(57)【要約】【課題】始動電流の低下を防ぎ、以て車両のエンジンを始動させ易くする。【解決手段】車載電源１００Ａは、車両に備えられたエンジン１を始動させる始動電流Ｚをスターター２に与える始動用蓄電池３と、始動用蓄電池３の温度Ｔｈが所定温度よりも低い場合、始動電流Ｚをスターター２に与える前に、始動用蓄電池３の一時的な放電である前駆放電を行わせる放電経路４とを備える。始動用蓄電池３は放電経路４に流れる放電電流Ｙによってその温度が上昇し、始動電流Ｚの低下が防がれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学電池であって、車両に備えられたエンジンを始動させる始動電流をスターターに与える始動用蓄電池と、
前記始動用蓄電池の温度が所定温度よりも低い場合、前記始動電流を前記スターターに与える前に、前記始動用蓄電池の一時的な放電である前駆放電を行わせる放電経路と
を備える車載電源。
【請求項２】
請求項１記載の車載電源であって、
前記放電経路は、抵抗器と前記抵抗器に直列に接続されるスイッチとを有する、車載電源。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の車載電源であって、
所定の開始条件が満足されていること及び前記始動用蓄電池の温度が所定温度よりも低いことを検出して前記放電経路を導通させて前記前駆放電を開始させ；所定の終了条件が満足されていることを検出して前記放電経路を非導通させて前記前駆放電を終了させる制御回路
を更に備える車載電源。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載の車載電源であって、
前記始動用蓄電池の温度が前記所定温度よりも低く、かつ所定の開始条件が満足されていることを示す開始指令を受けて、前記放電経路を導通させて前記前駆放電を開始させ；所定の終了条件が満足されていることを示す終了指令を受けて、前記放電経路を導通させて前記前駆放電を終了させる制御回路
を更に備える車載電源。
【請求項５】
請求項３又は請求項４記載の車載電源であって、
前記所定の開始条件は、
前記車両のドアが開錠された、開扉された、前記車両のイグニッションキーが挿入された、もしくは前記車両のアクセサリー機能がオンされた、のうちのいずれかである、車載電源。
【請求項６】
請求項３又は請求項４記載の車載電源であって、
前記所定の終了条件は、
前記前駆放電の時間が所定長に至った、前記始動用蓄電池の温度が前記所定温度に至った、もしくは前記スターターが起動された、のいずれかである、車載電源。
【請求項７】
請求項３又は請求項４記載の車載電源であって、
前記所定の終了条件は、
前記前駆放電の時間が所定長に至った、前記始動用蓄電池の温度が前記所定温度に至った、もしくは前記スターターが起動されて前記エンジンの始動に成功した、のいずれかである、車載電源。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の車載電源であって、
前記始動用蓄電池と放電経路とはモジュール化されて一体である車載電源。
【請求項９】
請求項４記載の車載電源と、
前記開始指令及び前記終了指令を前記制御回路へ与えるＥＣＵと
を備える電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両のエンジンを始動させる電流（以下「始動電流」）を供給する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジンの始動は通常、スターターに始動電流を流してこれを起動させ、スターターを回転させることにより行われる。当該始動電流は車載される蓄電池によって供給される。当該蓄電池は始動電流の供給の他、電装部品への給電も行うが、以下では始動電流を供給する機能に着目するので、始動用蓄電池と称することにする（以下では「バッテリ」と称することもある）。車両には始動用蓄電池とは別に、走行時の回生電流を利用して燃費を向上させるための蓄電池が設けられる場合がある。
【０００３】
下記の特許文献１には、スターターの通電時間を短くして、バッテリの負担を低減し、スターターの耐久性を向上させる技術が開示されている。特許文献２には、エンジンの始動時間を短縮する技術が開示されている。特許文献３には、始動用蓄電池の他の電池を、スターターの駆動のために補助的に使用する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１６３３２１号公報
【特許文献２】特開２００４−３０６８４４号公報
【特許文献３】特開２００８−８２２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
始動用蓄電池には、鉛蓄電池等、化学反応を用いて充放電を行う化学電池が採用されることが多い。化学反応は低温ほど活性しにくくなるので、始動用蓄電池の雰囲気温度が低いと、それが供給する始動電流は低下する。このような化学電池の性質は、例えば寒冷地において、車両のエンジンを始動させにくくなる原因となる。
【０００６】
よって本発明は、始動電流の低下を防ぎ、以て車両のエンジンを始動させ易くする技術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】
車載電源は、化学電池であって車両に備えられたエンジンを始動させる始動電流をスターターに与える始動用蓄電池と、前記始動用蓄電池の温度が所定温度よりも低い場合、前記始動電流を前記スターターに与える前に、前記始動用蓄電池の一時的な放電である前駆放電を行わせる放電経路とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
車載電源は始動用蓄電池から供給される始動電流の低下を防ぎ、以て車両のエンジンが始動し易くなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態にかかる車載電源の構成及びその周辺を例示するロック図である。
【図２】前駆放電を行うルーチンを例示するフローチャートである。
【図３】前駆放電の開始／終了を例示するグラフである。
【図４】前駆放電の開始／終了を例示するグラフである。
【図５】前駆放電の開始／終了を例示するグラフである。
【図６】第２実施形態にかかる車載電源の構成及びその周辺を例示するロック図である。
【図７】第３実施形態にかかる車載電源の構成及びその周辺を例示するロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
｛第１実施形態｝
図１は第１実施形態にかかる車載電源１００Ａの構成及びその周辺を例示するブロック図である。車載電源１００Ａは、エンジン１及びこれを始動させるスターター２と共に、車両（不図示）に備えられる。スターター２は、これに始動電流Ｚが供給されることにより、エンジン１を始動させる。始動電流Ｚは始動用蓄電池３から与えられる。
【００１１】
車載電源１００Ａは、始動用蓄電池３、放電経路４、及び制御回路５Ａを備える。放電経路４は、始動用蓄電池３の温度Ｔｈが所定温度よりも低い場合、始動電流Ｚをスターター２に与える前に、始動用蓄電池３を一時的に放電させ、放電電流Ｙを流す。以下、放電電流Ｙを流す一時的な放電を、始動電流Ｚの供給よりも前に開始することに鑑み、前駆放電と仮称する。始動用蓄電池３は例えば鉛蓄電池のような化学電池であるので、前駆放電を行って放電電流Ｙを流して始動用蓄電池３の温度を高め、以てその後に流される始動電流Ｚの低下を防ぐ。
【００１２】
放電経路４は始動用蓄電池３に対して並列に接続される。放電経路４は抵抗器４ａと、抵抗器４ａに直列に接続されるスイッチ４ｂとを有する。抵抗器４ａは放電電流Ｙが過剰とならないように電流を制限する機能を担う。例えば放電電流Ｙは始動電流Ｚと同程度、あるいはそれよりも大きく、３００Ａ程度に選定することができる。
【００１３】
制御回路５Ａは、始動用蓄電池３の温度Ｔｈを了知する。具体的には温度Ｔｈは周知の技術によって測定され、その値を示す信号が制御回路５Ａに与えられる。例えば始動用蓄電池３にサーミスタもしくは熱電対が設けられて温度Ｔｈが測定される。始動用蓄電池３が多層セル構造を有する場合には、セル毎にサーミスタもしくは熱電対が設けられ、セル毎に温度をモニターしてもよい。あるいは周知のバッテリマネージャーによる始動用蓄電池３の温度検出を温度Ｔｈの測定に流用してもよい。
【００１４】
制御回路５Ａは後述する前駆放電パラメータＭを入力し、これが所定の開始条件を満足し、かつ温度Ｔｈが所定温度よりも低い場合に、放電経路４を導通させる。そして所定の終了条件が満足されたことにより、放電経路４を非導通にする。
【００１５】
制御回路５Ａは、放電経路４の導通／非導通を制御する機能を担う。具体的には、制御回路５Ａは開閉制御信号Ｇを生成してスイッチ４ｂに与える。開閉制御信号Ｇが活性化することでスイッチ４ｂは導通（オン）し、非活性化することでスイッチ４ｂは非導通（オフ）となる。例えばスイッチ４ｂにはＭＯＳ電界トランジスタを採用できる。
【００１６】
前駆放電パラメータＭとしては、車両のドアの開錠の有無、開扉の有無、イグニッションキーの挿入の有無、車両が備えるアクセサリー（不図示）機能のオン／オフについての情報をあげることができる。これらの前駆放電パラメータＭは周知の技術で得られるため、その生成についての詳細な説明は割愛する。前駆放電パラメータＭが、車両のドアの開錠、開扉、イグニッションキーの挿入、あるいはアクセサリーのオンを示すときに、制御回路５Ａは前駆放電パラメータＭが所定の開始条件を満足したと判断する。これらの場合、通常は、引き続いてスターター２の起動（具体的にはイグニッションのオンによる始動電流Ｚの供給）が実行されることが予期される。よって開始条件が満足された場合、前駆放電を行うことにより、放電電流Ｙを流し、始動用蓄電池３の温度Ｔｈを高める。
【００１７】
但し始動用蓄電池３の温度Ｔｈが所定温度よりも低くなければ、温度Ｔｈを高める必要がない。始動電流Ｚがスターター２の起動に十分な電流量となることが期待されるからである。よってこの場合には前駆放電は行われない。所定温度としては例えば摂氏０度を選定することができる。
【００１８】
終了条件としては、（ｉ）温度Ｔｈが所定温度に至った、（ｉｉ）前駆放電の時間が所定長に至った、もしくは（ｉｉｉ）ユーザーによってスターター２が起動された（イグニッションがオンにされた）ことを例示できる。
【００１９】
（ｉ）の場合は始動電流Ｚがスターター２の起動に十分な電流量となることが期待されるので、終了条件として採用できる。（ｉｉ）の場合は、所定長を適宜に選択することにより、（ｉ）の場合が発生したと見なすことができるので、終了条件として採用できる。
【００２０】
（ｉｉｉ）の場合はイグニッションがオンされたことによって始動電流Ｚが流れ、放電電流Ｙによる始動用蓄電池３の温度上昇は不要となると考えられるので、終了条件として採用できる。しかし始動電流Ｚと放電電流Ｙの両方を流すことで、温度Ｔｈを上昇させる作用を高め、以てエンジン１の始動をより容易にすることもできる。よって（ｉｉｉ）の場合に代替して、（ｉｉｉ’）ユーザーによってスターター２が起動され、かつエンジン１の始動に成功したことを、終了条件として採用してもよい。
【００２１】
以上のことから、（ｉ），（ｉｉ），（ｉｉｉ）のいずれかが満足されたことを終了条件として採用することができる。あるいは（ｉ），（ｉｉ），（ｉｉｉ’）のいずれかが満足されたことを終了条件として採用することができる。（ｉ）の満足の有無は温度Ｔｈに基づいて制御回路５Ａが判断できる。（ｉｉ）の満足の有無は制御回路５Ａが自身の動作で採用するクロックを計時して判断できる。（ｉｉｉ），（ｉｉｉ’）の満足の有無は、イグニッションの有無、エンジン１の始動の有無を示す信号を、前駆放電パラメータＭとして制御回路５Ａが入力して判断できる。かかる信号の生成、伝達についても公知であるので、詳細な説明は割愛する。
【００２２】
以上のように、制御回路５Ａは所定の開始条件が満足されていること及び温度Ｔｈが所定温度よりも低いことを検出して放電経路４を導通させて前駆放電を開始させる。また所定の終了条件が満足されていることを検出して放電経路を非導通させて前駆放電を終了させる。
【００２３】
図２は前駆放電を行うルーチンを前駆放電ルーチンと称して例示するフローチャートである。ステップＳ１０１において、開始条件が満足されたか否かが判断される。第１実施形態では、制御回路５Ａが前駆放電パラメータＭに基づいてステップＳ１０１を実行する。ステップＳ１０１において開始条件が満足されなければステップＳ１０１が引き続き実行される。つまり開始条件が満足されることを待機する。
【００２４】
ステップＳ１０１において開始条件が満足されれば、ステップＳ１０２において始動用蓄電池３の温度Ｔｈ（図において「蓄電池温度」と表記）が所定温度より低いか否かが判断される。第１実施形態ではこの判断も制御回路５Ａが行う。温度Ｔｈが所定温度以上であれば、ステップＳ１０２の判断結果は否定的であり、前駆放電ルーチンは終了する。上述の様に始動電流Ｚがスターター２の起動に十分な電流量となることが期待されるからである。
【００２５】
ステップＳ１０２の判断が肯定的であれば、ステップＳ１０３において、放電経路４が導通する（図において「放電経路導通」と表記）。これも第１実施形態では制御回路５Ａによって実行され、具体的には開閉制御信号Ｇが活性化されることで、スイッチ４ｂがオンする。
【００２６】
ステップＳ１０３の実行後、ステップＳ１０４によって終了条件が満足するまで待機する。つまり放電経路４の導通が維持される。第１実施形態では、上述の様に、ステップＳ１０４の判断も制御回路５Ａが行う。
【００２７】
ステップＳ１０４における判断結果が肯定的になれば、つまり終了条件が満足されれば、ステップＳ１０５において、放電経路４が非導通となる（図において「放電経路非導通」と表記）。これも第１実施形態では制御回路５Ａによって実行され、具体的には開閉制御信号Ｇが非活性化されることで、スイッチ４ｂがオフする。
【００２８】
ステップＳ１０５の実行により、前駆放電ルーチンは終了する。終了条件が（ｉ），（ｉｉ）であればこの後はイグニッションがオンされるのを待つことになる。
【００２９】
図３は前駆放電の開始／終了を例示するグラフであり、終了条件として“（ｉ）温度Ｔｈが所定温度Ｔｈ０に至った”ことが満足された場合を例示する。換言すれば、前駆放電の時間が所定長に至る（（ｉｉ）の場合に相当）よりも前に、かつユーザーによってスターター２が起動される（（ｉｉｉ），（ｉｉｉ’）の場合に相当）よりも前に、温度Ｔｈが所定温度Ｔｈ０に至った場合が例示される。
【００３０】
横軸は時間軸であり、時刻ｔ１において開始条件が満足された場合を例示する。時刻ｔ１ではエンジン１は停止状態にある（エンジン状態は「停止」であると表記した）。そして温度Ｔｈは所定温度Ｔｈ０よりも低く、よって時刻ｔ１で開閉制御信号Ｇが活性化して前駆放電が開始する。そして時刻ｔ２において温度Ｔｈは所定温度Ｔｈ０に達すると、上記の終了条件（ｉ）が満足されるので、開閉制御信号Ｇが非活性化して前駆放電が終了する。
【００３１】
図４は前駆放電の開始／終了を例示するグラフであり、終了条件として“（ｉｉ）前駆放電の時間が所定長Ｔに至った”ことが満足された場合を例示する。換言すれば、温度Ｔｈが所定温度Ｔｈ０に至る（（ｉ）の場合に相当）よりも前に、かつユーザーによってスターター２が起動される（（ｉｉｉ），（ｉｉｉ’）の場合に相当）よりも前に、前駆放電の時間が所定長Ｔに至った場合が例示される。
【００３２】
横軸は時間軸であり、時刻ｔ１において開始条件が満足された場合を例示する。時刻ｔ１では温度Ｔｈは所定温度Ｔｈ０よりも低く、よって開閉制御信号Ｇが活性化して前駆放電が開始する。そして温度Ｔｈが所定温度Ｔｈ０に達しないまま時刻ｔ４において所定長Ｔの時間が経過すると、上記の終了条件（ｉｉ）が満足されるので、開閉制御信号Ｇが非活性化して前駆放電が終了する。
【００３３】
図３、図４において、時刻ｔ２，ｔ４の後、時刻ｔ３においてユーザーによってスターター２が起動される場合を例示した。但しこの時点では既に前駆放電が終了しているので、エンジン１の始動に成功した場合が例示される（エンジン状態は「始動成功」であると表記した）。
【００３４】
図５は前駆放電の開始／終了を例示するグラフであり、終了条件として（ｉｉｉ）ユーザーによってスターター２が起動された、あるいは（（ｉｉｉ’）ユーザーによってスターター２が起動され、かつエンジン１の始動に成功したことが満足された場合を例示する。換言すれば、温度Ｔｈが所定温度Ｔｈ０に至る（（ｉ）の場合に相当）よりも前に、かつ前駆放電の時間が所定長に至る（（ｉｉ）の場合に相当）よりも前に、ユーザーによってスターター２が起動された場合が例示される。
【００３５】
横軸は時間軸であり、時刻ｔ１において開始条件が満足された場合を例示する。時刻ｔ１では温度Ｔｈは所定温度Ｔｈ０よりも低く、よって開閉制御信号Ｇが活性化して前駆放電が開始する。
【００３６】
時刻ｔ５は、時刻ｔ１から所定長Ｔ経過する前の時点であり、温度Ｔｈは所定温度Ｔｈ０に達していない。この時刻ｔ５が、ユーザーによってスターター２が起動された時点を示すとすれば、その後のエンジン１の始動は成功するかもしれないし、失敗するかもしれない。つまり時刻ｔ５がそのような時点を示す場合には、図５の実線のグラフで示されるエンジン状態（始動成功）となることもあれば、破線のグラフで示されるエンジン状態（始動失敗）となることもある。
【００３７】
時刻ｔ５が、ユーザーによってスターター２が起動されてからエンジン１の始動が成功した時点を示すとすれば、当然、図５の実線のグラフで示されるエンジン状態（始動成功）が得られ、破線のグラフで示されるエンジン状態（始動失敗）となることはない。
【００３８】
このように、始動電流Ｚをスターター２に与える前に放電電流Ｙを流すことによって始動用蓄電池３の温度Ｔｈを上昇させる。よって始動電流Ｚの低下を防ぎ、以てエンジン１を始動させ易くなる。
【００３９】
｛第２実施形態｝
図６は第２実施形態にかかる車載電源１００Ｂの構成及びその周辺を例示するブロック図である。なお、本実施形態の説明において、第１実施形態で説明したものと同様の構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
車載電源１００Ｂは、車載電源１００Ａの制御回路５Ａを制御回路５Ｂに置換した構成を有している。車載電源１００Ｂは、その外部に設けられて車載されるＥＣＵ（エレクトロニックコントロールユニット）６と共に電源システムとして認識することができる。
【００４１】
ＥＣＵ６は、温度Ｔｈ及び前駆放電パラメータＭを受け、開始指令Ｊ１、終了指令Ｊ２を制御回路５Ｂに与える。制御回路５Ｂは開始指令Ｊ１を受けて放電経路４を導通させ、以て前駆放電を開始させる。制御回路５Ｂは終了指令Ｊ２を受けて放電経路４を非導通にし、以て前駆放電を終了させる。
【００４２】
ＥＣＵ６は、第１実施形態で説明された開始条件のいずれかが満足され、かつ温度Ｔｈが所定温度よりも低いときに開始指令Ｊ１を制御回路５Ｂに与える。ＥＣＵ６は、第１実施形態で説明された終了条件のいずれかが満足されたときに終了指令Ｊ２を制御回路５Ｂに与える。
【００４３】
よって第２実施形態における開閉制御信号Ｇは、第１実施形態における開閉制御信号Ｇと同様に、活性／非活性となる。
【００４４】
第２実施形態でも図２で示されたフローチャートが適用されるが、各ステップの動作主体が第１実施形態のそれと異なる。具体的には第２実施形態におけるステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０４の判断主体はＥＣＵ６である。またステップＳ１０３，Ｓ１０５において放電経路４の導通／非導通を制御する主体は制御回路５Ｂである。
【００４５】
以上のようにして第２実施形態も第１実施形態と同様に放電電流Ｙを流すので、始動電流Ｚの低下を防ぎ、以てエンジン１を始動させ易くなる。
【００４６】
｛第３実施形態｝
図７は第３実施形態にかかる車載電源１００Ｃの構成及びその周辺を例示するブロック図である。なお、本実施形態の説明において、第１実施形態で説明したものと同様の構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
車載電源１００Ｃは、車載電源１００Ａの制御回路５Ａを制御回路５Ｃとして車載電源１００Ａの外部に設けた構成を有している。第３実施形態での制御回路５Ｃの機能は制御回路５Ａの機能と同一である。このような制御回路５Ｃとしては、エンジンＥＣＵ、マイクロコンピュータが搭載された充放電回路（リレーまたはＤＣ／ＤＣコンバータ）を採用できる。
【００４８】
以上のようにして第３実施形態も第１実施形態と同様に放電電流Ｙを流すので、始動電流Ｚの低下を防ぎ、以てエンジン１を始動させ易くなる。
【００４９】
｛変形例｝
上記の実施形態では開始条件、終了条件は複数呈示したが、いずれも単数の条件を選定することができる。例えば、開始条件として車両のドアが開扉されたことのみを設定し、これが満足されなければ、ドアが開錠されていても開始条件は満足されない、と設定することができる。同様に、終了条件として（ｉｉ）のみを設定し、温度Ｔｈが所定温度に至るか否かに拘わらず、またエンジン１の始動に成功したか否かに拘わらず、所定長の時間で前駆放電を行い続けてもよい。
【００５０】
始動用蓄電池３と放電経路４とはモジュール化されて一体に構成してもよい。
【００５１】
なお、上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせることができる。
【００５２】
以上のようにこの発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【００５３】
１  エンジン
２  スターター
３  始動用蓄電池
４  放電経路
４ａ  抵抗器
４ｂ  スイッチ
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ  制御回路
６  ＥＣＵ
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ  車載電源
【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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