JP2007064209A - エンジン制御装置、制御方法、及び制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】２バッテリ方式のエコランシステムにおいて、リチウムイオンバッテリの充電を効率良く行い、エコラン実行回数を多くして燃費の向上を図る。
【解決手段】鉛バッテリ、リチウムイオンバッテリ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、及びバッテリ駆動される電装品を備え、鉛バッテリ電圧ＰｂＶが第１の基準値Ｖ１以上のエコラン用エンジン停止条件の成立時にエンジンを停止させてエコランを行うエンジン制御装置において、リチウムイオンバッテリの充電時に、ＤＣ／ＤＣコンバータからリチウムイオンバッテリに流入する電流の検出値に応じてＤＣ／ＤＣコンバータに内蔵された電流リミッタの電流制限値を変更し、リチウムイオンバッテリが電圧値Ｖ０以下、且つ鉛バッテリの電圧がＶ１以上の場合に、リチウムイオンバッテリの目標充電電圧値を、ＤＣ／ＤＣコンバータの通常の出力電圧Ｖ４から出力電圧最大値Ｖ３に切り替える。
【選択図】図５

Description

本発明はエンジン制御装置、制御方法、及び制御システムに関し、特に、鉛蓄電池に加えてリチウムイオン電池を搭載した２電源方式のエンジンを搭載した車両において、燃費の向上のためにリチウムイオン電池の充電を効率良く行えるようにしたエンジン制御装置、制御方法、及び制御システムに関する。

従来、エンジンを搭載した車両では、停止しているエンジンを始動させるためのスタータモータが必要であり、このスタータモータは車両に搭載された充電可能な鉛蓄電池（蓄電池は以後バッテリという）によって駆動される。また、車両には、電装品としてランプ類や、空調機や窓ガラスの開閉装置等のような、バッテリに駆動される補機（電気負荷）が多数搭載されている。そして、エンジンの始動や補機の駆動によって放電したバッテリ能力を回復させるために、車両にはエンジンによって駆動されて発電を行い、発電した電力でバッテリを充電する発電機（オルタネータ）が搭載されている。

一方、エンジンを搭載した車両では、走行距離に対する燃料の消費量を少なくすること、即ち、燃費を良くすること（以後、エコランという）が重要な課題となっており、エンジンの燃焼効率を上げてこれを実現する方法や、アイドル時や軽負荷時の無駄な燃料消費を抑えるために、アイドル時や軽負荷時に燃焼気筒の一部への燃料供給を停止することが行われている。また、アイドル時にエンジンを完全に止めてしまうエコラン用のエンジン停止も行われている。更に、アイドル時にエンジンを停止する車両において、バッテリの充電状況を考慮して発電機を制御することにより、バッテリ上がりを防止したものが特許文献１に記載されている。

更に、車両にエンジン始動用バッテリと電装品用のバッテリの同じ種類の２つのバッテリを搭載し、オルタネータが発電した充電力を両者にうまく振り分けてバッテリの充電不足を防止しつつエコランを実現したものが特許文献２に記載されている。一方、気筒数の少ないエンジンにおいては、通常のバッテリに加えてリチウムイオンバッテリ等の補助バッテリを搭載し、車両の停止時にアイドリングを止めてしまうエコラン用のエンジン停止が行われている。そして、このような２つのバッテリを搭載したエコランシステムでは、主バッテリ（鉛バッテリ）と補助バッテリ（リチウムイオンバッテリ）の使用用途が以下のように区別されている。
・主バッテリ：エンジン稼動状態での電気負荷への電力供給源として使用
・補助バッテリ：エンジン停止中の電気負荷への電力供給源として使用

ところで、補助バッテリとしてリチウムイオンバッテリを使用した場合、リチウムイオンバッテリの出力電圧が主バッテリの出力電圧よりも高いために、補助バッテリの出力電圧を主バッテリの出力電圧に合せるための電圧調整装置であるＤＣ／ＤＣコンバータが必要である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、補助バッテリの電力で電気負荷を駆動する際には補助バッテリの出力電圧を降圧し、オルタネータで発電した電力で補助バッテリに充電を行う際にはオルタネータの出力電圧を昇圧する。

ＤＣ／ＤＣコンバータには通常、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流を制限するためのリミッタが内蔵されている。このリミッタは、車両のアイドル運転時における充電時、及び車両の定常走行時の充電時に動作しており、車両の減速運転時の充電時にのみ解除されるようになっている。リミッタの動作時にＤＣ／ＤＣコンバータが供給できる最大電流は、例えば１５アンペア(以後（Ａ）と記すが、図ではＡのままとする）程度であり、リミッタが解除された時にＤＣ／ＤＣコンバータが供給できる最大電流は、例えば５０（Ａ）程度である。

以上のように構成された２つのバッテリを搭載したエコランシステムでは、エコラン中の電気負荷への電力供給はリチウムイオンバッテリで行われるため、リチウムイオンバッテリの電圧が低ければ、リチウムイオンバッテリの電圧が高い電圧まで充電されるまでの間、エコランは禁止となる。リチウムイオンバッテリの充電は、オルタネータとＤＣ／ＤＣコンバータによって行われる。

特開２０００−２０４９９５号公報 特開平１０−１５３１５９号公報

しかしながら、以上のように構成された２バッテリ方式のエコランシステムでは、リチウムイオンバッテリの充電が実施される時には、車両の減速運転時の充電時にしかＤＣ／ＤＣコンバータのリミッタが解除されないため、車両のアイドル時又は定常走行状態におけるリチウムイオン電池の充電電流が少なく、リチウムイオン電池の充電に時間がかかるという問題点があった。このため、リチウムイオンバッテリの電圧が低い状態で車両がアイドル状態となった時には、リチウムイオンバッテリの電圧が高くなってエコランを許可するまでの時間が長くなり、エコランの実施回数が減るという問題点があった。

そこで、本発明は、２バッテリ方式のエコランシステムにおいて、リチウムイオンバッテリの充電方法及びＤＣ／ＤＣコンバータのリミッタの制御方法を見直し、リチウムイオンバッテリの電圧が低くなった場合には、主バッテリである鉛バッテリの電圧低下を抑制しつつ、できるだけ早い時間でリチウムイオンバッテリをエコランが許可できる電圧まで回復させることができるエンジン制御装置、制御方法、及び制御システムを提供することを目的としている。

前記目的を達成する本発明のエンジン自動停止始動制御装置には、以下の３の形態が可能である。
第１の形態は、エンジンの通常運転時に電気負荷に電力を供給する第１のバッテリと、エコラン時に電気負荷に電力を供給する第２のバッテリとを備える車両のエンジン制御装置であって、所定のエコラン用エンジン停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させるエコラン用エンジン停止手段と、所定のエンジン始動条件が成立するとエンジンを始動させる自動エンジン始動手段と、第２のバッテリの電圧と第１のバッテリの電圧との間の電圧差を調整する電圧調整装置とを備え、更に、第２のバッテリの充電時に、電圧調整装置から第２のバッテリに流入する電流値を検出する電流検出手段と、第２のバッテリ電圧が基準値以下、且つ第１のバッテリ電圧が第１の基準値以上の場合に、検出した電流値に応じて電圧調整装置に内蔵された電流リミッタの電流制限値を変更する電流制限値変更手段とを備えることを特徴としている。

第２の形態は、エンジンの通常運転時に電気負荷に電力を供給する第１のバッテリと、エコラン時に電気負荷に電力を供給する第２のバッテリとを備える車両のエンジン制御装置であって、所定のエコラン用エンジン停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させるエコラン用エンジン停止手段と、所定のエンジン始動条件が成立するとエンジンを始動させる自動エンジン始動手段と、第２のバッテリの電圧と第１のバッテリの電圧との間の電圧差を調整する電圧調整装置とを備え、更に、第１と第２のバッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、第２のバッテリ電圧が基準値以下、且つ第１のバッテリ電圧が第１の基準値以上の場合の、第２のバッテリの充電時に、第２のバッテリの目標充電電圧値を、第２のバッテリの通常の目標電圧最大値から、電圧調整装置の出力電圧最大値に切り替える切替手段とを備えることを特徴としている。

第３の形態は、エンジンの通常運転時に電気負荷に電力を供給する第１のバッテリと、エコラン時に電気負荷に電力を供給する第２のバッテリとを備える車両のエンジン制御装置であって、所定のエコラン用エンジン停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させるエコラン用エンジン停止手段と、所定のエンジン始動条件が成立するとエンジンを始動させる自動エンジン始動手段と、第２のバッテリの電圧と第１のバッテリの電圧との間の電圧差を調整する電圧調整装置とを備え、更に、第１と第２のバッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、第２のバッテリの充電時に、電圧調整装置から第２のバッテリに流入する電流値を検出する電流検出手段と、検出した電流値に応じて電圧調整装置に内蔵された電流リミッタの電流制限値を変更する電流制限値変更手段と、第２のバッテリ電圧が基準値以下、且つ第１のバッテリ電圧が第１の基準値以上の場合に、第２のバッテリの目標充電電圧値を、第２のバッテリの通常の目標電圧から、電圧調整装置の出力電圧最大値に切り替える切替手段とを備えることを特徴としている。

また、前記目的を達成する本発明のエンジン制御方法は、エンジンの通常運転時に電気負荷に電力を供給する第１のバッテリと、エコラン時に前記電気負荷に電力を供給する第２のバッテリと、所定のエコラン用エンジン停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させるエコラン用エンジン停止手段と、所定のエンジン始動条件が成立するとエンジンを始動させる自動エンジン始動手段と、第２のバッテリの電圧と第１のバッテリの電圧との間の電位差を調整する電圧調整装置とを搭載するエンジンにおける制御方法であって、第１と第２のバッテリの電圧を検出するステップと、第２のバッテリの充電時に、電圧調整装置から第２のバッテリに流入する電流値を検出するステップと、検出した電流値に応じて電圧調整装置に内蔵された電流リミッタの電流制限値を変更するステップと、第２のバッテリ電圧が基準値以下、且つ第１のバッテリ電圧が第１の基準値以上の場合に、第２のバッテリの目標充電電圧値を、第２のバッテリの通常の目標電圧から、電圧調整装置の出力電圧最大値に切り替えるステップとを備えることを特徴としている。

更に、前記目的を達成する本発明のエンジン制御システムは、エンジンの通常運転時に電気負荷に電力を供給する第１のバッテリと、エコラン時に前記電気負荷に電力を供給する第２のバッテリと、所定のエコラン用エンジン停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させるエコラン用エンジン停止手段と、所定のエンジン始動条件が成立するとエンジンを始動させる自動エンジン始動手段と、第２のバッテリの電圧と第１のバッテリの電圧との間の電圧差を調整する電圧調整装置とを搭載するエンジンにおける制御システムであって、第１と第２のバッテリの電圧を検出するセンサと、第２のバッテリの充電時に、電圧調整装置から第２のバッテリに流入する電流値を検出する検出部と、検出した電流値に応じて電圧調整装置に内蔵された電流リミッタの電流制限値を変更する変更部と、第２のバッテリ電圧が基準値以下、且つ第１のバッテリ電圧が第１の基準値以上の場合に、第２のバッテリの目標充電電圧値を、第２のバッテリの通常の目標電圧から、電圧調整装置の出力電圧最大値に切り替える切替部を備えることを特徴としている。

従来の２バッテリ方式のエコランシステムでは、補助バッテリの電圧が基準値よりも低い場合は、車両の減速運転時を除いてリミッタ解除が行われず、また、電圧調整装置の出力電圧の高電圧出力制御もなされていないため、アイドル時、定速走行時には積極的に充電できず、充電完了までに時間を要していた。この結果、エコラン用エンジン停止を実行することができず、燃費の向上を図ることができなかった。しかし、本発明のエンジン自動停止始動制御装置、制御方法、及び制御システムによれば、補助バッテリの電圧が基準値よりも低い場合は、車両の減速運転時以外にも状況に応じて補助バッテリのリミッタ解除、出力電圧（充電電圧）の高電圧化が行われるので、補助バッテリの電圧が早期に回復し、エコラン用エンジン停止を行うことができるようになり、燃費の向上を図ることができるという効果がある。

以下、添付図面を用いて本発明の実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明のエンジン自動停止始動制御装置の一実施例の構成を示すものであり、エンジン６は車両に搭載されるものである。また、電装品は車両に搭載される補機４であり、エンジン６を始動させるスタータモータ７、ランプ類や空調機、或いは窓ガラスの開閉用モータ等の、鉛バッテリ１を電源とする電気負荷がこれに相当する。鉛バッテリ１はイグニッションスイッチＳＷ１がオン（ＩＧ位置）の時に、これらの補機４に接続される他に、鉛バッテリ１を充電する電力を発生するオルタネータ５にも接続される。鉛バッテリ１と補機４との間の回路には、電流計１Ａ、電圧計１Ｖ、及びイグニッションスイッチＳＷ１が設けられている。また、鉛バッテリ１とオルタネータ５との間にはスイッチＳＷ２が設けられており、スタータモータ７はイグニッションスイッチＳＷ１がスタータ位置になり、スタータスイッチＳＷ３がオンの時にエンジン６を始動させるようになっている。エコランＥＣＵは、スタータスイッチＳＷ３をオンすることにより、エンジン６を自動的に始動させることができる。

一方、この車両には、鉛バッテリ１に加えてリチウムイオンバッテリ２が搭載されている。一般に、鉛バッテリ１の出力電圧は１２Ｖであり、リチウムイオンバッテリ２の出力電圧は１６Ｖであるので、このままではリチウムイオンバッテリ２を鉛バッテリ１に並列に接続できない。そこで、リチウムイオンバッテリ２にはＤＣ／ＤＣコンバータ３が接続されており、このＤＣ／ＤＣコンバータ３は、リチウムイオンバッテリ２から電力を供給する場合には１６Ｖを鉛バッテリ１の出力電圧より僅かに高い１３Ｖに降圧し、リチウムイオンバッテリ２をオルタネータ５によって充電する時は、オルタネータの出力電圧１２Ｖを１６Ｖに昇圧する。この実施例では、リチウムイオンバッテリ２の出力に、電流計２Ａと電圧計２Ｖが設けられており、リチウムイオンバッテリ２のアース側にはスイッチＳＷ５が設けられている。また、リチウムイオンバッテリ２のアース側に、エコランＥＣＵ１０によってオンオフされるスイッチＳＷ５が設けられている。

一方、前述のように鉛バッテリ１とリチウムイオンバッテリ２が搭載されている２電源搭載のエコランシステムでは、冷間始動やエコランによるエンジン停止からの始動以外のエンジン始動（キー始動）時はスタータ７が鉛バッテリ１で始動され、エコランによるエンジン停止状態からのエンジン始動時にはスタータ７がリチウムイオンバッテリ２によって始動される。このため、この実施例では、スタータモータ７が、スタータ電源切替スイッチＳＷ４を介して鉛バッテリ１とリチウムイオンバッテリ２に接続されている。

そして、エンジン６及び電装品である補機４を駆動する制御装置は、この実施例では、電子制御燃料噴射用のＥＣＵ（図にはＥＦＩ−ＥＣＵと記載）９、エンジン６をエコランのために停止したり、始動したりするためのエコランＥＣＵ１０、及び電池ＥＣＵ１１がこれに相当する。車両に搭載されたエンジン６は、ＥＦＩ−ＥＣＵ９によって制御されており、燃料供給装置８から燃料が供給されている。また、エコランＥＣＵ１０は、ＥＦＩ−ＥＣＵ９とバス１６で接続されていると共に、バス１２でＤＣ／ＤＣコンバータ３に接続され、バス１３で電池ＥＣＵ１１に接続されている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３には、外部からの信号により、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を流れる電流値を制限することができる電流リミッタ１７が内蔵されている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３には、この実施例では、エコランＥＣＵ１０からの信号が入力される５つの入力端子ＤＤＩＧ，ＤＤＯＮ，ＤＤＤＲ，ＤＤＲＥ，及びＢＴが設けられている。

入力端子ＤＤＩＧは電源端子であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を動作させるための電源が入力される。入出力端子ＤＤＯＮにはＤＣ／ＤＣコンバータ３を動作させるか否かの信号が入力される。入出力端子ＤＤＯＮにオン信号が入力されるとＤＣ／ＤＣコンバータ３は動作を行い、オフ信号が入力されるとＤＣ／ＤＣコンバータ３は動作しない。入力端子ＤＤＤＲには、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力方向を決める信号が入力され、入力される信号により、電流が鉛バッテリ１がある方向に出力されるのか、或いは電流がリチウムイオンバッテリ２がある方向に出力されるのかが決まる。入力端子ＤＤＲＥには、内蔵される電流リミッタ１７の動作を決める信号が入力される。例えば、入力端子ＤＤＲＥにオン信号が入力された時は、電流リミッタ１７が最大５０（Ａ）の電流を出力できるようになり、オフ信号が入力された時は、電流リミッタ１７を流れる電流が制限され、最大１５（Ａ）の電流しか出力できなくなる。入力端子ＢＴには、ＤＣ／ＤＣコンバータ３から出力される電圧の大きさを決定する信号が入力される。

電池ＥＣＵ１１は、電流計１Ａ，２Ａや電圧計１Ｖ，２Ｖの検出値からバッテリの状態を検知し、エコランＥＣＵ１０と協調してリチウムイオンバッテリ２の充放電制御を行う。例えば、電池ＥＣＵ１１は、リチウムイオンバッテリ２の充電率が５０％未満になると、エコランＥＣＵ１０を介してＤＣ／ＤＣコンバータ３の端子ＤＤＤＲに信号を出力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の電流の出力方向をリチウムイオンバッテリ２側にする。また、エコランＥＣＵ１０は前述のイグニッションスイッチＳＷ１を除く、スイッチＳＷ２からスイッチＳＷ５のオンオフを制御する。但し、エコランＥＣＵ１０は、スイッチＳＷ３、ＳＷ４をエコラン時に、スイッチＳＷ２を充電時にオンオフ制御する。

この実施例においては、エコラン用のエンジン停止中は、鉛バッテリ１の劣化防止のために、補機４への電力供給は鉛バッテリ１から行われず、リチウムイオンバッテリ２から行われる。この時は、エコランＥＣＵ１０によってスイッチＳＷ５がオンになり、（但し、電池EＣＵ１１がオンかつイグニッションスイッチＳＷ１がオンの時にスイッチＳＷ５がオンし、過充電時はオフする）リチウムイオンバッテリ２の出力電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ３を介してイグニッションスイッチＳＷ１に印加される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ３を介したリチウムイオンバッテリ２からの電圧の方が、鉛バッテリ１の出力電圧よりも高いので、この状態では補機４への電力供給は鉛バッテリ１から行われず、リチウムイオンバッテリ２から行われるのである。

また、エコラン用エンジン停止を中止してエンジンを再始動する場合は、スタータ電源切替スイッチＳＷ４がリチウムイオンバッテリ側に切り替わり、スタータモータ７への電力供給はＤＣ／ＤＣコンバータ３介さずに、リチウムイオンバッテリ２からスタータ電源切替スイッチＳＷ４を通じて直接行われる。一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が供給できる電力には制限があり、リチウムイオンバッテリ２による補機４の駆動時に、補機４が高負荷状態となってＤＣ／ＤＣコンバータ３の最大電流供給能力（５０アンペア）を超えると、リチウムイオンバッテリ２のみでは補機４への電力供給が賄えなくなるので、鉛バッテリ１を併用して電力供給が行われる。

図２（ａ）は、リチウムイオンバッテリを充電可能な鉛バッテリの制御許可電圧Ｖ１とエコラン禁止電圧ＶＸを示すものであり、（ｂ）はリチウムイオンバッテリにおける電圧の意味を説明するものである。リチウムイオンバッテリの充電制御を実行することができるのは、鉛バッテリの電圧値がＶ１（Ｖ）以上の時である。また、電圧値がエコラン禁止電圧ＶＸ以下の時にはエコランが禁止される。リチウムイオンバッテリを充電可能な鉛バッテリの制御許可電圧Ｖ１の値は、例えば１２Ｖである。エコラン禁止電圧ＶＸは、通常１１．８（Ｖ）程度に決められるが、この値は温度によって変動する値である。

また、リチウムイオンバッテリには、その電圧値が高い方から順に、電圧値Ｖ３，Ｖ４，Ｖ０，及びＶＺが予め基準値として定められている。電圧値Ｖ３はリチウムイオンバッテリを充電する際の目標電圧最大値であり、例えば１６．０（Ｖ）である。電圧値Ｖ４はリチウムイオンバッテリを充電する際の通常の充電電圧最大値（目標電圧）であり、例えば１５．４（Ｖ）である。電圧値Ｖ０はリミッタ切替制御実施電圧値（リチウムイオンバッテリの充電制御実施電圧）であり、例えば１４．８（Ｖ）である。そして、電圧値ＶＺはエコラン禁止電圧であり、例えば１２．５（Ｖ）である。

なお、以後の説明においては、鉛バッテリ１の電圧をＰｂＶ、鉛バッテリ１から流出する、或いは充電される電流をＰｂＡ、リチウムイオンバッテリ２の電圧をＬｉＶ、リチウムイオンバッテリ２から流出する、或いは充電される電流をＬｉＡとする。また、図面の中では、鉛バッテリをＰｂ、リチウムイオンバッテリをＬｉと略記する場合がある。更に、図面の中では、電流の単位であるアンペア（Ａ）は単にＡと略記される。

図１の構成では、ＥＦＩ−ＥＣＵ９、エコランＥＣＵ１０、及び電池ＥＣＵ１１により、エンジン６を停止することによって行うエコランは、次のような手順で行われる。エコランが実施される場合は、車両の停止状態におけるアイドル時のようなエコラン条件が揃った時に実行される。

エコランが実施される場合は、鉛バッテリ１の電圧値ＰｂＶと電流値ＰｂＡ、及びリチウムイオンバッテリ２の電圧値ＬｉＶと電流値ＬｉＡが読み込まれる。そして、リチウムイオンバッテリ２の電圧値ＬｉＶが、図２（ｂ）に示したエコラン禁止電圧ＶＺ以上であり、かつ鉛バッテリ１の電圧値ＰｂＶがエコラン禁止電圧ＶＸ以上である場合に、エンジン６を停止するエコランが可能となる。リチウムイオンバッテリ２の電圧値ＬｉＶがエコラン禁止電圧ＶＺ未満、或いは鉛バッテリ１の電圧値ＰｂＶがエコラン禁止電圧ＶＸ未満である場合には、エコランは行われない。

このように、所定の条件の下でエコランが行われると、前述のようにエコラン中はリチウムイオンバッテリ２によって電気負荷に電力供給が行われるので、エコランが何回か繰り返されるとリチウムイオンバッテリ２の電圧ＬｉＶが降下し、制御実施電圧Ｖ０を下回ってエコラン禁止電圧ＶＺに近づく。このような場合、リチウムイオンバッテリ２を効率よく早期に充電する必要がある。本発明は、リチウムイオンバッテリ２の電圧ＬｉＶがＶ０以下で、且つ鉛バッテリ１の電圧ＰｂＶが制御許可電圧Ｖ１以上の場合に、リチウムイオンバッテリの充電制御を実施して、リチウムイオンバッテリ２を効率良く充電制御するものであり、以下にその実施の形態をいくつかの実施例に基づいて説明する。フローチャートを用いて説明する制御手順は、所定時間毎に実行されるものとする。

図３（ａ）は、本発明の第１の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリの充電制御におけるＤＣ／ＤＣコンバータの電流制限制御を示している。この実施例では、リチウムイオンバッテリ２の電圧値ＬｉＶがＶ０以下、且つ鉛バッテリ１の電圧値ＰｂＶがＶ１以上であるリチウムイオンバッテリの充電時に、リチウムイオンバッテリ側に流れ込む電流値に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータに内蔵された電流リミッタの電流制限値を変更する。また、図３（ｂ）は図３（ａ）の制御手順によるＤＣ／ＤＣコンバータの電流制限値の推移を示すタイムチャートである。

なお、図３（ａ）に示す実施例では、リチウムイオンバッテリ側に流れ込む電流値が基準電流値を越えた場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータに内蔵された電流リミッタの電流制限値を解除する例を説明する。即ち、ＤＣ／ＤＣコンバータの通常の電流制限値１５（Ａ）を解除し、ＤＣ／ＤＣコンバータの最大電流値５０（Ａ）まで流せるように変更する例について説明する。

ステップ３０１ではエンジンの運転状態がアイドル状態か否かが判定され、アイドル状態の時はステップ３０３に進むが、アイドル状態でない時にはステップ３０２に進み、車両が定常走行状態か否かが判定される。そして、車両が定常走行状態でない時にはこのルーチンを終了するが、車両が定常状態の時はステップ３０３に進む。ステップ３０３ではリチウムイオンバッテリが充電中か否かが判定され、充電中でない場合はこのルーチンを終了するが、充電中の時は３０４に進む。

ステップ３０４では、図１に示したセンサ２Ａからのリチウムイオンバッテリへの充電電流ＬｉＡの値が読み込まれ、続くステップ３０５において、読み込んだリチウムイオンバッテリへの充電電流ＬｉＡの値が基準電流値Ｉ０以上か否かが判定される。そして、ＬｉＡ≧Ｉ０の場合はステップ３０６に進み、ＤＣ／ＤＣコンバータの通常の電流制限値である１５（Ａ）が解除されてリチウムイオンバッテリへの充電制御が行われる。即ち、図１で説明したＤＣ／ＤＣコンバータに内蔵されたリミッタの電流制限値が、通常の電流制限値１５（Ａ）から本発明の電流制限値５０（Ａ）に引き上げられて制御が実施される。この状態が図３（ｂ）に示される。

一方、ステップ３０５の判定がＬｉＡ＜Ｉ０の場合はステップ３０７に進み、ＤＣ／ＤＣコンバータの通常の電流制限値のままでリチウムイオンバッテリへの充電制御が行われる。ステップ３０６，３０７が終了するとこのルーチンを終了する。第１の実施例では、リチウムイオンバッテリの充電時の所定条件の成立時に、ＤＣ／ＤＣコンバータを通じてリチウムイオンバッテリに流入する電流値が通常の充電時に比べて増大するため、リチウムイオンバッテリの充電完了が従来に比べて短時間で済む。この結果、エコラン頻度が増大し、燃費が向上する。

図４（ａ）は、本発明の第２の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリの充電制御におけるＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧制御を示している。この実施例では、リチウムイオンバッテリ２の電圧値ＬｉＶが制御許可電圧Ｖ０以下、且つ鉛バッテリ１の電圧値ＰｂＶが制御許可電圧Ｖ１以上であるリチウムイオンバッテリの充電時に、リチウムイオンバッテリの目標充電電圧値ＴＬｉＶを、通常の目標電圧Ｖ４から目標電圧最大値Ｖ３、即ちＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧最大値Ｖ３にしてリチウムイオンバッテリの充電時間を短縮する。また、図４（ｂ）は図４（ａ）の制御手順によるＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の推移を示すタイムチャートである。

ステップ４０１ではリチウムイオンバッテリの電圧値ＬｉＶと、鉛バッテリの電圧値ＰｂＶが読み込まれる。次のステップ４０２ではリチウムイオンバッテリ２の電圧値ＬｉＶがＶ０以下であるか否かが判定され、ＬｉＶ≦Ｖ０の場合はステップ４０３に進み、ＬｉＶ＞Ｖ０の場合はステップ４０７に進む。ステップ４０３では鉛バッテリ１の電圧値ＰｂＶがＶ１以上であるか否かが判定され、ＰｂＶ≧Ｖ１の場合はステップ４０４に進み、ＰｂＶ＞Ｖ１の場合はステップ４０７に進む。

スイッチＳＷ１がＩＧ位置にされると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３が鉛バッテリ１に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３が正常な場合は、エコランＥＣＵ１０に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の端子ＤＤＯＮから１．７（Ｖ）のモニタ電圧が入力される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３の内部には図示しないトランジスタ回路が設けられており、スイッチＳＷ１がＩＧ位置にされてからエコランＥＣＵ１０によりこのトランジスタ回路がオフされると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の端子ＤＤＯＮから０（Ｖ）のモニタ電圧が入力される。この後、所定時間Ｔ２の経過後に、エコランＥＣＵ１０によりこのトランジスタ回路がオンされると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の端子ＤＤＯＮから５（Ｖ）のモニタ電圧が入力される。エコランＥＣＵ１０は、モニタ電圧１．７（Ｖ）によってスイッチＳＷ１がＩＧ位置にされた時にＤＣ／ＤＣコンバータ３が正常であること、モニタ電圧０（Ｖ）によってＤＣ／ＤＣコンバータ３の動作停止、モニタ電圧５（Ｖ）によってＤＣ／ＤＣコンバータ３が動作中であることを検出できる。

ステップ４０４ではエンジンの運転状態がアイドル状態か否かが判定され、アイドル状態の時はステップ４０６に進むが、アイドル状態でない時にはステップ４０５に進み、車両が定常走行状態か否かが判定される。そして、車両が定常走行状態でない時にはステップ４０７に進み、車両が定常状態の時はステップ４０６に進む。ステップ４０６ではＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が通常の出力電圧値Ｖ４から、本発明の出力電圧値、即ち、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧最大値Ｖ３にされてリチウムイオンバッテリへの充電制御が行われる。この状態が図４（ｂ）に示される。

一方、ステップ４０２でＬｉＶ＞Ｖ０、ステップ４０３でＰｂＶ＜Ｖ１、或いはステップ４０５で車両が定常状態ではないと判定された時に進むステップ４０７では、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が通常の出力電圧値Ｖ４のまま、リチウムイオンバッテリへの充電制御が行われる。ステップ４０６，４０７が終了するとこのルーチンを終了する。第２の実施例では、リチウムイオンバッテリの充電時の所定条件の成立時に、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が通常の充電時に比べて増大するため、リチウムイオンバッテリの目標充電電圧値ＴＬｉＶが大きくなり、充電完了が従来に比べて短時間で済む。この結果、エコラン頻度が増大し、燃費が向上する。

図５（ａ）は、本発明の第３の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリの充電制御において、前述の第１と第２の実施例を組み合わせた制御を示している。この実施例では、まず、図４（ａ）で説明した第２の実施例のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧制御を行い、その後に、図３（ａ）で説明した第１の実施例のＤＣ／ＤＣコンバータの電流制限制御を行う。第３の実施例では、ステップ４０１からステップ４０７までの制御手順は、図４（ａ）で説明した制御手順と全く同じであるので、同じ手順には同じステップ番号を付してその説明を省略する。

第２の実施例では、ステップ４０６，４０７が終了するとこのルーチンを終了していたが、第３の実施例では、ステップ４０６，４０７が終了するとステップ４０８に進む。ステップ４０８では、図１に示したセンサ２Ａからのリチウムイオンバッテリへの充電電流ＬｉＡの値が読み込まれ、続くステップ４０９において、読み込んだリチウムイオンバッテリへの充電電流ＬｉＡの値が基準電流値Ｉ０以上か否かが判定される。

そして、ＬｉＡ≧Ｉ０の場合はステップ４１０に進み、ＤＣ／ＤＣコンバータの通常の電流制限値である１５（Ａ）が解除されてリチウムイオンバッテリへの充電制御が行われる。即ち、図１で説明したＤＣ／ＤＣコンバータに内蔵されたリミッタの電流制限値が、通常の電流制限値１５（Ａ）から本発明の電流制限値５０（Ａ）に引き上げられて制御が実施される。一方、ステップ４０９の判定がＬｉＡ＜Ｉ０の場合はステップ４１１に進み、ＤＣ／ＤＣコンバータの通常の電流制限値の１５（Ａ）のままでリチウムイオンバッテリへの充電制御が行われる。ステップ４１０，４１１が終了するとこのルーチンを終了する。

第３の実施例では、リチウムイオンバッテリの充電時の所定条件の成立時に、ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される電圧値が大きくなると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータを通じてリチウムイオンバッテリに流入する電流値が通常の充電時に比べて増大するため、リチウムイオンバッテリの充電完了が従来に比べて短時間で済む。この結果、エコラン頻度が増大し、燃費が向上する。

第１の実施例では、ＤＣ／ＤＣコンバータを流れる電流値が基準値Ｉ０以上となった時に、ＤＣ／ＤＣコンバータの電流リミッタの電流制限値を解除する例を説明したが、実際には、ＤＣ／ＤＣコンバータを流れる電流値が通常の電流制限値Ｉ０に等しくなる状態が所定時間以上継続した場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータの電流リミッタの電流制限値を解除し、ＤＣ／ＤＣコンバータを流れる電流値が通常の電流制限値Ｉ０を下回る状態が所定時間以上継続した場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータの電流リミッタを通常のリミッタ制御に復帰させている。この制御を第４の実施例として図６（ａ）、（ｂ）のタイムチャート、及び図７のフローチャートを用いて説明する。

図６（ａ）はＤＣ／ＤＣコンバータを流れる実電流を電流センサで検出したセンサ値とＤＣ／ＤＣコンバータの電流リミッタの通常制限値及びリミッタ解除時の最大電流値を示すものである。また、図６（ｂ）はリチウムイオンバッテリ充電時のリチウムイオンバッテリ電圧の推移を示すものである。この実施例では、時刻ｔａにおいてリチウムイオンバッテリの充電が開始された場合について説明する。

時刻ｔａにおいてリチウムイオンバッテリの充電が開始されると、ＤＣ／ＤＣコンバータを流れる電流値が次第に増加し、時刻ｔｂにおいて電流リミッタの通常の電流制限値である電流値Ｉ０に達する。この電流値Ｉ０の値は、例えば１５（Ａ）である。この状態がＴ０（ｍｓ）の間だけ継続すると、時刻ｔｂから時間Ｔ０が経過した後の時刻ｔｃにおいてＤＣ／ＤＣコンバータのリミッタの電流制限値が解除される。この結果、ＤＣ／ＤＣコンバータには最大電流Ｉ１までの電流が流れることができる。最大電流Ｉ１の値は、例えば５０（Ａ）である。

時刻ｔｃにおいてＤＣ／ＤＣコンバータの電流リミッタの電流制限値が解除されると、ＤＣ／ＤＣコンバータを流れる電流値が増大する。この後、しばらくＤＣ／ＤＣコンバータを流れる電流が電流制限値Ｉ０を越えたが、その後の時刻ｔｄで電流制限値Ｉ０を下回り、この状態が時間Ｔ１（ｍｓ）の間だけ継続すると、時刻ｔｄから時間Ｔ１が経過した後の時刻ｔｅにおいてＤＣ／ＤＣコンバータの電流リミッタが、通常のリミッタ制御に復帰し、電流制限値Ｉ０が設定される。

この後再びＤＣ／ＤＣコンバータを流れる電流値が増加し、時刻ｔｆにおいて電流リミッタの通常の電流制限値である電流値Ｉ０に達し、この状態がＴ０（ｍｓ）の間だけ継続したとする。すると、時刻ｔｆから時間Ｔ０が経過した後の時刻ｔｇにおいてＤＣ／ＤＣコンバータのリミッタの電流制限値が解除され、ＤＣ／ＤＣコンバータには再び最大電流Ｉ１までの電流が流れることができるようになる。

時刻ｔｇにおいてＤＣ／ＤＣコンバータの電流リミッタの電流制限値が解除されると、ＤＣ／ＤＣコンバータを流れる電流値が増大する。この後、しばらくＤＣ／ＤＣコンバータを流れる電流が電流制限値Ｉ０を越えたが、その後の時刻ｔｈでＤＣ／ＤＣコンバータを流れる電流が電流制限値Ｉ０を僅かに下回ったとする。このままこの状態が時間Ｔ１（ｍｓ）の間だけ継続すると、時刻ｔｈから時間Ｔ１が経過した後の時刻ｔｉにおいてＤＣ／ＤＣコンバータの電流リミッタが通常のリミッタ制御に復帰することになる。

ところが、時刻ｔａから継続して充電されているリチウムイオンバッテリの電圧が、時刻ｔｈの後で時刻ｔｉの前の時刻ｔＨで制御終了電圧Ｖ５に達すると、この時刻ｔＨでＤＣ／ＤＣコンバータの電流リミッタが、通常のリミッタ制御に復帰し、電流制限値Ｉ０が設定される。この後ＤＣ／ＤＣコンバータを流れる電流は電流制限値Ｉ０を下回り、リチウムイオンバッテリの電圧は時刻ｔＩにおいて通常の目標電圧Ｖ４に達することになる。

図７は、リチウムイオンバッテリの充電時に、図６のようにＤＣ／ＤＣコンバータを流れる電流が変化する場合の、ＤＣ／ＤＣコンバータの電流リミッタの制御手順を示すフローチャートである。リチウムイオンバッテリの充電は、この実施例でも車両がアイドル状態にある場合、或いは定常走行状態にある場合に行われる。

ステップ７０１ではリチウムイオンバッテリに流入する電流値ＬｉＡ、リチウムイオンバッテリの実電圧値ＬｉＶ、及びリチウムイオンバッテリの目標充電電圧ＴＬｉＶが読み込まれる。次のステップ７０２ではＤＣ／ＤＣコンバータの電流リミッタの電流制限値が１５（Ａ）か否かが判定され、電流制限値が１５（Ａ）ならばステップ７０３に進み、そうでない場合はステップ７０７に進む。

ステップ７０３では、リチウムイオンバッテリに流入する電流値ＬｉＡが１５（Ａ）未満か否かが判定され、ＬｉＡ＜１５（Ａ）の場合はこのルーチンを終了するが、ＬｉＡ≧１５（Ａ）の場合（実際には電流リミッタの電流制限値が１５（Ａ）なので、ＬｉＡ＝１５（Ａ）か否かを判定しても良い）はステップ７０４に進む。ステップ７０４ではＬｉＡ＝１５（Ａ）である時間Ｔがカウントされる。

次のステップ７０５では、ステップ７０４でカウントされた時間Ｔが所定時間Ｔ０以上になったか否かが判定され、Ｔ＜Ｔ０の場合はこのルーチンを終了するが、Ｔ≧Ｔ０の場合はステップ７０６に進む。ステップ７０６では電流リミッタの電流制限値である１５（Ａ）を解除すると共に、時間Ｔのカウント値をクリアしてこのルーチンを終了する。この結果、電流リミッタの電流制限値は解除され、ＤＣ／ＤＣコンバータには最大５０（Ａ）の電流が流れるようになる。ステップ７０３からステップ７０６の手順は、図６に示したタイムチャートの時刻ｔｂから時刻ｔｃまでの間、或いは時刻ｔｆから時刻ｔｇまでの間の動作に対応している。

一方、ステップ７０２で電流制限値が１５（Ａ）でないと判定された時に進むステップ７０７では、リチウムイオンバッテリに流入する電流値ＬｉＡが１５（Ａ）未満か否かが判定され、ＬｉＡ≧１５（Ａ）の場合はステップ７１１以降に進むが、ＬｉＡ＜１５（Ａ）の場合はステップ７０８に進む。ステップ７０８ではＬｉＡ＜１５（Ａ）である時間Ｔがカウントされる。

次のステップ７０９では、ステップ７０８でカウントされた時間Ｔが所定時間Ｔ１以上になったか否かが判定され、Ｔ＜Ｔ１の場合はステップ７１１に進み、Ｔ≧Ｔ１の場合はステップ７１０に進む。ステップ７１０では電流リミッタに電流制限値１５（Ａ）が設定されると共に、時間Ｔのカウント値がクリアされてこのルーチンを終了する。この結果、ＤＣ／ＤＣコンバータには最大１５（Ａ）の電流しか流れなくなる。ステップ７０７からステップ７１０の手順は、図６に示したタイムチャートの時刻ｔｄから時刻ｔｅまでの間に対応している。

一方、ステップ７０７でリチウムイオンバッテリに流入する電流値ＬｉＡが１５（Ａ）以上と判定された時、或いはステップ７０９でＴ＜Ｔ１と判定された時に進むステップ７１１では、リチウムイオンバッテリの実電圧が、制御終了電圧Ｖ５以上になったか否かが判定される。この判定でリチウムイオンバッテリの実電圧が制御終了電圧Ｖ５以上になったと判定された場合はステップ７１２に進み、電流リミッタに電流制限値１５（Ａ）が設定されると共に、時間Ｔのカウント値がクリアされてこのルーチンを終了する。

このように、リチウムイオンバッテリの実電圧が制御終了電圧Ｖ５以上になったと判定された場合は、電流リミッタの電流制限値が解除された状態であっても、直ちに電流制限値１５（Ａ）が設定される。ステップ７１１とステップ７１２の手順は、図６に示したタイムチャートの時刻ｔｈから時刻ｔｉまでの間に対応している。

また、ステップ７１１でリチウムイオンバッテリの実電圧が制御終了電圧Ｖ５未満であると判定された場合はステップ７１３に進む。ステップ７１３では、リチウムイオンバッテリの目標充電電圧値ＴＬｉＶが目標電圧最大値Ｖ３から通常の目標電圧Ｖ４に変更されたか否かが判定される。そして、変更されていない場合はこのままこのルーチンを終了するが、変更された場合はステップ７１４に進み、電流リミッタの電流制限値が１５（Ａ）に設定されると共に、時間Ｔのカウント値がクリアされてこのルーチンを終了する。

以上説明したように、第４の実施例では、リチウムイオンバッテリの充電制御中に、ＤＣ／ＤＣコンバータを介してリチウムイオンバッテリ側に流入する電流値をモニタし、その電流値に応じてＤＣ／ＤＣコンバータの電流リミッタの電流制限値を制御している。このため、従来技術の充電方法に比べて、充電精度が向上し、リチウムイオンバッテリの早期充電が可能となる。

ここで、第２、第３の実施例において説明したリチウムイオンバッテリの目標充電電圧値ＴＬｉＶの切り替え、即ちＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の切り替え制御について、更に詳しく説明する。この切り替え制御は、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の値を増大させる制御と、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の値を元に戻す制御である。

図８（ａ）、（ｂ）は本発明の第５の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリ充電時のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御手順の第１の形態を示すものである。（ａ）はリチウムイオンバッテリ充電時のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御手順を示すフローチャートであり、（ｂ）は（ａ）の制御におけるリチウムイオンバッテリの電圧値とＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の推移を示すタイムチャートである。

ステップ８０１ではリチウムイオンバッテリの充電が開始されたか否かが判定される。リチウムイオンバッテリの充電が開始された場合はステップ８０２に進み、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧最大値Ｖ３に切り替えられる。リチウムイオンバッテリの充電が開始されていない場合、或いは充電が既に実行されている時はステップ８０１からステップ８０３に進み、リチウムイオンバッテリが充電中か否かが判定される。そして、充電中でない場合はこのままこのルーチンを終了し、充電中である場合はステップ８０４に進む。

ステップ８０４ではリチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶの値が読み込まれ、ステップ８０５ではリチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶの値と通常の目標電圧Ｖ４との比較が行われ、通常の目標電圧Ｖ４とリチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶとの差が所定電圧値Ｖ６より小さくなったか否かが判定される。ステップ８０５の判定が（Ｖ４−ＬｉＶ）＞Ｖ６の場合はこのままこのルーチンを終了するが、（Ｖ４−ＬｉＶ）≦Ｖ６の場合は、ステップ８０６に進んでＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が、出力電圧最大値Ｖ３から通常の出力電圧値Ｖ４に切り替えられてこのルーチンを終了する。

図８（ａ）のステップ８０１からステップ８０２に進む手順が図８（ｂ）の時刻ｔ０に対応しており、図８（ａ）のステップ８０４からステップ８０５に進み、ステップ８０５でＮＯとなる手順が時刻ｔ０から時刻ｔ１の波形に対応しており、図８（ａ）のステップ８０５からステップ８０６に進む手順が図８（ｂ）の時刻ｔ１に対応している。

図９（ａ）〜（ｃ）は本発明の第６の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリ充電時のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御手順の第２の形態を示すものである。（ａ）はリチウムイオンバッテリ充電時の鉛バッテリの電圧状態に応じたＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御手順を示すフローチャートであり、（ｂ）は（ａ）の制御における鉛バッテリの電圧値が高い時のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の推移を示すタイムチャートであり、（ｃ）は（ａ）の制御における鉛バッテリの電圧値が低い時のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の推移を示すタイムチャートである。

なお、リチウムイオンバッテリ充電時のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御手順の第２の形態において、第１の形態と同じ手順には同じ符号を付して説明する。

ステップ８０１ではリチウムイオンバッテリの充電が開始されたか否かが判定される。リチウムイオンバッテリの充電が開始された場合はステップ８０２に進み、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧最大値Ｖ３に切り替えられる。そして、ステップ９０１においてこの時の鉛バッテリの電圧値ＰｂＶを、リチウムイオンバッテリ充電開始時の鉛バッテリの電圧値ＰｂＶＢとして記憶し、このルーチンを終了する。

一方、リチウムイオンバッテリの充電が開始されていない場合、或いは充電が既に実行されている時はステップ８０１からステップ８０３に進み、リチウムイオンバッテリが充電中か否かが判定される。そして、充電中でない場合はこのままこのルーチンを終了し、充電中である場合はステップ９０２に進む。

ステップ９０２では鉛バッテリの実電圧ＰｂＶの値が読み込まれ、読み込まれた値が現在の鉛バッテリの実電圧ＰｂＶＣとして記憶される。次のステップ９０３では、リチウムイオンバッテリ充電開始時の鉛バッテリの電圧値ＰｂＶＢと現在の鉛バッテリの実電圧ＰｂＶＣとの比較が行われ、リチウムイオンバッテリ充電開始時の鉛バッテリの電圧値ＰｂＶＢと現在の鉛バッテリの実電圧ＰｂＶＣとの差が所定電圧値Ｖ７より大きくなったか否かが判定される。

ステップ９０３の判定が（ＰｂＶＢ−ＰｂＶＣ）≧Ｖ７の場合は、ステップ８０６に進んでＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が、出力電圧最大値Ｖ３から通常の出力電圧値Ｖ４に切り替えられてこのルーチンを終了する。一方、ステップ９０３の判定が（ＰｂＶＢ−ＰｂＶＣ）＜Ｖ７の場合は、ステップ９０４に進んで現在の鉛バッテリの実電圧ＰｂＶＣが鉛バッテリの制御許可電圧Ｖ１以下か否かが判定される。ステップ９０４の判定がＰｂＶＣ≦Ｖ１の場合は、ステップ８０６に進んでＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が、出力電圧最大値Ｖ３から通常の出力電圧値Ｖ４に切り替えられてこのルーチンを終了する。一方、ステップ９０４の判定がＰｂＶＣ＞Ｖ１の場合はこのままこのルーチンを終了する。

図９（ａ）のステップ８０１からステップ８０２に進む手順が図９（ｂ）、(ｃ)の時刻ｔ０に対応している。一方、図９（ａ）のステップ９０３からステップ８０６に進む手順が図９（ｂ）の時刻ｔ１に対応しているが、一方、図９（ａ）のステップ９０３からステップ９０４に進んだ後にステップ８０６に進む手順は図９（ｃ）の時刻ｔ１に対応している。

図９（ｂ）に示すように、鉛バッテリの電圧値が高い時は、鉛バッテリの電圧値が所定電圧値Ｖ７だけ低下した時点でＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を通常の出力電圧値Ｖ４に切り替えれば良い。ところが、図９（ｃ）に示すように、鉛バッテリの電圧値が低い時は、鉛バッテリの電圧値が所定電圧値Ｖ７だけ低下する前に、鉛バッテリの電圧値が制御許可電圧Ｖ１より低くなってしまう。従って、この場合は、鉛バッテリの電圧値が制御許可電圧Ｖ１より低くなった時点でＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を通常の出力電圧値Ｖ４に切り替える必要がある。

図１０（ａ）、（ｂ）は本発明の第７の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリ充電時のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御手順の第３の形態を示すものである。（ａ）はリチウムイオンバッテリ充電時の鉛バッテリの放電電流の積算値に応じたＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御手順を示すフローチャートであり、（ｂ）は（ａ）の制御における鉛バッテリからの放電電流の積算値の推移を示すタイムチャートである。

なお、リチウムイオンバッテリ充電時のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御手順の第３の形態において、第１の形態と同じ手順には同じ符号を付して説明する。

ステップ８０１ではリチウムイオンバッテリの充電が開始されたか否かが判定される。リチウムイオンバッテリの充電が開始された場合はステップ８０２に進み、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が、出力電圧最大値Ｖ３に切り替えられてこのルーチンを終了する。

一方、リチウムイオンバッテリの充電が開始されていない場合、或いは充電が既に実行されている場合はステップ８０１からステップ８０３に進み、リチウムイオンバッテリが充電中か否かが判定される。そして、充電中でない場合はステップ１００３で鉛バッテリの放電電流の積算値ΣＰｂＡがクリアされてこのルーチンを終了し、充電中である場合はステップ１００１に進む。

ステップ１００１では鉛バッテリの放電電流の積算値ΣＰｂＡが計算される。鉛バッテリの放電電流の積算値ΣＰｂＡは、リチウムイオンバッテリが充電開始されてから、どれだけの電力を鉛バッテリが放電したかを示す値である。次のステップ１００２では、鉛バッテリの放電電流の積算値ΣＰｂＡが、所定のしきい値Ｉ２以上になったか否かが判定される。

ステップ１００２の判定がΣＰｂＡ≧Ｉ２の場合は、ステップ８０６に進んでＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が、出力電圧最大値Ｖ３から通常の出力電圧値Ｖ４に切り替えられてこのルーチンを終了する。一方、ステップ１００２の判定がΣＰｂＡ＜Ｉ２の場合はこのルーチンを終了する。

図１０（ａ）のステップ８０１からステップ８０２に進む手順が図１０（ｂ）の時刻ｔ０に対応している。一方、図１０（ａ）のステップ１００２からステップ８０６に進む手順が図１０（ｂ）の時刻ｔ１に対応している。この実施例では、リチウムイオンバッテリの充電時に、鉛バッテリからの放電量が大きくなった場合には、リチウムイオンバッテリの充電を抑えて、鉛バッテリからの放電を抑えることにより、鉛バッテリの劣化を防止している。

図１１は本発明の第８の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリ充電時のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御手順の第４の形態を示すものである。この実施例は前述の第６の実施例と第７の実施例を組み合わせた実施例であり、リチウムイオンバッテリの充電が時刻ｔ０で開始された後に、鉛バッテリの実電圧ＰｂＶの電圧降下がＶ７以上で且つ鉛バッテリの放電電流の積算値ΣＰｂＡがＩ２以上にならない限り、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧最大値Ｖ３を通常の出力電圧値Ｖ４に切り替えないようにしたものである。

図１１に示す第８の実施例では、リチウムイオンバッテリの充電が時刻ｔ０で開始された後に、時刻ｔ１で鉛バッテリの放電電流の積算値ΣＰｂＡがＩ２以上になり、その後の時刻ｔ２で鉛バッテリの実電圧ＰｂＶの電圧降下がＶ７以上になって、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧最大値Ｖ３を通常の出力電圧値Ｖ４に切り替えられているが、時刻ｔ１で先に鉛バッテリの実電圧ＰｂＶの電圧降下がＶ７以上になった場合は、その後の時刻ｔ２で鉛バッテリの放電電流の積算値ΣＰｂＡがＩ２以上にならないと、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧最大値Ｖ３が通常の出力電圧値Ｖ４に切り替わらない。

第８の実施例の制御手順を示すフローチャートは、第６の実施例で説明したフローチャートと、第７の実施例で説明したフローチャートを組み合わせれば良いので、第８の実施例ではその図示及び説明を省略する。

図１２は本発明の第９の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリ充電時のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御手順に、ＤＣ／ＤＣコンバータに内蔵された電流リミッタの電流制限値の制御を組み合わせたものである。第９の実施例では、制御手順を示すフローチャートのみを示す。第９の実施例は、リチウムイオンバッテリ充電時にＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が出力電圧最大値Ｖ３から通常の出力電圧値Ｖ４に引き下げられた場合は、同時にＤＣ／ＤＣコンバータに内蔵された電流リミッタの電流制限値を１５（Ａ）に設定するものである。電流制限値は１つの値だけが設定されているものとする。

ステップ１２０１では、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を読み込んで記憶され、ステップ１２０２において前回のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が出力電圧最大値Ｖ３であったか否かが判定される。前回のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が出力電圧最大値Ｖ３でない場合はこのままこのルーチンを終了し、前回のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が出力電圧最大値Ｖ３であった場合はステップ１２０３に進む。

ステップ１２０３では、今回のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が通常の出力電圧値Ｖ４であるか否かが判定され、今回のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が通常の出力電圧値Ｖ４でない場合はこのままこのルーチンを終了する。一方、ステップ１２０３の判定で今回のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が通常の出力電圧値Ｖ４であると判定された場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が出力電圧最大値Ｖ３から通常の出力電圧値Ｖ４に引き下げられたと判定してステップ１２０４に進む。ステップ１２０４ではＤＣ／ＤＣコンバータに内蔵された電流リミッタの電流制限値が１５（Ａ）に設定されてこのルーチンを終了する。

図１３と図１４は本発明の第１０の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリ充電時の、ＤＣ／ＤＣコンバータ出力電圧の制御手順の第５の形態を示すものである。図１３は、リチウムイオンバッテリ充電時の鉛バッテリの放電電流の積算値に応じたＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御手順を示すフローチャートであり、図１４は図１３の制御における鉛バッテリからの放電電流の積算値、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧、及びリチウムイオンバッテリの電圧値の推移を示すタイムチャートである。

なお、リチウムイオンバッテリ充電時のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御手順の第５の形態において、第３の形態と同じ手順には同じ符号を付して説明する。

ステップ８０１ではリチウムイオンバッテリの充電が開始されたか否かが判定される。リチウムイオンバッテリの充電が開始された場合はステップ８０２に進み、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が出力電圧最大値Ｖ３に切り替えられてこのルーチンを終了する。

一方、リチウムイオンバッテリの充電が開始されていない場合、或いは充電が既に実行されている時はステップ８０１からステップ８０３に進み、リチウムイオンバッテリが充電中か否かが判定される。そして、充電中でない場合はステップ１００３で鉛バッテリの放電電流の積算値ΣＰｂＡがクリアされてこのルーチンを終了し、充電中である場合はステップ１００１に進む。

ステップ１００１では鉛バッテリの放電電流の積算値ΣＰｂＡが計算される。次のステップ１００２では、鉛バッテリの放電電流の積算値ΣＰｂＡが、所定のしきい値Ｉ２以上になったか否かが判定される。ステップ１００２の判定がΣＰｂＡ≧Ｉ２の場合は、ステップ８０６に進んでＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が、出力電圧最大値Ｖ３から通常の出力電圧値Ｖ４に切り替えられてステップ１３０１に進む。一方、ステップ１００２の判定がΣＰｂＡ＜Ｉ２の場合はステップ１３０１に進む。

ステップ１３０１は、リチウムイオンバッテリの充電が完了したか否かを判定するものであり、リチウムイオンバッテリ電圧ＬｉＶが通常の目標電圧Ｖ４になったかが判定される。そして、ＬｉＶ＝Ｖ４の場合はステップ８０６に進み、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が、出力電圧最大値Ｖ３から通常の出力電圧値Ｖ４に切り替えられるが、そうでない場合はこのルーチンを終了する。

ステップ８０６でＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が、出力電圧最大値Ｖ３から通常の出力電圧値Ｖ４に切り替えられると、リチウムイオンバッテリへの充電電流が減少し、減少した電流値は鉛バッテリの充電に充てることができる。そこで、この実施例ではステップ１３０２において鉛バッテリの充電が行われ、ステップ１３０３において鉛バッテリへの充電電流の積算値ΣＰｂＣが計算される。

そして、ステップ１３０４において、鉛バッテリへの充電電流の積算値ΣＰｂＣが鉛バッテリからの放電電流ＰｂＡの積算値であるＩ２に達したか否かが判定される。鉛バッテリへの充電電流の積算値ΣＰｂＣがＩ２に達していない場合はステップ１３０５に進み、ＤＣ／ＤＣコンバータの通常の出力電圧値Ｖ４を出力電圧最大値Ｖ３に切り替える切り替え要求があったか否かが判定される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータの通常の出力電圧値Ｖ４を出力電圧最大値Ｖ３に切り替える切り替え要求がない場合はこのままこのルーチンを終了し、ＤＣ／ＤＣコンバータの通常の出力電圧値Ｖ４を出力電圧最大値Ｖ３に切り替える切り替え要求があった場合も、ステップ１３０６においてこの切り替えを不許可としてこのルーチンを終了する。すなわち、この実施例では、鉛バッテリへの充電電流の積算値ΣＰｂＣがＩ２に達していない場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータの通常の出力電圧値Ｖ４から出力電圧最大値Ｖ３への切り替えが許可されない。

一方、ステップ１３０４において、鉛バッテリへの充電電流の積算値ΣＰｂＣがＩ２に達したと判定された場合はステップ１３０７に進み、鉛バッテリの充電が終了される。この場合は、ステップ１３０８において、ＤＣ／ＤＣコンバータの通常の出力電圧値Ｖ４を出力電圧最大値Ｖ３に切り替える切り替え要求があったか否かが判定され、ＤＣ／ＤＣコンバータの通常の出力電圧値Ｖ４を出力電圧最大値Ｖ３に切り替える切り替え要求がない場合はこのままこのルーチンを終了し、ＤＣ／ＤＣコンバータの通常の出力電圧値Ｖ４を出力電圧最大値Ｖ３に切り替える切り替え要求があった場合は、ステップ１３０９においてこの切り替えを許可としてこのルーチンを終了する。すなわち、この実施例では、鉛バッテリへの充電電流の積算値ΣＰｂＣがＩ２に達した場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータの通常の出力電圧値Ｖ４から出力電圧最大値Ｖ３への切り替えが許可される。

図１３のステップ８０１からステップ８０２に進む手順が図１４の時刻ｔ０に対応している。また、図１３のステップ１００２からステップ８０６に進む手順が図１４の時刻ｔ１に対応している。更に、図１３のステップ１３０４からステップ１３０９に進む手順が図１４の時刻ｔ２に対応している。そして、図１３のステップ１３０１からステップ８０６に進む手順が図１４の時刻ｔ３に対応している。時刻ｔ３においてリチウムイオンバッテリの充電が完了すると、鉛バッテリは急速に充電され、時刻ｔ４において鉛バッテリの充電が完了する。

以上説明した第５から第１０の実施例では、リチウムイオンバッテリが目標充電電圧値に対してある程度充電されたタイミングにてＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を切り替え、リチウムイオンバッテリの実電圧を目標電圧に収束させる制御を実行することにより、リチウムイオンバッテリの早期充電を行うだけでなく、リチウムイオンバッテリの実電圧を目標電圧まで確実に収束させることが可能になる。そして、リチウムイオンバッテリの電圧値のみで充電制御の実行可否を決定するのではなく、鉛バッテリの状態もモニタし、鉛バッテリからの放電があり、著しい電圧の低下が鉛バッテリ側に生じた場合には、リチウムイオンバッテリ側の本発明による充電制御を中止し、通常のリチウムイオンバッテリの充電制御を実施するので、鉛バッテリの劣化も防止することができる。

また、リチウムイオンバッテリの充電制御中に鉛バッテリの著しい電圧低下はないが、鉛バッテリの電圧値が制御許可電圧Ｖ１まで低下した場合には、本発明の充電制御を中止し、通常のリチウムイオンバッテリの充電制御を実施するので、鉛バッテリ電圧がエコラン禁止領域まで低下することを防止できる。更に、鉛バッテリからの放電電流をモニタし、本発明の充電制御から通常のリチウムイオンバッテリの充電制御に移行した後に、本発明の充電制御実行中に鉛バッテリから放電した電力分を鉛バッテリに充電することができた場合には、再度通常の充電制御から本発明の充電制御復帰させることにより、リチウムイオンバッテリの早期充電に貢献することができる。

図１５は本発明の第１１の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリの充電制御における補正処理を説明するタイムチャートである。図１５には、リチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶの推移、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の推移、リチウムイオンバッテリの目標充電電圧値ＴｉＬＶの通常の出力電圧値Ｖ４とリチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶとの偏差項（破線）の推移とこれに補正係数Ｋ１を乗算した値(実線)の推移、補正係数Ｋ１の推移、偏差の積分項の推移、補正係数Ｋ２の推移、及び補正処理カット信号の推移を示している。

時刻ｔ０においてリチウムイオンバッテリの充電が開始されると、リチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶは次第に増大する。時刻ｔ１でリチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶと通常の目標電圧Ｖ４との差電圧がＶ６となるので、リチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶを目標電圧に収束させるための制御に移行する。この制御は、リチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶをある程度の電圧までは急速に充電し、目標電圧近傍まで充電された場合には、新たな充電制御に移行するものである。

よって、時刻ｔ１では、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力が通常の目標電圧Ｖ４に切り替えられ、偏差項、積分項が使用されてＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧補正処理が開始される。時刻ｔ１において補正係数Ｋ１の値と、補正係数Ｋ２の値が共に所定の設定値、例えば０．０４になる。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧は時刻ｔ２まで微増する。補正係数Ｋ１は偏差項に乗算される係数であり、補正係数Ｋ２は積分項に乗算される係数である。補正係数Ｋ１が乗算された偏差項と、補正係数Ｋ２が乗算された積分項は、リチウムイオンバッテリの実電圧に加算される。

ここで、時刻ｔ２から時刻ｔ３まで車両が加速した状態を考える。車両の加速状態ではリチウムイオンバッテリへの充電がカットされる。このような場合は、本発明では補正処理カット信号がオンになり、補正処理は実行されない。また、次の補正処理に備えて偏差項と積分項がクリアされる。

時刻ｔ３で補正処理カット信号がオフされると、補正処理が再開され、補正係数Ｋ１の値と補正係数Ｋ２の値が共に所定の設定値、例えば０．０４になる。この結果、リチウムイオンバッテリへの充電が再開され、リチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶが微増する。そして、時刻ｔ４においてリチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶと目標電圧Ｖ４との差電圧がＶ８以下となった場合は、補正係数Ｋ１の値が切り替えられて増大され、その値が他の補正値、例えば０．０８になる。これは、ここで偏差項を大きくしないと目標電圧Ｖ４まで収束する時間が長くなるからであり、偏差項が微小となった場合でも、リチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶをリチウムイオンバッテリの目標電圧Ｖ４に収束させるためである。時刻ｔ４において偏差係数を切り替えず、時刻ｔ５で積分項をクリアしなかった場合のリチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶの推移を破線で示す。この場合は時刻ｔ６以降の或る時刻で、リチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶがリチウムイオンバッテリの目標電圧Ｖ４に対してオーバシュートしてしまう。

この後、時刻ｔ５においてリチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶと目標電圧Ｖ４との差電圧がＶ９以下となった場合は、積分項がクリアされ、偏差項のみで補正処理が実施される。本発明の充電制御が長時間実施された場合、積分項が大きくなり、その結果、補正後のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が最大出力値近傍まで補正され、リチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶが目標電圧Ｖ４より高くなるオーバシュートが発生してしまうことになる。このオーバシュートの発生防止のため、リチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶが目標電圧Ｖ４の近傍［（Ｖ４−Ｖ９）以上］まで収束した場合には、積分項がクリアされ、リチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶの目標電圧Ｖ４への収束制御が偏差項のみで行われる。

以上のような制御により、リチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶがある程度の電圧まで充電されたタイミングにて、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧制御の補正処理が実行され、リチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶと通常の目標電圧Ｖ４との偏差により、偏差項、積分項を操作することにより、精度良くリチウムイオンバッテリの早期充電、及びリチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶの通常の目標電圧Ｖ４への収束が確実に行える。また、偏差項が微小になった場合でも、リチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶをリチウムイオンバッテリの通常の目標電圧Ｖ４に収束させることが可能である。

更に、リチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶが、リチウムイオンバッテリの通常の目標電圧Ｖ４の近傍まで収束した場合には積分項をクリアし、偏差値のみで補正処理することにより、リチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶがリチウムイオンバッテリの通常の目標電圧Ｖ４をオーバシュートする可能性が低くなる。

図１６は本発明の第１２の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリの充電制御における電流リミッタ解除制御の処理を説明するフローチャートである。第１２の実施例のポイントは、以下の通りである。
（１）リチウムイオンバッテリの電圧が低く、鉛バッテリの電圧が高い場合のみ、リチウムイオンバッテリの早期充電制御を実施する。
（２）鉛バッテリの充電優先順位をリチウムイオンバッテリよりも高くし、鉛バッテリの電圧が低い場合にはリチウムイオンバッテリの早期充電制御を実施しない。
（３）リチウムイオンバッテリの充電中に、ＤＣ／ＤＣコンバータ内部に流れ込む電流が通常のリミッタ値である１５（Ａ）を上回った時間が所定時間を越えた場合に、リミッタを解除してリミッタ値を５０（Ａ）まで引き上げる。

このように、最初からリミッタを解除しない理由として、電流リミッタを解除するためには、図１で説明したエコランＥＣＵ１０からＤＣ／ＤＣコンバータ３に対して電流を流し出さなくてはならず、即ち、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の端子ＤＤＲＥにハイレベルの出力を入力しなければならず、無駄な電力を消費するからである。このため、第１２の実施例では、リミッタを解除しなければならない事象を的確に捉えてリミッタを解除することにより、消費電力の低減、及びリチウムイオンバッテリの早期充電を図っている。この手順の一実施例について、図１６を用いて説明する。

ステップ１６０１ではリチウムイオンバッテリの電圧ＬｉＶ、鉛バッテリの電圧ＰｂＶ、及び車両の走行状態を取得する。次のステップ１６０２〜ステップ１６０４は車両の運転状態を判定するものであり、まず、ステップ１６０２で車両がアイドル状態か否かが判定される。車両がアイドル状態の時はステップ１６０５に進み、そうでない時はステップ１６０３で車両が定常走行状態か否が判定される。車両が定常走行状態の時はステップ１６０５に進み、そうでない時はステップ１６０４で車両が減速走行状態か否かが判定される。車両が減速走行状態の時はステップ１６０５に進み、そうでない時はステップ１６１８に進む。

車両がアイドル状態、定常走行状態、或いは減速走行状態の何れかの場合に進むステップ１６０５では、リチウムイオンバッテリが充電中か否かが判定される。このときは、図１のＤＥＣ／ＤＣコンバータの端子ＤＤＤＲに、電流をリチウムイオンバッテリ側に流すための信号が入力されている。リチウムイオンバッテリが充電中の場合はステップ１６０６に進み、リチウムイオンバッテリの電圧値ＬｉＶがＶ０以下であるか否かが判定され、ＬｉＶ≦Ｖ０の場合はステップ１６０７に進む。ステップ１６０７では、鉛バッテリの電圧値ＰｂＶがＶ１以上あるか否かが判定される。

ステップ１６０５からステップ１６０７の判定が全てＹＥＳの場合はステップ１６０８に進み、図１に示したセンサ２Ａからのリチウムイオンバッテリへの充電電流ＬｉＡの値が読み込まれる。一方、ステップ１６０５からステップ１６０７の判定の何れかでＮＯとなった場合はステップ１６１８に進む。ステップ１６０８でリチウムイオンバッテリへの充電電流ＬｉＡの値が読み込まれると、続くステップ１６０９において、読み込んだリチウムイオンバッテリへの充電電流ＬｉＡの値が基準電流値Ｉ０以上か否かが判定される。ＬｉＡ≧Ｉ０の場合はステップ１６１０に進み、ＬｉＡ＜Ｉ０の場合はステップ１６１４に進む。

ステップ１６１０では、リチウムイオンバッテリへの充電電流ＬｉＡの値が基準電流値Ｉ０以上である時間をカウントするカウンタＴＡの値がカウントアップされ、ステップ１６１１では、リチウムイオンバッテリへの充電電流ＬｉＡの値が基準電流値Ｉ０未満である時間をカウントするカウンタＴＢの値がカウンタクリアされる。そして、次のステップ１６１２では、リチウムイオンバッテリへの充電電流ＬｉＡの値が基準電流値Ｉ０以上である時間が所定時間Ｔ０以上になったか否かが判定され、ＴＡ＜Ｔ０の場合はこのルーチンを終了するが、ＴＡ≧Ｔ０の場合はステップ１６１３に進む。ステップ１６１３ではＤＣ／ＤＣコンバータの電流リミッタの通常の電流制限値である１５（Ａ）が解除されてこのルーチンを終了し、リチウムイオンバッテリへの充電制御が行われる。この結果、図１で説明したＤＣ／ＤＣコンバータに内蔵されたリミッタの電流制限値が、通常の電流制限値１５（Ａ）から電流制限値５０（Ａ）に引き上げられて充電制御が実施される。

一方、ＬｉＡ＜Ｉ０の場合に進むステップ１６１４では、カウンタＴＡの値がカウンタクリアされ、ステップ１６１５ではカウンタＴＢの値がカウントアップされる。そして、次のステップ１６１６では、リチウムイオンバッテリへの充電電流ＬｉＡの値が基準電流値Ｉ０未満である時間ＴＢが所定時間Ｔ１以上になったか否かが判定され、ＴＢ＜Ｔ１の場合はこのルーチンを終了するが、ＴＢ≧Ｔ１の場合はステップ１６１７に進む。ステップ１６１７ではＤＣ／ＤＣコンバータの電流リミッタが、通常の電流制限値である１５（Ａ）が戻されてリチウムイオンバッテリへの充電制御が行われる。

また、ステップ１６０４、ステップ１６０５かステップ１６０７の何れかのステップからステップ１６１８に進んだ場合は、ステップ１６１７と同様に、ＤＣ／ＤＣコンバータの電流リミッタが、通常の電流制限値である１５（Ａ）が戻されてリチウムイオンバッテリへの充電制御が行われる。この場合はステップ１６１９でカウンタＴＡとカウンタＴＢのカウンタクリアが行われてこのルーチンを終了する。以上のような制御により、車両の色々な運転状態において、リチウムイオンバッテリの電圧が低く、鉛バッテリの電圧が高い場合には、リチウムイオンバッテリの早期充電制御が実施される。

図１７は本発明の第１３の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリの充電制御におけるＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧切替処理を説明するフローチャートである。第１３の実施例のポイントは、以下の通りである。
（１）リチウムイオンバッテリの電圧が低く、鉛バッテリの電圧が高い場合のみ、リチウムイオンバッテリの早期充電制御を実施する。
（２）鉛バッテリの充電優先順位をリチウムイオンバッテリよりも高くし、鉛バッテリの電圧が低い場合にはリチウムイオンバッテリの早期充電制御を実施しない。
（３）リチウムイオンバッテリの充電中に、鉛バッテリの過放電がない、またはリチウムイオンバッテリの電圧が目標充電電圧に達していない場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を最大値Ｖ４（１６（Ｖ））にし、鉛バッテリの過放電が検出された場合や、リチウムイオンバッテリの電圧が目標充電電圧に達した場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を元の電圧Ｖ３（１５．４（Ｖ））に戻してやる。この手順の一実施例について、図１７を用いて説明する。なお、図１６で説明した第１２の実施例と同じ制御手順には同じ符合を付して説明する。

ステップ１７０１ではリチウムイオンバッテリの電圧ＬｉＶ、鉛バッテリの電圧ＰｂＶ、鉛バッテリの放電電流ＰｂＡ、及び車両の走行状態を取得する。次のステップ１６０２〜ステップ１６０４は車両の運転状態を判定するものであり、第１２の実施例と同じ処理である。ステップ１６０２〜ステップ１６０４では、車両がアイドル状態、定常走行状態、或いは減速走行状態の何れかの場合にはステップ１７０２に進み、そうでない時はステップ１７１０に進む。

車両がアイドル状態、定常走行状態、或いは減速走行状態の何れかの場合に進むステップ１７０２では、初期値が０となっている判定フラグＶSETが１か否かが判定される。初めてステップ１７０３に進んで来た時には判定フラグＶSETの値は０であるからステップ１７０３に進む。

ステップ１７０３では、現在の鉛バッテリの電圧値ＰｂＶがリチウムイオンバッテリの充電開始時の電圧値ＰｂＶＢとして記憶され、次いで、鉛バッテリからの放電電流の積算値ΣＰｂＡがクリアされ、前述の判定フラグＶSETの値が１にされる。ここで、判定フラグＶSETの値が１にセットされるので、次回ステップ１７０２に進んで来た時には、ステップ１７０２の判定がＹＥＳとなるのでステップ１７０３はスキップされる。続くステップ１７０４では、鉛バッテリからの放電電流の積算値ΣＰｂＡが計算される。

続くステップ１７０５からステップ１７０７は、リチウムイオンバッテリの充電目標電圧をＶ４とＶ３の間で切り替える制御を示すものである。ここで、Ｖ４は通常の目標電圧（出力電圧）であり、Ｖ３は最大の目標電圧（最大出力電圧）である。ステップ１７０５ではリチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶの値と通常の目標電圧Ｖ４との比較が行われ、通常の目標電圧Ｖ４とリチウムイオンバッテリの実電圧ＬｉＶとの差が所定電圧値Ｖ６より小さくなったか否かが判定される。ステップ８０５の判定が（Ｖ４−ＬｉＶ）＞Ｖ６の場合はステップ１７０６に進むが、（Ｖ４−ＬｉＶ）≦Ｖ６の場合は、ステップ１７０８に進んでＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が、出力電圧最大値Ｖ３から通常の出力電圧値Ｖ４に切り替えられてこのルーチンを終了する。

ステップ１７０６では、鉛バッテリの放電電流の積算値ΣＰｂＡが所定のしきい値Ｉ２以上になったか否かが判定される。鉛バッテリの放電電流の積算値ΣＰｂＡは、リチウムイオンバッテリが充電開始されてから、どれだけの電力を鉛バッテリが放電したかを示す値であり、ステップ１７０４で計算された値である。ステップ１７０６の判定がΣＰｂＡ≧Ｉ２の場合は、ステップ１７０８に進んでＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が、出力電圧最大値Ｖ３から通常の出力電圧値Ｖ４に切り替えられてこのルーチンを終了する。一方、ステップ１７０６の判定がΣＰｂＡ＜Ｉ２の場合はステップ１７０７に進む。

次のステップ１７０７では、リチウムイオンバッテリ充電開始時の鉛バッテリの電圧値ＰｂＶＢと現在の鉛バッテリの実電圧ＰｂＶとの比較が行われ、リチウムイオンバッテリ充電開始時の鉛バッテリの電圧値ＰｂＶＢと現在の鉛バッテリの実電圧ＰｂＶとの差が所定電圧値Ｖ７より大きくなったか否かが判定される。ステップ１７０７の判定が（ＰｂＶＢ−ＰｂＶ）≧Ｖ７の場合は、ステップ１７０９に進んでＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が、出力電圧最大値Ｖ３から通常の出力電圧値Ｖ４に切り替えられてこのルーチンを終了する。一方、ステップ１７０７の判定が（ＰｂＶＢ−ＰｂＶ）＜Ｖ７の場合は、ステップ１７０８に進んで、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が、出力電圧最大値Ｖ３から通常の出力電圧値Ｖ４に切り替えられてこのルーチンを終了する。

また、ステップ１６０４、ステップ１６０５かステップ１６０７の何れかのステップからステップ１７１０に進んだ場合は、リチウムイオンバッテリの充電開始時の鉛バッテリの電圧値ＰｂＶ、鉛バッテリの放電電流の積算値ΣＰｂＡ、及び判定フラグＶSETが全てクリアされてこのルーチンを終了する。以上のような制御により、車両の色々な運転状態において、リチウムイオンバッテリの電圧が低く、鉛バッテリの電圧が高い場合には、リチウムイオンバッテリの充電中に、鉛バッテリの過放電がない、またはリチウムイオンバッテリの電圧が目標充電電圧に達していない場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が最大値Ｖ４（１６（Ｖ））にされ、鉛バッテリの過放電が検出された場合や、リチウムイオンバッテリの電圧が目標充電電圧に達した場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が元の電圧Ｖ３（１５．４（Ｖ））に戻され、リチウムイオンバッテリの早期充電制御が実施される。

なお、前述の実施例では、車両に搭載する２つのバッテリとして、鉛バッテリとリチウムイオンバッテリを用いているが、バッテリの種類はこの２種類に限定されるものではなく、リチウムイオンバッテリの代わりにニッケル水素バッテリを用いても良く、鉛バッテリを２つ用いても良い。更に、前述の実施例ではエンジン自動停止始動制御装置に設けられたエコランＥＣＵ、電池ＥＣＵ、ＥＦＩ−ＥＣＵによって制御が行われる例について説明したが、本発明で説明した制御は、制御全てがエンジン制御ＥＣＵで行われる統合型ＥＣＵにも適用が可能である。

本発明を適用するエンジンと電装品である補機の構成の一実施例を示す構成図である。 （ａ）は鉛バッテリの制御許可電圧とエコラン禁止電圧を示す説明図、（ｂ）はリチウムイオンバッテリにおける電圧の意味を説明する説明図である。 （ａ）は本発明の第１の実施例を示すものであり、ＤＣ／ＤＣコンバータの電流制限制御の一実施例の手順を示すフローチャート、（ｂ）は（ａ）の制御手順によるＤＣ／ＤＣコンバータの電流制限値の推移を示すタイムチャートである。 （ａ）は本発明の第２の実施例を示すものであり、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧制御の一実施例の手順を示すフローチャート、（ｂ）は（ａ）の制御手順によるＤＣ／ＤＣコンバータの電流制限値の推移を示すタイムチャートである。 本発明の第３の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリの充電制御の一実施例の手順を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリへの充電電流と電流制限値の推移を示すタイムチャートである。 図６のタイムチャートに示す制御手順のフローチャートである。 本発明の第５の実施例を示すものであり、（ａ）はリチウムイオンバッテリ充電時のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御手順の第１の形態を示すフローチャート、（ｂ）は（ａ）の制御におけるリチウムイオンバッテリの電圧値とＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の推移を示すタイムチャートである。 本発明の第６の実施例を示すものであり、（ａ）はリチウムイオンバッテリ充電時のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御手順の第２の形態を示すフローチャート、（ｂ）は（ａ）の制御におけるリチウムイオンバッテリの電圧値とＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の推移を示すタイムチャートである。 本発明の第７の実施例を示すものであり、（ａ）はリチウムイオンバッテリ充電時のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御手順の第３の形態を示すフローチャート、（ｂ）は（ａ）の制御におけるリチウムイオンバッテリの電圧値とＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の推移を示すタイムチャートである。 本発明の第８の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリ充電時のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御手順の第４の実施例を示すタイムチャートである。 本発明の第９の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリ充電時のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の制御手順に、ＤＣ／ＤＣコンバータのリミッタ制御を組み合わせた手順を示すフローチャートである。 本発明の第１０の実施例を示すものであり、鉛バッテリ放電時のＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧制御の一実施例を示すフローチャートである。 本発明の第１０の実施例を示すものであり、図１４の制御手順における鉛バッテリの放電電流の積算値、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧、及びリチウムイオンバッテリの電圧値の推移を示すタイムチャートである。 本発明の第１１の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリの充電制御における補正処理を説明するタイムチャートである。 本発明の第１２の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリの充電制御における電流リミッタ解除制御の処理を説明するフローチャートである。 本発明の第１３の実施例を示すものであり、リチウムイオンバッテリの充電制御におけるＤＣ−ＤＣコンバータの出力電圧切替処理を説明するフローチャートである。

符号の説明

１ 鉛バッテリ
２ リチウムイオンチバッテリ
３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
４ 補機（電気負荷）
５ オルタネータ
６ エンジン
７ スタータ
１０ エコランＥＣＵ
１１ 電池ＥＣＵ

Claims (21)

1. エンジンの通常運転時に電気負荷に電力を供給する第１のバッテリと、エコラン時に前記電気負荷に電力を供給する第２のバッテリとを備える車両のエンジン制御装置であって、所定のエコラン用エンジン停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させるエコラン用エンジン停止手段と、所定のエンジン始動条件が成立すると前記エンジンを始動させる自動エンジン始動手段と、前記第２のバッテリの電圧と前記第１のバッテリの電圧との間の電圧差を調整する電圧調整装置とを備え、更に、
   前記第２のバッテリの充電時に、前記電圧調整装置から前記第２のバッテリに流入する電流値を検出する電流検出手段と、
   前記第２のバッテリ電圧が基準値以下、且つ前記第１のバッテリ電圧が第１の基準値以上の場合に、検出した電流値に応じて前記電圧調整装置に内蔵された電流リミッタの電流制限値を変更する電流制限値変更手段とを備えることを特徴とするエンジン制御装置。
2. エンジンの通常運転時に電気負荷に電力を供給する第１のバッテリと、エコラン時に前記電気負荷に電力を供給する第２のバッテリとを備える車両のエンジン制御装置であって、所定のエコラン用エンジン停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させるエコラン用エンジン停止手段と、所定のエンジン始動条件が成立すると前記エンジンを始動させる自動エンジン始動手段と、前記第２のバッテリの電圧と前記第１のバッテリの電圧との間の電圧差を調整する電圧調整装置とを備え、更に、
   前記第１と第２のバッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記第２のバッテリ電圧が基準値以下、且つ前記第１のバッテリ電圧が第１の基準値以上の場合の、前記第２のバッテリの充電時に、前記第２のバッテリの目標充電電圧値を、前記第２のバッテリの通常の目標電圧最大値から、前記電圧調整装置の出力電圧最大値に切り替える切替手段とを備えることを特徴とするエンジン制御装置。
3. エンジンの通常運転時に電気負荷に電力を供給する第１のバッテリと、エコラン時に前記電気負荷に電力を供給する第２のバッテリとを備える車両のエンジン制御装置であって、所定のエコラン用エンジン停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させるエコラン用エンジン停止手段と、所定のエンジン始動条件が成立すると前記エンジンを始動させる自動エンジン始動手段と、前記第２のバッテリの電圧と前記第１のバッテリの電圧との間の電圧差を調整する電圧調整装置とを備え、更に、
   前記第１と第２のバッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記第２のバッテリの充電時に、前記電圧調整装置から前記第２のバッテリに流入する電流値を検出する電流検出手段と、
   検出した電流値に応じて前記電圧調整装置に内蔵された電流リミッタの電流制限値を変更する電流制限値変更手段と、
   前記第２のバッテリ電圧が基準値以下、且つ前記第１のバッテリ電圧が第１の基準値以上の場合に、前記第２のバッテリの目標充電電圧値を、前記第２のバッテリの通常の目標電圧から、前記電圧調整装置の出力電圧最大値に切り替える切替手段とを備えることを特徴とするエンジン制御装置。
4. 請求項３に記載のエンジン制御装置において、
   前記電流制限値変更は、前記第２のバッテリに流入する電流値が、前記電圧調整装置の通常の電流制限値に等しくなる状態が所定時間以上継続した場合に、前記電圧調整装置の電流リミッタの電流制限値を引き上げることを特徴とするエンジン制御装置。
5. 請求項４に記載のエンジン制御装置において、
   前記電流制限値変更は、前記第２のバッテリに流入する電流値が、通常の前記電圧調整装置の電流制限値未満となる状態が所定時間以上継続した場合に、前記電圧調整装置の電流リミッタの電流制限値を、前記電圧調整装置の通常の電流制限値まで引き下げることを特徴とするエンジン制御装置。
6. 請求項３から５の何れか１項に記載のエンジン制御装置において、
   前記第２のバッテリの充電時が、前記エンジンのアイドル運転時であることを特徴とするエンジン制御装置。
7. 請求項３から５の何れか１項に記載のエンジン制御装置において、
   前記第２のバッテリの充電時が、前記エンジンの通常運転時であることを特徴とするエンジン制御装置。
8. 請求項３から７の何れか１項に記載のエンジン制御装置において、
   前記第２のバッテリの充電時に、前記第２のバッテリの実電圧値が、前記第２のバッテリの目標充電電圧よりも低い第５の基準値まで充電された場合に、前記電圧調整装置は、その電流制限値を、通常の電流制限値に戻すことを特徴とするエンジン制御装置。
9. 請求項３から８の何れか１項に記載のエンジン制御装置において、
   前記第２のバッテリの通常の目標電圧値と、前記第２のバッテリの実電圧値との差電圧を算出する手段と、
   この差電圧がある電圧値以下となった場合は、前記第２のバッテリの目標充電電圧値を、前記電圧調整装置の出力電圧最大値から前記電圧調整装置の通常の出力電圧値に変更することを特徴とするエンジン制御装置。
10. 請求項３から９の何れか１項に記載のエンジン制御装置において、
    前記第２のバッテリの充電制御開始前の前記第１のバッテリ電圧と、充電制御中の前記第１のバッテリ電圧との差電圧を算出する手段と、
    この差電圧が第７の基準値以上となった場合には、前記第２のバッテリの目標充電電圧値を、前記電圧調整装置の出力電圧最大値から前記電圧調整装置の通常の出力電圧値に変更することを特徴とするエンジン制御装置。
11. 請求項３から９の何れか１項に記載のエンジン制御装置において、
    前記第２のバッテリの充電制御中の前記第１のバッテリの放電電流値を積算する手段と、
    その積算値があるしきい値以上になった場合は、前記第２のバッテリの目標充電電圧値を、前記電圧調整装置の出力電圧最大値から前記電圧調整装置の通常の出力電圧値に変更することを特徴とするエンジン制御装置。
12. 請求項１０又は１１に記載のエンジン制御装置において、
    前記第２のバッテリの充電制御開始前の前記第１のバッテリ電圧と、充電制御中の前記第１のバッテリ電圧との差電圧を算出する手段と、
    前記第２のバッテリの充電制御中の前記第１のバッテリの放電電流値を積算して積算値を算出する手段と、
    前記差電圧が第７の基準値以上となり、且つ前記積算値があるしきい値以上になった場合は、前記第２のバッテリの目標充電電圧値を、前記電圧調整装置の出力電圧最大値から前記電圧調整装置の通常の出力電圧値に変更することを特徴とするエンジン制御装置。
13. 請求項９から１２の何れか１項に記載のエンジン制御装置において、
    前記第１のバッテリの電圧値が所定電圧以下になった場合には、強制的に、前記第２のバッテリの目標充電電圧値を、前記電圧調整装置の出力電圧最大値から前記電圧調整装置の通常の出力電圧値に変更することを特徴とするエンジン制御装置。
14. 請求項３から１３の何れか１項に記載のエンジン制御装置において、
    前記第２のバッテリの目標充電電圧値が前記電圧調整装置の出力電圧最大値から前記電圧調整装置の通常の出力電圧値に切り替わった場合に、前記電圧調整装置は、その電流リミッタの電流制限値を、前記電圧調整装置の通常の電流制限値まで引き下げることを特徴とするエンジン制御装置。
15. 請求項９から１３の何れか１項に記載のエンジン制御装置において、
    前記第２のバッテリの目標充電電圧値が、前記電圧調整装置の出力電圧最大値から前記電圧調整装置の通常の出力電圧値に切り替わった後も、前記第２のバッテリへの充電が継続されている場合、
    前記第２のバッテリの充電時に前記第１のバッテリから放電した放電電流値又は電圧降下分を前記第１のバッテリに充電するまでは、前記第２のバッテリの目標充電電圧値を、前記電圧調整装置の通常の出力電圧値から、前記電圧調整装置の出力電圧最大値への切り替えを禁止する手段とを設けたことを特徴とするエンジンの制御装置。
16. 請求項９に記載のエンジン制御装置において、
    前記第２のバッテリの目標充電電圧値が、前記電圧調整装置の出力電圧最大値から前記電圧調整装置の通常の出力電圧値に切り替わる条件が成立したタイミングにおいて、
    前記第２のバッテリの目標充電電圧値の通常時の値と実電圧との偏差を算出する手段と、
    算出した偏差を積算する手段と、
    前記偏差の値及び前記偏差の積算値の各々に補正係数を乗算し、乗算値を前記第２のバッテリの目標充電電圧値の通常時の値に加算して目標電圧を補正する手段と、前記第２のバッテリの実電圧が前記第２のバッテリの目標充電電圧値の通常時の値に収束するように制御する手段と、を備えることを特徴とするエンジン制御装置。
17. 請求項１６に記載のエンジン制御装置において、
    前記偏差値が所定値以下であるか否かを判定する手段と、
    所定値以下である場合には前記補正係数を切り替えることを特徴とするエンジン制御装置。
18. 請求項１６又は１７に記載のエンジン制御装置において、
    前記偏差値がある閾値以下となったタイミングにおいて前記積分値をクリアし、前記偏差項のみで前記第２のバッテリの目標充電電圧値の通常時の値に収束させることを特徴とするエンジンの制御装置。
19. 請求項１６から１８の何れか１項に記載のエンジン制御装置において、
    前記第２のバッテリへの充電実施中か否かにより、前記第２のバッテリの目標充電電圧値の補正処理を実施するか否かを切り替えることを特徴とするエンジンの制御装置。
20. エンジンの通常運転時に電気負荷に電力を供給する第１のバッテリと、エコラン時に前記電気負荷に電力を供給する第２のバッテリと、所定のエコラン用エンジン停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させるエコラン用エンジン停止手段と、所定のエンジン始動条件が成立するとエンジンを始動させる自動エンジン始動手段と、第２のバッテリの電圧と第１のバッテリの電圧との間の電位差を調整する電圧調整装置とを備えるエンジンにおける制御方法であって、
    前記第１と第２のバッテリの電圧を検出するステップと、
    前記第２のバッテリの充電時に、前記電圧調整装置から前記第２のバッテリに流入する電流値を検出するステップと、
    検出した電流値に応じて前記電圧調整装置に内蔵された電流リミッタの電流制限値を変更するステップと、
    前記第２のバッテリ電圧が基準値以下、且つ前記第１のバッテリ電圧が第１の基準値以上の場合に、前記第２のバッテリの目標充電電圧値を、前記第２のバッテリの通常の目標電圧から、前記電圧調整装置の出力電圧最大値に切り替えるステップとを備えることを特徴とするエンジン制御方法。
21. エンジンの通常運転時に電気負荷に電力を供給する第１のバッテリと、エコラン時に前記電気負荷に電力を供給する第２のバッテリと、所定のエコラン用エンジン停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させるエコラン用エンジン停止手段と、所定のエンジン始動条件が成立するとエンジンを始動させる自動エンジン始動手段と、前記第２のバッテリの電圧と前記第１のバッテリの電圧との間の電圧差を調整する電圧調整装置とを備えるエンジンにおける制御システムであって、
    前記第１と第２のバッテリの電圧を検出するセンサと、
    前記第２のバッテリの充電時に、前記電圧調整装置から前記第２のバッテリに流入する電流値を検出する検出部と、
    検出した電流値に応じて前記電圧調整装置に内蔵された電流リミッタの電流制限値を変更する変更部と、
    前記第２のバッテリ電圧が基準値以下、且つ前記第１のバッテリ電圧が第１の基準値以上の場合に、前記第２のバッテリの目標充電電圧値を、前記第２のバッテリの通常の目標電圧から、前記電圧調整装置の出力電圧最大値に切り替える切替部を備えることを特徴とするエンジン制御システム。

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