(57)【要約】【課題】本発明は、複数のバッテリの中から最適なバッテリを充電対象のバッテリとして選択でき、バッテリ全体の充電効率を最大化することができる車両用電源システムの提供を目的とする。【解決手段】本発明は、複数のバッテリ１２，１４と、複数のバッテリ１２，１４の充電に用いる電気エネルギを発生する発電機２０とを備える車両用電源システム１０であって、各バッテリ１２，１４に流れる電流の検出値に基づいて、各バッテリ１２，１４の充電受け入れ性をそれぞれに算出する算出手段２４と、前記算出された各充電受け入れ性に基づいて、複数のバッテリ１２，１４の中から優先的に充電すべきバッテリを選択すると共に、該選択したバッテリを優先的に充電する選択充電手段２４とを備えることを特徴とする。【選択図】        図２
2004222473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリと、前記複数のバッテリの充電に用いる電気エネルギを発生する発電機とを備える車両用電源システムであって、
前記各バッテリに流れる電流の検出値に基づいて、前記各バッテリの充電受け入れ性をそれぞれに算出する算出手段と、
前記算出された各充電受け入れ性に基づいて、前記複数のバッテリの中から優先的に充電すべきバッテリを選択すると共に、該選択したバッテリを優先的に充電する選択充電手段とを備えることを特徴とする、車両用電源システム。
【請求項２】
前記複数のバッテリは、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して相互接続された異なる定格電圧の２つのバッテリであり、
前記算出手段は、前記選択充電手段による充電実行直前の所定時間に亘って前記検出値を時間積分することにより、前記２つのバッテリの各充電受け入れ性を算出し、
前記選択充電手段は、前記選択したバッテリ側のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御することにより、前記選択されたバッテリを優先的に充電する、請求項１記載の車両用電源システム。
【請求項３】
前記算出手段は、各バッテリの両端間の電位差を同一にした場合の各充電受け入れ性を算出する、請求項１又は２記載の車両用電源システム。
【請求項４】
複数のバッテリと、前記複数のバッテリの充電に用いる電気エネルギを発生する発電機とを備える車両用電源システムにおける充電方法であって、
前記各バッテリに充電電流を所定時間だけ流す第１ステップと、
前記各バッテリに流れる電流の検出値を前記所定時間に亘り時間積分することにより、前記複数のバッテリの各充電受け入れ性をそれぞれに算出する第２ステップと、
前記算出された各充電受け入れ性に基づいて、前記複数のバッテリの中から優先的に充電すべきバッテリを選択すると共に、前記選択したバッテリを優先的に充電する第４ステップとを含むことを特徴とする、充電方法。
【請求項５】
前記第１ステップ及びそれに後続する前記第２ステップは、前記第３ステップの実行直前に実行される、請求項４記載の充電方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のバッテリを備える車両用電源システムに係り、より詳細には、複数のバッテリの中から最適なバッテリを充電対象のバッテリとして選択する車両用電源システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、鉛バッテリとリチウムイオンバッテリとを備える車両用電源システムが知られている（例えば、特許文献１）。この車両用電源システムは、車両減速時に生ずるエネルギを利用して、鉛バッテリの充電を行うと共に、より回生能力の高いリチウムイオンバッテリの充電を行っている。また、かかる充電を実行する際、各バッテリの充電状態（ＳＯＣ）の推定結果に基づいて、充電対象のバッテリを選択することや各バッテリへの充電量を制御することが知られている（例えば、特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３１３０８２号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平１１−３１８００２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＳＯＣを高精度に推定することは、バッテリの分極現象に起因した電流−電圧特性の変化や充電分極状態における水素過電圧の影響のような種々の要因により、必ずしも容易でない。従って、上記従来技術の如く各バッテリの充電状態（ＳＯＣ）に基づいて充電対象のバッテリの選択等を行うことは、必ずしも最適・最大効率の充電を保証するものではなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、複数のバッテリの中から最適なバッテリを充電対象のバッテリとして選択でき、バッテリ全体の充電効率を最大化することができる車両用電源システム及び当該車両用電源システムにおける充電方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１に記載する如く、複数のバッテリと、前記複数のバッテリの充電に用いる電気エネルギを発生する発電機とを備える車両用電源システムであって、
前記各バッテリに流れる電流の検出値に基づいて、前記各バッテリの充電受け入れ性をそれぞれに算出する算出手段と、
前記算出された各充電受け入れ性に基づいて、前記複数のバッテリの中から優先的に充電すべきバッテリを選択すると共に、該選択したバッテリを優先的に充電する選択充電手段とを備えることを特徴とする、車両用電源システムによって達成される。
【０００８】
本発明において、発電機が発生する電気エネルギは、複数のバッテリの充電に用いられる。各バッテリの充電受け入れ性は、各バッテリに流れる電流の検出値に基づいて算出される。充電受け入れ性は、例えば本充電実行前の所定時間に亘る電流検出値の時間積分値であってよく、若しくは、本充電実行前の所定時間における電流検出値の平均値であってもよく、又は、これらの値と一対一で対応する如何なる値であってよい。各バッテリの充電受け入れ性は、優先的に充電すべきバッテリを選択する際（本充電の実行の際）に考慮される。例えば、充電受け入れ性がより良好なバッテリが、他のバッテリに優先して充電されてよく、若しくは、最も充電受け入れ性の良いバッテリのみが充電されてもよい。従って、本発明によれば、発電機の電気エネルギを効率的にバッテリの充電に用いることが可能となり、燃費が向上する。また、本発明によれば、充電受け入れ性が実際にバッテリに流した電流に基づいて算出されているので、充電受け入れ性をＳＯＣの推定結果等に基づいて判断する場合に比して、充電受け入れ性を高精度に評価することができる。この結果、優先的に充電すべきバッテリの的確な選択が実現され、バッテリ全体の充電効率を最大化することが可能となる。
【０００９】
また、上記目的は、請求項２に記載する如く、請求項１に記載の車両用電源システムにおいて、前記複数のバッテリは、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して相互接続された異なる定格電圧の２つのバッテリであり、前記算出手段は、前記選択充電手段による充電実行直前の所定時間に亘って前記検出値を時間積分することにより、前記２つのバッテリの各充電受け入れ性を算出し、前記選択充電手段は、前記選択したバッテリ側のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を制御することにより、前記選択されたバッテリを優先的に充電する、車両用電源システムによっても達成される。
【００１０】
本発明において、例えば鉛バッテリとリチウムイオンバッテリのような定格電圧の異なる２つのバッテリが、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して相互接続されている。充電受け入れ性は、充電実行直前の電流検出値を所定時間に亘って時間積分することで算出される。尚、この際の各バッテリに所定時間だけ充電電流を流す処理は、本充電の実行直前に各バッテリの充電受け入れ性を判断するための予備的な充電処理である。従って、本発明によれば、充電実行前の各バッテリの充電受け入れ性を実際に確認した上で、各バッテリの充電受け入れ性に応じた充電（本充電）を実行することができるため、常にバッテリ全体の充電効率を最大化することが可能となる。
【００１１】
また、請求項３に記載する如く、前記算出手段は、好ましくは、各バッテリの両端間の電位差を同一にした場合の各充電受け入れ性を算出する。この場合、同一条件の下で各バッテリの充電受け入れ性を評価することができるため、各バッテリの充電受け入れ性をより精度良く比較することが可能となる。尚、各バッテリの両端間の電位差を同一にした場合の各充電受け入れ性は、各バッテリの両端間の電位差を同一に設定した際の電流検出値から直接的に算出されてもよく、若しくは、異なる電位差に設定した際に算出した充電受け入れ性から換算されてもよい。
【００１２】
また、上記目的は、請求項４に記載する如く、複数のバッテリと、前記複数のバッテリの充電に用いる電気エネルギを発生する発電機とを備える車両用電源システムにおける充電方法であって、
前記各バッテリに充電電流を所定時間だけ流す第１ステップと、
前記各バッテリに流れる電流の検出値を前記所定時間に亘り時間積分することにより、前記複数のバッテリの各充電受け入れ性をそれぞれに算出する第２ステップと、
前記算出された各充電受け入れ性に基づいて、前記複数のバッテリの中から優先的に充電すべきバッテリを選択すると共に、前記選択したバッテリを優先的に充電する第４ステップとを含むことを特徴とする、充電方法によっても達成される。
【００１３】
本発明において、発電機が発生する電気エネルギは、複数のバッテリの充電に用いられる。第１ステップでは、各バッテリの充電受け入れ性を評価するため、各バッテリに充電電流が所定時間だけ流される。この第１ステップは、本充電の実行直前に各バッテリの充電受け入れ性を判断するための予備的な充電処理である。第２ステップでは、各バッテリの充電受け入れ性が、各バッテリの電流検出値を前記所定時間に亘り時間積分することで算出される。第３ステップでは、算出された各バッテリの充電受け入れ性に応じて、優先的に充電すべきバッテリが選択され、当該バッテリが優先的に充電される（本充電）。従って、本発明によれば、発電機の電気エネルギを効率的にバッテリの充電に用いることができ、燃費の向上が図られる。また、本発明によれば、実際にバッテリに電流を流すことによってバッテリの充電受け入れ性が評価されているので、充電受け入れ性がＳＯＣの推定結果等に基づいて評価される場合に比して、充電受け入れ性を高精度に評価することができる。これにより、優先的に充電すべきバッテリの的確な選択が実現され、バッテリ全体の充電効率を最大化することが可能となる。
【００１４】
また、請求項５に記載する如く、前記第１ステップ及びそれに後続する前記第２ステップが、前記第３ステップの実行直前に実行される場合には、充電実行前の充電受け入れ性を評価することができると共に、充電受け入れ性の評価後に速やかに評価結果に基づく充電を実行できるため、発電機の電気エネルギを最適なバッテリの充電に効率的に用いることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施例である車両用電源システム１０のシステム構成図を示す。図１に示す如く、車両用電源システム１０は、２つのバッテリ１２，１４を備えている。本実施例では、バッテリ１２は、１２Ｖ程度の電圧を有する鉛バッテリであり、一方、バッテリ１４は、１４．４Ｖ程度の電圧を有するリチウムイオンバッテリである。尚、鉛バッテリ１２は、リチウムイオンバッテリ１４に比して、単位体積当たりに取り出せる出力（出力密度；単位はＷ／ｌ）が高い一方、単位体積当たりに取り出せるエネルギ（エネルギ密度；単位はＷｈ／ｌ）が低いバッテリである。
【００１７】
鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４には、切換スイッチ１６を介してスタータ１８が接続されている。スタータ１８は、車両の動力源として機能するエンジンに取り付けられている。スタータ１８は、切換スイッチ１６を介して接続する鉛バッテリ１２又はリチウムイオンバッテリ１４から供給される電力を用いて、エンジンを停止状態から始動させる始動装置として機能する。具体的には、スタータ１８は、通常的なエンジン始動時には鉛バッテリ１２を電力源として動作し、アイドルストップ終了後のエンジン再始動時にはリチウムイオンバッテリ１４を電力源として動作する。
【００１８】
車両用電源システム１０は、また、エンジンの回転により発電する直流発電機（オルタネータ）２０を備えている。直流発電機２０には、マイクロコンピュータにより構成された電子制御ユニット４９（以下、「ＥＦＩ・ＥＣＵ４９」という）が接続されている。ＥＦＩ・ＥＣＵ４９は、燃費の効率化を図るべく、鉛バッテリ１２の充放電状態や車両の走行状態に応じて直流発電機２０の発電電圧を制御する。具体的には、車両の定常走行時やエンジンのアイドル運転時には、直流発電機２０の発電電圧は、例えば１２．５Ｖ〜１３．５Ｖの範囲内で、鉛バッテリ１２の放電が生じないような値に調整される。また、車両減速時（回生ブレーキ作動時）には、直流発電機２０の発電電圧は、定常走行時やアイドル運転時に比して大きな値に調整される（例えば、１４．５Ｖ）。また、車両加速時には、アイドルストップ中（即ち、エンジン停止中）と同様、直流発電機２０の発電電圧はゼロになる（即ち、発電が行われない）。
【００１９】
直流発電機２０には、負荷２６及び鉛バッテリ１２が接続されると共に、リチウムイオンバッテリ１４がＤＣ／ＤＣコンバータ２２を介して接続されている。直流発電機２０が発生する電気エネルギは、後述する如く、鉛バッテリ１２及び／又はリチウムイオンバッテリ１４の充電に用いられる。
【００２０】
負荷２６には、直流発電機２０及び鉛バッテリ１２が接続されると共に、リチウムイオンバッテリ１４がＤＣ／ＤＣコンバータ２２を介して接続されている。負荷２６には、各種補機、及び、アクセルやブレーキ等のいわゆるバイワイヤシステムが含まれる。尚、補機には、ヘッドランプ、フォグランプ、コーナリングシグナルランプ、コーナーランプ等のランプ類、エアコン等の空調装置、オーディオ、カーナビゲーション、ＡＢＳシステム、オイルポンプ、メータ類、デフォガ、ワイパ、パワーウィンド等が含まれる。各補機および各バイワイヤシステムは、エンジン作動時には主に直流発電機２０から電力供給され、一方、アイドルストップ中のようなエンジン停止時には主にリチウムイオンバッテリ１４から電力供給される。
【００２１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータであり、内蔵するパワートランジスタのスイッチング動作に従って、鉛バッテリ１２側の電圧を昇圧してリチウムイオンバッテリ１４側へ供給し、或いは、リチウムイオンバッテリ１４側の電圧を降圧して鉛バッテリ１２側へ供給する。
【００２２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２には、マイクロコンピュータにより構成された電子制御ユニット２４（以下、「ＥＣＵ２４」と称す）が接続されている。ＥＣＵ２４がＤＣ／ＤＣコンバータ２２に対して行う制御内容には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の方向指示、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の鉛バッテリ側端子１３の目標出力電圧の指示、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２のリチウムバッテリ側端子１５の目標出力電圧の指示、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の動作の停止指示が含まれる。
【００２３】
具体的には、ＥＣＵ２４は、２種類の方向指示信号（即ち、鉛バッテリ１２側の電圧を昇圧してリチウムイオンバッテリ１４側へ供給する方向、又は、リチウムイオンバッテリ１４側の電圧を降圧して鉛バッテリ１２側へ供給する方向）を選択的にＤＣ／ＤＣコンバータ２２に供給することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の動作方向を制御する。
【００２４】
また、ＥＣＵ２４は、Ｐｂ側端子１３の目標出力電圧（本例では、１３．５Ｖ〜１４．５Ｖの範囲内の目標出力電圧）をＤＣ／ＤＣコンバータ２２に供給することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２のＰｂ側端子１３の出力電圧を制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２のＰｂ側端子１３の目標出力電圧が指示されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、リチウムイオンバッテリ１４側の電圧を当該目標出力電圧まで降圧して鉛バッテリ１２側に出力する。これにより、目標出力電圧に応じた鉛バッテリ１２の充電が実現される。
【００２５】
同様に、ＥＣＵ２４は、Ｌｉ側端子１５の目標出力電圧（本例では、１４．５Ｖ〜１５．５Ｖの範囲内の目標出力電圧）をＤＣ／ＤＣコンバータ２２に供給することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２のＬｉ側端子１５の出力電圧を制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２のＬｉ側端子１５の目標出力電圧が指示されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、鉛バッテリ１２側の電圧を当該目標出力電圧まで昇圧してリチウムイオンバッテリ１４側に出力する。これにより、目標出力電圧に応じたリチウムイオンバッテリ１４の充電が実現される。尚、このとき、鉛バッテリ１２側においても、Ｌｉ側端子１５の目標出力電圧及び直流発電機２０の発電電圧に依存した充電が実現される。
【００２６】
また、ＥＣＵ２４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の動作を停止させる制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ２２に供給することにより、若しくは、上述の方向指示信号の供給を停止することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の動作を停止させる。このＤＣ／ＤＣコンバータ２２の動作の停止は、原則的には、車両加速時に実行される。即ち、車両加速時（このとき、直流発電機２０の発電電圧は上述の如くゼロである）には、鉛バッテリ１２が負荷２６の電力源として機能する。
【００２７】
ＥＣＵ２４には、２つの電流センサ４０，４２が接続されている。２つの電流センサ４０，４２は、鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４の充電電流又は放電電流を所定のサンプリング周期でそれぞれに検出する。２つの電流センサ４０，４２の検出信号は、ＥＣＵ２４に上記サンプリング周期で供給される。ＥＣＵ２４には、また、２つの電圧センサ４４，４６が接続されている。２つの電圧センサ４４，４６は、鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４の端子電圧を所定のサンプリング周期でそれぞれに検出する。２つの電圧センサ４４，４６の検出信号は、ＥＣＵ２４に上記サンプリング周期で供給される。
【００２８】
本実施例のＥＣＵ２４は、２つの電流センサ４０，４２により得られる各電流検出値を監視し、鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４の充電受け入れ性を判断する。ここで、充電受け入れ性とは、ある一定の条件下におけるバッテリの充電効率を表わす指標である。具体的には、充電受け入れ性は、同一条件下で２つのバッテリ（即ち、鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４）に電流を流し、そのときの各電流値を所定時間に亘って積分することにより得られる。或いは、充電受け入れ性は、異なる条件下で２つのバッテリに電流を流し、そのときの各電流値を所定時間に亘って積分し、各積分値を同一条件に換算することにより得られる。或いは、充電受け入れ性は、同一条件下でバッテリに電流を流した際の所定時間に亘る電流値の平均値であってもよい。或いは、充電受け入れ性は、バッテリ（即ち、鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４）に電流を流し、そのときの電流値と電圧値の乗算値を所定時間に亘って積分することにより得られてもよい。ここで、上述の“同一条件”とは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の鉛バッテリ側端子１３の電位と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２のリチウムバッテリ側端子１５の電位が同一である条件をいう。
【００２９】
ＥＣＵ２４は、本充電を実行する前に（好ましくは、本充電を実行する直前に）、鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４に対して得られたそれぞれの充電受け入れ性を比較し、充電受け入れ性の良い方のバッテリが優先的に充電されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２２を制御する。
【００３０】
図２は、本実施例のＥＣＵ２４が実行する処理のフローチャートである。尚、図２に示す実施例は、車両減速時（回生ブレーキ作動時）に直流発電機２０が発生する電気エネルギに対する充電方法であるが、本発明は、特にこれに限定されることなく、車両定常走行時やエンジンのアイドル運転時に直流発電機２０が発生する電気エネルギに対する充電方法にも適用可能である。
【００３１】
ステップ１００では、減速回生が開始されたか（回生ブレーキが作動されたか）否かを判断する処理が実行される。尚、回生ブレーキの作動は、エンジンブレーキの作動時やブレーキペダル踏み込み時に実行される。減速回生の開始が検出された場合、本充電を実行するためにステップ１１０に進み、減速回生の開始が検出されない場合、以後何ら処理が行われることなく今回のルーチンが終了する。
【００３２】
ステップ１１０では、鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４のそれぞれの充電受け入れ性を算出し、算出された各充電受け入れ性を比較する処理が実行される。本ステップでは、ＥＣＵ２４は、本充電を実行する前の予備的な充電処理として、鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４に充電電流が流れるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２のリチウムバッテリ側端子１５の適切な目標出力電圧を指示し、この状態を所定時間Ｔ１だけ保持する。そして、ＥＣＵ２４は、充電受け入れ性を算出する処理として、上述の如く、各電流センサ４０，４２の電流検出値を所定時間Ｔ１に亘って時間積分することで、鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４のそれぞれの充電受け入れ性を算出する。
【００３３】
続くステップ１２０では、本充電処理として、上記ステップ１１０での比較結果に基づいて、最も充電受け入れ性の良いバッテリを優先的に充電する処理が実行される。例えば、鉛バッテリ１２の充電受け入れ性がリチウムイオンバッテリ１４の充電受け入れ性よりも良好であると判断された場合、上記ステップ１１０の所定時間Ｔ１の経過直後に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の方向切り替えが要求されると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の鉛バッテリ側端子１３の目標出力電圧が適切に指示される。この結果、鉛バッテリ１２への充電が優先的に実行されることになる。尚、本ステップで指示される目標出力電圧は、算出された鉛バッテリ１２の充電受け入れ性に応じて決定されてよい。
【００３４】
一方、リチウムイオンバッテリ１４の充電受け入れ性が鉛バッテリ１２の充電受け入れ性よりも良好であると判断された場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の方向切り替えが要求されることはなく、上記ステップ１１０の所定時間Ｔ１の経過直後に、必要に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２のリチウムバッテリ側端子１５の目標出力電圧が適切に指示される。この結果、リチウムイオンバッテリ１４への充電が優先的に実行されることになる。尚、本ステップで指示される目標出力電圧は、算出されたリチウムイオンバッテリ１４及び／又は鉛バッテリ１２の充電受け入れ性に応じて決定されてよい。例えば、リチウムイオンバッテリ１４の充電受け入れ性が鉛バッテリ１２の充電受け入れ性よりも僅かに良好である場合には、リチウムイオンバッテリ１４への充電が優先されつつ鉛バッテリ１２への充電も実行されるように、上記ステップ１１０で指示されたリチウムバッテリ側端子１５の目標出力電圧が維持されてよく、若しくは、より低い値が新たな目標出力電圧として指示されてよい。一方、リチウムイオンバッテリ１４の充電受け入れ性が鉛バッテリ１２の充電受け入れ性よりも遥かに良好である場合には、リチウムイオンバッテリ１４への充電が完全に優先され、リチウムバッテリ側端子１５の目標出力電圧が最大値に設定されてよい。
【００３５】
本ステップ１２０の処理は、続くステップ１３０で回生ブレーキの作動が終了したと判断されるまで実行される。但し、回生ブレーキの作動中において、所定の時間が経過後に上記ステップ１１０の処理を再び実行し、回生ブレーキの作動中における充電受け入れ性の優劣の変化を考慮することも可能である。また、リチウムイオンバッテリ１４及び鉛バッテリ１２の充電受け入れ性の差の大きさを考慮して、回生ブレーキの作動中にＤＣ／ＤＣコンバータ２２の方向切り替えを適宜実行することで、鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４への充電量を時分割的に調整することも可能である。
【００３６】
ところで、バッテリの充電受け入れ性は、当該バッテリのＳＯＣ（充電状態）やバッテリ温度等の種々の要因によって定まる。従って、バッテリのＳＯＣの推定結果やバッテリ温度の検出結果に基づいて、バッテリの充電受け入れ性を算出し、上述の如く複数のバッテリへの充電の優先度を決定することも可能である。しかしながら、バッテリのＳＯＣを精度良く推定することは、バッテリの分極現象に起因した電流−電圧特性の変化や充電分極状態における水素過電圧の影響のような種々の要因により、必ずしも容易でない。従って、かかる推定結果に基づいてバッテリへの充電の優先度を決定することは、必ずしもバッテリ全体への充電効率を最大化することにならない場合がある。
【００３７】
これに対して、本実施例では、バッテリの充電受け入れ性は、上述の如く、バッテリに実際に流れる電流に基づいて決定されている。即ち、本実施例では、バッテリの充電受け入れ性をバッテリに実際に電流を流すことにより判断している。これにより、本実施例では、バッテリの分極現象等の要因に影響されることなく、バッテリの充電受け入れ性を高精度に評価することができる。この結果、本実施例によれば、直流発電機２０が発生する電気エネルギをより効率的に鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４への充電に利用することが可能となる。即ち、本実施例によれば、直流発電機２０による電気エネルギ量に対する、鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４を含むバッテリ全体の充電量の割合を最大化することが可能となり、燃費が向上する。また、本実施例では、充電実行直前の各バッテリ１２，１４の充電受け入れ性を評価しているため、信頼性の高い充電受け入れ性に基づいて最適なバッテリを選択することができ、バッテリ全体の充電効率を常に最大化することが可能となる。
【００３８】
次に、本発明の代替実施例について図３を参照して説明する。図３は、本代替実施例の車両用電源システム１０のシステム構成図を示す。本代替実施例の車両用電源システム１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の両側には、切換スイッチ６０，６２を介して迂回線６６が接続されている。両切替スイッチ６０，６２は、ＥＣＵ２４の制御下で、常態ではＤＣ／ＤＣコンバータ２２の導通状態を実現している（即ち、図２と同一のシステム構成となる）。
【００３９】
迂回線６６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を迂回してＤＣ／ＤＣコンバータ２２のリチウムバッテリ側端子１５と鉛バッテリ側端子１３とを接続している。従って、両切替スイッチ６０，６２が迂回線側に切り換えられると、リチウムイオンバッテリ１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を介することなく、直流発電機２０及び鉛バッテリ１２に直接的に接続される。
【００４０】
本代替実施例では、例えば回生ブレーキ作動が検出されると、両切替スイッチ６０，６２が迂回線側に所定時間だけ切り換えられると共に、鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４に充電電流が流れるような直流発電機２０の目標発電電圧が設定される。各バッテリ１２，１４の充電受け入れ性は、このときに各バッテリ１２，１４に流れる電流を当該所定時間に亘って積分することによって算出される。尚、このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２のリチウムバッテリ側端子１５と鉛バッテリ側端子１３は等電位となるので、各バッテリ１２，１４の充電受け入れ性は、同一条件の下で算出された値となる。従って、本代替実施例によれば、各バッテリ１２，１４の充電受け入れ性をより高精度に算出することが可能となる。
【００４１】
尚、両切替スイッチ６０，６２は、所定時間経過後直ちにＤＣ／ＤＣコンバータ２２側に切り換えられ、その後、ＥＣＵ２４は、上述した実施例と同様、上述の如く算出された各バッテリ１２，１４の充電受け入れ性の比較結果に応じて、充電受け入れ性の良いバッテリが優先的に充電されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２２を制御する。
【００４２】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００４３】
例えば、上述した実施例は、定格電圧の異なる２つのバッテリ（即ち、鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４）を備える車両用電源システム１０に関するものであったが、本発明は、定格電圧の同一の２個以上のバッテリを備える車両用電源システムに対しても適用可能である。
【００４４】
この場合、図４に示すように、直流発電機２０と各鉛バッテリ１２，１２’間には各スイッチ７０，７１が設けられる。各鉛バッテリ１２，１２’の充電受け入れ性は、例えば回生ブレーキ作動と同時に両スイッチ７０，７１を導通状態に所定時間保持し、各鉛バッテリ１２，１２’に流れる電流を当該所定時間に亘って積分することによって算出することができる。各鉛バッテリ１２，１２’の充電受け入れ性が算出されると、上述した実施例と同様、各鉛バッテリ１２，１２’の充電受け入れ性に応じて各スイッチ７０，７１の開閉動作を適切に制御することで、直流発電機２０が発生する電気エネルギを、各充電受け入れ性に応じた適切な分配率で各鉛バッテリ１２，１２’への充電に用いることが可能となる。
【００４５】
また、上述した実施例では、同一の方法で算出されたリチウムイオンバッテリ１４及び鉛バッテリ１２の充電受け入れ性を単に比較するものであったが、算出されたリチウムイオンバッテリ１４及び鉛バッテリ１２の充電受け入れ性に適切に重み付けした上で比較することも可能である。例えば、リチウムイオンバッテリ１４は本来的に充電受け入れ性が優れているため、この点を考慮して、鉛バッテリ１２の充電受け入れ性により大きな重みを付与した上で、両充電受け入れ性を比較してもよい。
【００４６】
また、上述した実施例は、２個のバッテリ、即ち鉛バッテリ１２とリチウムイオンバッテリ１４とを備えた電源システムに関するものであったが、但し、本発明は、特にバッテリの数や種類を特定するものではなく、２個以上のバッテリを有する如何なる電源システムに対しても適用可能である。例えば、本発明は、高圧のハイブリッドバッテリーと鉛バッテリとを備えたハイブリッド車用の電源システムに対しても適用可能である。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のバッテリを備える車両用電源システムにおいて、発電機の電気エネルギを効率的にバッテリの充電に用いることが可能となり、燃費が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である車両用電源システムのシステム構成図を示す。
【図２】本実施例のＥＣＵが実行する処理のフローチャートである。
【図３】本発明の代替実施例である車両用電源システムのシステム構成図を示す。
【図４】本発明のその他の代替実施例である車両用電源システムのシステム構成図を示す。
【符号の説明】
１０    車両用電源システム
１２    鉛バッテリ
１４    リチウムイオンバッテリ
１６    切換スイッチ
１８    スタータ
２０    直流発電機
２２    ＤＣ／ＤＣコンバータ
２４    電子制御ユニット
２６    負荷
４０，４２    電流センサ
４４，４６    電圧センサ
４９    ＥＦＩ・ＥＣＵ
６０，６２    切換スイッチ
６６    迂回線
【図１】
2004222473.tif 000003
【図２】
2004222473.tif 000004
【図３】
2004222473.tif 000005
【図４】
2004222473.tif 000006