(57)【要約】【課題】鉛バッテリとニッケル水素電池とを備え、エンジンのアイドリングストップ時に、発電機及び鉛バッテリとニッケル水素電池との間に配設されたリレーがオフされる車両において、エンジンの再始動後に負荷に適切に電力を供給する。【解決手段】電源装置（１００）は、鉛バッテリ（１５）の充放電電流の積算値又はＳＯＣに基づいて、該鉛バッテリのＳＯＣが所定量まで回復した、又は、エンジン（３１）が自動停止後再始動してから所定時間経過した、ことを条件に、発電手段（１２）及び鉛バッテリとニッケル水素電池（１７）との間を通電するようにリレー（２２）をオンする制御手段（２１）を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アイドリングストップ機能を有するエンジンを備える車両に搭載され、発電手段と、前記発電手段に夫々電気的に接続された第１バッテリ及び第２バッテリと、前記発電手段及び前記第１バッテリと前記第２バッテリとの通電及び遮断を切り替え可能なスイッチと、を備える電源装置であって、
前記第１バッテリ及び前記第２バッテリ各々の充放電電流の積算値又はＳＯＣを算出するバッテリ状態算出手段と、
前記アイドリングストップ機能により前記エンジンが自動停止された際に、前記発電手段及び前記第１バッテリと前記第２バッテリとの間を遮断するように前記スイッチを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記バッテリ状態算出手段により算出された前記第１バッテリの充放電電流の積算値又はＳＯＣに基づいて、前記第１バッテリのＳＯＣが所定量まで回復した、又は、前記エンジンが自動停止後再始動してから所定時間経過した、ことを条件に、前記発電手段及び前記第１バッテリと前記第２バッテリとの間を通電するように前記スイッチを制御する
ことを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の車両の電源装置に関し、特にアイドリングストップ機構を有する車両の電源装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、例えば、鉛蓄電池と、リチウムイオン電池と、該両電池を通電及び遮断する接続スイッチとを備える装置であって、エンジンのアイドリングストップ時には接続スイッチをオフにして、該エンジンの再始動後回生発電が行われる際に該接続スイッチをオンにする装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０３４２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、エンジンの再始動後に、比較的長時間回生発電が行われないと、例えば負荷の消費電力が急上昇した場合、該負荷に適切に電力が供給されない可能性があるという技術的問題点がある。
【０００５】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、負荷の消費電力が急変した場合であっても該負荷に適切に電力を供給可能な電源装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電源装置は、上記課題を解決するために、アイドリングストップ機能を有するエンジンを備える車両に搭載され、発電手段と、前記発電手段に夫々電気的に接続された第１バッテリ及び第２バッテリと、前記発電手段及び前記第１バッテリと前記第２バッテリとの通電及び遮断を切り替え可能なスイッチと、を備える電源装置であって、前記第１バッテリ及び前記第２バッテリ各々の充放電電流の積算値又はＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｅｇｅ）を算出するバッテリ状態算出手段と、前記アイドリングストップ機能により前記エンジンが自動停止された際に、前記発電手段及び前記第１バッテリと前記第２バッテリとの間を遮断するように前記スイッチを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記バッテリ状態算出手段により算出された前記第１バッテリの充放電電流の積算値又はＳＯＣに基づいて、前記第１バッテリのＳＯＣが所定量まで回復した、又は、前記エンジンが自動停止後再始動してから所定時間経過した、ことを条件に、前記発電手段及び前記第１バッテリと前記第２バッテリとの間を通電するように前記スイッチを制御する。
【０００７】
本発明の電源装置によれば、当該電源装置は、アイドリングストップ機能を有するエンジンを備える車両に搭載されている。当該電源装置は、発電手段、第１バッテリ、第２バッテリ、スイッチ、バッテリ状態算出手段及び制御手段を備えて構成されている。
【０００８】
スイッチは、例えば、発電手段及び第１バッテリと、第２バッテリとの間に配設されることにより、発電手段及び第１バッテリと第２バッテリとの通電及び遮断を切り替える。
【０００９】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなるバッテリ状態算出手段は、第１バッテリ及び第２バッテリ各々の充放電電流の積算値又はＳＯＣを算出する。ここで、「充放電電流の積算値又はＳＯＣを算出する」とは、「充放電電流の積算値及びＳＯＣの少なくとも一方を算出する」という意味であり、バッテリ状態算出手段は、例えば充放電電流の積算値に加えてＳＯＣや他の物理量若しくはパラメータも算出してよい。尚、充放電電流の積算値及びＳＯＣの算出には、公知の各種態様を適用可能であるので、その詳細についての説明は割愛する。
【００１０】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる制御手段は、アイドリングストップ機能によりエンジンが自動停止された際に、発電手段及び第１バッテリと第２バッテリとの間を遮断するようにスイッチを制御する（即ち、スイッチをオフ状態とする）。
【００１１】
本発明では特に、制御手段は、バッテリ状態算出手段により算出された第１バッテリの充放電電流の積算値又はＳＯＣに基づいて、該第１バッテリのＳＯＣが所定量まで回復した、又は、エンジンが自動停止後再始動してから所定時間経過した、ことを条件に、発電手段及び第１バッテリと第２バッテリとの間を通電するようにスイッチを制御する（即ち、スイッチをオン状態とする）。
【００１２】
ここで、本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、アイドリングストップ機能によりエンジンが自動停止した際に、スイッチをオフ状態として第２バッテリを発電手段から切り離し、エンジンの再始動後すぐにスイッチをオン状態として第２バッテリと発電手段とを電気的に接続し、第１バッテリ及び第２バッテリの両方から電力を供給し、或いは、第１バッテリ及び第２バッテリの両方で回生電力を回収することにより、燃費の向上を図ることができる。
【００１３】
他方で、走行状態によっては、第１バッテリのＳＯＣが低下し、アイドリングストップを実施できない状況が発生する可能性がある。すると、アイドリングストップの頻度が低下し、結果的に燃費が悪化する可能性がある。しかしながら、例えば、特許文献１に記載の技術のように、エンジンの再始動後回生発電が行われるまでスイッチがオフ状態とされていると、スイッチのオフ時に負荷の消費電力が急上昇した場合、該負荷に適切に電力が供給されず、該負荷の動作が不安定になる可能性がある。
【００１４】
そこで本発明では、上述の如く、制御手段により、第１バッテリのＳＯＣが所定量まで回復した、又は、エンジンが自動停止後再始動してから所定時間経過した、ことを条件に、発電手段及び第１バッテリと第２バッテリとの間を通電するようにスイッチが制御される。
【００１５】
このように構成すれば、エンジンの再始動後に第１バッテリが優先して充電されるので、アイドリングストップの頻度の低下を抑制することができる。加えて、第１バッテリのＳＯＣが所定量まで回復するか、エンジンの再始動後に所定時間経過した場合に、発電手段及び第１バッテリと第２バッテリとの間が通電されるので、燃費の向上を図ることができると共に、負荷の消費電力の急変にも適切に対応することができる。
【００１６】
「所定量」は、例えばアイドリングストップを実施するために必要なＳＯＣの下限値等に設定すればよい。「所定時間」は、実験的若しくは経験的に又はシミュレーションによって、エンジンの再始動後に負荷の消費電力が急変する可能性が比較的低い又は殆どない期間を求め、該求められた期間又は該期間よりも所定値だけ短い期間として設定すればよい。
【００１７】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る電源装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】実施形態に係る並列リレー制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の電源装置に係る実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
（構成）
実施形態に係る電源装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る電源装置の構成を示す概略構成図である。
【００２１】
図１において、電源装置１００は、エンジン３１を備える車両（図示せず）に搭載されている。当該電源装置１００は、オルタネータ１２、鉛バッテリ１５、ニッケル水素電池１７及びＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）２１を備えて構成されている。
【００２２】
オルタネータ１２は、エンジン３１の駆動力を用いて発電可能に構成されている。ＥＣＵ２１は、ニッケル水素電池１７を含む電池ユニットに内蔵されている。ＥＣＵ２１は、ニッケル水素電池１７からの電力に限らず、オルタネータ１２の発電電力や鉛バッテリ１５からの電力も供給されるように電気的に接続されている（図示せず）。
【００２３】
ＥＣＵ２１は、鉛バッテリ１５及びニッケル水素電池１７各々の充電電流の積算値及び放電電流の積算値を算出可能に構成されている。ＥＣＵ２１は、更に、鉛バッテリ１５及びニッケル水素電池１７各々のＳＯＣを算出可能に構成されている。尚、充電電流の積算値及び放電電流の積算量の求め方、並びにＳＯＣの求め方には、公知の各種態様を適用可能であるので、その詳細についての説明は割愛する。
【００２４】
図１に示すように、鉛バッテリ１５とニッケル水素電池１７との間には、並列リレー２２及び保護リレー２３が配設されている。並列リレー２２及び保護リレー２３各々は、ＥＣＵ２１により制御される。以降の説明では、保護リレー２３のオン・オフについては言及しないが、本実施形態では、保護リレー２３は常にオンであるものとする。
【００２５】
電源装置１００には、車両が備えるスタータモータ１１、負荷１３、電動アクティブスタビライザ１４、冗長電源負荷１６及びＥＣＵ３２が電気的に接続されている。ＥＣＵ３２は、ＥＣＵ２１と相互に通信可能に構成されている。尚、負荷１３には、例えばウォータポンプ、ワイパ、ライト等が含まれる。冗長電源負荷１６には、例えばシフト・バイ・ワイヤ等の電源バックアップが必要な機器が含まれる。
【００２６】
ＥＣＵ３２は、車両の停止時にエンジン３１を自動停止させ、例えば車両の運転者がブレーキペダルの踏下を止めた際、又はアクセルペダルを踏下した際にエンジン３１を再始動させるストップ・アンド・スタート制御処理（所謂アイドリングストップ）を実施可能に構成されている。尚、アイドリングストップ技術については、公知の各種態様を適用可能である。
【００２７】
本実施形態に係る「オルタネータ１２」、「鉛バッテリ１５」、「ニッケル水素電池１７」及び「並列リレー２２」は、夫々、本発明に係る「発電手段」、「第１バッテリ」、「第２バッテリ」及び「スイッチ」の一例である。
【００２８】
（並列リレー制御処理）
上述の如く構成された電源装置１００において、ＥＣＵ２１が実施する並列リレー制御処理について、図２のフローチャートを参照して説明する。
【００２９】
図２において、ＥＣＵ２１は、ＥＣＵ３２と通信して、エンジン３１が自動停止中であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。エンジン３１が自動停止中であると判定された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２１は、並列リレー２２をオフする（ステップＳ１０２）。
【００３０】
続いて、ＥＣＵ２１は、鉛バッテリ１５の放電電流を検出し、該鉛バッテリ１５の放電電流の積算量Ａを更新する（ステップＳ１０３）。
【００３１】
エンジン３１が自動停止中である場合、ＥＣＵ２１は、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理を周期的に実施する。
【００３２】
ステップＳ１０１の処理において、エンジン３１が自動停止中でないと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ＥＣＵ２１は、鉛バッテリ１５の充電電流を検出し、該鉛バッテリ１５の充電電流の積算量Ｂを更新する（ステップＳ１０４）。
【００３３】
次に、ＥＣＵ２１は、エンジン３１の再始動後、鉛バッテリ１５のＳＯＣが一定量回復したか否か、及び、エンジン３１の再始動後一定時間（例えば３０秒等）経過したか否か、を判定する（ステップＳ１０５）。
【００３４】
具体的には例えば、ＥＣＵ２１は、鉛バッテリ１５の充電電流の積算量Ｂが、該鉛バッテリ１５の放電電流の積算量Ａと係数αとの積以上であるか否かを判定することにより、鉛バッテリ１５のＳＯＣが一定量回復したか否かを判定する。尚、係数αは、車両の充放電傾向に応じて変化する可変値である。
【００３５】
或いは、ＥＣＵ２１は、鉛バッテリ１５の充電電流の積算量Ｂが、例えば１５０［Ａｓ］等の固定値以上であるか否かを判定することにより、鉛バッテリ１５のＳＯＣが一定量回復したか否かを判定する。尚、充電電流の積算量Ｂと固定値とを比較する構成では、上述したステップＳ１０３の処理はなくてもよい。
【００３６】
或いは、ＥＣＵ２１は、例えば、鉛バッテリ１５の放電電流の積算量Ａ及び充電電流の積算量Ｂから、該鉛バッテリ１５のＳＯＣを求めて、該求められたＳＯＣが所定値以上であるか否かを判定することにより、鉛バッテリ１５のＳＯＣが一定量回復したか否かを判定する。
【００３７】
エンジン３１の再始動後、鉛バッテリ１５のＳＯＣが一定量回復した、又は一定時間経過した、と判定された場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２１は、並列リレー２２をオンする（ステップＳ１０６）。
【００３８】
他方、エンジン３１の再始動後、鉛バッテリ１５のＳＯＣが一定量回復しておらず、且つ、一定時間経過していない、と判定された場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ＥＣＵ２１は、一旦処理を終了する。
【００３９】
このように構成すれば、エンジン３１の再始動後に鉛バッテリ１５が優先して充電されるので、アイドリングストップの頻度の低下を抑制することができる。加えて、鉛バッテリ１５のＳＯＣが一定量回復するか、エンジン３１の再始動後に一定時間経過した場合に、並列リレー２２がオンされるので、回生電力を鉛バッテリ１５及びニッケル水素電池１７で回収でき、燃費の向上を図ることができる。
【００４０】
更に、エンジン３１の再始動後（即ち、車両の走行中）に、負荷１３や電動アクティブスタビライザ１４の消費電力が急変した場合であっても、鉛バッテリ１５及びニッケル水素電池１７の両方から電力を供給することができ、負荷１３や電動アクティブスタビライザ１４を安定して動作させることができる。
【００４１】
実施形態に係る「ＥＣＵ２１」は、本発明に係る「バッテリ状態算出手段」及び「制御手段」の一例である。
【００４２】
尚、ニッケル水素電池１７に代えて、例えばリチウムイオン電池等が用いられてもよい。
【００４３】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電源装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４４】
１１…スタータモータ、１２…オルタネータ、１３…負荷、１４…電動アクティブスタビライザ、１５…鉛バッテリ、１６…冗長電源負荷、１７…ニッケル水素電池、２１、３２…ＥＣＵ、２２…並列リレー、２３…保護リレー、３１…エンジン、１００…電源装置
【図１】
2016132324.tif 000003
【図２】
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