(57)【要約】      （修正有）【課題】第１蓄電池及び第２蓄電池を備えるシステムに適用され、第１蓄電池から第２蓄電池へと過電流が流れることを回避できる電源制御装置を提供する。【解決手段】第１蓄電池１１及び第２蓄電池１２を電気的に接続する接続経路ＬＤには、第１スイッチ部ＳＷ１が設けられている。接続経路において第１スイッチ部ＳＷ１よりも第２蓄電池側には、発電機１０の出力部１０ｃが電気的に接続されている。接続経路において出力部との接続点よりも第２蓄電池側には、第２スイッチ部ＳＷ２が設けられている。電源制御装置は、第２蓄電池が過放電状態であるか否かを判定し、第２蓄電池が過放電状態であると判定していることを条件として、第１スイッチ部ＳＷ１及び第２スイッチ部ＳＷ２の双方が閉状態とされることを禁止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１蓄電池（１１）と、
第２蓄電池（１２）と、
前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池を電気的に接続する接続経路（ＬＤ）に設けられ、閉状態及び開状態のいずれかになることで電気的な導通及び遮断を切り替える第１スイッチ部（ＳＷ１）と、
前記接続経路において前記第１スイッチ部よりも前記第２蓄電池側に電気的に接続された出力部（１０ｃ）を有し、該出力部から発電電力を出力する発電機（１０）と、
前記接続経路において前記出力部との接続点（Ｎ）よりも前記第２蓄電池側に設けられ、閉状態及び開状態のいずれかになることで電気的な導通及び遮断を切り替える第２スイッチ部（ＳＷ２）と、を備えるシステムに適用され、
前記第２蓄電池が過放電状態であるか否かを判定する判定部（４０）と、
前記判定部により前記第２蓄電池が過放電状態であると判定されていることを条件として、前記第１スイッチ部及び前記第２スイッチ部の双方が閉状態とされることを禁止する禁止部（４０）と、を備える電源制御装置。
【請求項２】
前記第１スイッチ部及び前記第２スイッチ部の双方が閉状態とされることが前記禁止部により禁止されている場合において、前記第１スイッチ部を開状態としてかつ前記第２スイッチ部を閉状態とした状態で、前記発電機の発電電力により前記第２蓄電池を充電する充電制御部（４０）をさらに備える請求項１に記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記システムには、前記接続経路において前記第１スイッチ部よりも前記第１蓄電池側に電気的に接続された電気負荷（１４）がさらに備えられている請求項２に記載の電源制御装置。
【請求項４】
前記発電機は、前記出力部の出力電圧が調整可能とされており、
前記充電制御部は、前記第２蓄電池の充電時において、前記出力部の出力電圧を徐々に上昇させるものである請求項３に記載の電源制御装置。
【請求項５】
前記発電機は、給電されることにより、前記充電制御部から指示される前記出力部の出力電圧指令値に基づいて前記出力部の出力電圧を調節する発電制御部（１０ｂ）を有しており、
前記発電制御部には、前記第１蓄電池から電力が供給される請求項４に記載の電源制御装置。
【請求項６】
前記システムには、エンジン（２０）が備えられており、
前記発電機は、前記エンジンから動力が供給されることにより発電するものであり、
前記発電機は、給電されることにより、前記充電制御部から指示される前記出力部の出力電圧指令値に基づいて前記出力部の出力電圧を調節する発電制御部（１０ｂ）を有しており、
前記発電制御部には、前記エンジンが駆動されている状態において、前記発電機から電力が供給される請求項４又は５に記載の電源制御装置。
【請求項７】
前記充電制御部は、前記第１蓄電池の充電量が適正範囲の下限値を下回っていると判定した場合、前記第２蓄電池の充電に先立ち、前記第１スイッチ部を閉状態としてかつ前記第２スイッチ部を開状態とした状態で、前記発電機の発電電力により前記第１蓄電池を充電する請求項３〜６のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【請求項８】
前記充電制御部は、前記第２蓄電池の充電中に前記第１蓄電池の充電量が適正範囲の下限値を下回ったと判定した場合、前記第１スイッチ部を閉状態に切り替えてかつ前記第２スイッチ部を開状態に切り替えた状態で、前記発電機の発電電力により前記第１蓄電池を充電する請求項３〜７のいずれか１項に記載の電源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に搭載される電源制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に見られるように、鉛蓄電池である第１蓄電池と、リチウムイオン蓄電池である第２蓄電池と、半導体スイッチとを備える電源システムが知られている。半導体スイッチは、これら蓄電池を電気的に接続する接続経路に設けられている。電源システムは、さらに、接続経路において半導体スイッチよりも第１蓄電池側に電気的に接続された発電機を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５２３４０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の電源システムにおいて、第２蓄電池が長期間使用されないことにより、第２蓄電池の自己放電等に起因して第２蓄電池が過放電状態となることがある。従来、車両でこのような蓄電池の過放電問題が発生した場合、鉛蓄電池であれば車両から降ろしたり、救援車のジャンピングなどで充電してエンジンを始動することが可能であった。しかしながら、リチウムイオン蓄電池の場合、この蓄電池及び周辺回路を含むＡＳＳＹである電池パックとして搭載されるため、外部より蓄電池を充電する方法がなく、電池パックＡＳＳＹで交換せざるを得なかった。
【０００５】
通常、蓄電池は、その充電量が低下すると端子電圧が低下する。このため、過放電状態となった第２蓄電池は、その端子電圧が低い状態となり、第１蓄電池の端子電圧に対して第２蓄電池の端子電圧が大きく低下した状態となり得る。この状態において、半導体スイッチが開状態から閉状態に切り替えられると、第１蓄電池から第２蓄電池へと過電流が流れるおそれがある。この場合、電源システムにおいて過電流が流れる部位の信頼性が低下し得る。
【０００６】
本発明は、第１蓄電池及び第２蓄電池を備えるシステムに適用され、第１蓄電池から第２蓄電池へと過電流が流れることを回避できる電源制御装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００８】
第１の発明は、第１蓄電池（１１）と、第２蓄電池（１２）と、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池を電気的に接続する接続経路（ＬＤ）に設けられ、閉状態及び開状態のいずれかになることで電気的な導通及び遮断を切り替える第１スイッチ部（ＳＷ１）と、前記接続経路において前記第１スイッチ部よりも前記第２蓄電池側に電気的に接続された出力部（１０ｃ）を有し、該出力部から発電電力を出力する発電機（１０）と、前記接続経路において前記出力部との接続点（Ｎ）よりも前記第２蓄電池側に設けられ、閉状態及び開状態のいずれかになることで電気的な導通及び遮断を切り替える第２スイッチ部（ＳＷ２）と、を備えるシステムに適用される。第１の発明は、前記第２蓄電池が過放電状態であるか否かを判定する判定部（４０）と、前記判定部により前記第２蓄電池が過放電状態であると判定されていることを条件として、前記第１スイッチ部及び前記第２スイッチ部の双方が閉状態とされることを禁止する禁止部（４０）と、を備える。
【０００９】
上記発明では、判定部により第２蓄電池が過放電状態であると判定されていることを条件として、第１スイッチ部及び第２スイッチ部の双方が閉状態とされることが禁止部により禁止される。このため、第２蓄電池と第１蓄電池とが電気的に接続されることが禁止され、第１蓄電池から第２蓄電池へと過電流が流れることを回避できる。これにより、システムの信頼性の低下を回避することができる。
【００１０】
さらに上記発明では、第２蓄電池が過放電状態であると判定されていることを条件として、第１スイッチ部を閉状態としてかつ第２スイッチ部を開状態とすることもできる。これにより、第１蓄電池及び発電機を含む電気系統から第２蓄電池を電気的に切り離すことができ、システムが備える電気系統のうち正常な電気系統の動作及び使用を継続できる。
【００１１】
第２の発明は、前記第１スイッチ部及び前記第２スイッチ部の双方が閉状態とされることが前記禁止部により禁止されている場合において、前記第１スイッチ部を開状態としてかつ前記第２スイッチ部を閉状態とした状態で、前記発電機の発電電力により前記第２蓄電池を充電する充電制御部（４０）をさらに備える。
【００１２】
上記発明が適用されるシステムには、第１スイッチ部に加えて、接続経路において発電機の出力部との接続点よりも第２蓄電池側に第２スイッチ部が設けられている。このため上記発明では、禁止部により禁止されている場合において、第１スイッチ部を開状態としてかつ第２スイッチ部を閉状態とした状態で、発電機の発電電力により第２蓄電池を充電できる。これにより、過放電状態であると判定された第２蓄電池をシステムから取り外す作業を行うことなく、第２蓄電池の充電量を増加させて第２蓄電池を使用可能な状態にすることができる。
【００１３】
なお、上記特許文献１に記載のシステムである従来システムでは、接続経路において第１スイッチ部よりも第１蓄電池側に発電機が電気的に接続されている。このため従来システムでは、発電機の発電電力により第２蓄電池を充電する場合には、第１スイッチ部を閉状態とすることが必要となる。ただし第１スイッチ部が閉状態に切り替えられると、第１蓄電池から過放電状態の第２蓄電池へと過電流が流れるおそれがある。このため従来システムでは、第２蓄電池が過放電状態となった場合、第２蓄電池をシステムから取り外し、新品の第２蓄電池に交換するなどの作業が必要となる。
【００１４】
第３の発明では、前記システムには、前記接続経路において前記第１スイッチ部よりも前記第１蓄電池側に電気的に接続された電気負荷（１４）がさらに備えられている。
【００１５】
上記発明が適用されるシステムには、接続経路において第１スイッチ部よりも第１蓄電池側に電気的に接続された電気負荷が備えられている。このため、過放電状態であると判定された第２蓄電池の充電時において第１スイッチ部が開状態とされている場合であっても、第２蓄電池や発電機に代えて、第１蓄電池から電気負荷へと電力を供給できる。したがって、電気負荷への供給電力を確保しつつ、第２蓄電池を充電できる。
【００１６】
第４の発明では、前記発電機は、前記出力部の出力電圧が調整可能とされており、前記充電制御部は、前記第２蓄電池の充電時において、前記出力部の出力電圧を徐々に上昇させるものである。
【００１７】
上記発明では、第２蓄電池の充電時において、出力部の出力電圧が徐々に上昇させられる。これは、第２蓄電池が過放電状態である場合、第２蓄電池の端子電圧と第１蓄電池の端子電圧との差により、発電機の出力部から第２蓄電池へと過電流が流れないようにするためである。ここで、第２蓄電池の充電開始直後においては、発電機の出力部の出力電圧が低く、発電機及び第２蓄電池を含む電気系統の電圧が低くなる。このため、接続経路において第１スイッチ部よりも第２蓄電池側に電気負荷が電気的に接続されている構成では、第２蓄電池の充電開始直後において、発電機及び第２蓄電池を含む電気系統の電圧が、電気負荷の動作を保証できる最低電圧未満となり得る。
【００１８】
この点、上記発明では、接続経路において第１スイッチ部よりも第１蓄電池側に電気負荷が電気的に接続されている。このため、第２蓄電池の充電直後において、第１スイッチ部が開状態とされ、第１蓄電池から電気負荷へと電力を供給される。これにより、電気負荷に供給される電圧が上記最低電圧未満となることを回避できる。したがって、第２蓄電池の充電時において、電気負荷の動作を保証できる。
【００１９】
第５の発明では、前記発電機は、給電されることにより、前記充電制御部から指示される前記出力部の出力電圧指令値に基づいて前記出力部の出力電圧を調節する発電制御部（１０ｂ）を有しており、前記発電制御部には、前記第１蓄電池から電力が供給される。
【００２０】
発電機の出力部から第２蓄電池へと過電流が流れないようにするために、第２蓄電池の充電時において、出力電圧指令値に基づいて出力部の出力電圧が徐々に上昇させられる。ここで、第２蓄電池及び発電機から発電制御部へと給電される構成では、第２蓄電池の充電開始直後において、発電機及び第２蓄電池を含む電気系統の電圧が、発電制御部の動作を保証できる最低電圧未満となり得る。この場合、出力部の出力電圧を調整することができなくなる懸念がある。この問題に対処すべく、出力部の出力電圧を高くすることも考えられる。ただしこの場合、発電機の出力部から第２蓄電池へと過電流が流れるおそれがある。
【００２１】
この点、上記発明では、発電制御部には第１蓄電池から電力が供給される。このため、発電制御部に供給される電圧が上記最低電圧未満となることを回避できる。これにより、発電制御部の動作を保証でき、発電機の出力部の出力電圧を適正に調整できる。
【００２２】
第６の発明では、前記システムには、エンジン（２０）が備えられており、前記発電機は、前記エンジンから動力が供給されることにより発電するものであり、前記発電機は、給電されることにより、前記充電制御部から指示される前記出力部の出力電圧指令値に基づいて前記出力部の出力電圧を調節する発電制御部（１０ｂ）を有しており、前記発電制御部には、前記エンジンが駆動されている状態において、前記発電機から電力が供給される。
【００２３】
上記発明では、エンジンが駆動されている状態において、発電機の発電電力により発電制御部の電力を賄うことができる。
【００２４】
第７の発明は、前記充電制御部は、前記第１蓄電池の充電量が適正範囲の下限値を下回っていると判定した場合、前記第２蓄電池の充電に先立ち、前記第１スイッチ部を閉状態としてかつ前記第２スイッチ部を開状態とした状態で、前記発電機の発電電力により前記第１蓄電池を充電する。
【００２５】
第２蓄電池の充電時において、第１蓄電池の充電量が不十分であると、第１蓄電池から電気負荷への供給電力が不足するおそれがある。この点、上記発明では、第１蓄電池の充電量が適正範囲の下限値を下回っていると判定された場合、第２蓄電池の充電に先立ち、第１スイッチ部が閉状態とされてかつ第２スイッチ部が開状態とされた状態で、発電機の発電電力により第１蓄電池が充電される。そしてその後、第２蓄電池が充電される。このため、第２蓄電池の充電時において、第１蓄電池から電気負荷への供給電力が不足することを回避できる。
【００２６】
第８の発明は、前記充電制御部は、前記第２蓄電池の充電中に前記第１蓄電池の充電量が適正範囲の下限値を下回ったと判定した場合、前記第１スイッチ部を閉状態に切り替えてかつ前記第２スイッチ部を開状態に切り替えた状態で、前記発電機の発電電力により前記第１蓄電池を充電する。
【００２７】
第１蓄電池から電気負荷への供給電力が大きかったり、第２蓄電池の充電期間が長くなったりする場合には、第２蓄電池の充電中において第１蓄電池の充電量が不足し、第１蓄電池から電気負荷への供給電力が不足し得る。この点、上記発明では、第２蓄電池の充電中に第１蓄電池の充電量が適正範囲の下限値を下回ったと判定された場合、第１スイッチ部が閉状態に切り替えられてかつ第２スイッチ部が開状態に切り替えられた状態とされる。そしてこの状態で、発電機の発電電力により第１蓄電池が充電される。このため、第２蓄電池の充電中に第１蓄電池から電気負荷への供給電力が不足することを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】車載電源システムの全体構成図。
【図２】充電処理の手順を示すフローチャート。
【図３】鉛蓄電池の充電量が十分な場合の充電処理を示すタイムチャート。
【図４】鉛蓄電池の充電量が不十分な場合の充電処理を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の電源制御装置が搭載される車両は、エンジンを駆動源として走行するものであり、いわゆるアイドリングストップ機能を有している。
【００３０】
図１に示すように、車載電源システムは、回転電機１０、第１蓄電池としての鉛蓄電池１１、第２蓄電池としてのリチウムイオン蓄電池１２、スタータ１３、及び各種の電気負荷１４を備えている。鉛蓄電池１１は、周知の汎用蓄電池である。一方、リチウムイオン蓄電池１２は、鉛蓄電池１１と比べて、出力密度及びエネルギ密度が高いものであり、また、頻繁な充放電に対する耐性が高い高性能蓄電池である。本実施形態において、鉛蓄電池１１は、その蓄電容量がリチウムイオン蓄電池１２の蓄電容量よりも大きくされている。また本実施形態において、鉛蓄電池１１は、その定格電圧がリチウムイオン蓄電池１２の定格電圧と同一又は略同一とされている。
【００３１】
鉛蓄電池１１の正極には、接続経路ＬＤを介してリチウムイオン蓄電池１２の正極が接続されている。鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２のそれぞれの負極は、接地されている。
【００３２】
回転電機１０は、発電部１０ａ、発電制御部１０ｂ、及び発電部１０ａの発電電力を出力する出力部１０ｃを有している。発電部１０ａは、ステータ、ステータに巻回されたステータコイル、ロータ、及びロータに巻回されたロータコイルを含む。ロータの回転軸は、エンジン２０の出力軸２０ａに対してベルト等により連結されている。本実施形態において回転電機１０は、出力軸２０ａや車軸の回転により発電する発電機として機能する。
【００３３】
出力軸２０ａから供給される動力により、ロータが回転する。発電部１０ａにおいて、ロータが回転する状況下でロータコイルに流れる励磁電流に応じてステータコイルに交流電流が誘起され、図示しない整流器により直流電流に変換される。そして、ロータコイルに流れる励磁電流が発電制御部１０ｂにより調整されることで、発電された直流電圧が出力電圧指令値Ｖｒｅｆとなるよう調整される。つまり、発電制御部１０ｂは、出力部１０ｃから出力される発電電力を出力電圧指令値Ｖｒｅｆに制御する。発電制御部１０ｂには、鉛蓄電池１１から電力が供給される。
【００３４】
電源システムは、第１スイッチ部ＳＷ１と、第２スイッチ部ＳＷ２とを備えている。本実施形態において、第１スイッチ部ＳＷ１は、接続経路ＬＤに設けられ、閉状態及び開状態のいずれかになることで電気的な導通及び遮断を切り替える半導体スイッチである。本実施形態において、第１スイッチ部ＳＷ１は、ソース同士が接続された一対のＮチャネルＭＯＳＦＥＴにより構成されている。
【００３５】
接続経路ＬＤにおいて第１スイッチ部ＳＷ１よりもリチウムイオン蓄電池１２側には、出力部１０ｃが電気的に接続されている。接続経路ＬＤにおいて出力部１０ｃとの接続点Ｎよりもリチウムイオン蓄電池１２側には、半導体スイッチである第２スイッチ部ＳＷ２が設けられている。本実施形態において、第２スイッチ部ＳＷ２は、ソース同士が接続された一対のＮチャネルＭＯＳＦＥＴにより構成されている。
【００３６】
鉛蓄電池１１には、スタータ１３が並列接続されている。スタータ１３は、鉛蓄電池１１から電力が供給されることにより、エンジン２０の出力軸２０ａに初期回転を付与するクランキングを行う。
【００３７】
鉛蓄電池１１には、電気負荷１４が並列接続されている。電気負荷１４には、供給電力の電圧が概ね一定、又は少なくとも所定範囲内で変動するよう安定であることが要求される定電圧要求負荷が含まれる。定電圧要求負荷の具体例としては、ナビゲーション装置、ヘッドライト、及び空調装置の送風ファン等が挙げられる。
【００３８】
電源システムは、鉛蓄電池１１の端子電圧を検出する第１電圧検出部３０と、鉛蓄電池１１に流れる充放電電流を検出する第１電流検出部３１とを備えている。電源システムは、リチウムイオン蓄電池１２の端子電圧を検出する第２電圧検出部３２と、リチウムイオン蓄電池１２に流れる充放電電流を検出する第２電流検出部３３とを備えている。
【００３９】
各検出部の検出値は、電源システムに備えられる制御装置４０に入力される。制御装置４０は、エンジン２０の始動制御、発電制御部１０ｂに対して出力電圧指令値Ｖｒｅｆを出力する発電制御、並びに鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２の充電率（ＳＯＣ）が過充放電とならない適正範囲となるよう調整する充放電制御を行う。なお、鉛蓄電池１１の適正範囲は、中心となる値から所定範囲に設定され、具体的には例えば９０％±２％に設定されている。また、リチウムイオン蓄電池１２の適正範囲は、具体的には例えば３０〜８０％に設定されている。
【００４０】
なお、エンジン２０の始動制御には、車両ユーザのイグニッションスイッチのオン操作を入力としたエンジン２０の初回の始動制御に加えて、アイドリングストップ制御によるエンジン２０の再始動制御も含まれる。アイドリングストップ制御とは、周知のとおり所定の自動停止条件の成立によりエンジン２０を自動停止させ、その自動停止状態下において所定の再始動条件の成立によりエンジン２０を再始動させるものである。
【００４１】
ちなみに、実際には、エンジン２０等の車載システムの構成要素のそれぞれに対応して個別に制御装置が設けられる。本実施形態では、制御装置が個別設けられる点が要部ではないため、便宜上、これら制御装置を単一の制御装置４０として図示した。
【００４２】
続いて、制御装置４０により実行されるエンジン２０の始動時における充電処理について説明する。
【００４３】
電源システムにおいて、車両が長期間放置され、リチウムイオン蓄電池１２が長期間使用されないことがある。この場合、リチウムイオン蓄電池１２の自己放電や、リチウムイオン蓄電池１２に電気的に接続された機器への暗電流の供給により、リチウムイオン蓄電池１２の充電率がその適正範囲の下限値に近くなる又はその下限値を下回る状態である過放電状態となることがある。過放電状態となったリチウムイオン蓄電池１２は、その端子電圧が低い状態となり、鉛蓄電池１１の端子電圧に対するリチウムイオン蓄電池１２の端子電圧の低下度合いが大きい状態となり得る。この状態において、第１スイッチ部ＳＷ１が開状態から閉状態に切り替えられると、鉛蓄電池１１からリチウムイオン蓄電池１２へと過電流が流れるおそれがある。この場合、接続経路ＬＤ、鉛蓄電池１１及びリチウムイオン蓄電池１２等の信頼性が低下するおそれがある。
【００４４】
この問題を解決すべく、過放電状態となったリチウムイオン蓄電池１２を、新品のリチウムイオン蓄電池や、充電量が十分な中古のリチウムイオン蓄電池に交換することも考えられる。また、過放電状態となったリチウムイオン蓄電池１２を車両から取り外し、取り外したリチウムイオン蓄電池１２を充電設備で充電して車両に再度搭載することも考えられる。ただし、この場合、交換するための工数が手間となったり、車両ユーザの負担する交換費用が増加したりするといった不都合が生じる。
【００４５】
そこで本実施形態では、リチウムイオン蓄電池１２が過放電状態になった場合であっても、リチウムイオン蓄電池１２を車両から取り外すことなく、リチウムイオン蓄電池１２を再度使用可能な状態とする充電処理が行われる。
【００４６】
図２に、上記充電処理の手順を示す。この処理は、制御装置４０により例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００４７】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、イグニッションスイッチがオンされているか否かを判定する。ステップＳ１０においてオンされていると判定した場合には、ステップＳ１２に進み、判定フラグＦの値が０であるか否かを判定する。判定フラグＦは、その初期値が０に設定されている。
【００４８】
ステップＳ１２において判定フラグＦの値が０であると判定した場合には、ステップＳ１４に進み、第１スイッチ部ＳＷ１を閉状態としてかつ第２スイッチ部ＳＷ２を開状態とする。
【００４９】
続くステップＳ１６では、エンジン２０の始動が完了しているか否かを判定する。なおエンジン２０の始動完了を判定する手法としては、例えば、出力軸２０ａの回転速度が所定回転速度以上になっていると判定した場合に始動が完了したと判定する手法を採用すればよい。なお、エンジン２０の始動が完了すると、エンジン２０の出力軸２０ａから供給される動力により、回転電機１０による発電が可能となる。本実施形態では、エンジン２０が駆動されている状態において、回転電機１０の発電電力が発電制御部１０ｂに直接供給される。これにより、発電制御部１０ｂに供給すべき電力を回転電機１０の発電電力で賄うことができる。
【００５０】
ステップＳ１６においてエンジン２０の始動が完了していると判定した場合や、ステップＳ１２において判定フラグＦの値が１であると判定した場合には、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、リチウムイオン蓄電池１２が過放電状態であるか否かを判定する。本実施形態では、第２電圧検出部３２により検出されたリチウムイオン蓄電池１２の端子電圧ＶＬｉが第１判定値Ｖｔｈ１未満であると判定した場合、リチウムイオン蓄電池１２が過放電状態であると判定する。本実施形態において、第１判定値Ｖｔｈ１は、リチウムイオン蓄電池１２の端子電圧の適正範囲の下限値に設定されている。なお本実施形態において、ステップＳ１８の処理が判定部に相当する。
【００５１】
なお、図２に示す処理が開始された後、最初にステップＳ１８の処理が行われる場合、第２スイッチ部ＳＷ２が開状態とされ、リチウムイオン蓄電池１２が接続点Ｎと切り離されている。このとき、リチウムイオン蓄電池１２の開放端電圧が所定値（例えば１０Ｖ）以下であると判定した場合、リチウムイオン蓄電池１２が過放電状態であると判定してもよい。
【００５２】
ステップＳ１８において過放電状態でないと判定した場合には、ステップＳ２０に進み、第１スイッチ部ＳＷ１及び第２スイッチ部ＳＷ２が同時に閉状態とされることを許可する。第１スイッチ部ＳＷ１及び第２スイッチ部ＳＷ２が閉状態とされている場合において、回転電機１０が発電するとき、その発電電力は、鉛蓄電池１１、リチウムイオン蓄電池１２及び電気負荷１４に供給される。ステップＳ２０の処理の完了後、ステップＳ２２に進み、判定フラグＦの値を１とする。
【００５３】
一方、ステップＳ１８において過放電状態であると判定した場合には、ステップＳ２４に進み、第１スイッチ部ＳＷ１及び第２スイッチ部ＳＷ２が同時に閉状態とされることを禁止する。なお本実施形態において、ステップＳ２４の処理が禁止部に相当する。
【００５４】
続くステップＳ２６では、鉛蓄電池１１が劣化しているか否かを判定する。なおステップＳ２６において劣化していると判定した場合、故障警告灯を点灯させること等により、劣化している旨をユーザに通知する処理を行うのが望ましい。
【００５５】
ステップＳ２６において劣化していないと判定した場合には、ステップＳ２８に進み、鉛蓄電池１１の充電量が十分であるか否かを判定する。本実施形態では、第１電圧検出部３０により検出された鉛蓄電池１１の端子電圧ＶＰｂが第２判定値Ｖｔｈ２未満であると判定した場合、鉛蓄電池１１の充電量が十分でないと判定する。本実施形態において、第２判定値Ｖｔｈ２は、鉛蓄電池１１の端子電圧の適正範囲の下限値に設定されている。なお、鉛蓄電池１１の上記下限値は、例えば１２．５Ｖである。
【００５６】
ちなみに、鉛蓄電池１１の充電量が十分であると判定する方法としては、以下に説明する方法もある。具体的には例えば、鉛蓄電池１１を所定電流（例えば５Ａ）で充電しているときの端子電圧が、第２判定値Ｖｔｈ２よりも大きい第３判定値Ｖｔｈ３（例えば１４Ｖ）以上であると判定した場合、鉛蓄電池１１の充電量が十分であると判定する方法がある。また例えば、所定電圧（例えば１４Ｖ）で充電しているときの鉛蓄電池１１への充電電流が所定値（例えば５Ａ）以下であると判定した場合、鉛蓄電池１１の充電量が十分であると判定する方法もある。
【００５７】
ステップＳ２８において鉛蓄電池１１の充電量が十分であると判定した場合には、ステップＳ３０に進み、第１スイッチ部ＳＷ１を開状態としてかつ第２スイッチ部ＳＷ２を閉状態とする。
【００５８】
続くステップＳ３２では、回転電機１０の出力部１０ｃから出力される発電電力によりリチウムイオン蓄電池１２を充電する。本実施形態では、リチウムイオン蓄電池１２の充電時において、出力電圧指令値Ｖｒｅｆが規定値に到達するまで出力電圧指令値Ｖｒｅｆを漸増させる処理を行う。これは、出力部１０ｃからリチウムイオン蓄電池１２へと過電流が流れるのを回避するための処理である。なお、上記規定値は、例えば、リチウムイオン蓄電池１２及び鉛蓄電池１１の定格電圧よりも高い値に設定されている。ステップＳ３２の処理の完了後、続くステップＳ３４では、判定フラグＦの値を１とする。
【００５９】
一方、ステップＳ２８において鉛蓄電池１１の充電量が十分でないと判定した場合には、ステップＳ３６に進み、第１スイッチ部ＳＷ１を閉状態としてかつ第２スイッチ部ＳＷ２を開状態とする。続くステップＳ３８では、回転電機１０の出力部１０ｃから出力される発電電力により鉛蓄電池１１を充電する。ステップＳ４０では、鉛蓄電池１１の端子電圧ＶＰｂが、第３判定値Ｖｔｈ３以上になったか否かを判定する。ステップＳ４０において肯定判定した場合には、ステップＳ４２に進み、判定フラグＦの値を０とする。
【００６０】
続いて、図３及び図４を用いて、エンジン２０の始動時における上記充電処理についてさらに説明する。
【００６１】
まず、図３を用いて、エンジン２０の始動完了時の鉛蓄電池１１の充電量が十分である場合の充電処理について説明する。ここで、図３（ａ）はイグニッションスイッチの操作状態の推移を示し、図３（ｂ）はスタータ１３の動作状態の推移を示し、図３（ｃ）はエンジン２０の動作状態の推移を示す。図３（ｄ），（ｅ）は第１，第２スイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２の操作状態の推移を示し、図３（ｆ）は第２電圧検出部３２により検出されたリチウムイオン蓄電池１２の端子電圧ＶＬｉの推移を示す。
【００６２】
図示される例では、時刻ｔ１においてイグニッションスイッチがオンされることにより、第１スイッチ部ＳＷ１が開状態から閉状態に切り替えられる。その後、スタータ１３によりエンジン２０の出力軸２０ａに初期回転が付与され、また、エンジン２０の燃焼制御が開始されることにより、時刻ｔ２において、エンジン２０の始動が完了したと判定される。なお本実施形態において、鉛蓄電池１１は、エンジン２０の始動時においてスタータ１３の駆動に必要な蓄電量を有していることとする。
【００６３】
その後、リチウムイオン蓄電池１２が過放電状態であると判定されることにより、エンジン２０の始動完了後、第１スイッチ部ＳＷ１及び第２スイッチ部ＳＷ２の双方が閉状態とされるに先立ち、第１スイッチ部ＳＷ１及び第２スイッチ部ＳＷ２の双方が閉状態とされることが禁止される。
【００６４】
その後時刻ｔ３において、第１スイッチ部ＳＷ１が閉状態から開状態に切り替えられ、第２スイッチ部ＳＷ２が開状態から閉状態に切り替えられる。そして、回転電機１０の発電電力によりリチウムイオン蓄電池１２の充電が開始される。リチウムイオン蓄電池１２の充電により、時刻ｔ４において、リチウムイオン蓄電池１２の端子電圧ＶＬｉが第１判定値Ｖｔｈ１に到達したと判定される。このため、リチウムイオン蓄電池１２の過放電状態が解消されたと判定され、第１スイッチ部ＳＷ１及び第２スイッチ部ＳＷ２の双方が閉状態とされることが許可される。これにより、第１スイッチ部ＳＷ１が閉状態に切り替えられる。
【００６５】
続いて図４を用いて、エンジン２０の始動完了時の鉛蓄電池１１の充電量が不十分である場合の充電処理について説明する。なお、図４（ａ）〜（ｅ），（ｇ）は先の図３（ａ）〜（ｆ）に対応しており、図４（ｆ）は第１電圧検出部３０により検出された鉛蓄電池１１の端子電圧ＶＰｂの推移を示す。なお図４（ｆ）では、スタータ１３の駆動による端子電圧ＶＰｂの低下等の図示を省略している。
【００６６】
図示される例では、時刻ｔ２の後にリチウムイオン蓄電池１２が過放電状態であると判定される。その後、リチウムイオン蓄電池１２の充電に先立ち、時刻ｔ３において回転電機１０の発電電力により鉛蓄電池１１の充電が開始される。鉛蓄電池１１の充電により、時刻ｔ４において、鉛蓄電池１１の端子電圧ＶＰｂが第３判定値Ｖｔｈ３に到達したと判定される。その後、鉛蓄電池１１の充電量が十分であると判定される。そして、第１スイッチ部ＳＷ１が開状態に切り替えられてかつ第２スイッチ部ＳＷ２が閉状態に切り替えられた状態で、回転電機１０の発電電力によりリチウムイオン蓄電池１２の充電が開始される。そして、時刻ｔ５においてリチウムイオン蓄電池１２の過放電状態が解消されたと判定され、第１スイッチ部ＳＷ１及び第２スイッチ部ＳＷ２の双方が閉状態とされることが許可される。これにより、第１スイッチ部ＳＷ１が閉状態に切り替えられる。
【００６７】
なお、鉛蓄電池１１から電気負荷１４への供給電力が大きかったり、リチウムイオン蓄電池１２の充電期間が長くなったりする場合には、充電処理によるリチウムイオン蓄電池１２の充電中において鉛蓄電池１１の端子電圧ＶＰｂが第２判定値Ｖｔｈ２未満となり得る。ここで図２に示した充電処理によれば、リチウムイオン蓄電池１２の充電中に鉛蓄電池１１の端子電圧ＶＰｂが第２判定値Ｖｔｈ２未満になったとステップＳ２８の処理で判定された場合、ステップＳ３６の処理により第１スイッチ部ＳＷ１が閉状態に切り替えられてかつ第２スイッチ部ＳＷ２が開状態に切り替えられた状態とされる。そしてこの状態で、回転電機１０の発電電力により鉛蓄電池１１が充電され、その後リチウムイオン蓄電池１２の充電が再度開始される。このため、リチウムイオン蓄電池１２の充電中に鉛蓄電池１１から電気負荷１４への供給電力が不足することを回避できる。
【００６８】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００６９】
リチウムイオン蓄電池１２が過放電状態であると判定された場合、第１スイッチ部ＳＷ１及び第２スイッチ部ＳＷ２の双方が閉状態とされることを禁止した。このため、鉛蓄電池１１から過放電状態であると判定されたリチウムイオン蓄電池１２へと過電流が流れることを回避できる。これにより、電源システムの信頼性の低下を回避できる。
【００７０】
リチウムイオン蓄電池１２が過放電状態であると判定された場合、第１スイッチ部ＳＷ１を開状態としてかつ第２スイッチ部ＳＷ２を閉状態とした状態で、回転電機１０の発電電力によりリチウムイオン蓄電池１２を充電した。このため、過放電状態であると判定されたリチウムイオン蓄電池１２を車両から取り外す作業を行うことなく、車両に備えられた状態でリチウムイオン蓄電池１２の充電量を増加させ、リチウムイオン蓄電池１２を使用可能な状態に復帰させることができる。
【００７１】
接続経路ＬＤにおいて第１スイッチ部ＳＷ１よりも鉛蓄電池１１側に電気負荷１４を接続した。このため、過放電状態であると判定されたリチウムイオン蓄電池１２の充電時において第１スイッチ部ＳＷ１が開状態とされている場合であっても、鉛蓄電池１１から電気負荷１４へと電力を供給できる。したがって、電気負荷１４に供給される電圧が電気負荷１４の動作を保証できる最低電圧未満となることを回避しつつ、リチウムイオン蓄電池１２の充電処理を行うことができる。
【００７２】
また、リチウムイオン蓄電池１２の充電中に出力電圧指令値Ｖｒｅｆを漸増させる構成において、接続経路ＬＤにおいて第１スイッチ部ＳＷ１よりも鉛蓄電池１１側に発電制御部１０ｂを接続した。これにより、発電制御部１０ｂに供給される電圧が発電制御部１０ｂの動作を保証できる最低電圧未満となることを回避できる。
【００７３】
（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００７４】
・リチウムイオン蓄電池１２が過放電状態であるか否かの判定手法としては、上記実施形態で説明したものに限らない。例えば、リチウムイオン蓄電池１２の充電率がその適正範囲の下限値未満であると判定した場合、リチウムイオン蓄電池１２が過放電状態であると判定してもよい。なお、リチウムイオン蓄電池１２の充電率は、例えば、第２電流検出部３３により検出されたリチウムイオン蓄電池１２の充放電電流の積算値に基づいて算出されればよい。
【００７５】
また、リチウムイオン蓄電池１２が過放電状態であるか否かの判定手法として、例えば、鉛蓄電池１１の端子電圧ＶＰｂ及びリチウムイオン蓄電池１２の端子電圧ＶＬｉの差に基づく判定手法を用いてもよい。具体的には、鉛蓄電池１１の端子電圧ＶＰｂからリチウムイオン蓄電池１２の端子電圧ＶＬｉを減算した値が所定値（＞０）未満であると判定した場合、リチウムイオン蓄電池１２が過放電状態であると判定すればよい。
【００７６】
さらに、リチウムイオン蓄電池１２が過放電状態であるか否かの判定手法としては、端子電圧等の検出値を用いるものに限らない。例えば、電源システムが前回使用されてからの経過時間が所定時間以上になったと判定した場合にリチウムイオン蓄電池１２が過放電状態であると判定する手法を用いてもよい。
【００７７】
・図２のステップＳ２８において、鉛蓄電池１１の充電量が十分であるか否かの判定手法としては、上記実施形態で説明したものに限らない。例えば、鉛蓄電池１１の充電率（ＳＯＣ）がその適正範囲の下限値未満であると判定した場合、鉛蓄電池１１の充電量が十分でないと判定してもよい。なお、上記適正範囲の下限値は、例えば８８％（＝９０％−２％）に設定されている。また、鉛蓄電池１１の充電率は、例えば、第１電流検出部３１により検出された鉛蓄電池１１の充放電電流の積算値に基づいて算出されればよい。
【００７８】
・図２のステップＳ３２の処理によりリチウムイオン蓄電池１２の充電が行われている期間に実行されるステップＳ２８において、鉛蓄電池１１の充電量が十分であると判定するための閾値を、第２判定値Ｖｔｈ２から別の値に切り替えてもよい。具体的には例えば、第２判定値Ｖｔｈ２から、第２判定値Ｖｔｈ２よりも大きくてかつ第３判定値Ｖｔｈ３よりも小さい値に切り替えてもよい。
【００７９】
・上記実施形態では、第１蓄電池を鉛蓄電池１１とし、第２蓄電池をリチウムイオン蓄電池１２としたがこれに限らず、第１蓄電池及び第２蓄電池の双方を鉛蓄電池又はリチウムイオン蓄電池にする等、第１蓄電池及び第２蓄電池の双方を同じ種類の蓄電池としてもよい。なお、蓄電池の種類としては、鉛蓄電池及びリチウムイオン蓄電池以外の種類の蓄電池であってもよい。
【００８０】
・接続経路ＬＤにおいて第１スイッチ部ＳＷ１よりも接続点Ｎ側に電気負荷が接続されている構成であってもよい。ここで、接続点Ｎ側に接続されている電気負荷としては、例えば、過放電状態のリチウムイオン蓄電池１２の充電中に電力が十分に供給されなくてもよい電気負荷や、車両走行に及ぼす影響がない電気負荷、過放電状態のリチウムイオン蓄電池１２の充電中に動作しなくてもよい電気負荷などが挙げられる。
【００８１】
・過放電状態のリチウムイオン蓄電池１２を充電する場合において、リチウムイオン蓄電池１２の充電電流が所定電流以下になるように出力電圧指令値Ｖｒｅｆを徐々に上昇させてもよい。
【００８２】
・第１スイッチ部ＳＷ１及び第２スイッチ部ＳＷ２としては、ＭＯＳＦＥＴにより構成されている半導体スイッチに限らず、例えば、サイリスタにより構成される半導体スイッチや、ソリッドステートリレーを用いてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１０…回転電機、１１…鉛蓄電池、１２…リチウムイオン蓄電池、４０…制御装置、ＬＤ…接続経路、ＳＷ１…第１スイッチ部、ＳＷ２…第２スイッチ部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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