JP2014187731A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車載発電機の発電電力により充電され、電気負荷群に電力を供給するバッテリの長期保管時におけるバッテリ性能の劣化を抑制することができ、更には燃料消費を低減化することができる電源装置を提供する。
【解決手段】リチウム蓄電池１はオルタネータ３が発電した電力により充電され、電気負荷４に電力を供給する。鉛蓄電池２はオルタネータ３が発電した電力により充電され、エンジンを始動するスタータ５に電力を供給する。制御部７は、電圧検出器７１及び電流検出器７３が検出したリチウム蓄電池１の出力電圧値及び電流値に基づいて蓄電量（ＳＯＣ）を検知する。入出力部７５によりエンジンの停止を示す信号をＩＧスイッチ８１から取得した場合に、リチウム蓄電池１の蓄電量が保管時の目標ＳＯＣ範囲における下限値以下であるとき、制御部７は、鉛蓄電池２からリチウム蓄電池１へ充電する制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載発電機の発電電力により充電され、電気負荷群に電力を供給するバッテリを備える電源装置に関するものである。

車輌に搭載される電気負荷は年々増加する傾向にある。例えば、油圧又はエンジン動力で作動させていた機器を電動化して制御性能及び効率の向上を図るべく、電動ブレーキ及び電動パワーステアリング装置等が採用されることで、電気負荷が増加している。また、エンジンにおける燃料消費の効率を向上するために、エンジン出力を補助する電動モータ、及びアイドリングストップ後の再始動用のスタータモータ等の採用によっても、電気負荷が増加する傾向にある。

このような電気負荷の増加に対応して、従来の車輌における鉛蓄電池に加えてリチウムイオン蓄電池（以下、リチウム蓄電池と表記する。）を備え、車載発電機により発電した電力を鉛蓄電池及びリチウム蓄電池に供給して充放電する電源装置が開発されるに至っている。リチウム蓄電池は、鉛蓄電池よりも高電圧で充放電が可能であり、一般的に鉛蓄電池よりも充電効率が良く、燃料消費効率の改善に向いている。このような電源装置では、２つのバッテリの使用方法に関して、例えば、鉛蓄電池及びリチウム蓄電池の出力電圧に応じて、負荷への接続状態を切替える方法等が案出されている（例えば、特許文献１）。

一方、電源装置におけるバッテリの性能劣化を抑えて長期間の使用に耐えるようにするための工夫もされている。例えば、特許文献２には、バッテリの蓄電量の使用範囲を決定する第１制御部と、バッテリの蓄電量を検出する検出器と、決定された蓄電量の使用範囲内となるようにバッテリの充放電を制御する第２制御部とを備える従来の電源装置が開示されている。この従来の電源装置は、車輌が長期駐車に近づいてきたときに、第１制御部が決定する蓄電量の使用範囲の上限値を低下させる。バッテリを満充電又は満充電に近い状態、即ち、満充電量に対する現在の蓄電量の比率を表わす充電率（以下、ＳＯＣ：State of Charge）が高ＳＯＣ状態のまま、車輌が長期間放置されると、バッテリ容量の劣化が進行し易く、電池寿命が縮まってしまうことが知られている。上述のように、従来の電源装置は、長期駐車を予測して、蓄電量の使用範囲の上限を低下させることで、高ＳＯＣ状態のまま長時間放置されることを防ぎ、バッテリの性能劣化を抑えて長期間の使用に耐えるようにするものである。

特開２０１１−１７６９５８号公報 特開２００９−００１０４９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電源装置は、鉛蓄電池及びリチウム蓄電池等の複数のバッテリを備えることで電気負荷の増加に対応するものであるが、車輌の長期駐車に対するバッテリの性能劣化については考慮されていない。また、特許文献２は、高ＳＯＣ状態のままバッテリが長時間放置されることを防ぐものの、低ＳＯＣ状態での長時間の放置についてもバッテリ性能の劣化の要因となるため、車輌の長期駐車時における低ＳＯＣ側での劣化抑制のための制御が必要となっていた。

さらに、特許文献２では、長期駐車が予測されることにより、蓄電量の使用範囲の上限値を低下させるため、低下させた使用範囲の上限値を現在のＳＯＣが超える場合には、車載発電機により発生した電力がバッテリに充電されずに捨てられてしまうため、燃費向上には向かないという問題点があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、車載発電機の発電電力により充電され、電気負荷群に電力を供給するバッテリの長期保管時におけるバッテリ性能の劣化を抑制することができ、更には燃料消費を低減化することができる電源装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電源装置は、車輌に搭載されたエンジンに連動して発電する車載発電機と、該車載発電機が発電した電力により充電され、電気負荷群に電力を供給する第１バッテリと、前記車載発電機が発電した電力により充電され、前記エンジンを始動するスタータに電力を供給する第２バッテリとを備える電源装置において、前記エンジンの作動及び停止を示す信号を取得する取得手段と、前記第１バッテリの蓄電量を検知する検知手段と、前記取得手段により停止を示す信号を取得した場合に、前記検知手段が検知した蓄電量が所定量以下であるとき、前記第２バッテリから前記第１バッテリへ充電する制御を行う制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、車載発電機が車輌に搭載されたエンジンに連動して発電し、第１バッテリは車載発電機が発電した電力により充電され、電気負荷群に電力を供給する。第２バッテリは車載発電機が発電した電力により充電され、エンジンを始動するスタータに電力を供給する。取得手段によりエンジンの作動及び停止を示す信号を取得し、検知手段により第１バッテリの蓄電量を検知し、取得手段により停止を示す信号を取得した場合に、検知手段が検知した蓄電量が所定量以下であるとき、制御手段は、第２バッテリから第１バッテリへ充電する制御を行う。これにより、第１バッテリが充電され、長期保管時におけるバッテリ性能の劣化を抑制することができる。

本発明に係る電源装置は、前記車輌の位置を検出する位置検出装置から前記車輌の位置を取得する第２取得手段を備え、前記制御手段は、前記第２取得手段により取得した位置が特定場所を示す場合に、前記第２バッテリから前記第１バッテリへ充電する制御を行うようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、車輌の位置を検出する位置検出装置から車輌の位置を第２取得手段により取得し、制御手段は、第２取得手段により取得した位置が特定場所を示す場合に、第２バッテリから第１バッテリへ充電する制御を行う。これにより、例えば自宅や仕事場等の特定場所を設定しておくことで、第１バッテリが長期保管状態となることを確実に検知することができる。

本発明に係る電源装置は、前記第２取得手段により取得した位置が特定場所から一定距離の範囲内にある場合に、前記検出手段が検出した蓄電量が所定量以下であるとき、前記車載発電機から前記第１バッテリへ充電する制御を行う第２制御手段を備えることを特徴とする。

本発明にあっては、第２取得手段により取得した位置が特定場所から一定距離の範囲内にある場合に、検出手段が検出した蓄電量が所定量以下であるとき、第２制御手段により車載発電機から第１バッテリへ充電する制御を行う。これにより、車載発電機が発電した電力を有効に利用でき、燃料消費が低減される。

本発明に係る電源装置は、前記第２バッテリの蓄電量を検知する第２検知手段と、第２所定量と前記第２検知手段が検知した蓄電量との差分を算出する算出手段とを備え、前記第２制御手段は、前記第１バッテリに係る第３所定量に前記差分を加算した蓄電量となるまで前記第１バッテリへ充電するようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、第２検知手段により第２バッテリの蓄電量を検知し、第２所定量と第２検知手段が検知した蓄電量との差分を算出手段により算出する。第２制御手段は、第１バッテリに係る第３所定量に前記差分を加算した蓄電量となるまで第１バッテリへ充電する。これにより、第１バッテリにより大きな電力を蓄電しておき、第１バッテリから第２バッテリへ充電することができ、更に電力を有効に利用することができる。

本発明に係る電源装置は、前記車輌に配置された通信装置と無線により通信する携帯無線機が前記通信装置の通信範囲内に存在しない旨を示す信号を取得する第３取得手段を備え、前記制御手段は、第３取得手段により存在しない旨を示す信号を取得した場合に、前記第２バッテリから前記第１バッテリへ充電する制御を行うようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、車輌に配置された通信装置と無線により通信する携帯無線機が前記通信装置の通信範囲内に存在しない旨を示す信号を第３取得手段により取得し、制御手段は、第３取得手段により存在しない旨を示す信号を取得した場合に、第２バッテリから第１バッテリへ充電する制御を行う。これにより、第１バッテリが長期保管状態となることを確実に検知することができる。

本発明に係る電源装置は、前記第１バッテリはリチウムイオン蓄電池又はニッケル水素蓄電池であり、前記第２バッテリは鉛蓄電池であることを特徴とする。

本発明にあっては、第１バッテリはリチウムイオン蓄電池又はニッケル水素蓄電池であり、第２バッテリは鉛蓄電池である。これにより、リチウムイオン蓄電池又はニッケル水素蓄電池の長期保管時におけるバッテリ性能の劣化を抑制することができる。

本発明によれば、車載発電機が車輌に搭載されたエンジンに連動して発電し、第１バッテリは車載発電機が発電した電力により充電され、電気負荷群に電力を供給する。第２バッテリは車載発電機が発電した電力により充電され、エンジンを始動するスタータに電力を供給する。取得手段によりエンジンの作動及び停止を示す信号を取得し、検知手段により第１バッテリの蓄電量を検知し、取得手段により停止を示す信号を取得した場合に、検知手段が検知した蓄電量が所定量以下であるとき、制御手段は、第２バッテリから第１バッテリへ充電する制御を行う。このため、第１バッテリが充電され、長期保管時におけるバッテリ性能の劣化を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る電源装置の概略構成を示すブロック図である。 リチウム蓄電池のＳＯＣの時間変遷を示すグラフである。 鉛蓄電池の充電可能電力を説明するための模式図である。 制御部による長期駐車予測に基づく充電制御の処理手順を示すフローチャートである。 長期駐車予測の処理手順を示すフローチャートである。 長期駐車後の充電制御の処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る電源装置１０の概略構成を示すブロック図である。電源装置１０は、車輌１００に搭載されており、リチウム蓄電池１、鉛蓄電池２、オルタネータ３（図１ではＡＬＴ３と略記する）、ＤＣ／ＤＣコンバータ６（図１ではＤＣ／ＤＣ６と略記する）、制御部７を備え、電動ブレーキ、電動パワーステアリング装置、補助用電動モータ及び再始動用スタータ等の電気負荷４（図１では負荷４と略記する）並びにスタータ５（図１ではＳＴ５と略記する）に電力を供給する。オルタネータ３は車輌１００の走行動力源であるエンジン（図示略）に連結された発電機であり、エンジン出力軸の回転によって発電する。オルタネータ３が発電し整流した直流電力は並列接続されたリチウム蓄電池１、鉛蓄電池２及び電気負荷４に供給される。オルタネータ３は車輌１００が減速しているときに発電する回生制御を行うことで、エンジン出力軸の回転に対する負荷となって車輌１００に制動力を与えるとともに、発電した電力で各バッテリを充電し、電気負荷４へ電力を供給する。

スタータ５は、図示しないエンジンのクランク軸を回転し、点火装置によって燃料に点火することでエンジンを始動する。スタータ５は、主として鉛蓄電池２から電力供給を受けて動作するが、エンジン始動時の鉛蓄電池２のＳＯＣが低い場合には、鉛蓄電池２にリチウム蓄電池１を並列接続し、リチウム蓄電池１及び鉛蓄電池２からスタータ５に電力供給して動作させることもできる。オルタネータ３は本発明における車載発電機として機能する。

リチウム蓄電池１は、オルタネータ３、及びＤＣ／ＤＣコンバータ６を介して電気負荷４に接続されており、オルタネータ３により充電され及び電気負荷４へ放電する。リチウム蓄電池１は、充放電が行われる使用時において制御目標とするＳＯＣの範囲（以下、目標ＳＯＣ範囲と表記する。）、例えば、ＳＯＣが３０％から８０％までの範囲で制御されることにより、バッテリ性能の劣化を抑えられ、長期間使用が可能となる。また、一般的にリチウム蓄電池１は、鉛蓄電池２に比べて充電効率が良いことから、リチウム蓄電池１から主として電力を供給して電気負荷４を動作させることで、エンジンの負荷となるオルタネータ３による発電が抑制され、車輌１００の燃費が向上すると考えられる。リチウム蓄電池１から電気負荷４へ電力を供給するためには、リチウム蓄電池１の出力電圧が鉛蓄電池２の出力端子における鉛蓄電池２の出力電圧よりも高くなるように設定すればよい。尚、リチウム蓄電池１は本発明における第１バッテリとして機能する。

一方、車輌１００が長期駐車状態となると、リチウム蓄電池１は、オルタネータ３による充電及び電気負荷４への放電が行われなくなる。充放電が行われない状態で保管され、バッテリ性能の劣化を抑えて長期間使用を可能とするために、リチウム蓄電池１のＳＯＣは、長期駐車時の目標ＳＯＣ範囲内に制御する。長期駐車時の目標ＳＯＣ範囲は、一般的に使用時の目標ＳＯＣ範囲に比べて狭く、例えば、ＳＯＣが７０％から８０％までの範囲である。

鉛蓄電池２は、広く車輌１００に搭載されている蓄電池であり、例えば出力端子で１２．７Ｖ〜１２．８Ｖ（ＳＯＣ換算で例えば８８％〜９２％）の範囲内で充放電が制御されることにより、長寿命化が図られる。鉛蓄電池２の出力端子はスタータ５に接続されており、エンジン始動時にスタータ５に電力供給して動作させる。また、鉛蓄電池２の出力端子はＤＣ／ＤＣコンバータ６を介してリチウム蓄電池１及びオルタネータ３に接続されている。鉛蓄電池２はＤＣ／ＤＣコンバータ６を介してオルタネータ３から電力供給されて充電される。尚、鉛蓄電池２は本発明における第２バッテリとして機能する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、例えばチョッパ及びコイル等で構成されており、リチウム蓄電池１及び鉛蓄電池２の出力端子間に介装され、出力端子間の一方から他方に向けて昇圧するとともに、これとは逆に他方から一方へ向けて降圧も行う。上述のようにリチウム蓄電池１は、鉛蓄電池２に比較して高電圧で充放電が可能であり、燃料消費効率の改善に寄与することから、リチウム蓄電池１の出力端子が高電位となるように充放電を制御することが好ましい。リチウム蓄電池１の出力端子が鉛蓄電池２の出力端子に比べて高電位で有る場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ６は、リチウム蓄電池１の出力端子側から鉛蓄電池２の出力端子側に向けて降圧するように制御される。

また、リチウム蓄電池１から電気負荷４へ電力供給することでリチウム蓄電池１の蓄電量が低下し、これに伴ってリチウム蓄電池１の出力端子の電位が下がる。リチウム蓄電池１の出力端子の電位が鉛蓄電池２の出力端子の電位より低くなった場合でも、リチウム蓄電池１の出力端子側から鉛蓄電池２の出力端子側に向けて昇圧するようにＤＣ／ＤＣコンバータ６を制御することで、鉛蓄電池２の出力端子におけるリチウム蓄電池１側の電位を高く設定し、リチウム蓄電池１から電気負荷４へ電力を供給することが可能である。

また、鉛蓄電池２からリチウム蓄電池１へ充電する場合には、リチウム蓄電池１の出力端子における鉛蓄電池２側の電位を高くするべく、鉛蓄電池２の出力端子側からリチウム蓄電池１の出力端子側に向けて昇圧するようにＤＣ／ＤＣコンバータ６を制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータ６の昇圧／降圧の切替え制御、及びＤＣ／ＤＣコンバータ６の出力電圧／電流制御等は制御部７によって行われる。

制御部７は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically EPROM）等の不揮発性メモリを利用したＲＯＭと、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等のメモリを利用したＲＡＭとを備え、ＲＯＭに記憶した制御プログラムをＣＰＵで実行することによりＤＣ／ＤＣコンバータ６等を制御する。ＣＰＵは制御プログラムの実行の過程で生じたデータをＲＡＭに一時記憶させる。制御部７は、入出力部７５により信号線又は車輌１００内の通信ネットワークを介してイグニッションスイッチ（以下、ＩＧスイッチと表記する。）８１、ナビゲーション装置８２、無線キー制御装置８３等に接続されており、これらの装置から制御に必要なデータを取得する。尚、入出力部７５は、例えばデータバッファ、ネットワーク規格に従う通信制御回路等（図示略）を備え、制御部７から出力されるデータを信号線又は通信ネットワークへ送出し、信号線又は通信ネットワークから入力されたデータを制御部７へ送出する。

また、制御部７には、電圧検出器７１及び７２、並びに電流検出器７３及び７４が接続されている。電圧検出器７１はリチウム蓄電池１の出力電圧値を検出し、電圧検出器７２は鉛蓄電池２の出力電圧値を検出する。電流検出器７３はリチウム蓄電池１に入出力される電流量を検出し、電流検出器７４は鉛蓄電池２に入出力される電流量を検出する。制御部７は、電圧検出器７１から入力されたリチウム蓄電池１の出力電圧値、及び電流検出器７３から入力されたリチウム蓄電池１に入出力される電流量に基づきリチウム蓄電池１の蓄電量を推定する。また、制御部７は、電圧検出器７２から入力された鉛蓄電池２の出力電圧値、及び電流検出器７４から入力された鉛蓄電池２に入出力される電流量に基づき鉛蓄電池２の蓄電量を推定する。更に他の方法で蓄電量を検知するようにしてもよい。

制御部７は検知した蓄電量に基づいて制御を行うが、検知した蓄電量を物理量のまま制御に用いてもよいし、蓄電量をＳＯＣで表わして制御に用いてもよい。以下に示す制御部７による制御に関する実施形態では、蓄電量をＳＯＣで表わして用いる例について説明する。尚、制御部７は本発明における制御手段、第２制御手段、検知手段及び第２検知手段として機能する。検知手段及び第２検知手段は、ハードウェア的に制御部７と別体で構成するようにしてもよい。また、入出力部７５は本発明における第１、第２及び第３取得手段として機能する。第１、第２及び第３取得手段はハードウェア的に一体であっても別体であってもよい。

制御部７は、ＩＧスイッチ８１、ナビゲーション装置８２及び無線キー制御装置８３から取得するデータに基づいて、車輌１００が長期駐車するかを予測する長期駐車予測処理を行う。また、制御部７は、長期駐車予測処理に基づいて、リチウム蓄電池１及び鉛蓄電池２について検出したＳＯＣに基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ６に対して昇圧／降圧の切替え制御、及び出力電圧制御等を行う。さらに、制御部７は、リチウム蓄電池１から電気負荷４へ電力を供給するべく、電圧検出器７１及び７２が検出する各出力電圧に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ６に対して昇圧／降圧の切替え制御、及び出力電圧制御等を行う。

次にＩＧスイッチ８１、ナビゲーション装置８２及び無線キー制御装置８３について説明する。ＩＧスイッチ８１は、運転者がボタンを押下することによってエンジンを始動させる押しボタン式のスイッチ等である。ＩＧスイッチ８１は、後述するように無線キー制御装置８３と無線キー８４との間で行われる識別情報に基づく認証処理により無線キー８４が正規であるとされた場合に切替えが許可される。ＩＧスイッチ８１は、ユーザの押し操作（長押し操作を含む）によって、オフ位置、アクセサリ位置（以下、ＡＣＣ位置と表記する。）、オン位置、及びエンジン始動位置に段階的に切り替えられ、スイッチの位置を示すデータを出力する。なお、ここでの位置とは物理的な位置ではなく、機能的な状態を示す。

一般的にオフ位置ではヘッドライト等の照明装置（図示略）等が動作可能であり、ＡＣＣ位置ではナビゲーション装置８２等が動作可能となる。このように、オフ位置及びＡＣＣ位置では電力消費量の小さい一部の車載機器のみが動作可能である。一方、オン位置では窓開閉装置、空気調和装置のほかターンランプ、ワイパー、メータ機器（図示略）等の多くの車載機器が動作可能となる。さらにエンジン始動位置ではスタータ５が動作し、点火装置により燃料に点火してエンジンが始動し、エンジン始動後はオン位置に戻る。ＩＧスイッチ８１がエンジン始動後のオン位置からＡＣＣ位置又はオフ位置に操作されることでエンジンが作動状態から停止状態へ移行する。制御部７はＩＧスイッチ８１が出力したデータを入出力部７５を介して取得し、該データに基づき、ＩＧスイッチ８１がオン位置からオフ位置又はＡＣＣ位置に切替えられた場合に、エンジンが停止されたと判定する。

ナビゲーション装置８２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）により提供される測位のための電波を受信し、車輌１００の現在位置を測定し、測定した現在位置を地図情報とともにディスプレイ上に表示する。ナビゲーション装置８２は、地図情報データベースを有しており特定場所を指定することが可能となっている。例えば、タッチ操作を受け付けるディスプレイ上に地図情報を表示した状態で、自宅や仕事場等の長期駐車する可能性が高い特定場所をタッチ入力し、又は該特定場所の住所をキー入力することで、特定場所の位置情報を記録する。ナビゲーション装置８２は、車輌１００の位置情報及び指定された特定場所の位置情報を出力する。制御部７はナビゲーション装置８２が出力したデータを入出力部７５を介して取得し、該データに基づいて長期駐車予測処理を行う。尚、ナビゲーション装置８２は本発明における位置検出装置として機能する。

無線キー制御装置８３は、無線キー８４との間で行われる識別情報に基づく認証処理により無線キー８４が正規であるとされた場合に車輌１００のドアの施解錠を行う。無線キー制御装置８３は、無線キー８４を呼び出す呼出信号を送信し、この呼出信号に対して無線キー８４から送信されるべき応答信号を受信しなかった場合に、無線キー８４が通信範囲内にないと判断する。無線キー制御装置８３の通信範囲は、例えば車輌１００の車室内及び車外の数ｍの範囲としてある。無線キー制御装置８３は、無線キー８４が通信範囲内にあるか否かを示すデータを出力する。制御部７は無線キー制御装置８３が出力したデータを入出力部７５を介して取得し、該データに基づいて長期駐車予測処理を行う。尚、無線キー制御装置８３は本発明における通信装置として機能し、無線キーは本発明における携帯無線機として機能する。

次に制御部７による長期駐車予測処理に基づくバッテリの充電制御の動作について説明する。図２はリチウム蓄電池１のＳＯＣの時間変遷を示すグラフであり、図３は鉛蓄電池２の充電可能電力を説明するための模式図である。時刻ｔ１において自宅や仕事場等の長期駐車の可能性がある特定場所に近づくことで、制御部７にて長期駐車予測が検出される。長期駐車予測が検出された後、オルタネータ３が発電する回生電力が電気負荷４の電力消費より大きい場合には、リチウム蓄電池１への充電が行われて、図３に示すＡの経路で時間変遷する。

リチウム蓄電池１に充電する蓄電量は、元来保管時の目標ＳＯＣ（例えば７０％〜８０％）の範囲内であるが、後に鉛蓄電池２へ充電することを考慮して、上限値を拡大する。図３に示すように、鉛蓄電池２の目標ＳＯＣ範囲における上限ＳＯＣ（９２％）と現在のＳＯＣとの差分が鉛蓄電池２への充電可能電力となる。制御部７は、リチウム蓄電池１の保管時の目標ＳＯＣにおける上限ＳＯＣに鉛蓄電池２への充電可能電力を加算した拡大ＳＯＣ上限値を求め、リチウム蓄電池１の蓄電量が該拡大ＳＯＣ上限値になるまで充電を続ける。制御部７は、リチウム蓄電池１の蓄電量が該拡大ＳＯＣ上限値になる時刻ｔ２時点で、リチウム蓄電池１への充電を停止する。リチウム蓄電池１への充電停止は、オルタネータ３の回生を停止し、又はリチウム蓄電池１との接続を遮断すればよい。

時刻ｔ４において、制御部７はＩＧスイッチ８１からのデータに基づきエンジンが停止されたと判定し、長期駐車が開始されたと状態になったと判断する。制御部７は、エンジン停止の判定の後、更に無線キー制御装置８３からのデータに基づいて無線キー８４が通信範囲内にあるか否かを判定し、無線キー８４が通信範囲内にないと判定したときに長期駐車が開始されたと状態になったと判断するようにしてもよい。その後、制御部７は時刻ｔ５からｔ６の期間でリチウム蓄電池１から鉛蓄電池２へ充電し、充電後のリチウム蓄電池１のＳＯＣは、保管時の目標ＳＯＣ内に設定される。リチウム蓄電池１から鉛蓄電池２への充電の際、制御部７は、鉛蓄電池２の出力端子において、リチウム蓄電池１側の電位が高くなるようにＤＣ／ＤＣコンバータ６を制御する。リチウム蓄電池１を鉛蓄電池２より高電圧側で使用することを考慮すると、制御部７は、リチウム蓄電池１の出力端子から鉛蓄電池２の出力端子に向かって降圧するようにＤＣ／ＤＣコンバータ６を制御してもよいし、電位差が小さいようであれば、昇圧／降圧を行わずに接続するように制御してもよい。

一方、時刻ｔ１にて長期駐車予測が検出された後、例えば車輌１００が低速度で走行するなどしてオルタネータ３の回生電力が大きくならず、電気負荷４によるリチウム蓄電池１の電力消費が進んだ場合には、図３に示すＢの経路で時間変遷する。時刻ｔ３において電気負荷４による電力消費がなくなり、その後、制御部７は、時刻ｔ４に上述のように長期駐車が開始された状態になったと判断する。その後、制御部７は時刻ｔ５からｔ６の期間で鉛蓄電池２からリチウム蓄電池１へ充電し、充電後のリチウム蓄電池１のＳＯＣは、保管時の目標ＳＯＣ内に設定される。鉛蓄電池２からリチウム蓄電池１への充電の際、制御部７は、リチウム蓄電池１の出力端子において、鉛蓄電池２側の電位が高くなるようにＤＣ／ＤＣコンバータ６を制御する。具体的には、制御部７は、鉛蓄電池２の出力端子からリチウム蓄電池１の出力端子に向かって昇圧するようにＤＣ／ＤＣコンバータ６を制御する。

次に制御部７による長期駐車予測に基づく充電制御の処理手順について説明する。図４は制御部７による長期駐車予測に基づく充電制御の処理手順を示すフローチャートであり、図５は長期駐車予測の処理手順を示すフローチャートであり、図６は長期駐車後の充電制御の処理手順を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートにて、制御部７は長期駐車予測処理を行う（ステップＳ１）。制御部７は、図５に示す長期駐車予測処理を開始し、ステップＳ１１にて現在の車輌１００の位置をナビゲーション装置８２から入出力部７５を介して取得する。制御部７は、上述の特定場所を予めナビゲーション装置８２から取得しており、ステップＳ１２により現在の車輌１００の位置と特定場所との間の距離を算出する。制御部７は、ステップＳ１３により特定場所から一定距離範囲内に車輌１００が位置しているか否かを判定する。一定距離は、リチウム蓄電池１へ充電が十分行えるようにある程度大きな値とすればよいが、大きな値とした場合には、長期駐車予測の精度が落ちる可能性がある。また、車輌１００の通常の運行形態にも依存する。例えば、一回の運行で平均的に移動する距離の１０分の１程度の距離を一定距離として設定するなどすればよく、自宅と仕事場等とを往復する車輌１００の運行形態がほとんどである場合には長期駐車予測の精度は高くなる。

一定距離範囲内であると判定された場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、更にステップＳ１４により車輌１００が特定場所に接近しているか否かを判定する。ここで、車輌１００が特定場所に接近しているとは、特定場所に近づくように移動していることを意味する。車輌１００が特定場所に接近しているか否かは、時系列的に複数回に亘って算出した現在の車輌１００の位置と特定場所との間の距離により判定できる。特定場所に接近していると判定された場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、制御部７は、ステップＳ１５により予測フラグの値を「１」として制御部７内に一時記憶する。一方、一定距離範囲内にないと判定した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、及び特定場所に接近していないと判定された場合（Ｓ１４：ＮＯ）には、制御部７は、ステップＳ１６により予測フラグの値を「０」として制御部７内に一時記憶する。ステップＳ１５及びＳ１６の後、制御部７は長期駐車予測処理を終える。

制御部７は図４に示すステップＳ１による長期駐車予測処理の後、ステップＳ２により長期駐車の予測があるか否かを制御部７内に一時記憶した予測フラグの値により判定する。予測フラグの値が「０」であり、長期駐車の予測がない場合（Ｓ２：ＮＯ）、制御部７は、ステップＳ１に戻って、長期駐車予測処理を行う。予測フラグの値が「１」であり、長期駐車の予測がある場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、制御部７は、ステップＳ３により、リチウム蓄電池１及び鉛蓄電池２の現在のＳＯＣを検知し、ステップＳ４により、鉛蓄電池２の充電可能電力を算出する。また、制御部７は、ステップＳ５により、リチウム蓄電池１の保管時の目標ＳＯＣ範囲における上限値に充電可能電力を加算して拡大ＳＯＣ上限値を算出する。

制御部７は、ステップＳ６により、オルタネータ３が回生しているか否かを判定する。尚、回生しているか否かの情報は、オルタネータ３に対する回生制御処理において既知となっているものとする。回生していると判定された場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、更に制御部７は、ステップＳ７により、リチウム蓄電池１のＳＯＣが拡大ＳＯＣ上限値以上であるか否かを判定する。リチウム蓄電池１のＳＯＣが拡大ＳＯＣ上限値以上であると判定された場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、制御部７はステップＳ８によりリチウム蓄電池１への充電を停止し、ステップＳ１に戻る。また、リチウム蓄電池１のＳＯＣが拡大ＳＯＣ上限値未満であると判定された場合（Ｓ７：ＮＯ）、制御部７はステップＳ９によりリチウム蓄電池１への充電を継続し、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ６により回生していないと判定された場合（Ｓ６：ＮＯ）、図６に示すように、制御部７はステップＳ２１によりエンジンが停止されたか否かをＩＧスイッチ８１からのデータに基づいて判定する。エンジンが停止されていないと判定された場合（Ｓ２１：ＮＯ）、制御部７は図４に示すステップＳ１に処理を戻す。エンジンが停止されたと判定された場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、制御部７は、ステップＳ２２により、リチウム蓄電池のＳＯＣが、保管時の目標ＳＯＣ範囲における下限値未満であるか否かを判定する。下限値未満であると判定された場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、制御部７は、ステップＳ２３により、ＤＣ／ＤＣコンバータ６を制御することにより、鉛蓄電池２からリチウム蓄電池１へ充電する。一方、下限値未満ではないと判定された場合（Ｓ２２：ＮＯ）、制御部７は、ステップＳ２４により、リチウム蓄電池のＳＯＣが、保管時の目標ＳＯＣ範囲における上限値より大きいか否かを判定する。上限値より大きいと判定された場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、制御部７は、ステップＳ２５により、ＤＣ／ＤＣコンバータ６を制御することにより、リチウム蓄電池１から鉛蓄電池２へ充電する。制御部７は、ステップＳ２３及びＳ２５の後、ステップＳ２６により、リチウム蓄電池１のＳＯＣが保管時の目標ＳＯＣ範囲内であるか否かを判定する。保管時の目標ＳＯＣ範囲内ではないと判定された場合（Ｓ２６：ＮＯ）、制御部７はステップＳ２２へ処理を戻す。保管時の目標ＳＯＣ範囲内であると判定された場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、及び上限値より小さいと判定された場合（Ｓ２４：ＮＯ）、制御部７は処理を終了する。

以上より、本実施形態によれば、オルタネータ３が車輌１００に搭載されたエンジンに連動して発電し、リチウム蓄電池１はオルタネータ３が発電した電力により充電され、電気負荷４に電力を供給する。鉛蓄電池２はオルタネータ３が発電した電力により充電され、エンジンを始動するスタータ５に電力を供給する。入出力部７５によりエンジンの作動及び停止を示す信号をＩＧスイッチ８１から取得する。制御部７は、電圧検出器７１が検出したリチウム蓄電池１の出力電圧値に基づいて蓄電量（ＳＯＣ）を検知する。入出力部７５により停止を示す信号を取得した場合に、リチウム蓄電池１の蓄電量が所定量としての保管時の目標ＳＯＣ範囲における下限値以下であるとき、制御部７は、鉛蓄電池２からリチウム蓄電池１へ充電する制御を行う。これにより、リチウム蓄電池１の蓄電量が保管時の目標ＳＯＣ範囲における下限値以上となるように充電され、長期保管時におけるバッテリ性能の劣化を抑制することができる。

さらに、入出力部７５によりナビゲーション装置８２から車輌１００の位置を取得し、制御部７は、車輌１００の位置が特定場所を示す場合に、鉛蓄電池２からリチウム蓄電池１へ充電する制御を行うようにしてもよい。これにより、例えば自宅や仕事場等の特定場所を設定しておくことで、リチウム蓄電池１が長期保管状態となることを確実に検知することができる。

また本実施形態によれば、入出力部７５によりナビゲーション装置８２から取得した車輌１００の位置が特定場所から一定距離の範囲内にある場合に、リチウム蓄電池１の蓄電量が所定量以下であるとき、制御部７は、オルタネータ３からリチウム蓄電池１へ充電する制御を行う。これにより、オルタネータ３が発電した電力を有効に利用でき、燃料消費が低減される。

また本実施形態によれば、制御部７は、電圧検出器７２が検出した鉛蓄電池２の出力電圧値に基づいて蓄電量（ＳＯＣ）を検知する。制御部７は、第２所定量としての鉛蓄電池２の目標ＳＯＣ範囲における上限値と、検知した鉛蓄電池２の蓄電量との差分（充電可能電力）を算出する。制御部７は、リチウム蓄電池１の保管時の目標ＳＯＣ範囲における上限値（第３所定量）に充電可能電力を加算した蓄電量となるまでリチウム蓄電池１へ充電する。これにより、リチウム蓄電池１により大きな電力を蓄電しておき、リチウム蓄電池１から鉛蓄電池２へ充電することができ、更に電力を有効に利用することができる。

また本実施形態によれば、無線キー８４が無線キー制御装置８３の通信範囲内に存在しない旨を示す信号を入出力部７５により取得し、制御部７は、無線キー８４が通信範囲内に存在しない旨を示す信号を取得した場合に、鉛蓄電池２からリチウム蓄電池１へ充電する制御を行う。これにより、リチウム蓄電池１が長期保管状態となることを確実に検知することができる。

上述の実施形態ではリチウム蓄電池１を用いたが、リチウム蓄電池１に代えてニッケル水素蓄電池を用いてもよい。この場合、ニッケル水素蓄電池の長期保管時におけるバッテリ性能の劣化を抑制することができる。

以上、発明を実施するための形態について説明したが、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ リチウム蓄電池（第１バッテリ）
２ 鉛蓄電池（第２バッテリ）
３ オルタネータ（車載発電機）
４ 電気負荷（電気負荷群）
５ スタータ
６ ＤＣ／ＤＣコンバータ
７ 制御部（制御手段、第２制御手段、検知手段及び第２検知手段）
７５ 入出力部（第１、第２及び第３取得手段）
８１ ＩＧスイッチ
８２ ナビゲーション装置（位置検出装置）
８３ 無線キー制御装置（通信装置）
８４ 無線キー（携帯無線機）

Claims (6)

1. 車輌に搭載されたエンジンに連動して発電する車載発電機と、該車載発電機が発電した電力により充電され、電気負荷群に電力を供給する第１バッテリと、前記車載発電機が発電した電力により充電され、前記エンジンを始動するスタータに電力を供給する第２バッテリとを備える電源装置において、
   前記エンジンの作動及び停止を示す信号を取得する取得手段と、
   前記第１バッテリの蓄電量を検知する検知手段と、
   前記取得手段により停止を示す信号を取得した場合に、前記検知手段が検知した蓄電量が所定量以下であるとき、前記第２バッテリから前記第１バッテリへ充電する制御を行う制御手段と
   を備えることを特徴とする電源装置。
2. 前記車輌の位置を検出する位置検出装置から前記車輌の位置を取得する第２取得手段を備え、
   前記制御手段は、前記第２取得手段により取得した位置が特定場所を示す場合に、前記第２バッテリから前記第１バッテリへ充電する制御を行うようにしてあることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記第２取得手段により取得した位置が特定場所から一定距離の範囲内にある場合に、前記検出手段が検出した蓄電量が所定量以下であるとき、前記車載発電機から前記第１バッテリへ充電する制御を行う第２制御手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
4. 前記第２バッテリの蓄電量を検知する第２検知手段と、
   第２所定量と前記第２検知手段が検知した蓄電量との差分を算出する算出手段とを
   備え、
   前記第２制御手段は、前記第１バッテリに係る第３所定量に前記差分を加算した蓄電量となるまで前記第１バッテリへ充電するようにしてあることを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
5. 前記車輌に配置された通信装置と無線により通信する携帯無線機が前記通信装置の通信範囲内に存在しない旨を示す信号を取得する第３取得手段を備え、
   前記制御手段は、第３取得手段により存在しない旨を示す信号を取得した場合に、前記第２バッテリから前記第１バッテリへ充電する制御を行うようにしてあることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１つに記載の電源装置。
6. 前記第１バッテリはリチウムイオン蓄電池又はニッケル水素蓄電池であり、
   前記第２バッテリは鉛蓄電池であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１つに記載の電源装置。

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