JP2006304574A

JP2006304574A - 電源装置およびその制御方法

Info

Publication number: JP2006304574A
Application number: JP2005126585A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yoneda; 修米田; Nobuyuki Okabe; 信之岡部; Toshinori Ezaka; 俊徳江坂
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-04-25
Filing date: 2005-04-25
Publication date: 2006-11-02

Abstract

【課題】二つの蓄電装置の状態や発電機の状態に応じて二つの蓄電装置が接続された電圧系間で電力授受を行ない、システム全体のエネルギ効率を向上させる。
【解決手段】エンジン２２が運転されているときには残容量や内部抵抗，開放端子電圧などの低圧バッテリ５０や高圧バッテリ６０の状態に応じて高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣを中間値（例えば６０％）となるように且つ低圧バッテリ５０の充電が優先されるようにオルタネータ４２を駆動して低圧バッテリ５０を充放電すると共に高圧バッテリ６０を充放電し、エンジン２２が運転されていないときには残容量や内部抵抗，開放端子電圧などの低圧バッテリ５０や高圧バッテリ６０の状態に応じて高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣが１００％に近くなるようオルタネータ４２を駆動して低圧バッテリ５０と高圧バッテリ６０とを充電する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源装置およびその制御方法に関し、詳しくは、内燃機関を備えるシステムに組み込まれる電源装置およびその制御方法に関する。

従来、この種の電源装置としては、走行用のモータジェネレータに水溶液系二次電池を接続すると共に非水系二次電池をＤＣ／ＤＣコンバータを介してモータジェネレータに対して水溶液系二次電池と並列接続するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、非水系二次電池の電圧が水溶液系二次電池の電圧となるようＤＣ／ＤＣコンバータを制御することにより、回生時の電力を十分に受け入れることができるようにしている。
特開２００１−３１３０８２号公報（図３，図５）

しかしながら、上述の電源装置では、非水系二次電池の電圧が水溶液系二次電池の電圧となるようＤＣ／ＤＣコンバータを制御するから、非水系二次電池の特性と水溶液系二次電池の特性とを十分に考慮するものではないから、全体としての効率が低下する場合が生じる。

本発明の電源装置およびその制御方法では、内燃機関からの動力により発電する発電機と異なる電圧系に接続された二つの蓄電装置を備える電源装置において、二つの蓄電装置の状態や発電機の状態に応じて二つの蓄電装置が接続された電圧系間における電力の授受を行なうことを目的の一つとする。また、本発明の電源装置およびその制御方法では、電源装置が組み込まれるシステム全体のエネルギ効率の向上を図ることを目的の一つとする。さらに、本発明の電源装置およびその制御方法では、電源装置が組み込まれるシステムの状態に応じて二つの蓄電装置の充放電を行なうことによりシステム全体のエネルギ効率を向上させることを目的の一つとする。

本発明の電源装置およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の電源装置は、
内燃機関を備えるシステムに組み込まれる電源装置であって、
前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電手段と、
前記発電手段からの発電電力が供給される第１電圧系に接続された充放電可能な第１蓄電手段と、
前記第１電圧系とは電圧が異なる第２電圧系に接続された充放電可能な第２蓄電手段と、
前記第１電圧系への出力電圧を調整する第１電圧調整部と前記第２電圧系への出力電圧を調整する第２電圧調整部とを有し、前記第１電圧調整部による前記第１電圧系への出力電圧の調整と前記第２電圧調整部による前記第２電圧系への出力電圧の調整とにより前記第１電圧系と前記第２電圧系との間で電力の授受を行なう電力授受手段と、
前記第１蓄電手段の状態と前記第２蓄電手段の状態とに基づいて前記第１電圧系と前記第２電圧系との間の電力の授受が行なわれるよう前記発電手段と前記電力授受手段とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の電源装置では、内燃機関からの動力を用いて発電する発電手段の第１電圧系に接続された充放電可能な第１蓄電手段の状態と、第１電圧系とは電圧が異なる第２電圧系に接続された充放電可能な第２蓄電手段の状態とに基づいて、第１電圧系と第２電圧系との間の電力の授受が行なわれるよう発電手段と第１電圧系と第２電圧系との間で電力の授受を行なう電力授受手段とを制御する。これにより、第１蓄電手段の特性と第２蓄電手段の特性に応じて第１蓄電手段と第２蓄電手段とを充放電することができる。この結果、効率よく充放電可能な蓄電手段を用いて充放電することにより、電源装置が組み込まれるシステム全体のエネルギ効率を向上させることができる。

こうした本発明の電源装置において、前記発電手段の駆動状態に基づいて該発電手段の最大発電電力を演算する最大発電電力演算手段と、前記第１電圧系に接続された電力消費機器により消費される消費電力を演算する消費電力演算手段と、を備え、前記制御手段は、前記演算された最大発電電力が所定発電電力未満であり且つ前記演算された消費電力が所定消費電力以上のときには前記第１電圧系から前記第２電圧系への電力の供給が制限されるよう前記電力授受手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第１電圧系に接続された電力消費機器への電力供給をより十分に行なうことができる。この場合、前記制御手段は、前記第２電圧系への電力の供給の制限として前記第２電圧調整部による前記第２電圧系への出力電圧が前記第２蓄電手段の出力電圧近傍となるよう前記電力授受手段を制御する手段であるものとすることでもきる。

また、本発明の電源装置において、前記第１蓄電手段は水溶液系二次電池であり、前記第２蓄電手段は非水系二次電池であり、前記第２電圧系は前記第１電圧系より高い電圧であるものとすることもできる。この場合、前記制御手段は、前記内燃機関の燃料噴射が行なわれて該内燃機関から動力を出力しているときには、前記第２蓄電手段の蓄電量が所定蓄電量より大きいときには該第２蓄電手段が放電され該第２蓄電手段の蓄電量が前記所定蓄電量より小さいときには該第２蓄電手段が充電されるように前記発電手段と前記電力授受手段とを制御し、前記内燃機関の燃料噴射が停止された状態で該内燃機関が回転しているときには前記第２蓄電手段が満充電に近づくように前記発電手段と前記電力授受手段とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の運転状態に応じて第２蓄電手段の充放電を行なうことができる。更にこの場合、前記制御手段は、前記内燃機関の運転の状態に拘わらず、前記第１蓄電手段が満充電に近づくように前記発電手段と前記電力授受手段とを制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第１蓄電手段を満充電に近い状態にすることができる。

こうした内燃機関の運転状態に応じて第２蓄電手段を充放電する態様の本発明の電源装置において、前記第１蓄電手段の状態に基づいて該第１蓄電手段を充電すべき目標充電電力を設定する目標充電電力設定手段と、前記第２蓄電手段の状態に基づいて該第２蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、を備え、前記制御手段は、前記設定された目標充電電力の範囲内で前記第１蓄手段が充電されると共に前記設定された目標充放電電力の範囲内で前記第２蓄電手段が充放電されるよう制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第１蓄電手段を過充電したり第２蓄電手段を過充放電したりするのを抑制することができる。

また、内燃機関の運転状態に応じて第２蓄電手段を充放電する態様の本発明の電源装置において、前記制御手段は、前記第１蓄電手段が優先的に充電されるよう制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第１蓄電手段を優先的に充電することができる。

さらに、内燃機関の運転状態に応じて第２蓄電手段を充放電する態様の本発明の電源装置において、前記内燃機関の燃料噴射が停止された状態で該内燃機関が回転する非運転回転状態を予測する非運転回転状態予測手段を備え、前記制御手段は、前記非運転回転状態予測手段により前記非運転回転予測状態が予測されたときには、前記第２電圧系から前記第１電圧系に電力が供給されるよう前記電力授受手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、第２蓄電手段における電力の受け入れ容量が増加するから、より多くの運動エネルギを電力として効率よく蓄えることができる。この結果、電源装置が組み込まれるシステム全体のエネルギ効率を向上させることができる。この場合、前記システムは車両であり、前記非運転回転状態予測手段は車速が所定車速以上のときに非運転回転状態を予測する手段であるものとすることもできる。

本発明の電源装置において、前記電力授受手段は、前記第１電圧調整部として前記第１電圧系への出力電圧を調整可能な第１のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第２電圧調整部として前記第２電圧系への出力電圧を調整可能な第２のＤＣ／ＤＣコンバータとを備える手段であるものとすることもできる。

本発明の電源装置の制御方法は、
内燃機関からの動力を用いて発電する発電手段と、前記発電手段からの発電電力が供給される第１電圧系に接続された充放電可能な第１蓄電手段と、前記第１電圧系とは電圧が異なる第２電圧系に接続された充放電可能な第２蓄電手段と、前記第１電圧系への出力電圧を調整する第１電圧調整部と前記第２電圧系への出力電圧を調整する第２電圧調整部とを有し前記第１電圧調整部による前記第１電圧系への出力電圧の調整と前記第２電圧調整部による前記第２電圧系への出力電圧の調整とにより前記第１電圧系と前記第２電圧系との間で電力の授受を行なう電力授受手段と、を備える電源装置の制御方法であって、
前記内燃機関の燃料噴射が行なわれて該内燃機関から動力を出力しているときには、前記第１蓄電手段については満充電に近づくように且つ前記第２蓄電手段については該第２蓄電手段の蓄電量が所定蓄電量より大きいときには該第２蓄電手段が放電され該第２蓄電手段の蓄電量が前記所定蓄電量より小さいときには該第２蓄電手段が充電されるように前記発電手段と前記電力授受手段とを制御し、
前記内燃機関の燃料噴射が停止された状態で該内燃機関が回転しているときには、前記第１蓄電手段も前記第２蓄電手段も共に満充電に近づくように前記発電手段と前記電力授受手段とを制御する
ことを要旨とする。

この本発明の電源装置の制御方法では、内燃機関の燃料噴射が行なわれて内燃機関から動力を出力しているときには、内燃機関からの動力を用いて発電する発電手段の第１電圧系に接続された充放電可能な第１蓄電手段については満充電に近づくように、第１電圧系とは電圧が異なる第２電圧系に接続された充放電可能な第２蓄電手段については第２蓄電手段の蓄電量が所定蓄電量より大きいときには第２蓄電手段が放電され第２蓄電手段の蓄電量が所定蓄電量より小さいときには第２蓄電手段が充電されるように、発電手段と第１電圧系と第２電圧系との間で電力の授受を行なう電力授受手段とを制御し、内燃機関の燃料噴射が停止された状態で内燃機関が回転しているときには、第１蓄電手段も第２蓄電手段も共に満充電に近づくように発電手段と電力授受手段とを制御する。したがって、内燃機関の状態に応じて第１蓄電手段を充電すると共に第２蓄電手段を充放電することができる。第１蓄電手段として電解質として液体を用いる液系二次電池を用い、第２蓄電手段として電解質として液体を用いない非液系二次電池を用いるものとすれば、電源装置が組み込まれるシステム全体のエネルギ効率を向上させることもできる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての電源装置４０を搭載する自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車２０は、図示するように、ガソリンにより駆動するエンジン２２と、エンジン２２からの動力を変速してデファレンシャルギヤ３６を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに出力するオートマチックトランスミッション２４と、エンジン２２やオートマチックトランスミッション２４を制御する駆動用電子制御ユニット（以下、駆動用ＥＣＵという）２８と、電源装置４０と、を備える。

駆動用ＥＣＵ２８は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されている。駆動用ＥＣＵ２８の図示しない入力ポートには、シフトポジションセンサ３０からのシフトポジションＳＰや車速センサ３２からの車速Ｖなどエンジン２２やオートマチックトランスミッション２４をコントロールするのに必要なデータがエンジン２２やオートマチックトランスミッション２４に取り付けられた各種センサから入力されている。また、駆動用ＥＣＵ２８の図示しない出力ポートからは、エンジン２２をクランキングするスタータモータ２６への駆動信号やエンジン２２やオートマチックトランスミッション２４の各種アクチュエータへの駆動信号，操舵装置（ＥＰＳ）３４への駆動信号などが出力されている。

電源装置４０は、エンジン２２のクランクシャフトに掛けられたベルト２３によりその回転軸が接続されてエンジン２２からの動力を用いて発電するオルタネータ４２と、オルタネータ４２に整流回路４４を介して接続された低圧系の電力ライン４６に接続されてオルタネータ４２からの発電電力を充電すると共にスタータモータ２６などの補機に電力を供給可能な低圧バッテリ５０と、低圧系の電力ライン４６に充電用ＤＣ／ＤＣコンバータ５６を介して接続されると共に同じく低圧系の電力ライン４６にリレー６８と放電用ＤＣ／ＤＣコンバータ６６とを介して接続された高圧バッテリ６０と、電源装置４０全体を制御する電源用電子制御ユニット７０と、を備える。

低圧バッテリ５０は、水溶液系の二次電池、例えば定格出力電圧が１２Ｖの鉛蓄電池として構成されており、高圧バッテリ６０は、非水系の二次電池、例えばリチウム二次電池として構成されている。なお、高圧バッテリ６０が接続された高圧系の電力ライン４８には、操舵装置（ＥＰＳ）３４が接続されており、操舵装置（ＥＰＳ）３４に高圧系から電力供給するようになっている。

電源用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムなどを記憶するＲＯＭ７４や一時的にデータを記憶するＲＡＭ７６，図示しない入出力ポートや通信ポートを備える。電源用電子制御ユニット７０には、オルタネータ４２に取り付けられた温度センサ４３からのオルタネータ温度Ｔａやオルタネータ４２に取り付けられた図示しない回転数センサからのオルタネータ回転数Ｎａ，低圧バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの低圧バッテリ温度Ｔｂ１や低圧バッテリ５０の出力端子間に取り付けられた電圧センサ５２からの低圧バッテリ電圧Ｖｂ１，低圧バッテリ５０の出力端子近傍の電力ライン４６に取り付けられた電流センサ５４からの低圧バッテリ電流Ｉｂ１，低圧バッテリ５０に取り付けられた温度センサ６１からの高圧バッテリ温度Ｔｂ２，高圧バッテリ６０の出力端子間に取り付けられた電圧センサ６２からの高圧バッテリ電圧Ｖｂ２，高圧バッテリ６０の出力端子近傍の電力ライン４８に取り付けられた電流センサ６４からの高圧バッテリ電流Ｉｂ２などが入力ポートを介して入力されている。また、電源用電子制御ユニット７０からは、充電用ＤＣ／ＤＣコンバータ５６への制御信号や放電用ＤＣ／ＤＣコンバータ６６への制御信号，リレー６８への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。更に、電源用電子制御ユニット７０は、駆動用ＥＣＵ２８と通信しており、必要に応じて駆動用ＥＣＵ２８とデータのやりとりを行なう。

次に、こうして構成された実施例の電源装置４０の動作について説明する。図２および図３は、電源装置４０の電源用電子制御ユニット７０により実行される電力制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

電力制御ルーチンが実行されると、電源用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、温度センサ５１からの低圧バッテリ温度Ｔｂ１や温度センサ６１からの高圧バッテリ温度Ｔｂ２，低圧バッテリ５０の残容量ＳＯＣ１，高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２，オルタネータ４２の回転数Ｎａ，温度センサ４３からのオルタネータ温度Ｔａ，スタータモータ２６などの補機の駆動状態，エンジン２２の運転状態，車速Ｖ，シフトポジションＳＰなど電力制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、低圧バッテリ５０の残容量ＳＯＣ１や高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２は、電流センサ５４，６４により検出された低圧バッテリ電流Ｉｂ１や高圧バッテリ電流Ｉｂ２の積算値に基づいて演算したものを入力するものとした。補機の駆動状態は、電源装置４０の低圧系から電力供給を受けている補機のオンオフ状態を駆動用ＥＣＵ２８から通信により入力するものとした。エンジン２２の運転状態としては燃料噴射制御や点火制御を行なってエンジン２２から動力を出力して走行している状態にあるかエンジン２２への燃料カットを実行していわゆるエンジンブレーキを作用させている状態にあるかを駆動用ＥＣＵ２８から通信により入力するものとした。車速ＶやシフトポジションＳＰは、駆動用ＥＣＵ２８に入力されたものを通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したオルタネータ回転数Ｎａとオルタネータ温度Ｔａとに基づいてオルタネータ４２により現在発電可能な最大発電電力Ｐａｍａｘを計算すると共に（ステップＳ１１０）、オン状態にある補機の定格消費電力を総和して駆動状態に基づいて補機により消費される補機消費電力Ｐｈを計算する（ステップＳ１２０）。ここで、最大発電電力Ｐａｍａｘについては、実施例では、オルタネータ回転数Ｎａとオルタネータ温度Ｔａと最大発電電力Ｐａｍａｘとの関係を実験などにより求めて予めマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、オルタネータ回転数Ｎａとオルタネータ温度Ｔａとが与えられるとマップから対応する最大発電電力Ｐａｍａｘを導出することにより計算するものとした。オルタネータ回転数Ｎａとオルタネータ温度Ｔａと最大発電電力Ｐａｍａｘとの関係の一例を図４に示す。

次に、入力した低圧バッテリ５０の残容量ＳＯＣ１と低圧バッテリ温度Ｔｂ１とに基づいて低圧バッテリ５０の内部抵抗Ｒ１を、高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ１と高圧バッテリ温度Ｔｂ２とに基づいて高圧バッテリ６０の内部抵抗Ｒ２を計算すると共に（ステップＳ１３０）、低圧バッテリ５０の残容量ＳＯＣ１に基づいて低圧バッテリ５０の開放端子電圧ＯＣＶ１を、高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２に基づいて高圧バッテリ６０の開放端子電圧ＯＣＶ２を計算する（ステップＳ１４０）。内部抵抗Ｒ１，Ｒ２については、実施例では、残容量ＳＯＣとバッテリ温度Ｔｂと内部抵抗Ｒとの関係を低圧バッテリ５０と高圧バッテリ６０とに対して各々実験などにより求めて予めマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、残容量ＳＯＣやバッテリ温度Ｔｂが与えられると、マップから対応する内部抵抗Ｒを導出することにより計算するものとした。残容量ＳＯＣとバッテリ温度Ｔｂと内部抵抗Ｒとの関係の一例を図５に示す。また、開放端子電圧ＯＣＶ１，ＯＣＶ２については、実施例では、残容量ＳＯＣと開放端子電圧ＯＣＶとの関係を低圧バッテリ５０と高圧バッテリ６０とに対して各々実験などにより求めて予めマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、残容量ＳＯＣが与えられると、マップから対応する開放端子電圧ＯＣＶを導出することにより計算するものとした。残容量ＳＯＣと開放端子電圧ＯＣＶとの関係の一例を図６に示す。

続いて、エンジン２２の運転状態からエンジン２２が運転中であるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。エンジン２２が運転中であるときには、低圧バッテリ５０の残容量ＳＯＣ１に基づいて低圧バッテリ５０を充電するための目標充電電力Ｐｂ１＊を設定すると共に（ステップＳ１６０）、高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２に基づいて高圧バッテリ６０を充放電するための仮充放電電力Ｐｂ２を設定し（ステップＳ１７０）、設定した目標充電電力Ｐｂ１＊と仮充放電電力Ｐｂ２と補機消費電力Ｐｈとの和として必要発電電力Ｐａｒｑを計算する（ステップＳ１８０）。ここで、目標充電電力Ｐｂ１＊は、実施例では、低圧バッテリ５０の残容量ＳＯＣ１と目標充電電力Ｐｂ１＊との関係を予め定めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、低圧バッテリ５０の残容量ＳＯＣ１が与えられると、マップから対応する目標充電電力Ｐｂ１＊を導出することにより設定するものとした。低圧バッテリ５０の残容量ＳＯＣ１と目標充電電力Ｐｂ１＊との関係の一例を図７に示す。図７の例では、目標充電電力Ｐｂ１＊は、低圧バッテリ５０の残容量ＳＯＣ１が１００％近くになるまでは一定の電力が設定され、残容量ＳＯＣ１が１００％に近づくと電力が値０に近づくように設定される。仮充放電電力Ｐｂ２は、実施例では、エンジン２２が運転されている際の高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２と仮充放電電力Ｐｂ２との関係を予め定めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２が与えられると、マップから対応する仮充放電電力Ｐｂ２を導出することにより設定するものとした。エンジン２２が運転されている際の高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２と仮充放電電力Ｐｂ２との関係の一例を図８に示す。図８の例では、仮充放電電力Ｐｂ２は、高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２が中間値（例えば６０％）未満のときには高圧バッテリ６０を充電する電力が設定され、高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２が中間値（例えば６０％）以上のときには高圧バッテリ６０を放電させる電力が設定される。このように、高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２が中間値以上のときに高圧バッテリ６０を放電させるのは、いわゆるエンジンブレーキを作用させたときに車両の運動エネルギを電力として回生し、高圧バッテリ６０に蓄えるためである。この点については後述する。

そして、計算した必要発電電力Ｐａｒｑが負の値であるか否か或いは最大発電電力Ｐａｍａｘ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１９０）。必要発電電力Ｐａｒｑが負の値であるときには、オルタネータ４２による発電は不要と判断し、オルタネータ４２の目標発電電力Ｐａ＊に値０を設定すると共に（ステップＳ２００）、低圧バッテリ５０の目標充電電力Ｐｂ１＊と補機消費電力Ｐｈとの和に対して符号を反転させて高圧バッテリ６０を充放電するための目標充放電電力Ｐｂ２＊として設定する（ステップＳ２１０）。即ち、オルタネータ４２の発電を停止し、高圧バッテリ６０からの放電により低圧バッテリ５０の目標充電電力Ｐｂ１＊と補機消費電力Ｐｈとを賄うのである。必要発電電力Ｐａｒｑが値０以上で最大発電電力Ｐａｍａｘ以下のときには、必要発電電力Ｐａｒｑをオルタネータ４２の目標発電電力Ｐａ＊として設定すると共に（ステップＳ２２０）、仮充放電電力Ｐｂ２を高圧バッテリ６０の目標充放電電力Ｐｂ２＊として設定する（ステップＳ２３０）。即ち、必要発電電力Ｐａｒｑをオルタネータ４２で発電し、目標充電電力Ｐｂ１＊による低圧バッテリ５０の充電と仮充放電電力Ｐｂ２による高圧バッテリ６０の充放電とを伴って補機消費電力Ｐｈを賄うのである。また、必要発電電力Ｐａｒｑが最大発電電力Ｐａｍａｘより大きいときには、オルタネータ４２により必要発電電力Ｐａｒｑを発電することはできないから、最大発電電力Ｐａｍａｘをオルタネータ４２の目標発電電力Ｐａ＊として設定すると共に（ステップＳ２４０）、最大発電電力Ｐａｍａｘから目標充電電力Ｐｂ１＊と補機消費電力Ｐｈとを減じた値を目標充放電電力Ｐｂ２＊として設定する（ステップＳ２５０）。即ち、必要発電電力Ｐａｒｑに対する発電電力の不足分を高圧バッテリ６０の充放電で賄って目標充電電力Ｐｂ１＊による低圧バッテリ５０の充電と補機消費電力Ｐｈを賄うのである。このように、低圧バッテリ５０の充電を高圧バッテリ６０の充放電に対して優先的に行なうのは、実施例では、低圧バッテリ５０の方が容量が小さいことと、鉛蓄電池は満充電の状態の方が残容量ＳＯＣ１が中間値となる状態より劣化が遅く、逆に、リチウム二次電池はその残容量ＳＯＣ２が中間値となる状態の方が満充電の状態より劣化が遅いことに基づく。

こうしてオルタネータ４２の目標発電電力Ｐａ＊と低圧バッテリ５０の目標充電電力Ｐｂ１＊と高圧バッテリ６０の目標充放電電力Ｐｂ２＊とを設定すると、目標充放電電力Ｐｂ２＊の符号を調べ（ステップＳ４３０）、目標充放電電力Ｐｂ２＊が値０以上のときには、放電用ＤＣ／ＤＣコンバータ６６の作動は不要であるから、リレー６８をオフすると共に放電用ＤＣ／ＤＣコンバータ６６の作動を停止し（ステップＳ４４０）、高圧バッテリ６０の開放端子電圧ＯＣＶ２と内部抵抗Ｒ２とに基づいて高圧バッテリ６０が目標充放電電力Ｐｂ２＊で充電されるよう充電用ＤＣ／ＤＣコンバータ５６の出力電圧Ｖｏｕｔ２を計算すると共に（ステップＳ４５０）、低圧バッテリ５０の開放端子電圧ＯＣＶ１と内部抵抗Ｒ１とに基づいて低圧バッテリ５０が目標充電電力Ｐｂ１＊で充電されるようオルタネータ４２の出力電圧Ｖａを計算し（ステップＳ４６０）、高圧系の電力ライン４８に計算した出力電圧Ｖｏｕｔ２が出力されるよう充電用ＤＣ／ＤＣコンバータ５６を制御すると共に目標発電電力Ｐａ＊が出力電圧Ｖａで出力されるようオルタネータ４２を制御して（ステップＳ４７０）、本ルーチンを終了する。充電用ＤＣ／ＤＣコンバータ５６は、高圧バッテリ６０を目標充放電電力Ｐｂ２＊で充電するようその出力電圧Ｖｏｕｔ２を設定すればよいから、高圧バッテリ６０の充電側の特性曲線（ＩＶ曲線）に対して目標充放電電力Ｐｂ２＊となる電圧を出力電圧Ｖｏｕｔ２とすることができる。図９に充電用ＤＣ／ＤＣコンバータ５６の出力電圧Ｖｏｕｔ２を設定する様子の一例を示す。オルタネータ４２は、低圧バッテリ５０を目標充電電力Ｐｂ１＊で充電するようその出力電圧Ｖａを設定すればよいから、低圧バッテリ５０の充電側の特性曲線（ＩＶ曲線）に対して目標充電電力Ｐｂ１＊となる電圧を出力電圧Ｖａとすることができる。図１０にオルタネータ４２の出力電圧Ｖａを設定する様子の一例を示す。なお、オルタネータ４２の制御は、目標発電電力Ｐａ＊と出力電圧Ｖａから発電電流Ｉａを求め、出力電圧Ｖａと発電電流Ｉａとなるよう界磁電流Ｉｆを調整することにより行なうことができる。また、実施例では、高圧バッテリ６０の充電側の特性曲線（ＩＶ曲線）に対して目標充放電電力Ｐｂ２＊となる電圧を充電用ＤＣ／ＤＣコンバータ５６の出力電圧Ｖｏｕｔ２として設定したり、低圧バッテリ５０の充電側の特性曲線（ＩＶ曲線）に対して目標充電電力Ｐｂ１＊となる電圧をオルタネータ４２の出力電圧Ｖａとして設定するものとしたが、実際の充放電電力Ｐｂ１，Ｐｂ２を検出し、検出した充放電電力Ｐｂ１、Ｐｂ２が目標充放電電力Ｐｂ１＊，Ｐｂ２＊となるよう充電用ＤＣ／ＤＣコンバータ５６の出力電圧Ｖｏｕｔ２やオルタネータ４２の出力電圧Ｖａをフィードバック制御するものとしてもよい。

ステップＳ４３０で目標充放電電力Ｐｂ２＊が負の値であると判定されると、高圧バッテリ６０を放電する必要から、リレー６８をオンとすると共に充電用ＤＣ／ＤＣコンバータ５６の作動を停止し（ステップＳ４８０）、低圧バッテリ５０の開放端子電圧ＯＣＶ１と内部抵抗Ｒ１とに基づいて低圧バッテリ５０が目標充電電力Ｐｂ１＊で充電されるよう放電用ＤＣ／ＤＣコンバータ６６の出力電圧Ｖｏｕｔ１を計算すると共に（ステップＳ４９０）、計算した出力電圧Ｖｏｕｔ１をオルタネータ４２の出力電圧Ｖａに設定し（ステップＳ５００）、低圧系の電力ライン４６に計算した出力電圧Ｖｏｕｔ１が出力されるよう放電用ＤＣ／ＤＣコンバータ６６を制御すると共に目標発電電力Ｐａ＊が出力電圧Ｖａで出力されるようオルタネータ４２を制御して（ステップＳ５１０）、本ルーチンを終了する。放電用ＤＣ／ＤＣコンバータ６６は、低圧バッテリ５０を目標充電電力Ｐｂ１＊で充電するようその出力電圧Ｖｏｕｔ１を設定すればよいから、図１０に例示したように、低圧バッテリ５０の充電側の特性曲線（ＩＶ曲線）に対して目標充電電力Ｐｂ１＊となる電圧を出力電圧Ｖｏｕｔ１とすることができる。なお、実施例では、低圧バッテリ５０が目標充電電力Ｐｂ１＊で充電されるよう放電用ＤＣ／ＤＣコンバータ６６の出力電圧Ｖｏｕｔ１を計算すると共に計算した出力電圧Ｖｏｕｔ１をオルタネータ４２の出力電圧Ｖａに設定して放電用ＤＣ／ＤＣコンバータ６６とオルタネータ４２とを制御するものとしたが、実際の充放電電力Ｐｂ１，Ｐｂ２を検出し、検出した充放電電力Ｐｂ１，Ｐｂ２が目標充放電電力Ｐｂ１＊、Ｐｂ２＊となるよう放電用ＤＣ／ＤＣコンバータ６６の出力電圧Ｖｏｕｔ１やオルタネータ４２の出力電圧Ｖａをフィードバック制御するものとしてもよい。

このように、エンジン２２が運転されている最中では、残容量ＳＯＣ１や内部抵抗Ｒ１，開放端子電圧ＯＣＶ１などの低圧バッテリ５０の状態に応じて低圧バッテリ５０を充電すると共に残容量ＳＯＣ２や内部抵抗Ｒ２，開放端子電圧ＯＣＶ２などの高圧バッテリ６０の状態に応じて高圧バッテリ６０を充放電することができる。しかも、オルタネータ４２の最大発電電力Ｐａｍａｘの範囲内で必要発電電力Ｐａｒｑをオルタネータ４２により発電するから、オルタネータ４２を過剰に駆動することがない。この結果、車両のエネルギ効率を向上させることができる。また、低圧バッテリ５０を優先的に充電すると共に高圧バッテリ６０を残容量ＳＯＣ２が中間値（例えば６０％）となるよう充放電するから、低圧バッテリ５０の特性と高圧バッテリ６０の特性とに応じて低圧バッテリ５０と高圧バッテリ６０とを充放電することができる。この結果、充放電の効率を良好なものとすることができる。さらに、高圧バッテリ６０を残容量ＳＯＣ２が中間値（例えば６０％）となるよう充放電するから、車両の運動エネルギを電力として回生したときの受入容量を確保することができる。この結果、車両のエネルギ効率を向上させることができる。

ステップＳ１５０でエンジン２２が運転中でない、即ち、燃料噴射制御を実施していないと判定されたときには、シフトポジションＳＰが走行用のポジションであるか否かを判定し（ステップＳ２６０）、走行用のポジションにないとき、即ちニュートラル（Ｎポジション）や駐車ポジション（Ｐポジション）のときには、オルタネータ４２による発電は不能と判断し、オルタネータ４２の目標発電電力Ｐａ＊に値０を設定すると共に低圧バッテリ５０の目標充電電力Ｐｂ１＊や高圧バッテリ６０の目標充放電電力Ｐｂ２＊にも値０を設定する（ステップＳ２７０，Ｓ２９０）。即ち、オルタネータ４２による発電もしなければ、低圧バッテリ５０の充電も行なわず、高圧バッテリ６０の充放電も行なわないのである。

一方、シフトポジションＳＰが走行用のポジションであると判定されると、図７に例示した目標充電電力Ｐｂ１＊の設定と同様に低圧バッテリ５０の残容量ＳＯＣ１に基づいて仮充電電力Ｐｂ１を設定すると共に（ステップＳ３００）、高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２に基づいて仮充放電電力Ｐｂ２を設定し（ステップＳ３１０）、設定した仮充電電力Ｐｂ１と仮充放電電力Ｐｂ２と補機消費電力Ｐｈとの和として必要発電電力Ｐａｒｑを計算する（ステップＳ３２０）。ここで、仮充放電電力Ｐｂ２は、実施例では、エンジン２２が燃料カットされている際の高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２と仮充放電電力Ｐｂ２との関係を予め定めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２が与えられると、マップから対応する仮充放電電力Ｐｂ２を導出することにより設定するものとした。エンジン２２が燃料カットされている際の高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２と仮充放電電力Ｐｂ２との関係の一例を図１１に示す。図１１の例では、仮充放電電力Ｐｂ２は、高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２が１００％近くなるまでは一定の電力が設定され、残容量ＳＯＣ２が１００％に近づくと電力が値０に近づくように設定される。エンジン２２が燃料カットされシフトポジションＳＰが走行用のポジションであるときは、いわゆるエンジンブレーキを作用させているときである。このとき、オルタネータ４２を作動させて発電し、低圧バッテリ５０や高圧バッテリ６０に蓄えれば、車両の運動エネルギを電力として回生して蓄えることになるから、車両全体としてのエネルギ効率が向上することになる。実施例では、できるだけ多くの運動エネルギを電力として回生して蓄えるために、エンジン２２が運転されている際の高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２を調整すると共にエンジン２２が燃料カットされている際には仮充放電電力Ｐｂ２を充電側の値に設定しているのである。

そして、最大発電電力Ｐａｍａｘが仮充電電力Ｐｂ１と補機消費電力Ｐｈの和以上であるか否か或いは最大発電電力Ｐａｍａｘが計算した必要発電電力Ｐａｒｑ以下か否かを判定する（ステップＳ３３０）。最大発電電力Ｐａｍａｘが仮充電電力Ｐｂ１と補機消費電力Ｐｈの和未満のときには、最大発電電力Ｐａｍａｘをオルタネータ４２の目標発電電力Ｐａ＊として設定すると共に（ステップＳ３４０）、最大発電電力Ｐａｍａｘから補機消費電力Ｐｈを減じた値を低圧バッテリ５０の目標充電電力Ｐｂ１＊として設定し（ステップＳ３５０）、高圧バッテリ６０の目標充放電電力Ｐｂ２＊に値０を設定する（ステップＳ３６０）。即ち、オルタネータ４２からの最大発電電力Ｐａｍａｘで補機消費電力Ｐｈを賄いながら残余の発電電力で低圧バッテリ５０を充電するのである。最大発電電力Ｐａｍａｘが仮充電電力Ｐｂ１と補機消費電力Ｐｈとの和以上で必要発電電力Ｐａｒｑ以下のときには、最大発電電力Ｐａｍａｘをオルタネータ４２の目標発電電力Ｐａ＊として設定すると共に（ステップＳ３７０）、仮充電電力Ｐｂ１を低圧バッテリ５０の目標充電電力Ｐｂ１＊として設定し（ステップＳ３８０）、最大発電電力Ｐａｍａｘから仮充電電力Ｐｂ１と補機消費電力Ｐｈとを減じた値を高圧バッテリ６０の目標充放電電力Ｐｂ２＊として設定する（ステップＳ３９０）。即ち、オルタネータ４２からの最大発電電力Ｐａｍａｘで補機消費電力Ｐｈを賄うと共に低圧バッテリ５０を仮充電電力Ｐｂ１で充電し、残余の発電電力で高圧バッテリ６０を充電するのである。また、最大発電電力Ｐａｍａｘが必要発電電力Ｐａｒｑより大きいときには、必要発電電力Ｐａｒｑをオルタネータ４２の目標発電電力Ｐａ＊として設定すると共に（ステップＳ４００）、仮充電電力Ｐｂ１を低圧バッテリ５０の目標充電電力Ｐｂ１＊として設定し（ステップＳ４１０）、仮充放電電力Ｐｂ２を高圧バッテリ６０の目標充放電電力Ｐｂ２＊として設定する（ステップＳ４２０）。即ち、オルタネータ４２により必要発電電力Ｐａｒｑを発電し、その発電電力で補機消費電力Ｐｈを賄い、低圧バッテリ５０を仮充電電力Ｐｂ１で充電すると共に高圧バッテリ６０を仮充放電電力Ｐｂ２で充電するのである。

こうしてオルタネータ４２の目標発電電力Ｐａ＊や低圧バッテリ５０の目標充電電力Ｐｂ１＊，高圧バッテリ６０の目標充放電電力Ｐｂ２＊を設定すると、上述したステップＳ４３０以降の処理を実行して本ルーチンを終了する。

このように、エンジン２２が運転されていないときには、シフトポジションＳＰが走行用のポジションにあるときには、車両の運動エネルギの一部をオルタネータ４２により電力として回生し、残容量ＳＯＣ１や内部抵抗Ｒ１，開放端子電圧ＯＣＶ１などの低圧バッテリ５０の状態に応じて低圧バッテリ５０を充電すると共に残容量ＳＯＣ２や内部抵抗Ｒ２，開放端子電圧ＯＣＶ２などの高圧バッテリ６０の状態に応じて高圧バッテリ６０を充電することができる。この結果、車両のエネルギ効率を向上させることができる。しかも、エンジン２２が運転されているときには高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２を中間値（例えば６０％）となるように高圧バッテリ６０を充放電し、エンジン２２が運転されていないときには残容量ＳＯＣ２が１００％に近くなるようできるだけ多くの電力を用いて高圧バッテリ６０を充電するから、車両の運動エネルギの多くを電力として蓄えることができ、車両のエネルギ効率をより向上させることができる。また、オルタネータ４２の最大発電電力Ｐａｍａｘの範囲内で必要発電電力Ｐａｒｑをオルタネータ４２により発電して低圧バッテリ５０と高圧バッテリ６０とを充電するから、低圧バッテリ５０や高圧バッテリ６０を過大な電力で充電したり過充電することがない。また、低圧バッテリ５０を優先的に充電するから、低圧バッテリ５０の特性と高圧バッテリ６０の特性とに応じて低圧バッテリ５０と高圧バッテリ６０とを充電することができる。

以上説明した実施例の電源装置４０によれば、残容量ＳＯＣ１や内部抵抗Ｒ１，開放端子電圧ＯＣＶ１などの低圧バッテリ５０の状態に応じて低圧バッテリ５０を充電すると共に残容量ＳＯＣ２や内部抵抗Ｒ２，開放端子電圧ＯＣＶ２などの高圧バッテリ６０の状態に応じて高圧バッテリ６０を充電することができる。しかも、オルタネータ４２の最大発電電力Ｐａｍａｘの範囲内で必要発電電力Ｐａｒｑをオルタネータ４２により発電して低圧バッテリ５０と高圧バッテリ６０とを充放電するから、オルタネータ４２を過剰に駆動することを抑制することができると共に低圧バッテリ５０や高圧バッテリ６０を過大な電力で充電したり過充電することがない。この結果、車両のエネルギ効率を向上させることができると共に低圧バッテリ５０や高圧バッテリ６０の劣化を抑制することできる。また、エンジン２２が運転されているときには高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２を中間値（例えば６０％）となるように高圧バッテリ６０を充放電し、エンジン２２が運転されていないときには残容量ＳＯＣ２が１００％に近くなるようできるだけ大きな電力を用いて高圧バッテリ６０を充電するから、車両の運動エネルギの多くを電力として蓄えることができ、車両のエネルギ効率をより向上させることができる。さらに、低圧バッテリ５０を優先的に充電するから、低圧バッテリ５０の特性と高圧バッテリ６０の特性とに応じて低圧バッテリ５０と高圧バッテリ６０とを充放電することができる。この結果、充放電の効率を良好なものとすることができる。

実施例の電源装置４０では、残容量ＳＯＣ１や内部抵抗Ｒ１，開放端子電圧ＯＣＶ１などの低圧バッテリ５０の状態に応じて低圧バッテリ５０を充電すると共に残容量ＳＯＣ２や内部抵抗Ｒ２，開放端子電圧ＯＣＶ２などの高圧バッテリ６０の状態に応じて高圧バッテリ６０を充電するものとしたが、低圧バッテリ５０の状態や高圧バッテリ６０の状態を考慮すればよいから、低圧バッテリ５０や高圧バッテリ６０の状態を示すパラメータとして残容量ＳＯＣ１，ＳＯＣ２や内部抵抗Ｒ１，Ｒ２，開放端子電圧ＯＣＶ１，ＯＣＶ２などに限られず、如何なるパラメータを用いるものとしてもよいし、これらのパラメータの一部だけを用いるものとしても構わない。

実施例の電源装置４０では、オルタネータ４２の最大発電電力Ｐａｍａｘの範囲内で必要発電電力Ｐａｒｑをオルタネータ４２により発電するようオルタネータ４２を駆動するものとしたが、オルタネータ４２の駆動は、最大発電電力Ｐａｍａｘや必要発電電力Ｐａｒｑの範囲内であればよいから、更にオルタネータ４２の発電効率の高い電力を発電するようオルタネータ４２を駆動するなど、他の電力を発電するようオルタネータ４２を駆動するものとしても構わない。

実施例の電源装置４０では、エンジン２２が運転されているときには高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２を中間値（例えば６０％）となるように高圧バッテリ６０を充放電し、エンジン２２が運転されていないときには残容量ＳＯＣ２が１００％に近くなるようできるだけ多くの電力を用いて高圧バッテリ６０を充電するものとしたが、エンジン２２が運転されているときの高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２の目標値は６０％に限られず、５０％や７０％など中間値であれば如何なる値としても構わない。また、エンジン２２が運転されていないときに残容量ＳＯＣ２が１００％に近くなるようできるだけ大きな電力を用いて高圧バッテリ６０を充電するものに限られず、残容量ＳＯＣ２が９０％や９５％程度に近づくように高圧バッテリ６０を充電するものとしてもよいし、高圧バッテリ６０を充電可能な電力の最大値より小さな電力で高圧バッテリ６０を充電するものとしても構わない。

実施例の電源装置４０では、低圧バッテリ５０を優先的に充電するものとしたが、低圧バッテリ５０の状態や高圧バッテリ６０の状態に応じて低圧バッテリ５０を優先的に充電しないものとしても構わない。例えば、エンジン２２が運転されていないときには、低圧バッテリ５０の残容量ＳＯＣ１がある程度以上であることを条件に高圧バッテリ６０を優先的に充電するものとしてもよい。こうすれば、充放電効率の高い高圧バッテリ６０を優先的に用いることになるから、車両のエネルギ効率を更に向上させることができる。

実施例の電源装置４０では、エンジン２２の運転状態や低圧バッテリ５０の状態，高圧バッテリ６０の状態に基づいて低圧バッテリ５０や高圧バッテリ６０を充放電するものとしたが、これに加えて、オルタネータ４２の状態やスタータモータ２６などの補機の駆動状態に基づいて低圧バッテリ５０や高圧バッテリ６０を充放電するものとしても構わない。例えば、オルタネータ４２による最大発電電力Ｐａｍａｘが小さく、補機消費電力Ｐｈが大きいときには高圧バッテリ６０の充電を制限して低圧バッテリ５０が接続された低圧系に多くの発電電力が供給されるようにしてもよい。この場合の電力制御ルーチンの一例を図１２に示す。図１２のルーチンでは、最大発電電力Ｐａｍａｘが閾値Ｐａｒｅｆ未満で補機消費電力Ｐｈが閾値Ｐｈｒｅｆ以上のときには（ステップＳ６００，Ｓ６１０）、高圧バッテリ６０の開放端子電圧ＯＣＶ２を充電用ＤＣ／ＤＣコンバータ５６の出力電圧Ｖｏｕｔ２に設定すると共に（ステップＳ６２０）、最大発電電力Ｐａｍａｘを発電する電圧をオルタネータ４２の出力電圧Ｖａに設定し（ステップＳ６３０）、出力電圧Ｖｏｕｔ２で作動するよう充電用ＤＣ／ＤＣコンバータ５６を制御すると共に出力電圧Ｖａで最大発電電力Ｐａｍａｘの電力を発電するようオルタネータ４２を制御して（ステップＳ６４０）、本ルーチンを終了する。こうすれば、オルタネータ４２の最大発電電力Ｐａｍａｘが小さく補機消費電力Ｐｈが大きいときにはオルタネータ４２の発電電力の多くを低圧系に供給することができる。なお、この場合、最大発電電力Ｐａｍａｘが閾値Ｐａｒｅｆ以上のときや補機消費電力Ｐｈが閾値Ｐｈｒｅｆ未満のときには、図２に示した電力制御ルーチンのステップＳ１５０以降の処理を実行すればよい。

実施例では、内燃機関を備えるシステムとしてエンジン２２を搭載した自動車２０に電源装置４０を搭載するものとしたが、内燃機関を備えるシステムであれば如何なるシステムに対しても電源装置４０を組み込むことができるから、内燃機関を備える自動車に限定されるものではなく、自動車以外の車両や船舶，航空機などの移動体に組み込まれるものとしてもよいし、建設機械などの移動しないシステムに組み込まれるものとしてもよい。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、電源装置の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例としての電源装置４０を搭載する自動車２０の構成の概略を示す構成図である。電源用電子制御ユニット７０により実行される電力制御ルーチンの一部の一例を示すフローチャートである。電源用電子制御ユニット７０により実行される電力制御ルーチンの一部の一例を示すフローチャートである。オルタネータ回転数Ｎａとオルタネータ温度Ｔａと最大発電電力Ｐａｍａｘとの関係の一例を示す説明図である。残容量ＳＯＣとバッテリ温度Ｔｂと内部抵抗Ｒとの関係の一例を示す説明図である。残容量ＳＯＣと開放端子電圧ＯＣＶとの関係の一例を示す説明図である。低圧バッテリ５０の残容量ＳＯＣ１と目標充電電力Ｐｂ１＊との関係の一例を示す説明図である。エンジン２２が運転されている際の高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２と仮充放電電力Ｐｂ２との関係の一例を示す説明図である。充電用ＤＣ／ＤＣコンバータ５６の出力電圧Ｖｏｕｔ２を設定する様子の一例を示す説明図である。オルタネータ４２の出力電圧Ｖａを設定する様子の一例を示す説明図である。エンジン２２が燃料カットされている際の高圧バッテリ６０の残容量ＳＯＣ２と仮充放電電力Ｐｂ２との関係の一例を示す説明図である。変形例の電力制御ルーチンの一部の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

２０自動車、２２エンジン、２３ベルト、２４オートマチックトランスミッション、２６スタータモータ、２８駆動用電子制御ユニット（駆動用ＥＣＵ）、３０シフトポジションセンサ、３２車速センサ、３４操舵装置（ＥＰＳ）、３６デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ駆動輪、４０電源装置、４２オルタネータ、４３温度センサ、４４整流回路、４６，４８電力ライン、５０低圧バッテリ、５１，６１温度センサ、５２，６２電圧センサ、５４，６４電流センサ、５６充電用ＤＣ／ＤＣコンバータ、６０高圧バッテリ、６６放電用ＤＣ／ＤＣコンバータ、６８リレー、７０電源用電子制御ユニット、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ。

Claims

内燃機関を備えるシステムに組み込まれる電源装置であって、
前記内燃機関からの動力を用いて発電する発電手段と、
前記発電手段からの発電電力が供給される第１電圧系に接続された充放電可能な第１蓄電手段と、
前記第１電圧系とは電圧が異なる第２電圧系に接続された充放電可能な第２蓄電手段と、
前記第１電圧系への出力電圧を調整する第１電圧調整部と前記第２電圧系への出力電圧を調整する第２電圧調整部とを有し、前記第１電圧調整部による前記第１電圧系への出力電圧の調整と前記第２電圧調整部による前記第２電圧系への出力電圧の調整とにより前記第１電圧系と前記第２電圧系との間で電力の授受を行なう電力授受手段と、
前記第１蓄電手段の状態と前記第２蓄電手段の状態とに基づいて前記第１電圧系と前記第２電圧系との間の電力の授受が行なわれるよう前記発電手段と前記電力授受手段とを制御する制御手段と、
を備える電源装置。
請求項１記載の電源装置であって、
前記発電手段の駆動状態に基づいて該発電手段の最大発電電力を演算する最大発電電力演算手段と、
前記第１電圧系に接続された電力消費機器により消費される消費電力を演算する消費電力演算手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記演算された最大発電電力が所定発電電力未満であり且つ前記演算された消費電力が所定消費電力以上のときには前記第１電圧系から前記第２電圧系への電力の供給が制限されるよう前記電力授受手段を制御する手段である
電源装置。
前記制御手段は、前記第２電圧系への電力の供給の制限として前記第２電圧調整部による前記第２電圧系への出力電圧が前記第２蓄電手段の出力電圧近傍となるよう前記電力授受手段を制御する手段である請求項２記載の電源装置。
請求項１ないし３いずれか記載の電源装置であって、
前記第１蓄電手段は、水溶液系二次電池であり、
前記第２蓄電手段は、非水系二次電池であり、
前記第２電圧系は前記第１電圧系より高い電圧である
電源装置。
前記制御手段は、前記内燃機関の燃料噴射が行なわれて該内燃機関から動力を出力しているときには、前記第２蓄電手段の蓄電量が所定蓄電量より大きいときには該第２蓄電手段が放電され該第２蓄電手段の蓄電量が前記所定蓄電量より小さいときには該第２蓄電手段が充電されるように前記発電手段と前記電力授受手段とを制御し、前記内燃機関の燃料噴射が停止された状態で該内燃機関が回転しているときには前記第２蓄電手段が満充電に近づくように前記発電手段と前記電力授受手段とを制御する手段である請求項４記載の電源装置。
前記制御手段は、前記内燃機関の運転の状態に拘わらず、前記第１蓄電手段が満充電に近づくように前記発電手段と前記電力授受手段とを制御する手段である請求項５記載の電源装置。
請求項５または６記載の電源装置であって、
前記第１蓄電手段の状態に基づいて該第１蓄電手段を充電すべき目標充電電力を設定する目標充電電力設定手段と、
前記第２蓄電手段の状態に基づいて該第２蓄電手段を充放電すべき目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記設定された目標充電電力の範囲内で前記第１蓄手段が充電されると共に前記設定された目標充放電電力の範囲内で前記第２蓄電手段が充放電されるよう制御する手段である
電源装置。
前記制御手段は、前記第１蓄電手段が優先的に充電されるよう制御する手段である請求項５ないし７いずれか記載の電源装置。
請求項５ないし８いずれか記載の電源装置であって、
前記内燃機関の燃料噴射が停止された状態で該内燃機関が回転する非運転回転状態を予測する非運転回転状態予測手段を備え、
前記制御手段は、前記非運転回転状態予測手段により前記非運転回転予測状態が予測されたときには、前記第２電圧系から前記第１電圧系に電力が供給されるよう前記電力授受手段を制御する手段である
電源装置。
請求項９記載の電源装置であって、
前記システムは車両であり、
前記非運転回転状態予測手段は、車速が所定車速以上のときに非運転回転状態を予測する手段である
電源装置。
前記電力授受手段は、前記第１電圧調整部として前記第１電圧系への出力電圧を調整可能な第１のＤＣ／ＤＣコンバータと、前記第２電圧調整部として前記第２電圧系への出力電圧を調整可能な第２のＤＣ／ＤＣコンバータとを備える手段である請求項１ないし１０いずれか記載の電源装置。
内燃機関からの動力を用いて発電する発電手段と、前記発電手段からの発電電力が供給される第１電圧系に接続された充放電可能な第１蓄電手段と、前記第１電圧系とは電圧が異なる第２電圧系に接続された充放電可能な第２蓄電手段と、前記第１電圧系への出力電圧を調整する第１電圧調整部と前記第２電圧系への出力電圧を調整する第２電圧調整部とを有し前記第１電圧調整部による前記第１電圧系への出力電圧の調整と前記第２電圧調整部による前記第２電圧系への出力電圧の調整とにより前記第１電圧系と前記第２電圧系との間で電力の授受を行なう電力授受手段と、を備える電源装置の制御方法であって、
前記内燃機関の燃料噴射が行なわれて該内燃機関から動力を出力しているときには、前記第１蓄電手段については満充電に近づくように且つ前記第２蓄電手段については該第２蓄電手段の蓄電量が所定蓄電量より大きいときには該第２蓄電手段が放電され該第２蓄電手段の蓄電量が前記所定蓄電量より小さいときには該第２蓄電手段が充電されるように前記発電手段と前記電力授受手段とを制御し、
前記内燃機関の燃料噴射が停止された状態で該内燃機関が回転しているときには、前記第１蓄電手段も前記第２蓄電手段も共に満充電に近づくように前記発電手段と前記電力授受手段とを制御する
電源装置の制御方法。