(57)【要約】【課題】  エンジンを通常始動させる場合に、バッテリ電力の無駄な放電を回避し得る車両の電源装置を提供する。【解決手段】  車両の電源装置において、エンジンを始動させるための第１のスタータモータを起動させる第１のバッテリと、車両停止に際してエンジンを一時停止させた後の発進時にエンジンを再始動させるための第２のスタータモータを起動させる第２のバッテリと、所定条件下で上記第１及び第２のバッテリのいずれか一方若しくは両方による上記第１のスタータモータの起動を可能とする制御を行なう制御手段と、を設ける。制御手段は、エンジン水温を検知する水温検知手段から取得される情報に基づき、エンジン水温が所定値以上であることを検知した場合に、上記第１及び第２のバッテリのいずれか一方による上記第１のスタータモータの起動を可能とするものである。【選択図】図２
2005282424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される電源装置において、
エンジンを始動させるための第１のスタータモータを起動させる第１のバッテリと、
車両停止に際してエンジンを一時停止させた後の発進時にエンジンを再始動させるための第２のスタータモータを起動させる第２のバッテリと、
所定条件下で上記第１及び第２のバッテリのいずれか一方若しくは両方による上記第１のスタータモータの起動を可能とする制御を行なう制御手段と、を有しており、
上記制御手段は、エンジン水温を検知する水温検知手段から取得される情報に基づき、エンジン水温が所定値以上であることを検知した場合には、上記第１及び第２のバッテリのいずれか一方による上記第１のスタータモータの起動を可能とすることを特徴とする車両の電源装置。
【請求項２】
更に、上記第１及び第２のバッテリの残存容量を検出する残存容量検知手段を有しており、
上記制御手段は、エンジン水温を検知する水温検知手段から取得される情報に基づき、エンジン水温が所定値以上であることを検知した場合には、上記残存容量検知手段から取得される情報に基づき、残存容量の多い方のバッテリによる上記第１のスタータモータの起動を可能とすることを特徴とする請求項１記載の車両の電源装置。
【請求項３】
更に、上記第１のスタータモータと上記１及び第２のバッテリとの間でオンオフ切替え動作を行なうリレー手段を有しており、
上記制御手段は、上記リレー手段のオンオフ切替え動作を制御して、上記第１及び第２のバッテリのいずれか一方若しくは両方による上記第１のスタータモータの起動を可能とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の電源装置。
【請求項４】
上記制御手段は、上記水温検知手段から取得される情報に基づき、エンジン水温が所定値未満であることを検知した場合には、上記第１及び第２のバッテリの両方による上記第１のスタータモータの起動を可能とするように、上記リレー手段をオン状態に設定することを特徴とする請求項３記載の車両の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の車両に搭載される電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギー及び環境保護の観点から、車両停止時にエンジンを一時停止させ、発進時にスタータでエンジンを再始動させるアイドルストップが奨励されている。しかし、このアイドルストップでは、スタータを作動させる際、バッテリからスタータへ給電されるが、エンジン再始動を繰り返すと、オルタネータからのバッテリ充電が充分にできず、結果として、スタータを始動させる際に、エンジン始動性が悪化することがある。
【０００３】
かかるスタータの繰り返し作動を考慮して、従来では、少なくとも２つのバッテリを用いて、エンジンの再始動を円滑にし、且つ、バッテリが著しく劣化するのを抑制することができるエンジン自動始動システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。このシステムでは、複数のバッテリと、これらバッテリを並列接続又は直列接続にするリレーと、エンジンを再始動させるスタータ機能とエンジンにより駆動されて発電する発電機能とを有する始動発電機と、車両停止によりエンジンを一時停止させ、車両発進の指示が出されると始動発電機へ通電してエンジンを再始動させる制御器と、が設けられ、エンジン運転中には制御器に基づいてリレーにより並列接続させてバッテリを始動発電機により充電が行なわれ、エンジン一時停止中に車両発進の指示が出されると、制御器に基づいてリレーにより並列接続側から直列接続側に切り替えられ、直列接続時電圧がインバータを介して始動発電機へ通電されてエンジンが再始動させられる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５５９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように複数のバッテリが設けられた構成においては、通常、車両停止からしばらく時間が経過した後にエンジンを通常始動させる際に、例えばエンジン水温が低下しエンジン始動性が低下している場合を考慮して、エンジンを通常始動させるためのスタータモータに対して複数のバッテリから同時に給電し、それを起動させる制御が行なわれる。しかしながら、かかる制御では、例えばエンジン水温が比較的高い状態からエンジンを始動させる場合（すなわち温間始動時）にも、両方のバッテリから通常始動用のスタータモータに対して給電が行なわれることとなり、バッテリ電力が無駄に放電される。省エネルギーやバッテリ寿命の確保の観点からも、これを回避し得る工夫が求められる。
【０００６】
本発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、エンジンを通常始動させる場合に、バッテリ電力の無駄な放電を回避し得る車両の電源装置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】
【０００７】
本願の請求項１に係る発明は、車両に搭載される電源装置において、エンジンを始動させるための第１のスタータモータを起動させる第１のバッテリと車両停止に際してエンジンを一時停止させた後の発進時にエンジンを再始動させるための第２のスタータモータを起動させる第２のバッテリと、所定条件下で上記第１及び第２のバッテリのいずれか一方若しくは両方による上記第１のスタータモータの起動を可能とする制御を行なう制御手段と、を有しており、上記制御手段は、エンジン水温を検知する水温検知手段から取得される情報に基づき、エンジン水温が所定値以上であることを検知した場合には、上記第１及び第２のバッテリのいずれか一方による上記第１のスタータモータの起動を可能とすることを特徴としたものである。
【０００８】
また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、更に、上記第１及び第２のバッテリの残存容量を検出する残存容量検知手段を有しており、上記制御手段は、エンジン水温を検知する水温検知手段から取得される情報に基づき、エンジン水温が所定値以上であることを検知した場合には、上記残存容量検知手段から取得される情報に基づき、残存容量の多い方のバッテリによる上記第１のスタータモータの起動を可能とすることを特徴としたものである。
【０００９】
更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、上記第１のスタータモータと上記１及び第２のバッテリとの間でオンオフ切替え動作を行なうリレー手段を有しており、上記制御手段は、上記リレー手段のオンオフ切替え動作を制御して、上記第１及び第２のバッテリのいずれか一方若しくは両方による上記第１のスタータモータの起動を可能とすることを特徴としたものである。
【００１０】
また、更に、本願の請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明において、上記制御手段は、上記水温検知手段から取得される情報に基づき、エンジン水温が所定値未満であることを検知した場合には、上記第１及び第２のバッテリの両方による上記第１のスタータモータの起動を可能とするように、上記リレー手段をオン状態に設定することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本願の請求項１に係る発明によれば、第１のスタータモータの起動に伴うエンジン始動に際して、エンジン水温が比較的高い状態からエンジンを始動させる場合に、１つのバッテリで第１のスタータモータを起動させることで、バッテリ電力が無駄に放電することを防止することができる。
【００１２】
また、本願の請求項２に係る発明によれば、１つのバッテリを選択する上で、残存容量の多い方を用いるため、残存容量の少ない方の更なる劣化を防止することができる。
【００１３】
更に、本願の請求項３に係る発明によれば、第１のスタータモータに対するバッテリの切替えをリレー手段により容易に行なうことができる。
【００１４】
また、更に、本願の請求項４に係る発明によれば、水温が所定温度未満である場合には、リレー手段を閉状態に設定して第１及び第２のバッテリの両方から第１のスタータモータへの給電を行なうように制御可能であるため、冷間始動時にも良好なエンジンの始動性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る車両の電源装置を概略的に示す図である。この電源装置１は、エンジン（不図示）を始動させるための第１のスタータモータＭ１に給電して、該第１のスタータモータＭ１を起動させる第１のバッテリＢ１と、アイドルストップ時に、エンジンを再始動させるための第２のスタータモータＭ２に給電して、該第２のスタータモータＭ２を起動させる第２のバッテリＢ２と、を備えている。第１及び第２のバッテリＢ１及びＢ２は、互いに等しい蓄電容量を有するものである。
【００１６】
電源装置１は、また、第１及び第２のバッテリＢ１及びＢ２の充電に際し、それらに電力を供給するオルタネータＡと、オルタネータＡから第１のバッテリＢ１への給電をオンオフする第１及び第３のリレーＲ１及びＲ３と、オルタネータＡから第２のバッテリＢ２への給電をオンオフする第２のリレーＲ２と、を備えている。第１及び第２のリレーＲ１及びＲ２は、オルタネータＡに対して、両者が互いに並列に配列されるように接続されており、また、第１のリレーＲ１には、第３のリレーＲ３及び第１のバッテリＢ１が直列に接続され、他方、第２のリレーＲ２には、第２のバッテリＢ２が直列に接続されている。更に、第１のバッテリＢ１には、第１のスタータモータＭ１が該第１のバッテリＢ１から第３のリレーＲ３を介して受電可能に接続され、他方、第２のバッテリＢ２には、第２のスタータモータＭ２が該第２のバッテリＢ２から受電可能に接続されている。
【００１７】
また、図１に示すように、かかる電源装置１に対して、車両に装備される照明器やオーディオ機器等の電装補器類Ｌ１〜Ｌｎが、オルタネータＡ又は第１及び第２のバッテリＢ１及びＢ２から受電可能に接続されている。通常、これらの電装補器類Ｌ１〜Ｌｎに対しては、エンジン作動状態において、オルタネータＡから給電が行なわれ、エンジン停止状態においては、バックアップ電源として第１及び第２のバッテリＢ１及びＢ２に蓄えられた電気が暗電流として供給される。
【００１８】
電源装置１は、更に、第１，第２及び第３のリレーＲ１，Ｒ２及びＲ３の切替え動作を制御し得る制御回路Ｃを備えている。この制御回路Ｃは、第１及び第２のバッテリＢ１及びＢ２側で検知される各バッテリの残存容量Ｐ１，Ｐ２をあらわす情報，車速センサにより検知される車両の走行速度（車速）をあらわす情報，エンジン停止時間測定タイマーにより測定されるエンジン停止からの経過時間をあらわす情報，ユーザが携帯する送信機から送られてくるドアロック・アンロック信号を受信するキーレスエントリ用の受信機での受信情報，エンジン制御ユニットの作動状態を切り替えるイグニッションスイッチのオンオフ状態をあらわす情報，パーキングブレーキの操作状態をあらわす情報、及び、変速操作を行なうチェンジレバーの操作状態をあらわす情報、並びに、ドアスイッチにより検知されたドアの開閉状態をあらわす情報などの各種情報を取得することができる。そして、制御回路Ｃは、これらの情報に基づき、所定の判断を行い、第１，第２及び第３のリレーＲ１，Ｒ２及びＲ３のオンオフ切替え動作を制御する。
【００１９】
制御回路Ｃにより、第１及び第３のリレーＲ１及びＲ３がオン状態（閉状態）に設定されると、オルタネータＡからの給電により第１のバッテリＢ１が充電され、また、第１のリレーＲ１がオフ状態（開状態）かつ第３のリレーＲ３がオン状態に設定されると、第１のバッテリＢ１は、オルタネータＡ及び電装補器類Ｌ１〜Ｌｎから切り離され、第１のスタータモータＭ１を起動させ得る状態となる。
他方、第２のリレーＲ２がオン状態（閉状態）に設定されると、オルタネータＡからの給電により第２のバッテリＢ２が充電され、オフ状態に設定されると、第２のバッテリＢ１は、オルタネータＡ及び電装補器類Ｌ１〜Ｌｎから切り離され、第２のスタータモータＭ２を起動させ得る状態となる。
【００２０】
更に、制御回路Ｃは、必要に応じて、第１，第２及び第３のリレーＲ１，Ｒ２及びＲ３をオン状態に設定し、第１及び第２のバッテリＢ１及びＢ２の両方から、第１のスタータモータＭ１へ給電し該第１のスタータモータＭ１を起動させる、若しくは、第２のスタータモータＭ２へ給電し該第２のスタータモータＭ２を起動させるような制御を行なうことも可能である。
【００２１】
本実施形態に係る電源装置１では、第１のスタータモータＭ１の起動を伴うエンジン始動（エンジン通常始動）時に、エンジン水温が低下しエンジン始動性が低下している場合を考慮しつつ、第１及び第２のバッテリＢ１及びＢ２の電力が無駄に放電されることを回避する工夫がなされている。具体的には、エンジン水温が所定値以上であることが検知された場合、すなわち、エンジン水温が比較的高く、良好なエンジン始動性が確保されていると判断される場合には、第１及び第２のバッテリＢ１及びＢ２のうちのいずれか一方のみから第１のスタータモータＭ１に給電し、それを起動させるようにする。バッテリの選択に際しては、第１及び第２のバッテリＢ１及びＢ２の残存容量が比較されて、残存容量の多い方を用いるようにする。他方、エンジン水温が所定値未満であることが検知された場合、すなわち、エンジン水温が比較的低く、エンジン始動性が低下していると判断される場合には、通常通り、第１及び第２のバッテリＢ１及びＢ２の両方から第１のスタータモータＭ１に給電し、それを起動させるようにする。
【００２２】
図２は、エンジン通常始動に際した電源装置１によるリレー切替え制御処理についてのフローチャートである。この処理では、まず、エンジン水温が所定値以下であるか否かが判断される（Ｓ１１）。この実施形態では、制御回路Ｃが、エンジン停止時間測定タイマーにより測定されるエンジン停止からの経過時間をあらわす情報に基づき、エンジン水温が算定される。エンジン水温に基づき、エンジン始動に際した第１のスタータモータＭ１の起動に第１及び第２のバッテリＢ１及びＢ２が必要であるか否かが判断される。つまり、エンジン水温が所定値（例えば８０℃）未満である場合には、第１及び第２のバッテリＢ１及びＢ２の両方が必要であると判断され、他方、エンジン水温が所定値を越える場合には、第１のバッテリＢ１のみで足りると判断される。なお、ここで取得されるエンジン水温の値としては、エンジン水温を直接検出する水温センサからの情報を用いるようにしてもよい。
【００２３】
Ｓ１１の結果、エンジン水温が所定値以上であると判断された場合には、Ｓ１５へ進む。Ｓ１５以降のステップについては後述する。他方、エンジン水温が所定値未満であると判断された場合には、引き続き、第１〜３のリレーＲ１〜Ｒ３が共に閉状態にあるか否かが判断される（Ｓ１２）。その結果、第１〜３のリレーＲ１〜Ｒ３が共に閉状態にあると判断された場合には、第１のスタータモータＭ１の起動に際し、第１〜３のリレーＲ１〜Ｒ３を切り替える必要がなく、直接Ｓ１４へ進み、他方、第１〜３のリレーＲ１〜Ｒ３が共に閉状態にないと判断された場合には、第１〜３のリレーＲ１〜Ｒ３を閉状態に設定した上で（Ｓ１３）、Ｓ１４へ進む。Ｓ１４では、イグニッションスイッチがオンされることに応じて、バッテリＢ１及びＢ２の両方からスタータモータＭ１への給電が行なわれる。以上で処理が終了される。
【００２４】
また、Ｓ１５では、第１及び第２のバッテリＢ１及びＢ２の残存容量Ｐ１及びＰ２が比較され、Ｐ１がＰ２よりも大きいか（Ｐ１＞Ｐ２であるか）否かが判断される。その結果、Ｐ１＞Ｐ２であると判断された場合には、Ｓ１９へ進む。Ｓ１９以降の処理については後述する。他方、Ｐ１＞Ｐ２でないと判断された場合には、引き続き、第１及び第２のリレーＲ１及びＲ２が閉状態にあり、かつ、第３のリレーＲ３が開状態にあるか否かが判断される（Ｓ１６）。その結果、第１及び第２のリレーＲ１及びＲ２が閉状態かつ第３のリレーＲ３が開状態にあると判断された場合には、直接Ｓ１８へ進み、他方、第１及び第２のリレーＲ１及びＲ２が閉状態かつ第３のリレーＲ３が開状態にないと判断された場合には、第１及び第２のリレーＲ１及びＲ２を閉状態かつリレーＲ３を開状態に設定した上で（Ｓ１７）、Ｓ１８へ進む。Ｓ１８では、イグニッションスイッチがオンされることに応じて、バッテリＢ２のみからスタータモータＭ１への給電が行なわれる。以上で処理が終了される。
【００２５】
更に、Ｓ１９では、第１のリレーＲ１又は第２のリレーＲ２が開状態にあり、かつ、第３のリレーＲ３が閉状態にあるか否かが判断される。その結果、第１のリレーＲ１又は第２のリレーＲ２が開状態かつ第３のリレーＲ３が閉状態にあると判断された場合には、直接Ｓ２１へ進み、他方、第１のリレーＲ１又は第２のリレーＲ２が開状態かつ第３のリレーＲ３が閉状態にないと判断された場合には、第１のリレーＲ１又は第２のリレーＲ２を開状態かつ第３のリレーＲ３を閉状態に設定した上で（Ｓ２０）、Ｓ２１へ進む。Ｓ２１では、イグニッションスイッチがオンされることに応じて、バッテリＢ１のみからスタータモータＭ１への給電が行なわれる。以上で処理が終了される。
【００２６】
このように、第１のスタータモータＭ１の起動に伴うエンジン始動に際して、エンジン水温が比較的高い状態からエンジンを始動させる場合（温間始動時）に、冷間始動時に比べてエンジン始動性が良いため、１つのバッテリで第１のスタータモータＭ１を起動させることにより、バッテリ電力が無駄に放電することを防止することができる。また、１つのバッテリを選択する上では、残存容量の多い方を用いるようにして、残存容量の少ない方の更なる劣化を防止することができる。
【００２７】
更に、水温が所定温度未満である場合には、第１〜第３のリレーＲ１〜Ｒ３を閉状態に設定して第１及び第２のバッテリＢ１及びＢ２の両方から第１のスタータモータＭ１への給電を行なうように制御可能であるため、冷間始動時にも良好なエンジンの始動性を確保することができる。
【００２８】
また、更に、本願発明者の検証によれば、第１〜３のリレーＲ１〜Ｒ３の切替え時には、車室内測定で７０ｄＢ程度の切替え音が発生することが分かっているが、上記のような処理がエンジン停止後に自動的に行なわれることにより、次のエンジン始動前にリレーＲ１〜Ｒ３の切替え動作が完了される場合には、ユーザに対する耳障りな切替え音の発生を防止することができる。
【００２９】
本実施形態のように、互いに等しい蓄電容量を有する第１及び第２のバッテリＢ１及びＢ２を採用した場合には、上記Ｓ１５のようにそれらの残存容量を比較するに際して、残存容量の絶対値を比較するが、例えば第１のバッテリＢ１の蓄電容量が第２のバッテリＢ２の蓄電容量を大きい場合など、互い異なる蓄電容量を有する第１及び第２のバッテリＢ１及びＢ２を採用した場合には、各バッテリの残存割合（すなわち残存容量／蓄電容量）を比較するようにしてもよい。これにより、第１及び第２のバッテリＢ１及びＢ２の間で均衡のとれた充電が実現可能となる。このことはまた各バッテリの寿命を確保する上でも有効である。
【００３０】
なお、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る車両の電源装置の基本構成を概略的に示す図である。
【図２】エンジン通常始動に際した上記電源装置によるリレー切替え制御処理についてのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１…電源装置
Ａ…オルタネータ
Ｂ１…第１のバッテリ
Ｂ２…第２のバッテリ
Ｌ１，・・・，Ｌｎ…電装補器類
Ｍ１…第１のスタータモータ
Ｍ２…第２のスタータモータ
Ｐ１…第１のバッテリの残存容量
Ｐ２…第２のバッテリの残存容量
Ｒ１…第１のリレー
Ｒ２…第２のリレー
Ｒ３…第３のリレー
【図１】
2005282424.tif 000003
【図２】
2005282424.tif 000004