JP2008236951A

JP2008236951A - 鉛バッテリの充電制御装置

Info

Publication number: JP2008236951A
Application number: JP2007075094A
Authority: JP
Inventors: Mikio Ono; 幹夫小野
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2007-03-22
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2008-10-02
Anticipated expiration: 2027-03-22
Also published as: JP4700644B2

Abstract

【課題】鉛バッテリの満充電状態を精度良く判定するようにした鉛バッテリの充電制御装置を提供する。
【解決手段】電源装置１３は鉛バッテリ１１とこれよりも内部抵抗が小さく鉛バッテリ１１に並列に接続される蓄電デバイスとしてのリチウムイオンキャパシタ１２とを有している。電源装置１３にはオルタネータ１７から電力が供給されて充電される。電源装置１３の電圧は電圧検出器２３により監視され、鉛バッテリ１１に流れる電流は電流検出器２１により監視される。鉛バッテリ１１が充電状態であるか放電状態であるかは、電流検出器２１から信号に基づいて電流積算値を算出することにより判定される。鉛バッテリ１１が充電状態のもとで電圧検出器２３からの信号に基づいて電源装置１３の電圧増加率を演算し、電圧増加率が基準値よりも高くなったときに鉛バッテリが満充電であると判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は電気機器に対し電力を供給する電源としてリチウムイオンキャパシタ等の蓄電デバイスと併用して車両に搭載される鉛バッテリの充電制御装置に関する。

車両に搭載されるスタータモータ等の電気機器に対して電力を供給するための電源装置としては、鉛蓄電池とも言われる鉛バッテリ以外にリチウムイオンキャパシタ（以下、ＬＩＣと言う）等の蓄電デバイスが用いられており、電源装置はエンジンにより駆動されるオルタネータにより発生された電力により充電される。鉛バッテリとＬＩＣとを比較すると、鉛バッテリは内部抵抗がＬＩＣに比して大きく、エネルギー密度がＬＩＣに比して高いが、出力密度はＬＩＣに比して低いという特性を有しており、このような特性を利用するため鉛バッテリとＬＩＣとを併用した電源装置を搭載するようにした車両が開発されている。このような特性を有することから、車両が寒冷地で使用される場合でも、ＬＩＣを搭載することによりエンジンを始動させることができるとともに、鉛バッテリを搭載することにより数ヶ月程度エンジンが始動されないような場合でも確実にスタータモータを駆動させてエンジンを始動させることができる。

特許文献１には、鉛バッテリと電気二重層キャパシタとを並列に接続して車両に搭載するようにした電源装置が記載されている。一方、電源装置として鉛バッテリが単体で搭載される車両においては、バッテリの残存容量(SOC)を推定したり、満充電状態を推定したりする必要があり、特許文献２には、バッテリの端子電圧と充放電電流等により残存容量を演算するようにした残存容量検出装置が記載されている。
特開２００６−２３０１３２号公報特開２０００−２４５００２号公報

鉛バッテリが満充電状態となっているか否かを判定するには、鉛バッテリ単体での初期特性データに依存しており、初期特性データは測定状態、充放電レート、温度条件などによって大きく変化するため、高精度で鉛バッテリの満充電を判定することが困難であった。

例えば、SOCが９５％程度の鉛バッテリ単体に対して、開放電圧が約12.8Ｖのもとで、オルタネータにより目標電圧14.4Ｖ付近で充電すると、鉛バッテリは瞬時に目標電圧まで上昇することになる。これに対して、ＬＩＣ単体をオルタネータにより上記目標電圧付近で充電すると、瞬時には目標電圧まで上昇することなく、ＬＩＣは時間とともに電圧が目標電圧に向けて上昇するという特性を有している。

これに対し、鉛バッテリとＬＩＣと併用してこれらを並列に接続した電源装置に対してオルタネータにより目標電圧付近で充電したところ、鉛バッテリの電圧は充電分極発生までと充電分極発生後とでは電圧増加率が相違した。また、鉛バッテリが充電分極を発生した後における満充電電圧に到達するまでと満充電到達後とでは電圧増加率が相違するということが判明した。充電分極は、充電の進行に伴って電圧が高くなると、充電エネルギーが電解液の化学反応に使われて電圧増加率が低下する現象である。例えば、鉛バッテリの開放電圧が12.8Ｖ程度のときにオルタネータを駆動させて充電を開始すると、約13.5〜13.6Ｖ程度で充電分極が発生し、充電分極が発生した後には鉛バッテリの電圧増加率がそれまでよりも小さくなるが、満充電状態となると、ＬＩＣのみに充電されるので、ＬＩＣに並列に接続された鉛バッテリの電圧はＬＩＣのみを充電する場合と同様の特性で電圧が上昇することが判明した。このような現象は、鉛バッテリのみをオルタネータにより充電した場合には、上述のように、瞬時に目標電圧まで上昇することになるので、判定することができなかった。

本発明の目的は、鉛バッテリの満充電状態を精度良く判定するようにした鉛バッテリの充電制御装置を提供することにある。

本発明の鉛バッテリの充電制御装置は、鉛バッテリおよび当該鉛バッテリよりも内部抵抗が小さく前記鉛バッテリに並列に接続される蓄電デバイスを有する電源装置と、エンジンにより駆動され前記電源装置に対し電力を供給するオルタネータと、前記鉛バッテリの電流を監視する電流検出手段と、前記電源装置の電圧を監視する電圧検出手段と、前記電流検出手段からの信号に基づいて電流積算値を算出する電流積算値算出手段と、電流積算値が正の値となった状態のもとで前記電圧検出手段からの信号に基づいて前記オルタネータの作動時における前記電源装置の電圧増加率を演算し、電圧増加率が基準値よりも高くなったときに前記鉛バッテリが満充電であると判定する満充電判定手段とを有することを特徴とする。

本発明の鉛バッテリの充電制御装置は、前記電圧検出手段からの信号に基づいて算出される前記電源装置の現在の電圧値と、前記オルタネータの目標発電電圧との差が閾値以下となったときに、前記鉛バッテリが満充電となったことを判定することを特徴とする。

本発明の鉛バッテリの充電制御装置は、前記電流検出手段からの信号に基づいて算出される前記鉛バッテリの電流値が閾値以下となったときに、前記鉛バッテリが満充電となったことを判定することを特徴とする。

本発明の鉛バッテリの充電制御装置は、前記満充電判定手段により前記鉛バッテリが満充電であると判定されたときには、前記電流積算値を初期値に戻すことを特徴とする。

本発明の鉛バッテリの充電制御装置は、前記電源装置が高負荷で放電されるときの前記鉛バッテリの前記蓄電デバイスに対する分担比に応じた電流値が所定の閾値以下となったときに、満充電の判定を中止することを特徴とする。

本発明の鉛バッテリの充電制御装置は、前記満充電の判定を中止したときには、警告を出力することを特徴とする。

本発明の鉛バッテリの充電制御装置は、前記分担比に応じた電流値は複数の電流値を平均して算出することを特徴とする。

本発明の鉛バッテリの充電制御装置は、前記電源装置の電圧増加率を演算し、電圧増加率が低下したときに前記鉛バッテリが充電分極となったことを判定することを特徴とする。

本発明は、鉛バッテリとこれよりも内部抵抗が小さい蓄電デバイスとを並列に接続して電源装置を構成すると、充電時における鉛バッテリの電圧は瞬時にオルタネータから供給される電圧にまで高まることなく、満充電状態となる前と後とでは電圧増加率が変化するという現象を見出してなされたものであり、電圧増加率を検出することによって鉛バッテリが満充電状態となったことを高精度で判定することができる。これにより、鉛バッテリが満充電となったときには、オルタネータの発電電圧を低下させることにより、オルタネータの駆動エネルギーを低減させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である鉛バッテリの充電制御装置を示すブロック図である。

図１に示すように、鉛バッテリ１１とＬＩＣ１２とにより電源装置１３が構成されており、車両にはこの電源装置１３が搭載される。鉛バッテリ１１とＬＩＣ１２の正極は給電ケーブル１４により相互に接続され、それぞれの負極は給電ケーブル１５により相互に接続されており、鉛バッテリ１１とＬＩＣ１２は並列に接続されている。車両にはエンジン１６により駆動されるオルタネータ１７が搭載されており、エンジン１６により車両が駆動されるとともにオルタネータ１７が駆動され、オルタネータ１７により発電が行われる。オルタネータ１７からの電力は、電源装置１３に供給されて鉛バッテリ１１とＬＩＣ１２とがそれぞれ充電されるとともに、スタータ、点火プラグ、ランプ類等の電気機器１８に供給される。なお、オルタネータ１７は車両減速時に回生エネルギーを回収して発電することもできる。

給電ケーブル１４には、鉛バッテリ１１を流れる電流を監視するために電流検出器２１が設けられ、電源装置１３の正極と負極との間に接続されたケーブル２２には電源装置１３の電圧を監視するために電圧検出器２３が設けられている。エンジン１６の作動を制御するためのエンジンコントロールユニット２４には、電流検出器２１と電圧検出器２３からの検出信号が送られ、エンジンコントロールユニット２４からはオルタネータ１７に対して電圧指示信号が送られるようになっている。エンジンコントロールユニット２４には、鉛バッテリ１１とＬＩＣ１２の温度を検出する温度検出器からの信号も送られるようになっている。エンジンコントロールユニット２４は、電流検出器２１等からの検出信号に基づいて演算処理を行うマイクロプロセッサＣＰＵ、制御プログラム、演算式、マップデータなどが格納されるＲＯＭ、一時的にデータを格納するＲＡＭ等を有している。エンジンコントロールユニット２４は、電流検出器２１の検出信号に基づいて電流積算値を算出し、鉛バッテリ１１が充電状態であるか放電状態であるかを判定する機能と、電圧検出器２３からの検出信号に基づいて鉛バッテリ１１が満充電状態となっているか否かを判定する機能とを有している。

図１に示すように、鉛バッテリ１１とＬＩＣ１２とを併用した電源装置１３を車両に搭載すると、電源装置１３が鉛バッテリ１１を有することから長期間車両が放置されていても、また外気温度が低い場合であっても、内部抵抗が低いＬＩＣ１２から鉛バッテリ１１に対して電力が供給されることになり、鉛バッテリ１１の充電量低下を抑制することができる。一方、スタータモータを駆動させてエンジンを始動させるときには、鉛バッテリ１１とＬＩＣ１２とが分担してスタータモータに対して電力を供給することになる。エンジン始動時におけるＬＩＣ１２と鉛バッテリ１１の分担比率はほぼ温度に依存するが、ＬＩＣ１２は内部抵抗が低く出力密度が鉛バッテリ１１に比して低いので、エンジン始動時にはＬＩＣ１２から一気に放電されることになる。これにより、エンジン始動時における鉛バッテリ１１の残存容量の低下を抑制することができるとともに、鉛バッテリ１１の容量を小さくすることができる。

エンジン１６が駆動されると、オルタネータ１７が駆動されるので、オルタネータ１７による発電電力が点火プラグやランプ類等の電気機器１８に供給されるとともに電源装置１３に対する充電が行われる。鉛バッテリ１１は満充電に近い状態で充電を行うことができると、充電のエネルギー効率が高くなる。

図１に示す電流検出器２１は鉛バッテリ１１の電流を監視するので、電流検出器２１からの信号に基づいて鉛バッテリ１１の寿命の判定と、電流積算値Ａｈを算出することにより放電状態か充電状態かを判定することができる。例えば、鉛バッテリ１１は、劣化が進行すると、電流値が大きく減少するので、予め新品の鉛バッテリ１１について温度毎に測定しておいた分担比のデータに基づいて閾値を決定しておくことによって、閾値を超えたときには鉛バッテリ１１の寿命と判定する。また、電流積算値Ａｈが放電から充電に転じて正の値となったときには、充電状態となったことを電流検出器２１からの信号により判定することができる。

図２（Ａ）は車両に鉛バッテリ１１のみを搭載した場合における鉛バッテリ１１単体に対してオルタネータ１７により目標電圧14.4Ｖ付近の一定電圧で充電したときの鉛バッテリの電圧変化特性を示す線図である。図２（Ａ）に示すように、開放電圧が約12.8Ｖであって、鉛バッテリ１１の残存容量ＳＯＣが９５％程度のときに充電すると、鉛バッテリ１１は瞬時に目標電圧にまで上昇する。鉛バッテリ１１が放電された状態から満充電まで充電する過程では、13.5Ｖ付近において充電分極が発生する。充電分極が発生するとエネルギー損失が発生するが、オルタネータ１７の発電容量が大きいために、鉛バッテリ１１単体に充電した場合には、13.5Ｖ付近での電圧固定現象を捉えることができない。

図２（Ｂ）は車両にＬＩＣ１２のみを搭載した場合におけるＬＩＣ１２単体に対してオルタネータ１７により目標電圧14.4Ｖ付近の一定電圧で充電したときのＬＩＣ１２の電圧変化特性を示す線図である。ＬＩＣ１２は鉛バッテリ１１よりも内部抵抗が低いために、図２（Ｂ）に示すように、充電量が時間とともに変化して電圧が瞬時にオルタネータ１７の目標電圧14.4Ｖにまで高まることなく、時間とともに電圧が変化するという特性を有している。

図２（Ｃ）は図１に示すように鉛バッテリ１１とＬＩＣ１２とを並列に接続して形成された電源装置１３に対してオルタネータ１７により目標電圧14.4Ｖ付近の一定電圧で充電したときの電源装置１３の電圧変化特性を示す線図である。この電圧変化特性は電圧検出器２３からの監視信号に基づいて判定することができる。図２（Ｃ）に示すように電源装置１３の開放電圧が12.8Ｖのもとで、電源装置１３に目標電圧14.4Ｖの電圧で充電したところ、電圧変化は13.5Ｖ付近の電圧Ａ点とそれよりも高いＢ点において電圧増加率（ΔＶ）の変曲点が見出された。充電開始からＡ点の電圧に到達するまでの電圧増加率（ΔＶ１）よりも、Ａ点の電圧からＢ点の電圧に到達するまでの電圧増加率（ΔＶ２）の方が小さくなっている。この理由はＡ点で鉛バッテリ１１の充電分極が発生し、充電分極が発生した後には、充電エネルギーが電解液の化学反応に使われて電圧増加率が低下するためである。

鉛バッテリ１１が満充電となると、電源装置１３の電圧はＢ点の電圧になり、それ以上の電圧に上昇する過程における電圧増加率（ΔＶ３）は、充電分極が発生している過程での電圧増加率（ΔＶ２）よりも高い増加率となる。このように、Ｂ点以降の電圧増加率（ΔＶ３）が高くなるのは、ＬＩＣ１２のみに充電が行われているためであり、この電圧増加率はＬＩＣ単体に対する充電時の増加率に近似している。

このように、鉛バッテリ１１とＬＩＣ１２とを並列に接続した電源装置１３に対してオルタネータ１７により目標電圧14.4Ｖの一定電圧で充電すると、電源装置１３に対する充電開始から目標電圧到達までの過程で電圧増加率が変化することから、増加率を演算することによって、鉛バッテリ１１が満充電となったことを検出することができる。鉛バッテリ１１の満充電を検出することにより、オルタネータ１７の発電電圧を低減させることができ、鉛バッテリ１１に対する過充電を防止すとともに発電エネルギーを低減させることができる。

図３および図４は鉛バッテリの充電制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。図３に示すように、スタータモータが駆動されてエンジンが始動されたときには（ステップＳ１）、鉛バッテリ１１の電流ＩをステップＳ２において検出する。スタータモータは高負荷の電気機器であり、これを駆動するときには電源装置１３から高いレートで放電が行われる。スタータモータの高負荷消費電流は既知であり、電源装置１３からは鉛バッテリ１１とＬＩＣ１２とがほぼ温度に依存する分担比率で分担してスタータモータに電力が供給される。鉛バッテリ１１が劣化すると、鉛バッテリ１１のＬＩＣ１２に対する分担比に応じて鉛バッテリ１１の電流Ｉが大きく減少し、ＬＩＣ１２の負担が大きくなる。このため、予め設定しておいた温度毎の分担比をもとに鉛バッテリ１１に流れる電流値に閾値を設定しておき、鉛バッテリ１１に流れる電流Ｉが所定値以上となっているときには鉛バッテリ１１の満充電を判定するためにステップＳ３が実行されるが、所定値以下となっているときには、鉛バッテリ１１が寿命であると判断して満充電の判定をステップＳ４において中止する。満充電の判定を中止したときには、ステップＳ５において警告を出力する。警告は警報ランプを点灯したり、警報ブザーを作動させたりすることにより行われる。ステップＳ２において閾値と比較するための電流Ｉの値は、複数回検出した電流値を平均して求めることにより、満充電判定中止の信頼性を高めることができる。

エンジンが始動されてステップＳ３が実行されると、電流検出器２１からの信号により鉛バッテリ１１に流れる電流の積算値（Ａｈ）が演算される。ステップＳ６では電流積算値（Ａｈ）が正の値（Ａｈ＞０）となったか否かを判定し、正の値つまり放電から充電に転じたことが判定されたら、ステップＳ７において電圧検出器２３からの電圧信号を読み込んで電源装置１３の電圧を検出する。ステップＳ８ではオルタネータ１７により発電される目標発電電圧を算出し、ステップＳ９では電圧増加率（ΔＶ）を算出する。電圧増加率（ΔＶ）は、目標発電電圧（14.4Ｖ）と電源装置１３の電圧Ｖとの単位時間当たりの差を求めることにより算出される。ただし、ステップＳ７〜Ｓ９の処理が行われている過程で放電に移行したら（Ａｈ＜０）、ステップＳ３に戻される。

図４に示すステップＳ１０においては、電圧増加率（ΔＶ）が基準値（ΔＶａ）よりも高くなったか否か（ΔＶ＞ΔＶａ）が判定され、基準値よりも高くなっている場合には、ステップＳ１１において電源装置１３の現在の電圧値（Ｖ0）と、オルタネータ１７の目標発電電圧（Ｖmax）との差が算出されてその差が閾値Ｖa以下となったか否か（Ｖmax−Ｖ0≦Ｖａ）が判定される。さらに、ステップＳ１２においては、鉛バッテリ１１の電流つまり漏れ電流Ｉが閾値Ｉａ以下となっているか否か（Ｉ0＜Ｉａ）が判定される。これらのステップＳ１０〜Ｓ１２においてYESと判定されたら、ステップＳ１３において鉛バッテリ１１が満充電であると判定する。

上記ステップＳ１０において電圧増加率（ΔＶ）が基準値（ΔＶａ）よりも高くなったと判定されるのは、図２（Ｃ）においては満充電であるＢ点を超えた時点に対応し、予めエンジンコントロールユニット２４のＲＯＭに格納されていた基準値（ΔＶａ）と電圧増加率（ΔＶ）とを比較することにより求められる。このときには、図２（Ｃ）に示すように、オルタネータ１７の目標発電電圧（Ｖmax 、例えば14.4Ｖ）と、Ｂ点の電圧との差が閾値（Ｖａ）以下となるので、ステップＳ１０のみによる満充電判定の誤判定を防止するために、ステップＳ１１が実行される。同様に、鉛バッテリ１１が満充電となると、鉛バッテリ１１の電流つまり漏れ電流もほぼ零に近い閾値（Ｉａ）以下となるので、ステップＳ１０のみによる満充電判定の誤判定を防止するために、ステップＳ１２が実行される。それぞれの閾値Ｖａ、Ｉａとしては、Ｂ点を僅かに超えたときにおける電圧値と電流値に設定されている。ただし、ステップＳ１０のみにより満充電を判定するようにしても良い。

ステップＳ１３において鉛バッテリ１１が満充電の状態であると判定されたときには、ステップＳ１４が実行されて電流積算値（Ａｈ）がクリアされて初期状態に戻される。鉛バッテリ１１が満充電状態であるという判定は、ステップＳ１５において鉛バッテリ１１が放電開始されたと判定されるまで保持される。ステップＳ１５において、放電が開始されたと判定されたときにはステップＳ３に戻されて電流積算値（Ａｈ）の算出が開始される。

ステップＳ１３において鉛バッテリ１１が満充電状態となったことが判定されたときには、エンジンコントロールユニット２４からはオルタネータ１７に制御信号が送られて、発電電圧を低減するように制御される。このように、鉛バッテリ１１の満充電を判定することによって発電電圧を低減することができ、オルタネータ１７の駆動エネルギーを低減させてエンジンの燃費を向上させることができる。

図５は本発明の鉛バッテリの充電制御装置が搭載された車両を１０モード走行したときにおける鉛バッテリの満充電判定結果の一例を示す測定データである。車両をモード１〜モード１０の運転条件により車両を走行させた。モード１はエンジンを始動させてからアイドリング状態、モード２は発進から時速２０kmまでの加速走行、モード３は時速２０kmの定速走行、モード４は時速２０kmから停止までの減速走行、モード５はアイドリング状態である。さらに、モード６は発進から時速４０kmまでの加速走行、モード７は時速４０kmでの定速走行、モード８は時速４０kmから時速２０kmまでの減速走行、モード９は時速２０kmから時速４０kmまでの加速走行、モード１０は時速４０kmから停止までの減速走行である。

図５に示すように、スタータモータを作動させてエンジンを始動させるときには、鉛バッテリ１１とＬＩＣ１２とが放電されてスタータモータに電力が供給される。スタータモータが始動されてオルタネータ１７が駆動されるまでは、ＬＩＣ１２から一気に放電されてＬＩＣ１２からの放電量の減少とともに鉛バッテリ１１からの放電量が増加し、電源装置１３の電圧は徐々に低下する。オルタネータ１７がエンジン１６により駆動されると、鉛バッテリ１１とＬＩＣ１２に充電される。図５において満充電フラグがオンしているときは鉛バッテリ１１が満充電となっている状態を示し、このときにはオルタネータ１７の発電量を低減するようにオルタネータ１７に制御信号が送られる。オルタネータ１７は車両を減速させるときに駆動輪によりオルタネータ１７を駆動することによって回生エネルギーを回収することができるので、減速時にオルタネータ１７により発電量を高めている。

図６は本発明の鉛バッテリの充電制御装置が搭載された車両を１５モード走行したときにおける鉛バッテリの満充電判定結果の一例を示す測定データである。モード１はエンジンを始動させてからアイドリング状態、モード２は発進から時速５０kmとなるまでの加速走行、モード３は時速５０kmの定速走行、モード４は時速５０kmから時速４０kmまでの減速走行、モード５は時速４０kmの定速走行である。さらに、モード６は時速４０kmから時速６０kmまでの加速走行、モード７は時速６０kmでの定速走行、モード８は時速６０km から時速７０kmまでの加速走行、モード９は時速７０kmでの定速走行、モード１０は時速７０kmから時速５０kmまでの減速走行である。また、モード１１は時速５０kmでの定速走行、モード１２は時速５０kmから時速７０kmまでの加速走行、モード１３は時速７０kmでの定速走行、モード１４は時速７０kmから停止までの減速走行、モード１５はアイドリング状態である。

図６に示すように、１５モードで走行させたときにも鉛バッテリ１１の満充電が判定されて満充電フラグがオンされたときには、オルタネータ１７にはその発電量を低減するように制御信号が送られてオルタネータ１７の駆動エネルギーを低減させることができる。鉛バッテリ１１が満充電となっているときにおいても、図６に示すように、減速走行時にオルタネータ１７の作動を制御すると回生エネルギーを回収し、ＬＩＣ１２に対して充電されることになる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、本発明の電源装置１３は鉛バッテリ１１とＬＩＣ１２とにより形成されているが、鉛バッテリ１１よりも内部抵抗が小さい蓄電デバイスであれば、リチウムイオンキャパシタ１２以外の蓄電デバイスを用いるようにしても良い。

本発明の一実施の形態である鉛バッテリの充電制御装置を示すブロック図である。（Ａ）は車両に鉛バッテリのみを搭載した場合における鉛バッテリ単体に対して充電したときの鉛バッテリの電圧変化特性を示す線図であり、（Ｂ）は車両にＬＩＣのみを搭載した場合におけるＬＩＣ単体に対して充電したときのＬＩＣの電圧変化特性を示す線図であり、（Ｃ）は本発明の電源装置に対して充電したときの電源装置の電圧変化特性を示す線図である。鉛バッテリの充電制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。鉛バッテリの充電制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。本発明の鉛バッテリの充電制御装置が搭載された車両を１０モード走行したときにおける鉛バッテリの満充電判定結果の一例を示す測定データである。本発明の鉛バッテリの充電制御装置が搭載された車両を１５モード走行したときにおける鉛バッテリの満充電判定結果の一例を示す測定データである。

符号の説明

１１鉛バッテリ
１２ＬＩＣ（リチウムイオンキャパシタ蓄電デバイス）
１３電源装置
１６エンジン
１７オルタネータ
２１電流検出器（電流検出手段）
２３電圧検出器（電圧検出手段）
２４エンジンコントロールユニット（電流積算手段、満充電判定手段）

Claims

鉛バッテリおよび当該鉛バッテリよりも内部抵抗が小さく前記鉛バッテリに並列に接続される蓄電デバイスを有する電源装置と、
エンジンにより駆動され前記電源装置に対し電力を供給するオルタネータと、
前記鉛バッテリの電流を監視する電流検出手段と、
前記電源装置の電圧を監視する電圧検出手段と、
前記電流検出手段からの信号に基づいて電流積算値を算出する電流積算値算出手段と、
電流積算値が正の値となった状態のもとで前記電圧検出手段からの信号に基づいて前記オルタネータの作動時における前記電源装置の電圧増加率を演算し、電圧増加率が基準値よりも高くなったときに前記鉛バッテリが満充電であると判定する満充電判定手段とを有することを特徴とする鉛バッテリの充電制御装置。
請求項１記載の鉛バッテリの充電制御装置において、前記電圧検出手段からの信号に基づいて算出される前記電源装置の現在の電圧値と、前記オルタネータの目標発電電圧との差が閾値以下となったときに、前記鉛バッテリが満充電となったことを判定することを特徴とする鉛バッテリの充電制御装置。
請求項１または２記載の鉛バッテリの充電制御装置において、前記電流検出手段からの信号に基づいて算出される前記鉛バッテリの電流値が閾値以下となったときに、前記鉛バッテリが満充電となったことを判定することを特徴とする鉛バッテリの充電制御装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の鉛バッテリの充電制御装置において、前記満充電判定手段により前記鉛バッテリが満充電であると判定されたときには、前記電流積算値を初期値に戻すことを特徴とする鉛バッテリの充電制御装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の鉛バッテリの充電制御装置において、前記電源装置が高負荷で放電されるときの前記鉛バッテリの前記蓄電デバイスに対する分担比に応じた電流値が所定の閾値以下となったときに、満充電の判定を中止することを特徴とする鉛バッテリの充電制御装置。
請求項５記載の鉛バッテリの充電制御装置において、前記満充電の判定を中止したときには、警告を出力することを特徴とする鉛バッテリの充電制御装置。
請求項５または６記載の鉛バッテリの充電制御装置において、前記分担比に応じた電流値は複数の電流値を平均して算出することを特徴とする鉛バッテリの充電制御装置。
請求項１〜７のいずれか１項に記載の鉛バッテリの充電制御装置において、前記電源装置の電圧増加率を演算し、電圧増加率が低下したときに前記鉛バッテリが充電分極となったことを判定することを特徴とする鉛バッテリの充電制御装置。