JP2007237809A - 車両用電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、エンジンを始動させる始動機に始動電流をまかなう蓄電装置であるか否かにかかわらず、車載電源として併用される複数の蓄電装置の内部状態を推定する機能を備える車両用電源システムの提供を目的とする。
【解決手段】バッテリＡ及びＢと、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０と、車両のエンジン７０を始動させる始動機３とを備え、バッテリＡは始動機３に接続され、バッテリＢはＤＣ／ＤＣコンバータ３０を介して始動機３に接続される、車両用電源システムであって、始動機３に電力を供給する際のＤＣ／ＤＣコンバータ３０の電圧変換方向がバッテリＢ側から始動機３側への方向に設定されるとともに、始動機３に電力を供給する際のバッテリＡ及びＢの電力供給状態に基づいてバッテリＡ及びＢの内部状態を推定するＥＣＵ４０を備えることを特徴とする、車両用電源システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の蓄電装置を併用する車両用電源システムであって、より詳細には、複数の蓄電装置の内部状態を検知する機能を備える車両用電源システムに関する。

従来から、バッテリ残容量を推定するバッテリ残容量推定方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。このバッテリ残容量推定方法は、エンジンを始動させる始動機への放電時の電流・電圧変動に基づいて、車両に搭載されたバッテリの残容量を推定する方法である。
特開２００４−４２７９９号公報

ところで、複数のバッテリ等の蓄電装置を併用する車両用電源システムが近年登場しているが、複数の蓄電装置のうちエンジンの始動時にエンジンを始動させる始動機に始動電流をまかなわない蓄電装置については、その残容量などの内部状態を上述の従来技術のままでは推定することができない。

そこで、本発明は、エンジンを始動させる始動機に始動電流をまかなう蓄電装置であるか否かにかかわらず、車載電源として併用される複数の蓄電装置の内部状態を推定する機能を備える車両用電源システムの提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明として、
第１の蓄電装置と、
第２の蓄電装置と、
電圧変換手段と、
車両のエンジンを始動させる始動機とを備え、
前記第１の蓄電装置は前記始動機に接続され、前記第２の蓄電装置は前記電圧変換手段を介して前記始動機に接続される、車両用電源システムであって、
前記始動機に電力を供給する際の前記電圧変換手段の電圧変換方向が前記第２の蓄電装置側から前記始動機側への方向に設定されるとともに、
前記始動機に電力を供給する際の前記第１及び第２の蓄電装置の電力供給状態に基づいて前記第１及び第２の蓄電装置の内部状態を推定する内部状態推定手段を備えることを特徴とする、車両用電源システムを提供する。

ここで、前記第２蓄電装置の内部状態の検出に適した電力供給状態にするにあたり、前記電圧変換手段は、前記第２の蓄電装置側から前記第１の蓄電装置側へ電力供給量を調整することが好適であり、さらには、前記電圧変換手段は、前記第２の蓄電装置の電力供給状態について電力供給を制限することを定めた所定の制限条件に従って前記電力供給量を制限することが好適である。

また、前記第１及び第２の蓄電装置の電力供給状態として、電流状態、電圧状態、温度状態などが挙げられ、前記内部状態は、充電状態、劣化状態、充放電能力などが挙げられる。また、前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置は、互いに異なる電圧系であってもよい。

本発明によれば、エンジンを始動させる始動機に始動電流をまかなう蓄電装置であるか否かにかかわらず、車載電源として併用される複数の蓄電装置の内部状態を推定することができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図１は、本発明の車両用電源システムの第１の実施形態を示す構成図である。本発明の車両用電源システムが搭載される車両は、所定の電圧値の電圧系（以下、「Ａ電圧系」という）の蓄電装置であるバッテリＡと、所定の電圧値の電圧系（以下、「Ｂ電圧系」という）の蓄電装置であるバッテリＢと、Ａ電圧系の電圧をＢ電圧系の電圧に電圧変換してＡ電圧系からＢ電圧系への電力供給を行う電圧変換モード（以下、「Ａ／Ｂ変換モード」という）及びＢ電圧系の電圧をＡ電圧系の電圧に電圧変換してＢ電圧系からＡ電圧系への電力供給を行う電圧変換モード（以下、「Ｂ／Ａ変換モード」という）及び電圧変換を停止して電力供給を行わない停止モードを有するＤＣ／ＤＣコンバータ３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を制御する電子制御ユニット４０（以下、「ＥＣＵ４０」という）とを備えている。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０とＥＣＵ４０が一体になっていてもよい。

車両上には複数の電気負荷が存在し電圧系の異なる電気負荷が混在する場合があり、バッテリＡはＡ電圧系の電圧で作動する電気負荷５０への電力供給に主に対応し、バッテリＢはＢ電圧系の電圧で作動する電気負荷６０への電力供給に主に対応する。バッテリＡやバッテリＢの具体例として、鉛バッテリ、リチウムイオンバッテリ、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタなどが挙げられる。なお、バッテリＡやバッテリＢは、鉛バッテリとリチウムイオンバッテリとニッケル水素電池と電気二重層キャパシタの中でいずれかを組み合わせたものでもよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、入力電圧と出力電圧の電圧変換を行う電圧変換手段である。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、トランスやスイッチングレギュレータやシリーズレギュレータ等のＤＣ／ＤＣコンバータ３０内部にある電圧変換機構によって、バッテリＡ側（後述の始動機３側）の入力電圧を電圧変換してバッテリＢ側に出力し、あるいは、バッテリＢ側の入力電圧を電圧変換してバッテリＡ側（始動機３側）に出力する。変換された出力電圧は、ＥＣＵ４０やＤＣ／ＤＣコンバータ３０内部にあるコンバータ制御回路などによって監視され、出力電圧が一定となるように制御される。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、バッテリＡ側の入力電圧を電圧変換してバッテリＢ側に出力するＡ／Ｂ変換モード、バッテリＢ側の入力電圧を電圧変換してバッテリＡ側に出力するＢ／Ａ変換モード、電圧変換を停止して電圧出力を行わない停止モードのうち、動作中いずれかのモードに設定される。このＤＣ／ＤＣコンバータ３０の電圧変換機能を使用することによって、バッテリＡ側の入力電圧を電圧変換して電気負荷６０に電力供給を行ったりバッテリＢに充電を行ったりすることが可能となり、バッテリＢ側の入力電圧を電圧変換して電気負荷５０や始動機３に電力供給を行ったりバッテリＡに充電を行ったりすることが可能となり、そして、電圧変換を停止して電力供給を行わないことが可能となる。

また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、一方から他方へ電力供給する際に、その出力電流を所望の値に調整する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が存在しない場合は、例えば図１において、バッテリＡとバッテリＢが単に並列接続されることになる。しかしこの場合には、バッテリＡとバッテリＢ（電気負荷５０と電気負荷６０）は互いに異なる電圧系に設定できず、また、一方のバッテリから他方のバッテリに流れる電流をコントロールすることができないため成り行きで電流が流れることになる。しかしながら、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が存在することによって、バッテリＡとバッテリＢ（電気負荷５０と電気負荷６０）は互いに異なる電圧系に設定することができるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の電流調整機能によって、一方のバッテリから他方のバッテリに流れる電流をコントロールすることができる。

バッテリＡには、Ａ電圧系電源ライン１９を介して、運動エネルギーを電気エネルギーに変換することにより発電を行う発電機１が接続されている。発電機１は、車両を走行させるためのエンジン７０の出力によって発電を行う。発電機１によって発電された電力は、電気負荷５０に供給されたりバッテリＡに充電されたりする。Ａ／Ｂ変換モードであれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を介して、電気負荷６０への供給やバッテリＢへの充電もありうる。発電機１の具体例として、オルタネータがある。エンジン７０の回転数が上昇するにつれてオルタネータの発電量も増加する。なお、バッテリＡへの充電等はモータ（電動機）を回生動作させても可能なので、発電機１は回生制御が可能なモータでもよい。例えば、車両の制動力を確保するために、車輪駆動軸に連結されるモータを回生制御することによって、インバータを介して、バッテリＡに充電をすることができたり、電気負荷５０に電力の供給をすることができたりする。

また、発電機１が停止している状態では、バッテリＢから電気負荷５０に電力を供給し得る。例えば、エンジン７０が停止してオルタネータの不作動状態である駐車状態で必要される電力は、バッテリＢから電気負荷５０に電力を供給することができる。

バッテリＡには、さらに、Ａ電圧系電源ライン１９を介して、エンジン７０を始動させるための始動機３が接続されている。始動機３は停止しているエンジン７０をクランキングによって始動させる必要があるため、始動機３の始動時には大きな作動電流（始動電流）を始動機３に供給する必要がある。始動機３は、例えば、電動のモータである。

始動機３を始動させる操作信号が入力された場合、始動機３への通電がなされ、始動機３のピニオンギアとエンジン７０のフライホイールのリングギアとが噛み合う（接続する）。これにより、始動機３が回転することによってフライホイールを介してエンジン７０のクランクシャフトが回転し、エンジン７０が始動する。始動機３を停止させる操作信号が入力された場合（始動機３を始動させる操作信号の入力が無くなった場合）、始動機３のピニオンギアとエンジン７０のフライホイールのリングギアは離れ、非通電となって、始動機３の回転は停止する。

ＥＣＵ４０は、バッテリＡの充放電電流（バッテリ電流）を検出する電流センサ４ａの出力値に基づいてバッテリＡの充放電電流値を算出し、バッテリＢの充放電電流（バッテリ電流）を検出する電流センサ４ｂの出力値に基づいてバッテリＢの充放電電流値を算出する。また、ＥＣＵ４０は、バッテリＡの電圧を検出する電圧センサ５ａの出力値に基づいてバッテリＡの電圧値を算出し、バッテリＢの電圧を検出する電圧センサ５ｂの出力値に基づいてバッテリＢの電圧値を算出する。バッテリＡの電圧あるいはバッテリＢの電圧とは、図１からも明らかなように、Ａ電圧系電源ライン１９あるいはＢ電圧系電源ライン２９の電圧であって、電気負荷５０あるいは電気負荷６０に印加される電圧に相当する。さらに、ＥＣＵ４０は、バッテリＡの温度を検出する温度センサ６ａの出力値に基づいてバッテリＡの温度を算出し、バッテリＢの温度を検出する温度センサ６ｂの出力値に基づいてバッテリＢの温度を算出する。

ＥＣＵ４０は、始動機３に電力を供給する際のバッテリＡ及びバッテリＢの放電電流、電圧、温度などの状態を上述のように算出することによって、バッテリＡ及びバッテリＢの内部状態を推定する。内部状態には、劣化度を示す劣化状態（ＳＯＨ）や残容量を示す充電状態（ＳＯＣ）や充放電能力といわれるものがある。

ＥＣＵ４０は、エンジン７０の始動時のバッテリ電圧の降下度合に応じてバッテリＡ及びＢの劣化状態を推定する。エンジン７０が始動する際には始動機３に通常時より非常に大きな電流（突入電流ともいう）がバッテリから流れるため、その突入電流が流れても高いバッテリ電圧が維持できていればバッテリは劣化していないとみなすことができ、高いバッテリ電圧が維持できていなければバッテリは劣化しているとみなすことができる。そこで、ＥＣＵ４０は、バッテリの劣化状態の推定方法の一例として、始動機３に電力を供給する際の放電初期時に降下するバッテリ電圧の極小値が所定閾値以下のときバッテリが劣化していると推定する。なお、ＥＣＵ４０は、始動機３に電力を供給する際の放電初期時に降下するバッテリ電圧が所定電圧に降下するまでの時間が所定時間以下のときバッテリが劣化していると判定してもよい。すなわち、大電流を流したときにバッテリ電圧が所定電圧になるまでの放電持続時間を計測することによって、バッテリの劣化状態を判定している。放電持続時間が長いほど劣化していないとみなすことができる。

また、ＥＣＵ４０は、エンジン７０の始動時のバッテリ電圧の降下度合に応じてバッテリＡ及びＢの充電状態を推定する。ＥＣＵ４０は、バッテリＡ及びＢの充電状態を推定するため、エンジン７０の始動時のバッテリ電圧の極小値を算出する。始動機３に電力を供給する際の放電初期時に降下するバッテリ電圧の極小値と充電状態は相関があることが知られているため、ＥＣＵ４０は、その相関関係（例えば、マップデータ）に基づいて充電状態を推定することができる。

また、ＥＣＵ４０は、始動機３に電力を供給する際の放電初期時のバッテリＡ及びＢの内部抵抗を測定することによってバッテリＡ及びＢの充電状態を推定してもよい。内部抵抗は、測定された初期放電電流と初期放電電圧との関係に基づいて算出され得る。内部抵抗と充電状態は相関があることが知られているため、ＥＣＵ４０は、その相関関係（例えば、マップデータ）に基づいて充電状態を推定することができる。

なお、バッテリＡ及びＢは温度特性を有しており、その劣化状態や充電状態や充放電能力などの内部状態は温度によって変化する。したがって、ＥＣＵ４０は、バッテリＡ及びＢの実温度データとバッテリＡ及びＢの温度特性を参照して、充電状態や劣化状態や充放電能力などの内部状態を補正することによって、その精度が向上する。

また、ＥＣＵ４０は、詳細は後述するが、所定の条件に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ３０のモード切替や出力電圧や出力電流を制御する制御信号を出力する。

なお、ＥＣＵ４０は、制御プログラムや制御データを記憶するＲＯＭ、制御プログラムの処理データを一時的に記憶するＲＡＭ、制御プログラムを処理するＣＰＵ、外部と情報をやり取りするための入出力インターフェースなどの複数の回路要素によって構成されたものである。また、ＥＣＵ４０は一つの制御ユニットとは限らず、制御が分担されるように複数の制御ユニットであってよい。

それでは、本発明の車両用電源システムの第１の実施形態の動作について図４及び図５に従って説明する。図４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の状態遷移図の一例である。図５は、本発明の車両用電源システムの第１の実施形態の動作シーケンスの一例である。

ＥＣＵ４０は、始動機３の動作状態を取得し、始動機３の動作状態を示す「始動機動作中フラグ」がＯＦＦからＯＮに変化すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の制御状態を「駐車状態」から「Ｅｎｇ（エンジン）始動状態」に状態遷移させる（図５（ｂ），（ｃ））。Ｅｎｇ始動状態に状態遷移したＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、動作モードを停止モードからＢ／Ａ変換モードに設定変更することによって、バッテリＢ側からバッテリＡ側への電力供給を開始する（図５（ｄ），（ｅ））。

ＥＣＵ４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の制御状態がＥｎｇ始動状態においてバッテリＡ及びＢの放電電流、電圧、温度などの状態を算出することによって、バッテリＡ及びＢの劣化状態や容量状態や充放電能力などの内部状態を推定する。Ｅｎｇ始動状態においてＢ／Ａ変換モードに設定されていることによりバッテリＢ側からバッテリＡ側への電力供給が行われているので、バッテリＡ及びＢの両方から始動機３へ電力が供給されることになる。この際、ＥＣＵ４０は、Ｂ／Ａ変換モードに設定されているＤＣ／ＤＣコンバータ３０の出力電流を調整することによって、始動機３への電力供給量を所望の配分比でバッテリＡとＢに配分することができる。例えば、始動機３に供給すべき電流量が５００Ａの場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０によるバッテリＢ側からバッテリＡ側の出力電流の限界値を１００Ａと調整すれば、バッテリＡからは４００Ａの電流が始動機３に供給される一方で、バッテリＢからは１００Ａの電流が始動機３に供給されることになる。

そして、ＥＣＵ４０は、エンジン７０の回転数の情報を取得し、エンジン７０の回転数が所定値まで上昇することによってエンジン７０の回転動作状態を示す「Ｅｎｇ回転中フラグ」がＯＦＦからＯＮに変化すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の制御状態を「Ｅｎｇ始動状態」から「Ｅｎｇ回転状態」に状態遷移させる（図５（ａ），（ｃ），（ｆ））。Ｅｎｇ回転状態に状態遷移したＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、動作モードをＢ／Ａ変換モードからＡ／Ｂ変換モードに設定変更することによって、バッテリＢ側からバッテリＡ側への電力供給をバッテリＡ側からバッテリＢ側への電力供給に変更する（図５（ｄ），（ｅ））。なお、始動機３の停止によって「始動機動作中フラグ」はＯＮからＯＦＦに変化する。

そして、ＥＣＵ４０は、エンジン７０の回転数の情報を取得し、エンジン７０の回転数が所定値まで降下することによって（あるいは、エンジン７０の回転が停止することによって）Ｅｎｇ回転中フラグがＯＮからＯＦＦに変化すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の制御状態を「Ｅｎｇ回転状態」から「駐車状態」に状態遷移させる。駐車状態に状態遷移したＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、動作モードをＡ／Ｂ変換モードから停止モードに設定変更することによって、電圧変換の停止により電力供給を終了する。

したがって、本発明の車両用電源システムの第１の実施形態によれば、エンジン始動時にＤＣ／ＤＣコンバータ３０の動作モードをＢ／Ａ変換モードに設定することによって、エンジン始動時に始動機３へ供給する電力を始動機３が直接接続しているバッテリＡだけでなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を介してバッテリＢからも供給することができるようになる。したがって、始動機３に直接つながっているバッテリＡだけでなく始動機３に直接つながっていないバッテリＢに関しても大電力を放電させることによる内部状態の推定を行うことが可能になる。

また、本発明の車両用電源システムの第１の実施形態によれば、バッテリＢがエンジン７０の始動時に始動機３に始動電流をまかなわない蓄電装置であっても、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を用いることによって、バッテリＢから始動機３に電力を供給することが可能になる。したがって、エンジン７０の始動時に始動機３に始動電流をまかなわないバッテリＢに関しても大電力を放電させることによる内部状態の推定を行うことが可能になる。なお、エンジン７０の始動時に始動機３に始動電流をまかなわない蓄電装置とは、始動機３を作動させる放電能力を予め有していない蓄電装置、あるいは、始動機３に始動電流を予め供給できない構成になっている蓄電装置のことをいう。

また、本発明の車両用電源システムの第１の実施形態によれば、エンジン始動時にＤＣ／ＤＣコンバータ３０の出力電流を調整することによって、バッテリＡの放電電流や電圧等の電力供給状態とバッテリＢの放電電流や電圧等の電力供給状態が内部状態の推定にできるだけ最適な状態になるように調整することができる。バッテリの内部状態を推定するにはある程度のバッテリからの放電が無ければ推定することが困難なため、バッテリＡからの始動機３への放電電流が少なすぎればバッテリＡの内部状態の推定が困難になり、バッテリＢからの始動機３への放電電流が少なすぎればバッテリＢの内部状態の推定が困難になるからである。

また、本発明の車両用電源システムの第１の実施形態によれば、始動機３にバッテリＡ，Ｂの両方から電力を供給するので、バッテリＡのみからの放電電流によるエンジン７０の始動時間に比べエンジン７０の始動時間は短縮されるので、エンジン７０の始動性向上に貢献する。

図２は、本発明の車両用電源システムの第２の実施形態を示す構成図である。第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の符号及び機能については、その説明を省略または簡略する。図２に示される第２の実施形態では、始動機３はＤＣ／ＤＣコンバータ３０に対しバッテリＢ側に接続されているとともに、発電機１と始動機３はＤＣ／ＤＣコンバータ３０を介して接続されている。

第２の実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、トランスやスイッチングレギュレータやシリーズレギュレータ等のＤＣ／ＤＣコンバータ３０内部にある電圧変換機構によって、バッテリＡ側の入力電圧を電圧変換してバッテリＢ側（始動機３側）に出力し、あるいは、バッテリＢ側（始動機３側）の入力電圧を電圧変換してバッテリＡ側に出力する。このＤＣ／ＤＣコンバータ３０の電圧変換機能を使用することによって、バッテリＡ側の入力電圧を電圧変換して電気負荷６０や始動機３に電力供給を行ったりバッテリＢに充電を行ったりすることが可能となり、バッテリＢ側の入力電圧を電圧変換して電気負荷５０に電力供給を行ったりバッテリＡに充電を行ったりすることが可能となり、そして、電圧変換を停止して電力供給を行わないことが可能となる。

それでは、本発明の車両用電源システムの第２の実施形態の動作について図４及び図６に従って説明する。図６は、本発明の車両用電源システムの第２の実施形態の動作シーケンスの一例である。

ＥＣＵ４０は、始動機３の動作状態を取得し、始動機３の動作状態を示す「始動機動作中フラグ」がＯＦＦからＯＮに変化すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の制御状態を「駐車状態」から「Ｅｎｇ（エンジン）始動状態」に状態遷移させる（図６（ｂ），（ｃ））。Ｅｎｇ始動状態に状態遷移したＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、動作モードを停止モードからＡ／Ｂ変換モードに設定変更することによって、バッテリＡ側からバッテリＢ側への電力供給を開始する（図６（ｄ），（ｅ））。

ＥＣＵ４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の制御状態がＥｎｇ始動状態においてバッテリＡ及びＢの放電電流、電圧、温度などの状態を算出することによって、バッテリＡ及びＢの劣化状態や容量状態や充放電能力などの内部状態を推定する。Ｅｎｇ始動状態においてＡ／Ｂ変換モードに設定されていることによりバッテリＡ側からバッテリＢ側への電力供給が行われているので、バッテリＡ及びＢの両方から始動機３へ電力が供給されることになる。この際、ＥＣＵ４０は、Ａ／Ｂ変換モードに設定されているＤＣ／ＤＣコンバータ３０の出力電流を調整することによって、始動機３への電力供給量を所望の配分比でバッテリＡとＢに配分することができる。

そして、ＥＣＵ４０は、エンジン７０の回転数の情報を取得し、エンジン７０の回転数が所定値まで上昇することによってエンジン７０の回転動作状態を示す「Ｅｎｇ回転中フラグ」がＯＦＦからＯＮに変化すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の制御状態を「Ｅｎｇ始動状態」から「Ｅｎｇ回転状態」に状態遷移させる（図６（ａ），（ｃ），（ｆ））。Ｅｎｇ回転状態に状態遷移したＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、動作モードをＡ／Ｂ変換モードに設定したままでよく、バッテリＡ側からバッテリＢ側への電力供給を継続する（図６（ｄ），（ｅ））。なお、始動機３の停止によって「始動機動作中フラグ」はＯＮからＯＦＦに変化する。

そして、ＥＣＵ４０は、第１の実施形態と同様に、Ｅｎｇ回転状態から駐車状態に状態遷移したＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、動作モードをＡ／Ｂ変換モードから停止モードに設定変更することによって、電圧変換の停止により電力供給を終了する。

したがって、本発明の車両用電源システムの第２の実施形態によれば、エンジン始動時にＤＣ／ＤＣコンバータ３０の動作モードをＡ／Ｂ変換モードに設定することによって、エンジン始動時に始動機３へ供給する電力を始動機３が直接接続しているバッテリＢだけでなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を介してバッテリＡからも供給することができるようになる。したがって、始動機３に直接つながっているバッテリＢだけでなく始動機３に直接つながっていないバッテリＡに関しても大電力を放電させることによる内部状態の推定を行うことが可能になる。

また、本発明の車両用電源システムの第２の実施形態によれば、バッテリＡがエンジン７０の始動時に始動機３に始動電流をまかなわない蓄電装置であっても、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を用いることによって、バッテリＡから始動機３に電力を供給することが可能になる。したがって、エンジン７０の始動時に始動機３に始動電流をまかなわないバッテリＡに関しても大電力を放電させることによる内部状態の推定を行うことが可能になる。

また、本発明の車両用電源システムの第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、エンジン始動時にＤＣ／ＤＣコンバータ３０の出力電流を調整することによって、バッテリＡの放電電流や電圧等の電力供給状態とバッテリＢの放電電流や電圧等の電力供給状態が内部状態の推定にできるだけ最適な状態になるように調整することができる。

また、本発明の車両用電源システムの第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、始動機３にバッテリＡ，Ｂの両方から電力を供給するので、バッテリＢのみからの放電電流によるエンジン７０の始動時間に比べエンジン７０の始動時間は短縮されるので、エンジン７０の始動性向上に貢献する。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、図３は、本発明の車両用電源システムの第３の実施形態を示す構成図である。第３の実施形態において、第１の実施形態と同一の符号及び機能については、その説明を省略または簡略する。図３に示される第３の実施形態は、図１に示される第１の実施形態の発電機１と始動機３が、ＭＧ（いわゆる、始動発電機）２に置き換わっている。ＭＧ２は、発電機１の機能と始動機３の機能を両方兼ね備えるものである。したがって、第３の実施形態も、図４に示されるＤＣ／ＤＣコンバータ３０の状態遷移図に従い、図５と同様の動作シーケンスで動作させることによって、第１の実施形態と同様に、ＭＧ２に直接つながっているバッテリＡだけでなくＭＧ２に直接つながっていないバッテリＢに関しても大電力を放電させることによる内部状態の推定を行うことが可能になる。また、エンジン７０の始動時にＭＧ２に始動電流をまかなわないバッテリＢに関しても大電力を放電させることによる内部状態の推定を行うことが可能になる。

また、本発明の車両用電源システムの第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、エンジン始動時にＤＣ／ＤＣコンバータ３０の出力電流を調整することによって、バッテリＡの放電電流や電圧等の電力供給状態とバッテリＢの放電電流や電圧等の電力供給状態が内部状態の推定にできるだけ最適な状態になるように調整することができる。

また、本発明の車両用電源システムの第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、ＭＧ２にバッテリＡ，Ｂの両方から電力を供給するので、エンジン７０の始動性向上に貢献する。

ところで、上述のＡ電圧系とＢ電圧系の電圧値の関係は、同じ値でも、異なる値でもよく、本発明は、それぞれの電圧系の電圧値に特に限定されるものではない。バッテリＡ側の電圧系とバッテリＢ側の電圧系の電圧値が同一であっても、上述した実施形態のようにＤＣ／ＤＣコンバータ３０による電圧変換を行うことが可能である。つまり、上述の実施形態の効果と同様に、始動機３に直接つながっているバッテリだけでなく始動機３に直接つながっていないバッテリに関しても大電力を放電させることによる内部状態の推定を行うことが可能になり、エンジン７０の始動時にＭＧ２に始動電流をまかなわないバッテリに関しても大電力を放電させることによる内部状態の推定を行うことが可能になる。また、バッテリＡの放電電流や電圧等の電力供給状態とバッテリＢの放電電流や電圧等の電力供給状態が内部状態の推定にできるだけ最適な状態になるように調整することができ、ＭＧ２にバッテリＡ，Ｂの両方から電力を供給するので、エンジン７０の始動性向上に貢献する。

さらに、上述の実施形態では、ＥＣＵ４０がバッテリＡやＢの内部状態を推定していたが、ＥＣＵ４０以外の電源管理ＥＣＵ等のＥＣＵがバッテリＡやＢの内部状態を推定してもよいし、電流センサ４などのセンサが演算器を有していれば、その演算器がバッテリＡやＢの内部状態を推定してもよい。

本発明の車両用電源システムの第１の実施形態を示す構成図である。 本発明の車両用電源システムの第２の実施形態を示す構成図である。 本発明の車両用電源システムの第３の実施形態を示す構成図である。 ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の状態遷移図の一例である。 本発明の車両用電源システムの第１及び第３の実施形態の動作シーケンスの一例である。 本発明の車両用電源システムの第２の実施形態の動作シーケンスの一例である。

符号の説明

１ 発電機
２ ＭＧ
３ 始動機
３０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
４０ ＥＣＵ
５０，６０ 電気負荷
７０ エンジン
Ａ，Ｂ バッテリ

Claims (6)

1. 第１の蓄電装置と、
   第２の蓄電装置と、
   電圧変換手段と、
   車両のエンジンを始動させる始動機とを備え、
   前記第１の蓄電装置は前記始動機に接続され、前記第２の蓄電装置は前記電圧変換手段を介して前記始動機に接続される、車両用電源システムであって、
   前記始動機に電力を供給する際の前記電圧変換手段の電圧変換方向が前記第２の蓄電装置側から前記始動機側への方向に設定されるとともに、
   前記始動機に電力を供給する際の前記第１及び第２の蓄電装置の電力供給状態に基づいて前記第１及び第２の蓄電装置の内部状態を推定する内部状態推定手段を備えることを特徴とする、車両用電源システム。
2. 前記電圧変換手段は、前記第２の蓄電装置側から前記始動機側へ電力供給量を調整する、請求項１記載の車両用電源システム。
3. 前記電圧変換手段は、前記第２の蓄電装置の電力供給状態について電力供給を制限することを定めた所定の制限条件に従って前記電力供給量を制限する、請求項２に記載の車両用電源システム。
4. 前記第１及び第２の蓄電装置の電力供給状態として、電流状態、電圧状態、温度状態の少なくとも一つが取得される、請求項１から３のいずれかに記載の車両用電源システム。
5. 前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置は、互いに異なる電圧系である、請求項１から４のいずれかに記載の車両用電源システム。
6. 前記内部状態は、充電状態及び劣化状態及び充放電能力の少なくとも一つである、請求項１記載の車両用電源システム。

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