JP2008199860A - 目標充電量算出方法、目標充電量算出装置及び充電量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリから電気負荷への供給電力を確保しつつ、バッテリの充電量を可及的に小さくするための目標充電量を正確に算出することができる目標充電量算出方法及び目標充電量算出装置、並びにバッテリの充電量を目標充電量に維持してバッテリの出力確保と劣化抑制とを両立させることができる充電量制御装置を提供する。
【解決手段】電圧センサ１１及び電流センサ１２夫々の検出結果に基づいて検出されるリチウム電池３２の劣化度、並びに温度センサ１３の検出結果であるリチウム電池３２の温度等に対応する各設定充電量に重み付けを施して加算することによって目標充電量を算出し、算出された目標充電量に基づいて算出された昇圧値を用いてＤＣ／ＤＣコンバータ３３の昇圧値を制御部１０が制御し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３が昇圧した電圧によってリチウム電池３２を充電する。
【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリの目標充電量を算出する目標充電量算出方法及び目標充電量算出装置、並びにバッテリの充電量を制御する充電量制御装置に関する。

車両に搭載される電気負荷は年々増加する傾向にあり、また、大容量の電気負荷が採用されている。このような電気負荷の増加、大容量化に対応して、鉛蓄電池を備える従来の電源装置に、鉛蓄電池よりも高電圧での充放電が容易なリチウムイオン二次電池（以下、リチウム電池）と、車載発電機の発電電圧を昇圧する昇圧手段とを加えてなる電源装置が提案されている。
この電源装置は、昇圧手段が昇圧した高電圧の電力によってリチウム電池を充電し、鉛蓄電池が出力する電力よりも高電圧の電力を電気負荷に供給する。

ところで、鉛蓄電池には、充電量（ＳＯＣ＝State Of Charge ）が小さい状態で長時間放置されると劣化が進んで充電容量が減少するという問題があるため、充電量が可及的に大きい状態を維持する必要がある。一方、リチウム電池には、充電量が大きい状態で長時間放置されると劣化が進んで充電容量が減少するという問題があるため、リチウム電池から電気負荷への供給電力を確保できる範囲内で、充電量が可及的に小さい状態を維持する必要がある。

従来、オルタネータで充電を行なうバッテリの充電量を適正に維持するために、オルタネータの出力電圧を調整する充電量制御装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００５−３３５４９８号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている充電量制御装置の制御対象は鉛蓄電池であり、このような充電量制御装置を、バッテリとしての特性が鉛蓄電池とは異なるリチウム電池に対してそのまま適用することはできない。
また、バッテリの充電量を制御するために、バッテリの目標充電量を正確に算出する方法が求められている。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、バッテリの状態を示す複数種類の検出値に対応する各設定充電量に重み付けを施して加算することにより、バッテリの出力確保と劣化抑制とを両立させるためのバッテリの目標充電量を正確に算出することができる目標充電量算出方法及び目標充電量算出装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、バッテリの状態を示す複数種類の検出値として、バッテリの劣化度及び温度を用いる構成とすることにより、バッテリ内部の化学反応の活性化の度合いをバッテリの目標充電量に反映させることができる目標充電量算出装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、バッテリの状態を示す複数種類の検出値として、エンジンが停止していた平均時間及び電気負荷の使用頻度を用いる構成とすることにより、バッテリの放電量を、バッテリの目標充電量に反映させることができる目標充電量算出装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、目標充電量算出装置が算出した目標充電量に基づいて算出された昇圧値を用いて昇圧手段を制御し、昇圧手段が昇圧した電圧によってバッテリを充電する構成とすることにより、バッテリの充電量を目標充電量に維持することができる充電量制御装置を提供することにある。

第１発明に係る目標充電量算出方法は、エンジンに連動して発電する車載発電機によって充電されるバッテリの目標充電量を算出する目標充電量算出方法であって、前記バッテリの状態を示すＮ（Ｎは２以上の自然数）種類の検出値を夫々検出する各検出手段を用い、各検出値の高低又は大小に応じて定められている設定充電量を記憶させておき、前記各検出手段が検出した各検出値に対応する設定充電量Ｓ_n （ｎは自然数、ｎ≦Ｎ）を、記憶させている各設定充電量を用いて求め、Ｓ^’＝α₁ Ｓ₁ ＋α₂ Ｓ₂ ＋…＋α_N Ｓ_N （ただし係数α_n は“０”以上の実数、α₁ ＋α₂ ＋…＋α_N ＝１）の式に従って、目標充電量Ｓ^’を算出することを特徴とする。

第２発明に係る目標充電量算出装置は、エンジンに連動して発電する車載発電機によって充電されるバッテリの目標充電量を算出する目標充電量算出装置であって、前記バッテリの状態を示すＮ（Ｎは２以上の自然数）種類の検出値を夫々検出する各検出手段と、各検出値の高低又は大小に応じて定められている設定充電量を記憶する記憶手段と、前記各検出手段が検出した各検出値に対応する設定充電量Ｓ_n （ｎは自然数、ｎ≦Ｎ）を、前記記憶手段に記憶されている各設定充電量を用いて求める手段と、Ｓ^’＝α₁ Ｓ₁ ＋α₂ Ｓ₂ ＋…＋α_N Ｓ_N （ただし係数α_n は“０”以上の実数、α₁ ＋α₂ ＋…＋α_N ＝１）の式に従って、目標充電量Ｓ^’を算出する目標算出手段とを備えることを特徴とする。

第３発明に係る目標充電量算出装置は、前記各検出手段として、前記バッテリの電圧値を検出する電圧検出手段と前記バッテリに対して流入出する電流値を検出する電流検出手段との夫々の検出結果に基づいて前記バッテリの劣化度を検出する劣化度検出手段、及び、前記バッテリの温度を検出する温度検出手段を備えることを特徴とする。

第４発明に係る目標充電量算出装置は、前記各検出手段として、前記エンジンのオフからオンまでの経過時間を検出し、検出した経過時間の所定回数の移動平均を算出することによって、前記エンジンが停止していた平均時間とする停止時間検出手段、及び、前記電流検出手段の検出結果に基づき、前記エンジンのオンからオフまでの間に前記バッテリから流出した電流の積算値を算出し、算出した積算値を、前記オンから前記オフまでの経過時間で除算することによって、電気負荷の使用頻度とする使用頻度検出手段を更に備えることを特徴とする。

第５発明に係る充電量制御装置は、車載発電機が発電した電圧を昇圧する昇圧手段と、該昇圧手段の昇圧値を制御して、前記昇圧手段が昇圧した電圧により充電されるバッテリの充電量を制御する制御手段とを備える充電量制御装置であって、請求項２乃至４の何れか一項に記載の目標充電量算出装置と、該目標充電量算出装置が算出した目標充電量に基づいて、前記昇圧値を算出する昇圧値算出手段とを備え、前記制御手段は、前記昇圧値算出手段の算出結果を用いて前記昇圧手段の昇圧値を制御するようにしてあることを特徴とする。

第１発明に係る目標充電量算出方法及び第２発明に係る目標充電量算出装置にあっては、エンジンに連動して発電する車載発電機によって充電されるバッテリの出力確保と劣化抑制とを両立させるための目標充電量Ｓ^’ を、設定充電量Ｓ_n と係数α_n とを用い、式（１）に従って算出する。
Ｓ^’ ＝α₁ Ｓ₁ ＋α₂ Ｓ₂＋…＋α_N Ｓ_N …（１）
ただしｎは自然数、Ｎは２以上の自然数、ｎ≦Ｎ、
α₁ ＋α₂ ＋…＋α_N ＝１、α_n ≧０

このために、バッテリの状態を示すＮ種類の検出値を夫々検出する各検出手段が用いられる。また、各検出値の高低又は大小に応じて定められている設定充電量を記憶手段が記憶する。バッテリがリチウム電池である場合、この設定充電量は、バッテリから電気負荷への供給電力を確保しつつ、バッテリの充電量を可及的に小さくするように定められる。
そして、設定充電量Ｓ_n は、記憶手段に記憶されている各設定充電量を用いて、各検出手段が検出した検出値に対応する設定充電量Ｓ_n を求めることによって得られる。

このように、目標充電量Ｓ^’には、バッテリの状態を示す複数種類の検出値に対応する設定充電量Ｓ_n が、夫々に適切な重み付けを施した状態で反映される。
係数α_n は、バッテリから電気負荷への供給電力を確保しつつ、バッテリの充電量を可及的に小さくするために、各検出値に対応する設定充電量Ｓ_nが、目標充電量Ｓ^’に与えるべき影響を考慮して定められる。
このような係数α_n は、予め定められている固定値であるか、又は、目標充電量Ｓ^’ を算出する際に、テーブルの参照、理論計算等によって適宜に求められる。

第３発明に係る目標充電量算出装置にあっては、バッテリの状態を示す２種類の検出値を夫々検出する各検出手段として、劣化度検出手段及び温度検出手段が用いられる。
バッテリの劣化度が高くなるとバッテリ内部の化学反応が不活性化する。そこで、劣化度検出手段が検出する劣化度の高低に応じて、例えば劣化度が高くなるほど多くなるよう定められた設定充電量を、記憶手段が記憶する。ここで、バッテリの劣化度は、バッテリの電圧値を検出する電圧検出手段とバッテリに対して流入出する電流値を検出する電流検出手段との夫々の検出結果に基づいて求められる。

また、バッテリの温度が高くなるとバッテリ内部の化学反応が活性化する。そこで、温度検出手段が検出するバッテリの温度の高低に応じて、例えばバッテリ温度が高くなるほど少なくなるよう定められた設定充電量を、記憶手段が記憶する。
つまり、目標充電量Ｓ^’には、バッテリ内部の化学反応が活性化しているか否かを示す複数の指標の検出結果が、夫々に適切な重み付けを施した状態で反映される。

第４発明に係る目標充電量算出装置にあっては、バッテリの状態を示す２種類の検出値を夫々検出する各検出手段として、停止時間検出手段及び使用頻度検出手段が用いられる。
エンジンが停止していた平均時間は、バッテリが充電されずに放置されていた平均時間に対応するため、エンジンが停止していた平均時間が長くなるほど、自己放電、暗電流等によるバッテリの放電量が増大する。そこで、停止時間検出手段が検出する平均時間の長短に応じて、例えば平均時間が長くなるほど多くなるよう定められた設定充電量を、記憶手段が記憶する。ここで、エンジンが停止していた平均時間は、エンジンのオフからオンまでの経過時間を検出し、検出した経過時間の所定回数の移動平均を算出することによって求められる。

更に、電気負荷の使用頻度は、バッテリの放電量に対応するため、電気負荷の使用頻度が高くなるほどバッテリの放電量が増大する。そこで、使用頻度検出手段が検出する使用頻度の高低に応じて、例えば使用頻度が高くなるほど多くなるよう定められた設定充電量を、記憶手段が記憶する。ここで、電気負荷の使用頻度は、電流検出手段の検出結果に基づいて、エンジンのオンからオフまでの間にバッテリから流出した電流の積算値を算出し、算出した積算値を、このオンからオフまでの経過時間で除算することによって求められる。
つまり、目標充電量Ｓ^’には、バッテリの放電量の多寡を示す複数の指標の検出結果が、夫々に適切な重み付けを施した状態で反映される。

第５発明に係る充電量制御装置にあっては、第２発明乃至第４発明の何れか一つの目標充電量算出装置が算出した目標充電量に基づいて、昇圧値算出手段が昇圧手段の昇圧値を算出し、算出された昇圧値を用いて、制御手段が昇圧手段の昇圧値を制御する。昇圧手段は、車載発電機が発電した電圧を昇圧し、リチウム電池のようなバッテリは、昇圧手段が昇圧した電圧により充電されるため、昇圧手段の昇圧値を適切に制御することによって、バッテリの充電量が目標充電量に維持される。

第１発明の目標充電量算出方法及び第２発明の目標充電量算出装置による場合、バッテリの状態を示す複数種類の検出値に対応する各設定充電量を、夫々に適切な重み付けを施した状態で加算して、例えばリチウム電池であるバッテリから電気負荷への供給電力を確保しつつ、バッテリの充電量を可及的に小さくするための目標充電量を正確に算出することができる。

第３発明の目標充電量算出装置による場合、バッテリの劣化度及び温度に夫々対応する設定充電量を、適切な重み付けを施した状態で加算して、バッテリ内部の化学反応の活性化の度合いが反映された目標充電量を算出することができる。このため、バッテリから電気負荷への供給電力を確保しつつ、バッテリの充電量を可及的に小さくするための目標充電量を正確に算出することができる。

第４発明の目標充電量算出装置による場合、エンジンが停止していた平均時間及び電気負荷の使用頻度に夫々対応する設定充電量を、適切な重み付けを施した状態で加算して、バッテリの放電量が反映された目標充電量を算出することができる。このため、バッテリから電気負荷への供給電力を確保しつつ、バッテリの充電量を可及的に小さくするための目標充電量を更に正確に算出することができる。

第５発明の充電量制御装置による場合、バッテリの充電量を、目標充電量算出装置が算出した目標充電量、即ちバッテリから電気負荷への供給電力を確保しつつ、バッテリの充電量を可及的に小さくするための目標充電量に維持することができる。この結果、バッテリの出力確保と劣化抑制とを両立させることができる。

以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

図１は、本発明の実施の形態に係る目標充電量算出装置及び充電量制御装置の構成を示すブロック図である。
図中１は目標充電量算出装置であり、目標充電量算出装置１は、マイクロプロセッサを用いてなる制御部１０と、制御部１０にバス、信号線等を介して接続されている電圧センサ（電圧検出手段）１１、電流センサ（電流検出手段）１２、温度センサ（温度検出手段）１３、記憶部１４、タイマ１５、及び図示しないＲＡＭ、並びにＤＣ／ＤＣコンバータ（昇圧手段）３３とを備える。

図示しない車両に搭載されている電源装置は、負荷（電気負荷）２１，２１，…に給電する鉛蓄電池３１と、負荷（電気負荷）２２に給電するリチウム電池３２と、鉛蓄電池３１及びリチウム電池３２の間に接続されているＤＣ／ＤＣコンバータ３３と、鉛蓄電池３１の高圧側端子及びＤＣ／ＤＣコンバータ３３の低圧側端子に夫々接続されているオルタネータ（車載発電機、図１中ＡＬＴ）３４とを備える。このオルタネータ３４は、エンジ
ン４に連動して発電する交流の車載発電機である。

目標充電量算出装置１に関し、制御部１０は、ＲＡＭを作業領域として用い、記憶部１４に記憶されているコンピュータプログラム、データ等に従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の制御処理のような各種の処理を実行する。また、制御部１０は、タイマ１５を用いて現在時刻、経過時間等を検出する。なお、経過時間の検出は、例えばクロックを計数することによって行なう構成でもよい。

また、制御部１０は、車両に搭載されているエンジン４のオン／オフを検出する。このために、例えばエンジン４を作動させる図示しないイグニッションキーが信号線を介して制御部１０に接続されており、イグニッションキーは、自身がオンになった場合に所定のオン信号を制御部１０に与えるよう構成されている。そして、制御部１０は、イグニッションキーからのオン信号が与えられているか否かに応じて、エンジン４のオン／オフを判定する。

電圧センサ１１は、リチウム電池３２の電圧値を検出して、検出結果を制御部１０に与える。同様に、電流センサ１２はリチウム電池３２に対して流入出する電流値を検出して、検出結果を制御部１０に与える。以下では、リチウム電池３２から電流が流出する場合に電流センサ１２の検出結果が正の値を示すものとする。
また、温度センサ１３は、リチウム電池３２の温度を検出して、検出結果を制御部１０に与える。

前述の電源装置に関し、鉛蓄電池３１の高圧側端子は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の低圧側端子、ヘッドランプ、オーディオ装置等の負荷２１，２１，…、及びオルタネータ３４に接続されており、低圧側端子は接地端子に接続されている。鉛蓄電池３１は、主としてオルタネータ３４が発電し整流した電力によって充電される。
一方、リチウム電池３２の高圧側端子は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の高圧側端子、及び、電磁サスペンションである負荷２２に接続されており、低圧側端子は接地端子に接続されている。リチウム電池３２は、主としてオルタネータ３４が発電し整流した低電圧の電力がＤＣ／ＤＣコンバータ３３によって昇圧された電力によって充電される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、信号線を介して制御部１０に接続されており、オルタネータ３４が発電した電力を含む鉛蓄電池３１側の低電圧の電力を、制御部１０から与えられる昇圧値に応じた高電圧に昇圧してリチウム電池３２側に与える昇圧動作を行なう（図１中、白抜矢符方向）昇圧手段として機能する。
リチウム電池３２の充電量の多寡は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３が出力する電圧の高低に応じて変化する。このため、制御部１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の昇圧値を制御することによって、リチウム電池３２の充電量を制御する制御手段として機能する。

ところで、リチウム電池３２は、充電量が多い状態で長時間放置されると劣化して、充電可能容量が減少する。しかし、充電量が過剰に少ない状態では、リチウム電池３２から負荷２２へ十分な電力が供給されない。
従って、目標充電量算出装置１は、リチウム電池３２から負荷２２への供給電力を確保しつつ、リチウム電池３２の充電量を可及的に小さくするための目標充電量Ｓ^’を正確に算出し、充電量制御装置は、リチウム電池３２の充電量をこの目標充電量Ｓ^’に維持することによって、リチウム電池３２の出力確保と劣化抑制とを両立させるよう構成されている。ただし、本実施の形態においては、目標充電量算出装置１と充電量制御装置とは兼用であり、この結果、装置構成がコンパクトである。

本実施の形態における目標充電量算出装置１は、リチウム電池３２の状態を示す４種類
の検出値として、リチウム電池３２の劣化度、リチウム電池３２の温度、エンジン４が停止していた平均時間、及び負荷２２の使用頻度を夫々検出する。また、記憶部１４には、各検出値の高低又は大小に応じて定められている設定充電量のテーブルが予め（例えば工場出荷時に）記憶されている。そして、検出された各検出値に対応する設定充電量Ｓ_n （ｎは自然数、１≦ｎ≦Ｎ＝４）を、記憶部１４に記憶されている各設定充電量のテーブルを用いて求め、更に、目標充電量Ｓ^’を、設定充電量Ｓ_n と係数α_n とを用い、式（２）に従って算出する。

Ｓ^’ ＝α₁ Ｓ₁ ＋α₂ Ｓ₂＋α₃ Ｓ₃ ＋α₄ Ｓ₄ …（２）
ただしα₁ ＋α₂ ＋α₃ ＋α₄ ＝１、α_n ≧０
目標充電量Ｓ^’ はリチウム電池３２の電圧値に対応するため、具体的には目標充電量算出装置１は、目標充電量Ｓ^’及び設定充電量Ｓ_n として電圧値を夫々用いる。
また、係数α_n は、目標充電量Ｓ^’に対する設定充電量Ｓ_n の重み付けを行なうための固定値であり、各検出値に対応する設定充電量Ｓ_n が目標充電量Ｓ^’に与えるべき影響が大きいほど係数α_n に大きい値が設定されており、設定充電量のテーブルと同様、記憶部１４に予め記憶されている。

図２、図３、図４及び図５は、夫々リチウム電池の劣化度、リチウム電池の温度、エンジンが停止していた平均時間、及び電気負荷の使用頻度と設定充電量との関係を示す特性図であり、図２の横軸はリチウム電池３２の劣化度を示し、縦軸は、劣化度に対応する設定充電量Ｓ₁ ［Ｖ］を示している。同様に、図３の横軸はリチウム電池３２の温度［℃］を示し、縦軸は、温度に対応する設定充電量Ｓ₂ ［Ｖ］を示している。また、図４の横軸はエンジン４が停止していた平均時間［日］を示し、縦軸は、平均時間に対応する設定充電量Ｓ₃ ［Ｖ］を示している。更に、図５の横軸は負荷２２の使用頻度［Ａ／ｈ］を示し、縦軸は、使用頻度に対応する設定充電量Ｓ₄ ［Ｖ］を示している。

リチウム電池３２の劣化度が高くなると、リチウム電池３２内部の化学反応は不活性化する。そこで、図２に示すように、新品であったリチウム電池３２が古くなって、リチウム電池３２の劣化度が高くなるほど、所定劣化度までは設定充電量Ｓ₁ は線形的に増大し、所定劣化度以降は設定充電量Ｓ₁ が略一定値となるよう、リチウム電池３２の劣化度に対応する設定充電量のテーブルを定めておく。

リチウム電池３２の劣化度は、電圧センサ１１及び電流センサ１２夫々の検出結果に基づいて、例えば、新品状態のリチウム電池３２の下限電圧値と、新品状態のリチウム電池３２の開放電圧値と、リチウム電池３２の開放電圧値の変化に対するリチウム電池３２の内部抵抗変化率に関する情報とを用いて導出される基準放電特性を用いて検出される。

また、リチウム電池３２の温度が高くなると、リチウム電池３２内部の化学反応が活性化する。そこで、図３に示すように、リチウム電池３２の使用温度範囲について、リチウム電池３２の温度が高くなるほど、設定充電量Ｓ₂ が線形的に減少するよう、リチウム電池３２の温度に対応する設定充電量のテーブルを定めておく。

更に、エンジン４が停止していた平均時間は、リチウム電池３２が充電されずに放置されていた平均時間に対応するため、エンジン４が停止していた平均時間が長いほど、自己放電、暗電流等によるリチウム電池３２の放電量が増大する。そこで、図４に示すように、エンジン４が停止していた平均時間が長くなるほど、所定時間までは設定充電量Ｓ₃ は線形的に増大し、所定時間以降は設定充電量Ｓ₃ が略一定値となるよう、エンジン４が停止していた平均時間に対応する設定充電量のテーブルを定めておく。
本実施の形態においては、エンジン４が停止していた平均時間は、エンジン４のオフからオンまでの経過時間をタイマ１５で検出し、検出された経過時間の所定回数の移動平均
を算出することによって求められた値とする。

更にまた、負荷２２の使用頻度は、リチウム電池３２の放電量に対応するため、負荷２２の使用頻度が高くなるほどリチウム電池３２の放電量が増大する。そこで、図５に示すように、負荷２２の使用頻度が高くなるほど、所定頻度までは設定充電量Ｓ₄ は線形的に増大し、所定頻度以降は設定充電量Ｓ₄ が略一定値となるよう、負荷２２の使用頻度に対応する設定充電量のテーブルを定めておく。

本実施の形態においては、負荷２２の使用頻度は、エンジン４のオンからオフまでの経過時間をタイマ１５で検出し、また、エンジン４のオンからオフまでの間にリチウム電池３２から流出した電流の積算値を、電流センサ１２の検出結果を用いて算出し、算出された積算値を検出された経過時間で除算することによって求められた値とする。

図６は、制御部１０が実行する目標充電量算出・充電量制御処理の手順を示すフローチャートである。
目標充電量算出装置１の制御部１０は、適宜のタイミングでリチウム電池３２の劣化度を検出し（Ｓ１１）、記憶部１４の、リチウム電池３２の劣化度に対応する設定充電量のテーブルを参照して、Ｓ１１で検出された劣化度に対応する設定充電量Ｓ₁ を導き出す（Ｓ１２）。また、制御部１０は、リチウム電池３２の温度を検出し（Ｓ１３）、記憶部１４の、リチウム電池３２の温度に対応する設定充電量のテーブルを参照して、Ｓ１３で検出された温度に対応する設定充電量Ｓ₂を導き出す（Ｓ１４）。

更に制御部１０は、エンジン４が停止していた平均時間を検出し（Ｓ１５）、記憶部１４の、エンジン４が停止していた平均時間に対応する設定充電量のテーブルを参照して、Ｓ１５で検出された平均時間に対応する設定充電量Ｓ₃ を導き出す（Ｓ１６）。
更にまた、制御部１０は、負荷２２の使用頻度を検出し（Ｓ１７）、記憶部１４の、負荷２２の使用頻度に対応する設定充電量のテーブルを参照して、Ｓ１７で検出された使用頻度に対応する設定充電量Ｓ₄ を導き出す（Ｓ１８）。

そして、制御部１０は、記憶部１４から係数α_n を読み出し（Ｓ１９）、読み出した係数α_n と、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６及びＳ１８で導出した設定充電量Ｓ_n とを用いて、式（２）に従い、目標充電量Ｓ^’を算出する（Ｓ２０）。
最後に、充電量制御装置の制御部１０は、Ｓ２０で算出した目標充電量Ｓ^’に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ３３の昇圧値を算出し（Ｓ２１）、算出した昇圧値を用いて、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を制御し（Ｓ２２）、処理をＳ１１へ戻す。

このような目標充電量算出・充電量制御処理における制御部１０、電圧センサ１１、電流センサ１２、温度センサ１３、及びタイマ１５は、各検出手段（具体的には劣化度検出手段、温度検出手段、停止時間検出手段、及び使用頻度検出手段）として機能し、記憶部１４は、記憶手段として機能する。また、Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６及びＳ１８夫々における制御部１０は、設定充電量Ｓ_n を求める手段として機能し、Ｓ２０における制御部１０は、目標算出手段として機能する。
更に、Ｓ２１における制御部１０は、昇圧値算出手段として機能し、Ｓ２２にて、昇圧値算出手段の算出結果を用いて昇圧手段の昇圧値を制御する。

以上のような目標充電量算出装置１及び充電量制御装置は、リチウム電池３２自身の状態、車両の使用状況等を含むリチウム電池３２の状態を検出し、リチウム電池３２の出力確保と劣化抑制とを両立させるために、リチウム電池３２の充電量を最適化する。

なお、記憶部１４には、設定充電量のテーブルに限らず、関数が記憶されてもよい。ま
た、係数α_n を導出するためのテーブル、関数等を記憶部１４に記憶させておき、条件次第で係数α_n を変更する構成でもよい（例えばエンジン４の始動直後は係数α₁ を略“０”にすることによって、リチウム電池３２の温度に係る設定充電量Ｓ_n が、目標充電量Ｓ^’に与えるべき影響を小さくする）
また、Ｎ＝４に限らず、Ｎ＝２（又は３）であってもよく、リチウム電池３２の状態を示す更に他の検出値を用いてＮ≧５としてもよい。

本発明の実施の形態に係る目標充電量算出装置及び充電量制御装置の構成を示すブロック図である。 リチウム電池の劣化度と設定充電量との関係を示す特性図である。 リチウム電池の温度と設定充電量との関係を示す特性図である。 エンジンが停止していた平均時間と設定充電量との関係を示す特性図である。 電気負荷の使用頻度と設定充電量との関係を示す特性図である。 本発明の実施の形態に係る目標充電量算出装置の制御部が実行する目標充電量算出・充電量制御処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 目標充電量算出装置（充電量制御装置）
１０ 制御部（制御手段）
１１ 電圧センサ（電圧検出手段）
１２ 電流センサ（電流検出手段）
１３ 温度センサ（温度検出手段）
１４ 記憶部（記憶手段）
２２ 負荷（電気負荷）
３２ リチウム電池（バッテリ）
３３ ＤＣ／ＤＣコンバータ（昇圧手段）
３４ オルタネータ（車載発電機）
４ エンジン

Claims (5)

1. エンジンに連動して発電する車載発電機によって充電されるバッテリの目標充電量を算出する目標充電量算出方法であって、
   前記バッテリの状態を示すＮ（Ｎは２以上の自然数）種類の検出値を夫々検出する各検出手段を用い、
   各検出値の高低又は大小に応じて定められている設定充電量を記憶させておき、
   前記各検出手段が検出した各検出値に対応する設定充電量Ｓ_n （ｎは自然数、ｎ≦Ｎ）を、記憶させている各設定充電量を用いて求め、
   Ｓ^’＝α₁ Ｓ₁ ＋α₂ Ｓ₂ ＋…＋α_N Ｓ_N （ただし係数α_n は“０”以上の実数、α₁ ＋α₂ ＋…＋α_N ＝１）の式に従って、目標充電量Ｓ^’を算出することを特徴とする目標充電量算出方法。
2. エンジンに連動して発電する車載発電機によって充電されるバッテリの目標充電量を算出する目標充電量算出装置であって、
   前記バッテリの状態を示すＮ（Ｎは２以上の自然数）種類の検出値を夫々検出する各検出手段と、
   各検出値の高低又は大小に応じて定められている設定充電量を記憶する記憶手段と、
   前記各検出手段が検出した各検出値に対応する設定充電量Ｓ_n （ｎは自然数、ｎ≦Ｎ）を、前記記憶手段に記憶されている各設定充電量を用いて求める手段と、
   Ｓ^’＝α₁ Ｓ₁ ＋α₂ Ｓ₂ ＋…＋α_N Ｓ_N （ただし係数α_n は“０”以上の実数、α₁ ＋α₂ ＋…＋α_N ＝１）の式に従って、目標充電量Ｓ^’を算出する目標算出手段と
   を備えることを特徴とする目標充電量算出装置。
3. 前記各検出手段として、
   前記バッテリの電圧値を検出する電圧検出手段と前記バッテリに対して流入出する電流値を検出する電流検出手段との夫々の検出結果に基づいて前記バッテリの劣化度を検出する劣化度検出手段、及び、
   前記バッテリの温度を検出する温度検出手段
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の目標充電量算出装置。
4. 前記各検出手段として、
   前記エンジンのオフからオンまでの経過時間を検出し、検出した経過時間の所定回数の移動平均を算出することによって、前記エンジンが停止していた平均時間とする停止時間検出手段、及び、
   前記電流検出手段の検出結果に基づき、前記エンジンのオンからオフまでの間に前記バッテリから流出した電流の積算値を算出し、算出した積算値を、前記オンから前記オフまでの経過時間で除算することによって、電気負荷の使用頻度とする使用頻度検出手段
   を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の目標充電量算出装置。
5. 車載発電機が発電した電圧を昇圧する昇圧手段と、
   該昇圧手段の昇圧値を制御して、前記昇圧手段が昇圧した電圧により充電されるバッテリの充電量を制御する制御手段と
   を備える充電量制御装置であって、
   請求項２乃至４の何れか一項に記載の目標充電量算出装置と、
   該目標充電量算出装置が算出した目標充電量に基づいて、前記昇圧値を算出する昇圧値算出手段と
   を備え、
   前記制御手段は、前記昇圧値算出手段の算出結果を用いて前記昇圧手段の昇圧値を制御するようにしてあることを特徴とする充電量制御装置。

Images