WO2018198595A1

WO2018198595A1 - 車載電力供給システム、車載制御装置及び電力供給制御方法

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Publication number: WO2018198595A1
Application number: PCT/JP2018/010859
Authority: WO
Inventors: 剛史紺谷
Original assignee: 株式会社オートネットワーク技術研究所; 住友電装株式会社; 住友電気工業株式会社
Priority date: 2017-04-25
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2018-11-01
Also published as: JP2018186611A

Abstract

バッテリの蓄電量を良好な状態に保つことで、バッテリの劣化をできるだけ防止する車載電力供給システム、車載制御装置及び電力供給制御方法を提供する。　本実施の形態に係る車載電力供給システムは、車両に搭載された第１バッテリ及び第２バッテリと、前記第１バッテリが接続された第１電力供給経路、及び、前記第２バッテリが接続された第２電力供給経路を接続／遮断する経路接続部と、前記第２バッテリの蓄電量を検出する検出部と、前記経路接続部による接続／遮断の切替制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記車両の原動機が停止した後、前記経路接続部を接続状態とし、前記検出部が検出する蓄電量が所定条件を満たす場合に、前記経路接続部を遮断状態とすることを特徴とする。

Description

車載電力供給システム、車載制御装置及び電力供給制御方法

　本発明は、車両に搭載された第１バッテリ及び第２バッテリに蓄積された電力を負荷へ供給する車載電力供給システム、車載制御装置及び電力供給制御方法に関する。

　従来、車両に搭載される電子機器の数は増加する傾向にあり、更には車両のエンジン停止中に動作する電子機器の数も増加している。車両のエンジン停止中にはオルタネータによる発電を行うことができないため、車両に搭載された電子機器にはバッテリが蓄積している電力を供給することによって動作させる必要がある。一方で、車両のエンジンを始動するためのスタータもまた、バッテリに蓄積された電力を消費して動作する。このためエンジン停止中にバッテリの蓄電量が著しく低下した場合には、エンジンを始動することができなくなるという問題がある。エンジン停止中に動作する電子機器が増加することによってこの問題は顕著化する。

　このような問題の対策として、近年では車両に複数のバッテリを搭載することが提案されている。例えば特許文献１においては、一般負荷を暗電流必要負荷と暗電流不要負荷とに分けで電力供給を制御するバッテリシステム制御装置が提案されている。特許文献１に記載のバッテリシステムは、車両に搭載される電気負荷を、車両のイグニッションスイッチのオフ状態でメインバッテリから暗電流の供給を必要とする暗電流必要負荷と、オフ状態でメインバッテリから暗電流の供給を必要としない暗電流不要負荷と、サブバッテリから安定化された電圧の供給を受ける安定化負荷とに分けて配置し、暗電流必要負荷と暗電流不要負荷との間に第１の開閉スイッチを設け、暗電流不要負荷と暗低下負荷との間に第２の開閉スイッチを設け、これらの開閉スイッチの切替制御を行う。

特開２０１６－１８７２３５号公報

　バッテリは使用に伴って劣化するが、劣化が進行しやすい状態と、比較的に劣化が進行し難い状態とがある。例えば車両に一般的に搭載される鉛蓄電池では、蓄電量が著しく低下した場合に劣化が促進されるため、できるだけ蓄電量が多い状態で維持されることが好ましい。このようなバッテリの劣化を防止するためには、バッテリの蓄電量を適切に制御する必要がある。特許文献１に記載のバッテリシステム制御装置は、このようなバッテリの劣化を防止することを考慮したものではない。

　本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、バッテリの蓄電量を良好な状態に保つことで、バッテリの劣化をできるだけ防止する車載電力供給システム、車載制御装置及び電力供給制御方法を提供することにある。

　本発明に係る車載電力供給システムは、車両に搭載された第１バッテリ及び第２バッテリと、前記第１バッテリが接続された第１電力供給経路、及び、前記第２バッテリが接続された第２電力供給経路を接続／遮断する経路接続部と、前記第２バッテリの蓄電量を検出する検出部と、前記経路接続部による接続／遮断の切替制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記車両の原動機が停止した後、前記経路接続部を接続状態とし、前記検出部が検出する蓄電量が所定条件を満たす場合に、前記経路接続部を遮断状態とすることを特徴とする。

　また、本発明に係る車載電力供給システムは、前記制御部が、前記検出部が検出する蓄電量が閾値より低下した場合に、前記経路接続部を遮断状態とすることを特徴とする。

　また、本発明に係る車載電力供給システムは、前記第２バッテリの満充電状態における出力電圧値は、前記第１バッテリの満充電状態における出力電圧値より高いことを特徴とする。

　また、本発明に係る車載電力供給システムは、前記第１電力供給経路には前記原動機を始動するスタータが接続され、前記第２電力供給経路には前記原動機の動作により発電を行う発電機が接続され、前記制御部は、前記原動機が動作している場合、前記経路接続部を接続状態とすることを特徴とする。

　また、本発明に係る車載制御装置は、車両に搭載された第１バッテリが接続された第１電力供給経路及び第２バッテリが接続された第２電力供給経路を接続／遮断する経路接続部の切替制御を行う車載制御装置において、前記第２バッテリの蓄電量を検出する検出部から、検出された前記第２バッテリの蓄電量を取得する取得部と、前記経路接続部による接続／遮断の切替制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記車両の原動機が停止した後、前記経路接続部を接続状態とし、前記取得部が取得する蓄電量が所定条件を満たす場合に、前記経路接続部を遮断状態とすることを特徴とする。

　また、本発明に係る電力供給制御方法は、車両に搭載された第１バッテリが接続された第１電力供給経路及び第２バッテリが接続された第２電力供給経路を接続／遮断する経路接続部の切替制御を行う電力供給制御方法において、前記第２バッテリの蓄電量を検出し、前記車両の原動機が停止した後、前記経路接続部を接続状態とし、検出した蓄電量が所定条件を満たす場合に、前記経路接続部を遮断状態とすることを特徴とする。

　本発明においては、車両に第１バッテリ及び第２バッテリが搭載され、第１バッテリが接続された第１電力供給経路と、第２バッテリが接続された第２電力供給経路とを経路接続部にて接続した構成である。経路接続部は例えばリレー、スイッチ又はＤＣ／ＤＣコンバータ等を用いて構成することができ、制御部の制御に応じて２つの電力供給経路を接続／遮断する。
　この構成において制御部は、車両の原動機が停止した後に経路接続部を接続状態とする。これにより、原動機が停止して車両内での発電が行われない状況となった場合に、第１電力供給経路及び第２電力供給経路が接続状態となり、第１バッテリ及び第２バッテリの間で電力の授受が行われる。その後、制御部は、第２バッテリの蓄電量が所定条件を満たす場合に、経路接続部を遮断状態に切り替える。所定条件を適宜に設定することによって、第１バッテリ及び第２バッテリの間で電力の授受が行われて蓄電量が適切な値となった後で経路接続部を遮断状態とし、第１バッテリ及び第２バッテリを蓄電量が良好な状態で保つことが可能となる。

　また本発明においては、車両の原動機が停止して経路接続部を接続状態とした後、第２バッテリの蓄電量が閾値より低下した場合に、制御部は経路接続部を遮断状態へ切り替える。閾値を適宜に設定することによって、第１電力供給経路及び第２電力供給経路が接続された後に第２バッテリから第１バッテリへ電力を与え、第２バッテリの蓄電量が適切な値にまで低減された後で経路接続部を遮断状態に切り替えることができる。第１バッテリの蓄電量を優先的に増加させることができる。

　また本発明においては、満充電状態において第２バッテリの出力電圧値が第１バッテリの出力電圧値より高くなるよう、第１バッテリ及び第２バッテリを選択して車両に搭載する。これにより、車両の原動機が停止して経路接続部を接続状態とした場合に、第２バッテリから第１バッテリへ電流が流れ、第２バッテリに蓄積された電力を第１バッテリへ与えることができる。
　第１バッテリは、例えば鉛蓄電池のように、蓄電量を高く保つことが好ましいバッテリとすることができる。また第２バッテリは、例えばリチウムイオンバッテリのように、満充電状態ではなく、蓄電量が低下した状態で保つことが好ましいバッテリとすることができる。

　また本発明においては、第１バッテリが接続された第１電力供給経路には車両の原動機を始動するスタータを接続する。これにより原動機を始動する際には、第１バッテリに蓄積された電力にてスタータを動作させることができる。また第２バッテリが接続された第２電力供給経路には、原動機の動作により発電を行う発電機、いわゆるオルタネータなどを接続する。原動機が動作して発電機による発電が行われている場合、制御部は、経路接続部を接続状態として、発電機が発電した電力を第１バッテリ及び第２バッテリに蓄積する。

　本発明による場合は、車両の原動機が停止した後に経路接続部を接続状態として第１バッテリ及び第２バッテリの間で適宜に電力の授受を行い、第２バッテリの蓄電量が所定条件を満たした場合に経路接続部を遮断状態とすることにより、第１バッテリ及び第２バッテリの蓄電量を良好な状態に保つことが可能となり、第１バッテリ及び第２バッテリの劣化をできるだけ防止することが可能となる。

実施の形態１に係る車載電力供給システムの構成を示す模式図である。実施の形態１に係る車載電力供給システムの各装置の配置の一例を示す模式図である。実施の形態１に係る電力管理ＥＣＵの構成を示すブロック図である。実施の形態１に係るバッテリ監視ＥＣＵの構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る電力管理ＥＣＵが行う処理の手順を示すフローチャートである。実施の形態２に係る車載電力供給システムの構成を示す模式図である。実施の形態３に係る車載電力供給システムの構成を示す模式図である。

（実施の形態１）
＜システム構成＞
　図１は、実施の形態１に係る車載電力供給システムの構成を示す模式図である。本実施の形態に係る車載電力供給システム１００は、鉛バッテリ１と、リチウムイオンバッテリ（以下、ＬＩバッテリという）２との２つのバッテリを車両に搭載し、これらのバッテリに蓄積した電力を車両内の様々な負荷４へ供給するシステムである。鉛バッテリ１は、いわゆる鉛蓄電池であり、本実施の形態において満充電状態で出力電圧が１２Ｖ～１３Ｖのものを用いる。また本実施の形態においてＬＩバッテリ２は、満充電状態で出力電圧が１３．５Ｖ程度又はそれ以上のものを用いる。なお車両に搭載する２つのバッテリは、鉛蓄電池及びリチウムイオンバッテリ以外のバッテリであってもよい。又は、２つのバッテリを共に鉛蓄電池としてもよく、２つのバッテリを共にリチウムイオンバッテリとしてもよい。ただし本実施の形態においては、２つのバッテリとしてどのような種類のバッテリを採用する場合であっても、図１の鉛バッテリ１の位置に設けられるバッテリの出力電圧値は、図１のＬＩバッテリ２の位置に設けられるバッテリの出力電圧値より低いものとする。

　本実施の形態に係る車載電力供給システム１００では、鉛バッテリ１が接続される第１電力供給経路１ａと、ＬＩバッテリ２が接続される第２電力供給経路２ａとが設けられている。第１電力供給経路１ａには、車両のエンジンを始動するスタータ３、及び、車両に搭載される一又は複数の電子機器（以下、単に負荷という）４とが接続されている。また第２電力供給経路２ａには、ＩＳＧ（インテグレーテッドスタータージェネレータ）５が接続されている。ＩＳＧ５は、車両のエンジンの動作に伴って発電を行うオルタネータの機能と、車両のアイドリングストップによりエンジンが停止した後にエンジンの再始動を行う機能とを有する装置である。なお第２電力供給経路２ａにも一又は複数の電子機器が接続されていてよい。

　また第１電力供給経路１ａ及び第２電力供給経路２ａは、リレー６を介して接続されている。リレー６は、電力管理ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０から与えられる制御信号に応じて通電／遮断の状態が切り替えられる。リレー６が通電状態とされた場合、第１電力供給経路１ａ及び第２電力供給経路２ａが接続され、双方向に電力の授受が可能となる。リレー６が遮断状態とされた場合、第１電力供給経路１ａ及び第２電力供給経路２ａの間で電力の授受を行うことはできなくなる。リレー６は、例えば電磁リレー又は半導体リレー等を用いることができるが、これに限るものではない。またリレー６に代えて、ＤＣ／ＤＣコンバータを設けて第１電力供給経路１ａ及び第２電力供給経路２ａの接続／遮断を切り替える構成としてもよい。

　また第２電力供給経路２ａにはＬＩバッテリ２の蓄電量を監視するバッテリ監視ＥＣＵ２０が設けられている。バッテリ監視ＥＣＵ２０は、第２電力供給経路２ａを構成する電力線の本線から分岐した支線に、この支線の分岐点からＬＩバッテリ２までの間に設けられている。バッテリ監視ＥＣＵ２０は、ＬＩバッテリ２に対して入出力される電流量を検出し、検出した電流量に基づいてＬＩバッテリ２の蓄電量を算出する。またバッテリ監視ＥＣＵ２０は信号線又は通信線を介して電力管理ＥＣＵ１０に接続されており、バッテリ監視ＥＣＵ２０は算出したＬＩバッテリ２の蓄電量を周期的に電力管理ＥＣＵ１０へ与える。

　例えばバッテリ監視ＥＣＵ２０は、ＬＩバッテリ２が接続された電力線を流れる電流量を、周期的なサンプリングを行うことにより取得する。バッテリ監視ＥＣＵ２０は、ＬＩバッテリ２へ流入する電流をプラスとし、ＬＩバッテリ２から流出する電流をマイナスとして、サンプリングにより取得した電流量の合計値を算出する又は積分値を算出することによって、ＬＩバッテリ２に蓄積された電力量を算出する。バッテリ監視ＥＣＵ２０は、満充電状態を１００％として、ＬＩバッテリ２に蓄積されているその時点の電力量を満充電状態に対する比率として表した値、いわゆるＳＯＣ（State Of Charge）を算出し、算出した値を電力管理ＥＣＵ１０へ出力する。

　電力管理ＥＣＵ１０は、リレー６の通電／遮断を切り替える制御を行うことによって、第１電力供給経路１ａ及び第２電力供給経路２ａを接続／遮断する制御を行う。電力管理ＥＣＵ１０は、バッテリ監視ＥＣＵ２０からＬＩバッテリ２の蓄電量に関する情報が周期的に入力されている。これにより電力管理ＥＣＵ１０は、ＬＩバッテリ２の蓄電量に基づいて、リレー６による第１電力供給経路１ａ及び第２電力供給経路２ａの接続／遮断を切り替える制御を行うことができる。

　本実施の形態において電力管理ＥＣＵ１０は、車両のイグニッションスイッチがオン状態であり、エンジンが動作してＩＳＧ５による発電が行われている場合、基本的にリレー６を通電状態とし、ＩＳＧ５が発電した電力を負荷４へ供給すると共に、ＩＳＧ５が発電した電力を鉛バッテリ１及びＬＩバッテリ２に蓄積する。ただし車両が信号待ちなどの一時停止に伴ってエンジンを一時的に停止するいわゆるアイドリングストップの機能などを搭載している場合、イグニッションスイッチがオン状態であっても、電力管理ＥＣＵ１０は車両の状態に応じて適宜にリレー６の通電／遮断を切り替える制御を行ってよい。

　その後、車両のイグニッションスイッチがオフ状態へ切り替えられた場合、電力管理ＥＣＵ１０は、リレー６を通電状態で維持し、第１電力供給経路１ａ及び第２電力供給経路２ａが接続された状態を維持する。このとき、車両のエンジンは停止してＩＳＧ５による発電は行われなくなるため、鉛バッテリ１及び／又はＬＩバッテリ２に蓄積された電力が負荷４へ供給されることとなる。本実施の形態においてはＬＩバッテリ２の出力電圧が鉛バッテリ１の出力電圧より高く設定されているため、ＬＩバッテリ２に蓄積された電力が負荷４へ供給されると共に、鉛バッテリ１が満充電状態でなければＬＩバッテリ２に蓄積された電力が鉛バッテリ１へ供給され、これにより鉛バッテリ１の充電が行われる。

　電力管理ＥＣＵ１０は、バッテリ監視ＥＣＵ２０から与えられるＬＩバッテリ２の蓄電量が所定の閾値（本実施の形態においては５０％とする）より低下した場合に、リレー６を遮断状態に切り替え、第１電力供給経路１ａ及び第２電力供給経路２ａを遮断状態に切り替える制御を行う。これにより、鉛バッテリ１に蓄積された電力が負荷４へ供給され、この電力により負荷４の動作が行われる。なお図１に示す例では第２電力供給経路２ａには負荷が接続されていないため、リレー６が遮断状態となった後はＬＩバッテリ２に蓄積された電力が負荷へ供給されることはなく、ＬＩバッテリ２は蓄電量５０％で維持される。ただし第２電力供給経路２ａに負荷を接続する構成としてもよく、この場合にはリレー６が遮断状態となった後、ＬＩバッテリ２から負荷への電力供給が行われる。

　バッテリの劣化対策という観点において、鉛バッテリ１は、蓄電量が満充電状態に近い状態で維持されることが好ましいバッテリである。これに対してＬＩバッテリ２は、満充電状態が維持されるよりも、蓄電量が５０％程度に維持されることが好ましいバッテリである。本実施の形態に係る電力管理ＥＣＵ１０は、ＩＳＧ５による発電が停止した場合に、鉛バッテリ１及びＬＩバッテリ２の２つのバッテリをできるだけ好ましい状態となるようバッテリ間で電力を授受させ、好ましい状態となった後でリレー６を遮断状態に切り替える。これにより鉛バッテリ１はできるだけ満充電に近い状態で維持され、ＬＩバッテリ２は蓄電量が５０％に近い状態で維持されることとなり、鉛バッテリ１及びＬＩバッテリ２の劣化が防止されることが期待される。

　その後、ユーザが車両のイグニッションスイッチをオン状態とする操作を行った場合、鉛バッテリ１からスタータ３へ電力が供給されてスタータ３が動作し、車両のエンジンが始動される。これによりＩＳＧ５による発電が開始され、電力管理ＥＣＵ１０は、リレー６を通電状態へ切り替え、第１電力供給経路１ａ及び第２電力供給経路２ａを接続状態へ切り替える。

　図２は、実施の形態１に係る車載電力供給システム１００の各装置の配置の一例を示す模式図である。図２には破線にて車両９９の形状が模式的に図示してあり、図２の上側が車両９９の前側であり、図２の下川が車両９９の後側である。また車両９９は、右側に運転席が設けられたいわゆる右ハンドル車であるものとする。図示の例では、車両９９の前部に設けられたエンジンルーム内に、鉛バッテリ１、スタータ３、ＩＳＧ５及び電力管理ＥＣＵ１０が搭載されている。また車両９９の車室内には、ＬＩバッテリ２、リレー６及びバッテリ監視ＥＣＵ２０が例えば助手席の下などに搭載されている。なお図２に示す配置は一例であり、例えばリレー６はエンジンルーム内に搭載してもよく、電力管理ＥＣＵ１０は車室内に搭載してもよい。ただし車両９９のエンジンルーム内は高温環境となりやすいため、例えばＬＩバッテリ２など高温環境に置かれることが好ましくないものについては車室内に配置することが望ましい。

＜装置構成＞
　図３は、実施の形態１に係る電力管理ＥＣＵ１０の構成を示すブロック図である。電力管理ＥＣＵ１０は、制御部（プロセッサ）１１、記憶部（ストレージ）１２、蓄電量情報入力部１３及び制御信号出力部１４等を備えて構成されている。制御部１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等の演算処理装置を用いて構成され、記憶部１２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより種々の演算処理及び制御処理等を行う。本実施の形態において制御部１１は、車両９９のイグニッションスイッチのオン／オフ状態を示すイグニッション（ＩＧ）信号が入力されており、このＩＧ信号と、バッテリ監視ＥＣＵ２０から蓄電量情報入力部１３に入力されるＬＩバッテリ２の蓄電量の情報とに基づいて、リレー６の通電／遮断の切替制御を行う。

　記憶部１２は、例えばフラッシュメモリ又はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の不揮発性のメモリ素子を用いて構成されている。記憶部１２は、制御部１１にて実行されるプログラム、及び、このプログラムの実行に必要なデータ等を記憶する。

　蓄電量情報入力部１３は、バッテリ監視ＥＣＵ２０と通信線又は信号線等を介して接続され、バッテリ監視ＥＣＵ２０から入力されるＬＩバッテリ２の蓄電量に関する情報を取得して制御部１１へ与える。例えばバッテリ監視ＥＣＵ２０がＬＩバッテリ２の蓄電量をデジタル情報として電力管理ＥＣＵ１０へ入力する構成である場合、蓄電量情報入力部１３はバッテリ監視ＥＣＵ２０との間でシリアル通信又はパラレル通信等を行って蓄電量の情報を取得する。また例えばバッテリ監視ＥＣＵ２０がＬＩバッテリ２の蓄電量をアナログ信号として電力管理ＥＣＵ１０へ入力する構成である場合、蓄電量情報入力部１３は入力されるアナログ信号をサンプリングして取得することにより蓄電量をデジタル情報として取得する。本実施の形態においては、バッテリ監視ＥＣＵ２０はデジタル情報として蓄電量を電力管理ＥＣＵ１０へ与えるものとする。

　制御信号出力部１４は、リレー６と信号線又は通信線等を介して接続され、制御部１１の制御に応じて、リレー６の通電／遮断を行うための制御信号を生成して出力する。例えばリレー６が電磁リレーである場合、制御信号出力部１４は、電磁リレーのコイルに電流を流すドライバなどであってよく、又は、電磁リレーの近傍に配されたドライバを動作させる２値信号を出力する構成であってもよい。

　図４は、実施の形態１に係るバッテリ監視ＥＣＵ２０の構成を示すブロック図である。バッテリ監視ＥＣＵ２０は、制御部２１、記憶部２２、電流検知部２３及び蓄電量情報出力部２４等を備えて構成されている。制御部２１は、プログラムを読み出して実行するＣＰＵ又はＭＰＵ等の演算処理装置であってよく、又は、バッテリ監視に係る処理を行う専用のＩＣ（Integrated Circuit）などの回路であってもよい。制御部２１は、電流検知部２３が検知した電流値が与えられる。

　記憶部２２は、例えばＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）又はＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等のメモリ素子で構成され、制御部２１による処理の過程で発生したデータを記憶する。ただし記憶部２２は、フラッシュメモリ又はＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性のメモリ素子で構成されていてもよく、この場合には制御部２１にて実行されるプログラムなどが予め記憶されていてもよい。

　電流検知部２３は、ＬＩバッテリ２の入出力端子に接続される電力線を流れる電流を検知し、検知した電流値を制御部２１へ与える。電流検知部２３から制御部２１へ与えられる電流値には、検知した電流の向き（ＬＩバッテリ２へ流入する方向であるか又はＬＩバッテリ２から流出する方向であるか）に関する情報が含まれる。また電流検知部２３は、例えば数マイクロ秒又は数ミリ秒程度の周期で電流の検知を繰り返し行っており、この周期で制御部２１へ検知した電流値を与える。

　電流検知部２３による電流の検知方法はどのような方法であってもよい。例えば電流検知部２３は、電力線に介挿された低抵抗値の抵抗器の両端の電位差を測定し、測定した電位差及び抵抗器の抵抗値に基づいて電流値を算出して制御部２１へ与える構成とすることができる。また例えば電流検知部２３は、ＬＩバッテリ２に接続された電力線を電流が流れることで生じる磁界の変化をホール素子などで検知し、検知結果に基づいて電流値を算出して制御部２１へ与える構成とすることができる。また電流検知部２３は、例えば抵抗器の両端の電位差の測定結果又はホール素子の出力信号等を単に制御部２１へ出力する構成であってもよく、この構成の場合には制御部２１が電流検知部２３の出力信号に基づいて電流値を算出すればよい。また電流検知部２３は、ＬＩバッテリ２の正側端子に接続された電力線を流れる電流を検知するのではなく、負側端子に接続された電力線を流れる電流を検知してもよい。

　本実施の形態において制御部２１は、電流検知部２３が周期的に検知する電流値を取得し、時系列的に取得した複数の電流値の合計値又は積分値を算出することによって、ＬＩバッテリ２に蓄積された電力の量、即ち蓄電量を算出する。制御部２１は、算出した蓄電量を記憶部２２に記憶し、次に電流検知部２３から電流値が与えられた場合には、記憶部２２に記憶した蓄電量に対して新たに与えられた電流値に基づく電力量を加減算することによって、ＬＩバッテリ２の蓄電量を更新する。制御部２１は、電流検知部２３が電流量を検知する都度にＬＩバッテリ２の蓄電量の算出を行い、算出した蓄電量を電力管理ＥＣＵ１０へ与える処理を行う。

　なお電流検知部２３が検知する電流値が例えば単位Ａ（アンペア）で表されるものであれば、制御部２１が合計値又は積分値により算出するＬＩバッテリ２の蓄電量は例えば単位Ａｈ（アンペアアワー）で表され得る。ただし本実施の形態においてバッテリ監視ＥＣＵ２０から電力管理ＥＣＵ１０へ与えられる蓄電量は、ＬＩバッテリ２の満充電状態に対する割合として表される値、いわゆるＳＯＣである。このため制御部２１は、ＬＩバッテリ２の満充電状態での蓄電量を記憶しており、満充電状態の蓄電量に対する、電流検知部２３が検知した電流値に基づいて算出した蓄電量の割合を算出し、算出した割合をＬＩバッテリ２の蓄電量として電力管理ＥＣＵ１０へ与える。なお制御部１１は、電流検知部２３から電流値が与えられる都度に蓄電量の算出を行うと共に、算出した蓄電量を電力管理ＥＣＵ１０へ与える処理を行う。

　制御部２１は、算出したＬＩバッテリ２の蓄電量を電力管理ＥＣＵ１０へ与える場合、算出した蓄電量を蓄電量情報出力部２４へ与え、蓄電量情報出力部２４から電力管理ＥＣＵ１０へ蓄電量を出力する。蓄電量情報出力部２４は、電力管理ＥＣＵ１０と通信線又は信号線等を介して接続され、制御部２１からデジタル情報として与えられるＬＩバッテリ２の蓄電量をデジタル信号として出力する。

＜処理手順＞
　図５は、実施の形態１に係る電力管理ＥＣＵ１０が行う処理の手順を示すフローチャートである。なお本フローチャートは、車両９９のイグニッションスイッチがオン状態でエンジンが動作中であり、リレー６が通電状態とされ、第１電力供給経路１ａ及び第２電力供給経路２ａが接続状態である場合から処理を開始する手順を示してある。電力管理ＥＣＵ１０の制御部１１は、車両９９のＩＧ信号の状態を取得して、ＩＧ信号がオフ状態であるか否かを判定する（ステップＳ１）。ＩＧ信号がオフ状態ではなくオン状態である場合（Ｓ１：ＮＯ）、制御部１１は、ＩＧ信号がオフ状態となるまで待機する。

　ＩＧ信号がオフ状態である場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御部１１は、バッテリ監視ＥＣＵ２０から蓄電量情報入力部１３へ入力されるＬＩバッテリ２の蓄電量を取得する（ステップＳ２）。制御部１１は、取得したＬＩバッテリ２の蓄電量が５０％以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。ＬＩバッテリ２の蓄電量が５０％以上である場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、制御部１１は、ステップＳ２へ処理を戻し、ＬＩバッテリ２の蓄電量の取得及び判定を繰り返し行う。

　ＬＩバッテリ２の蓄電量が５０％未満である場合（Ｓ３：ＮＯ）、制御部１１は、制御信号出力部１４からリレー６へ、遮断状態へ切り替える制御信号を出力して（ステップＳ４）、処理を終了する。この制御信号によりリレー６は通電状態から遮断状態へと切り替えられ、第１電力供給経路１ａ及び第２電力供給経路２ａが遮断状態へ切り替えられる。

＜まとめ＞
　以上の構成の本実施の形態に係る車載電力供給システム１００は、車両９９に鉛バッテリ１及びＬＩバッテリ２の２つのバッテリが搭載され、鉛バッテリ１が接続された第１電力供給経路１ａと、ＬＩバッテリ２が接続された第２電力供給経路２ａとをリレー６にて接続した構成である。リレー６は、電力管理ＥＣＵ１０の制御に応じて第１電力供給経路１ａ及び第２電力供給経路２ａを接続／遮断する。

　車載電力供給システム１００の電力管理ＥＣＵ１０は、車両９９のエンジンが停止した後もリレー６を接続状態で維持する。これにより、エンジンが停止してＩＳＧ５による発電が行われない状況となった場合に、第１電力供給経路１ａ及び第２電力供給経路２ａが接続状態で維持され、鉛バッテリ１及びＬＩバッテリ２の間で電力の授受が行われる。その後、電力管理ＥＣＵ１０は、ＬＩバッテリ２の蓄電量が所定条件を満たす場合に、リレー６を遮断状態に切り替える。リレー６の切り替えを行う所定条件を適宜に設定することによって、鉛バッテリ１及びＬＩバッテリ２の間で電力の授受が行われて各バッテリの蓄電量が適切な値となった後でリレー６を遮断状態とし、鉛バッテリ１及びＬＩバッテリ２を蓄電量が良好な状態で保つことが可能となる。

　また本実施の形態に係る車載電力供給システム１００は、車両９９のエンジンが停止してリレー６が接続状態で維持された後、ＬＩバッテリ２の蓄電量が閾値（例えば５０％）より低下した場合に、電力管理ＥＣＵ１０は、リレー６を遮断状態へ切り替える。閾値を適宜に設定することによって、第１電力供給経路１ａ及び第２電力供給経路２ａが接続状態とされた場合にＬＩバッテリ２から鉛バッテリ１へ電力を与え、ＬＩバッテリ２の蓄電量が適切な値にまで低減された後でリレー６を遮断状態へ切り替えることができる。鉛バッテリ１の蓄電量を優先的に増加させることができる。

　また本実施の形態に係る車載電力供給システム１００では、満充電状態においてＬＩバッテリ２の出力電圧値が鉛バッテリ１の出力電圧値より高い。これにより車両９９のエンジンが停止してＩＳＧ５による発電が停止し、リレー６を接続状態とした場合に、ＬＩバッテリ２から鉛バッテリ１へ電流が流れ、ＬＩバッテリ２に蓄積された電力を鉛バッテリ１へ与えて充電することができる。よって蓄電量を高く保つことが好ましい鉛バッテリ１の蓄電量を高く保ち、蓄電量が低下した状態で保つことが好ましいＬＩバッテリ２の蓄電量を低下させることができる。

　また本実施の形態に係る車載電力供給システム１００においては、鉛バッテリ１が接続された第１電力供給経路１ａに車両９９のエンジンを始動するスタータ３を接続する。車両９９のエンジンを始動する際には、鉛バッテリ１に蓄積された電力にてスタータ３を動作させることができる。またＬＩバッテリ２が接続された第２電力供給経路２ａには、エンジンの動作により発電を行うＩＳＧ５を接続する。エンジンが動作してＩＳＧ５による発電行われている場合、電力管理ＥＣＵ１０は、リレー６を接続状態として、ＩＳＧ５が発電した電力を鉛バッテリ１及びＬＩバッテリ２に蓄積する。

　このように本実施の形態に係る車載電力供給システム１００は、車両９９のエンジンが停止した後にリレー６を接続状態として鉛バッテリ１及びＬＩバッテリ２の間で適宜に電力の授受を行い、ＬＩバッテリ２の蓄電量が所定条件を満たした場合にリレー６を遮断状態とすることにより、鉛バッテリ１及びＬＩバッテリ２の蓄電量を良好な状態に保つことが可能となり、鉛バッテリ１及びＬＩバッテリ２の劣化をできるだけ防止することが可能となる。

　なお本実施の形態においては、ＬＩバッテリ２の蓄電量が５０％未満となった場合に、電力管理ＥＣＵ１０がリレー６を遮断状態へ切り替える構成としたが、判定の閾値となる５０％の蓄電量は一例であって、これに限るものではない。判定の閾値となる蓄電量は、ＬＩバッテリ２の特性、及び、第２電力供給経路２ａに接続される負荷の特性等に応じて適宜に設定することができる。またＬＩバッテリ２の蓄電量をＳＯＣとして電力管理ＥＣＵ１０が取得する構成としたが、これに限るものではなく、例えばＡｈ又はＷｈ等の単位で表される蓄電量を電力管理ＥＣＵ１０が取得する構成であってもよく、判定の閾値もこれに合わせて適宜に設定すればよい。

　また本実施の形態に係る車載電力供給システム１００では、ＬＩバッテリ２の蓄電量が５０％未満になることを条件として電力管理ＥＣＵ１０がリレー６を遮断状態へ切り替える構成としたが、切替の条件はこれに限るものではない。例えば鉛バッテリ１の蓄電量が閾値（例えば９５％など）を超えた場合に電力管理ＥＣＵ１０がリレー６を遮断状態へ切り替える構成としてもよい。また例えば複数の条件を組み合わせてもよく、鉛バッテリ１の蓄電量が９５％を超え、及び／又は、ＬＩバッテリ２の蓄電量が５０％未満となることを条件としてもよい。また更には、ＬＩバッテリ２の蓄電量が５０％未満となることを基本的な条件とし、例えばイグニッションスイッチがオフ状態に切り替えられてから所定時間を経過した場合には電力管理ＥＣＵ１０がリレー６を遮断状態へ切り替えるなどの時間制限を設けてもよい。

　また本実施の形態においては、バッテリ監視ＥＣＵ２０とＬＩバッテリ２とを別の装置としたが、これに限るものではなく、バッテリ監視ＥＣＵ２０及びＬＩバッテリ２を一体化して１つの装置としてもよい。また本実施の形態においては、車両９９に電力管理ＥＣＵ１０、バッテリ監視ＥＣＵ２０及びリレー６をそれぞれ別の装置として搭載する構成としたが、これに限るものではなく、これらの装置を適宜に統合して一つの装置としてよい。以下、複数の装置を統合して一つの装置とする例をいくつか説明する。

（実施の形態２）
　図６は、実施の形態２に係る車載電力供給システム２００の構成を示す模式図である。実施の形態２に係る車載電力供給システム２００は、実施の形態１に係る車載電力供給システム１００の電力管理ＥＣＵ１０、バッテリ監視ＥＣＵ２０及びリレー６の３つの装置を、１つの電力管理ＥＣＵ２１０に統合した構成である。実施の形態２に係る電力管理ＥＣＵ２１０は、制御部２１１、記憶部２１２、電流検知部２１３及びリレー６等を備えて構成されている。制御部２１１は、実施の形態１に係る電力管理ＥＣＵ１０の制御部１１の機能とバッテリ監視ＥＣＵ２０の機能とを統合したものであり、電流検知部２１３が検知する電流値に基づいてＬＩバッテリ２の蓄電量を算出する処理、及び、算出した蓄電量に基づいてリレー６の通電／遮断を切り替える処理等を行う。

　記憶部２１２は、例えばフラッシュメモリ又はＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性のメモリ素子を用いて構成され、制御部２１１が実行するプログラム及びこのプログラムの実行に必要なデータ等を記憶する。また記憶部２１２は、制御部２１１の処理過程で発生したデータを記憶する。電流検知部２１３は、実施の形態１に係るバッテリ監視ＥＣＵ２０の電流検知部２３と略同じであり、ＬＩバッテリ２に対して流入及び流出する電流値を周期的に検知し、検知した電流値を制御部２１１へ与える。

　実施の形態２に係る電力管理ＥＣＵ２１０の制御部２１１は、車両９９のイグニッションスイッチがオン状態からオフ状態へ切り替えられた場合、リレー６を通電状態とし、第１電力供給経路１ａ及び第２電力供給経路２ａを接続状態とする。その後、ＬＩバッテリ２の蓄電量が５０％未満まで低下した場合、制御部２１１は、リレー６を遮断状態へ切り替え、第１電力供給経路１ａ及び第２電力供給経路２ａを遮断状態とする。

　以上の構成の実施の形態２に係る車載電力供給システム２００は、実施の形態１に係る車載電力供給システム１００の電力管理ＥＣＵ１０、バッテリ監視ＥＣＵ２０及びリレー６を１つの装置に統合して電力管理ＥＣＵ２１０とすることにより、車両９９に搭載される装置数の削減、及び、装置間を接続する通信線又は信号線等の削減を実現できる。

　なお実施の形態２に係る車載電力供給システム２００のその他の構成は、実施の形態１に係る車載電力供給システム１００と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

（実施の形態３）
　図７は、実施の形態３に係る車載電力供給システム３００の構成を示す模式図である。実施の形態３に係る車載電力供給システム３００は、実施の形態１に係る車載電力供給システム１００のバッテリ監視ＥＣＵ２０及びリレー６の２つの装置を、１つのバッテリ監視ＥＣ３２０に統合した構成である。実施の形態３に係るバッテリ監視ＥＣＵ３２０は、制御部３２１、記憶部２２、電流検知部２３、通信部３２４及びリレー６等を備えて構成されている。制御部３２１は、実施の形態１に係るバッテリ監視ＥＣＵ２０の機能に、リレー６の通電／遮断の切り替えを行う機能を追加したものである。ただし制御部３２１は、自らの判断でリレー６の切替制御を行うのではなく、電力管理ＥＣＵ３１０から通信により与えられる切替命令に応じてリレー６の切替制御を行う。

　通信部３２４は、実施の形態３に係る電力管理ＥＣＵ３１０と通信線を介して接続され、電力管理ＥＣＵ３１０との間でシリアル又はパラレルのデータ通信を行う。通信部３２４は、制御部３２１から与えられたデータを電力管理ＥＣＵ３１０へ送信すると共に、電力管理ＥＣＵ３１０から受信したデータを制御部３２１へ与える。

　実施の形態３に係る電力管理ＥＣＵ３１０は、実施の形態１に係る電力管理ＥＣＵ１０と略同じ構成である。ただし、実施の形態１に係る電力管理ＥＣＵ１０はリレー６の通電／遮断を制御する制御信号を出力する構成であったのに対して、実施の形態３に係る電力管理ＥＣＵ３１０はリレー６の通電／遮断を切り替える命令を通信によりバッテリ監視ＥＣＵ３２０へ与える点で異なっている。

　実施の形態３に係るバッテリ監視ＥＣＵ３２０は、ＬＩバッテリ２に対して流入及び流出する電流値を電流検知部２３が周期的に検知し、検知した電流値を制御部３２１へ与える。制御部３２１は、周期的に与えられる電流値の合計値又は積分値を算出することによってＬＩバッテリ２の蓄電量を算出し、算出した蓄電量を通信部３２４にて電力管理ＥＣＵ３１０へ送信する。

　電力管理ＥＣＵ３１０は、車両９９のイグニッションスイッチがオン状態からオフ状態へ切り替えられた場合、リレー６を通電状態とする命令をバッテリ監視ＥＣＵ３２０へ送信する。ただし既にリレー６が通電状態である場合、電力管理ＥＣＵ３１０はリレー６を通電状態とする命令を送信しなくてもよい。その後、電力管理ＥＣＵ３１０は、バッテリ監視ＥＣＵ３２０から受信するＬＩバッテリ２の蓄電量が５０％未満まで低下した場合、リレー６を遮断状態とする命令をバッテリ監視ＥＣＵ３２０へ送信する。

　バッテリ監視ＥＣＵ３２０の制御部３２１は、通信部３２４にて電力管理ＥＣＵ３１０からリレー６を通電／遮断する切替命令を受信した場合、受信した切替命令に従ってリレー６を通電／遮断する制御信号を生成し、生成した制御信号をリレー６へ出力する。これによりリレー６の通電／遮断が切り替えられ、第１電力供給経路１ａ及び第２電力供給経路２ａの接続／遮断が切り替えられる。

　以上の構成の実施の形態３に係る車載電力供給システム３００は、実施の形態１に係る車載電力供給システム１００のバッテリ監視ＥＣＵ２０及びリレー６を１つの装置に統合してバッテリ監視ＥＣＵ３２０とした構成である。これは実施の形態１において図２に示した車両９９の車室内に配される２つの装置を統合した構成である。これにより実施の形態３に係る車載電力供給システム３００は、車両９９の車室内に搭載される装置数の削減、及び、装置間を接続する通信線又は信号線等の削減を実現できる。

　なお実施の形態３に係る車載電力供給システム３００のその他の構成は、実施の形態１に係る車載電力供給システム１００と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

　また、車載電力供給システムに係る装置の統合は、実施の形態２及び実施の形態３に示した構成に限らず、種々の構成を採用することができる。例えば電力管理ＥＣＵ１０とリレー６とを統合して１つの装置としてよく、また例えば電力管理ＥＣＵ１０及びバッテリ監視ＥＣＵ２０を統合して１つの装置としてもよい。

　１　鉛バッテリ（第１バッテリ）
　１ａ　第１電力供給経路
　２　ＬＩバッテリ（第２バッテリ）
　２ａ　第２電力供給経路
　３　スタータ
　４　負荷
　５　ＩＳＧ（発電機）
　６　リレー（経路接続部）
　１０　電力管理ＥＣＵ（制御部）
　１１　制御部
　１２　記憶部
　１３　蓄電量情報入力部（取得部）
　１４　制御信号出力部
　２０　バッテリ監視ＥＣＵ（検出部）
　２１　制御部
　２２　記憶部
　２３　電流検知部
　２４　蓄電量情報出力部
　９９　車両
　１００　車載電力供給システム
　２００　車載電力供給システム
　２１０　電力管理ＥＣＵ（検出部、制御部）
　２１１　制御部
　２１２　記憶部
　２１３　電流検知部
　３００　車載電力供給システム
　３１０　電力管理ＥＣＵ
　３２０　バッテリ監視ＥＣＵ（検出部）
　３２１　制御部
　３２４　通信部

Claims

　車両に搭載された第１バッテリ及び第２バッテリと、
　前記第１バッテリが接続された第１電力供給経路、及び、前記第２バッテリが接続された第２電力供給経路を接続／遮断する経路接続部と、
　前記第２バッテリの蓄電量を検出する検出部と、
　前記経路接続部による接続／遮断の切替制御を行う制御部と
　を備え、
　前記制御部は、
　前記車両の原動機が停止した後、前記経路接続部を接続状態とし、
　前記検出部が検出する蓄電量が所定条件を満たす場合に、前記経路接続部を遮断状態とすること
　を特徴とする車載電力供給システム。
　前記制御部は、前記検出部が検出する蓄電量が閾値より低下した場合に、前記経路接続部を遮断状態とすること
　を特徴とする請求項１に記載の車載電力供給システム。
　前記第２バッテリの満充電状態における出力電圧値は、前記第１バッテリの満充電状態における出力電圧値より高いこと
　を特徴とする請求項２に記載の車載電力供給システム。
　前記第１電力供給経路には前記原動機を始動するスタータが接続され、
　前記第２電力供給経路には前記原動機の動作により発電を行う発電機が接続され、
　前記制御部は、前記原動機が動作している場合、前記経路接続部を接続状態とすること
　を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の車載電力供給システム。
　車両に搭載された第１バッテリが接続された第１電力供給経路及び第２バッテリが接続された第２電力供給経路を接続／遮断する経路接続部の切替制御を行う車載制御装置において、
　前記第２バッテリの蓄電量を検出する検出部から、検出された前記第２バッテリの蓄電量を取得する取得部と、
　前記経路接続部による接続／遮断の切替制御を行う制御部と
　を備え、
　前記制御部は、
　前記車両の原動機が停止した後、前記経路接続部を接続状態とし、
　前記取得部が取得する蓄電量が所定条件を満たす場合に、前記経路接続部を遮断状態とすること
　を特徴とする車載制御装置。
　車両に搭載された第１バッテリが接続された第１電力供給経路及び第２バッテリが接続された第２電力供給経路を接続／遮断する経路接続部の切替制御を行う電力供給制御方法において、
　前記第２バッテリの蓄電量を検出し、
　前記車両の原動機が停止した後、前記経路接続部を接続状態とし、
　検出した蓄電量が所定条件を満たす場合に、前記経路接続部を遮断状態とすること
　を特徴とする電力供給制御方法。