JP2009118664A - 蓄電池用充電制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鉛蓄電池に対する充放電電流を長時間に亘って積算した値に基づいて蓄電池充電量を推定する場合に生じる累積誤差を最小にする。
【解決手段】特定の電気負荷のＯＮ/ＯＦＦ状態とエンジン停止直前の蓄電池充電量ＳＯＣ(n-1)とに基づき、経過時間が長くなるに従い漸増する値に設定されている第１〜第４目標充電量レベルＳＬ１〜ＳＬ４のうちの１つを選択する(S12〜S14,S16〜S18,S20,S22,S24)。そして選択した目標充電量レベルと鉛蓄電池３を搭載したときからの経過時間とに基づき目標充電量ＳＯＣｏを設定し(S19,S21,S23,S25)、この目標充電量ＳＯＣｏと鉛蓄電池３の実際の蓄電池充電量ＳＯＣとを比較し、ＳＯＣ≧ＳＯＣｏの場合は低い電圧で充電し、ＳＯＣ＜ＳＯＣｏの場合は高い電圧で充電する(S26)。目標充電量が経過時間に従って漸増されているため蓄電池充電量ＳＯＣに含まれている累積誤差が吸収される。
【選択図】図３

Description

本発明は、少なくとも蓄電池充電量に応じて蓄電池に対する充電電圧を制御する蓄電池用充電制御装置に関する。

従来、燃費向上を狙った蓄電池マネジメント制御を行うに際しては、蓄電池の状態を監視して、過充電等を早期に検知する必要性がある。

一般に、蓄電池充電量を推定する方法としては、内部抵抗値と起電力から算出する方法や、電解液の比重を指標として算出する方法、更には蓄電池から放電または充電される電流値を常時測定し、その電流測定値を積算し算出する方法が知られている。

しかし、この電流値を長時間に亘って連続的に積算した場合、累積誤差が大きくなり、計算によって求めた蓄電池充電量が実際の蓄電池充電量から次第に乖離してしまい、鉛蓄電池の充電量を正確に把握することができなくなる。その結果、過充電や深放電が増長され、鉛蓄電池劣化が促進されてしまう問題がある。

この対策として、例えば、特許文献１（特開２００４−８５２６９号公報）には、鉛蓄電池の充放電が終了した後に、その終了から短い時間の内に測定した鉛蓄電池の端子電圧の推移により開回路電圧を推定し、この推定した開回路電圧に基づいて蓄電池充電量を求め、この蓄電池充電量により、現在の蓄電池充電量を逐次更新することで、蓄電池充電量を精度良く求めるようにした技術が開示されている。
特開２００４−８５２６９号公報

しかし、上述した文献に開示されている技術では、蓄電池の端子電圧の変化と蓄電池充電量の変化とがほぼ同期して現れるリチウムイオン蓄電池等では、累積誤差による影響を受け難い。一方、鉛蓄電池等のように、分極によって端子電圧の収束に遅れが生じやすい蓄電池では、限られた時間内で開回路電圧を推定することは極めて困難である。従って、この開回路電圧に基づいて蓄電池充電量を精度良く求めるには限界がある。

本発明は、上記事情に鑑み、蓄電池に対する充放電電流を長時間に亘って積算した値に基づいて蓄電池充電量を推定する場合に生じる累積誤差の影響を受け難くし、過充電や深放電を抑制して、蓄電池の劣化の進行を抑制することのできる蓄電池用充電制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明による蓄電池用充電制御装置は、車両に搭載される蓄電池と、前記蓄電池の蓄電池充電量を算出する蓄電池充電量算出手段と、前記蓄電池充電量を記憶する記憶手段と、少なくともイグニッションスイッチをオンしたときの前記記憶手段に記憶されている蓄電池充電量に基づき目標充電量を設定する目標充電量設定手段と、エンジン始動後に設定した蓄電池充電量と前記目標充電量とに基づき前記蓄電池に対する充電電圧を制御する充電電圧制御手段とを備え、前記目標充電量設定手段は、前記蓄電池を搭載したときからの経過時間に基づき、該経過時間が長くなるに従い高い値を示す前記目標充電量を設定することを特徴とする。

本発明によれば、目標充電量が、蓄電池を搭載したときからの経過時間に基づき、この経過時間が長くなるに従い高い値を示すように設定されるので、蓄電池充電量に含まれている累積誤差の影響を目標充電量の増加により吸収することができる。その結果、蓄電池に対する充電電圧の制御では、蓄電池充電量を推定する場合に生じる累積誤差の影響が受け難くなり、過充電や深放電が抑制されて、鉛蓄電池の劣化の進行を抑制することができる。

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１に車両用電力系のブロック図を示す。

同図の符号１は車両に搭載されている発電機としてのオルタネータであり、図示しないエンジンにより駆動され、発電電力を出力する。このオルタネータ１の発電電力が、定常的に使用される電気負荷や、比較的負荷の大きい電気負荷手段２、及び鉛蓄電池３に給電される。尚、この電気負荷手段２には、ブロアファン、ワイパモータ、ライトバルブ、リヤデフォッガ等、鉛蓄電池３に所定値以上の比較的大きな電気負荷をかけるものの全てが含まれる。

一方、符号１１は、エンジン全体を制御するエンジン制御ユニット（以下、「Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ」と称する）である。このＥ／Ｇ＿ＥＣＵ１１は、燃料噴射制御、点火時期制御、及びオルタネータ１等、エンジン全体を制御するもので、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶手段としてのバックアップＲＡＭ、及びＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性記憶手段等を有するマイクロコンピュータを主体に構成されている。このようにＥ／Ｇ＿ＥＣＵ１１では種々の制御を行っているが、以下においては、この各種制御のうち、オルタネータ１の制御について説明する。

Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ１１の入力側には、鉛蓄電池３の充放電電流を検出する電流センサ４、車両の走行状態を検出する各種センサ５が接続されていると共に、鉛蓄電池３の電圧が直接入力される。尚、車両の走行状態を検出するセンサ５としては、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ、車速を検出する車速センサ等がある。Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ１１は、入力される各種情報に基づき、オルタネータ１の発電電圧を制御する。

Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ１１で実行されるオルタネータ１の発電制御は、具体的には図２〜図４に示すフローチャートに従って処理される。尚、この図２〜図４に示すフローチャートでの処理が本発明の充電電圧制御手段に対応している。

図２に示す始動時制御開始条件判定ルーチンは、イグニッションスイッチをＯＮした後、１回のみ実行される。このルーチンでは、先ず、ステップＳ１で、エンジンが始動したか否かを判定する。エンジンの始動判定は、例えばエンジン回転数センサで検出したエンジン回転数に基づき、このエンジン回転数が始動判定回転数（例えば、600[rpm]）以上となったときエンジン始動と判定する。

そして、エンジン回転数が始動判定回転数を超えた場合、ステップＳ２へ進み、鉛蓄電池３に対して補充電を開始すべく、オルタネータ１に対して補充電指令信号を出力し、補充電を行う。尚、本実施形態では、定格電圧12[V]の鉛蓄電池３に対し、14.5[V]一定で補充電が行われる。前回のエンジン運転サイクル終了時に、鉛蓄電池３の自己放電などにより蓄電池充電量が低下している可能性があるため、エンジン始動直後に、補充電を開始することで、蓄電池充電量不足の発生を回避することができる。

次いで、ステップＳ３へ進み、前回の蓄電池充電量ＳＯＣ(n-1)と、充電量判定値ＳＯＣｐを比較し、前回の蓄電池充電量ＳＯＣ(n-１)が満充電に近いか否かを判定する。尚、本実施形態では、蓄電池充電量ＳＯＣ(State Of Charge)を、エンジン運転中の電流センサ４で検出した鉛蓄電池３の充放電電流の積算値（電流積算値）Ｉｎに基づいて算出している。すなわち、この電流積算値Ｉｎを、予め設定されている満充電容量Ｑから減算し、その値を満充電容量Ｑで除算して蓄電池充電量ＳＯＣを算出する（ＳＯＣ＝(Ｑ−Ｉｎ)／Ｑ）。この蓄電池充電量ＳＯＣを算出する処理が、本発明の蓄電池充電量算出手段に対応している。

この場合、充電量判定値ＳＯＣｐは、満充電時の蓄電池充電量ＳＯＣを１００[％]とした場合、９０〜１００[％]に設定している。この電流積算値Ｉｎの算出手順については後述する。又、前回の蓄電池充電量ＳＯＣ(n-1)とは、イグニッションスイッチＯＮ時のバックアップＲＡＭに記憶されている蓄電池充電量ＳＯＣである。このイグニッションスイッチＯＮ時のバックアップＲＡＭには前回のエンジン停止直前に求めた蓄電池充電量ＳＯＣが格納されており、これが前回の蓄電池充電量ＳＯＣ(n-1)に相当する。

そして、前回の蓄電池充電量ＳＯＣ(n-1)が充電量判定値ＳＯＣｐ以上の場合（ＳＯＣ(n-1)≧ＳＯＣｐ）、満充電或いは満充電に近いため、ステップＳ４へ進む。又、前回の蓄電池充電量ＳＯＣ(n-1)が充電量判定値ＳＯＣｐ未満の場合（ＳＯＣ(n-1)＜ＳＯＣｐ）、充電不足であると判定し、ステップＳ５へ分岐する。

ステップＳ４へ進むと、補充電時間Ｔｈｏを予め設定されている一定時間Ｔｓｅｔで設定して（Ｔｈｏ←Ｔｓｅｔ）、ステップＳ６へ進む。すなわち、蓄電池充電量ＳＯＣ(n-1)は、鉛蓄電池３の充放電電流の積算値から求められるが、この計算により求めた蓄電池充電量ＳＯＣ(n-1)の信頼性は低く、従って、満充電或いは満充電に近いと判定された場合であっても、必ず、一定時間補充電を行う必要がある。

又、ステップＳ５へ進むと、補充電時間Ｔｈｏを、上述した一定時間Ｔｓｅｔに設定延長時間αを加算した値で設定して（Ｔｈｏ←Ｔｓｅｔ＋α）、ステップＳ６へ進む。尚、この設定延長時間αは、予め設定した固定時間であっても良いが、蓄電池充電量ＳＯＣ(n-1)と充電量判定値ＳＯＣｐとの差分に応じて設定する可変値であっても良い。

そして、ステップＳ４或いはＳ５からステップＳ６へ進むと、カウンタタイマのカウント時間Ｔをインクリメントし（Ｔ←Ｔ＋１）、ステップＳ７へ進み、カウンタタイマのカウント時間Ｔが補充電時間Ｔｈｏに達したか否かを調べ、タイマカウントのカウント時間Ｔが補充電時間Ｔｈｏに達するまで、補充電を継続させる。そして、カウンタタイマのカウント時間Ｔが補充電時間Ｔｈｏに達したとき（Ｔ≧Ｔｈｏ）、ステップＳ８へ進み、オルタネータ１に対して補充電停止指令信号を出力し、オルタネータ１を停止させた後、ルーチンを終了する。

このように、本実施形態では、エンジン始動後、直ちに補充電が行われるので、毎回のエンジン運転サイクルでは、鉛蓄電池３の充電量は必ず満充電、或いは満充電に近い状態から開始され、後述する鉛蓄電池３の充放電電流の積算値から求める蓄電池充電量ＳＯＣの長時間の累積誤差がエンジン始動の都度に修正される。その結果、エンジン始動から、イグニッションスイッチをＯＦＦしてエンジンを停止させるまでの１エンジン運転サイクルにおいて実行されるＳＯＣ制御（詳細に付いては後述する）を精度良く行うことができる。尚、上述したステップＳ２〜Ｓ８での処理が、本発明の始動後制御手段に対応している。

その後、図３、図４に示すＳＯＣ制御ルーチンが所定演算周期毎に実行される。このルーチンでは、先ず、ステップＳ１１で、鉛蓄電池３の端子電圧ＶBを読込み、この端子電圧ＶBが一定電圧以上か否かを調べ、設定電圧よりも低い場合は、ステップＳ２７へジャンプし、オルタネータ１に対して補充電指令信号を出力し、オルタネータ１による発電電圧（本実施形態では、定格電圧12[V]の鉛蓄電池３に対して、14.5[V]一定）で鉛蓄電池３を補充電し、ステップＳ２８へ進む。

又、この端子電圧ＶBが一定電圧よりも高い場合は、ステップＳ１２へ進み、第１電気負荷条件を判定する。この第１電気負荷は、それがＯＮされている場合は、直ちにＳＯＣ制御を禁止する必要のある比較的消費電力の大きな電気負荷であり、例えば、前照灯、リヤデフォッガ、ワイパがある。そして、このような比較的消費電力の大きな電気負荷の何れかがＯＮされている場合は、第１電気負荷条件成立と判定し、ステップＳ１５へ分岐する。

又、比較的消費電力の大きな電気負荷の何れもがＯＮされていないときは、第１電気負荷条件不成立と判定し、ステップＳ１３へ進み、第２電気負荷条件が成立しているか否かを判定する。第２電気負荷は、一定の電力消費量まではＯＮ状態を許容することのできる比較的消費電力の少ない電気負荷であり、例えば、ブロアファン、ラジエータファンがある。

そして、このような比較的消費電力の少ない電気負荷の何れかがＯＮされている場合は、第２電気負荷条件成立と判定し、ステップＳ１４へ進む。又、この電気負荷の何れもがＯＮされていないときは、ステップＳ１６へ進む。

ステップＳ１４へ進むと、第２の電気負荷の電力消費量が許容できる範囲内か否かを調べ、許容できる電力消費量の場合は、ステップＳ１７へ進み、又、許容できる電力消費量を超えている場合は、ステップＳ１５へ進む。

そして、ステップＳ１２或いはステップＳ１４からステップＳ１５へ進むと、オルタネータ１に対して補充電指令信号を出力し、オルタネータ１による発電電圧（本実施形態では、定格電圧12[V]の鉛蓄電池３に対して、14.5[V]一定）で鉛蓄電池３を補充電した後、ステップＳ１１へ戻る。

又、ステップＳ１３からステップＳ１６へ進み、或いはステップＳ１４からステップＳ１７へ進むと、このステップＳ１６或いはステップＳ１７で、前回の蓄電池充電量ＳＯＣ(n-1)が充電量判定値ＳＯＣｐ以上か否かを調べ、その結果から鉛蓄電池３の疲労度を判定する。

そして、第２電荷負荷条件不成立で、且つ蓄電池充電量ＳＯＣ(n-1)≧ＳＯＣｐの場合は、鉛蓄電池３の疲労度が最も少ないと判定し、ステップＳ１６からステップＳ１８へ進み、第１目標充電量レベルＳＬ１を選択する。又、第２電荷負荷条件不成立で、且つ蓄電池充電量ＳＯＣ(n-1)＜ＳＯＣｐの場合は、鉛蓄電池３がやや疲労していると判定しステップＳ２０へ進み、第２目標充電量レベルＳＬ２を選択する。

一方、第２電気負荷の電力消費量が許容できる範囲以内で、且つ蓄電池充電量ＳＯＣ(n-1)≧ＳＯＣｐの場合は、鉛蓄電池３が疲労していると判定し、ステップＳ２２へ進み、第３目標充電量レベルＳＬ３を選択する。又、第２電気負荷の電力消費量が許容できる範囲以内で、且つ蓄電池充電量ＳＯＣ(n-1)＜ＳＯＣｐの場合は、鉛蓄電池３の疲労度が大きいと判定しステップＳ２４へ進み、第４目標充電量レベルＳＬ４を選択する。

すなわち、各目標充電量レベルＳＬ１〜ＳＬ４は、鉛蓄電池３の疲労度に応じ、この疲労度が増加するに従い、高い値の目標充電量レベルが選択される（ＳＬ１＜ＳＬ２＜ＳＬ３＜ＳＬ４）。

尚、上述したステップＳ１１〜Ｓ１４，Ｓ１６〜Ｓ１８，Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２４での処理が、本発明の目標充電量設定手段に対応している。

この各目標充電量レベルＳＬ１〜ＳＬ４における目標充電量ＳＯＣｏは、ＲＯＭ或いは不揮発性記憶手段に記憶されている目標充電量設定テーブルに格納されている。図５に示すように、この目標充電量設定テーブルには、新品の鉛蓄電池３を車両に搭載して所定に接続したときからの経過時間に応じ、この経過時間が長くなるに従い漸増される各目標充電量レベルＳＬ１〜ＳＬ４における目標充電量ＳＯＣｏが格納されている。

従って、ステップＳ１８からステップＳ１９へ進むと、経過時間に基づき第１目標充電量レベルＳＬ１を参照して目標充電量ＳＯＣｏを設定する。又、ステップＳ２０からステップＳ２１へ進むと、経過時間に基づき第２目標充電量レベルＳＬ２を参照して目標充電量ＳＯＣｏを設定する。更に、ステップＳ２２からステップＳ２３へ進むと、経過時間に基づき第３目標充電量レベルＳＬ３を参照して目標充電量ＳＯＣｏを設定する。又、ステップＳ２４からステップＳ２５へ進むと、経過時間に基づき第４目標充電量レベルＳＬ４を参照して目標充電量ＳＯＣｏを設定する。

図５に示すように、各目標充電量レベルＳＬ１〜ＳＬ４における目標充電量ＳＯＣｏが相違しているため、同じ経過時間Δｔであっても、選択した目標充電量レベルＳＬ１〜ＳＬ４毎に異なる値の目標充電量ＳＯＣｏが設定される。

尚、本実施形態では、満充電時の蓄電池充電量を１００[％]とした場合、第１目標充電量レベルＳＬ１における目標充電量ＳＯＣｏがＳＯＣ＝約８０〜８５[％］、第２目標充電量レベルＳＬ２及び第３目標充電量レベルＳＬ３における目標充電量ＳＯＣｏがＳＯＣ＝約８５〜９０[％］、第４目標充電量レベルＳＬ４における目標充電量ＳＯＣｏがＳＯＣ＝約９０〜９５[％］の範囲で設定されている。又、後述するように、鉛蓄電池３の充放電電流の積算値から求める蓄電池充電量ＳＯＣ（以下、「計算ＳＯＣ」と称する）が各目標充電量レベルＳＬ１〜ＳＬ４における目標充電量ＳＯＣｏ以上のときは鉛蓄電池３を、第２充電電圧（低電圧）で充電する。又、計算ＳＯＣが各目標充電量レベルＳＬ１〜ＳＬ４における目標充電量ＳＯＣｏ未満のときは鉛蓄電池３を、第１充電電圧（高電圧）で充電する。

このように、鉛蓄電池３の疲労度が大きい場合は、高い値の目標充電量レベルを選択することで鉛蓄電池３を高電圧で早期に回復させることができる。一方、疲労度の少ない鉛蓄電池３では、電圧降下を比較的大きく許容しても、鉛蓄電池３にかかる負担が少ないため、低い値の目標充電量レベルを選択することで、鉛蓄電池３を低電圧で充電する機会が増加し、相対的に高電圧による不要な充電が減少し、鉛蓄電池の劣化進行を抑制することができる。

ところで、後述する（１）式からも明らかなように、電圧積算値Ｖｎからは予めセンサ誤差εが減算されており、しかも、このセンサ誤差εは正値に設定されている。従って、図６に破線で示すように、この電圧積算値Ｖｎを電気量変換して求めた電流積算値Ｉｎに基づいて算出した計算ＳＯＣ（(2)式参照）は、実線で示す実測によるＳＯＣ（以下「実ＳＯＣ」と称する）よりも低い値となる。しかし、電流センサ４の誤差が、当初設定したセンサ誤差εよりも大きい場合、図６に一点鎖線で示すように、 計算ＳＯＣが実ＳＯＣを越えてしまう状況が考えられる。

しかし、本実施形態では、各目標充電量レベルＳＬ１〜ＳＬ４における目標充電量ＳＯＣｏが経時的に漸増されているので、計算ＳＯＣに長時間の累積誤差が含まれていても、計算ＳＯＣに含まれている累積誤差の影響が受け難くなる。その結果、計算ＳＯＣと、選択された各目標充電量レベルＳＬ１〜ＳＬ４における目標充電量ＳＯＣｏとの比較により設定される鉛蓄電池３に対する充電電圧の切換えタイミングが適正となり、計算ＳＯＣを、実ＳＯＣよりも必ず低い値（バッテリ上がりのする方向＝安全側）に設定することができる。その結果、鉛蓄電池３は深放電が抑制されるばかりでなく、不要な過充電が行われず、鉛蓄電池の劣化進行を抑制することができる。尚、各目標充電量レベルＳＬ１〜ＳＬ４における目標充電量ＳＯＣｏの経過時間による推移（傾き）は、車両に搭載される鉛蓄電池３の性能に基づいて設定される。

そして、ステップＳ１９，Ｓ２１，Ｓ２３或いはＳ２５からステップＳ２６へ進むと、一定ＳＯＣ制御が実行される。この一定ＳＯＣ制御は、計算ＳＯＣと目標充電量ＳＯＣｏとを比較し、ＳＯＣ＜ＳＯＣｏのときは、オルタネータ１に対して高電圧充電令信号を出力し、オルタネータ１による発電にて、鉛蓄電池３を第１充電電圧である高い充電電圧（本実施形態では、定格電圧12[V]の鉛蓄電池３に対して14.5[V]）で充電して、計算ＳＯＣを目標充電量ＳＯＣｏまで早期に引き上げる。又、ＳＯＣ≧ＳＯＣｏのときは、上述した第１充電電圧よりも低い電圧の第２充電電圧で鉛蓄電池３を充電する。

尚、この第２充電電圧は、例えば車両の走行を維持するために必要とする定常的な電気負荷に対して供給する放電圧を相殺する電圧と同じか、或いはそれよりもやや高い電圧に設定されている。従って、電気負荷手段２がＯＦＦの状態では、主に一定ＳＯＣ制御よって鉛蓄電池３が充電されるため、鉛蓄電池３に対する充電時の負担が大幅に軽減される。

このように、本実施形態では、鉛蓄電池３に対する充電電圧の切換えレベルを、鉛蓄電池３の端子電圧ＶBと計算ＳＯＣとに基づき、第１〜第４目標充電量レベルＳＬ１〜ＳＬ４の４段階に区分し、計算ＳＯＣが各目標充電量レベルＳＬ１〜ＳＬ４における目標充電量ＳＯＣｏを下回った場合に、第１充電電圧（高電圧）で充電するようにしているので、必要以上に過充電が行われず、鉛蓄電池３にかかる負担が軽減され、劣化進行を抑制することができる。

そして、ステップＳ２６或いは上述したＳ２７からステップＳ２８へ進むと、今回の計算ＳＯＣを算出して、ルーチンを抜ける。この計算ＳＯＣを求める計算式は種々のものが提案されている。以下に、その一例を示す。先ず、車両に鉛蓄電池３を搭載したときから電流センサ４で検出した鉛蓄電池３の充放電電流を時間積算して電圧積算値Ｖｎを算出する。
Ｖｎ＝Ｖｎ(n-1)＋（Ｖｓ−ε）−Ｖos …（１）
ここで、Ｖｓは電流センサ４から出力される電圧（出力電圧）、εは電流センサ４のセンサ誤差（正値）、Ｖosはセンサオフセット値である。

本実施形態では、電流センサ４の出力電圧Ｖｓを電流値に変換せず、この出力電圧Ｖｓをそのまま計算値として取り入れている。センサオフセットＶosは、電流０[A]に相当するものであり、これを出力電圧Ｖｓから減算することで電流値相当の値を導き出すことができる。

電圧積算値Ｖｎからはセンサ誤差εを減算した値が積算されているので、計算ＳＯＣの累積誤差が最小となり、長時間に亘って累積しても計算ＳＯＣが実ＳＯＣから大きく乖離することがない。又、センサ誤差εを実際の値よりも若干大きめに設定することで、電圧積算値Ｖｎに含まれている種々の誤差要因よって生じる累積誤差を、このセンサ誤差εにて減少させることができる。

そして、この電圧積算値Ｖｎを電流積算値Ｉｎに電気量変換し、この電流積算値Ｉｎと予め設定されている満充電容量Ｑとに基づき計算ＳＯＣを、次式から算出する。
計算ＳＯＣ＝（Ｑ−Ｉｎ）／Ｑ …（２）
このように、本実施形態では、出力電圧Ｖｓを一々電流値に変換することなく、電圧積算値Ｖｎを電気量変換して計算ＳＯＣを算出するようにしているので、計算誤差を最小とすることができる。しかも、上述した（１）式に示すように、電流センサ４のセンサ誤差εは正値であるため、図６に示すように、電流積算値Ｉｎに基づいて算出される計算ＳＯＣは、実ＳＯＣよりも低い値（バッテリ上がりのする方向＝安全側）とすることができる。この場合、実際の電流センサ４の誤差が、予め設定したセンサ誤差εよりも更にプラス側にずれていた場合であっても、各目標充電量レベルＳＬ１〜ＳＬ４における目標充電量ＳＯＣｏが経過時間に応じて増加する方向へ設定されるので、電流積算値Ｉｎに、この誤差分が蓄積されても、計算ＳＯＣが実ＳＯＣを越えることはない。その結果、計算ＳＯＣの長時間の累積誤差によって生じる深放電が抑制され、鉛蓄電池の劣化進行を抑制することができる。

尚、この計算ＳＯＣにてバックアップＲＡＭに記憶されている計算ＳＯＣが順次更新される。そして、イグニッションスイッチをＯＮしたとき、このバックアップＲＡＭに格納されている最新の計算ＳＯＣが、前回の蓄電池充電量ＳＯＣ(n-1)として読込まれる。

ところで、上述した（２）式では、計算ＳＯＣを電圧積算値Ｖｎから求めるようにしているが、積算値は物理量として表すことができればよいので、電圧積算値Ｖｎと設定値とを比較してカウントするようにしても良い。

すなわち、Ｖｎ≧設定値のときは、積算値カウンタのカウント値Ｃｎをインクリメントし（Ｃｎ＝Ｃｎ(n-1)＋１）、又、Ｖｎ＜設定値のときは、このカウント値Ｃｎをデクリメントする（Ｃｎ＝Ｃｎ(n-1)−１）。そして、このカウント値Ｃｎを電流積算値Ｉｎに電気量変換し、上述した（２）式から計算ＳＯＣを求める。このように、積算カウンタのカウント値Ｃｎに基づいて計算ＳＯＣを算出することで、Ｅ／Ｇ＿ＥＣＵ１１の演算負荷を軽減することができる。

上述した実施形態では、蓄電池として鉛蓄電池を用いた場合について述べたが、本発明は鉛蓄電池以外の充電可能な種々の蓄電池に適用することができる。更に、蓄電池充電量を推定する方法として、電流積算法を用いた推定方法を示したが、例えば内部抵抗値と起電力から算出する方法や、電解液の比重を指標として算出する方法にも適用することができる。

車両用電力系のブロック図 始動時制御開始条件判定ルーチンを示すフローチャート ＳＯＣ制御ルーチンを示すフローチャート（その１） ＳＯＣ制御ルーチンを示すフローチャート（その２） 目標充電量設定テーブルの概念図 計算ＳＯＣと実ＳＯＣとを比較する図表

符号の説明

１…オルタネータ、
２…電気負荷、
３…鉛蓄電池、
４…電流センサ、
１１…エンジン制御ユニット、
ε…センサ誤差、
Ｃｎ…カウント値、
Ｉｎ…電流積算値、
Ｑ…満充電容量値、
ＳＬ１…第１目標充電量レベル
ＳＬ２…第２目標充電量レベル
ＳＬ３…第３目標充電量レベル
ＳＬ４…第４目標充電量レベル、
ＳＯＣ…蓄電池充電量
ＳＯＣｏ…目標充電量
ＳＯＣｐ…充電量判定値、
ＶB…端子電圧、
ＶL…最低保証電圧、
Ｖｓ…出力電圧

Claims (6)

1. 車両に搭載される蓄電池と、
   前記蓄電池の蓄電池充電量を算出する蓄電池充電量算出手段と、
   前記蓄電池充電量を記憶する記憶手段と、
   少なくともイグニッションスイッチをオンしたときの前記記憶手段に記憶されている蓄電池充電量に基づき目標充電量を設定する目標充電量設定手段と、
   エンジン始動後に設定した蓄電池充電量と前記目標充電量とに基づき前記蓄電池に対する充電電圧を制御する充電電圧制御手段と
   を備え、
   前記目標充電量設定手段は、前記蓄電池を搭載したときからの経過時間に基づき、該経過時間が長くなるに従い高い値を示す前記目標充電量を設定する
   ことを特徴とする蓄電池用充電制御装置。
2. 前記充電電圧制御手段は、前記エンジン始動後に設定した前記蓄電池充電量が前記目標充電量よりも低いときは第１充電電圧で前記蓄電池を充電し、該蓄電池充電量が前記目標充電量よりも高いときは前記第１充電電圧よりも低い電圧の第２充電電圧で前記蓄電池を充電する
   ことを特徴とする請求項１記載の蓄電池用充電制御装置。
3. 前記目標充電量設定手段は、前記蓄電池の端子電圧とイグニッションスイッチをオンしたときの前記記憶手段に記憶されている蓄電池充電量とに基づき選択されると共に経過時間が長くなるに従い高い値に設定されている複数の目標充電量レベルを有し、選択した１つの該目標充電量レベルと前記蓄電池を搭載したときからの経過時間とに基づいて前記目標充電量を設定する
   ことを特徴とする請求項１或いは２に記載の蓄電池用充電制御装置。
4. 前記充電電圧制御手段は始動後制御手段を有し、該始動後制御手段は、エンジン始動直後に前記蓄電池を補充電している状態で、前記記憶手段に記憶されている前記蓄電池充電量と設定値とを比較し、該蓄電池充電量が該設定値よりも低い場合、前記補充電を継続させて前記蓄電池充電量を上昇させた後、前記蓄電池に対する充電電圧を制御する処理を開始する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の蓄電池用充電制御装置。
5. 前記充電電圧制御手段は前記蓄電池の電圧が一定値以上で且つ特定の電気負荷が所定値以下の場合に該蓄電池に対する充電電圧の制御を行う
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の蓄電池用充電制御装置。
6. 前記蓄電池充電量算出手段は、前記蓄電池の充放電電流を検出する電流センサで検出した充放電電流の積算値に基づき前記蓄電池充電量を算出する
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の蓄電池用充電制御装置。

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