JP5747669B2 - 車両用電源制御装置及び車両用電源制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両用電源制御装置及び車両用電源制御方法に関する。

従来、車両用電源制御装置として、二個のバッテリを備えるものが知られている。この車両用電源制御装置は、発電電圧を目標電圧に制御させるエンジン駆動の発電機（オルタネータ）と、この発電機から給電されるメインバッテリと、双方向に電力を授受し得るDC/DCコンバータを介してメインバッテリと電気的に接続されたサブバッテリを備えている。例えば、特許文献１には、メインバッテリ及びサブバッテリ間で使用するバッテリを切り替える際における電力変動を抑制して、車両の電装品の動作を安定させることができる車両用電源制御装置が提案されている。

特開２００６−３２７５１７号公報

上記のような二個のバッテリを備える車両用電源制御装置では、二個のバッテリ間にDC/DCコンバータのような充放電制御装置を介在させることで、電源電圧変動を抑えた安定したバッテリ充電制御が行われている。しかしながら、該電源装置のコスト面を考慮すると、DC/DCコンバータのような充放電制御装置を用いずとも安定したバッテリ充電制御を行えることが望ましい。

そこで、本発明は、バッテリ間にDC/DCコンバータのような充放電制御装置を介さずに安定したバッテリ充電制御を行うことができる車両用電源制御装置及び車両用電源制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、電力供給源からの電力供給が可能なメインバッテリと、メインバッテリと電気的に接続可能なサブバッテリと、メインバッテリ及びサブバッテリのそれぞれのバッテリ電圧を検出するバッテリ電圧検出部と、バッテリ電圧検出部により検出されたバッテリ電圧の検出結果に基づきメインバッテリ及びサブバッテリ間のバッテリ電位差を算出し、バッテリ電位差に基づいてメインバッテリ及びサブバッテリ間の電気的な接続を制御する接続制御部と、を備えることを特徴とする。両バッテリ間にDC/DCコンバータのような充放電制御装置や電圧変動制限がない場合、両バッテリ間の電位差が大きい時に両バッテリ間の電気的な接続を行うと両バッテリ間の電位は等電位になろうとするため、急激な電位変動が発生する可能性がある。本発明では、両バッテリ間の電位差の大きさに基づいて接続制御が行われるため、両バッテリ間の電気的な接続による電圧変動の発生を抑える又は一定の大きさに留めることが可能となる。結果、両バッテリ間にDC/DCコンバータのような充放電制御装置や電圧変動制限がない場合においても、電圧変動を抑えた安定したバッテリ充電制御を行うことが可能となる。

また、接続制御部は、バッテリ電位差が予め設定された基準値以下の場合にメインバッテリ及びサブバッテリ間の電気的な接続を許可することが好ましい。これにより、両バッテリ間の電位差が予め設定された基準値以下で接続が行われるため、両バッテリ間のバッテリ電位差が大きい場合における電気的な接続が禁止される。このため、両バッテリ間の電気的な接続による電圧変動の発生を抑える又は一定の大きさに留めることが可能となる。結果、電圧変動を抑えたより安定したバッテリ充電制御を行うことが可能となる。

さらに、車両の状態を判定する車両状態判定部を備え、接続制御部は、車両状態に基づいて、メインバッテリ及びサブバッテリ間の電気的な接続を制御することが好ましい。また、車両の走行状態を判定する走行状態判定部を備え、接続制御部は、走行状態に基づいて、メインバッテリ及びサブバッテリ間の電気的な接続を制御することが好ましい。これにより、例えば、両バッテリ間の電気的な接続により電圧変動が発生し得る場合であっても、その電圧変動が車両の状態へ与える影響が無い、又は、無視し得る場合であるならば、両バッテリ間の電気的な接続を行うことが可能である。この結果、車両の状態を考慮してより確実に安定したバッテリ充電制御を行うことが可能となる。

さらにまた、車両の走行状態を判定する走行状態判定部を備え、接続制御部は、走行状態に基づいて、メインバッテリ及びサブバッテリ間の電気的な接続を制御することが好ましい。これにより、例えば、両バッテリ間の電気的な接続により電圧変動が発生し得る場合であっても、その電圧変動が車両の運動へ与える影響が無い、又は、無視し得る場合であるならば、両バッテリ間の電気的な接続を行うことが可能である。この結果、車両の走行状態を考慮してより確実に安定したバッテリ充電制御を行うことが可能となる。

さらにまた、車両の速度を取得する速度取得部を備え、接続制御部は、車両の速度が予め設定された基準値以上である場合に、メインバッテリ及びサブバッテリ間の電気的な接続を許可することが好ましい。これにより、例えば、両バッテリ間の電気的な接続により電圧変動が発生し得る場合であっても、その電圧変動が車両の運動へ与える影響が無い、又は、無視し得る場合であるならば、両バッテリ間の電気的な接続を行うことが可能である。この結果、車両の走行状態を考慮してより確実に安定したバッテリ充電制御を行うことが可能となる。

さらにまた、車両の旋回情報を取得する旋回情報取得部を備え、接続制御部は、車両が旋回中でない場合に、メインバッテリ及びサブバッテリ間の電気的な接続を許可することが好ましい。これにより、例えば、両バッテリ間の電気的な接続により電圧変動が発生し得る場合であっても、その電圧変動が旋回などの車両の運動状態へ与える影響が無い、又は、無視し得る場合であるならば、両バッテリ間の電気的な接続を行うことが可能である。この結果、車速や旋回などの車両状態を考慮してより確実に安定したバッテリ充電制御を行うことが可能となる。

さらにまた、車両に搭載された電気負荷の状態を判定する電気負荷状態判定部を備え、接続制御部は、電気負荷状態に基づいて、二個のバッテリ間の電気的な接続を制御することが好ましい。これにより、例えば、両バッテリ間の電気的な接続によって発生する電圧変動が電気負荷に与える影響が許容範囲である場合のみに接続制御を行うことが可能となる。この結果、電圧変動が電気負荷に与える影響を考慮した安定したバッテリ充電制御を行うことが可能となる。

さらにまた、接続制御部は、電気負荷状態判定部により電気負荷が作動していない場合に、メインバッテリ及びサブバッテリ間の電気的な接続を許可することが好ましい。これにより、例えば、電気負荷にレギュレータのような電圧調整装置が取り付けられていないことにより電圧変動の影響を受け易い状態である場合であっても、接続制御によって発生し得る電圧変動が電気負荷に与える影響を抑えることが可能である。

さらにまた、車両の速度を取得する速度取得部と、車両の旋回情報を取得する旋回情報取得部と、を備え、接続制御部は、車両の速度が予め設定された基準値以上であり、且つ、車両が旋回中でない場合に、メインバッテリ及びサブバッテリ間の電気的な接続を許可することが好ましい。これにより、例えば、両バッテリ間の電気的な接続により電圧変動が発生し得る場合であっても、その電圧変動が旋回などの車両の運動状態へ与える影響が無い、又は、無視し得る場合であるならば、両バッテリ間の電気的な接続を行うことが可能である。この結果、車速や旋回などの車両状態を考慮してより確実に安定したバッテリ充電制御を行うことが可能となる。

さらにまた、車両に搭載された電気負荷の状態を判定する電気負荷状態判定部と、車両の速度を取得する速度取得部と、車両の旋回情報を取得する旋回情報取得部と、を備え、電気負荷が作動しておらず、車両の速度が予め設定された基準値以上であり、且つ、車両が旋回中でない場合に、メインバッテリ及びサブバッテリ間の電気的な接続を許可することが好ましい。これにより、例えば、両バッテリ間の電気的な接続により電圧変動が発生し得る場合であっても、その電圧変動が車両や電気負荷などへ与える影響が無い、又は、無視し得る場合であるならば、両バッテリ間の電気的な接続により充電制御を行うことが可能である。この結果、電気負荷の状態、及び、車速や旋回などの車両状態を考慮してより確実に安定したバッテリ充電制御を行うことが可能となる。

なお、バッテリ電圧検出部の故障を検知する故障検知部と、メインバッテリに給電を行う電力供給源の指示電圧を検出する指示電圧検出部と、を備え、接続制御部は、故障検知部によりバッテリ電圧検出部の故障が検知され、且つ、指示電圧検出部により検出された指示電圧が一定値以下の場合に、二個のバッテリ間の電気的な接続を許可することが好ましい。この結果、各バッテリの電圧を検出できないような場合においても安定したバッテリ充電制御を行うことが可能となる。

他方、電力供給源からの電力供給が可能なメインバッテリと、メインバッテリと電気的に接続可能なサブバッテリのそれぞれのバッテリ電圧を検出し、検出されたバッテリ電圧の検出結果に基づきメインバッテリ及びサブバッテリ間のバッテリ電位差を算出し、バッテリ電位差に基づいてメインバッテリ及びサブバッテリ間の電気的な接続を制御することが好ましい。

本発明によれば、バッテリ間にDC/DCコンバータのような充放電制御装置を介さずに安定したバッテリ充電制御を行うことが可能となる。

図１は、本発明の車両用電源制御装置の概略構成図である。 図２は、本発明の車両用電源制御装置の第１実施形態の概略構成図である。 図３は、本発明の車両用電源制御装置の第１実施形態の処理手順を示すフローチャートである。 図４は、本発明の第１実施形態の接続制御について説明するための図である。 図５は、本発明の第１実施形態の接続制御タイミングの一例を説明するための図である。 図６は、本発明の第１実施形態の接続制御タイミングの一例を説明するための図である。 図７は、本発明の車両用電源制御装置の第２実施形態の概略構成図である。 図８は、本発明の車両用電源制御装置の第２実施形態の処理手順を示すフローチャートである。 図９は、本発明の車両用電源制御装置の第３実施形態の概略構成図である。 図１０は、本発明の車両用電源制御装置の第３実施形態の処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、本発明の車両用電源制御装置の第４実施形態の概略構成図である。 図１２は、本発明の車両用電源制御装置の第４実施形態の処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明について、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

[第１実施形態]
図１から図６を参照して、第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用電源制御装置１を示す概略構成図である。図１に示すように、本実施形態の車両用電源制御装置１は、自動車等の車両１００に搭載され、車両１００に備えられたバッテリの充電制御を行う車両用電源制御装置である。この車両用電源制御装置１は、エンジン１０１、トランスミッション１０２、オルタネータ１０６、ECU（Electronic Control Unit）１３０、及び、バッテリ１４０を備えている。

エンジン１０１は、吸気通路と、吸気通路を流れる吸気の流量を調節するスロットルバルブと、吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射装置と、筒内の混合気に点火する点火装置とを備える。スロットルバルブは、開閉することで吸気通路の流路面積を調整し、吸気の流量を調節する。エンジン１０１は、吸気通路を介して供給される空気と燃料噴射装置により供給される燃料との混合気を筒内で燃焼させ、発生する燃焼エネルギーを回転運動に変換して出力する。

トランスミッション１０２は、例えば、変速比を連続的に変更可能な無段変速機（ＣＶＴ）であり、エンジン１０１の回転軸１１１と接続されている。トランスミッション１０２には、トランスミッション１０２によって変速されたエンジン１０１の回転が伝達されるデファレンシャルギア１０３が接続されている。デファレンシャルギア１０３は、ドライブシャフト１０４と接続されており、エンジン１０１の回転は、デファレンシャルギア１０３とドライブシャフト１０４を介して駆動輪１０５に伝達される。

エンジン１０１には、オルタネータ１０６が備えられている。また、エンジン１０１には、車両に搭載された空調機（エアコンなど）のコンプレッサー１０７が備えられている。オルタネータ１０６とコンプレッサー１０７は、エンジン１０１の回転により駆動される補機である。

エンジン１０１の回転軸１１１に設けられたクランクシャフトプーリー１１２と、オルタネータ１０６の回転軸１０６ａに設けられたオルタネータプーリー１０８と、コンプレッサー１０７の回転軸１０７ａに設けられたコンプレッサープーリー１０９とには、Ｖベルト１１３が巻き掛けられている。エンジン１０１の回転軸１１１が回転すると、その回転が、クランクシャフトプーリー１１２およびＶベルト１１３を介してオルタネータプーリー１０８に伝達される。これにより、オルタネータ１０６の回転軸１０６ａが回転し、発電が行われる。

オルタネータ１０６は、エンジン１０１が高いエンジン回転数の際に、バッテリ１４０および電気負荷に電力を供給するために最適な電圧の電力を発電できるように構成されている。オルタネータ１０６は、その発電負荷（駆動負荷）に応じたトルクであるオルタ負荷トルクをエンジン１０１の回転軸１１１に作用させる。

オルタネータ１０６は、ＥＣＵ１３０により制御されている。オルタネータ１０６は、ＥＣＵ１３０によってなされるバッテリ１４０の充電制御により発電が制御され、ＥＣＵ１３０によってなされる駆動負荷制御により発生させるオルタ負荷トルクが制御される。

また、オルタネータ１０６にはバッテリ１４０が接続されており、バッテリ１４０はオルタネータ１０６が発電した電力を蓄電可能である。

ＥＣＵ１３０は、バッテリ１４０の充放電制御を行う。ＥＣＵ１３０は、バッテリ１４０の状態、車両１００の運転状態や電気負荷１４６の状態等に基づいて、オルタネータ１０６の目標とする発電量である目標電圧（以下、目標オルタ指示電圧と称す）を設定する。ＥＣＵ１３０は目標オルタ指示電圧を実現するように、電圧レギュレータ１０６ｂを制御する。ここで、ＥＣＵ１３０のハード構成は、主に演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムや情報を格納するメモリ、入出力インターフェースなどから構成される。

図２は、本発明の車両用電源制御装置の第１実施形態の概略構成図である。

バッテリ１４０は、具体的にはメインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂとから構成される。メインバッテリ１４０ａは例えばＰｂ電池であり、サブバッテリ１４０ｂは例えばＰｂ電池或いはＬｉ電池などが使用される。メインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂはオルタネータ１０６からの電気供給が可能となるように構成されている。具体的には、メインバッテリ１４０ａはオルタネータ１０６からの電気供給が常時可能であり、サブバッテリ１４０ｂはメインバッテリ１４０ａとの電気的な接続によりオルタネータ１０６からの電気供給が可能となるよう構成されている。

メインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂのうち少なくともメインバッテリ１４０ａは、車両に搭載されたエンジンスタータ１１０への電気供給が可能となるように構成されている。また、メインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂのうち少なくともサブバッテリ１４０ｂは、車両に搭載された電気負荷１４６への電気供給が可能となるように構成されている。

また、本電源装置には、メインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電気的な接続及び遮断するためのスイッチ回路１４５が設けられている。スイッチ回路１４５は、後述する接続制御部１４４により、その開閉を制御される。メインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電気的な接続により、オルタネータ１０６から両バッテリへの充電、及び、両バッテリ間の充放電が可能となる。両バッテリ間の充放電としては、メインバッテリ１４０ａからサブバッテリ１４０ｂへの充放電、或いは、サブバッテリ１４０ｂからメインバッテリ１４０ａへの充放電が行われる。

ＥＣＵ１３０は、主に車両に係る各種情報を取得し処理する車両ＥＣＵ１３０ａと、車両ＥＣＵ１３０ａに集約された情報にもとづいてメインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電気的な接続及び遮断を制御する電池ＥＣＵ１３０ｂと、から構成される。

車両ＥＣＵ１３０ａは、バッテリ状態取得部１４３を備えている。バッテリ状態取得部１４３は、バッテリ電圧センサ１４１と、バッテリ電流センサ１４２とに接続されている。また、バッテリ電圧センサ１４１及びバッテリ電流センサ１４２はバッテリ１４０に接続されている。バッテリ電圧センサ１４１は、バッテリ１４０の現在のバッテリ電圧を検出する。検出されたバッテリ電圧はバッテリ状態取得部１４３に出力される。また、バッテリ電流センサ１４２は、バッテリ１４０が充電される際の電流値およびバッテリ１４０が放電される際の電流値である充放電電流値を検出する。バッテリ電流センサ１４２は、バッテリ状態取得部１４３と接続されており、検出された充放電電流値は、バッテリ状態取得部１４３に出力される。また、バッテリ電流センサ１４２によって検出された電流情報と、バッテリ容量等に基づいてＳＯＣ値が算出される。これら取得された各バッテリの電圧情報、電流情報、及び、ＳＯＣ（State of Charge）値の情報はバッテリ状態取得部１４３に送られる。

バッテリ状態取得部１４３を通じて車両ＥＣＵ１３０ａに集められた各種の情報は電池ＥＣＵ１３０ｂに送られる。

電池ＥＣＵ１３０ｂには接続制御部１４４が設けられており、接続制御部１４４は、車両ＥＣＵ１３０ａから送信された各種の情報に基づいてメインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂとの電気的な接続及び遮断を制御する。具体的には、接続制御部１４４はスイッチ回路１４５の開閉（接続及び遮断）を制御することでメインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂとの電気的な接続及び遮断を制御する。

次に、上述した車両用電源制御装置１の動作について、図３から図６を参照しつつ説明する。図３は、本発明の車両用電源制御装置の第１実施形態の処理手順を示すフローチャートである。また、図４は、第１実施形態の接続制御について説明するための図である。図５及び図６は、本発明の第１実施形態の接続制御タイミングの一例を説明するための図である。

第１実施例の処理手順では、まずメインバッテリ１４０ａの電圧値の取得が行われる（ステップＳ１）。このメインバッテリ１４０ａの電圧値はバッテリ電圧センサ１４１により取得され、バッテリ状態取得部１４３に送られる。

次にサブバッテリ１４０ｂの電圧値が取得される（ステップＳ２）。このサブバッテリ１４０ｂの電圧値はバッテリ電圧センサ１４１により取得され、バッテリ状態取得部１４３に送られる。

次にメインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電位差が算出され、予め設定された基準値以下であるか否かが判定される（ステップＳ３）。両バッテリ間の電位差は、バッテリ電圧センサ１４１により取得された両バッテリのそれぞれの電圧値にもとづいて、バッテリ状態取得部１４３にて算出される。算出された両バッテリ間の電位差情報は電池ＥＣＵ１３０ｂに送られ、電池ＥＣＵ１３０ｂは電位差が予め設定された基準値以下であるか否かを判定する。尚、この基準値は、車両１００や車両周囲の状況に応じて変化しても良い。

メインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電位差が予め設定された基準値以下である場合には、電池ＥＣＵ１３０ｂにより両バッテリ間の電気的な接続が許可される（ステップＳ４）。一方、両バッテリ間の電位差が予め設定された基準値を超える場合には、両バッテリ間の電気的な接続は許可されない（ステップＳ５）。より詳細には、両バッテリ間の接続が許可されると電池ＥＣＵ１３０ｂによりスイッチ回路１４５が接続され、両バッテリ間の電気的な接続が行われる。一方、両バッテリ間の接続が許可されない場合にはスイッチ回路１４５が接続されず、両バッテリ間の電気的な接続が行われない。

両バッテリ間にＤＣ/ＤＣコンバータのような充放電制御装置や電圧変動制限がない場合、両バッテリ間の電位差が大きい時に両バッテリ間の電気的な接続を行うと両バッテリ間の電位は等電位になろうとするため、急激な電位変動が発生する可能性がある。本発明では上記の制御により、両バッテリ間の電位差が予め設定された基準値以下で接続が行われる。例えば、両バッテリ間の電位差の予め設定された基準値が約１[Ｖ]以下である場合、一方のバッテリ電圧が約１３[Ｖ]であり他方のバッテリ電圧が約１２[Ｖ]である場合には接続され、一方のバッテリ電圧が約１４[Ｖ]であり他方のバッテリ電圧が約１２[Ｖ]である場合には接続されない、といった制御が可能である。このような制御により、電圧変動の発生を抑える又は一定の大きさに留めることが可能となる。

メインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電気的な接続のタイミングの一例として、両バッテリのＳＯＣ値の平滑化時が挙げられる。両バッテリのＳＯＣ値に差がある場合、両バッテリ間の電気的な接続により、両バッテリのＳＯＣ値の平準化が行われる。図５は、両バッテリのＳＯＣ値の平滑化時の両バッテリの電圧値の推移を示した図である。例えば、メインバッテリ１４０ａがオルタネータ１０６からの給電によりＳＯＣ値が高い状態であり、一方でサブバッテリ１４０ｂが電装負荷１４６への給電によりＳＯＣ値が低い状態である場合、両バッテリ間の電圧差が予め設定された基準値以下ならば両バッテリ間の電気的な接続が行われる。これにより、オルタネータ１０６から両バッテリへの充電、及び、メインバッテリ１４０ａからサブバッテリ１４０ｂへの充電が、電圧変動を抑制しつつ、安定して行われることとなる。

同様に、メインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電気的な接続の制御タイミングの一例として、エンジンスタータ１１０作動時が挙げられる。図６は、エンジンスタータ１１０作動前後のスイッチ制御と両バッテリの電圧値の推移を示した図である。例えば、メインバッテリ１４０ａがオルタネータ１０６及びエンジンスタータ１１０と電気的に接続されており、また、サブバッテリ１４０ｂは電気負荷１４６と接続されており、エンジンスタータ１１０作動に際して両バッテリ間が電気的に接続されているとする。エンジンスタータ１１０の作動に際し、その直前に両バッテリ間の電気的な接続を遮断する。これにより、エンジンスタータ１１０の作動によるサブバッテリ１４０ｂのバッテリ電圧降下が抑えられるため、サブバッテリ１４０ｂに接続された電気負荷１４６への悪影響を防ぐことが可能である。具体的には、バッテリ電圧降下により、サブバッテリ１４０ｂのバッテリ電圧値が、サブバッテリ１４０ｂに接続された電気負荷１４６の電装機器リセット下限電圧を下回ることを抑えることが可能となる。エンジンスタータ１１０の作動によりメインバッテリ１４０ａはエンジンスタータ１１０への電気供給を行いバッテリ電圧値が降下する。その後、エンジンスタータ１１０の作動が終了し、オルタネータ１０６から給電を受け、メインバッテリ１４０ａのバッテリ電圧値が回復する。メインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電位差が縮まることで、両バッテリ間の電気的な接続が再び行われる。これにより、両バッテリ間の電位差が大きい場合における両バッテリ間の電気的な接続状態を避けることが可能となる。結果、オルタネータ１０６からメインバッテリ１４０ａへの充電や、両バッテリ間のＳＯＣ値の平滑化が安定して行われることとなる。

これらより、両バッテリ間の電位差が予め設定された基準値以下の場合に両バッテリ間の電気的な接続が行われるため、両バッテリ間にDC/DCコンバータのような充放電制御装置や電圧変動制限がない場合においても、電圧変動を抑えた安定したバッテリ充電制御を行うことが可能となる。

尚、本実施形態における両バッテリ間の電位差の取得方法は、バッテリ電圧センサ１４１によって検出された各バッテリの電圧値に基づく算出によるものだけでなく他の方法であっても良い。

[第２実施形態]
次に、図７及び図８を参照して、第２実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。

図７は、本発明の車両用電源制御装置の第２実施形態の概略構成図である。本実施形態の上記第１実施形態と異なる点は、車両ＥＣＵ１３０ａがバッテリ状態取得部１４３に加えて、故障検知部１５２と指示電圧検出部１５３とをさらに備えている点である。

故障検知部１５２は、バッテリ電圧センサ１４１の故障を検知する。また、指示電圧検出部１５３は、オルタネータ１０６からの目標オルタ指示電圧を検出する。

バッテリ状態取得部１４３、故障検知部１５２、及び、指示電圧検出部１５３を通じて車両ＥＣＵ１３０ａに集められた各種の情報は電池ＥＣＵ１３０ｂに送られる。電池ＥＣＵ１３０ｂ内の接続制御部１４４は、車両ＥＣＵ１３０ａから送信された各種の情報に基づいてメインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂとの電気的な接続及び遮断を制御する。

図８は、本発明の車両用電源制御装置の第２実施形態の処理手順を示すフローチャートである。図８のステップＳ６において、故障検知部１５２により、バッテリ１４０の電圧を検出するバッテリ電圧センサ１４１が故障しているか否かが検知される。バッテリ電圧センサ１４１の故障が検出された場合には、ステップＳ７を実行する。一方、バッテリ電圧センサ１４１の故障が検知されない場合には、ステップＳ１を実行する。

ステップＳ７では、指示電圧検出部１５３により、目標オルタ指示電圧値の検出が行われる。

次のステップＳ８では、ステップＳ７にて検出された目標オルタ指示電圧値が、所定の値以上であるか否かが判定される。この判定の結果、目標オルタ指示電圧が予め設定された基準値未満である場合、メインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電気的な接続制御が許可される（ステップＳ４）。一方、目標オルタ指示電圧が予め設定された基準値を超える場合には、両バッテリ間の電気的な接続は許可されない（ステップＳ５）。尚、この基準値は、車両１００や車両周囲の状況に応じて変化しても良い。

オルタネータ１０６からの目標オルタ指示電圧値が高い状態で両バッテリ間の電気的な接続が行われる場合、比較的大きなオルタ負荷トルクが発生する可能性がある。本発明では目標オルタ指示電圧値が高い場合を避けて両バッテリ間の電気的な接続が許可されるため、比較的大きなオルタ負荷トルクが発生を抑制することが可能となる。この結果、各バッテリの電圧を検出できないような場合においても安定したバッテリ充電制御を行うことが可能となる。

[第３実施形態]
次に、図９及び図１０を参照して、第３実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第１実施形態と異なる点について主に説明する。

図９は、本発明の車両用電源制御装置の第３実施形態の概略構成図である。本実施形態の上記第１実施形態と異なる点は、車両ＥＣＵ１３０ａがバッテリ状態取得部１４３に加えて、電気負荷状態判定部１４７と走行状態判定部１４８とをさらに備えている点である。

電気負荷状態判定部１４７は、車両１００に搭載された電気負荷１４６に接続され、作動状態に係る情報の取得を行う。電気負荷１４６はバッテリ１４０に接続され電力の供給を受ける。この電気負荷１４６は、例えば、ライト、ブロアモータ、ワイパー、室内灯、オーディオ、ＡＢＳシステム、電動オイルポンプ、メータ類、デフォガ、パワーウィンドウ等の車両に搭載された電装機器、補機などで構成されている。

車両１００の走行中には、車両ＥＣＵ１３０ａが車両１００の各部を制御する。このため、車両ＥＣＵ１３０ａが有する走行状態判定部１４８では、車両１００の各部に設けられた車両状態センサ１４９による検出結果より、車両１００の運転状態に係る情報を取得する。車両ＥＣＵ１３０ａは、この走行状態判定部１４８で逐次車両１００の運転状態情報の取得を行う。車両状態センサ１４９は、具体的には、車速センサ１５０、ステアリングセンサ１５１、ヨーレートセンサ（図示省略）、加速度センサ（図示省略）、クランク角センサ（図示省略）など車両運動情報を検出する各種の検出手段の集まりとして構成される。

走行状態判定部１４８は、車両１００の走行状態を検出する各種の車両状態センサ１４９に接続されている。例えば、トランスミッション１０２の出力軸（図示省略）の近傍には、当該出力軸の回転速度を検出することにより、この回転速度を介して車両１００の速度を検出する車速センサ１５０が設けられている。また、車両１００の運転席に設けられたステアリングの回転軸であるステアリングシャフトの近傍には、ステアリングの回転状態を検出するステアリングセンサ１５１が設けられている。

車両１００の運転時における走行状態判定部１４８による運転状態情報の取得としては、例えば、トランスミッション１０２の出力軸の近傍に設けられた車速センサ１５０が、当該出力軸の回転数を検出する。このように検出した車速センサ１５０による検出結果は走行状態判定部１４８に伝達され、走行状態判定部１４８は、車速センサ１５０が検出したトランスミッション１０２の出力軸の回転数に基づいて車速を算出する。

また、ステアリングシャフトの近傍に設けられたステアリングセンサ１５１が、ステアリングシャフトの回転角を介してステアリングの回転角を検出する。このように検出したステアリングセンサ１５１による検出結果は走行状態判定部１４８に伝達され、走行状態判定部１４８は、ステアリングセンサ１５１が検出したステアリングの回転角を、車両１００の旋回情報として取得する。

バッテリ状態取得部１４３、電気負荷状態判定部１４７、及び、走行状態判定部１４８を通じて車両ＥＣＵ１３０ａに集められた車両状態に係る各種の情報は電池ＥＣＵ１３０ｂに送られる。電池ＥＣＵ１３０ｂ内の接続制御部１４４は、車両ＥＣＵ１３０ａから送信された各種の情報に基づいてメインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂとの電気的な接続及び遮断を制御する。

図１０は、本発明の車両用電源制御装置の第３実施形態の処理手順を示すフローチャートである。第３実施形態において、ＥＣＵ１３０は、メインバッテリ１４０ａ及びサブバッテリ１４０ｂ間の電位差を算出し、この電位差が予め設定された基準値を超える場合には、上記第１実施形態の接続不許可処理（ステップＳ５）に代えて、図１０に示すステップＳ９を実行する。

ステップＳ９では、車両１００に搭載された電気負荷１４６の作動状態の取得が行われる。

次のステップＳ１０では、ステップＳ９にて取得された電気負荷１４６の作動状態に基づき、メインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電気的な接続を許可するか否かの判定が行われる。具体的には、ステップＳ９にて電気負荷１４６が作動していない場合には、接続制御部１４４によりメインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電気的な接続の許可判定が出される。

ステップＳ１０の判定において、接続許可の判定が出された場合は、ステップＳ１１を実行する。一方、接続許可の判定が出されなかった場合は、接続制御部１４４によりメインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電気的な接続は禁止される（ステップＳ５）。

電気負荷１４６が作動している状態で大きな電圧変動が発生すると、電圧変動の影響により例えばライトの明滅が発生するなどの課題が発生し得る。このため、電気負荷１４６が作動している状態では両バッテリ間の接続を禁止することで電圧変動の発生が抑えられ、電圧変動が電気負荷へ与える悪影響を避けることが可能となる。この結果、電圧変動が電気負荷１４６に与える影響を考慮してより確実に安定したバッテリ充電制御を行うことが可能となる。

尚、ＥＣＵ１３０は、電気負荷１４６の中でも比較的に電圧変動の影響を受けやすい電気負荷に対象を絞って制御を行うことが可能である。比較的に電圧変動の影響を受けやすい電気負荷として、例えば、オーディオ、ＥＣＵ等の動作保障下限電圧が高い電装機器や、電気負荷に送られる電圧を制御するレギュレータが備えられていない電気負荷、等が挙げられる。これにより、電圧変動の影響を比較的受けやすい電気負荷に対象を絞ってより有効的なバッテリ充電制御を行うことが可能となる。

ステップＳ１１では、車両１００の車速情報の取得が行われる。車速情報は車速センサ１５０によって取得され、車両ＥＣＵ１３０ａが有する走行状態判定部１４８に伝達される。車両１００の速度情報は、具体的には、車速センサ１５０から伝達された車速情報であるトランスミッション１０２の出力軸の回転数に基づいて算出される。

ステップＳ１２では、ステップＳ１１にて検出された車両１００の車速情報に基づきメインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電気的な接続を許可するか否かの判定が行われる。ステップＳ１２では、車両１００の速度が所定の値以上であるか否かの判定が行われる。この判定は、車速センサ１５０が取得した車両１００の車速情報が、車両ＥＣＵ１３０ａが有する走行状態判定部１４８に伝達され、この伝達された車速情報に基づいて行われる。具体的には、走行状態判定部１４８は、車速センサ１５０から伝達された車速情報であるトランスミッション１０２の出力軸の回転数が予め設定された基準回転数以上であるかを判断し、この出力軸の回転角が予め設定された基準回転数以上の場合には、車両１００の速度は予め設定された基準値以上であると判定する。車両１００の速度は予め設定された基準値以上であると判定された場合には、接続制御部１４４によりメインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電気的な接続の許可判定が出される。尚、この基準値は、車両１００や車両周囲の状況に応じて変化しても良い。

ステップＳ１２の判定において、接続許可の判定が出された場合は、ステップＳ１３を実行する。一方、接続許可の判定が出されなかった場合は、メインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電気的な接続は禁止される（ステップＳ５）。

車両１００の低車速の状態で両バッテリ間の電気的な接続が行われる場合、比較的大きなオルタ負荷トルクが発生する可能性がある。本発明では車速が比較的に低い場合を避けて両バッテリ間の電気的な接続が許可されるため、大きなオルタ負荷トルクが発生を抑制することが可能となる。この結果、車両１００の速度を考慮してより確実に安定したバッテリ充電制御を行うことが可能となる。

ステップＳ１３において、車両１００の旋回情報の取得が行われる。車両１００の旋回情報はステアリングセンサ１５１によって取得され、ＥＣＵ１３０が有する走行状態判定部１４８に伝達される。具体的には、車両１００の旋回情報は、ステアリングセンサ１５１から伝達された旋回情報であるステアリングの回転角の値に基づいて算出される。

ステップＳ１４では、ステップＳ１３にて検出された車両１００の旋回情報に基づきメインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電気的な接続を許可するか否かの判定が行われる。ステップＳ１４では、車両１００の旋回中であるか否かの判定が行われる。この判定は、ステアリングセンサ１５１が取得した車両１００の旋回情報が、車両ＥＣＵ１３０ａが有する走行状態判定部１４８に伝達され、この伝達された旋回情報に基づいて行われる。具体的には、走行状態判定部１４８は、ステアリングセンサ１５１から伝達された旋回情報であるステアリングの回転角が予め設定された基準角度以上であるかを判断し、ステアリングの回転角が予め設定された基準角度以上の場合には、車両１００は旋回中であると判定する。車両１００が旋回中であると判定された場合には、メインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電気的な接続の許可判定が出される。尚、この基準角度は、車両１００や車両周囲の状況に応じて変化しても良い。

ステップＳ１４の判定において、接続許可の判定が出された場合は、接続制御部１４４はメインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電気的な接続制御を行う（ステップＳ４）。一方、接続許可の判定が出されなかった場合は、両バッテリ間の電気的な接続は禁止される（ステップＳ５）。

車両１００の旋回中の状態で両バッテリ間の電気的な接続が行われる場合、比較的大きなオルタ負荷トルクが発生する可能性がある。本発明では車速が旋回中の場合を避けて両バッテリ間の電気的な接続が許可されるため、大きなオルタ負荷トルクが発生を抑制することが可能となる。この結果、車両１００の旋回を考慮してより確実に安定したバッテリ充電制御を行うことが可能となる。

尚、車両１００の速度を取得するための手段は上記車速センサ１５０のみに限られるものでなく、その他の取得手段を用いることも可能である。同様に、車両１００の旋回情報を取得するための手段は上記ステアリングセンサ１５１のみに限られるものでなく、その他の取得手段を用いることも可能である。

また、ＥＣＵ１３０は、車両１００の速度や旋回状態のみならず、車両１００の加速度情報など、その他の走行状態に基づいて両バッテリ間の接続許可判定を行うことも可能である。

[第４実施形態]
次に、図１１及び図１２を参照して、第４実施形態について説明する。尚、本実施形態の説明では、上記第１〜３実施形態と異なる点について主に説明する。

図１１は、本発明の車両用電源制御装置の第４実施形態の概略構成図である。本実施形態において、車両ＥＣＵ１３０ａは、バッテリ状態取得部１４３、電気負荷状態判定部１４７、走行状態判定部１４８、故障検知部１５２、及び、指示電圧検出部１５３を備えている。

バッテリ状態取得部１４３、電気負荷状態判定部１４７、走行状態判定部１４８、故障検知部１５２、及び、指示電圧検出部１５３を通じて車両ＥＣＵ１３０ａに集められた車両状態に係る各種の情報は電池ＥＣＵ１３０ｂに送られる。電池ＥＣＵ１３０ｂ内の接続制御部１４４は、車両ＥＣＵ１３０ａから送信された各種情報に基づいてメインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂとの電気的な接続及び遮断を制御する。

図１２は、本発明の車両用電源制御装置の第４実施形態の処理手順を示すフローチャートである。第４実施形態において、ＥＣＵ１３０は、ステップＳ７にて指示電圧検出部１５３により、目標オルタ指示電圧値の検出を行い、検出された目標オルタ指示電圧値が所定の値を超える場合には、上記第１実施形態の接続不許可処理（ステップＳ５）に代えて、図１２に示すステップＳ９を実行する。一方、検出された目標オルタ指示電圧値が所定の値未満の場合には、メインバッテリ１４０ａとサブバッテリ１４０ｂ間の電気的な接続制御が許可される（ステップＳ１５）。

これにより、両バッテリ間の電位差が検出できない場合においても、目標オルタ指示電圧情報、電気負荷情報、車両走行状態などの各種情報に基づいてより確実に安定して両バッテリ間の接続制御を行うことが可能となる。

尚、本発明の実施形態におけるステップＳ９からＳ１４までの電気負荷状態判定、車速判定、及び、旋回判定の各プロセスは、それらの中から少なくとも一つ以上を選択し、それらを組み合わせて実施することが可能である。また、上記の各プロセスの実行順序は状況に応じて変えることが可能である。

そのため、例えば、第４実施形態において、ＥＣＵ１３０は、検出された目標オルタ指示電圧値が所定の値を超える場合には、上記第１実施形態の接続不許可処理（ステップＳ５）に代えて、図１２に示すステップＳ９を実行する場合だけでなく、ステップＳ１１或いはステップＳ１３を実行することも可能である。

上記の各実施形態におけるステップＳ９からＳ１４までの電気負荷状態判定、車速判定、及び、旋回判定の各プロセスは、ステップＳ１からＳ４までの両バッテリの電圧値検出、及び、両バッテリ間電位差判定の各プロセスがない場合においても実施することが可能である。同様に、上記実施形態におけるステップＳ９からＳ１４までの電気負荷状態判定、車速判定、及び、旋回判定の各プロセスは、ステップＳ６からＳ８までの電圧センサ故障判定、目標オルタ指示電圧検出、及び、目標オルタ指示電圧値判定の各プロセスがない場合においても実施することが可能である。

また、上記の各実施形態は、適宜組み合わせて実行できる。尚、バッテリ１４０は、上記各実施形態におけるメインバッテリ１４０ａ及びサブバッテリ１４０ｂの二個のバッテリ構成のみでなく、三個以上の複数のバッテリ構成であっても良い。加えて、本実施例では電力供給源として、エンジン１０１と車両に搭載された発電機であるオルタネータ１０６を用いているが、燃料電池やその他のバッテリなどの電力供給源であっても良い。また、電力供給源は車両に搭載されたものだけでなく、車両外部からの電力供給源であっても良く、その場合は接触方式、非接触方式のどちらであっても良い。

１００…車両
１０１…エンジン
１０２…トランスミッション
１０３…デファレンシャルギア
１０４…ドライブシャフト（駆動軸）
１０５…区動輪
１０６…オルタネータ
１０６ａ…（オルタネータの）回転軸
１０６ｂ…（オルタネータ用の）電圧レギュレータ
１０７…コンプレッサー
１０７ａ…（コンプレッサーの）回転軸
１０８…オルタネータプーリー
１０９…コンプレッサープーリー
１１０…エンジンスタータ
１３０…ＥＣＵ
１３０ａ…車両ＥＣＵ
１３０ｂ…電池ＥＣＵ
１４０…バッテリ
１４０ａ…メインバッテリ
１４０ｂ…サブバッテリ
１４１…バッテリ電圧センサ
１４２…バッテリ電流センサ
１４３…バッテリ状態取得部
１４４…接続制御部
１４５…スイッチ回路
１４６…電気負荷
１４７…電気負荷状態判定部
１４８…走行状態判定部
１４９…車両状態センサ
１５０…車速センサ
１５１…ステアリングセンサ
１５２…故障検知部
１５３…指示電圧検出部

Claims (5)

1. 電力供給源からの電力供給が可能なメインバッテリと、
   該メインバッテリと電気的に接続可能なサブバッテリと、
   前記メインバッテリ及び前記サブバッテリのそれぞれのバッテリ電圧を検出するバッテリ電圧検出部と、
   前記バッテリ電圧検出部により検出されたバッテリ電圧の検出結果に基づき、前記メインバッテリ及び前記サブバッテリ間のバッテリ電位差を算出し、該バッテリ電位差に基づいて前記メインバッテリ及び前記サブバッテリ間の電気的な接続を制御する接続制御部と、
   車両の速度を取得する速度取得部と、を備え、
   前記接続制御部は、前記車両の速度が予め設定された基準値以上である場合に、前記メインバッテリ及び前記サブバッテリ間の電気的な接続を許可することを特徴とする車両用電源制御装置。
2. 前記車両の旋回情報を取得する旋回情報取得部を備え、
   前記接続制御部は、前記車両が旋回中でない場合に、前記メインバッテリ及び前記サブバッテリ間の電気的な接続を許可することを特徴とする請求項１に記載の車両用電源制御装置。
3. 前記車両の旋回情報を取得する旋回情報取得部を備え、
   前記接続制御部は、前記車両の速度が予め設定された基準値以上であり、且つ、前記車両が旋回中でない場合に、前記メインバッテリ及び前記サブバッテリ間の電気的な接続を許可することを特徴とする請求項１に記載の車両用電源制御装置。
4. 前記車両に搭載された電気負荷の状態を判定する電気負荷状態判定部と、
   前記車両の旋回情報を取得する旋回情報取得部と、を備え、
   前記電気負荷が作動しておらず、前記車両の速度が一定値以上であり、且つ、前記車両が旋回中でない場合に、前記メインバッテリ及び前記サブバッテリ間の電気的な接続を許可することを特徴とする請求項１に記載の車両用電源制御装置。
5. 前記バッテリ電圧検出部の故障を検知する故障検知部と、
   前記メインバッテリに給電を行う電力供給源の指示電圧を検出する指示電圧検出部と、を備え、
   前記接続制御部は、前記故障検知部により前記バッテリ電圧検出部の故障が検知され、且つ、前記指示電圧検出部により検出された指示電圧が予め設定された基準値以下の場合に、前記メインバッテリ及び前記サブバッテリ間の電気的な接続を許可することを特徴とする請求項１に記載の車両用電源制御装置。

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