CN109314399B - 车载电源系统 - Google Patents

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Abstract

具有应用于装设于车辆的车载电源系统的控制装置(20、30)。控制装置(20、30)包括：计算部，所述计算部对规定期间中执行了自动停止的比例即停止率进行计算；以及充电控制部，所述充电控制部将蓄电装置(10、41)的充电率不足规定充电率作为条件，执行从发电机(40)向蓄电装置的充电，并且将计算部算出的停止率大于第一阈值作为条件，对发电机进行控制以使蓄电装置的充电率随着自动再起动而增加。

Description

车载电源系统
相关申请的援引
本申请以2016年6月10日申请的日本专利申请号2016-116494号为基础，在此援引其记载内容。
技术领域
本发明涉及一种装设于车辆的车载电源系统。
背景技术
在因怠速停止控制产生的发动机的自动停止过程中，停止通过发动机的输出轴的旋转而执行发电的发电机的电力供给，仅通过铅蓄电池等蓄电装置而执行向电负载供给电力。在因怠速停止控制产生的自动停止的频率(停止率)高的情况下，与停止率低的情况相比，从蓄电装置向电负载的电力供给量变多，蓄电装置的充电率下降。
此外，若车辆停止中蓄电装置的充电率下降，则为了充电蓄电装置或者为了代替蓄电装置以向电负载供给电力，起动发动机而执行发电机的发电。在车辆停止过程中，若为了发电而起动发动机，在发动机中产生燃料消耗，则由怠速停止控制实现的降低燃料的效果减弱。因此，在专利文献1记载的结构中，记载了在停止率大的情况下，使蓄电装置中的充电率的上限值变高的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特许第3880924号公报
发明内容
在此，上述专利文献1中记载的结构是以通过车辆制动时的再生发电来对蓄电装置进行充电作为前提。例如，在车辆在城市中行驶的情况下，行驶时的车速低，其结果是，存在再生发电的发电电力小，且随着怠速停止控制产生的自动停止会较多地发生的状况。在上述那样的状况中，即使应用了专利文献1中记载的结构，在车辆停止过程中，为了发电也会在发动机中产生燃料消耗，依然存在由怠速停止控制实现的降低燃料的效果减弱的可能性。
本发明鉴于上述技术问题而作，其主要目的在于，抑制下述情况：在车辆停止过程中，为了发电而在发动机中产生燃料消耗，使得由怠速停止控制实现的降低燃料的效果减弱。
第一个结构是一种车载电源系统，装设于车辆，其特征在于，包括：发电机，上述发电机随着发动机的输出轴的旋转而执行发电；蓄电装置，上述蓄电装置与上述发电机连接；以及控制装置，上述控制装置随着规定的自动停止条件成立而使上述发动机自动停止，并且在上述自动停止后，随着规定的再起动条件的成立，利用起动装置的驱动而使上述发动机自动再起动，上述控制装置包括：计算部，上述计算部对规定期间中执行了上述自动停止的比例即停止率进行计算；以及充电控制部，上述充电控制部将上述蓄电装置的充电率不足规定充电率作为条件，执行从上述发电机向上述蓄电装置的充电，并且将上述计算部算出的上述停止率大于第一阈值作为条件，对上述发电机进行控制以使上述蓄电装置的充电率随着上述自动再起动而增加。
将蓄电装置的充电率不足规定充电率作为条件，执行从发电机向蓄电装置充电，从而能抑制蓄电装置的过放电。在此，由怠速停止控制产生的自动停止的频率高的情况下，在上述自动停止的执行过程中，随着电负载的电力消耗，蓄电装置的充电率不足规定充电率的机会增加。因此，在停止率高的情况下，存在为了执行从发电机向蓄电装置的充电，执行使发动机再起动，伴随燃料消耗的发电机发电的机会增加的可能性。由于自动停止期间缩短或者执行伴随燃料消耗的发电，从而导致燃烧效率变差。
根据上述结构，将停止率大于第一阈值作为条件，对上述发电机进行控制以使蓄电装置的充电率随着自动再起动而增加。具体而言，开始从发电机向蓄电装置充电。藉此，在停止率比第一阈值高的情况下，使蓄电装置的充电率增加。因此，容易确保蓄电装置具有发动机的自动停止过程中的电负载的消耗电量。因此，能抑制在发动机的自动停止过程中，蓄电装置的充电率下降，藉此，能抑制仅仅为了充电而强制驱动发动机，因此，能抑制在车辆的停止过程中，使发动机动作而导致燃烧效率变差。
另外，在发动机执行燃烧、利用行驶时的发动机输出而使发电机发电的情况下的能量效率比在发动机停止时、使发动机起动而使发电机发电的情况下的能量效率高。此外，能将随着自动再起动而从发电机向蓄电装置的充电与再生发电中的从发电机向蓄电装置充电叠加来执行。
第二个结构是，上述充电控制部在将上述计算部算出的上述停止率大于第一阈值作为条件，对上述发电机进行控制以使上述蓄电装置的充电率增加的情况下，将上述计算部算出的上述停止率小于比第一阈值低的第二阈值作为条件，停止从上述发电机向上述蓄电装置充电。
一般，在车辆制动时，在发电机中执行再生发电，将由该再生发电产生的电力向蓄电装置充电。在车辆行驶过程中持续执行发电，蓄电装置的充电率会接近上限值，其结果是，由再生发电产生的电力不能再向蓄电装置充电，存在电力效率综合来看变差的可能性。因此，构成为，在将停止率大于第一阈值作为条件，在车辆行驶过程中执行发电的情况下，将停止率小于第二阈值作为条件而停止车辆行驶过程中的发电。藉此，能使再生发电的电力向蓄电装置充电。
第三个结构是，上述充电控制部在上述自动再起动时，对上述计算部算出的上述停止率是否大于上述第一阈值进行判断，对于上述判断结果，将上述计算部算出的上述停止率大于上述第一阈值作为条件，对上述发电机进行控制以使上述蓄电装置的充电率随着上述自动再起动而增加。
在发动机执行自动停止的过程中，停止率增加。然后，发动机执行再起动，从而使停止率减少。也就是说，在自动再起动时，停止率最大。因此，根据在自动再起动时对停止率是否大于第一阈值进行判断的上述结构，能减少对停止率是否大于第一阈值进行判断的次数，能简化处理。
此外，在上述结构中，在自动再起动时，在停止率大于第一阈值的情况下，对发电机进行控制以使蓄电装置的充电率随着上述自动再起动而增加。藉此，在停止率大于第一阈值后，蓄电装置的充电率很快就增加，因此，能更可靠地抑制在发动机的自动停止过程中，蓄电装置的充电率下降。
第四个结构是，上述充电控制部将上述车辆行驶时的上述规定充电率设定得比上述车辆停止时的上述规定充电率高，并且上述停止率越高，上述车辆行驶时的上述规定充电率设定越高。
将车辆行驶时的规定充电率设定得比车辆停止时的规定充电率高，从而能确保蓄电装置具有车辆停止时消耗的电量。藉此，能抑制在发动机的自动停止中蓄电装置的充电率下降，在车辆停止中使发动机动作而导致燃料效率变差。
在此，停止率越高，车辆的停止时间相对于车辆的行驶时间越长，从而车辆的停止期间中的电负载的消耗电量增加。因此，停止率越高，规定充电率设定得越高，从而能进一步抑制在车辆停止中，使发动机动作而导致燃烧效率变差。
第五个结构是，上述充电控制部将上述车辆行驶时的上述规定充电率设定得比上述车辆停止时的上述规定充电率高，并且上述充电控制部基于从上述蓄电池供给电力的所有电负载的消耗电力的总量乘以上述自动停止持续期间的时长之积，对上述车辆行驶时的上述规定充电率进行设定。
车辆停止期间中的电负载的消耗电量相当于所有电负载的消耗电力的总量乘以自动停止持续期间的时长之积。因此，基于所有电负载的消耗电力的总量乘以自动停止持续期间的时长之积，对规定充电率进行设定，从而能抑制蓄电装置处于过放电状态。
第六个结构是，与将上述蓄电装置的充电率不足上述规定充电率作为条件，执行从上述发电机向上述蓄电装置充电的情况相比，上述充电控制部控制成，在将上述计算部算出的上述停止率大于上述第一阈值作为条件，对上述发电机进行控制以使上述蓄电装置的充电率随着上述自动再起动而增加的情况下，使上述发电机的输出电压升高，
停止率越高，车辆的停止时间相对于车辆的行驶时间越长，从而车辆的停止期间中的电负载的消耗电量增加。因此，构成为，与随着SOC下降而执行充电的情况相比，在将停止率大于第一阈值作为条件，向蓄电装置充电的情况下，将发电机的输出电压设定得更高。藉此，在停止率高的情况下，存储于蓄电装置的充电电量变大。因此，能确保蓄电装置具有在发动机的自动停止中电负载消耗的电量。因此，能抑制在发动机的自动停止中蓄电装置的充电率下降，能抑制在车辆停止中使发动机动作而导致燃料效率变差。
第七个结构是，上述计算部将在上述规定期间中上述车辆停止的时间的比例作为上述停止率来计算。在发动机自动停止中，在随着SOC下降需要发电而使发动机再起动的情况下，发动机能自动停止的时间和发动机实际自动停止的时间是不同的值。在此，发动机能自动停止的期间和车辆停止的期间大致相同。因此，基于车辆停止的期间，计算停止率，从而可以计算出与发动机能自动停止的时间对应的停止率。
第八个结构是，上述计算部将在上述规定期间中，执行了上述自动停止的时间的比例作为上述停止率来计算。根据本结构，通过规定期间中的发动机执行自动停止的时间的比例来计算停止率，从而能反映实际的怠速停止频率地对停止率进行计算。
第九个结构是，上述计算部基于上述车辆的行驶距离对上述规定期间进行设定。也可以基于车辆的行驶距离对规定期间进行设定。
第十个结构是，上述计算部从导航系统获取车辆的将来的行驶状态的信息，基于上述信息，对上述停止率进行计算。能对将来的车辆的行驶状态进行预测而计算将来的停止率，能执行与车辆的行驶状态的变化适当地对应的充电。例如，在高速道路上的高速行驶时，可以降低停止率。此外，在发生车辆拥堵的可能性高的情况下，可以提高停止率。
第十一个结构是，上述蓄电装置包括第一充电电池和第二充电电池，上述第一充电电池和上述第二充电电池通过开关元件连接，上述充电控制部在将上述计算部算出的上述停止率大于第一阈值作为条件，对上述发电机进行控制以使上述蓄电装置的充电率随着上述自动再起动而增加的情况下，使上述开关元件处于导通状态，从而对上述第一充电电池和上述第二充电电池进行充电。
在具有第一充电电池和第二充电电池的系统中，构成为，在将停止率大于第一阈值作为条件，执行车辆行驶中的发电机的发电的情况下，对第一充电电池和第二充电电池这两方进行充电。根据本结构，能使向蓄电装置整体充电的电量增加，容易确保蓄电装置具有相当于发动机的自动停止过程中的电负载的消耗电量的电量。因此，在停车中，能抑制执行会产生发动机的燃料消耗的发电机的发电。
第十二个结构是，上述蓄电装置包括第一充电电池和第二充电电池，上述第一充电电池和上述第二充电电池通过开关元件连接，上述充电控制部在将上述第一充电电池和上述第二充电电池中的一方的充电率不足规定充电率作为条件，对上述发电机进行控制以使上述蓄电装置的充电率随着上述自动再起动而增加的情况下，使上述开关元件处于导通状态，从而从上述第一充电电池和上述第二充电电池中的充电率为规定充电率以上的电池，向上述第一充电电池和上述第二充电电池中的充电率不足规定充电率的电池进行充电。
根据本结构，相比仅使用发电机向充电电池充电的结构，能更快地使充电电池的充电率增加，能适当地抑制充电电池老化。
附图说明
参照附图和以下详细的记述，可以更明确本发明的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下所述。
图1是电源系统的电气结构图。
图2是表示基于SOC的充电处理的流程图。
图3是表示基于停止率的充电处理的流程图。
图4是表示执行了基于停止率的充电处理的情况下的SOC的变化的时序图。
具体实施方式
以下，基于附图，对将本发明具体化的实施方式进行说明。装设有本实施方式的车载电源系统的车辆将发动机(内燃机)作为驱动源进行行驶，具有所谓的怠速停止功能。
如图1所示，本电源系统包括锂离子蓄电池10(第一充电电池)、MOS开关15(开关元件)、SMR开关16、旋转电机40(发电机、起动装置)、铅蓄电池41(第二充电电池)、起动器44(起动装置)、各种电负载45。其中，锂离子蓄电池10和各开关15、16通过收容于未图示的框体(收容壳体)而一体化，构成为电池单元U。此外，电池单元U具有对车载电源系统进行控制的控制装置20，各开关15、16和控制装置20以安装于相同基板的状态收容于框体内。
在电池单元U，设置有作为外部端子的第一端子TA、第二端子TB，旋转电机40、铅蓄电池41及起动器44连接于第一端子TA，电负载45连接于第二端子TB。另外，端子TA、TB均是供旋转电机40的输入输出的电流流动的大电流输入输出端子。
旋转电机40的旋转轴通过皮带等驱动连结于未图示的发动机输出轴，旋转电机40的旋转轴随着发动机输出轴的旋转而旋转，另一方面，发动机输出轴随着旋转电机40的旋转轴的旋转而旋转。在上述情况下，旋转电机40构成为具有利用发动机输出轴、车轴的旋转而进行发电(再生发电)的发电功能和向发动机输出轴施加旋转力的输出功能的ISG(Integrated Starter Generator：集成起动发电机)。
铅蓄电池41和锂离子蓄电池10相对于旋转电机40并列地电连接，能利用旋转电机40的发电电力对各蓄电池10、41进行充电。此外，旋转电机40由来自各蓄电池10、41的供电而驱动。
铅蓄电池41是众所周知的通用蓄电池。与此相对，与铅蓄电池41相比，锂离子蓄电池10是充电放电的电力损失少、输出密度及能量密度高的高密度蓄电池。
作为铅蓄电池41的结构，具体而言，正极活性物质为二氧化铅(PbO2)，负极活性物质是铅(Pb)，电解液是硫酸(H2SO4)。此外，是将由上述电极构成的多个电池单元串联连接而构成的。另外，在本实施方式中，设定成铅蓄电池41的充电容量比锂离子蓄电池10的充电容量大。
另一方面，对于锂离子蓄电池10的正极活性物质，采用含有锂的氧化物(锂金属复合氧化物)，作为具体示例，可以举出LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiFePO4等。对于锂离子蓄电池10的负极活性物质，可以采用碳(C)、石墨、钛酸锂(例如LixTiO2)、含有Si或者Sn的合金等。对于锂离子蓄电池10的电解液，可以采用有机电解液。此外，是将由上述电极构成的多个电池单元串联连接而构成的。
另外，图1中的符号12、43表示锂离子蓄电池10和铅蓄电池41的电池单元集合体，符号11、42表示锂离子蓄电池10和铅蓄电池41的内部电阻。
电负载45中包括定电压要求负载，该定电压要求负载要求供给电力的电压大致恒定或者至少在规定范围内进行变动即稳定。作为定电压要求负载的具体例，可以举出导航装置、音响装置。在上述情况下，通过抑制电压变动，从而能实现上述各装置的稳定动作。假设，在向定电压要求负载输入的电压变动的情况下，在定电压要求负载的动作停止后，进行再起动。另外，电负载45含有后述的ECU30。
除此以外，对于电负载45，可以举出头灯、前挡风玻璃等的雨刮器、空调装置的送风风扇、后挡风玻璃的除雾用加热器等。对于头灯、雨刮器及送风风扇等，当供给电力的电压发生改变时，会发生头灯的明暗变化、雨刮器的动作速度变化、送风风扇的转速变化(送风声变化)，因此，要求供给电力的电压处于恒定。
对于电池单元U，作为单元内电气路径而设置有将各端子TA、TB及锂离子蓄电池10相互连接的连接路径21、22。此外，其中，在将第一端子TA和第二端子TB连接的第一连接路径21设置有作为打开关闭元件的MOS开关15，在将第一连接路径21上的连接点N1(电池连接点)和锂离子蓄电池10连接的第二连接路径22设置有SMR开关16。上述各开关15、16均包括2×n个MOSFET(半导体开关)，两个一组的MOSFET的寄生二极管互相相反地串联连接。利用上述寄生二极管，在各开关15、16处于断开状态下，在设置有上述开关的路径流动的电流完全被切断。
此外，在本电源系统中，设置有不经由MOS开关15而能将铅蓄电池41和电负载45连接的旁通路径23。具体而言，旁通路径23绕过电池单元U，设置成将与第一端子TA连接的电气路经(与铅蓄电池41等连接的路径)和与第二端子TB连接的电气路径(与电负载45连接的路径)电连接。在上述旁通路径23上，设置有旁通开关24，该旁通开关24使铅蓄电池41侧与电负载45侧之间的连接处于断开状态或者导通状态。旁通开关24是常闭式继电器开关。另外，可以将旁通路径23和旁通开关24设置成在电池单元U内绕过MOS开关15。
控制装置20执行各开关15、16的接通(关闭)和断开(打开)的切换。在上述情况下，控制装置20根据处于向电负载45进行电力供给的放电时刻(负载驱动时刻)、或者处于利用来自旋转电机40的电力供给而充电的充电时刻、或者处于在通过怠速停止控制的发动机停止状态下利用旋转电机40使发动机自动再起动的再起动时刻，对MOS开关15的接通断开进行控制。另外，SMR开关16在车辆行驶时基本维持接通(关闭)状态，在电池单元U、旋转电机41等发生了某种异常的情况下，处于断开(打开)。
此外，在控制装置20，连接有电池单元以外的ECU30。也就是说，上述控制装置20和ECU30通过CAN等通信网络连接并可以相互通信，使存储于控制装置20和ECU30的各种数据可以相互共用。ECU30是具有执行怠速停止控制的功能的电子控制装置。众所周知，怠速停止控制是以下控制：根据规定的自动停止条件的成立而使发动机自动停止，且在该自动停止的状态下，根据规定的再起动条件的成立而使发动机再起动。
旋转电机40是根据发动机输出轴的旋转能量来发电的构件。具体而言，在旋转电机40中，当转子随着发动机输出轴旋转而旋转时，基于流过转子线圈的励磁电流，在定子线圈中感应产生交流电，并由未图示的整流器转换为直流电。此外，在旋转电机40中，流过转子线圈的励磁电流被调节器调节，从而将发电产生的直流电的电压调节为规定的调节电压Vreg。
由旋转电机40发电的电力向电负载45供给，并且向铅蓄电池41和锂离子蓄电池10供给。在发动机的驱动停止而没有通过旋转电机40发电的情况下，从铅蓄电池41和锂离子蓄电池10向电负载45进行电力供给。将从铅蓄电池41和锂离子蓄电池10向电负载45的放电量以及来自旋转电机40的充电量适当地调节在SOC(实际的充电量相对于充满电容量的比率、充电率)不会过度充电放电(SOC使用区域)的范围内。
在上述情况下，为了使锂离子蓄电池10的SOC处于规定的使用范围内，控制装置20以限制向锂离子蓄电池10的充电量来进行过充电保护，并且限制来自锂离子蓄电池10的放电量来进行过放电保护的方式执行保护控制。具体而言，控制装置20从电流传感器15(电流检测部)始终获取锂离子蓄电池10的充电放电电流I的检测值，并且从电压传感器26(电压检测部)始终获取锂离子蓄电池10的端子间电压V的检测值。此外，控制装置20基于上述端子间电压V和充电放电电流I的检测值，执行保护控制。
控制装置20在锂离子蓄电池10的端子间电压V比下限电压低的情况下，利用来自旋转电机40的充电，实现锂离子蓄电池10的过放电保护。上述下限电压基于与SOC使用范围的下限值对应的电压来设定即可。此外，控制装置20对调节电压Vreg的可变设定进行指示，从而避免锂离子蓄电池10的端子间电压V上升为比上限电压高来执行过充电保护。上述上限电压基于与SOC使用范围的上限值对应的电压来设定即可。
控制装置20从检测铅蓄电池41的端子间电压Vp的电压传感器获取检测值，对铅蓄电池41执行与锂离子蓄电池10相同的保护控制。另外，也可以构成为利用控制装置20以外的控制装置(例如，ECU30)来执行铅蓄电池41的保护控制。
此外，在本实施方式中，执行利用车辆的再生能量来使旋转电机40发电而向两个蓄电池10、41充电的减速再生。上述减速再生在车辆处于减速状态、切断向发动机的燃料喷射等条件成立的情况下执行。
在此，在由怠速停止控制而使发动机自动停止的过程中，停止由旋转电机40的电力供给，仅利用蓄电池10、41向电负载45执行电力供给。在由怠速停止控制引发的自动停止的频率(停止率)高的情况下，从蓄电池10、41向电负载45的电力供给量变多，与停止率低的情况相比，蓄电池10、41的SOC下降。在蓄电池10、41的SOC下降的情况下，存在不能执行怠速停止控制中的自动再起动的可能性。
若在车辆的停止过程中，蓄电装置的SOC下降，为了使两个蓄电池10、41充电或者为了代替两个蓄电池10、41以向电负载45供给电力，因此，起动发动机来执行旋转电机40的发电。在车辆的停止过程中，若为了发电而起动发动机，则由怠速停止控制实现的降低燃料的效果减弱。
因此，作为本实施方式的“计算部”的控制装置20对规定期间内执行自动停止的比率即停止率进行计算。此外，作为本实施方式的“充电控制部”的控制装置20将停止率超过第一阈值Th1为条件，设定成对旋转电机40进行控制以使蓄电池10、41的SOC随着发动机的自动再起动而增加。具体而言，在自动再起动刚开始后的车辆的行驶过程中，开始从发电机向锂离子蓄电池10和铅蓄电池41充电。另外，也可以是控制装置20以外的控制装置(例如，ECU30)具备作为“计算部”的功能以及作为“充电控制部”的功能。
图2表示本实施方式的基于SOC的发电控制的处理的流程图。本处理是由控制电路20每隔规定周期来执行的。
在步骤S01中，对是否执行了向锂离子蓄电池10和铅蓄电池41的充电进行判断。在没有执行向锂离子蓄电池10和铅蓄电池41的充电的情况下(S01：否)，在步骤S02中，对车辆是否在行驶中进行判断。
在车辆处于行驶中的情况下(S02：是)，在步骤S03中，对规定期间中执行了自动停止的比例即停止率进行计算。具体而言，在当前时刻和从当前时刻开始到规定时刻前的时刻之间的期间即规定期间中，将车辆停止的时间的占比作为停止率来进行计算。在步骤S04中，基于停止率，分别对蓄电池10、41的SOC下限值(规定充电率)进行设定。具体而言，停止率越过，SOC下限值设定得越高。车辆行驶时的SOC下限值设定得比车辆停止时的SOC下限值高。
在车辆处于停止中的情况下(S02：否)，在步骤S05中，分别对锂离子蓄电池10和铅蓄电池41的SOC下限值进行计算。具体而言，根据从蓄电池10、41供给的电力，将旋转电机40(或者起动器44)能再起动的值设定为SOC下限值。
在步骤S06中，对蓄电池10、41的至少一方中的当前SOC是否小于SOC下限值进行判断。在蓄电池10、41的至少一方中的当前SOC小于SOC下限值的情况下(S06：是)，在S07中，将旋转电机40的输出电压Vout的指令值设定为规定值V1。在步骤S08中，开始向蓄电池10、41中的、当前SOC小于SOC下限值的蓄电池充电。在蓄电池10、41两方中的当前SOC为SOC下限值以上的情况下(S06：否)，就这样结束处理。
在执行向锂离子蓄电池10和铅蓄电池41的充电的情况下(S01：是)，在步骤S09中，对蓄电池10、41的至少一方中的当前SOC是否大于SOC上限值进行判断。SOC上限值设定为在蓄电池10、41中不产生过充电的值。在蓄电池10、41的至少一方中的当前SOC大于SOC上限值的情况下(S09：是)，在步骤S10中，停止从旋转电机40向蓄电池10、41充电，结束处理。另外，在当前SOC大于SOC上限值的情况下，基于后述的停止率向蓄电池10、41的充电也停止。此外，在蓄电池10、41的两方的当前SOC为SOC上限值以下的情况下(S09：否)，就这样结束处理。
图3表示本实施方式的基于停止率的发电控制的处理的流程图。本处理是由控制电路20每隔规定周期来执行的。
在步骤S21中，对规定期间中执行了自动停止的比例即停止率进行计算。具体而言，在当前时刻和从当前时刻开始到规定时刻前的时刻之间的期间即规定期间中，将车辆停止的时间的占比作为停止率来进行计算。另外，对于车辆停止的时间，最好不包括电源系统的动作停止的车辆驻车时间。在步骤S22中，对发动机是否处于自动停止中进行判断。
在发动机处于自动停止中的情况下(S22：是)，在步骤S23中，对停止率是否大于第一阈值Th1进行判断。在停止率大于第一阈值Th1的情况下(S23：是)，在步骤S24中，将旋转电机40的输出电压Vout的指令值设定为规定值V2(V2＞V1)。
接着，在步骤S25中，设定成对旋转电机40进行控制以使蓄电池10、41的SOC随着发动机的自动再起动而增加，然后结束处理。具体而言，设定成随着发动机的自动再起动而开始向蓄电池10、41充电，然后结束处理。作为随着发动机的自动再起动而开始向蓄电池10、41充电的方式，能采用在发动机完全燃烧时(能自主运转时)开始充电的结构、在发动机的转速大于怠速转速时开始充电的结构。在此，在随着发动机的自动再起动而开始向蓄电池10、41充电的情况下，使开关15处于接通状态，从旋转电机40向蓄电池10、41这两方进行充电。上述充电量是在考虑了与蓄电池41连接的电负载45的使用电力的基础上，为了使蓄电池41的SOC增加而由控制装置20(充电控制部)设定的。具体而言，当旋转电机40的转子随着发动机输出轴旋转而旋转时，将由旋转电机400发电的直流电压的电压调节成调节电压Vreg，以使蓄电池41的SOC成为期望的SOC。
在发动机不处于自动停止中的情况下(S22：否)，在步骤S16中，对发动机是否处于运转中进行判断。在发动机处于运转中的情况下(S26：是)，在步骤S27中，对是否执行了以停止率大于第一阈值Th1为条件的向蓄电池10、41的充电。
在执行了以停止率大于第一阈值Th1为条件的向蓄电池10、41的充电的情况下(S27：是)，在步骤S18中，对停止率是否小于第二阈值Th2(Th1≥Th2)进行判断。在停止率小于第二阈值Th2的情况下(S28：是)，在步骤S29中，停止以停止率大于第一阈值Th1为条件的向蓄电池10、41的充电，结束处理。在此，在步骤S29中，不执行以SOC达到SOC下限值为条件的向蓄电池10、41的充电的停止。另外，在步骤S26～S28为否定判断情况下，直接结束处理。
图4表示体现执行了本实施方式的控制的情况下的锂离子蓄电池10的SOC变化的时序图。在图4中，使用实线，来表示本实施方式的基于停止率而执行了充电控制的情况下的锂离子蓄电池10的SOC变化。此外，使用虚线，来表示没有执行本实施方式的基于停止率的充电控制，而仅执行了基于锂离子蓄电池10的SOC的充电控制的情况下的锂离子蓄电池10的SOC变化。另外，在图4的示例中，将蓄电池41的SOC看作足够高。
首先，对没有执行本实施方式的基于停止率的充电控制，而仅执行了基于SOC的充电控制的情况下的锂离子蓄电池10的SOC变化(虚线)，进行说明。
在T0时刻，车辆处于行驶中，且停止从旋转电机40向锂离子蓄电池10充电。因此，在T0时刻以后，随着从锂离子蓄电池10向电负载45的电力供给，锂离子蓄电池10的SOC下降。
在T1时刻，驾驶员执行制动操作，执行旋转电机40的再生发电。利用再生发电来充电，从而增加锂离子蓄电池10的SOC。然后，在T2时刻，车辆停止。在发动机的自动停止条件成立的T2时刻(或者T1～T2之间的时刻)，执行发动机的自动停止。在T2时刻以后，随着电负载45的电力消耗，锂离子蓄电池10的SOC下降。
在T4时刻，驾驶员执行油门操作，从而发动机的自动再起动条件成立，发动机再起动并且车辆开始行驶。另外，自动再起动所使用的电力由铅蓄电池41供给。因此，锂离子蓄电池10的SOC不下降。在T4时刻以后，随着从锂离子蓄电池10向电负载45的电力供给，锂离子蓄电池10的SOC下降。
在T5时刻，驾驶员执行制动操作，执行旋转电机40的再生发电。利用再生发电来充电，从而增加锂离子蓄电池10的SOC。然后，在T6时刻，车辆停止。
在发动机的自动停止条件成立的T6时刻(或者T5～T6之间的时刻)，执行发动机的自动停止。在T6时刻以后，随着电负载45的电力消耗，锂离子蓄电池10的SOC下降。接着，在T7时刻，锂离子蓄电池10达到SOC下限值，执行旋转电机40的发电。为了执行旋转电机40的发电，在T7时刻，发动机再起动。
在T8时刻，驾驶员执行油门操作，从而发动机的自动再起动条件成立，发动机再起动并且车辆开始行驶。然后，在T10时刻，锂离子蓄电池10的SOC达到SOC上限值，从而停止从旋转电机40向锂离子蓄电池10充电。
接着，对于执行了本实施方式的基于停止率的充电控制的情况下的锂离子蓄电池10的SOC变化(实线)进行说明。另外，在T0～T2时刻中，与不执行本实施方式的基于停止率的充电控制，而仅执行基于SOC的充电控制的情况下的锂离子蓄电池10的SOC变化(虚线)相同，说明省略。在T2时刻以后，随着车辆的停止，停止率增加。然后，在T3时刻，停止率大于第一阈值Th1。因此，设定成随着自动再起动，开始向锂离子蓄电池10充电。在T4时刻，执行发动机的自动再起动。随着发动机的自动再起动，以在考虑了电负载45的使用电力的基础上使蓄电池41的SOC增加而设定的充电量，从旋转电机40向锂离子蓄电池10充电。藉此，在车辆行驶过程中，锂离子蓄电池10的SOC增加。停止率大于第一阈值的T3时刻处于自动停止期间中，在接着该自动停止期间的自动再起动的T4时刻，执行使SOC增加的控制。在停止率大于第一阈值后，由于蓄电池10、41的SOC很快就增加，因此，能抑制在发动机的自动停止中，蓄电池10、41的SOC下降。
在T6时刻，车辆停止。随着T4～T6的从旋转电机40向锂离子蓄电池10的充电，由实线表示的锂离子蓄电池10的SOC比由虚线表示的锂离子蓄电池10的SOC高。在T6时刻(或者T5～T6之间的时刻)，执行发动机的自动停止。在T6时刻以后，随着电负载45的电力消耗，锂离子蓄电池10的SOC下降。然后，锂离子蓄电池10的SOC没有达到SOC下限值，在T8时刻，驾驶员执行油门操作。驾驶员执行油门操作，从而发动机的自动再起动条件成立，发动机再起动，并且车辆开始行驶。此时，由于停止率大于第一阈值Th1，因此，随着发动机的自动再起动，开始从旋转电机40向锂离子蓄电池10充电。另外，由于在T4～T6时刻中，停止率不会小于第二阈值Th2(图3的步骤S28：否)，因此，随着发动机的自动再起动而开始充电是持续有效的。因此，即使在T8时刻，停止率没有大于第一阈值Th1，也随着发动机的自动再起动，开始从旋转电机40向锂离子蓄电池10充电。
在T8时刻以后，随着车辆的行驶，停止率下降。在T9时刻，停止率小于第二阈值Th2，从而停止从旋转电机40向锂离子蓄电池10充电。
通过执行本实施方式的基于停止率的充电控制，从而能抑制在T7时刻发动机再起动，抑制在T7～T8时刻的期间发动机执行燃烧。藉此，能抑制在车辆的停止中使发动机动作而导致燃烧效率变差。
(其它实施方式)
·在上述实施方式中，构成为停止率越高，车辆行驶时的SOC下限值设定得越高。也可以对其进行改变，构成为：作为“充电控制部”的控制装置20基于从蓄电池10、41接受电力供给的全部电负载45的消耗电力的总量乘以自动停止持续时长之积，对车辆行驶时的规定充电率(SOC下限值)进行设定。
车辆停止时间中的电负载45的消耗电力量相当于全部电负载45的消耗电力的总量乘以自动停止持续时长之积。因此，基于全部电负载45的消耗电力的总量乘以自动停止持续时长之积，设定规定充电率(SOC下限值)，从而抑制蓄电池10、41成为过放电状态。
·在上述实施方式中，构成为在当前时刻和从当前时刻开始到规定时刻前的时刻之间的期间即规定期间中，将车辆停止的时间的占比作为停止率来进行计算。也可以对其进行改变，构成为：作为“计算部”的控制装置20将在规定期间中执行自动停止的时间的比例作为停止率来计算。根据本结构，通过规定期间中的发动机执行自动停止的时间的比例来计算停止率，从而能反映实际的怠速停止频率来对停止率进行计算。
·在上述实施方式中，设定成在当前时刻和从当前时刻开始到规定时刻前的时刻之间的期间即规定期间。也可以对其进行改变，构成为：作为“计算部”的控制装置20基于车辆的行驶距离而设定规定期间。更具体而言，也可以是在行驶了规定的行驶距离的情况下，将其行驶所需时间和其行驶中车辆停止的时间的比例作为停止率来计算。此外，也可以是在行驶了规定的行驶距离的情况下，将其行驶所需时间和其行驶中车辆自动停止的时间的比例作为停止率来计算。
·作为“计算部”的控制装置20也可以构成为从导航系统获取车辆的将来的行驶状态的信息，基于该信息，计算停止率。能预测将来的车辆的行驶状态并计算将来的停止率，能执行与车辆的行驶状态的变化适当地对应的充电。例如，在高速道路上高速行驶时，可以降低停止率。此外，在发生车辆拥堵的可能性高的情况下，可以提高停止率。
·在上述实施方式中，将锂离子蓄电池10和铅蓄电池41的一方的SOC不足SOC下限值作为条件，执行从旋转电机40向蓄电池10、41的充电。也可以构成为，进行充电，在该充电时，使开关15、16均处于接通状态，从而从蓄电池10、41中的、SOC为SOC下限值以上的蓄电池向不足SOC下限值的蓄电池充电。根据本结构，相比仅使用旋转电机40向蓄电池10、41充电的结构，能更快地使蓄电池10、41的SOC增加。
·在上述实施方式中，作为蓄电装置，构成为具有锂离子蓄电池10和铅蓄电池41。也可以对其进行改变，构成为，蓄电装置具有一个或者三个以上的蓄电池。此外，作为蓄电池，也可以构成为，采用铅蓄电池和锂离子蓄电池以外的其它蓄电池，例如，镍氢蓄电池等。
·构成为在停止率小于第二阈值Th2的情况下，停止充电，但也可以将其省略。在省略该结构的情况下，SOC达到SOC上限值，从而停止充电。此外，也可以构成为，将停止率大于第一阈值Th1作为条件，在随着自动再起动而开始从旋转电机40向蓄电池10、41充电后，在经过规定时间后，停止从旋转电机40向蓄电池10、41充电。
·在上述实施方式中，记载有以下示例：停止率大于第一阈值的T3时刻处于自动停止期间中，在接着该自动停止期间的自动再起动的T4时刻，执行使SOC增加的控制。然而，执行使SOC增加的控制的时刻并不限定于此，也可以在大于第一阈值的自动停止期间之后的自动停止期间后续的自动再起动的时刻，第二次执行使SOC增加的控制。此外，也可以不在接着大于第一阈值的自动停止期间的自动再起动的时刻，执行使SOC增加的控制，而是在接着其之后的自动停止期间的自动再起动的时刻，才开始执行使SOC增加的控制。
·在发动机执行自动停止的期间，停止率增加。然后，执行发动机的再起动，从而减少停止率。也就是说，在自动再起动时，停止率最大。因此，构成为，在自动再起动时，对停止率是否大于第一阈值进行判断。根据本结构，能减少对停止率是否大于第一阈值进行判断的次数，能简化处理。
此外，在自动再起动时的停止率的判断结果中，将停止率大于第一阈值作为条件，对旋转电机40进行控制以使蓄电池10、41的SOC随着该自动再起动而增加。更具体而言，构成为，随着其自动再起动而开始旋转电机40的发电。藉此，在停止率大于第一阈值后，由于蓄电池10、41的SOC很快就增加，因此，能抑制在发动机的自动停止中，蓄电池10、41的SOC下降。
·在上述实施方式中，作为“发电机”，使用具有发电功能和输出功能的旋转电机40，但也可以使用仅具有发电功能的、所谓的交流发电机等。
虽然根据实施例对本发明进行了记述，但是应当理解为本发明并不限定于上述实施例、结构。本发明也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式、进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其它组合、方式也属于本发明的范畴、思想范围。

Claims (18)

1.一种车载电源系统，装设于车辆，其特征在于，包括：
发电机(40)，所述发电机(40)利用发动机的输出轴的旋转而执行发电；
蓄电装置(10、41)，所述蓄电装置(10、41)与所述发电机连接；以及
控制装置(20、30)，所述控制装置(20、30)随着规定的自动停止条件的成立而使所述发动机自动停止，并且在所述自动停止后，随着规定的再起动条件的成立，利用起动装置(40、44)的驱动而使所述发动机自动再起动，
所述控制装置包括：
计算部，所述计算部对规定期间中执行了所述自动停止的比例即停止率进行计算；以及
充电控制部，所述充电控制部将所述蓄电装置的充电率不足规定充电率作为条件，执行从所述发电机向所述蓄电装置的充电，并且将所述计算部算出的所述停止率大于第一阈值作为条件，对所述发电机进行控制以使所述蓄电装置的充电率随着所述自动再起动而增加，
所述充电控制部在将所述计算部算出的所述停止率大于第一阈值作为条件，对所述发电机进行控制以使所述蓄电装置的充电率增加的情况下，将所述计算部算出的所述停止率小于比第一阈值低的第二阈值作为条件，停止从所述发电机向所述蓄电装置充电。
2.如权利要求1所述的车载电源系统，其特征在于，
所述充电控制部在所述自动再起动时，对所述计算部算出的所述停止率是否大于所述第一阈值进行判断，对于所述判断结果，将所述计算部算出的所述停止率大于所述第一阈值作为条件，对所述发电机进行控制以使所述蓄电装置的充电率随着所述自动再起动而增加。
3.如权利要求1或2所述的车载电源系统，其特征在于，
所述充电控制部将所述车辆行驶时的所述规定充电率设定得比所述车辆停止时的所述规定充电率高，
并且所述停止率越高，所述车辆行驶时的所述规定充电率设定越高。
4.如权利要求1或2所述的车载电源系统，其特征在于，
所述充电控制部将所述车辆行驶时的所述规定充电率设定得比所述车辆停止时的所述规定充电率高，
并且所述充电控制部基于从所述蓄电装置供给电力的所有电负载的消耗电力的总量乘以所述自动停止持续期间的时长之积，对所述车辆行驶时的所述规定充电率进行设定。
5.如权利要求1或2所述的车载电源系统，其特征在于，
与将所述蓄电装置的充电率不足所述规定充电率作为条件，执行从所述发电机向所述蓄电装置充电的情况相比，所述充电控制部控制成，在将所述计算部算出的所述停止率大于所述第一阈值作为条件，对所述发电机进行控制以使所述蓄电装置的充电率增加的情况下，使所述发电机的输出电压升高。
6.如权利要求1或2所述的车载电源系统，其特征在于，
所述计算部将在所述规定期间中所述车辆停止的时间的比例作为所述停止率来计算。
7.如权利要求1或2所述的车载电源系统，其特征在于，
所述计算部将在所述规定期间中执行了所述自动停止的时间的比例作为所述停止率来计算。
8.如权利要求6所述的车载电源系统，其特征在于，
所述计算部基于所述车辆的行驶距离对所述规定期间进行设定。
9.如权利要求1或2所述的车载电源系统，其特征在于，
所述计算部从导航系统获取车辆的将来的行驶状态的信息，基于所述信息，对所述停止率进行计算。
10.如权利要求1或2所述的车载电源系统，其特征在于，
所述蓄电装置包括第一充电电池(10)和第二充电电池(41)，
所述第一充电电池和所述第二充电电池通过开关元件(15)连接，
所述充电控制部在将所述计算部算出的所述停止率大于第一阈值作为条件，对所述发电机进行控制以使所述蓄电装置的充电率随着所述自动再起动而增加的情况下，使所述开关元件处于导通状态，从而对所述第一充电电池和所述第二充电电池进行充电。
11.一种车载电源系统，装设于车辆，其特征在于，包括：
发电机(40)，所述发电机(40)利用发动机的输出轴的旋转而执行发电；
蓄电装置(10、41)，所述蓄电装置(10、41)与所述发电机连接；以及
控制装置(20、30)，所述控制装置(20、30)随着规定的自动停止条件的成立而使所述发动机自动停止，并且在所述自动停止后，随着规定的再起动条件的成立，利用起动装置(40、44)的驱动而使所述发动机自动再起动，
所述控制装置包括：
计算部，所述计算部对规定期间中执行了所述自动停止的比例即停止率进行计算；以及
充电控制部，所述充电控制部将所述蓄电装置的充电率不足规定充电率作为条件，执行从所述发电机向所述蓄电装置的充电，并且将所述计算部算出的所述停止率大于第一阈值作为条件，对所述发电机进行控制以使所述蓄电装置的充电率随着所述自动再起动而增加，
所述充电控制部在所述自动再起动时，对所述计算部算出的所述停止率是否大于所述第一阈值进行判断，对于所述判断结果，将所述计算部算出的所述停止率大于所述第一阈值作为条件，对所述发电机进行控制以使所述蓄电装置的充电率随着所述自动再起动而增加。
12.如权利要求11所述的车载电源系统，其特征在于，
所述充电控制部将所述车辆行驶时的所述规定充电率设定得比所述车辆停止时的所述规定充电率高，
并且所述停止率越高，所述车辆行驶时的所述规定充电率设定越高。
13.如权利要求11所述的车载电源系统，其特征在于，
所述充电控制部将所述车辆行驶时的所述规定充电率设定得比所述车辆停止时的所述规定充电率高，
并且所述充电控制部基于从所述蓄电装置供给电力的所有电负载的消耗电力的总量乘以所述自动停止持续期间的时长之积，对所述车辆行驶时的所述规定充电率进行设定。
14.如权利要求11所述的车载电源系统，其特征在于，
与将所述蓄电装置的充电率不足所述规定充电率作为条件，执行从所述发电机向所述蓄电装置充电的情况相比，所述充电控制部控制成，在将所述计算部算出的所述停止率大于所述第一阈值作为条件，对所述发电机进行控制以使所述蓄电装置的充电率增加的情况下，使所述发电机的输出电压升高。
15.如权利要求12所述的车载电源系统，其特征在于，
与将所述蓄电装置的充电率不足所述规定充电率作为条件，执行从所述发电机向所述蓄电装置充电的情况相比，所述充电控制部控制成，在将所述计算部算出的所述停止率大于所述第一阈值作为条件，对所述发电机进行控制以使所述蓄电装置的充电率增加的情况下，使所述发电机的输出电压升高。
16.如权利要求13所述的车载电源系统，其特征在于，
与将所述蓄电装置的充电率不足所述规定充电率作为条件，执行从所述发电机向所述蓄电装置充电的情况相比，所述充电控制部控制成，在将所述计算部算出的所述停止率大于所述第一阈值作为条件，对所述发电机进行控制以使所述蓄电装置的充电率增加的情况下，使所述发电机的输出电压升高。
17.一种车载电源系统，装设于车辆，其特征在于，包括：
发电机(40)，所述发电机(40)利用发动机的输出轴的旋转而执行发电；
蓄电装置(10、41)，所述蓄电装置(10、41)与所述发电机连接；以及
控制装置(20、30)，所述控制装置(20、30)随着规定的自动停止条件的成立而使所述发动机自动停止，并且在所述自动停止后，随着规定的再起动条件的成立，利用起动装置(40、44)的驱动而使所述发动机自动再起动，
所述控制装置包括：
计算部，所述计算部对规定期间中执行了所述自动停止的比例即停止率进行计算；以及
充电控制部，所述充电控制部将所述蓄电装置的充电率不足规定充电率作为条件，执行从所述发电机向所述蓄电装置的充电，并且将所述计算部算出的所述停止率大于第一阈值作为条件，对所述发电机进行控制以使所述蓄电装置的充电率随着所述自动再起动而增加，
与将所述蓄电装置的充电率不足所述规定充电率作为条件，执行从所述发电机向所述蓄电装置充电的情况相比，所述充电控制部控制成，在将所述计算部算出的所述停止率大于所述第一阈值作为条件，对所述发电机进行控制以使所述蓄电装置的充电率增加的情况下，使所述发电机的输出电压升高。
18.如权利要求1、2、8、11至17中任一项所述的车载电源系统，其特征在于，
所述蓄电装置包括第一充电电池(10)和第二充电电池(41)，
所述第一充电电池和所述第二充电电池通过开关元件(15)连接，
所述充电控制部在将所述第一充电电池和所述第二充电电池中的一方的充电率不足所述规定充电率作为条件，对所述发电机进行控制以使所述蓄电装置的充电率随着所述自动再起动而增加的情况下，使所述开关元件处于导通状态，从而从所述第一充电电池和所述第二充电电池中的充电率为所述规定充电率以上的电池，向所述第一充电电池和所述第二充电电池中的充电率不足所述规定充电率的电池进行充电。
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