KR20150130922A - 전원 제어 장치 - Google Patents

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KR20150130922A
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KR
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battery
soc
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lithium ion
charge
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KR1020150065197A
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마사키 마츠나가
가즈히토 에시마
다케아키 스즈키
Original Assignee
도요타지도샤가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 충전 제어에 의한 연비 향상의 기회가 상실되는 것을 저감하여, 연비를 향상시키는 것이다.
전원 제어 장치는, 엔진의 회전에 의해 구동되는 발전기와, 발전기에 대해 각각 병렬로 접속되는 납 배터리 및 리튬 이온 배터리와, 납 배터리의 SOC를 검출하는 SOC 검출부와, 발전기에 의한 적어도 납 배터리로의 충전에 대해 충전 제어를 행하는 충전 제어부를 구비한다. 충전 제어부는, 납 배터리의 SOC가 소정의 임계값(SL1) 이상일 때에, 차량 상태 정보로부터 산출되는 회생 예측량에 기초하여 충전 제어를 행하고(S130), 임계값(SL1)을 하회할 때에, 회생 예측량과는 무관하게 충전 제어를 행한다(S170). 또한, 충전 제어부는, 리튬 이온 배터리의 잉여 전하량을 취득하여, 잉여 전하량이 납 배터리의 부족 전하량보다도 많은 경우에(S150:예), 납 배터리의 SOC가 상기 임계값을 하회하고 있음에도, 회생 예측량에 기초하는 충전 제어를 행한다(S130).

Description

전원 제어 장치{POWER SUPPLY CONTROL DEVICE}
본 발명은, 차량에 탑재되는 전원 제어 장치에 관한 것이다.
엔진을 주행의 동력원으로 하는 차량에는, 각종 전기 부하로 전력을 공급하는 배터리(축전지)와, 엔진의 회전에 의해 구동되어 발전하는 얼터네이터(발전기)가 구비되어 있다. 얼터네이터에 의해 배터리는 충전되어 있다. 종래, 배터리로의 충전을 행할 때의 충전 제어로서, 통상 주행 중에는 배터리로의 충전을 억제함으로써 연료 소비량을 절약하고, 감속 주행 중에 회생 발전에 의해 배터리로의 충전을 행하는 기술이 알려져 있다.
또한, 일본 특허 출원 공개 제2005-160269호 공보에는, 배터리의 수명을 보호하기 위해, 배터리의 SOC(State Of Charge)가 소정의 임계값을 하회한 경우에, 상술한 충전 제어를 금지하고, 회생과는 무관하게 얼터네이터로 발전하여 배터리의 SOC를 높이는 기술이 기재되어 있다.
그러나, 상기 종래의 기술에서는, 배터리의 SOC가 소정의 임계값을 하회한 경우에, 회생과는 무관하게 얼터네이터가 발전하기 때문에, 그 제어가 행해지는 동안은, 상술한 충전 제어에 의한 연비 향상의 기회가 상실된다. 이로 인해, 연비의 향상을 충분히 도모할 수 없다는 문제가 있었다.
본 발명은, 상술한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 이하의 형태로 하여 실현하는 것이 가능하다.
(1) 본 발명의 일 형태에 의하면, 차량에 탑재되는 전원 제어 장치가 제공된다. 이 전원 제어 장치는, 엔진을 구비하는 차량에 탑재되는 전원 제어 장치이며;상기 엔진의 회전에 의해 구동되는 발전기와;상기 발전기에 대해 각각 병렬로 접속되는 제1 배터리 및 제2 배터리와;상기 제1 배터리의 SOC를 검출하는 SOC 검출부와;상기 발전기에 의한 적어도 상기 제1 배터리로의 충전에 대해 충전 제어를 행하는 제어부이며, 상기 SOC가 소정의 임계값 이상일 때에, 차량 상태 정보로부터 산출되는 회생 예측량에 기초하여 상기 충전 제어를 행하고, 상기 SOC가 상기 임계값을 하회할 때에, 상기 회생 예측량과는 무관하게 상기 충전 제어를 행하는 충전 제어부를 구비한다. 그리고, 상기 충전 제어부는, 상기 제2 배터리의 잉여 전하량을 취득하여, 상기 잉여 전하량이 상기 제1 배터리의 부족 전하량보다도 많은 경우에, 상기 제1 배터리의 SOC가 상기 임계값을 하회하고 있음에도, 상기 회생 예측량에 기초하는 상기 충전 제어를 행한다.
제1 배터리에 대해 제2 배터리를 병렬로 접속한 본 형태의 전원 제어 장치에 있어서는, 제2 배터리의 잉여 전하량이 제1 배터리의 부족 전하량보다도 많으면, 제1 배터리의 SOC가, 비록 충전 제어를 개시하는 임계값보다 낮아도, 그 후에 임계값 이상으로 회복되는 것이 예측된다. 이로 인해, 그와 같은 상황 하에서는, 회생 예측량에 기초하는 충전 제어를 금지할 필요가 없다. 이로 인해, 충전 제어부에 의해, 제2 배터리의 잉여 전하량을 측정하여, 잉여 전하량이 제1 배터리의 부족 전하량보다도 많은 경우에는, 제1 배터리의 SOC가 임계값을 하회하고 있음에도, 회생 예측량에 기초하는 충전 제어를 실행시킨다. 그 결과, 회생 예측량에 기초하는 충전 제어에 의해 연비를 향상시키는 기회를 상실할 가능성을 저감할 수 있다. 따라서, 본 형태의 전원 제어 장치는, 연비를 충분히 향상시킬 수 있다는 효과를 발휘한다.
또한, 제어부는, 상기 제1 배터리의 상기 SOC가 소정의 임계값 이상일 때에, 차량 상태 정보로부터 산출되는 회생 예측량에 기초하여 상기 충전 제어를 행하는 것이 바람직하다. 그리고, 제어부는, 상기 제1 배터리의 상기 SOC가 상기 임계값을 하회할 때에는, 이하와 같은 충전 제어를 행하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제2 배터리의 잉여 전하량이 상기 제1 배터리의 부족 전하량보다도 많은 경우에, 상기 회생 예측량에 기초하는 상기 충전 제어를 행하고, 상기 제2 배터리의 잉여 전하량이 상기 제1 배터리의 부족 전하량보다도 적은 경우에, 상기 회생 예측량과는 무관하게 상기 충전 제어를 행한다.
(2) 상기 형태의 전원 제어 장치에 있어서, 상기 제2 배터리에 대한 SOC에 대한 OCV를 나타내는 특성이, 상기 제1 배터리에 대한 SOC에 대한 OCV를 나타내는 특성에 비해, 소정의 SOC 범위에 있어서 OCV의 값이 크다고 해도 된다. 이 형태의 전원 제어 장치에 의하면, 제1 배터리에 대해 제2 배터리측으로부터의 방전이 우선되게 된다.
또한, 소정의 SOC 범위에 있어서, 상기 제2 배터리의 SOC에 대한 상기 제2 배터리의 OCV의 값이, 상기 제2 배터리의 상기 SOC와 동일한 값의 상기 제1 배터리의 SOC에 대한 상기 제1 배터리의 OCV의 값보다도, 큰 것이 바람직하다.
(3) 상기 형태의 전원 제어 장치에 있어서, 상기 제1 배터리는 납 배터리이고, 상기 제2 배터리는 리튬 이온 배터리로 해도 된다. 이 형태의 전원 제어 장치에 의하면, 소정의 SOC 범위에 있어서, 제2 배터리의 OCV의 값이, 동일한 SOC에 대한 제1 배터리의 OCV의 값보다도 크다. 그 결과, 납 배터리에 대해 리튬 이온 배터리측으로부터의 방전이 우선된다.
(4) 상기 형태의 전원 제어 장치에 있어서, 상기 제1 배터리는 납 배터리이고, 상기 제2 배터리는 니켈 수소 배터리로 해도 된다. 이 형태의 전원 제어 장치에 의하면, 소정의 SOC 범위에 있어서, 제2 배터리의 OCV의 값이, 동일한 SOC에 대한 제1 배터리의 OCV의 값보다도 크다. 그 결과, 납 배터리에 대해 니켈 수소 배터리측으로부터의 방전이 우선된다.
또한, 본 발명은, 다양한 형태로 실현하는 것이 가능하다. 예를 들어, 배터리 시스템, 차량, 전원 제어 방법, 백업 시스템 등의 다양한 형태로 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태로서의 전원 제어 장치의 구성을 도시하는 설명도이다.
도 2는 납 배터리와 리튬 이온 배터리에 대해 OCV-SOC 특성을 나타내는 그래프이다.
도 3은 충전 제어 루틴을 도시하는 흐름도이다.
A.전체의 구성:
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태로서의 전원 제어 장치의 구성을 도시하는 설명도이다. 본 실시 형태의 전원 제어 장치(100)는 차량에 탑재된다. 차량은, 엔진(내연 기관)을 동력원으로 하여 주행하는, 소위 자동차이다. 엔진의 시동 시에는 스타터의 구동에 의해 엔진에 초기 회전력이 부여된다. 또한, 차량은, 소위 아이들링 스톱 기능을 갖는다. 이 아이들링 스톱 기능에 의해, 차량은, 소정의 자동 정지 조건을 만족시킨 경우에 엔진을 자동 정지시키고, 엔진이 자동 정지된 상태에서 소정의 재시동 조건을 만족시킨 경우에 엔진을 자동으로 재시동시킨다.
도 1에 도시한 바와 같이, 전원 제어 장치(100)는, 얼터네이터(발전기)(10)와, 스타터(20)와, 제1 배터리로서의 납 배터리(30)와, 제2 배터리로서의 리튬 이온 배터리(40)와, 제1 전기 부하[이하, 간단히 「부하」라고 칭함](50)와, 제2 부하(52)와, 메인 스위치(60)와, 서브 스위치(62)를 구비하고 있다. 스타터(20), 납 배터리(30), 제1 부하(50), 제2 부하(52) 및 리튬 이온 배터리(40)는, 접속선으로서의 급전선(15)에 의해, 얼터네이터(10)에 대해 전기적으로 병렬로 접속되어 있다. 이 급전선(15)에 의해, 상기의 각 전기 요소에 대해 상호의 급전 경로가 형성되어 있다.
납 배터리(30)는 주지의 범용 축전지의 1종이다. 이에 대해, 리튬 이온 배터리(40)는, 납 배터리(30)에 비해 충방전의 에너지 효율, 출력 밀도, 및 에너지 밀도가 높은 고밀도 축전지이다. 리튬 이온 배터리(40)는, 복수의 단전지를 직렬로 접속하여 이루어지는 조전지에 의해 구성되는 12V 타입의 것이다. 또한, 납 배터리(30)의 축전 용량은, 리튬 이온 배터리(40)의 축전 용량보다도 크게 설정되어 있다.
메인 스위치(60)는, MOSFET으로 이루어지는 반도체 스위치이고, 얼터네이터(10) 및 납 배터리(30)와, 리튬 이온 배터리(40) 사이에 설치되어 있다. 메인 스위치(60)는, 얼터네이터(10) 및 납 배터리(30)에 대한 리튬 이온 배터리(40)의 도통(온)과 차단(오프)을 전환하는 스위치로서 기능한다.
메인 스위치(60)의 온/오프는, ECU(70)(전자 제어 장치)에 의해 제어된다. 즉, 메인 스위치(60)의 온 작동(도통 작동)과 오프 작동(차단 작동)의 전환은 ECU(70)에 의해 실시된다.
또한, 서브 스위치(62)는, 메인 스위치(60)와 마찬가지로, MOSFET으로 이루어지는 반도체 스위치에 의해 구성되어 있고, 메인 스위치(60) 및 제2 부하(52)의 접속점(도면의 X)과, 리튬 이온 배터리(40) 사이에 설치되어 있다. 서브 스위치(62)는, 메인 스위치(60) 및 제2 부하(52)의 접속점 X에 대한 리튬 이온 배터리(40)의 도통 및 차단을 전환하는 스위치로서 기능한다.
서브 스위치(62)의 온 작동(도통 작동)과 오프 작동(차단 작동)의 전환은 ECU(70)에 의해 실시된다. 이 서브 스위치(62)는 비상시용의 개폐 수단을 겸하고 있고, 통상 시에는, ECU(70)로부터 온 신호가 출력됨으로써 서브 스위치(62)는 온 상태로 유지된다. 그리고, 이하에 예시하는 비상 시에, 온 신호의 출력이 정지되어 서브 스위치(62)가 오프 작동된다. 이 서브 스위치(62)의 오프 작동에 의해, 리튬 이온 배터리(40)의 과충전 및 과방전의 회피가 도모되어 있다.
예를 들어, 얼터네이터(10)에 설치된 레귤레이터가 고장나 조정 전압[얼터네이터(10)의 출력 전압]이 이상 상승하는 경우에는, 리튬 이온 배터리(40)가 과충전의 상태로 될 가능성이 있다. 이 경우에는 서브 스위치(62)를 오프 작동시킨다. 또한, 얼터네이터(10)의 고장이나 메인 스위치(60)의 고장에 의해 리튬 이온 배터리(40)로의 충전을 할 수 없게 되는 경우에는, 리튬 이온 배터리(40)가 과방전으로 될 가능성이 있다. 이 경우에도 서브 스위치(62)를 오프 작동시킨다.
또한, 서브 스위치(62)를 노멀리 오픈식의 전자 릴레이를 사용하여 구성해도 된다. 이 경우, ECU(70)가 고장나 서브 스위치(62)의 작동을 제어할 수 없게 되었다고 해도, 서브 스위치(62)가 자동적으로 개방 작동되어, 메인 스위치(60) 및 제2 부하(52)의 접속점(도면의 X)과, 리튬 이온 배터리(40) 사이의 도통이 차단된다.
제2 부하(52)는, 공급 전력의 전압이 대략 일정하거나, 또는 전압 변동이 소정 범위 내이고 안정되어 있는 것이 요구되는 부하이고, 메인 스위치(60)에 대해 리튬 이온 배터리(40)의 측에 전기적으로 접속되어 있다. 이에 의해, 제2 부하(52)로의 전력의 공급은, 주로 리튬 이온 배터리(40)가 분담하게 된다.
제2 부하(52)의 구체예로서는 내비게이션 장치나 오디오 장치를 들 수 있다. 예를 들어, 공급 전력의 전압이 일정하지 않고 크게 변동하고 있는 경우, 혹은 상기 소정 범위를 초과하여 크게 변동하고 있는 경우에는, 전압이 순시적으로 최저 동작 전압보다도 저하되어, 내비게이션 장치 등의 작동이 리셋되는 문제가 발생한다. 따라서, 제2 부하(52)로 공급되는 전력은, 전압이 최저 동작 전압보다도 저하되는 일이 없이 일정한 값으로 안정되어 있는 전력인 것이 요구된다.
제1 부하(50)는, 제2 부하(52)(정전압 요구 전기 부하) 이외의 일반적인 전기 부하이다. 제1 부하(50)의 구체예로서는 헤드라이트, 프론트 윈드 쉴드 등의 와이퍼, 공조 장치의 송풍 팬, 리어 윈드 쉴드의 디프로스터용 히터 등을 들 수 있다. 제1 부하(50)는, 메인 스위치(60)에 대해 납 배터리(30)의 측에 전기적으로 접속되어 있다. 이에 의해, 제1 부하(50)로의 전력의 공급은 주로 납 배터리(30)가 분담하게 된다.
스타터(20)는, 엔진 시동용의 전기 모터이고, 전기 부하에 해당한다. 스타터(20)도, 메인 스위치(60)에 대해 납 배터리(30)의 측에 전기적으로 접속되어 있다. 이에 의해, 스타터(20)로의 전력의 공급도 주로 납 배터리(30)가 분담하게 된다.
얼터네이터(10)는, 엔진의 크랭크축(출력축)의 회전 에너지에 의해 발전한다. 얼터네이터(10)의 구성 등은 주지이므로, 여기서는 상세한 구조의 도시를 생략하고, 간단하게 설명한다. 얼터네이터(10)의 로터가 크랭크축에 의해 회전하면, 로터 코일에 흐르는 여자 전류를 따라 스테이터 코일에 교류 전류가 유기되고, 정류기에 의해 직류 전류로 변환된다. 그리고, 로터 코일에 흐르는 여자 전류를 레귤레이터가 조정함으로써, 발전된 직류 전류의 전압을 조정 전압이 되도록 조정한다. 얼터네이터(10)의 레귤레이터에 대한 제어는 ECU(70)에 의해 실시된다.
얼터네이터(10)에서 발전한 전력은, 스타터(20), 제1 부하(50) 및 제2 부하(52)로 공급됨과 함께, 납 배터리(30) 및 리튬 이온 배터리(40)로 공급된다. 엔진의 구동이 정지되어 얼터네이터(10)에서 발전이 실시되고 있지 않은 경우에는, 납 배터리(30) 및 리튬 이온 배터리(40)로부터 스타터(20), 제1 부하(50) 및 제2 부하(52)로 전력이 공급된다.
납 배터리(30) 및 리튬 이온 배터리(40)에는, 전류 센서(64, 66)가 각각 설치되어 있다. 각 전류 센서(64, 66)에 의해 검출된 전류값은 ECU(70)로 보내지고, ECU(70)는 각 전류값을 각각 적산함으로써, 각 배터리(30, 40)의 SOC(State Of Charge)를 산출한다. SOC는, 만충전 시의 충전량에 대한 실제의 충전량의 비율이다. 또한, SOC의 산출 방법은, 전류 센서에 의해 검출된 배터리 전류에 기초하여 산출하는 형태로 한정할 필요는 없고, 배터리 전해액 비중 센서, 셀 전압 센서, 배터리 단자 전압 센서 등의 검출값에 기초하여 구하는 형태로 해도 된다. 또한, SOC의 산출 방법은, 배터리에 잔존되어 있는 전기량을 검출하는 구성으로 한정할 필요도 없고, 예를 들어 충전 가능량 등의 다른 파라미터로 축전 상태(SOC)를 취득하는 구성으로 할 수도 있다.
ECU(70)는, CPU, ROM, RAM 등을 구비하는, 소위 마이크로컴퓨터로, 차량 전체의 제어 처리를 행한다. 제어 처리로서는, 엔진 제어, 아이들링 스톱 제어, 충전 제어 등이 있다. 충전 제어에 있어서, 얼터네이터(10)에 의한 발전이 제어됨으로써, 얼터네이터(10)로부터 납 배터리(30) 및 리튬 이온 배터리(40)로의 충전량이 제어된다.
충전 제어는, 회생 충전 제어와 비회생 충전 제어를 포함한다. 회생 충전 제어는, 통상 주행 중에, 연료 발전에 의한 배터리로의 충전을 억제하여 연료 소비량을 절약하고, 감속 주행 중에, 회생 발전에 의해 납 배터리(30) 및 리튬 이온 배터리(40)로의 충전을 행하는 제어이다. 즉, 통상 주행 중에는, 얼터네이터(10)로 보내는 발전 전압의 지시값을 낮게 조정하는 한편, 감속 주행 중에는, 얼터네이터(10)로 보내는 발전 전압의 지시값을 보다 높게 하여, 차량의 회생 에너지를 적극적으로 회수한다. 또한, 회생 충전 제어에 있어서는, 차량 상태 정보에 기초하여, 얼터네이터(10)에 의해 생성되는 회생 전력의 예측량(회생 예측량)을 산출하고, 회생 예측량에 기초하여 얼터네이터(10)로의 발전 전압의 지시값을 산출한다. 「차량 상태 정보」는, 차량의 운전 상태를 나타내는 정보이다. 차량 상태 정보는, 예를 들어 차량의 주행 속도(차속), 차량의 감속도, 브레이크 페달의 답입량 등을 포함할 수 있다.
비회생 충전 제어는, 회생과는 무관하게, 얼터네이터(10)로 보내는 발전 전압의 지시값을 높게 하는 제어이다. ECU(70)는, 회생 충전 제어와 비회생 충전 제어를 전환하면서 충전 제어를 행함으로써, 납 배터리(30) 및 리튬 이온 배터리(40)로 효율적인 충전이 행해진다.
도 2는, 납 배터리(30)와 리튬 이온 배터리(40)에 대해 OCV-SOC 특성을 나타내는 그래프이다. 도 2의 OCV-SOC 특성은, 그들의 항상 감시가 가능한 SOC의 범위에 있어서의 OCV(Open Circuit Voltage)를 나타내는 특성이다. 그래프에 나타낸 바와 같이, 리튬 이온 배터리(40)의 OCV-SOC 특성에 있어서는, 납 배터리(30)의 OCV-SOC 특성에 비해, 상기의 SOC 범위에 있어서 OCV의 값이 크다. 이로 인해, 납 배터리(30)에 대해 리튬 이온 배터리(40)측으로부터의 방전이 우선되게 된다.
B.충전 제어 루틴의 구성:
도 3은, ECU(70)에 의해 실행되는 충전 제어 루틴의 상세를 도시하는 흐름도이다. 이 충전 제어 루틴은, 차량의 엔진의 시동 후, 실행 개시되어, 소정 시간마다 반복해서 실행된다. 또한, 이 실행 개시된 시점에서는, 서브 스위치(62)(도 1 참조)는 온 상태이다. 처리가 개시되면, ECU(70)는, 먼저, 전류 센서(64, 66)의 적산값으로부터 구해진, 납 배터리(30)의 SOC의 값 S1과 리튬 이온 배터리(40)의 SOC의 값 S2를 취득한다(스텝 S110).
납 배터리(30) 및 리튬 이온 배터리(40)에는, 회생 충전 제어의 실행을 허가하기 위한 임계값(SL1, SL2)이 각각 설정되어 있다. 스텝 S110의 실행 후, ECU(70)는, 납 배터리(30)의 SOC의 값 S1이, 납 배터리(30)의 회생 충전 제어의 허가 임계값(SL1) 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S120). 여기서, 값 S1이 허가 임계값(SL1) 이상이라고 판정되면(S120:예), 전술한 회생 충전 제어의 실행이 허가된다(스텝 S130). 이에 의해, 통상 주행 중에는, 얼터네이터(10)로 보내는 발전 전압의 지시값을 낮게 조정하는 한편, 감속 주행 중에는, 얼터네이터(10)로 보내는 발전 전압의 지시값을 보다 높게 하여, 차량의 회생 에너지를 납 배터리(30) 및 리튬 이온 배터리(40)로 회수할 수 있다. 또한, 스텝 S120에서 긍정적인 판정이 된 직후는, 메인 스위치(60)는, 온 상태여도 되고, 오프 상태여도 된다. 오프 상태일 때에는, 리튬 이온 배터리(40)로의 충전은 이루어지지 않는다. 스텝 S130의 실행 후, 「복귀」로 진행하여, 충전 제어 루틴은 일단, 종료된다.
한편, 스텝 S120에서, 값 S1이 허가 임계값(SL1)을 하회하고 있다고 판정되면(S120:아니오), ECU(70)는, 스텝 S110에 의해 취득한 리튬 이온 배터리(40)의 SOC의 값 S2로부터 리튬 이온 배터리(40)의 회생 충전 제어의 허가 임계값(SL2)을 차감하여 환산함으로써, 리튬 이온 배터리(40)의 잉여 전하량(P2)을 산출한다(스텝 S140).
스텝 S140의 실행 후, ECU(70)는, 납 배터리(30)의 SOC의 값 S1로부터 납 배터리(30)의 회생 충전 제어의 허가 임계값(SL1)을 차감하여 환산함으로써, 납 배터리(30)의 부족 전하량(M1)을 산출하고, 그 부족 전하량(M1)보다도 리튬 이온 배터리(40)의 잉여 전하량(P2)이 상회하고 있는지 여부를 산출한다(스텝 S150). 여기서, 잉여 전하량(P2)이 부족 전하량(M1)을 상회하고 있다고 판정된 경우에는, ECU(70)는, 스텝 S160으로 처리를 진행시켜, 메인 스위치(60)를 온 상태로 전환하고(원래 온 상태일 때는 그대로 온 상태를 유지하고), 그 후, 스텝 S130으로 처리를 진행시킨다.
앞서 설명한 바와 같이, 전원 제어 장치(100)에 있어서는, 납 배터리(30)보다도 리튬 이온 배터리(40)로부터의 방전이 우선된다. 이로 인해, 메인 스위치(60)가 온 상태이면, 리튬 이온 배터리(40)의 잉여 전하량(P2)이 조기에 납 배터리(30)로 이행되고, 납 배터리(30)의 부족 전하량(M1)이 잉여 전하량(P2)에 의해 보충되게 된다. 이로 인해, 스텝 S160의 실행 후, 스텝 S130으로 처리를 진행시켜, 회생 충전 제어를 허가하도록 한다.
한편, 스텝 S150에서, 잉여 전하량(P2)이 부족 전하량(M1) 이하라고 판정된 경우에는, ECU(70)는 회생 충전 제어의 실행을 금지하고, 비회생 충전 제어를 행한다(스텝 S170). 즉, 회생과는 무관하게, 얼터네이터(10)로 보내는 발전 전압의 지시값을 높게 하여, 적어도 납 배터리(30)를 충전시킨다. 납 배터리(30)의 SOC의 값 S1은 회생 충전 제어의 허가 임계값(SL1) 이하로 될수록 낮으므로, 양 배터리(30, 40) 중 납 배터리(30)는 확실하게 충전되게 된다. 스텝 S170의 실행 후, 「복귀」로 진행하여, 충전 제어 루틴은 일단, 종료된다.
또한, 흐름도에는 기재되어 있지 않지만, ECU(70)는, 리튬 이온 배터리(40)의 SOC의 값 S2가 리튬 이온 배터리(40)의 회생 충전 제어의 허가 임계값(SL2)을 상회하고 있는지 여부의 판정을 행하여, 상회하고 있는 경우에 회생 충전 제어의 실행을 허가하고, 상회하고 있지 않은 경우에 회생 충전 제어를 금지하여 비회생 충전 제어를 실행하는 처리도 행하고 있다.
C.실시 형태의 효과:
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 전원 제어 장치(100)는, 리튬 이온 배터리(40)의 잉여 전하량(P2)이 납 배터리(30)의 부족 전하량(M1)을 상회하고 있는 경우에(S150:예), 납 배터리(30)의 SOC가 회생 충전 제어의 허가 임계값(SL1)을 하회하고 있음에도(S120:아니오), 회생 충전 제어의 실행을 허가한다(S130). 전술한 바와 같이, 납 배터리(30)의 부족 전하량(M1)은 리튬 이온 배터리(40)의 잉여 전하량(P2)에 의해 조기에 허가 임계값(SL1) 이상으로 회복하는 것이 예측되기 때문이고, 이에 의해, 회생 예측량에 기초하는 충전 제어에 의해 연비를 향상시킬 기회를 상실할 가능성을 저감할 수 있다. 따라서, 전원 제어 장치(100)는, 연비를 충분히 향상시킬 수 있는 효과를 발휘한다.
D.변형예:
ㆍ변형예 1:
상기 실시 형태에 있어서는, 제2 배터리로서 리튬 이온 배터리를 채용했지만, 다른 배터리를 채용하는 것으로 해도 된다. 예를 들어, 제2 배터리로서, 니켈 수소 배터리를 채용하는 것으로 된다. 니켈 수소 배터리의 SOC에 대한 OCV를 나타내는 특성에 있어서는, 도 2에 도시하는 리튬 이온 배터리의 특성과 마찬가지로, 납 배터리의 상기 특성에 비해, 소정의 SOC 범위에 있어서 OCV의 값이 항상 크다. 이와 같은 특성을 갖는 배터리를 제2 배터리로 함으로써, 상기 실시 형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
ㆍ변형예 2:
상기 실시 형태에 있어서는, 차량은 동력원으로서 엔진만을 탑재하는 것이었지만, 이것 대신에, 동력원으로서 엔진과 모터(전동기)를 탑재하는 하이브리드 차량으로 해도 된다.
ㆍ변형예 3:
상기 실시예에 있어서 소프트웨어로 실현되고 있는 기능의 일부를 하드웨어(예를 들어, 집적 회로)로 실현해도 되고, 또는, 하드웨어로 실현되고 있는 기능의 일부를 소프트웨어로 실현해도 된다.
본 발명은, 상술한 실시 형태나 실시예, 변형예로 한정되는 것이 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 구성으로 실현할 수 있다. 예를 들어, 발명의 내용의 란에 기재된 각 형태 중의 기술적 특징에 대응하는 실시 형태, 실시예, 변형예 중의 기술적 특징은, 상술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해, 또는, 상술한 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해, 적절히, 바꾸기나, 조합을 행하는 것이 가능하다. 또한, 전술한 실시 형태 및 각 변형예에 있어서의 구성 요소 중의, 독립 청구항에서 기재된 요소 이외의 요소는, 부가적인 요소이며, 적절히 생략 가능하다.
10 : 얼터네이터
15 : 급전선
20 : 스타터
30 : 납 배터리
40 : 리튬 이온 배터리
50 : 제1 부하
52 : 제2 부하
60 : 메인 스위치
62 : 서브 스위치
64 : 전류 센서
70 : ECU
100 : 전원 제어 장치
SL1, SL2 : 회생 충전 제어의 허가 임계값

Claims (4)

  1. 엔진을 구비하는 차량에 탑재되는 전원 제어 장치이며,
    상기 엔진의 회전에 의해 구동되는 발전기와,
    상기 발전기에 대해 각각 병렬로 접속되는 제1 배터리 및 제2 배터리와,
    상기 제1 배터리의 SOC를 검출하는 SOC 검출부와,
    상기 발전기에 의한 적어도 상기 제1 배터리로의 충전에 대해 충전 제어를 행하는 제어부이며, 상기 SOC가 소정의 임계값 이상일 때에, 차량 상태 정보로부터 산출되는 회생 예측량에 기초하여 상기 충전 제어를 행하고, 상기 SOC가 상기 임계값을 하회할 때에, 상기 회생 예측량과는 무관하게 상기 충전 제어를 행하는 충전 제어부를 구비하고,
    상기 충전 제어부는,
    상기 제2 배터리의 잉여 전하량을 취득하여, 상기 잉여 전하량이 상기 제1 배터리의 부족 전하량보다도 많은 경우에, 상기 제1 배터리의 SOC가 상기 임계값을 하회하고 있음에도, 상기 회생 예측량에 기초하는 상기 충전 제어를 행하는, 전원 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 소정의 SOC 범위에 있어서, 상기 제2 배터리의 SOC에 대한 상기 제2 배터리의 OCV의 값이, 상기 제2 배터리의 상기 SOC와 동일한 값의 상기 제1 배터리의 SOC에 대한 상기 제1 배터리의 OCV의 값보다도 큰, 전원 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 배터리는 납 배터리이고, 상기 제2 배터리는 리튬 이온 배터리인, 전원 제어 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 배터리는 납 배터리이고, 상기 제2 배터리는 니켈 수소 배터리인, 전원 제어 장치.
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