JP2011163282A

JP2011163282A - 車両用電源装置

Info

Publication number: JP2011163282A
Application number: JP2010029061A
Authority: JP
Inventors: Masaki Komuro; 正樹小室
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2011-08-25

Abstract

【課題】エンジン始動性を良好に保ちつつ、蓄電体の蓄電容量を有効に活用する。
【解決手段】イグニッションスイッチがオフ状態に切り換えられる際に、メインバッテリの充電状態ＳＯＣｍが下限値Ｓ１を下回る場合(符号ａ)には、充電状態ＳＯＣｍが目標値Ｓ２に達するまで(符号ｂ)、エンジンの運転状態を継続したままオルタネータが発電駆動される。これにより、次回乗車時のエンジン始動に備えてメインバッテリを充電することが可能となる。すなわち、停車後にメインバッテリを充電することから、エンジン始動時に必要な電力にとらわれることなく、メインバッテリを深く放電させることが可能となる。したがって、メインバッテリが備える蓄電容量を十分に活用することが可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載される車両用電源装置に関する。

車両の燃費性能を向上させるため、減速時にオルタネータを積極的に発電させるようにした所謂マイクロハイブリッド車両が開発されている。また、車両の燃費性能を向上させるため、一時的な停車時にエンジンを停止させるようにしたアイドリングストップ車両が開発されている(例えば、特許文献１参照)。これらの車両においてはバッテリ(蓄電体)を積極的に充放電させることから、深く放電させることが可能なリチウムイオンバッテリ等を搭載している。

特開２００４−２２５６４９号公報

ところで、放電深度の大きなバッテリを用いた場合であっても、エンジンを備えた車両においては、バッテリを深く放電させることが困難であった。すなわち、エンジン始動時には大きな電力を消費することから、この電力を残しつつバッテリの充放電を制御する必要がある。このため、バッテリが備える蓄電容量を十分に活用することが困難となっていた。

本発明の目的は、エンジン始動性を良好に保ちつつ、蓄電体の蓄電容量を有効に活用することにある。

本発明の車両用電源装置は、エンジンに駆動される発電機と、前記エンジンを始動回転させるスタータモータと、前記発電機および前記スタータモータに接続される第１蓄電体と、車両を起動させる際にオン状態に操作され、車両の起動状態を停止させる際にオフ状態に操作される起動スイッチと、前記起動スイッチがオン状態のときに前記第１蓄電体の充電状態が所定値を下回る場合には、前記第１蓄電体の放電を許容する充放電制御手段とを有し、前記充放電制御手段は、前記起動スイッチがオフ状態に切り換えられるときに前記第１蓄電体の充電状態が前記所定値を下回る場合には、前記エンジンの運転状態を継続して前記第１蓄電体を充電することを特徴とする。

本発明の車両用電源装置は、前記第１蓄電体とこれに接続される前記発電機とによって第１電源系が構成され、第２蓄電体とこれに接続される電気負荷とによって第２電源系が構成され、前記第１電源系と前記第２電源系との間に、前記第１電源系と前記第２電源系とを切り離す開放状態に切り換えられる分離スイッチが設けられることを特徴とする。

本発明の車両用電源装置は、前記充放電制御手段は、前記起動スイッチがオフ状態に切り換えられるときに前記第１蓄電体の充電状態が前記所定値を下回る場合には、前記分離スイッチを開放状態に切り換えて前記第１蓄電体を充電することを特徴とする。

本発明によれば、起動スイッチがオフ状態に切り換えられるときに第１蓄電体の充電状態が所定値を下回る場合には、エンジンの運転状態を継続して第１蓄電体を充電するようにしたので、次回乗車時のエンジン始動に備えて第１蓄電体を充電しておくことが可能となる。これにより、エンジン始動時に必要な電力にとらわれることなく、第１蓄電体を深く放電させることが可能となる。したがって、第１蓄電体が備える蓄電容量を十分に活用することが可能となる。

本発明の一実施の形態である車両用電源装置を備えた車両の構成を示す概略図である。メインバッテリの充放電状況を示す説明図である。車両用電源装置の電力供給状態を示す説明図である。 (ａ)および(ｂ)は車両用電源装置の電力供給状態を示す説明図である。 (ａ)および(ｂ)はエンジン始動時における車両用電源装置の電力供給状態を示す説明図である。本発明の他の実施の形態である車両用電源装置を示す概略図である。

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車両用電源装置１０を備えた車両１１の構成を示す概略図である。図１に示すように、車両１１にはエンジン１２および変速機１３が搭載されている。変速機１３の出力軸１４にはデファレンシャル機構１５を介して駆動輪１６が連結されている。また、エンジン１２にはスタータモータ１７が組み付けられている。さらに、エンジン１２には発電機であるオルタネータ１８が駆動ベルト１９を介して連結されている。

なお、図示する車両１１は所謂マイクロハイブリッド車両であり、車両１１にはオルタネータ１８を用いた低電圧系の回生システムが搭載されている。アクセルペダルの踏み込みが解除される減速時には、オルタネータ１８を発電駆動させることにより、車両１１の運動エネルギーを積極的に電気エネルギーに変換して回収している。また、アクセルペダルが踏み込まれる加速時や定常走行時には、オルタネータ１８による発電を停止させてエンジン負荷を軽減している。このように、エンジン負荷を増加させないようにオルタネータ１８を制御することで、車両１１の燃費性能を向上させている。

車両用電源装置１０には、第１蓄電体としてメインバッテリ２１が設けられている。このメインバッテリ２１にはスタータモータ１７およびオルタネータ１８が接続されている。このように、メインバッテリ２１、スタータモータ１７およびオルタネータ１８によって第１電源系２２が構成されている。なお、第１電源系２２を構成するメインバッテリ２１やオルタネータ１８の許容電圧範囲は約１２〜１８Ｖに設定されている。すなわち、メインバッテリ２１やオルタネータ１８の制御上の上限電圧は１８Ｖに設定されている。

メインバッテリ２１としては、充放電抵抗が小さくサイクル特性に優れる蓄電体が用いられる。このような蓄電体としては、リチウムイオンバッテリ、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ、ニッケル水素バッテリ等の所謂ロッキングチェア型蓄電体が挙げられる。なお、ここでは、ロッキングチェア型蓄電体とは、リチウムイオンや水素イオン等が電極間を往復することで充放電を行う蓄電体を指す。また、ロッキングチェア型蓄電体の蓄電機構は、電極の物理的構造変化(溶解・析出)を伴わない。このため、ロッキングチェア型蓄電体は、充放電抵抗が小さくサイクル特性に優れるという特性を有している。

また、車両用電源装置１０には、第２蓄電体としてサブバッテリ２３が設けられている。このサブバッテリ２３には、電気負荷として、ヘッドライト２４、イグニッションコイル２５、電気ヒータ２６およびブロア２７等の電装品２８が接続されている。このように、サブバッテリ２３および電装品２８によって第２電源系２９が構成されている。なお、第２電源系２９を構成するサブバッテリ２３や電装品２８の許容電圧範囲は約１２〜１５Ｖに設定されている。すなわち、サブバッテリ２３や電装品２８の制御上の上限電圧は１５Ｖに設定されている。

サブバッテリ２３としては、所定の蓄電容量を備える蓄電体が用いられる。サブバッテリ２３の蓄電容量としては、所定期間(例えば３ヶ月)に渡る車両放置後の始動性能を考慮して設定される。このような蓄電体としては、低コストで蓄電容量の大きな鉛蓄電池等の所謂リザーブ型蓄電体が挙げられる。なお、ここでは、リザーブ型蓄電体とは、電極の金属等から電解液中にイオンが溶解し、電解液中のイオンが金属等として電極に析出することで充放電を行う蓄電体を指す。また、リザーブ型蓄電体の蓄電機構は、電極の物理的構造変化(溶解・析出)を伴う。このため、リザーブ型蓄電体は、ロッキングチェア型蓄電体に比して、充放電抵抗が大きくサイクル特性が悪いという特性を有しているが、鉛等の安価な電極材料を利用可能であるため、蓄電容量を大きく取り易いという特徴がある。なお、サブバッテリ２３はリザーブ型蓄電体に限られることはなく、低コストで所定の蓄電容量を確保することが可能であれば、ロッキングチェア型蓄電体をサブバッテリ２３として用いても良い。

また、第１電源系２２と第２電源系２９とを接続する通電ライン３１には、ｎチャネルＦＥＴ等の分離スイッチ３２が設けられている。この分離スイッチ３２を接続状態に切り換えることにより、第１電源系２２と第２電源系２９とを電気的に接続することが可能となる。一方、分離スイッチ３２を開放状態に切り換えることにより、第１電源系２２と第２電源系２９とを電気的に切り離すことが可能となっている。

以下、メインバッテリ２１の充放電制御について説明する。この充放電制御を実行するため、車両１１には充放電制御手段として制御ユニット３３が設けられている。制御ユニット３３は、プログラムを実行するＣＰＵ、プログラム等を記憶するＲＯＭ、一時的にデータを記憶するＲＡＭ、各種センサやアクチュエータ等に接続される入出力ポート等によって構成されている。制御ユニット３３に接続されるセンサ等としては、ブレーキペダルの操作状況を検出するブレーキペダルセンサ３４、アクセルペダルの操作状況を検出するアクセルペダルセンサ３５、車速を検出する車速センサ３６、車両１１の起動時や停止時に乗員に操作されるイグニッションスイッチ(起動スイッチ)３７、外気温を検出する外気温センサ３８、メインバッテリ２１の電圧を検出する電圧センサ３９、メインバッテリ２１の電流を検出する電流センサ４０、メインバッテリ２１の温度を検出する温度センサ４１、サブバッテリ２３の電圧を検出する電圧センサ４２、サブバッテリ２３の電流を検出する電流センサ４３等がある。

図２はメインバッテリ２１の充放電状況を示す説明図である。また、図３は車両用電源装置１０の電力供給状態を示す説明図である。図３には、アクセルペダルが踏み込まれる車両加速時や定常走行時の状態、つまりオルタネータ１８が発電駆動されていない状態が示されている。また、図４(ａ)および(ｂ)は車両用電源装置１０の電力供給状態を示す説明図である。図４(ａ)および(ｂ)にはアクセルペダルの踏み込みが解除される車両減速時の状態、つまりオルタネータ１８が発電駆動されている状態が示されている。なお、図３および図４においては、黒塗りの矢印を用いて電力供給状態を表している。

まず、制御ユニット３３は、メインバッテリ２１の電圧、電流、温度に基づき、メインバッテリ２１の充電状態ＳＯＣｍを算出する。充電状態ＳＯＣｍの算出方法としては、例えば特開２００５−２０１７４３号公報に記載される算出方法を用いることが可能である。この算出方法は、充放電電流の積算値に基づく充電状態ＳＯＣｃと、推定される開放電圧に基づく充電状態ＳＯＣｖとを算出し、これらの充電状態ＳＯＣｃ，ＳＯＣｖを重み付け合成して充電状態ＳＯＣｍを算出する方法である。なお、充電状態ＳＯＣｍの算出方法としては、前述の方法に限られることはなく、他の算出方法を用いて充電状態ＳＯＣｍを算出しても良い。

図２に示すように、アクセルペダルが踏み込まれた場合(アクセルＯＮ)には、制御ユニット３３はオルタネータ１８の目標発電電流を「０」に設定し、オルタネータ１８は発電を停止する。このとき、図３に示すように、制御ユニット３３によって分離スイッチ３２は接続状態に保持され、電装品２８にはメインバッテリ２１およびサブバッテリ２３が接続された状態となる。ここで、メインバッテリ２１の蓄電容量を発揮できる電圧範囲は、サブバッテリ２３の蓄電容量を発揮できる電圧範囲に比べて高く設計されている。このため、主にメインバッテリ２１から電装品２８に対して電力が供給される一方サブバッテリ２３からの電力供給は抑制されることになる。このように、サブバッテリ２３の充放電を抑制することにより、リザーブ型蓄電体等からなるサブバッテリ２３の劣化を防止することが可能となる。なお、ロッキングチェア型蓄電体からなるメインバッテリ２１のサイクル特性は良好であるため、頻繁に充放電させてもメインバッテリ２１が著しく劣化することはない。

また、図２に示すように、アクセルペダルの踏み込みが解除された場合(アクセルＯＦＦ)には、制御ユニット３３は車速に応じてオルタネータ１８の目標発電電流を設定し、オルタネータ１８は目標発電電流が得られるように発電電圧を調整する。このオルタネータ１８の発電制御においては、オルタネータ１８の発電量(回生量)を増やすことが重要である。そこで、充電状態ＳＯＣｍが所定範囲内に収まる場合には、制御ユニット３３によって分離スイッチ３２は開放状態に切り換えられる。ここで、図４(ａ)に示すように、分離スイッチ３２を開放することにより、第１電源系２２と第２電源系２９とが電気的に切り離された状態となる。このように、分離スイッチ３２を開放して第２電源系２９からオルタネータ１８およびメインバッテリ２１を切り離すことにより、第２電源系２９の上限電圧(１５Ｖ)を超えてオルタネータ１８の発電電圧を設定することが可能となる。これにより、オルタネータ１８の発電量を増大させることが可能となっている。なお、分離スイッチ３２が開放された場合であっても、サブバッテリ２３から電装品２８に電力が供給されるため、電装品２８を正常に作動させ続けることが可能である。

一方、充電状態ＳＯＣｍが所定範囲を外れている場合、つまり充電状態ＳＯＣｍが低下している場合や上昇している場合には、制御ユニット３３によって分離スイッチ３２は接続状態に切り換えられる。ここで、図４(ｂ)に示すように、分離スイッチ３２を接続することにより、第１電源系２２と第２電源系２９とが電気的に接続された状態となる。すなわち、上限電圧が１５Ｖである第２電源系２９を保護するため、オルタネータ１８の発電電圧は１５Ｖ以下に制限されることになる。しかしながら、充電状態ＳＯＣｍが低下している場合には、メインバッテリ２１の開放電圧が低いことから、発電電圧を１５Ｖまで引き上げずに所定の目標発電電流(例えば２００Ａ)を得ることが可能である。このように、分離スイッチ３２を開放せずに必要な発電電流が得られる場合には、サブバッテリ２３の充放電を抑制するため、分離スイッチ３２を接続したままオルタネータ１８が発電駆動される。また、充電状態ＳＯＣｍが上昇している場合には、メインバッテリ２１の開放電圧が高いことから、発電電圧を１５Ｖ以上に引き上げたとしても十分な発電電流を得ることが困難である。このように、発電電圧を引き上げても必要な発電電流が得られない場合には、サブバッテリ２３の充放電を抑制するため、分離スイッチ３２を接続したままオルタネータ１８が発電駆動される。

なお、図２に示すように、メインバッテリ２１の過放電や過充電に伴う劣化を防止するため、充電状態ＳＯＣｍには所定の下限値Ｓｍｉｎおよび上限値Ｓｍａｘが設定されている。このため、アクセルＯＮに伴ってオルタネータ１８の発電駆動が停止される場合であっても、充電状態ＳＯＣｍが下限値Ｓｍｉｎに達した場合には、オルタネータ１８が発電駆動されるようになっている。また、アクセルＯＦＦに伴ってオルタネータ１８が発電駆動される場合であっても、充電状態ＳＯＣｍが上限値Ｓｍａｘに達した場合には、オルタネータ１８の発電電圧が制限されるようになっている。

続いて、停車後におけるメインバッテリ２１の充電制御について説明する。車両１１の起動状態を停止するためイグニッションスイッチ３７がオフ状態に操作されると、制御ユニット３３によって充電状態ＳＯＣｍが下限値(所定値)Ｓ１を下回るか否かが判定される。そして、図２に示すように、充電状態ＳＯＣｍが下限値Ｓ１を下回る場合(符号ａ)には、充電状態ＳＯＣｍが所定の目標値Ｓ２に達するまで(符号ｂ)、エンジン１２の運転状態が継続されるとともにオルタネータ１８が発電駆動される。すなわち、充電状態ＳＯＣｍが下限値Ｓ１を下回る状態のもとで、イグニッションスイッチ３７がオフ状態に切り換えられた場合には、所定のディレイ時間Ｔｄに渡ってエンジン１２の運転状態が継続されるとともにオルタネータ１８の発電制御が実行される。これにより、次回乗車時のエンジン始動に備えてメインバッテリ２１を充電することが可能となる。なお、イグニッションスイッチ３７がオン状態となる車両１１の起動中においては、充電状態ＳＯＣｍが下限値Ｓ１を下回った場合であっても、充電状態ＳＯＣｍが下限値Ｓｍｉｎに達するまでは、制御ユニット３３によってメインバッテリ２１の放電が許容される。

このように、停車後にメインバッテリ２１を充電するようにしたので、エンジン始動時に必要な電力にとらわれることなく、メインバッテリ２１を深く放電させることが可能となる。すなわち、停車後にメインバッテリ２１を充電しない場合には、エンジン始動時に必要な電力を確保するため、図２に制御範囲αで示すように、常に充電状態ＳＯＣｍを下限値Ｓ１以上に保つ必要がある。これに対し、停車後にメインバッテリ２１を充電する場合には、図２に制御範囲βで示すように、充電状態ＳＯＣｍが下限値Ｓ１を下回るように深く放電させることが可能となる。これにより、メインバッテリ２１が備える本来の蓄電容量を十分に活用することが可能となる。また、停車後にメインバッテリ２１を充電する際には、図４(ａ)に示すように、分離スイッチ３２を開放状態に切り換え、第２電源系２９の上限電圧(１５Ｖ)を超えてオルタネータ１８の発電電圧を設定することが望ましい。これにより、メインバッテリ２１を急速に充電することができ、エンジン１２の運転状態を継続するディレイ時間Ｔｄを短縮することが可能となる。

なお、下限値Ｓ１は、次回乗車時にスタータモータ１７に対して十分な電力を供給することが可能な充電状態ＳＯＣｍの下限値であり、実験やシミュレーションに基づき設定される値である。また、図２に示す場合には、目標値Ｓ２が下限値Ｓ１よりも高く設定されているが、これに限られることはなく、下限値Ｓ１と目標値Ｓ２とを同じ値に設定しても良い。また、前述の説明では、充電状態ＳＯＣｍが目標値Ｓ２に達するまでメインバッテリ２１を充電しているが、これに限られることはなく、設定されたディレイ時間(所定時間)Ｔｄが経過するまでメインバッテリ２１を充電しても良い。この場合には、予めディレイ時間Ｔｄの長さを設定しても良く、イグニッションスイッチ３７をオフ状態に操作した時の充電状態ＳＯＣｍに応じてディレイ時間Ｔｄの長さを設定しても良い。

また、エンジン始動に備えて十分な電力がメインバッテリ２１に確保されることから、単にスタータモータ１７等に電力を供給するだけでなく、他の機器に電力を供給してエンジン始動性を高めても良い。ここで、図１に示すように、車両１１にはメインバッテリ２１やサブバッテリ２３を加温する電気ヒータ２６が設けられている。この電気ヒータ２６に対してメインバッテリ２１から電力を供給することにより、エンジン始動前にメインバッテリ２１やサブバッテリ２３を暖めるようにしても良い。これにより、メインバッテリ２１やサブバッテリ２３の出力を高めることができ、スタータモータ１７に大きな電力を供給して、エンジン始動性を高めることが可能となる。また、メインバッテリ２１等を加温する電気ヒータ２６だけでなく、エンジン１２の潤滑油を加温する電気ヒータを設けるようにしても良い。潤滑油を加温することでクランキング時の撹拌抵抗を引き下げることができ、エンジン始動性を高めることが可能となる。

さらに、充電状態ＳＯＣｍだけでなく外気温に基づいてメインバッテリ２１の充電制御を行うようにしても良い。エンジン１２の始動性は、エンジン１２やメインバッテリ２１の温度によって左右される。このため、制御ユニット３３は、気温情報、気候情報、位置情報、乗車予定時刻等に基づいて次回乗車時の外気温を推定する。そして、次回乗車時の外気温が低く推定された場合には、下限値Ｓ１や目標値Ｓ２を引き上げたり、ディレイ時間Ｔｄを長く設定したりすることにより、低温環境でのエンジン始動に備えてメインバッテリ２１の充電状態ＳＯＣｍを引き上げる。一方、次回乗車時の外気温が高く推定された場合には、下限値Ｓ１や目標値Ｓ２を引き下げたり、ディレイ時間Ｔｄを短く設定したりすることにより、停車後におけるメインバッテリ２１の充電を抑制する。これにより、エンジン始動性を低下させることなく、停車後のエンジン運転を抑制することが可能となる。なお、次回乗車時の外気温が高く推定された場合には、停車後におけるメインバッテリ２１の充電を中止しても良い。

また、停車後にメインバッテリ２１が十分に充電されることから、長期間に渡って車両１１が放置された場合であっても、メインバッテリ２１やサブバッテリ２３の過放電を防止することが可能となる。また、停車後にメインバッテリ２１が十分に充電されることから、メインバッテリ２１の電力を利用することにより、乗車時の車室環境を改善することも可能となる。ここで、図１に示すように、車両１１には車室内の換気を行うためのブロア２７が設けられている。そして、外気温が上昇したときには、ブロア２７に対してメインバッテリ２１から電力を供給される。これにより、停車中にブロア２７を駆動して車室内の換気を行うことができるため、車室内の温度上昇を抑制して乗車時の車室環境を改善することが可能となる。

続いて、エンジン始動時における車両用電源装置１０の電力供給状態について説明する。図５(ａ)および(ｂ)は、エンジン始動時における車両用電源装置１０の電力供給状態を示す説明図である。なお、図５(ａ)および(ｂ)においては、黒塗りの矢印を用いて電力供給状態を表している。例えば、外気温が０℃を上回る場合には、エンジン始動時に分離スイッチ３２は開放状態に切り換えられる。図５(ａ)に示すように、分離スイッチ３２を開放状態に切り換えた場合には、メインバッテリ２１からスタータモータ１７に電力が供給される一方、サブバッテリ２３から電装品２８に電力が供給される。このように、エンジン１２を始動し易い環境においては、メインバッテリ２１からの大きな電力によってスタータモータ１７を駆動して、サブバッテリ２３の大きな蓄電容量で電装品２８に電力を供給することで、エンジン１２の素早い再始動と、電装品２８への安定電圧供給による電装品２８の瞬時停電防止とを両立することが可能となる。また、例えば、外気温が０℃以下となる場合には、エンジン始動時に分離スイッチ３２は接続状態に切り換えられる。図５(ｂ)に示すように、分離スイッチ３２を接続状態に切り換えた場合には、メインバッテリ２１とサブバッテリ２３との双方から、スタータモータ１７および電装品２８に対して電力が供給される。このように、エンジン１２を始動し難い環境においては、メインバッテリ２１およびサブバッテリ２３からの電力によってスタータモータ１７を駆動している。

また、前述の説明では、第１電源系２２および第２電源系２９からなる車両用電源装置１０を備えているが、この車両用電源装置１０に限られることはなく、他の車両用電源装置に対して本発明を適用しても良い。ここで、図６は本発明の他の実施の形態である車両用電源装置５０を示す概略図である。なお、図６において、図１に示す部材と同様の部材については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図６に示すように、オルタネータ１８と電装品２８とは、メインバッテリ２１を迂回する給電ライン５１を介して接続されている。この給電ライン５１にはｎチャネルＦＥＴ等からなる第１スイッチＳＷ１が設けられている。また、メインバッテリ２１の正極ライン５２は電装品２８に接続されており、メインバッテリ２１の負極ライン５３はオルタネータ１８のプラス端子に接続されている。このように、メインバッテリ２１とオルタネータ１８とは直列に接続された状態となる。また、負極ライン５３にはｎチャネルＦＥＴ等からなる第２スイッチＳＷ２が設けられている。さらに、スイッチＳＷ２とメインバッテリ２１との間の負極ライン５３には接地ライン５４が接続されている。この接地ライン５４によって、スイッチＳＷ２とメインバッテリ２１との接続点５５が接地されている。この接地ライン５４にはｎチャネルＦＥＴ等からなる第３スイッチＳＷ３が設けられている。また、サブバッテリ２３の正極ライン５６は電装品２８に接続されており、サブバッテリ２３の負極ライン５７は接地されている。このように、サブバッテリ２３はメインバッテリ２１およびオルタネータ１８に対して並列に接続されている。なお、図示する電装品２８には、スタータモータ１７が含まれている。

このような車両用電源装置５０であっても、イグニッションスイッチ３７をオフ状態に操作した後にメインバッテリ２１を充電することにより、次回乗車時のエンジン始動性を良好に保ちながら、メインバッテリ２１の蓄電容量を有効に活用することが可能となる。なお、図示する車両用電源装置５０は、メインバッテリ２１とオルタネータ１８とを直列に接続したので、サブバッテリ２３や電装品２８の下限電圧に制限されることなく、メインバッテリ２１を深く放電させることが可能である。すなわち、スイッチＳＷ１，ＳＷ３を開放状態に切り換え、スイッチＳＷ２を接続状態に切り換えた状態のもとで、メインバッテリ２１の電圧降下に合わせてオルタネータ１８の発電電圧を引き上げるように制御される。これにより、メインバッテリ２１を深く放電させた場合であっても、サブバッテリ２３や電装品２８に対する印加電圧を下限電圧以上に保持することが可能となる。すなわち、メインバッテリ２１が備える蓄電容量を、余すことなく十分に活用することが可能となる。

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、図示する場合には、動力源としてエンジン１２のみを備える車両１１の車両用電源装置１０，５０に本発明を適用しているが、これに限られることはなく、動力源としてエンジン１２および電動モータを備えるハイブリッド車両の車両用電源装置に対して本発明を適用しても良い。また、図示する車両用電源装置１０，５０にはメインバッテリ２１およびサブバッテリ２３が設けられているが、これに限られることはなく、サブバッテリ２３を備えていない車両用電源装置に対して本発明を適用しても良い。

また、前述の説明では、オルタネータ１８とスタータモータ１７を別個に設けているが、オルタネータ１８とスタータモータ１７との機能を兼ね備えた電動モータを設けても良い。さらに、前述の説明では、第１電源系２２の許容電圧範囲を約１２〜１８Ｖに設定しているが、この電圧範囲に限られることはない。同様に、第２電源系２９の許容電圧範囲を約１２〜１５Ｖに設定しているが、この電圧範囲に限られることはない。

１０車両用電源装置
１２エンジン
１３変速機
１４出力軸
１５デファレンシャル機構
１７スタータモータ
１８オルタネータ(発電機)
２１メインバッテリ(第１蓄電体)
２２第１電源系
２３サブバッテリ(第２蓄電体)
２４ヘッドライト(電気負荷)
２５イグニッションコイル(電気負荷)
２６電気ヒータ(電気負荷)
２７ブロア(電気負荷)
２８電装品(電気負荷)
２９第２電源系
３２分離スイッチ
３３制御ユニット(充放電制御手段)
３７イグニッションスイッチ(起動スイッチ)
５０車両用電源装置
Ｓ１下限値(所定値)
Ｓ２目標値
Ｔｄディレイ時間(所定時間)

Claims

エンジンに駆動される発電機と、
前記エンジンを始動回転させるスタータモータと、
前記発電機および前記スタータモータに接続される第１蓄電体と、
車両を起動させる際にオン状態に操作され、車両の起動状態を停止させる際にオフ状態に操作される起動スイッチと、
前記起動スイッチがオン状態のときに前記第１蓄電体の充電状態が所定値を下回る場合には、前記第１蓄電体の放電を許容する充放電制御手段とを有し、
前記充放電制御手段は、前記起動スイッチがオフ状態に切り換えられるときに前記第１蓄電体の充電状態が前記所定値を下回る場合には、前記エンジンの運転状態を継続して前記第１蓄電体を充電することを特徴とする車両用電源装置。
請求項１記載の車両用電源装置において、
前記第１蓄電体とこれに接続される前記発電機とによって第１電源系が構成され、
第２蓄電体とこれに接続される電気負荷とによって第２電源系が構成され、
前記第１電源系と前記第２電源系との間に、前記第１電源系と前記第２電源系とを切り離す開放状態に切り換えられる分離スイッチが設けられることを特徴とする車両用電源装置。
請求項２記載の車両用電源装置において、
前記充放電制御手段は、前記起動スイッチがオフ状態に切り換えられるときに前記第１蓄電体の充電状態が前記所定値を下回る場合には、前記分離スイッチを開放状態に切り換えて前記第１蓄電体を充電することを特徴とする車両用電源装置。