧値での定電圧充電の時間が短くなる。このため、充電開始時の二次電池のＳＯＣが大きいほど、鉛蓄電池が充電不足になる可能性が高くなる。これに対して、本態様によれば、充電開始時の二次電池のＳＯＣが大きいほど、ＳＯＣ閾値が大きい値にされる。したがって、第１電圧値での定電圧充電の時間が長くなる。その結果、鉛蓄電池が充電不足になる可能性を低くすることができる。
【００９４】
上記第２の態様において、例えば、前記記憶部は、前記鉛蓄電池のＳＯＣとして予め定められた１００％を超える第２ＳＯＣ上限値を保存し、前記充電制御部は、前記鉛蓄電池のＳＯＣが前記第２ＳＯＣ上限値に達すると、前記２段階定電圧充電を停止してもよい。
【００９５】
本態様では、鉛蓄電池のＳＯＣが、予め定められた１００％を超える第２ＳＯＣ上限値に達すると、２段階定電圧充電が停止される。したがって、鉛蓄電池のＳＯＣが第２ＳＯＣ上限値に達するまで充電が継続された場合には、充電不足によって鉛蓄電池に生じるサルフェーションが過度に進むのを抑制することができる。
【００９６】
上記第２の態様において、例えば、前記記憶部は、前記鉛蓄電池のＳＯＣとして予め定められた前記ＳＯＣ閾値未満のＳＯＣ下限値を保存し、前記充電制御部は、前記鉛蓄電池のＳＯＣが前記ＳＯＣ下限値以下に低下すると、低下した回数をカウントし、前記カウントした回数が所定回数ごとに、前記２段階定電圧充電により、前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池を充電し、前記カウントした回数が前記所定回数未満の場合は、前記充電電圧を前記第２電圧値に調整して、前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池を定電圧充電してもよい。
【００９７】
本態様では、鉛蓄電池のＳＯＣがＳＯＣ下限値以下に低下すると、その低下した回数がカウントされる。カウントした回数が所定回数ごとに、２段階定電圧充電により、電源部の各電池が充電される。したがって、鉛蓄電池のＳＯＣが第２ＳＯＣ上限値に達するまで充電が継続された場合には、充電不足によって鉛蓄電池に生じるサルフェーションが過度に進むのを抑制することができる。
【００９８】
一方、カウントした回数が所定回数未満の場合は、充電電圧が第２電圧値に調整されて、第２電圧値での定電圧充電により電源部の各電池が充電される。このため、鉛蓄電池のＳＯＣが第２ＳＯＣ上限値に達するような過充電は、所定回数ごとに行われ、所定回数未満の場合は行われない。その結果、過充電により鉛蓄電池が過度に劣化するのを避けることができる。
【００９９】
上記第２の態様において、例えば、前記充電制御部は、前記２段階定電圧充電において、前記鉛蓄電池のＳＯＣが前記ＳＯＣ閾値に達して前記充電電圧を前記第２電圧値に調整すると、前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池を、オン期間が前記初期期間以下の長さでパルス充電してもよい。
【０１００】
本態様では、鉛蓄電池のＳＯＣがＳＯＣ閾値に達して充電電圧が第２電圧値に調整されると、電源部の各電池は、オン期間が初期期間以下の長さでパルス充電される。オン期間が初期期間以下の長さであるため、オン期間では、二次電池の充電電流に比べて鉛蓄電池の充電電流が大きくなる。したがって、充電電圧が第２電圧値に調整されているものの、パルス充電では、二次電池に比べて鉛蓄電池の充電が早く進む。その結果、鉛蓄電池が充電不足になるのを避けることができる。
【０１０１】
上記第２の態様において、前記二次電池のＳＯＣを取得する二次電池ＳＯＣ取得部と、前記二次電池のＳＯＣとして予め定められた１００％未満の第１ＳＯＣ上限値を保存する記憶部と、をさらに備え、前記充電制御部は、前記二次電池ＳＯＣ取得部により取得された前記二次電池のＳＯＣが前記第１ＳＯＣ上限値未満の間は、前記所定電圧値での定電圧充電により前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池を充電し、前記二次電池ＳＯＣ取得部により取得された前記二次電池のＳＯＣが前記第１ＳＯＣ上限値以上になると、前記定電圧充電から予め定められたオン期間及びオフ期間を交互に繰り返すパルス充電に切り替えてもよい。
【０１０２】
本態様では、二次電池のＳＯＣが第１ＳＯＣ上限値未満の間は、鉛蓄電池及び二次電池は、所定電圧値で定電圧充電される。所定電圧値は、所定電圧値での充電開始当初の初期期間は、二次電池の充電電流より鉛蓄電池の充電電流が大きくなり、かつ、初期期間の後は、鉛蓄電池の充電電流より二次電池の充電電流が大きくなる値に定められている。このため、定電圧充電では、鉛蓄電池に比べて二次電池の充電が早く進む。したがって、本態様によれば、二次電池が充電不足になるのを避けることができる。
【０１０３】
また、本態様では、二次電池のＳＯＣが第１ＳＯＣ上限値以上になると、予め定められたオン期間及びオフ期間を交互に繰り返すパルス充電に切り替えられる。パルス充電では、二次電池の充電電流より鉛蓄電池の充電電流が大きい。このため、二次電池に比べて鉛蓄電池の充電が早く進む。したがって、本態様によれば、鉛蓄電池が充電不足になるのを避けることができる。その結果、本態様によれば、簡易な構成で、鉛蓄電池及び二次電池の両方が充電不足になるのを避けることができる。
【０１０４】
上記第２の態様において、例えば、前記充電制御部は、前記オン期間を、前記初期期間以下の長さに予め定めてもよい。
【０１０５】
本態様では、オン期間は、初期期間以下の長さに定められている。このため、オン期間では、二次電池の充電電流より鉛蓄電池の充電電流が大きい。したがって、パルス充電では、二次電池に比べて鉛蓄電池の充電が早く進む。よって、本態様によれば、鉛蓄電池が充電不足になるのを避けることができる。
【０１０６】
上記第２の態様において、例えば、前記記憶部は、前記二次電池のＳＯＣとして、１００％未満であって前記第１ＳＯＣ上限値を超える値に予め定められたＳＯＣ保護閾値を保存し、前記充電制御部は、前記パルス充電中に、前記二次電池ＳＯＣ取得部により取得された前記二次電池のＳＯＣが前記ＳＯＣ保護閾値以上になると、前記パルス充電を停止してもよい。
【０１０７】
パルス充電では、二次電池に比べて鉛蓄電池の充電が早く進むが、鉛蓄電池に比べると遅いながらも、二次電池の充電も進む。しかし、本態様によれば、パルス充電中に、二次電池のＳＯＣが、１００％未満であって第１ＳＯＣ上限値を超える値に予め定められたＳＯＣ保護閾値以上になると、パルス充電が停止される。したがって、二次電池のＳＯＣが過大になるのを避けることができる。
【０１０８】
上記第２の態様において、例えば、前記記憶部は、前記二次電池のＳＯＣとして前記第１ＳＯＣ上限値未満に予め定められた第１ＳＯＣ下限値を保存し、前記充電制御部は、前記パルス充電中に、前記二次電池ＳＯＣ取得部により取得された前記二次電池のＳＯＣが前記第１ＳＯＣ下限値未満になると、前記パルス充電を前記定電圧充電に切り替えてもよい。
【０１０９】
本態様では、パルス充電中に、二次電池のＳＯＣが、第１ＳＯＣ上限値未満に予め定められた第１ＳＯＣ下限値未満になると、パルス充電が定電圧充電に切り替えられる。定電圧充電では、鉛蓄電池に比べて二次電池の充電が早く進む。したがって、本態様によれば、二次電池のＳＯＣが第１ＳＯＣ下限値未満に維持されるのを避けることができる。
【０１１０】
上記第２の態様において、例えば、前記鉛蓄電池のＳＯＣを取得する鉛蓄電池ＳＯＣ取得部をさらに備え、前記記憶部は、前記鉛蓄電池のＳＯＣとして１００％以上に予め定められた第２ＳＯＣ上限値を保存し、前記充電制御部は、前記パルス充電中に、前記鉛蓄電池ＳＯＣ取得部により取得された前記鉛蓄電池のＳＯＣが前記第２ＳＯＣ上限値以上になると、前記パルス充電を停止してもよい。
【０１１１】
本態様では、パルス充電中に、鉛蓄電池のＳＯＣが、１００％以上に予め定められた第２ＳＯＣ上限値以上になると、パルス充電が停止される。したがって、鉛蓄電池のＳＯＣが第２ＳＯＣ上限値以上になっても充電が継続されて、鉛蓄電池が過充電になるのを避けることができる。
【０１１２】
上記第２の態様において、例えば、前記記憶部は、前記第２ＳＯＣ上限値として、１００％及び１００％を超える値を保存し、かつ、前記鉛蓄電池のＳＯＣとして１００％未満に予め定められた第２ＳＯＣ下限値を保存し、前記充電制御部は、前記鉛蓄電池のＳＯＣが前記第２ＳＯＣ下限値以下に低下すると、低下した回数をカウントして前記定電圧充電を開始し、前記カウントした回数が所定回数ごとに、前記第２ＳＯＣ上限値として前記１００％を超える値を使用し、前記カウントした回数が前記所定回数未満の場合は、前記第２ＳＯＣ上限値として１００％を使用してもよい。
【０１１３】
本態様では、鉛蓄電池のＳＯＣがＳＯＣ下限値以下に低下すると、その低下した回数がカウントされて定電圧充電が開始される。カウントした回数が所定回数ごとに、第２ＳＯＣ上限値として１００％を超える値が使用される。したがって、鉛蓄電池のＳＯＣが第２ＳＯＣ上限値以上になるまで充電が継続された場合には、充電不足によって鉛蓄電池に生じるサルフェーションが過度に進むのを抑制することができる。
【０１１４】
一方、カウントした回数が所定回数未満の場合は、第２ＳＯＣ上限値として１００％が使用される。このため、鉛蓄電池のＳＯＣが１００％を超えるような過充電は、所定回数ごとに行われ、所定回数未満の場合は行われない。その結果、過充電により鉛蓄電池が過度に劣化するのを避けることができる。
【０１１５】
本開示にかかる他の態様は、互いに並列接続された鉛蓄電池及び前記鉛蓄電池以外の二次電池を含む電源部を備え、前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池の充電を制御する充電制御装置の充電制御方法であって、予め定められた所定電圧値で、前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池を定電圧充電する所定電圧充電ステップ、を含み、前記所定電圧値は、前記所定電圧値での充電開始当初の初期期間は、前記二次電池の充電電流より前記鉛蓄電池の充電電流が大きくなり、かつ、前記初期期間の後は、前記鉛蓄電池の充電電流より前記二次電池の充電電流が大きくなる値に予め定められているものである。
【０１１６】
上記他の態様において、前記鉛蓄電池のＳＯＣを取得する鉛蓄電池ＳＯＣ取得ステップと、前記鉛蓄電池のＳＯＣが予め定められた１００％以下のＳＯＣ閾値に達するまでは、前記所定電圧値より低い所定低電圧値で、前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池を定電圧充電する低電圧充電ステップと、をさらに含み、前記所定電圧充電ステップは、前記鉛蓄電池のＳＯＣが前記ＳＯＣ閾値に達した後に実行され、前記所定低電圧値は、前記二次電池の充電電流より前記鉛蓄電池の充電電流が大きくなる値に予め定められていてもよい。
【０１１７】
上記他の態様において、前記二次電池のＳＯＣを取得する二次電池ＳＯＣ取得ステップと、前記二次電池ＳＯＣ取得ステップにおいて取得された前記二次電池のＳＯＣが予め定められた１００％未満の第１ＳＯＣ上限値以上になると、予め定められたオン期間及びオフ期間を繰り返すパルス充電により前記電源部の前記鉛蓄電池及び前記二次電池を充電するパルス充電ステップと、をさらに含み、前記所定電圧充電ステップは、前記二次電池ＳＯＣ取得ステップにおいて取得された前記二次電池のＳＯＣが前記第１ＳＯＣ上限値未満の間に実行されてもよい。
【０１１８】
（第２実施形態）
図６は、第２実施形態のバッテリ制御部１８０及びＥＣＵ７０を含む車両１の構成を概略的に示すブロック図である。
【０１１９】
車両１は、エンジンを主たる動力源とし、モータを補助的動力源とするハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）である。車両１は、エンジン１０、スタータモータ２０、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（ＩＳＧ）３０、電圧調整部３１、スイッチ素子３５、電装負荷４０、電源部４５、電子制御ユニット（ＥＣＵ）７０、バッテリ制御部１８０を備える。
【０１２０】
電源部４５は、鉛蓄電池５０、電流センサ５１，６３及びニッケル水素蓄電池（Ｎｉ−ＭＨ）６１を含む。鉛蓄電池５０とニッケル水素蓄電池６１とは、互いに並列に接続されている。鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１の負極側の接続点Ｋ２は、接地されている。スタータモータ２０、ＩＳＧ３０、及び電装負荷４０は、電源部４５と並列接続されている。電源部４５からバッテリ制御部１８０及びＥＣＵ７０には、電源電圧Ｖｃｃが供給されている。
【０１２１】
鉛蓄電池５０は、直列接続された６セルの鉛蓄電池を含む。この構成により、鉛蓄電池５０の公称電圧は、１２Ｖになっている。ニッケル水素蓄電池６１は、直列接続された１０セルのニッケル水素蓄電池を含む。この構成により、ニッケル水素蓄電池６１の公称電圧は、１２Ｖになっている。電源部４５から出力される電力は、車両１のエンジン１０を始動するスタータモータ２０及びＩＳＧ３０の駆動、電装負荷４０の電源に使用される。
【０１２２】
電流センサ５１は、鉛蓄電池５０に流れる充電電流又は放電電流を検出する。電流センサ５１は、鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１の正極側の接続点Ｋ１から分岐した分岐線路Ｌ１上に取り付けられている。電流センサ５１は、鉛蓄電池５０の充電電気量及び放電電気量を算出するために設けられている。
【０１２３】
電流センサ６３は、ニッケル水素蓄電池６１に流れる充電電流又は放電電流を検出する。電流センサ６３は、鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１の正極側の接続点Ｋ１から分岐した分岐線路Ｌ２上に取り付けられている。電流センサ６３は、ニッケル水素蓄電池６１の充電電気量及び放電電気量を算出するために設けられている。
【０１２４】
電流センサ５１，６３は、例えばホール素子を含むホール効果型電流センサである。代替的に、電流センサ５１，６３は、シャント抵抗を含み、シャント抵抗の電圧降下に基づき電流を検出するものであってもよい。
【０１２５】
スタータモータ２０は、ユーザによりイグニションスイッチが操作されるとエンジン１０を始動する。
【０１２６】
ＩＳＧ３０は、発電機能と電動機能とを兼有する。ＩＳＧ３０は、車両１のエンジン１０が動作しているときは、エンジン１０により駆動され、発電機能により発電する。この発電された電力が電装負荷４０の電気負荷を超えるときは、この発電された電力により電源部４５の鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１が充電される。また、車両１が走行中にブレーキペダル（図示省略）が操作されて減速を開始すると、車輪からＩＳＧ３０にトルクが伝えられ、ＩＳＧ３０は、発電機能により発電する。この発電された電力により電源部４５の鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１が充電される。これによって、エネルギーの回生が行われる。車両１が停止すると、ＥＣＵ７０のアイドルストップ制御によって、エンジン１０が自動停止する。車両１の発進時には、ＩＳＧ３０の電動機能により、車両１が駆動され、かつ、エンジン１０が始動される。
【０１２７】
電圧調整部３１は、ＩＳＧ３０の出力電圧を調整する。ＩＳＧ３０の発電機能による出力電圧は、調整されないままでは、エンジン１０の回転数、負荷電流の電流値、フィールド電流によって変化する。電圧調整部３１は、例えばフィールド電流を増減させて、ＩＳＧ３０の出力電圧を一定値に調整する。電圧調整部３１は、例えばパワートランジスタ及び電圧検出回路が集積回路化された半導体回路を含む。この第２実施形態では、電圧調整部３１は、ＩＳＧ３０の出力電圧を、例えば、ＤＣ１３．７Ｖ（第１電圧値の一例）とＤＣ１５．０Ｖ（第２電圧値の一例）との２段階に調整する。
【０１２８】
スイッチ素子３５は、ＩＳＧ３０と電源部４５との間に設けられている。スイッチ素子３５は、エンジン１０が停止しているときは、オンにされている。スイッチ素子３５は、鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１の充電を停止するときに、オフにされる。スイッチ素子３５のオンオフは、バッテリ制御部１８０により制御される。スイッチ素子３５は、機械的リレーでもよい。代替的に、スイッチ素子３５は、パワーＭＯＳＦＥＴ、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタなどの半導体スイッチでもよい。電装負荷４０は、例えば空気調和機及び室内灯等、車両１に装備された電装品等の負荷を含む。
【０１２９】
ＥＣＵ７０は、例えば、所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、所定の制御プログラムが保存されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、データを一時的に保存するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、これらの周辺回路等を備える。ＥＣＵ７０は、バッテリ制御部１８０と互いに通信可能に構成されている。
【０１３０】
ＥＣＵ７０は、エンジン１０、スタータモータ２０、ＩＳＧ３０、電圧調整部３１、電装負荷４０を含む車両１の全体の動作を制御する。ＥＣＵ７０は、バッテリ制御部１８０から出力される制御信号ＳＧを受け取って、電圧調整部３１を制御する。
【０１３１】
バッテリ制御部１８０は、例えば、所定の演算処理を実行するＣＰＵ、所定の制御プログラムが保存されたＲＯＭ、データを一時的に保存するＲＡＭ、これらの周辺回路等を備える。バッテリ制御部１８０は、例えばフラッシュメモリで構成された記憶部１８１を備える。バッテリ制御部１８０は、ＲＯＭに保存された制御プログラムを実行することにより、第１ＳＯＣ演算部１８２、第２ＳＯＣ演算部１８３、電圧制御部１８４、スイッチ制御部１８５として機能する。
【０１３２】
記憶部１８１は、鉛蓄電池５０のＳＯＣとして予め定められた１００％以下のＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１と、充電開始時のニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値Ｓｎｉ１との関係を表すテーブル８８を予め記憶する。
【０１３３】
図７は、テーブル８８の一例を概略的に示す図である。この第２実施形態では、図７に示されるように、充電開始時のニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値Ｓｎｉ１が、Ｓｎｉ１＜３０の場合には、ＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１は９７とされ、３０≦Ｓｎｉ１＜４０の場合には、ＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１は９８とされ、４０≦Ｓｎｉ１＜５０の場合には、ＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１は９９とされ、５０≦Ｓｎｉ１の場合には、ＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１は１００とされる。図７に示されるように、充電開始時のニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値Ｓｎｉ１が大きいほど、鉛蓄電池５０のＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１は、大きい値が用いられる。この理由については、図１０を参照して後述される。
【０１３４】
図６に戻って、記憶部１８１は、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣの上限値として予め定められたＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２（第１ＳＯＣ上限値の一例）と、下限値として予め定められたＳＯＣ下限値Ｓｎｉ３とを予め記憶する。この第２実施形態では例えば、Ｓｎｉ２＝８０％であり、Ｓｎｉ３＝２０％である。
【０１３５】
記憶部１８１は、鉛蓄電池５０のＳＯＣの上限値として予め定められた１００％を超えるＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２（第２ＳＯＣ上限値の一例）を予め記憶する。この第２実施形態では例えば、Ｓｐｂ２＝１０５％である。
【０１３６】
記憶部１８１は、鉛蓄電池５０のＳＯＣの下限値として予め定められたＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３を予め記憶する。ＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３は、例えばＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１未満に設定されている。この第２実施形態では例えば、Ｓｐｂ３＝８０％である。
【０１３７】
バッテリ制御部１８０は、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣが、ＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２とＳＯＣ下限値Ｓｎｉ３との範囲内に維持されるように、ニッケル水素蓄電池６１の充電及び放電を制御する。バッテリ制御部１８０は、鉛蓄電池５０のＳＯＣが、ＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３以上に維持されるように、鉛蓄電池５０の充電及び放電を制御する。
【０１３８】
第１ＳＯＣ演算部１８２は、電流センサ５１により検出された電流値を用いて、鉛蓄電池５０の充電電気量及び放電電気量を算出する。第１ＳＯＣ演算部１８２は、算出した鉛蓄電池５０の充電電気量及び放電電気量を用いて、鉛蓄電池５０のＳＯＣを算出する。第１ＳＯＣ演算部１８２は、ＳＯＣの算出を、例えば１００ｍｓｅｃごとに行う。第１ＳＯＣ演算部１８２及び電流センサ５１は、第１ＳＯＣ取得部の一例に相当する。
【０１３９】
第２ＳＯＣ演算部１８３は、電流センサ６３により検出された電流値を用いて、ニッケル水素蓄電池６１の充電電気量及び放電電気量を算出する。第２ＳＯＣ演算部１８３は、算出したニッケル水素蓄電池６１の充電電気量及び放電電気量を用いて、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣを算出する。第２ＳＯＣ演算部１８３は、ＳＯＣの算出を、例えば１００ｍｓｅｃごとに行う。第２ＳＯＣ演算部１８３及び電流センサ６３は、第２ＳＯＣ取得部の一例に相当する。
【０１４０】
電圧制御部１８４は、ＥＣＵ７０に制御信号ＳＧを出力して、鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１の充電中における充電電圧を制御する。電圧制御部１８４は、第１ＳＯＣ演算部１８２から鉛蓄電池５０のＳＯＣを取得する。電圧制御部１８４は、取得した鉛蓄電池５０のＳＯＣがＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１に達するまでは、充電電圧を１３．７Ｖに制御するように、ＥＣＵ７０に制御信号ＳＧを出力する。ＥＣＵ７０は、制御信号ＳＧが入力されると、電圧調整部３１を制御して、ＩＳＧ３０の出力電圧を１３．７Ｖとする。
【０１４１】
電圧制御部１８４は、第１ＳＯＣ演算部１８２により算出された鉛蓄電池５０のＳＯＣがＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１に達した後は、充電電圧を１５．０Ｖに制御するように、ＥＣＵ７０に制御信号ＳＧを出力する。ＥＣＵ７０は、制御信号ＳＧが入力されると、電圧調整部３１を制御して、ＩＳＧ３０の出力電圧を１５．０Ｖとする。このように、電圧制御部１８４及びＥＣＵ７０は、２段階定電圧充電によって、鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１を充電する。
【０１４２】
図８は、図６の電源部４５を１３．７Ｖで定電圧充電したときの充電電流を概略的に示すタイミングチャートである。
【０１４３】
図８では、上記図２４と異なり、鉛蓄電池５０の充電電流Ｉｐｂをニッケル水素蓄電池６１の充電電流Ｉｎｉが上回ることがない。この原因は、以下のように推量される。溶解析出型の鉛蓄電池５０では、電圧が１３．７Ｖでも、速度は遅いものの、充電の化学反応は進行する。しかしながら、ニッケル水素蓄電池６１では、１３．７Ｖでは電圧が低すぎるため、水素吸蔵合金が水素を容易に吸蔵できる状態にならないことから、充電の化学反応が殆ど進行しない。したがって、図６の電源部４５を１３．７Ｖで定電圧充電すると、鉛蓄電池５０の充電電流Ｉｐｂは、ニッケル水素蓄電池６１の充電電流Ｉｎｉより大きくなる。
【０１４４】
図８と上記図２４とを比較すると分かるように、全体の充電電流Ｉｔは、図８では上記図２４の半分程度になる。このため、鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１の充電に時間を要することになる。しかしながら、ＩＳＧ３０の出力電圧は１３．７Ｖに調整することにより、ニッケル水素蓄電池６１に比べて、鉛蓄電池５０の充電を早く進行させることができる。
【０１４５】
図６に戻って、電圧制御部１８４は、ＩＳＧ３０から充電電流の供給が開始された時点のニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣと、図７に示されるテーブル８８とを用いて、ＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１を決定する。
【０１４６】
電圧制御部１８４は、第１ＳＯＣ演算部１８２により算出された鉛蓄電池５０のＳＯＣがＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３以下に低下した回数をカウントする。カウント値がＮ（この第２実施形態では例えばＮ＝５）回ごとに、電圧制御部１８４は、上記２段階定電圧制御を行う。カウント値が１〜（Ｎ−１）回のとき、すなわちＮ回未満のときは、電圧制御部１８４は、上記２段階定電圧制御を行わずに、ＥＣＵ７０を介してＩＳＧ３０の出力電圧を１５．０Ｖに制御して、通常の定電圧充電を行う。
【０１４７】
スイッチ制御部１８５は、スイッチ素子３５のオンオフを制御する。スイッチ制御部１８５は、エンジン１０が停止しているときは、スイッチ素子３５をオンにする。スイッチ制御部１８５は、充電中に、第２ＳＯＣ演算部１８３により算出されたニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣがＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２以上に増大すると、スイッチ素子３５をオフにして、充電を停止する。
【０１４８】
スイッチ制御部１８５は、充電中に、第１ＳＯＣ演算部１８２により算出された鉛蓄電池５０のＳＯＣがＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２以上に増大すると、スイッチ素子３５をオフにして、充電を停止する。
【０１４９】
図９は、第２実施形態の充電動作を概略的に示すフローチャートである。図１０は、図９の充電動作によって増加する鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣの一例を概略的に示す図である。図１０の縦軸は鉛蓄電池５０のＳＯＣを表し、横軸はニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣを表す。図１０において、充電期間Ｔｃｈ１，Ｔｃｈ１１は、１３．７Ｖでの定電圧充電が行われる期間を表し、充電期間Ｔｃｈ２，Ｔｃｈ１２は、１５．０Ｖでの定電圧充電が行われる期間を表す。
【０１５０】
なお、本第２実施形態では、充電期間Ｔｃｈ１，Ｔｃｈ２で表されるように、鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣが変化する。充電期間Ｔｃｈ１１，Ｔｃｈ１２で表される鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣは、後述の比較例を表す。また、通常状態では（つまり図９の動作が開始されるときには）、スイッチ素子３５はオンにされている。
【０１５１】
図９のＳ１０１（鉛蓄電池ＳＯＣ取得ステップの一例）において、まず、電圧制御部１８４は、第１ＳＯＣ演算部１８２から、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値を取得する。電圧制御部１８４は、取得した鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が、ＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３未満であるか否かを判定する。鉛蓄電池５０のＳＯＣ値がＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３未満であれば（Ｓ１０１でＹＥＳ）、Ｓ１０２において、電圧制御部１８４は、カウント値Ｃｔを１増加させる。
【０１５２】
Ｓ１０３において、電圧制御部１８４は、カウント値ＣｔがＮ（この第２実施形態ではＮ＝５）未満であるか否かを判定する。カウント値ＣｔがＮ以上であれば（Ｓ１０３でＮＯ）、Ｓ１０４において、電圧制御部１８４は、カウント値Ｃｔを０にリセットする。Ｓ１０５において、電圧制御部１８４は、第２ＳＯＣ演算部１８３から、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値Ｓｎｉ１を取得する。電圧制御部１８４は、テーブル８８を参照して、取得したニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値Ｓｎｉ１に対応する鉛蓄電池５０のＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１を抽出する。
【０１５３】
Ｓ１０６（低電圧充電ステップの一例）において、電圧制御部１８４は、ＩＳＧ３０の出力電圧を１３．７Ｖに調整するように要求する制御信号ＳＧを、ＥＣＵ７０に出力する。ＥＣＵ７０は、この制御信号ＳＧを受け取ると、電圧調整部３１を制御し、ＩＳＧ３０の出力電圧を１３．７Ｖに調整する。これによって、電源部４５の鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１は、１３．７Ｖで定電圧充電される。
【０１５４】
Ｓ１０７において、電圧制御部１８４は、第１ＳＯＣ演算部１８２から、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値を取得する。電圧制御部１８４は、取得した鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が、ＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１以上であるか否かを判定する。鉛蓄電池５０のＳＯＣ値がＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１未満であれば（Ｓ１０７でＮＯ）、処理はＳ１０７に戻り、１３．７Ｖでの定電圧充電が継続される。
【０１５５】
図８を用いて説明されたように、電圧が１３．７Ｖでは、鉛蓄電池５０の充電電流の方が、ニッケル水素蓄電池６１の充電電流より大きい。したがって、図１０に示されるように、充電期間Ｔｃｈ１では、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣよりも、鉛蓄電池５０のＳＯＣの方が、早く増加する。なお、図１０では、図９のＳ５で取得されるニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値Ｓｎｉ１は、２０≦Ｓｎｉ１＜３０である。このため、図９のＳ５でテーブル８８（図７）から抽出されるＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１は、図１０に示されるように、９７になっている。
【０１５６】
図９に戻って、Ｓ１０７（鉛蓄電池ＳＯＣ取得ステップの一例）において、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が、ＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１以上であれば（Ｓ１０７でＹＥＳ）、電圧制御部１８４は、Ｓ１０８（所定電圧充電ステップの一例）において、ＩＳＧ３０の出力電圧を１５．０Ｖに調整するように要求する制御信号ＳＧを、ＥＣＵ７０に出力する。ＥＣＵ７０は、この制御信号ＳＧを受け取ると、電圧調整部３１を制御し、ＩＳＧ３０の出力電圧を１５．０Ｖに調整する。これによって、電源部４５の鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１は、１５．０Ｖで定電圧充電される。
【０１５７】
図２４を用いて説明されたように、電圧が１５．０Ｖでは、充電開始当初の初期期間Ｔ０を除くと、ニッケル水素蓄電池６１の充電電流の方が、鉛蓄電池５０の充電電流より大きい。したがって、図１０に示されるように、充電期間Ｔｃｈ２では、鉛蓄電池５０のＳＯＣよりも、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣの方が、早く増加する。
【０１５８】
図９に戻って、Ｓ１０９において、スイッチ制御部１８５は、第２ＳＯＣ演算部１８３から、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値を取得する。スイッチ制御部１８５は、取得したニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が、ＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２以上であるか否かを判定する。ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が、ＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２未満であれば（Ｓ１０９でＮＯ）、Ｓ１１０において、スイッチ制御部１８５は、第１ＳＯＣ演算部１８２から、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値を取得する。スイッチ制御部１８５は、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が、ＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２以上であるか否かを判定する。鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が、ＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２未満であれば（Ｓ１１０でＮＯ）、処理はＳ１０９に戻り、１５．０Ｖでの定電圧充電が継続される。
【０１５９】
Ｓ１０９において、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が、ＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２以上であれば（Ｓ１０９でＹＥＳ）、Ｓ１１０において、スイッチ制御部１８５は、スイッチ素子３５をオフにして充電を停止し、図９の処理は終了する。Ｓ１１０において、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が、ＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２以上であれば（Ｓ１１０でＹＥＳ）、処理はＳ１１１に進む。
【０１６０】
Ｓ１０１において、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値がＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３以上であれば（Ｓ１０１でＮＯ）、Ｓ１１２において、電圧制御部１８４は、第２ＳＯＣ演算部１８３から、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値を取得する。電圧制御部１８４は、取得したニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が、ＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２未満であるか否かを判定する。ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値がＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２以上であれば（Ｓ１１２でＮＯ）、処理はＳ１１に進む。
【０１６１】
Ｓ１１２において、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値がＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２未満であれば（Ｓ１１２でＹＥＳ）、処理はＳ１０８に進む。また、Ｓ１０３において、カウント値ＣｔがＮ未満であれば（Ｓ１０３でＹＥＳ）、処理はＳ１０８に進む。その結果、Ｓ１０８において、１５．０Ｖでの通常の定電圧充電が行われる。
【０１６２】
図９のＳ１０９，Ｓ１１０に示されるように、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値又は鉛蓄電池５０のＳＯＣ値のいずれかがＳＯＣ上限値以上に増加すると、スイッチ素子３５がオフにされて、充電が停止される。図１０の例では、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値がＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２に達することにより、充電が停止されている。
【０１６３】
このように、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が、Ｎ回、ＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３以下に低下する度に、電圧が１３．７Ｖでの定電圧充電及び電圧が１５．０Ｖでの定電圧充電を含む２段階定電圧充電が行われる。鉛蓄電池５０のＳＯＣ値がＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３を超えている場合、及び、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が、ＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３以下に低下するのが（Ｎ−１）回までの場合には、電圧が１５．０Ｖでの通常の定電圧充電が行われる。
【０１６４】
この第２実施形態によれば、図１０に示されるように、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が１００％を超える過充電を行っている。これによって、充電不足の鉛蓄電池５０に生じるサルフェーションが過度に進むのを抑制することができる。過充電は、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値がＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３以下に低下する度に毎回行われるのではなくて、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値がＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３以下に低下するのがＮ（この第２実施形態では例えばＮ＝５）回ごとに行われる。このため、過充電により、鉛蓄電池５０が過度に劣化することはない。
【０１６５】
上記図７に示されるように、充電開始時のニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値Ｓｎｉ１が大きいほど、鉛蓄電池５０のＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１は、大きい値が用いられる。この理由について、図１０を参照して説明される。
【０１６６】
図１０では、充電期間Ｔｃｈ１の充電開始時のニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値Ｓｎｉ１は、Ｓｎｉ１＜３０になっている。したがって、図７を用いて説明されたように、鉛蓄電池５０のＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１は９７％とされる。図１０に示されるように、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値がＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１（図１０では９７％）に達した時点（つまり充電期間Ｔｃｈ１の終了時点）では、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値は５０％に達していない。
【０１６７】
したがって、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が８０％に達するまでに時間を要するため、１５．０Ｖでの定電圧充電の時間（充電期間Ｔｃｈ２）は十分にある。このため、図１０に示されるように、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が８０％に達した時点では、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値は、１００％を超えている。したがって、鉛蓄電池５０の充電不足を解消することができる。
【０１６８】
一方、図１０の比較例では、充電期間Ｔｃｈ１１の充電開始時のニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値Ｓｎｉ１は、５０％になっている。この場合には、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が９７％に達した時点では、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値は、７０％に近い値になっている。このため、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値は、短時間で８０％に達することから、充電期間Ｔｃｈ１２は短くなる。したがって、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が８０％に達した充電期間Ｔｃｈ１２の終了時点には、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値は、１００％を超えていない。
【０１６９】
そこで、本第２実施形態では、図７に示されるように、充電開始時のニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が大きいほど、鉛蓄電池５０のＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１が大きい値にされる。したがって、１３．７Ｖでの定電圧充電の時間（充電期間Ｔｃｈ１）の終了時点では、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値は、１００％に近くなっている。これによって、１５．０Ｖでの定電圧充電の時間（充電期間Ｔｃｈ２）が短くても、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が１００％を超えている。その結果、充電不足の鉛蓄電池５０に生じるサルフェーションが過度に進むのを抑制することができる。
【０１７０】
（第３実施形態）
図１１は、第３実施形態の充電動作を概略的に示すフローチャートである。図１２は、図１１の充電動作によって増加する鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣの一例を概略的に示す図である。図１３は、スイッチ素子３５の動作を概略的に示すタイミングチャートである。第３実施形態の構成は、図６に示される第２実施形態と同じである。以下、第２実施形態との相違点を中心に第３実施形態が説明される。
【０１７１】
図１１において、Ｓ１０１〜Ｓ１０７は、第２実施形態の図９のＳ１０１〜Ｓ１０７と同じである。Ｓ１０６，Ｓ１０７の１３．７Ｖでの定電圧充電によって、図１２の充電期間Ｔｃｈ１では、第２実施形態（図１０）と同様に、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣよりも、鉛蓄電池５０のＳＯＣの方が、早く増加する。
【０１７２】
Ｓ１０７において、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が、ＳＯＣ閾値Ｓｐｂ１以上であれば（Ｓ１０７でＹＥＳ）、Ｓ１１５において、電圧制御部１８４は、ＩＳＧ３０の出力電圧を１５．０Ｖに調整するように要求する制御信号ＳＧを、ＥＣＵ７０に出力する。ＥＣＵ７０は、この制御信号ＳＧを受け取ると、電圧調整部３１を制御し、ＩＳＧ３０の出力電圧を１５．０Ｖに調整する。また、スイッチ制御部１８５は、スイッチ素子３５を制御して、スイッチ素子３５のオン期間Ｔｏｎとオフ期間Ｔｏｆｆとを（この第３実施形態では例えばＴｏｎ＝Ｔｏｆｆ＝５秒）交互に繰り返す。これによって、電源部４５の鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１は、電圧が１５．０Ｖでパルス充電される。Ｓ１０９〜Ｓ１１２は、第２実施形態の図９のＳ１０９〜Ｓ１１２と同じである。
【０１７３】
図２４を用いて説明されたように、電圧が１５．０Ｖの定電圧充電では、充電開始当初の初期期間Ｔ０は、ニッケル水素蓄電池６１の充電電流より、鉛蓄電池５０の充電電流の方が大きい。一方、第３実施形態では、図１３に示されるように、オン期間Ｔｏｎ及びオフ期間Ｔｏｆｆが交互に繰り返されてスイッチ素子３５がオンオフされる。
【０１７４】
スイッチ素子３５のオフ期間Ｔｏｆｆでは、電圧が０になる。鉛蓄電池５０でも、ニッケル水素蓄電池６１でも、電極近傍の状態は、電圧の印加が停止されると、５秒程度で初期状態に戻る。このため、スイッチ素子３５のオン期間Ｔｏｎごとに、図２４の充電開始当初の初期期間Ｔ０と同じ状態になる。したがって、スイッチ素子３５のオン期間Ｔｏｎでは、鉛蓄電池５０の充電電流Ｉｐｂの方が、ニッケル水素蓄電池６１の充電電流Ｉｎｉより大きい。したがって、図１２に示されるように、充電期間Ｔｃｈ３では、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣは殆ど増加せず、主に、鉛蓄電池５０のＳＯＣが増加する。そして、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値がＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２（第３実施形態では例えばＳｐｂ２＝１０５％）に達すると（図１１のＳ１１０でＹＥＳ）、スイッチ素子３５がオフにされて（図１１のＳ１１１）、充電が停止される。
【０１７５】
このように、第３実施形態でも、図１２に示されるように、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が１００％を超える過充電を行っている。これによって、第３実施形態でも、第２実施形態と同様に、充電不足の鉛蓄電池５０に生じるサルフェーションが過度に進むのを抑制することができる。また、第３実施形態でも、第２実施形態と同様に、過充電により、鉛蓄電池５０が過度に劣化することはない。
【０１７６】
（第２、第３実施形態の変形形態）
本発明は上記第２、第３実施形態に限られない。以下、本発明の第２、第３実施形態の変形形態が説明される。
【０１７７】
（１）上記第３実施形態では、図１１のＳ１１５において、バッテリ制御部１８０のスイッチ制御部１８５は、スイッチ素子３５をオンオフさせてパルス充電を行っている。代替的に、図１１のＳ１１５において、スイッチ制御部１８５は、図１４に示されるように、ＩＳＧ３０の出力電圧をパルス状に切り替えるようにしてもよい。
【０１７８】
図１４は、ＩＳＧ３０の出力電圧を概略的に示すタイミングチャートである。図１４に示される動作では、電圧制御部１８４は、出力電圧１５．０Ｖの第１期間Ｔ１と出力電圧１３．７Ｖの第２期間Ｔ２とを交互に繰り返すことを要求する制御信号ＳＧをＥＣＵ７０に出力する。ＥＣＵ７０は、この制御信号ＳＧを受け取ると、電圧調整部３１を制御して、図１４に示されるように、ＩＳＧ３０の出力電圧を制御する。
【０１７９】
第２期間Ｔ２は、例えば５秒である。充電電圧が１３．７Ｖの第２期間Ｔ２では、図８を用いて説明されたように、鉛蓄電池５０の充電電流Ｉｐｂの方が、ニッケル水素蓄電池６１の充電電流Ｉｎｉより大きい。したがって、第２期間Ｔ２では、図１０の充電期間Ｔｃｈ１と同様に、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣより、鉛蓄電池５０のＳＯＣの方が早く増加する。第２期間Ｔ２は、５秒に限られず、例えば１０秒でもよい。
【０１８０】
第１期間Ｔ１は、例えば４秒である。上記第３実施形態（図１３）のオフ期間Ｔｏｆｆと異なり、第２期間Ｔ２では、充電電圧が０ではなくて１３．７Ｖになっている。したがって、鉛蓄電池５０の充電電流Ｉｐｂの方が、ニッケル水素蓄電池６１の充電電流Ｉｎｉより大きい期間は、図２４に示される初期期間Ｔ０より短いと考えられる。そこで、図１４の動作では、第１期間Ｔ１を例えば４秒として、５秒程度の初期期間Ｔ０より短い値としている。
【０１８１】
したがって、第１期間Ｔ１でも、鉛蓄電池５０の充電電流Ｉｐｂの方が、ニッケル水素蓄電池６１の充電電流Ｉｎｉより大きい。このため、第１期間Ｔ１でも、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣより、鉛蓄電池５０のＳＯＣの方が早く増加する。その結果、図１４の動作でも、上記第３実施形態（図１２）と同様に、鉛蓄電池５０のＳＯＣをＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２（例えばＳｐｂ２＝１０５％）まで充電することができる。
【０１８２】
図１４の充電では、第２期間Ｔ２でも１３．７Ｖで充電が継続され、図１３のように充電のオンオフが交互に繰り返されるのではない。このため、図１４の充電は、厳密に言うとパルス充電ではない。しかし、本明細書では、図１４のような充電も、パルス充電に含まれるものとする。
【０１８３】
（２）上記第２実施形態では、図９のＳ６において、ＩＳＧ３０の出力電圧が１３．７Ｖに調整されている。また、上記図１４の動作では、第２期間Ｔ２におけるＩＳＧ３０の出力電圧が１３．７Ｖに調整されている。しかし、１３．７Ｖに限られない。ＩＳＧ３０の出力電圧は、ニッケル水素蓄電池６１の負極の水素吸蔵合金が水素を容易に吸蔵できる状態にならない電圧であって、鉛蓄電池５０の充電が進む電圧に調整されればよい。例えば、ニッケル水素蓄電池６１の１セル当り１．３８〜１．３９Ｖを上限とすればよい。言い換えると、この第２実施形態では、ニッケル水素蓄電池６１は、直列接続された１０セルのニッケル水素蓄電池を含むため、ＩＳＧ３０の出力電圧を１３．８〜１３．９Ｖを上限とすればよい。
【０１８４】
（３）上記第２実施形態では、図９のＳ８において、ＩＳＧ３０の出力電圧が１５．０Ｖに調整されている。また、上記図１４の動作では、第１期間Ｔ１におけるＩＳＧ３０の出力電圧が１５．０Ｖに調整されている。しかし、１５．０Ｖに限られない。ＩＳＧ３０の出力電圧は、例えば１４．５Ｖでもよい。ＩＳＧ３０の出力電圧は、ＩＳＧ３０が出力可能であって、鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１が破損又は故障しないような高電圧としてもよい。
【０１８５】
（４）上記第２、第３実施形態では、車両１は、ＥＣＵ７０とは別に、バッテリ制御部１８０を備えている。代替的に、ＥＣＵ７０が、バッテリ制御部１８０の各機能ブロックを備えるように構成して、バッテリ制御部１８０をなくしてもよい。
【０１８６】
（５）上記第２、第３実施形態では、鉛蓄電池５０と並列に、ニッケル水素蓄電池６１が接続されている。代替的に、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル亜鉛蓄電池等の、他の二次電池が、鉛蓄電池５０と並列に接続されていてもよい。
【０１８７】
（６）上記第２、第３実施形態では、車両１は、ＩＳＧ３０を備える。代替的に、ＩＳＧ３０に代えて、通常のオルタネータを備えるようにしてもよい。この場合には、電圧調整部３１は、オルタネータの出力電圧を調整する。
【０１８８】
（第４実施形態）
図１５は、第４実施形態のバッテリ制御部２８０及びＥＣＵ７０を含む車両１の構成を概略的に示すブロック図である。
【０１８９】
車両１は、エンジンを主たる動力源とし、モータを補助的動力源とするハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）である。車両１は、エンジン１０、スタータモータ２０、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（ＩＳＧ）３０、電圧調整部３１、スイッチ素子３５、電装負荷４０、電源部４５、電子制御ユニット（ＥＣＵ）７０、バッテリ制御部２８０を備える。
【０１９０】
電源部４５は、鉛蓄電池５０、電流センサ５１，６３及びニッケル水素蓄電池（Ｎｉ−ＭＨ）６１を含む。鉛蓄電池５０とニッケル水素蓄電池６１とは、互いに並列に接続されている。鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１の負極側の接続点Ｋ２は、接地されている。スタータモータ２０、ＩＳＧ３０、及び電装負荷４０は、電源部４５と並列接続されている。電源部４５からバッテリ制御部２８０及びＥＣＵ７０には、電源電圧Ｖｃｃが供給されている。
【０１９１】
鉛蓄電池５０は、直列接続された６セルの鉛蓄電池を含む。この構成により、鉛蓄電池５０の公称電圧は、１２Ｖになっている。ニッケル水素蓄電池６１は、直列接続された１０セルのニッケル水素蓄電池を含む。この構成により、ニッケル水素蓄電池６１の公称電圧は、１２Ｖになっている。電源部４５から出力される電力は、車両１のエンジン１０を始動するスタータモータ２０及びＩＳＧ３０の駆動、電装負荷４０の電源に使用される。
【０１９２】
電流センサ５１は、鉛蓄電池５０に流れる充電電流又は放電電流を検出する。電流センサ５１は、鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１の正極側の接続点Ｋ１から分岐した分岐線路Ｌ１上に取り付けられている。電流センサ５１は、鉛蓄電池５０の充電電気量及び放電電気量を算出するために設けられている。
【０１９３】
電流センサ６３は、ニッケル水素蓄電池６１に流れる充電電流又は放電電流を検出する。電流センサ６３は、鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１の正極側の接続点Ｋ１から分岐した分岐線路Ｌ２上に取り付けられている。電流センサ６３は、ニッケル水素蓄電池６１の充電電気量及び放電電気量を算出するために設けられている。
【０１９４】
電流センサ５１，６３は、例えばホール素子を含むホール効果型電流センサである。代替的に、電流センサ５１，６３は、シャント抵抗を含み、シャント抵抗の電圧降下に基づき電流を検出するものであってもよい。
【０１９５】
スタータモータ２０は、ユーザによりイグニションスイッチが操作されるとエンジン１０を始動する。
【０１９６】
ＩＳＧ３０は、発電機能と電動機能とを兼有する。ＩＳＧ３０は、車両１のエンジン１０が動作しているときは、エンジン１０により駆動され、発電機能により発電する。この発電された電力が電装負荷４０の電気負荷を超えるときは、この発電された電力により電源部４５の鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１が充電される。また、車両１が走行中にブレーキペダル（図示省略）が操作されて減速を開始すると、車輪からＩＳＧ３０にトルクが伝えられ、ＩＳＧ３０は、発電機能により発電する。この発電された電力により電源部４５の鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１が充電される。これによって、エネルギーの回生が行われる。車両１が停止すると、ＥＣＵ７０のアイドルストップ制御によって、エンジン１０が自動停止する。車両１の発進時には、ＩＳＧ３０の電動機能により、車両１が駆動され、かつ、エンジン１０が始動される。
【０１９７】
電圧調整部３１は、ＩＳＧ３０の出力電圧を調整する。ＩＳＧ３０の発電機能による出力電圧は、調整されないままでは、エンジン１０の回転数、負荷電流の電流値、フィールド電流によって変化する。電圧調整部３１は、例えばフィールド電流を増減させて、ＩＳＧ３０の出力電圧を一定値に調整する。電圧調整部３１は、例えばパワートランジスタ及び電圧検出回路が集積回路化された半導体回路を含む。この第４実施形態では、電圧調整部３１は、ＩＳＧ３０の出力電圧を、例えば、ＤＣ１４．５Ｖ（充電電圧値の一例）に調整する。
【０１９８】
スイッチ素子３５は、ＩＳＧ３０と電源部４５との間に設けられている。スイッチ素子３５は、エンジン１０が停止しているときは、オンにされている。スイッチ素子３５は、鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１の充電を停止するときに、オフにされる。スイッチ素子３５のオンオフは、バッテリ制御部２８０により制御される。スイッチ素子３５は、機械的リレーでもよい。代替的に、スイッチ素子３５は、パワーＭＯＳＦＥＴ、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタなどの半導体スイッチでもよい。電装負荷４０は、例えば空気調和機及び室内灯等、車両１に装備された電装品等の負荷を含む。
【０１９９】
ＥＣＵ７０は、例えば、所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、所定の制御プログラムが保存されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、データを一時的に保存するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、これらの周辺回路等を備える。ＥＣＵ７０は、バッテリ制御部２８０と互いに通信可能に構成されている。
【０２００】
ＥＣＵ７０は、エンジン１０、スタータモータ２０、ＩＳＧ３０、電圧調整部３１、電装負荷４０を含む車両１の全体の動作を制御する。
【０２０１】
バッテリ制御部２８０は、例えば、所定の演算処理を実行するＣＰＵ、所定の制御プログラムが保存されたＲＯＭ、データを一時的に保存するＲＡＭ、これらの周辺回路等を備える。バッテリ制御部２８０は、例えばフラッシュメモリで構成された記憶部２８１を備える。バッテリ制御部２８０は、ＲＯＭに保存された制御プログラムを実行することにより、第１ＳＯＣ演算部２８２、第２ＳＯＣ演算部２８３、スイッチ制御部２８５として機能する。
【０２０２】
記憶部２８１は、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣの上限値として予め定められたＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２（第１ＳＯＣ上限値の一例）を予め記憶する。この第４実施形態では例えば、Ｓｎｉ２＝８０％である。なお、ＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２は、８０％に限られず、例えば７５％でもよい。上述のように、ＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２が高過ぎると、ニッケル水素蓄電池６１がエンジン１０の回生エネルギーを蓄えることができなくなる。そこで、ＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２は、エンジン１０の回生エネルギーを蓄えることができる程度のＳＯＣ値であればよい。
【０２０３】
記憶部２８１は、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣの下限値として予め定められたＳＯＣ下限値Ｓｎｉ３（第１ＳＯＣ下限値の一例）を予め記憶する。この第４実施形態では例えば、Ｓｎｉ３＝２０％である。なお、ＳＯＣ下限値Ｓｎｉ３は、２０％に限られず、例えば２５％でもよい。上述のように、ＳＯＣ下限値Ｓｎｉ３が低過ぎると、エンジン１０の始動時又はアイドルストップ制御で停止中のエンジン１０の再始動時に必要な大電流の供給に支障を来す。そこで、ＳＯＣ下限値Ｓｎｉ３は、エンジン１０の始動時又は再始動時に大電流を供給できる程度のＳＯＣ値であればよい。
【０２０４】
記憶部２８１は、ＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２を超える値に予め定められたＳＯＣ保護閾値Ｓｎｉ４を予め記憶する。この第４実施形態では例えば、Ｓｎｉ４＝９０％である。なお、ＳＯＣ保護閾値Ｓｎｉ４は、９０％に限られず、例えば８５％でもよい。ＳＯＣ保護閾値Ｓｎｉ４は、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が過大にならないように、定められていればよい。
【０２０５】
記憶部２８１は、鉛蓄電池５０のＳＯＣの上限値として１００％以上に予め定められたＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２（第２ＳＯＣ上限値の一例）を予め記憶する。この第４実施形態では例えば、Ｓｐｂ２＝１００％である。
【０２０６】
記憶部２８１は、鉛蓄電池５０のＳＯＣの下限値として予め定められたＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３（第２ＳＯＣ下限値の一例）を予め記憶する。この第４実施形態では例えば、Ｓｐｂ３＝８０％である。なお、ＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３は、８０％に限られず、例えば７５％でもよい。鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が過度に低くなると、鉛蓄電池５０の劣化が早くなる。そこで、ＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３は、鉛蓄電池５０の劣化が早くならないように、定められていればよい。
【０２０７】
バッテリ制御部２８０は、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣが、ＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２とＳＯＣ下限値Ｓｎｉ３との範囲内に維持されるように、ニッケル水素蓄電池６１の充電及び放電を制御する。バッテリ制御部２８０は、鉛蓄電池５０のＳＯＣが、ＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３以上に維持されるように、鉛蓄電池５０の充電及び放電を制御する。
【０２０８】
第１ＳＯＣ演算部２８２は、電流センサ５１により検出された電流値を用いて、鉛蓄電池５０の充電電気量及び放電電気量を算出する。第１ＳＯＣ演算部２８２は、算出した鉛蓄電池５０の充電電気量及び放電電気量を用いて、鉛蓄電池５０のＳＯＣを算出する。第１ＳＯＣ演算部２８２は、ＳＯＣの算出を、例えば１００ｍｓｅｃごとに行う。第１ＳＯＣ演算部２８２及び電流センサ５１は、鉛蓄電池ＳＯＣ取得部の一例に相当する。
【０２０９】
第２ＳＯＣ演算部２８３は、電流センサ６３により検出された電流値を用いて、ニッケル水素蓄電池６１の充電電気量及び放電電気量を算出する。第２ＳＯＣ演算部２８３は、算出したニッケル水素蓄電池６１の充電電気量及び放電電気量を用いて、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣを算出する。第２ＳＯＣ演算部２８３は、ＳＯＣの算出を、例えば１００ｍｓｅｃごとに行う。第２ＳＯＣ演算部２８３及び電流センサ６３は、二次電池ＳＯＣ取得部の一例に相当する。
【０２１０】
スイッチ制御部２８５は、スイッチ素子３５のオンオフを制御する。スイッチ制御部２８５は、エンジン１０が停止しているときは、スイッチ素子３５をオンにする。スイッチ制御部２８５は、充電中に、第２ＳＯＣ演算部２８３により算出されたニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣがＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２以上に増大すると、スイッチ素子３５をオフにして、充電を停止する。
【０２１１】
スイッチ制御部２８５は、充電中に、第１ＳＯＣ演算部２８２により算出された鉛蓄電池５０のＳＯＣがＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２以上に増大すると、スイッチ素子３５をオフにして、充電を停止する。
【０２１２】
スイッチ制御部２８５は、第２ＳＯＣ演算部２８３により算出されたニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣがＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２未満の間は、スイッチ素子３５をオンにする。スイッチ制御部２８５は、充電中に、第２ＳＯＣ演算部２８３により算出されたニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣがＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２以上に増大すると、スイッチ素子３５をオンオフさせて、定電圧充電からパルス充電に切り替える。
【０２１３】
図１６は、第４実施形態の充電動作を概略的に示すフローチャートである。図１７は、図１６の充電動作によって増加する鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣの一例を概略的に示す図である。図１８は、スイッチ素子３５の動作を概略的に示すタイミングチャートである。
【０２１４】
図１７の縦軸は鉛蓄電池５０のＳＯＣを表し、横軸はニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣを表す。図１７において、充電期間Ｔｃｈ１は、定電圧充電が行われる期間を表し、充電期間Ｔｃｈ２は、パルス充電が行われる期間を表す。なお、充電期間Ｔｃｈ３は、後述される第５実施形態でパルス充電が行われる期間を表す。また、通常状態では（つまり図１６の動作が開始されるときには）、スイッチ素子３５はオンにされている。
【０２１５】
図１６のＳ２０１において、まず、スイッチ制御部２８５は、第１ＳＯＣ演算部２８２から、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値を取得する。スイッチ制御部２８５は、取得した鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が、ＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３未満であるか否かを判定する。鉛蓄電池５０のＳＯＣ値がＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３未満であれば（Ｓ２０１でＹＥＳ）、Ｓ２０２（所定電圧充電ステップの一例）において、スイッチ制御部２８５は、スイッチ素子３５をオンのままとする。これによって定電圧充電が行われる。
【０２１６】
図２４を用いて説明されたように、電圧が１４．５Ｖでは、充電開始当初の初期期間Ｔ０を除くと、ニッケル水素蓄電池６１の充電電流の方が、鉛蓄電池５０の充電電流より大きい。したがって、図１７に示されるように、充電期間Ｔｃｈ１では、鉛蓄電池５０のＳＯＣよりも、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣの方が、早く増加する。
【０２１７】
Ｓ２０３（二次電池ＳＯＣ取得ステップの一例）において、スイッチ制御部２８５は、第２ＳＯＣ演算部２８３から、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値を取得する。スイッチ制御部２８５は、取得したニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が、ＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２以上であるか否かを判定する。ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が、ＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２未満であれば（Ｓ２０３でＮＯ）、処理はＳ２０２に戻り、定電圧充電が継続される。
【０２１８】
Ｓ２０３において、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が、ＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２以上であれば（Ｓ２０３でＹＥＳ）、スイッチ制御部２８５は、Ｓ２０４（パルス充電ステップの一例）において、スイッチ素子３５を制御して、スイッチ素子３５のオン期間Ｔｏｎとオフ期間Ｔｏｆｆとを（この第４実施形態では例えばＴｏｎ＝Ｔｏｆｆ＝５秒）交互に繰り返す。これによって、電源部４５の鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１は、電圧が１４．５Ｖでパルス充電される。
【０２１９】
図２４を用いて説明されたように、電圧が１４．５Ｖの定電圧充電では、充電開始当初の初期期間Ｔ０は、ニッケル水素蓄電池６１の充電電流より、鉛蓄電池５０の充電電流の方が大きい。一方、Ｓ４では、図１８に示されるように、オン期間Ｔｏｎ及びオフ期間Ｔｏｆｆが交互に繰り返されてスイッチ素子３５がオンオフされる。
【０２２０】
スイッチ素子３５のオフ期間Ｔｏｆｆでは、電圧が０になる。鉛蓄電池５０でも、ニッケル水素蓄電池６１でも、電極近傍の状態は、電圧の印加が停止されると、５秒程度で初期状態に戻る。このため、スイッチ素子３５のオン期間Ｔｏｎごとに、図２４の充電開始当初の初期期間Ｔ０と同じ状態になる。したがって、スイッチ素子３５のオン期間Ｔｏｎでは、鉛蓄電池５０の充電電流Ｉｐｂの方が、ニッケル水素蓄電池６１の充電電流Ｉｎｉより大きい。このため、図１７に示されるように、充電期間Ｔｃｈ２では、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣは殆ど増加せず、主に、鉛蓄電池５０のＳＯＣが増加する。
【０２２１】
図１６に戻って、Ｓ２０５において、スイッチ制御部２８５は、第２ＳＯＣ演算部２８３から、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値を取得する。スイッチ制御部２８５は、取得したニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が、ＳＯＣ下限値Ｓｎｉ３未満であるか否かを判定する。ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が、ＳＯＣ下限値Ｓｎｉ３以上であれば（Ｓ２０５でＮＯ）、Ｓ２０６において、スイッチ制御部２８５は、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が、ＳＯＣ保護閾値Ｓｎｉ４以上であるか否かを判定する。
【０２２２】
ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が、ＳＯＣ保護閾値Ｓｎｉ４未満であれば（Ｓ２０６でＮＯ）、Ｓ２０７において、スイッチ制御部２８５は、第１ＳＯＣ演算部２８２から、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値を取得する。スイッチ制御部２８５は、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が、ＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２以上であるか否かを判定する。鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が、ＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２未満であれば（Ｓ２０７でＮＯ）、処理はＳ２０４に戻り、パルス充電が継続される。
【０２２３】
Ｓ２０５において、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が、ＳＯＣ下限値Ｓｎｉ３未満であれば（Ｓ２０５でＹＥＳ）、処理はＳ２０２に戻る。これによって、スイッチ制御部２８５は、スイッチ素子３５をオンにして、パルス充電から定電圧充電に切り替える。その結果、ＳＯＣ下限値Ｓｎｉ３未満に低下したニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が増大する。
【０２２４】
Ｓ２０６において、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が、ＳＯＣ保護閾値Ｓｎｉ４以上であれば（Ｓ２０６でＹＥＳ）、Ｓ２０８において、スイッチ制御部２８５は、スイッチ素子３５をオフにして、パルス充電を停止する。
【０２２５】
Ｓ２０７において、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値がＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２（この第４実施形態では例えばＳｐｂ２＝１００％）になると（Ｓ２０７でＹＥＳ）、処理はＳ２０８に進む。
【０２２６】
Ｓ２０１において、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値がＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３以上であれば（Ｓ２０１でＮＯ）、Ｓ２０９において、スイッチ制御部２８５は、第２ＳＯＣ演算部２８３から、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値を取得する。スイッチ制御部２８５は、取得したニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が、ＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２未満であるか否かを判定する。ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値がＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２以上であれば（Ｓ２０９でＮＯ）、処理はＳ２０８に進む。
【０２２７】
Ｓ２０９において、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値がＳＯＣ上限値Ｓｎｉ２未満であれば（Ｓ２０９でＹＥＳ）、処理はＳ２０２に進む。
【０２２８】
図１６のＳ２０６，Ｓ２０７に示されるように、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値がＳＯＣ保護閾値Ｓｎｉ４以上又は鉛蓄電池５０のＳＯＣ値がＳＯＣ上限値以上に増加すると、スイッチ素子３５がオフにされて、パルス充電が停止される。図１７の例では、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値がＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２以上に達することにより、パルス充電が停止されている。
【０２２９】
以上のように、第４実施形態では、図１７に示されるように、充電期間Ｔｃｈ１において、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣ値が８０％になるまで定電圧充電され、充電期間Ｔｃｈ２において、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が１００％になるまでパルス充電されている。これによって、第４実施形態によれば、鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１の両方が充電不足にならないようにすることができる。
【０２３０】
（第５実施形態）
図１９、図２０は、第５実施形態の充電動作を概略的に示すフローチャートである。第５実施形態の構成は、図１５に示される第４実施形態と同じである。以下、第４実施形態との相違点を中心に第５実施形態が説明される。
【０２３１】
記憶部２８１は、第５実施形態では、ＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２として、１００％と、１００％を超える値（この第５実施形態では例えば１０５％）との２つの値を予め記憶する。
【０２３２】
スイッチ制御部２８５は、第１ＳＯＣ演算部２８２により算出された鉛蓄電池５０のＳＯＣがＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３未満に低下した回数をカウントする。カウント値がＮ（この第５実施形態では例えばＮ＝５）回ごとに、スイッチ制御部２８５は、ＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２として、１００％を超える値（この第５実施形態では例えば１０５％）を用いる。カウント値が１〜（Ｎ−１）回のとき、すなわちＮ回未満のときは、スイッチ制御部２８５は、ＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２として、１００％を用いる。なお、１００％を超える値は、１０５％に限られず、例えば１１０％でもよく、鉛蓄電池５０の特性に応じて適切な値に設定すればよい。
【０２３３】
図１９において、Ｓ２０１は、第４実施形態の図１６のＳ２０１と同じである。鉛蓄電池５０のＳＯＣ値がＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３未満であれば（Ｓ２０１でＹＥＳ）、Ｓ２１１において、スイッチ制御部２８５は、カウント値Ｃｔを１増加させる。
【０２３４】
Ｓ２１２において、スイッチ制御部２８５は、カウント値ＣｔがＮ（この第５実施形態ではＮ＝５）未満であるか否かを判定する。カウント値ＣｔがＮ未満であれば（Ｓ２１２でＹＥＳ）、Ｓ２１３において、スイッチ制御部２８５は、ＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２を１００％に設定する。続いて、処理はＳ２０２に進む。
【０２３５】
一方、Ｓ２１２において、カウント値ＣｔがＮ以上であれば（Ｓ２１２でＮＯ）、Ｓ１４において、スイッチ制御部２８５は、カウント値Ｃｔを０にリセットする。Ｓ２１５において、スイッチ制御部２８５は、ＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２を１０５％に設定する。続いて、処理はＳ２０２に進む。Ｓ２０２〜Ｓ２０９は、第４実施形態の図１６のＳ２０２〜Ｓ２０９と同じである。
【０２３６】
このように、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が、Ｎ回、ＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３未満に低下する度に、ＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２は、１０５％に設定される。したがって、図２０のＳ５でＮＯ、Ｓ６でＮＯであれば、Ｓ７でＹＥＳとなるまでパルス充電が継続されるので、図１７に示されるように、パルス充電の充電期間Ｔｃｈ３によって、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が１０５％になるまで充電される。
【０２３７】
この第５実施形態によれば、図１７の充電期間Ｔｃｈ３に示されるように、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値が１００％を超える過充電を行っている。これによって、充電不足の鉛蓄電池５０に生じるサルフェーションが過度に進むのを抑制することができる。過充電は、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値がＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３未満に低下する度に毎回行われるのではなくて、鉛蓄電池５０のＳＯＣ値がＳＯＣ下限値Ｓｐｂ３未満に低下するのがＮ（この第５実施形態では例えばＮ＝５）回ごとに行われる。このため、過充電により、鉛蓄電池５０が過度に劣化することはない。
【０２３８】
（第６実施形態）
図２１は、第６実施形態のバッテリ制御部２８０及びＥＣＵ７０を含む車両１の構成を概略的に示すブロック図である。以下、第４実施形態との相違点を中心に第６実施形態が説明される。
【０２３９】
第６実施形態では、電圧調整部３１は、ＩＳＧ３０の出力電圧を、例えば、ＤＣ１５．０Ｖと、ＤＣ１３．７Ｖとの２段階に調整する。
【０２４０】
第６実施形態では、バッテリ制御部２８０は、電圧制御部２８４をさらに備える。電圧制御部２８４は、ＥＣＵ７０に制御信号ＳＧを出力して、鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１の充電中における充電電圧を制御する。ＥＣＵ７０は、バッテリ制御部２８０から出力される制御信号ＳＧを受け取って、電圧調整部３１を制御する。
【０２４１】
図２２は、図１５の電源部４５を１３．７Ｖで定電圧充電したときの充電電流を概略的に示すタイミングチャートである。
【０２４２】
図２２では、上記図２４と異なり、鉛蓄電池５０の充電電流Ｉｐｂをニッケル水素蓄電池６１の充電電流Ｉｎｉが上回ることがない。この原因は、以下のように推量される。溶解析出型の鉛蓄電池５０では、電圧が１３．７Ｖでも、速度は遅いものの、充電の化学反応は進行する。しかしながら、ニッケル水素蓄電池６１では、１３．７Ｖでは電圧が低すぎるため、水素吸蔵合金が水素を容易に吸蔵できる状態にならないことから、充電の化学反応が殆ど進行しない。したがって、図１５の電源部４５を１３．７Ｖで定電圧充電すると、鉛蓄電池５０の充電電流Ｉｐｂは、ニッケル水素蓄電池６１の充電電流Ｉｎｉより大きくなる。
【０２４３】
図２２と上記図２４とを比較すると分かるように、全体の充電電流Ｉｔは、図２２では上記図２４の半分程度になる。このため、鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１の充電に時間を要することになる。しかしながら、ＩＳＧ３０の出力電圧が１３．７Ｖに調整されると、ニッケル水素蓄電池６１に比べて、鉛蓄電池５０の充電を早く進行させることができる。
【０２４４】
上記第４実施形態では図１６のＳ２０４において、上記第５実施形態では図２０のＳ２０４において、バッテリ制御部２８０のスイッチ制御部２８５は、スイッチ素子３５をオンオフさせてパルス充電を行っている。代替的に、第６実施形態では、電圧制御部２８４は、図２３に示されるように、ＩＳＧ３０の出力電圧をパルス状に切り替える。
【０２４５】
図２３は、ＩＳＧ３０の出力電圧を概略的に示すタイミングチャートである。図２３に示される動作では、電圧制御部２８４は、出力電圧１５．０Ｖの第１期間Ｔ１と出力電圧１３．７Ｖの第２期間Ｔ２とを交互に繰り返すことを要求する制御信号ＳＧをＥＣＵ７０に出力する。ＥＣＵ７０は、この制御信号ＳＧを受け取ると、電圧調整部３１を制御して、図２３に示されるように、ＩＳＧ３０の出力電圧を制御する。
【０２４６】
第２期間Ｔ２は、例えば５秒である。充電電圧が１３．７Ｖの第２期間Ｔ２では、図２２を用いて説明されたように、鉛蓄電池５０の充電電流Ｉｐｂの方が、ニッケル水素蓄電池６１の充電電流Ｉｎｉより大きい。したがって、第２期間Ｔ２では、図１７の充電期間Ｔｃｈ２と同様に、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣより、鉛蓄電池５０のＳＯＣの方が早く増加する。第２期間Ｔ２は、５秒に限られず、例えば１０秒でもよい。
【０２４７】
第１期間Ｔ１は、例えば４秒である。上記第４実施形態（図１８）のオフ期間Ｔｏｆｆと異なり、第２期間Ｔ２では、充電電圧が０ではなくて１３．７Ｖになっている。したがって、鉛蓄電池５０の充電電流Ｉｐｂの方が、ニッケル水素蓄電池６１の充電電流Ｉｎｉより大きい期間は、図２４に示される初期期間Ｔ０より短いと考えられる。そこで、図２３の動作では、第１期間Ｔ１を例えば４秒として、５秒程度の初期期間Ｔ０より短い値としている。
【０２４８】
したがって、第１期間Ｔ１でも、鉛蓄電池５０の充電電流Ｉｐｂの方が、ニッケル水素蓄電池６１の充電電流Ｉｎｉより大きい。このため、第１期間Ｔ１でも、ニッケル水素蓄電池６１のＳＯＣより、鉛蓄電池５０のＳＯＣの方が早く増加する。その結果、図２３の動作でも、上記第４、第５実施形態と同様に、鉛蓄電池５０のＳＯＣをＳＯＣ上限値Ｓｐｂ２（第４実施形態ではＳｐｂ２＝１００％、第５実施形態ではＳｐｂ２＝１０５％）まで充電することができる。
【０２４９】
図２３の充電では、第２期間Ｔ２でも１３．７Ｖで充電が継続され、図１８のように充電のオンオフが交互に繰り返されるのではない。このため、図２３の充電は、厳密に言うとパルス充電ではない。しかし、本明細書では、図２３のような充電も、パルス充電に含まれるものとする。
【０２５０】
（第４〜第６実施形態の変形形態）
本発明は上記第４〜第６実施形態に限られない。以下、本発明の第４〜第６実施形態の変形形態が説明される。
【０２５１】
（１）上記第６実施形態では、第２期間Ｔ２におけるＩＳＧ３０の出力電圧が１３．７Ｖに調整されている。しかし、１３．７Ｖに限られない。ＩＳＧ３０の出力電圧は、ニッケル水素蓄電池６１の負極の水素吸蔵合金が水素を容易に吸蔵できる状態にならない電圧であって、鉛蓄電池５０の充電が進む電圧に調整されればよい。例えば、ニッケル水素蓄電池６１の１セル当り１．３８〜１．３９Ｖを上限とすればよい。言い換えると、この第４実施形態では、ニッケル水素蓄電池６１は、直列接続された１０セルのニッケル水素蓄電池を含むため、ＩＳＧ３０の出力電圧を１３．８〜１３．９Ｖを上限とすればよい。
【０２５２】
（２）上記第４実施形態では、ＩＳＧ３０の出力電圧が１４．５Ｖに調整されている。また、上記第６実施形態では、第１期間Ｔ１におけるＩＳＧ３０の出力電圧が１５．０Ｖに調整されている。しかし、これらの電圧値に限られない。ＩＳＧ３０の出力電圧は、ＩＳＧ３０が出力可能であって、鉛蓄電池５０及びニッケル水素蓄電池６１が破損又は故障しないような高電圧としてもよい。
【０２５３】
（３）上記第４〜第６実施形態では、車両１は、ＥＣＵ７０とは別に、バッテリ制御部２８０を備えている。代替的に、ＥＣＵ７０が、バッテリ制御部２８０の各機能ブロックを備えるように構成して、バッテリ制御部２８０をなくしてもよい。
【０２５４】
（４）上記第４〜第６実施形態では、鉛蓄電池５０と並列に、ニッケル水素蓄電池６１が接続されている。代替的に、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル亜鉛蓄電池等の、他の二次電池が、鉛蓄電池５０と並列に接続されていてもよい。
【０２５５】
（５）上記第４〜第６実施形態では、車両１は、ＩＳＧ３０を備える。代替的に、ＩＳＧ３０に代えて、通常のオルタネータを備えるようにしてもよい。この場合には、電圧調整部３１は、オルタネータの出力電圧を調整する。
【産業上の利用可能性】
【０２５６】
本開示に係る鉛蓄電池の劣化判定装置及び鉛蓄電池の劣化判定方法は、鉛蓄電池の劣化を好適に判定することができる装置及び方法として有用である。また、本開示に係る充電制御装置及び充電制御方法は、互いに並列接続された鉛蓄電池及び二次電池を好適に充電できる装置及び方法として有用である。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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