JP4258731B2

JP4258731B2 - ２電源方式の車両用電源装置

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Inventors: 崇千田; 章加藤; 克典田中; 武志下山
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Description

本発明は、複数バッテリを用いる２電源方式の車両用電源装置に関する。

近年、燃費節減が可能なアイドルストップを行う車両が増加している。以下、この車両をアイドルストップ車と称する。いわゆるハイブリッド車もアイドルストップ車の一種と考えられる。アイドルストップ車では、エンジン停止中における電気負荷への給電は当然、バッテリのみによりなされねばならない。電気負荷としては、空調用の電動コンプレッサを装備することが望まれている。

また、バッテリを複数用いる２電源方式の車両用電源装置が知られており、この２電源方式の車両用電源装置において、等電圧２電源方式と、異電圧２電源方式とが知られている。異電圧２電源方式の一例として、たとえば本出願人の出願になる下記の特許文献１が知られている。
特開２００２ー３４５１６１号公報この異電圧２電源方式では、通常はスタータモータを兼ねる発電機は、高電圧の第一バッテリを充電するとともに、電力伝送装置を通じて低電圧の第二バッテリ及びこの第二バッテリから給電される電気負荷へ給電する。アイドルストップ車にこの異電圧２電源方式を採用すれば、電気負荷はエンジン始動を行わない第二バッテリにより駆動されるため、電気負荷に印加される電源電圧のエンジン始動時における低下を防止することができる。

更に、この異電圧２電源方式によれば、頻繁にエンジン始動を行うアイドルストップ車のエンジン始動時において、第一バッテリからスタータモータに到る電源回路の電流を低減してその抵抗損失を減らし、送電配線の小型軽量化も実現することができる。その他、上記説明した異電圧２電源方式において、電力伝送装置を双方向タイプとすることにより、第一バッテリに蓄電される残容量が所定レベルを下回る場合のエンジン始動に際して電力伝送装置を駆動して第二バッテリから第一バッテリ側に逆送電することも提案されている。

また、上記した等電圧２電源方式として下記の特許文献２、３が知られている。
特開平５ー２７８５３６号公報特開平７ー３２２５３１号公報これら等電圧２電源方式の車両用電源装置は、アイドルストップ後の再発進時の電圧低下がスタータモータ以外の所定の電気負荷へ与える悪影響を回避するために、たとえば通常は発電機を兼ねるスタータモータにエンジン始動電力を給電する第一バッテリと、この第一バッテリとは別に設けられて照明負荷やラジオや制御装置など電圧低下を嫌う電気負荷に給電する第二バッテリとを装備し、これら二つのバッテリはリレーにより接続される。エンジン始動時にこのリレーを開放することにより電圧低下を嫌う電気負荷の電圧低下を防止することができる。しかしながら、この等電圧２電源方式の車両用電源装置では、エンジン始動時における電気負荷の電圧低下は回避できるものの、異電圧２電源方式の上記効果を奏することができない不具合がある。

しかしながら、電力伝送装置を装備する異電圧２電源方式をアイドルストップ車に適用する場合、電気負荷はアイドルストップ中に第二バッテリにより駆動されるが、アイドルストップ時間が長くなると、第二バッテリの残容量が低下してアイドルストップを終了しエンジン始動を行い、その結果としてアイドルストップによる燃費改善効果が低下するという問題があった。この問題を改善するには、第二バッテリの容量を増大すればよいが、その結果、第二バッテリの体格、重量及び製造コストの増大を招くという不具合が派生した。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、バッテリの大型化を防止しつつアイドルストップ時間の延長が可能な２電源方式の車両用電源装置を提供することをその目的としている。

上記課題を解決するこの発明の２電源方式の車両用電源装置は、エンジン駆動の発電機と、前記発電機により充電される第一バッテリとを含む第一電源系と、車載の電気負荷と、前記電気負荷に給電する第二バッテリとを含む第二電源系と、前記第一電源系から前記第二電源系に送電する電力伝送装置と、前記電力伝送装置を制御して前記送電を調節する送電制御回路とを備える２電源方式の車両用電源装置に適用される。この種の車両用電源装置は、２電源方式の車両用電源装置として知られている。

第一電源系の第一バッテリはケーブルにより発電機の出力端子に接続されて、第二電源系の第二バッテリもケーブルにより電気負荷に接続されている。

好適には、第一バッテリは、発電機が発電する一時的な余剰電力を蓄電することができ、また、第一バッテリは、第二電源系の電気負荷の消費電力が一時的に急増する場合にこの電気負荷に給電することができる。第二電源系の電気負荷の消費電力の一時的に急増の一例としては、たとえば第二電源系の電気負荷としてのスタータモータの駆動によるエンジン始動が挙げられる。この場合、第一バッテリはエンジン停止中においてエンジン始動に必要な電力量の一部又は全部を少なくとも蓄電している必要がある。第一バッテリは、車両制動時の発電機による回生制動により発電された回生電力を蓄電し、蓄電した回生電力をその後に電気負荷へ放電することができる。第一バッテリは、発電機が発電電動機である場合には必要時にこの発電電動機に放電してトルクアシスト動作を行わせることもできる。

好適には、第一バッテリは第二バッテリより優れた充放電特性をもつ。たとえば、第一バッテリを急速充放電特性に優れたリチウム二次電池とし、大電流充放電特性に劣るものの安価な鉛二次電池を第二バッテリとして採用することができる。これにより、上記した頻繁な大電力充放電時において第二バッテリとしての鉛二次電池の使用を抑止することができる。この場合、両バッテリのセル電圧が異なるため、両バッテリの端子電圧、換言すると両電源系の電圧は異なるのが通常である。この場合、両電圧間の電圧差を低減するべく両バッテリの直列セル段数を組み合わせることができる。

好適には、エンジン運転中にて発電している発電機は通常時において電力伝送装置を通じて第二バッテリの電圧（容量）を所定レベルに維持するように発電制御される。この時、発電機の出力電圧は、第１バッテリの容量が許容使用範囲（たとえばＳＯＣ２０−６０％）を逸脱しない範囲で調整可能となる。

電力伝送装置としては、ＤＣ−ＤＣコンバータやシリーズレギュレータの他、リレーなどを用いることもできる。この時、第一バッテリは第二バッテリよりも高電圧にて運用可能とすることが好ましい。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータに比較して回路構成が簡素なシリーズレギュレータやリレーを用いた場合においても、電力伝送装置の損失を低減することができる。

第１発明は、前記送電制御回路が、求めた前記第一バッテリの残存容量に関する第一バッテリ残存容量情報に基づいて判定したエンジン停止時における前記第一バッテリの残存容量が所定しきい値レベルを超える場合にエンジン停止時直後においては前記電力伝送装置を制御することにより前記電気負荷への給電を前記第一バッテリに優先的に負担させ、その後、前記第一バッテリが単独で前記電気負荷を駆動するのに十分な残存容量をもたない前記しきい値レベル以下と判定した場合に前記第一バッテリ及び前記第二バッテリの両方から前記電気負荷に給電させる共同放電を行うとともに、前記共同放電に際して前記第一バッテリの残存容量の低下につれて前記第二バッテリの放電電流又は放電電力を増大させ、前記第一バッテリの放電電流又は放電電力を低減させることを特徴としている。

このようにすれば、第二バッテリの充放電負担を軽減することができ、かつ、第二バッテリを小型小容量とすることができる。特に、短時間のエンジン停止においては、第一バッテリの放電のみにて電気負荷への給電をまかなうこともできる。また、エンジン停止時における電気負荷への給電に際して、第一バッテリの優先放電中は第二電源系の電圧低下を阻止することができ、電気負荷へ印加する電源電圧低下を抑止して、それに伴う公知の不具合を抑止することができる。更に、エンジン停止中に単に第二バッテリのみにより電気負荷に給電する場合に比べて、アイドルストップ時の電気負荷給電を長く維持することができ、したがって第二バッテリを大型化することなくその残存容量の低下によるアイドルストップの早期の終了を防止することができる。なお、上記した優先的な負担は当然、完全な負担を含むことを付記するものとする。

また、上記第一バッテリの優先放電制御にもかかわらず、第一バッテリの残存容量が所定しきい値以下となれば、第一バッテリから電気負荷への優先給電を停止するため、その後の第１バッテリの残存容量の急速な消耗を防止乃至抑止することができる。また、第一バッテリの残存容量が異常に低下して過放電となるのも防止することができる。

この発明では、前記送電制御回路は、エンジン停止時での前記第一バッテリの残存容量に相当する電気量が前記所定のしきい値レベル以下となったら前記第一バッテリ及び前記第二バッテリの両方から前記電気負荷に給電させる共同放電指令を前記電力伝送装置に出力することを特徴としている。

このようにすれば、共同放電により第一バッテリの放電負担と第二バッテリの放電負担がそれぞれ減少するため、第一バッテリの内部抵抗による第二バッテリの放電損失と第二バッテリの内部抵抗による放電損失とをともに低減することができ、放電時におけるバッテリ損失の低減による燃費向上も図ることができ、バッテリ寿命延長も可能となる。

また、この発明では、前記送電制御回路は、前記共同放電に際して前記第一バッテリ側の残存容量の低下につれて前記第二バッテリの放電電流又は放電電力を増大させ、前記第一バッテリの放電電流又は放電電力を低減させる指令を前記電力伝送装置に出力することを特徴としている。

このようにすれば、第一バッテリから第二バッテリへの放電切り替えを徐々に実施するため、急激な放電切り替えにより電気負荷に印加される電源電圧の急変が生じることがない。

好適態様において、前記送電制御回路は、前記しきい値レベルを前記電気負荷の大きさにより調整するともに、前記両バッテリの共同放電時における前記両バッテリの放電電流又は放電電力の変化率を略一定に設定することを特徴としている。

たとえば、電気負荷が大きく（そのインピーダンス値が小さく）、電気負荷の消費電流が大きい場合には早期に共同放電に切り替え、電気負荷が小さく（そのインピーダンス値が小さく）、電気負荷の消費電流が小さい場合には遅れて共同放電に切り替える。このようにすれば、第一バッテリから第二バッテリへの移行に要する時間のばらつきを抑止しつつ、略一定の電流変化率で放電電流の分担を変更することができる。また、第一バッテリから第二バッテリへの移行に要する時間のばらつきを抑止しつつ、略一定の電流変化率で放電電流の分担を変更することができる。したがって、電気負荷の大小により上記放電分担切り替えから第二バッテリの放電への切り替えタイミングのばらつくのを抑制することができ、円滑かつ安定に放電を第二バッテリから第一バッテリへと切り替えることができる。

更に、この発明では、アイドルストップ時における電気負荷（たとえば空調用コンプレッサ駆動モータ）への共同放電により第一バッテリの放電負担と第二バッテリの放電負担がそれぞれ減少することができるため、第一バッテリの内部抵抗による第二バッテリの放電損失と、第二バッテリの内部抵抗による放電損失とをともに低減することができる。したがって、放電時におけるバッテリ損失の低減による燃費向上も図ることができ、バッテリ寿命も延長することができる。

好適な態様において、前記送電制御回路は、前記共同放電に際して前記両バッテリの残存容量合計が所定の第二しきい値以下となったらエンジンを始動させる指令を出力する。この所定の第二しきい値は、エンジン始動に要する電力量以上に設定される。このようにすれば、確実にエンジンを始動することができる。なお、電力伝送装置が第一バッテリから第二バッテリへの単方向性の場合には、前記送電制御回路は、前記共同放電に際して前記第一バッテリの残存容量合計が上記所定の第二しきい値以下となったらエンジンを始動させる指令を出力することにより、同様に確実なエンジン再始動を行うことができる。

本発明の複数バッテリを有する車両用電源装置の好適な実施態様を図面を参照して以下に説明する。なお、この発明は下記の実施例に限定解釈されるものではなく、本発明の技術思想を他の公知技術又はそれと同等の技術を組み合わせて実現してもよいことはもちろんである。

（回路構成）
この車両用電源装置の回路構成を図１に示すブロック図を参照して説明する。

１は図示しないエンジンにより駆動される発電機であり、周知の整流器一体型交流発電機により構成されている。なお、発電機としてスタータモータ動作又はトルクアシスト動作が可能な同期発電電動機（ＭＧ）を採用しても良い。発電機１とケーブルのみを通じて電力授受する第一バッテリ２は、発電機１とともに本発明で言う第一電源系を構成している。

３は、第二バッテリ４からケーブルを通じて給電されて車載の電気負荷であり、この実施例ではスタータモータや車両空調用コンプレッサを駆動するモータを含んでいる。なお、スタータモータを第一電源系側に配置することは可能である。電気負荷３と第二バッテリ４とは本発明で言う第二電源系を構成している。

第一電源系の電圧は第二電源系の電圧よりも高く設定され、これにより系の小型軽量化と抵抗損失の低減とを図っている。第二電源系は通常の車両用電源電圧に設定されて電気負荷の仕様変更を回避している。この実施例では、第一バッテリとして４セル直列接続形式のリチウム二次電池を採用し、第二バッテリとして市販の車両用１２Ｖ鉛二次電池を採用したが、もちろん、これに限定されるものではない。

５は、電力伝送装置であり、この実施例では第一電源系から第二電源系にのみ単方向送電可能な電力伝送装置を採用している。この電力伝送装置５としては、ＤＣ−ＤＣコンバータやシリーズレギュレータの他、抵抗器とリレーとを直列接続したリレー抵抗回路などは種々の回路を採用することができる。なお、発電機１をエンジン始動可能な発電電動機とする場合、電力伝送装置５として双方向送電可能なＤＣ−ＤＣコンバータを採用することも可能である。

６は、第一バッテリ２及び第二バッテリ４の状態に基づいて電力伝送装置５を制御することにより第一電源系から第二電源系への送電を制御するコントローラであり、本発明で言う送電制御回路を構成している。コントローラ６は、車両ＥＣＵとして知られている車両用電子制御装置により兼用されることができる。ただし、この実施例では車両ＥＣＵとは別に構成されているものとする。エンジンにより駆動された発電機の発電中において、コントローラ６は、第二バッテリ４の電圧を所定の目標値に収束させるべく、発電機１又は電力伝送装置５をフィードバック制御する。この制御自体については公知であり、かつ本発明の要旨でもないためこれ以上の説明は省略する。

（電力伝送装置５の制御動作）
次に、この実施例の特徴をなすエンジン停止時の電力伝送装置５の好適な動作制御例を図２に示すフローチャートを参照して具体的に説明する。

この制御動作は、図示しない車両ＥＣＵから入力されるアイドルストップ開始情報のコントローラ６への入力により開始される。

まず最初に、第一バッテリ２の残存容量ＳＯＨ１と、第二バッテリ４の残存容量ＳＯＨ２と、電気負荷３の消費電力である電気負荷量Ｐｌｏａｄを算出する（Ｓ１００）。これらのパラメータの算出方法については周知であり、説明を省略する。なお、この実施例では、残存容量ＳＯＨ１、ＳＯＨ２の単位はＡＨとされ、電気負荷量ＰｌｏａｄはＷとされている。

次に、両バッテリの残存容量合計ＳＯＨ１＋ＳＯＨ２を算出し、それが所定しきい値であるエンジン始動合計残存容量しきい値ｌｅｖ２を超えるかどうかを比較判定する（Ｓ１０２）。ただし、この比較判定において、残存容量ＳＯＨ１と残存容量ＳＯＨ２との単位がＷＨであれば問題ないが、それらの単位がＡＨであり、両系の電圧レベルが異なるため、残存容量合計は第一電源系の電圧を基準として算出し、電圧レベルが異なることを補償する。また、電力伝送装置５の送電効率ηが１未満であるため、第二バッテリ４の残存容量ＳＯＨ２にηを乗算してから第一バッテリ２の残存容量ＳＯＨ１と加算することが好ましい。すなわち、ステップＳ１０２では、このようにして得た第一電源系の電圧レベル基準の残存容量合計ＳＯＨ１＋ＳＯＨ２と、エンジン始動合計残存容量しきい値ｌｅｖ２とが比較されることが好ましい。

なお、エンジン始動合計残存容量しきい値ｌｅｖ２は、エンジン始動に要する最小必要電力量に所定の余裕倍率を乗算した値に設定されるべきである。エンジン始動合計残存容量しきい値ｌｅｖ２は第一電源系の電圧を基準とするＡＨを単位として算出される。エンジン始動時の第一電源系の電圧変動誤差はエンジン始動合計残存容量しきい値ｌｅｖ２に乗算される上記余裕倍率により吸収することができる。

上記比較判定において、残存容量合計ＳＯＨ１＋ＳＯＨ２がエンジン始動合計残存容量しきい値ｌｅｖ２以下であることが判明したら、アイドルストップを終了させてエンジンを始動させる指令を出力し（Ｓ１０４）、このルーチンを終了する。上記比較判定において、残存容量合計がエンジン始動合計残存容量しきい値ｌｅｖ２を上回れば、アイドルストップ中でもバッテリから電気負荷３へ給電することが可能であるため、切り替え開始ＳＯＨ１しきい値ｌｅｖ１を算出する（Ｓ１０６）。なお、この切り替えしきい値ｌｅｖ１は、第一バッテリ２の残存容量ＳＯＨ１が単独で電気負荷３を駆動するのに十分な値（単位はＡＨ）を持つかどうかを判定するためのしきい値である。

次に、第一バッテリ２の残存容量ＳＯＨ１が切り替え開始ＳＯＨ１しきい値ｌｅｖ１より大きいかどうかを判定する（Ｓ１０８）。第一バッテリ２が単独で電気負荷３を駆動するのに十分な残存容量をもつと判定した場合には、第一バッテリ２への割り当て量（単位はＷ）である第一バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ１を、既に算出した電気負荷量Ｐｌｏａｄ（単位はＷ）に等しく設定し、第二バッテリ４への割り当て量（単位はＷ）である第二バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ２を０とする（Ｓ１１０）。なお、第一バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ１、第二バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ２、電気負荷量Ｐｌｏａｄを簡易的に第二電源系の電圧を基準とする電流（Ａ）を単位として算出しても良い。

第一バッテリ２が単独で電気負荷３を駆動するのに十分な残存容量をもたないと判定した場合には、第一バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ１を、この第一バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ１の前回値であるＰｒｅＡｓｓｉｇ１から所定の電力供給割り当て変化量ΔＡｓｓｉｇ１を差し引いた値に設定する（Ｓ１１２）。なお、このルーチンの初回において、ＰｒｅＡｓｓｉｇ１は、第一バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ１＝電気負荷量Ｐｌｏａｄに設定される。

なお、この実施例では、ＰｒｅＡｓｓｉｇ１及びΔＡｓｓｉｇ１の単位はＷとされているが、第一バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ１、第二バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ２、電気負荷量Ｐｌｏａｄを簡易的に第二電源系の電圧を基準とする電流（Ａ）を単位として算出する場合、ＰｒｅＡｓｓｉｇ１及びΔＡｓｓｉｇ１を第二電源系の電圧を基準とする電流（Ａ）を単位として算出されることが好ましい。

次に、第一バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ１が０より大きいかどうかを判定し（Ｓ１１４）、大きければ、電気負荷量Ｐｌｏａｄから第一バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ１を減算して第二バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ２を求める（Ｓ１１６）。第二バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ２も第一バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ１と同じく、単位はＷである。第一バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ１、電気負荷量Ｐｌｏａｄを簡易的に第二電源系の電圧を基準とする電流（Ａ）を単位とする場合、第二バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ２の単位をＡとすることが好ましい。

また、第一バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ１が０以下となれば、第一バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ１を０とし、第二バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ２を電気負荷量Ｐｌｏａｄとする（Ｓ１１８）。

その後、上記ルーチンにより求められた第一バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ１と第二バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ２とに基づいて電力伝送装置５の動作状態を設定し（Ｓ１２０）、図示しないメインルーチンにリターンし、その後、所定時間ごとにこのルーチンを繰り返す。なお、車両ＥＣＵからアイドルストップ終了が入力されるとこのルーチンの再実施は停止される。

次に、第一バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ１と第二バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ２に基づく電力伝送装置５の制御すなわちステップＳ１２０における送電制御について以下に説明する。

この送電制御の遂行において、第一バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ１に相当する電力（Ｗ）を第一バッテリ２から電力伝送装置５を通じて第二電源系に送電すれば、電気負荷３が要求する電気負荷量（Ｗ）の残部は第二バッテリ４が自動的供給するはずである。送電効率ηをもつ電力伝送装置５が第一バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ１に相当する電力を第二電源系に出力するには制御を実行するには種々の方法がある。たとえば、第二電源系の電圧をＶ２とする時、電力伝送装置５の出力電流Ｉ２はＡｓｓｉｇ１／Ｖ２となる。したがって、電力伝送装置５の出力電流Ｉ２を検出し、それがＡｓｓｉｇ１／Ｖ２に収束するように電力伝送装置５内のスイッチング素子のデューティ比をフィードバック制御すればよい。この時、電力伝送装置５の入力電力はＡｓｓｉｇ１／ηとなり、第一電源系の電圧をＶ１とすれば、第一バッテリ２の放電電流は、Ａｓｓｉｇ１／（η・Ｖ１）となる。

上記説明した、この実施例によるエンジン停止時の電気負荷給電方式によれば、次の効果を奏することができる。

まず、第一バッテリは第二バッテリよりも高電圧とされるため、第一電源系の抵抗損失を低減し、燃費を改善することができ、発電機や送電ケーブルなどの小型軽量化も可能となる。

次に、アイドルストップにおいて、主としてエンジン始動電力を蓄積する第一バッテリの残存容量が所定しきい値レベルより大きくエンジン始動が可能な段階では、第一バッテリにより電気負荷を駆動するので、第二バッテリの容量を増大することなく第二バッテリの残存容量を第一バッテリが許容する範囲で温存することができ、アイドルストップ時の電気負荷給電を長く維持することができる。

次に、アイドルストップ時に第一バッテリの残存容量ＳＯＨ１が所定のしきい値レベル以下となったら第一バッテリ及び第二バッテリの両方により電気負荷に共同放電する。このため、第一バッテリの放電負担と第二バッテリの放電負担がそれぞれ減少し、第一バッテリの内部抵抗による第二バッテリの放電損失と、第二バッテリの内部抵抗による放電損失を低減することもでき、放電時におけるバッテリ損失の低減による燃費向上も図ることができ、バッテリ寿命も延長することができる。

次に、この共同放電に際して第一バッテリ側の残存容量の低下につれて第二バッテリの放電電流又は放電電力を増大させるので、急激な放電切り替えにより電気負荷に印加される電源電圧の急変が生じることがない。

更に、この実施例によれば、アイドルストップ時に、まず発電機１側の第一バッテリ２から電力伝送装置５を通じて電気負荷３に給電し、その後、電気負荷３側の第二バッテリ４と第一バッテリ２とが共同して電気負荷３に給電する。その後、第二バッテリ４が電気負荷３に給電するため、アイドルストップがたとえば交通信号機の切り替わりなどにより早期に終了する場合には第二バッテリ４の放電が非常に少ないかあるいは軽微の放電にとどまり、その結果として、第二バッテリ４の放電に伴う電気負荷３の電圧低下すなわちその電源電圧変動を良好に抑止することができる。

（変形態様）
上記実施例では、切り替えしきい値ｌｅｖ１を一定値としたが、電気負荷量の変動に応じて切り替えしきい値ｌｅｖ１を調節させてもよい。調節例を図３を参照して説明する。

図３は、切り替えしきい値ｌｅｖ１と電気負荷量Ｐｌｏａｄとの関係を示す。電気負荷量Ｐｌｏａｄの増大につれて切り替えしきい値ｌｅｖ１は直線的に増大するように設定されている。図３において、電気負荷量Ｐｌｏａｄが電気負荷量１０である場合に切り替えしきい値ｌｅｖ１はＬｅｖ１０となり、電気負荷量Ｐｌｏａｄが電気負荷量２０である場合に切り替えしきい値ｌｅｖ１はＬｅｖ２０となる。

この時のアイドルストップ時バッテリ放電量（単位Ｗ）とバッテリ残存容量との時間変化を図４に示す。電気負荷量Ｐｌｏａｄが電気負荷量２０である場合、すなわち電気負荷量Ｐｌｏａｄが大きい場合、図３に示すように切り替えしきい値ｌｅｖ１が増大し、その結果、アイドルストップ開始時点ｔ０から時点ｔ１まで第一バッテリ２が電気負荷量Ｐｌｏａｄを供給する。時点ｔ１にて、第一バッテリ２の残存容量ＳＯＨ１が切り替えしきい値ｌｅｖ１の値Ｌｅｖ２０まで低下すると、その後、第一バッテリ２と第二バッテリ４との共同送電が開始され、かつ、放電量の分担が第一バッテリ２から第二バッテリ４へ徐々に切り替わり、第一バッテリ２の放電電力である第一バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ１が０となる時点ｔ３以降、第二バッテリ４が電気負荷量Ｐｌｏａｄに相当する電力を放電する。

電気負荷量Ｐｌｏａｄが電気負荷量１０である場合、すなわち電気負荷量Ｐｌｏａｄが小さい場合、図３に示すように切り替えしきい値ｌｅｖ１が減少し、その結果、アイドルストップ開始時点ｔ０から時点ｔ２まで第一バッテリ２が電気負荷量Ｐｌｏａｄを供給する。時点ｔ２にて、第一バッテリ２の残存容量ＳＯＨ１が切り替え開始ＳＯＨ１しきい値ｌｅｖ１の値Ｌｅｖ１０まで低下すると、その後、第一バッテリ２と第二バッテリ４との共同送電が開始され、かつ、放電量の分担が第一バッテリ２から第二バッテリ４へ徐々に切り替わり、第一バッテリ２の放電電力である第一バッテリ割り当て量Ａｓｓｉｇ１が０となる時点ｔ３以降、第二バッテリ４が電気負荷量Ｐｌｏａｄに相当する電力を放電する。その後、第一バッテリ２と第二バッテリ４との残存容量合計がエンジン始動合計残存容量しきい値ｌｅｖ２以下となる時点ｔ４にてエンジン始動が指令され、アイドルストップが終了する。

このようにすれば、電気負荷が大きく（そのインピーダンス値が小さく）、電気負荷の消費電流が大きい場合には早期に共同放電に切り替え、電気負荷が小さく（そのインピーダンス値が小さく）、電気負荷の消費電流が小さい場合には遅れて共同放電に切り替えることにより、第一バッテリから第二バッテリへの移行に要する時間のばらつきを抑止しつつ、略一定の電流変化率で放電電流の分担を変更することができる。したがって、電気負荷の大小により上記放電分担切り替えから第二バッテリの放電への切り替えタイミングｔ３のばらつくのを抑制することができ、円滑かつ安定に放電を第二バッテリから第一バッテリへと切り替えることができる。

実施例１の２電源方式の車両用電源装置の実施例を示すブロック図である。図１のコントローラの制御動作と示すフローチャートである。実施例１の変形態様における電気負荷量に応じた切り替え開始ＳＯＨ１しきい値ｌｅｖ１の変更を示す特性図である。図３の変形態様を用いる場合の状態量の変化を示すタイミングチャートである。

１発電機
２第一バッテリ
３電気負荷
４第二バッテリ
５電力伝送装置
６コントローラ
１０電気負荷量
２０電気負荷量

Claims

エンジン駆動の発電機と、前記発電機により充電される第一バッテリとを含む第一電源系と、
車載の電気負荷と、前記電気負荷に給電する第二バッテリとを含む第二電源系と、
前記第一電源系から前記第二電源系に送電する電力伝送装置と、
前記電力伝送装置を制御して前記送電を調節する送電制御回路と、
を備える２電源方式の車両用電源装置において、
前記送電制御回路は、
求めた前記第一バッテリの残存容量に関する第一バッテリ残存容量情報に基づいて判定したエンジン停止時における前記第一バッテリの残存容量が所定しきい値レベルを超える場合にエンジン停止時直後においては前記電力伝送装置を制御することにより前記電気負荷への給電を前記第一バッテリに優先的に負担させ、その後、
前記第一バッテリが単独で前記電気負荷を駆動するのに十分な残存容量をもたない前記しきい値レベル以下と判定した場合に前記第一バッテリ及び前記第二バッテリの両方から前記電気負荷に給電させる共同放電を行うとともに、前記共同放電に際して前記第一バッテリの残存容量の低下につれて前記第二バッテリの放電電流又は放電電力を増大させ、前記第一バッテリの放電電流又は放電電力を低減させることを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
請求項１記載の２電源方式の車両用電源装置において、
前記送電制御回路は、
前記しきい値レベルを前記電気負荷の大きさにより調整するともに、前記両バッテリの共同放電時における前記両バッテリの放電電流又は放電電力の変化率を略一定に設定することを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。
請求項１又は２記載の２電源方式の車両用電源装置において、
前記送電制御回路は、
前記共同放電中の前記両バッテリの残存容量合計が所定の第二しきい値以下となったらエンジンを始動させる指令を出力することを特徴とする２電源方式の車両用電源装置。