JP2011176958A - In-vehicle power supply - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an in-vehicle power supply equipped with a high performance storage battery (the second storage battery) to prevent deterioration of a lead storage battery and reduce a cost, while eliminating a DC-DC converter which has been conventionally indispensable, to sufficiently reducing cost, and suppressing overdischarge or overcharge of a lead storage battery. <P>SOLUTION: The in-vehicle power supply including the lead storage battery and the lithium storage battery connected in parallel includes: a MOS-FET (first switching means and rectifying means) electrically connecting or disconnecting a generator to/from the lithium storage battery, and a relay (second switching means) which is electrically connected between the MOS-FET and the lithium storage battery to supply or cut off power to the lithium storage battery. An operation state of both the switching means and setting voltage Vreg by a regulator are controlled so that SOC (Pb) and SOC (Li) are within proper ranges W1 and W2. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、回生エネルギによる回生発電が可能な発電機を備える車両に適用された車載電源装置に関する。   The present invention relates to an in-vehicle power supply device applied to a vehicle including a generator capable of regenerative power generation by regenerative energy.

内燃機関を走行駆動源とする車両には、スタータモータ等の各種電気負荷へ電力供給する鉛蓄電池が搭載されているのが一般的である。鉛蓄電池は、ニッケル蓄電池やリチウム蓄電池等の高出力・高エネルギ密度の蓄電池(高性能蓄電池)に比べて安価であるものの、頻繁な充放電(累積充放電量)に対する耐久性が低い。特にアイドルストップ機能を有した車両においては、鉛蓄電池が頻繁に放電されることとなり早期劣化が懸念される。また、車両の回生エネルギによりオルタネータを発電させて充電する車両においては、鉛蓄電池が頻繁に充電されることにもなるため、早期劣化が懸念される。これらの懸念に対し、鉛蓄電池を上記高性能蓄電池に替えただけでは、大幅なコストアップを招く。   In general, a vehicle using an internal combustion engine as a driving source is equipped with a lead storage battery for supplying electric power to various electric loads such as a starter motor. A lead storage battery is less expensive than a high output / high energy density storage battery (high performance storage battery) such as a nickel storage battery or a lithium storage battery, but has low durability against frequent charging / discharging (cumulative charging / discharging amount). Particularly in a vehicle having an idle stop function, the lead storage battery is frequently discharged, and there is a concern about early deterioration. Further, in a vehicle in which the alternator is generated by the regenerative energy of the vehicle and charged, the lead storage battery is frequently charged, so there is a concern about early deterioration. In response to these concerns, simply replacing the lead-acid battery with the above-described high-performance battery results in a significant cost increase.

そこで特許文献1〜5では、頻繁な充放電に対する耐久性の高い高性能蓄電池(第2蓄電池)と安価な鉛蓄電池との両方を、並列接続して搭載することが提案されている。すなわち、アイドルストップ中における電気負荷への電力供給や充電(特に回生充電)は、高性能蓄電池が優先的に実施することで、鉛蓄電池の劣化軽減を図る。一方、車両を駐車する場合等、長時間に亘って要求される電力供給(暗電流補給)に対しては、安価な鉛蓄電池が実施することで、高性能蓄電池を小容量化してコストアップ抑制を図る。   Therefore, Patent Documents 1 to 5 propose that both a high-performance storage battery (second storage battery) having high durability against frequent charge and discharge and an inexpensive lead storage battery are connected in parallel. That is, power supply and charging (especially regenerative charging) to the electric load during idle stop are performed preferentially by the high-performance storage battery, thereby reducing the deterioration of the lead storage battery. On the other hand, when powering a vehicle (dark current supply) required for a long time, such as when parking a vehicle, an inexpensive lead-acid battery is used to reduce the capacity of the high-performance battery and reduce costs. Plan.

特開2007−46508号公報JP 2007-46508 A 特開2007−131134号公報JP 2007-131134 A 特開2008−29058号公報JP 2008-29058 A 特開2008−155814号公報JP 2008-155814 A 特開2009−126395号公報JP 2009-126395 A

ところで、蓄電池が過充電や過放電の状態になると早期劣化が懸念される。したがって、充電状態を表すSOC(State of charge:満充電時の充電量に対する実際の充電量の割合)が過充放電とならない範囲(適正範囲)となるよう蓄電池を使用することが望ましい。そして、SOCに応じて蓄電池の開放電圧は異なる値となるが、鉛蓄電池の適正範囲における開放電圧(例えば12.7V〜12.8V)と、高性能蓄電池の適正範囲における開放電圧とは一致しないのが通常である。   By the way, if the storage battery is overcharged or overdischarged, there is a concern about early deterioration. Therefore, it is desirable to use the storage battery so that the SOC (State of charge: the ratio of the actual charge amount with respect to the charge amount at the time of full charge) is in a range (appropriate range) that does not cause overcharge / discharge. And although the open circuit voltage of a storage battery becomes a different value according to SOC, the open circuit voltage (for example, 12.7V-12.8V) in the appropriate range of a lead storage battery and the open circuit voltage in the appropriate range of a high performance storage battery do not correspond. It is normal.

すると、両蓄電池は並列接続されているため、放電時において、端子電圧Vd(以下の式1参照)の高い側の蓄電池から低い側の蓄電池へ電流が流れ込み、適正範囲から外れた過充電状態や過放電状態になることが懸念される。なお、放電電流をId、蓄電池の内部抵抗をR、蓄電池の開放電圧をV0とすると、放電時における蓄電池の端子電圧Vdは「Vd=V0−Id×R」といった式1で表される。   Then, since both the storage batteries are connected in parallel, at the time of discharging, current flows from the storage battery on the higher side of the terminal voltage Vd (see Equation 1 below) to the storage battery on the lower side, There is concern about overdischarge. When the discharge current is Id, the internal resistance of the storage battery is R, and the open voltage of the storage battery is V0, the terminal voltage Vd of the storage battery at the time of discharge is expressed by Equation 1 such as “Vd = V0−Id × R”.

そこで上記特許文献1〜5記載の電源装置では、両蓄電池の間にDCDCコンバータを備え、高い電圧となっている側の蓄電池(主に高性能蓄電池)の端子電圧をDCDCコンバータにより調整することで、低い電圧となっている側の蓄電池(主に鉛蓄電池)に高性能蓄電池から電流が流れ込むことを回避して、鉛蓄電池の過充電を回避させている。   Therefore, in the power supply devices described in Patent Documents 1 to 5, a DCDC converter is provided between both storage batteries, and the terminal voltage of the storage battery (mainly a high performance storage battery) on the high voltage side is adjusted by the DCDC converter. In this case, current is prevented from flowing from the high-performance storage battery to the storage battery (mainly lead storage battery) on the low voltage side, thereby avoiding overcharging of the lead storage battery.

しかしながら、DCDCコンバータは高価なものであるため、DCDCコンバータを備えることが必須となっている上記電源装置では、コストダウンを十分に図ることができなかった。この問題に対し本出願人は、特願2009−223947にて次の発明(先願発明)を出願している。   However, since the DCDC converter is expensive, the above-described power supply apparatus in which it is essential to provide the DCDC converter cannot sufficiently reduce the cost. In response to this problem, the present applicant has applied for the following invention (prior invention) in Japanese Patent Application No. 2009-223947.

すなわち、オルタネータに電気接続された鉛蓄電池及び高性能蓄電池(第2蓄電池)を並列に電気接続した車載電源装置において、オルタネータと第2蓄電池との間にMOS−FET(開閉手段)を設ける。MOS−FETは、その内部構造上必然的に寄生ダイオード(整流手段)を有するものであり、鉛蓄電池から第2蓄電池へ電流を流す向きが寄生ダイオードの順方向となるようMOS−FETを設けている。また、鉛蓄電池の残存容量適正範囲と第2蓄電池の残存容量適正範囲とで、鉛蓄電池の開放電圧から寄生ダイオードによる障壁電圧を差し引いた電圧と、第2蓄電池の開放電圧とが一致するポイント(一致ポイント)が存在するよう、鉛蓄電池及び第2蓄電池の開放電圧及び内部抵抗を設定している。   That is, in a vehicle-mounted power supply device in which a lead storage battery and a high performance storage battery (second storage battery) electrically connected to an alternator are electrically connected in parallel, a MOS-FET (opening / closing means) is provided between the alternator and the second storage battery. The MOS-FET inevitably has a parasitic diode (rectifying means) due to its internal structure, and the MOS-FET is provided so that the direction of current flow from the lead storage battery to the second storage battery is the forward direction of the parasitic diode. Yes. In addition, in the appropriate remaining capacity range of the lead storage battery and the appropriate remaining capacity range of the second storage battery, the voltage obtained by subtracting the barrier voltage due to the parasitic diode from the open voltage of the lead storage battery matches the open voltage of the second storage battery ( The open-circuit voltage and internal resistance of the lead storage battery and the second storage battery are set so that there is a coincidence point).

この先願発明によれば、放電時において、鉛蓄電池の残存容量適正範囲での端子電圧と、第2蓄電池の残存容量適正範囲での端子電圧とはほぼ一致し、両蓄電池間にて大きな電位差は生じなくなる。よって、従来必須となっていたDCDCコンバータを廃止しつつも、両蓄電池のうち電圧の高い電池から電圧の低い電池へ流れ込む電流量を極少量にできるので、それぞれの電池が過充電状態や過放電状態になるおそれを抑制できる。よって、上記DCDCコンバータを不要にして十分なコストダウンを図ることができる。   According to this prior application, at the time of discharging, the terminal voltage in the appropriate range of the remaining capacity of the lead storage battery and the terminal voltage in the appropriate range of the remaining capacity of the second storage battery are substantially the same, and a large potential difference between the two storage batteries is No longer occurs. Therefore, while abolishing the DCDC converter, which has been indispensable in the past, the amount of current flowing from the high voltage battery to the low voltage battery of both storage batteries can be minimized, so that each battery is overcharged or overdischarged. The risk of becoming a state can be suppressed. Therefore, the DCDC converter is not required and a sufficient cost reduction can be achieved.

さらに、上記先願発明によれば、MOS−FETのオフ作動時において、障壁電圧の分だけ前記一致ポイントは下限側にシフトすることとなる。そのため、第2蓄電池の適正範囲のうち一致ポイントより上限側の領域拡大することができ、ひいては、鉛蓄電池よりも優先して第2蓄電池から放電される機会を増やすことができる。よって、回生時に充電可能な第2蓄電池の空き容量(受入容量)を増大でき、回生電力を回収できる容量を大きくできる。   Furthermore, according to the prior application invention, when the MOS-FET is turned off, the coincidence point is shifted to the lower limit side by the amount of the barrier voltage. Therefore, the region on the upper limit side from the coincidence point in the appropriate range of the second storage battery can be expanded, and as a result, the chance of being discharged from the second storage battery in preference to the lead storage battery can be increased. Therefore, the free capacity (acceptance capacity) of the second storage battery that can be charged during regeneration can be increased, and the capacity for recovering regenerative power can be increased.

また、MOS−FETのオフ作動時において、MOS−FETに対して第2蓄電池の反対側(鉛蓄電池の側)に電気接続させているスタータモータへ第2蓄電池から電流が流れ込むことを、MOS−FETの整流手段により阻止できる。   Further, when the MOS-FET is turned off, the current flows from the second storage battery to the starter motor that is electrically connected to the MOS-FET on the opposite side of the second storage battery (the lead storage battery side). It can be blocked by the rectifying means of the FET.

ここで、鉛蓄電池及び第2蓄電池が適正範囲を超えて過放電又は過充電されると、これら蓄電池の早期劣化が懸念される。しかしながら、上記先願発明では、適正範囲内にするための回路構成及び制御について十分に検討されておらず、改良の余地がある。   Here, if the lead storage battery and the second storage battery are overdischarged or overcharged beyond the appropriate range, there is a concern about early deterioration of these storage batteries. However, in the above-mentioned prior application invention, the circuit configuration and control for making it within the appropriate range have not been sufficiently studied, and there is room for improvement.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、鉛蓄電池に加え、高性能蓄電池(第2蓄電池)を備えることで鉛蓄電池の劣化抑制とコストダウンとの両立を図った車載電源装置において、従来必須となっていたDCDCコンバータを不要にして十分なコストダウンを実現可能にするとともに、両蓄電池の過放電又は過充電の抑制を図った車載電源装置を提供することにある。   This invention is made | formed in order to solve the said subject, The objective is providing coexistence with the suppression of deterioration of a lead storage battery, and cost reduction by providing a high performance storage battery (2nd storage battery) in addition to a lead storage battery. To provide a vehicle-mounted power supply device that can realize a sufficient cost reduction by eliminating the DCDC converter that has been required in the past in the vehicle-mounted power supply device that has been planned, and that suppresses overdischarge or overcharge of both storage batteries. It is in.

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。   Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.

請求項1記載の発明では、回生エネルギによる回生発電が可能な発電機と、前記発電機から出力される電力の電圧を設定電圧に可変制御する発電制御手段と、前記発電機に電気接続され、前記発電制御手段により制御された前記設定電圧の電力を充電可能な鉛蓄電池と、前記鉛蓄電池に対して電気的に並列接続され、前記発電制御手段により制御された前記設定電圧の電力を充電可能であり、かつ、前記鉛蓄電池に比べて出力密度又はエネルギ密度の高い第2蓄電池と、を備えることを前提とする。   In the invention of claim 1, a generator capable of regenerative power generation by regenerative energy, power generation control means for variably controlling the voltage of power output from the generator to a set voltage, and the power generator are electrically connected, A lead storage battery capable of charging the power of the set voltage controlled by the power generation control means, and the lead storage battery electrically connected in parallel to the power of the set voltage controlled by the power generation control means And a second storage battery having a higher output density or energy density than the lead storage battery.

そして、前記発電機及び前記鉛蓄電池と前記第2蓄電池との間に電気接続され、前記発電機と前記第2蓄電池との通電及び遮断を切り替える第1開閉手段と、前記第1開閉手段と並列接続され、前記鉛蓄電池から前記第2蓄電池へ電流を流す向きが順方向となるよう配置されるとともに前記順方向に流れる電流に対して障壁電圧を有する整流手段と、を備える。   A first opening / closing means that is electrically connected between the generator, the lead storage battery, and the second storage battery, and that switches between energization and disconnection between the generator and the second storage battery; and in parallel with the first opening / closing means. And a rectifying unit that is arranged so that a direction in which a current flows from the lead storage battery to the second storage battery is a forward direction and has a barrier voltage with respect to the current flowing in the forward direction.

さらに、前記第1開閉手段と前記第2蓄電池との間に電気接続されて前記第2蓄電池に対する通電及び遮断を切り替える第2開閉手段と、前記鉛蓄電池の残存容量である第1残存容量及び前記第2蓄電池の残存容量である第2残存容量が各々の適正範囲内になるよう、前記第1開閉手段及び前記第2開閉手段の作動状態と、前記発電制御手段による前記設定電圧とを制御する適正化制御手段と、を備えることを特徴とする。   Furthermore, the second opening / closing means that is electrically connected between the first opening / closing means and the second storage battery to switch between energization and interruption of the second storage battery, the first remaining capacity that is the remaining capacity of the lead storage battery, and the The operating state of the first opening / closing means and the second opening / closing means and the set voltage by the power generation control means are controlled so that the second remaining capacity, which is the remaining capacity of the second storage battery, falls within the appropriate range. And an optimization control means.

<第1開閉手段及び整流手段による作用効果>
上記発明によれば、第1開閉手段及び整流手段を備えるので、上述した先願発明と同様の効果が発揮される。先ず、図2を用いてその効果を説明する。
<Effects of first opening / closing means and rectifying means>
According to the above invention, since the first opening / closing means and the rectifying means are provided, the same effect as the above-mentioned prior invention is exhibited. First, the effect will be described with reference to FIG.

図2(b)中の横軸はリチウム蓄電池(第2蓄電池)のSOCを示し、図中の実線A2は、リチウム蓄電池のSOCと開放電圧V0(Li)との関係を示す電圧特性線である。また、図中の実線A1は、鉛蓄電池のSOCと開放電圧V0(Pb)との関係を示す電圧特性線である。なお、リチウム蓄電池のSOCを示す横軸のうち0%の位置は、鉛蓄電池のSOC=88%に相当する。   The horizontal axis in FIG. 2 (b) shows the SOC of the lithium storage battery (second storage battery), and the solid line A2 in the figure is a voltage characteristic line showing the relationship between the SOC of the lithium storage battery and the open circuit voltage V0 (Li). . A solid line A1 in the figure is a voltage characteristic line showing a relationship between the SOC of the lead storage battery and the open circuit voltage V0 (Pb). The 0% position on the horizontal axis indicating the SOC of the lithium storage battery corresponds to SOC = 88% of the lead storage battery.

そして、図2(b)中の符号Vdsは、上記発明に反して整流手段を備えていない場合において両電池の開放電圧が一致するポイントを示す。リチウム蓄電池のSOCがSOC使用範囲W2(Li)のうちポイントVdsよりも下限側になると、鉛蓄電池の端子電圧Vd(Pb)の方が第2蓄電池の端子電圧Vd(Li)よりも高くなるので、第2蓄電池からは放電されずに鉛蓄電池から放電されることとなる。したがって、鉛蓄電池よりも優先して第2蓄電池から放電される機会を増やすには、ポイントVdsをできるだけSOC使用範囲W2(Li)の下限側に位置させればよい。   2B indicates a point where the open-circuit voltages of both batteries match when the rectifying means is not provided, contrary to the above invention. When the SOC of the lithium storage battery is lower than the point Vds in the SOC usage range W2 (Li), the terminal voltage Vd (Pb) of the lead storage battery becomes higher than the terminal voltage Vd (Li) of the second storage battery. The second storage battery is discharged from the lead storage battery without being discharged. Therefore, in order to increase the chance of discharging from the second storage battery in preference to the lead storage battery, the point Vds may be positioned as close to the lower limit side of the SOC usage range W2 (Li) as possible.

この点を鑑みた上記発明では、整流手段(例えばダイオード)を備えることにより、整流手段の障壁電圧Vbarの分だけ、両蓄電池の開放電圧が一致するポイントは下限側にシフトする(符号Vds’参照)。換言すれば、鉛蓄電池の電圧特性線A1は見かけ上、図2(b)中の一点鎖線に示す如く低電圧側にシフトすることとなる。そのため、リチウム蓄電池のSOC使用範囲W2(Li)のうちポイントVds’より上限側の領域(放電領域W2d)を符号W2d’に示すように拡大することができ、ひいては、鉛蓄電池よりも優先して第2蓄電池から放電される機会を増やすことができる。   In the above invention in view of this point, by providing the rectifying means (for example, a diode), the point where the open-circuit voltages of the two storage batteries coincide with each other by the amount of the barrier voltage Vbar of the rectifying means is shifted to the lower limit side (see reference sign Vds ′). ). In other words, the voltage characteristic line A1 of the lead storage battery apparently shifts to the low voltage side as shown by the one-dot chain line in FIG. Therefore, in the SOC usage range W2 (Li) of the lithium storage battery, the area (discharge area W2d) on the upper limit side from the point Vds ′ can be expanded as indicated by reference sign W2d ′. The opportunity to be discharged from the second storage battery can be increased.

ここで、車両に搭載される各種電気負荷の中でも、スタータモータが要する電力は桁違いに大きい。このように電力の大きい電気負荷に対して第2蓄電池から電力供給しようとすると、鉛蓄電池に比べて高価な第2蓄電池の小容量化の妨げとなる。そこで、スタータモータのように消費電力の大きい電気負荷については鉛蓄電池から電力供給させることが望ましい。   Here, among the various electric loads mounted on the vehicle, the power required by the starter motor is extremely large. Thus, if it is going to supply electric power from a 2nd storage battery with respect to an electric load with large electric power, compared with a lead storage battery, it will become the hindrance of the small capacity reduction of a 2nd storage battery. Therefore, it is desirable to supply electric power from a lead storage battery for an electric load with high power consumption such as a starter motor.

この点を鑑みた上記発明では、鉛蓄電池から第2蓄電池へ電流を流す向きが順方向となるよう整流手段(例えばダイオード)を配置するので、鉛蓄電池から電力供給させたい電気負荷(スタータモータ)を、整流手段に対して第2蓄電池の反対側(鉛蓄電池の側)に電気接続させれば、スタータモータ等の電気負荷へ第2蓄電池から電流が流れ込むことを、整流手段により阻止することができる。   In the above invention in view of this point, since the rectifying means (for example, a diode) is arranged so that the direction in which the current flows from the lead storage battery to the second storage battery is the forward direction, the electric load (starter motor) to be supplied with power from the lead storage battery Is electrically connected to the rectifying means on the opposite side of the second storage battery (lead storage battery side), the rectifying means prevents current from flowing from the second storage battery to an electric load such as a starter motor. it can.

<第2開閉手段及び適正化制御手段による作用効果>
ここで、発電機から第2蓄電池へ電流が流れ込まないようにして第2蓄電池の過充電を回避させたい場合において、第1開閉手段を遮断作動させただけでは、整流手段を通じて第2蓄電池へ電流が流れ込んでしまうことが懸念される。特に、鉛蓄電池を充電させるべく設定電圧を高くしている場合には、第2蓄電池の端子電圧に障壁電圧を加算した値よりも設定電圧が高くなる可能性が高くなり、上記懸念が顕著となる。
<Operational effects of the second opening / closing means and the optimization control means>
Here, when it is desired to avoid overcharging of the second storage battery so that no current flows from the generator to the second storage battery, the current is supplied to the second storage battery through the rectifying means only by shutting off the first opening / closing means. I am concerned that it will flow in. In particular, when the set voltage is increased to charge the lead storage battery, the set voltage is likely to be higher than the value obtained by adding the barrier voltage to the terminal voltage of the second storage battery, and the above-mentioned concern is significant. Become.

この点を鑑みた上記発明によれば、第2開閉手段を備えるので、発電機から第2蓄電池へ電流が流れ込まないようにさせたい場合には、第2開閉手段を遮断作動させればよく、これにより上記懸念を解消できる。そして、適正化制御手段を備えることにより、第1残存容量及び第2残存容量が各々の適正範囲内になるよう、第1開閉手段及び第2開閉手段の作動状態と設定電圧とを制御するので、鉛蓄電池及び第2蓄電池のSOCが適正範囲を超えて過放電又は過充電されることを抑制でき、これら蓄電池の早期劣化を抑制できる。   According to the above-mentioned invention in view of this point, since the second opening / closing means is provided, when it is desired to prevent the current from flowing from the generator to the second storage battery, the second opening / closing means may be shut off. This can eliminate the above-mentioned concerns. Since the optimization control means is provided, the operating state and set voltage of the first opening / closing means and the second opening / closing means are controlled so that the first remaining capacity and the second remaining capacity are within the appropriate ranges. Moreover, it can suppress that SOC of a lead storage battery and a 2nd storage battery exceeds an appropriate range, and is overdischarged or overcharged, and can suppress early deterioration of these storage batteries.

請求項2記載の発明では、前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも低い場合には、前記第1開閉手段及び前記第2開閉手段を通電することで前記発電機から前記第2蓄電池へ充電させることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, when the second remaining capacity is lower than the appropriate range, the optimization control unit energizes the first opening / closing unit and the second opening / closing unit to energize the generator. To the second storage battery.

これによれば、第2蓄電池が過放電状態である場合には、第2蓄電池を充電して第2残存容量を適正範囲にまで上昇させて、第2蓄電池の過放電状態を速やかに解消できる。   According to this, when the second storage battery is in an overdischarged state, the second storage battery is charged to increase the second remaining capacity to an appropriate range, and the overdischarged state of the second storage battery can be quickly eliminated. .

請求項3記載の発明では、前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも低く、かつ、前記第1残存容量が前記適正範囲よりも低い場合には、前記設定電圧を前記鉛蓄電池の端子電圧より高くすることで、前記発電機から前記鉛蓄電池へ充電させることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, the optimization control means sets the set voltage when the second remaining capacity is lower than the appropriate range and the first remaining capacity is lower than the appropriate range. By making it higher than the terminal voltage of the lead storage battery, the lead storage battery is charged from the generator.

これによれば、第2蓄電池が過放電状態かつ鉛蓄電池が過放電状態である場合(図6(1)参照)において、上述の如く第2蓄電池を充電させつつ、鉛蓄電池へも充電できるので、第2蓄電池の過放電状態を解消させつつ鉛蓄電池の過放電状態をも解消できる。   According to this, when the second storage battery is in an overdischarged state and the lead storage battery is in an overdischarged state (see FIG. 6 (1)), the lead storage battery can be charged while charging the second storage battery as described above. The overdischarge state of the lead storage battery can also be canceled while the overdischarge state of the second storage battery is eliminated.

請求項4記載の発明では、前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも低く、かつ、前記第1残存容量が前記適正範囲よりも高い場合には、前記設定電圧を前記鉛蓄電池の端子電圧より低くすることで前記鉛蓄電池を放電させることを特徴とする。   In the invention according to claim 4, when the second remaining capacity is lower than the appropriate range and the first remaining capacity is higher than the appropriate range, the optimization control unit sets the set voltage. The lead storage battery is discharged by making it lower than the terminal voltage of the lead storage battery.

これによれば、第2蓄電池が過放電状態かつ鉛蓄電池が過充電状態である場合(図6(3)参照)において、上述の如く第2蓄電池を充電させつつ、鉛蓄電池から放電させることもできるので、第2蓄電池の過放電状態を解消させつつ鉛蓄電池の過充電状態をも解消できる。なお、上記「第2蓄電池が過放電状態かつ鉛蓄電池が過充電状態である場合」には、第2蓄電池の端子電圧は鉛蓄電池の端子電圧よりも十分低くなっていることが想定される。よって、上記発明において設定電圧を鉛蓄電池の端子電圧より低くしても、第2蓄電池の端子電圧は設定電圧よりも低くなっている筈であるため、第2蓄電池へは充電されることとなる。   According to this, when the second storage battery is in an overdischarged state and the lead storage battery is in an overcharged state (see FIG. 6 (3)), the second storage battery can be charged and discharged from the lead storage battery as described above. Therefore, the overcharged state of the lead storage battery can be resolved while the overdischarged state of the second storage battery is eliminated. In addition, when the above-mentioned “when the second storage battery is in an overdischarged state and the lead storage battery is in an overcharged state”, it is assumed that the terminal voltage of the second storage battery is sufficiently lower than the terminal voltage of the lead storage battery. Therefore, even if the set voltage is made lower than the terminal voltage of the lead storage battery in the above invention, since the terminal voltage of the second storage battery should be lower than the set voltage, the second storage battery is charged. .

請求項5記載の発明では、前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも低く、かつ、前記第1残存容量が前記適正範囲内である場合には、前記設定電圧を前記鉛蓄電池の端子電圧に一致させるように制御することで前記鉛蓄電池からの充放電を抑制させることを特徴とする。   In the invention according to claim 5, when the second remaining capacity is lower than the appropriate range and the first remaining capacity is within the appropriate range, the optimization control unit sets the set voltage. Charging / discharging from the lead storage battery is suppressed by controlling to match the terminal voltage of the lead storage battery.

これによれば、第2蓄電池が過放電状態かつ鉛蓄電池が適正範囲の充電状態である場合(図6(2)参照)において、上述の如く第2蓄電池を充電させつつ、鉛蓄電池からの充放電を抑制させるので、第2蓄電池の過放電状態を解消させつつ鉛蓄電池の残存容量を適正範囲内に維持できる。   According to this, when the second storage battery is in an overdischarged state and the lead storage battery is in an appropriate state of charging (see FIG. 6 (2)), the charging from the lead storage battery is performed while charging the second storage battery as described above. Since the discharge is suppressed, the remaining capacity of the lead storage battery can be maintained within an appropriate range while eliminating the overdischarge state of the second storage battery.

請求項6記載の発明では、前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲内であり、かつ、前記第1残存容量が前記適正範囲よりも高い場合には、前記第2開閉手段を遮断することで前記発電機から前記第2蓄電池への充電を回避させ、かつ、前記設定電圧を前記鉛蓄電池の端子電圧よりも低くすることで前記鉛蓄電池を放電させることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, the optimization control unit is configured to perform the second opening / closing operation when the second remaining capacity is within the appropriate range and the first remaining capacity is higher than the appropriate range. The charging of the second storage battery from the generator is avoided by blocking the means, and the lead storage battery is discharged by making the set voltage lower than the terminal voltage of the lead storage battery. .

これによれば、第2蓄電池が適正範囲の充電状態かつ鉛蓄電池が過充電状態である場合(図6(8)参照)において、第2開閉手段を遮断することで発電機から第2蓄電池への充電を回避させるので、「第1開閉手段を遮断させただけでは整流手段を通じて第2蓄電池へ充電されてしまう」といった懸念を解消できる。また、設定電圧を鉛蓄電池の端子電圧よりも低くすることで鉛蓄電池を放電させるので、鉛蓄電池の過充電状態を解消させつつ第2蓄電池の残存容量を適正範囲内に維持できる。   According to this, in the case where the second storage battery is in a charged state in an appropriate range and the lead storage battery is in an overcharged state (see FIG. 6 (8)), the second opening / closing means is cut off to switch from the generator to the second storage battery. Therefore, it is possible to eliminate the concern that “the second storage battery is charged through the rectifying means only by blocking the first opening / closing means”. Moreover, since a lead storage battery is discharged by making a setting voltage lower than the terminal voltage of a lead storage battery, the remaining capacity of a 2nd storage battery can be maintained in an appropriate range, eliminating the overcharge state of a lead storage battery.

なお、このように第2開閉手段を遮断させている場合においては、第1開閉手段を通電させておくことで、第1開閉手段に対して第2蓄電池の側に電気接続された電気負荷へ発電機又は鉛蓄電池から電力供給させるのが望ましい。   When the second opening / closing means is shut off as described above, the first opening / closing means is energized, so that the first opening / closing means is electrically connected to the second storage battery side. It is desirable to supply power from a generator or lead acid battery.

請求項7記載の発明では、前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲内であり、かつ、前記第1残存容量が前記適正範囲よりも低い場合には、前記第2開閉手段を遮断することで前記発電機から前記第2蓄電池への充電を回避させ、かつ、前記設定電圧を前記鉛蓄電池の端子電圧よりも高くすることで前記発電機から前記鉛蓄電池へ充電させることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, the optimization control unit is configured to perform the second opening / closing operation when the second remaining capacity is within the appropriate range and the first remaining capacity is lower than the appropriate range. By interrupting the means, charging from the generator to the second storage battery is avoided, and charging from the generator to the lead storage battery is performed by making the set voltage higher than the terminal voltage of the lead storage battery. It is characterized by.

これによれば、第2蓄電池が適正範囲の充電状態かつ鉛蓄電池が過放電状態である場合(図6(7)参照)において、第2開閉手段を遮断することで発電機から第2蓄電池への充電を回避させるので、「第1開閉手段を遮断させただけでは整流手段を通じて第2蓄電池へ充電されてしまう」といった懸念を解消できる。また、設定電圧を鉛蓄電池の端子電圧よりも高くすることで鉛蓄電池を充電させるので、鉛蓄電池の過放電状態を解消させつつ第2蓄電池の残存容量を適正範囲内に維持できる。   According to this, in the case where the second storage battery is in an appropriate range of charge and the lead storage battery is in an overdischarged state (see FIG. 6 (7)), the second opening / closing means is cut off to switch from the generator to the second storage battery. Therefore, it is possible to eliminate the concern that “the second storage battery is charged through the rectifying means only by blocking the first opening / closing means”. Moreover, since a lead storage battery is charged by making a setting voltage higher than the terminal voltage of a lead storage battery, the remaining capacity of a 2nd storage battery can be maintained in an appropriate range, eliminating the overdischarge state of a lead storage battery.

なお、このように第2開閉手段を遮断させている場合においては、第1開閉手段を通電させておくことで、第1開閉手段に対して第2蓄電池の側に電気接続された電気負荷へ発電機又は鉛蓄電池から電力供給させるのが望ましい。   When the second opening / closing means is shut off as described above, the first opening / closing means is energized, so that the first opening / closing means is electrically connected to the second storage battery side. It is desirable to supply power from a generator or lead acid battery.

請求項8記載の発明では、前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも高い場合には、前記第1開閉手段を遮断することで前記発電機から前記第2蓄電池への充電を抑制させ、かつ、前記第2開閉手段を通電することで前記第2蓄電池を放電させることを特徴とする。   In the invention according to claim 8, when the second remaining capacity is higher than the appropriate range, the optimization control means shuts off the first opening / closing means to switch the generator to the second storage battery. And the second storage battery is discharged by energizing the second opening / closing means.

これによれば、第2蓄電池が過充電状態である場合には、第2蓄電池を放電して第2残存容量を適正範囲にまで下降させて、第2蓄電池の過充電状態を速やかに解消できる。   According to this, when the second storage battery is in an overcharged state, the second storage battery is discharged and the second remaining capacity is lowered to an appropriate range, so that the overcharged state of the second storage battery can be quickly eliminated. .

請求項9記載の発明では、前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも高く、かつ、前記第1残存容量が前記適正範囲よりも低い場合には、前記第2残存容量が前記適正範囲内にまで低下するまでの期間、前記設定電圧を、前記鉛蓄電池の端子電圧以上に、かつ、前記第2蓄電池の端子電圧に前記障壁電圧を加算した値よりも低くすることで、前記鉛蓄電池からの放電を回避させつつ前記第2蓄電池を放電させることを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, the optimization control unit is configured to provide the second remaining capacity when the second remaining capacity is higher than the appropriate range and the first remaining capacity is lower than the appropriate range. The set voltage is set to be equal to or higher than the terminal voltage of the lead storage battery and lower than the value obtained by adding the barrier voltage to the terminal voltage of the second storage battery until the capacity decreases to the appropriate range. The second storage battery is discharged while avoiding discharge from the lead storage battery.

ここで、上記発明のハード構成、すなわち発電機、発電制御手段、鉛蓄電池、第2蓄電池、第1開閉手段、整流手段及び第2開閉手段を備えた構成では、過放電状態の鉛蓄電池へ充電させることと、過充電状態の第2蓄電池から放電させることとを同時に実施しようとすると、以下の問題が懸念される。すなわち、鉛蓄電池へ充電させるべく設定電圧を高くすると、整流手段を通じて発電電力が第2蓄電池へ流れ込んで、第2蓄電池が充電されてしまう。   Here, in the hardware configuration of the invention, that is, the configuration including the generator, the power generation control means, the lead storage battery, the second storage battery, the first opening / closing means, the rectifying means, and the second opening / closing means, the overcharged lead storage battery is charged. If it is attempted to carry out simultaneously and discharging from the overcharged second storage battery, the following problems are concerned. That is, when the set voltage is increased to charge the lead storage battery, the generated power flows into the second storage battery through the rectifying means, and the second storage battery is charged.

そこで上記発明の適正化制御手段では、第2蓄電池が過充電状態かつ鉛蓄電池が過放電状態である場合(図6(4)参照)において、「鉛蓄電池の端子電圧」≦「設定電圧」<「第2蓄電池の端子電圧に障壁電圧を加算した値」となるよう設定電圧を制御することで、鉛蓄電池からの放電を回避させつつ第2蓄電池を放電させる。これによれば、先ずは第2蓄電池が放電して過充電状態が解消され、その後、鉛蓄電池が適正範囲にまで充電されることとなる。換言すれば、両蓄電池が適正範囲外にある場合において、第2蓄電池を適正範囲内に戻すよう放電させることを、鉛蓄電池を適正範囲内に戻すよう充電することよりも優先させている、とも言える。   Therefore, in the optimization control means of the above invention, when the second storage battery is in an overcharged state and the lead storage battery is in an overdischarged state (see FIG. 6 (4)), “terminal voltage of the lead storage battery” ≦ “set voltage” < By controlling the set voltage so as to be “a value obtained by adding the barrier voltage to the terminal voltage of the second storage battery”, the second storage battery is discharged while avoiding the discharge from the lead storage battery. According to this, first, the second storage battery is discharged to eliminate the overcharged state, and then the lead storage battery is charged to an appropriate range. In other words, when both storage batteries are outside the proper range, discharging the second storage battery to return to the proper range has priority over charging the lead storage battery to return to the proper range. I can say that.

そもそも先述した通り、車両を駐車する場合等、長時間に亘って要求される電力供給(暗電流補給)に対しては安価な鉛蓄電池が実施することで、高性能蓄電池(第2蓄電池)を小容量化してコストアップ抑制を図るのが上記発明の背景にある。したがって、第2蓄電池の容量は鉛蓄電池に比べて格段に小さいので、適正範囲外にある状態の第2蓄電池を適正範囲内に戻すのに要する時間は、鉛蓄電池を適正範囲内に戻すのに要する時間よりも短くて済む。   In the first place, as mentioned above, when a vehicle is parked, etc., a high-performance storage battery (second storage battery) can be obtained by implementing an inexpensive lead storage battery for power supply (dark current supply) required for a long time. The background of the invention described above is to reduce the capacity and suppress the cost increase. Therefore, since the capacity of the second storage battery is much smaller than that of the lead storage battery, the time required to return the second storage battery outside the proper range to the proper range is the time required to return the lead storage battery to the proper range. It can be shorter than the time required.

この点を鑑みた上記発明では、上述の如く第2蓄電池を適正範囲内に戻すよう放電させることを、鉛蓄電池を適正範囲内に戻すよう充電することよりも優先させるので、第2蓄電池を速やかに適正範囲内に戻すことができる。しかも、第2蓄電池が過充電である場合には回生電力を十分に回収できなくなるが、上記発明では速やかに第2蓄電池の過充電状態を解消できるので、回生電力を回収できない状態を速やかに回避でき、好適である。   In the above-mentioned invention in view of this point, discharging the second storage battery to return to the proper range as described above is given priority over charging to return the lead storage battery to the proper range. It can be returned to the proper range. In addition, when the second storage battery is overcharged, the regenerative power cannot be recovered sufficiently, but in the above invention, the overcharged state of the second storage battery can be quickly eliminated, so that the state where the regenerative power cannot be recovered is quickly avoided. It is possible and suitable.

請求項10記載の発明では、前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも高く、かつ、前記第1残存容量が前記適正範囲よりも高い場合には、前記設定電圧を前記鉛蓄電池の端子電圧より低くすることで前記鉛蓄電池を放電させることを特徴とする。   In the invention according to claim 10, when the second remaining capacity is higher than the appropriate range and the first remaining capacity is higher than the appropriate range, the optimization control unit sets the set voltage. The lead storage battery is discharged by making it lower than the terminal voltage of the lead storage battery.

これによれば、第2蓄電池が過充電状態かつ鉛蓄電池が過充電状態である場合(図6(6)参照)において、上述の如く第2開閉手段を通電させることで第2蓄電池を放電させつつ、鉛蓄電池へも充電できるので、第2蓄電池の過充電状態を解消させつつ鉛蓄電池の過充電状態をも解消できる。   According to this, when the second storage battery is overcharged and the lead storage battery is overcharged (see FIG. 6 (6)), the second storage battery is discharged by energizing the second opening / closing means as described above. On the other hand, since the lead storage battery can be charged, the overcharged state of the lead storage battery can also be canceled while the overcharged state of the second storage battery is eliminated.

請求項11記載の発明では、前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも高く、かつ、前記第1残存容量が前記適正範囲内である場合には、前記設定電圧を前記鉛蓄電池の端子電圧に一致させるように制御することで前記鉛蓄電池からの充放電を抑制させることを特徴とする。   In the invention according to claim 11, when the second remaining capacity is higher than the appropriate range and the first remaining capacity is within the appropriate range, the optimization control unit sets the set voltage. Charging / discharging from the lead storage battery is suppressed by controlling to match the terminal voltage of the lead storage battery.

これによれば、第2蓄電池が過充電状態かつ鉛蓄電池が適正範囲の充電状態である場合(図6(5)参照)において、上述の如く第2開閉手段を通電させることで第2蓄電池を放電させつつ、鉛蓄電池からの充放電を抑制させるので、第2蓄電池の過充電状態を解消させつつ鉛蓄電池の残存容量を適正範囲内に維持できる。   According to this, when the second storage battery is in an overcharged state and the lead storage battery is in a charged state in an appropriate range (see FIG. 6 (5)), the second storage battery is turned on by energizing the second opening / closing means as described above. Since charging and discharging from the lead storage battery are suppressed while discharging, the remaining capacity of the lead storage battery can be maintained within an appropriate range while eliminating the overcharged state of the second storage battery.

請求項12記載の発明では、前記発電機と前記鉛蓄電池との間に電気接続されて前記鉛蓄電池に対する通電及び遮断を切り替える第3開閉手段を備え、前記適正化制御手段は、前記鉛蓄電池の残存容量である第1残存容量及び前記第2蓄電池の残存容量である第2残存容量が各々の前記適正範囲内になるよう、前記第1開閉手段、前記第2開閉手段及び前記第3開閉手段の作動状態と、前記発電制御手段による前記設定電圧とを制御することを特徴とする。   The invention according to claim 12 includes third open / close means that is electrically connected between the generator and the lead storage battery and switches between energization and shutoff of the lead storage battery, and the optimization control means includes the lead storage battery. The first opening / closing means, the second opening / closing means, and the third opening / closing means so that a first remaining capacity that is a remaining capacity and a second remaining capacity that is a remaining capacity of the second storage battery are within the appropriate ranges. And controlling the set voltage by the power generation control means.

これによれば、両蓄電池の残存容量をきめ細かく制御できるようになる。例えば、第3開閉手段を遮断して第1及び第2開閉手段を通電させれば、第1開閉手段に対して鉛蓄電池の側に電気接続された電気負荷に対し、鉛蓄電池からの電力供給を遮断して第2蓄電池から電力供給させるようにできる。よって、第2蓄電池からの放電を促進させ、過充電状態にある第2蓄電池を迅速に放電させて適正範囲にすることができる。   According to this, the remaining capacity of both storage batteries can be finely controlled. For example, if the third opening / closing means is shut off and the first and second opening / closing means are energized, power is supplied from the lead storage battery to the electrical load electrically connected to the lead storage battery side with respect to the first opening / closing means. And the power can be supplied from the second storage battery. Therefore, the discharge from the second storage battery can be promoted, and the second storage battery in an overcharged state can be quickly discharged to an appropriate range.

請求項13記載の発明では、前記発電機と前記鉛蓄電池との間に電気接続されて前記鉛蓄電池に対する通電及び遮断を切り替える第3開閉手段を備え、前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも高い場合には、前記第2開閉手段を通電することで前記第2蓄電池を放電させ、かつ、前記第3開閉手段を遮断しつつ前記第1開閉手段を通電することで、前記第1開閉手段に対して前記鉛蓄電池の側にも前記第2蓄電池から放電させることを特徴とする。   The invention according to claim 13 includes third open / close means that is electrically connected between the generator and the lead storage battery and switches between energization and shutoff of the lead storage battery, and the optimization control means includes the second remaining battery. When the capacity is higher than the appropriate range, the second storage battery is discharged by energizing the second opening / closing means, and the first opening / closing means is energized while the third opening / closing means is shut off. Thus, the second storage battery is also discharged to the lead storage battery side with respect to the first opening / closing means.

これによれば、第2蓄電池が過充電状態である場合において、第1開閉手段に対して鉛蓄電池の側に電気接続された電気負荷に対し、鉛蓄電池からの電力供給を遮断して第2蓄電池から電力供給させるようにできる。よって、第2蓄電池からの放電を促進させ、過充電状態にある第2蓄電池を迅速に放電させて適正範囲にすることができる。   According to this, when the second storage battery is in an overcharged state, the power supply from the lead storage battery is shut off with respect to the electrical load electrically connected to the lead storage battery side with respect to the first opening / closing means. Electric power can be supplied from the storage battery. Therefore, the discharge from the second storage battery can be promoted, and the second storage battery in an overcharged state can be quickly discharged to an appropriate range.

但し、このように第1及び第2開閉手段を通電させる場合には、設定電圧が第2蓄電池の端子電圧より高くなっていると、発電機から第2蓄電池へ電流が流れ込んでしまうことが懸念される。   However, when energizing the first and second opening / closing means in this way, if the set voltage is higher than the terminal voltage of the second storage battery, there is a concern that current flows from the generator to the second storage battery. Is done.

この懸念に対し請求項14記載の発明では、前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも高い場合には、前記設定電圧を前記第2蓄電池の端子電圧より低くすることで前記発電機から前記第2蓄電池へ充電されることを回避させることを特徴とする。よって、上記懸念を解消しつつ、第2蓄電池からの放電を促進させることができる。   With respect to this concern, in the invention according to claim 14, when the second remaining capacity is higher than the appropriate range, the optimization control means sets the set voltage lower than the terminal voltage of the second storage battery. Thus, charging from the generator to the second storage battery is avoided. Therefore, discharge from the second storage battery can be promoted while eliminating the above-mentioned concerns.

請求項15記載の発明では、前記発電機により回生発電された電力を前記第2蓄電池へ回生充電させるべく、前記第1開閉手段及び前記第2開閉手段をともに通電させる回生制御手段を備え、前記発電機が回生発電可能な状態であっても、前記第1残存容量及び前記第2残存容量の少なくとも一方が前記適正範囲でなければ、前記回生制御手段による前記回生充電よりも優先して、前記適正化制御手段による制御を実施することを特徴とする。   The invention according to claim 15 further comprises regenerative control means for energizing both the first opening and closing means and the second opening and closing means in order to recharge the electric power regenerated by the generator to the second storage battery, Even if the generator is in a state capable of regenerative power generation, if at least one of the first remaining capacity and the second remaining capacity is not within the appropriate range, the regenerative charging by the regenerative control means is prioritized, Control by the optimization control means is performed.

上記発明によれば、回生充電を増大させることよりも適正範囲内にすることを優先させるので、両蓄電池が過充放電の状態になることの回避を促進でき、好適である。   According to the above invention, priority is given to setting the regenerative charge within the appropriate range rather than increasing the regenerative charge, and therefore it is possible to promote avoiding both storage batteries from being overcharged and discharged, which is preferable.

請求項16記載の発明では、前記適正範囲の中に、前記第1残存容量及び前記第2残存容量が最適となる範囲として最適正範囲を設定しておき、前記第1残存容量及び前記第2残存容量が前記適正範囲内かつ前記最適正範囲外である場合には、前記第1残存容量及び前記第2残存容量が各々の前記最適正範囲内になるよう、前記第1開閉手段及び前記第2開閉手段の作動状態と、前記発電制御手段による前記設定電圧とを制御する最適正化制御手段を備えることを特徴とする。   In the invention according to claim 16, an optimal positive range is set as a range in which the first remaining capacity and the second remaining capacity are optimal in the appropriate range, and the first remaining capacity and the second remaining capacity are set. When the remaining capacity is within the proper range and outside the optimum positive range, the first opening and closing means and the second opening means and the second remaining capacity are set so that the first remaining capacity and the second remaining capacity are within the optimum positive range. (2) Optimizing correction control means for controlling the operating state of the opening / closing means and the set voltage by the power generation control means.

上記発明によれば、適正範囲の中に、さらに最適な残存容量範囲として最適正範囲を設定し、第1及び第2残存容量が適正範囲内にある状態であってもさらに最適正範囲内となるよう制御されるので、適正範囲外になる頻度を低減でき、両蓄電池が過充放電の状態になることの回避をより一層促進できる。   According to the above invention, the optimum positive range is set as the optimum remaining capacity range in the appropriate range, and even if the first and second remaining capacities are in the appropriate range, Therefore, the frequency of going out of the proper range can be reduced, and the avoidance of both storage batteries being overcharged / discharged can be further promoted.

請求項17記載の発明では、前記発電機により回生発電された電力を前記第2蓄電池へ回生充電させるべく、前記第1開閉手段及び前記第2開閉手段をともに通電させる回生制御手段を備え、前記第1残存容量及び前記第2残存容量の少なくとも一方が前記最適正範囲でない場合であっても、前記発電機が回生発電可能な状態であれば、前記最適正化制御手段による制御よりも優先して前記回生制御手段による前記回生充電を実施することを特徴とする。   The invention according to claim 17 comprises regenerative control means for energizing both the first opening and closing means and the second opening and closing means in order to recharge the power regenerated by the generator to the second storage battery, Even when at least one of the first remaining capacity and the second remaining capacity is not in the optimum positive range, if the generator is in a regenerative power generation state, it takes priority over the control by the optimum correction control means. The regenerative charging is performed by the regenerative control means.

両残存容量が最適正範囲内でない場合には、適正範囲内でない場合とは異なり蓄電池を放電又は充電させる緊急性を要しない。この点を鑑みた上記発明によれば、最適正範囲内にすることよりも回生充電を増大させることを優先させるので、回生充電量を増大でき、好適である。   When both the remaining capacities are not within the optimum positive range, unlike the case where they are not within the proper range, the urgency of discharging or charging the storage battery is not required. According to the above-mentioned invention in view of this point, priority is given to increasing the regenerative charge rather than to within the optimum positive range, which is preferable because the regenerative charge amount can be increased.

請求項18記載の発明では、前記整流手段の温度を検出する温度検出手段を備え、前記温度検出手段により検出された温度が上限温度を超えて高くなった場合には、前記第1開閉手段を通電させ、かつ、前記第2開閉手段を遮断することを特徴とする。   According to an eighteenth aspect of the present invention, there is provided temperature detecting means for detecting the temperature of the rectifying means, and when the temperature detected by the temperature detecting means exceeds the upper limit temperature, the first opening / closing means is It is characterized by energizing and shutting off the second opening / closing means.

前記第1開閉手段を遮断させている時には、鉛蓄電池と第2蓄電池は整流手段を介して接続されることとなるが、整流手段に電流が流れた場合はエネルギ損失(「障壁電圧Vbar×電流」)がジュール熱として生じる。そして、整流手段に電流が流れ続けた場合には損失として発生した熱により整流手段が過昇温となり、整流手段(例えばMOS−FET)の熱損傷が懸念される。   When the first opening / closing means is shut off, the lead storage battery and the second storage battery are connected via the rectification means. However, when a current flows through the rectification means, energy loss (“barrier voltage Vbar × current ") Occurs as Joule heat. When a current continues to flow through the rectifying means, the rectifying means overheats due to heat generated as a loss, and there is a concern about thermal damage of the rectifying means (for example, MOS-FET).

これに対し上記発明によれば、整流手段が上限温度以上になった場合には、整流手段に並列接続されている第1開閉手段を通電させるので、整流手段に流れる電流を0にして、過昇温による熱損傷を防止することができる。   On the other hand, according to the above-described invention, when the rectifying means reaches the upper limit temperature or higher, the first opening / closing means connected in parallel to the rectifying means is energized. Thermal damage due to temperature rise can be prevented.

但し、第1開閉手段を通電させた場合、鉛蓄電池と第2蓄電池との電気接続に障壁電圧Vbarがなくなるため、鉛蓄電池から第2蓄電池への充電が起こり、第2蓄電池が過充電となることが懸念される。この懸念に対し上記発明では、第1開閉手段を通電させるとともに第2開閉手段を遮断させるので、第2蓄電池の過充電といった上記懸念を解消できる。   However, when the first opening / closing means is energized, the barrier voltage Vbar disappears in the electrical connection between the lead storage battery and the second storage battery, so charging from the lead storage battery to the second storage battery occurs, and the second storage battery becomes overcharged. There is concern. With respect to this concern, in the above invention, since the first opening / closing means is energized and the second opening / closing means is shut off, the above-mentioned concern such as overcharging of the second storage battery can be solved.

本発明の第1実施形態にかかる車載電源装置を示す電気ブロック図。The electric block diagram which shows the vehicle-mounted power supply device concerning 1st Embodiment of this invention. (a)は鉛蓄電池の適正範囲を示し、(b)はリチウム蓄電池の適正範囲を示す図。(A) shows the appropriate range of a lead acid battery, (b) is a figure which shows the appropriate range of a lithium storage battery. 鉛蓄電池とリチウム蓄電池とのIV特性の違いを説明する図。The figure explaining the difference in IV characteristic of a lead storage battery and a lithium storage battery. 第1実施形態において、適正化制御、最適正化制御及び通常制御が各々実施される条件を説明するフローチャート。5 is a flowchart for explaining conditions under which optimization control, optimal correction control, and normal control are performed in the first embodiment. 図4の通常制御の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the normal control of FIG. 第1実施形態の適正化制御手段による制御内容を説明する図。The figure explaining the control content by the optimization control means of 1st Embodiment. 第1実施形態の最適正化制御手段による制御内容を説明する図。The figure explaining the control content by the optimal correction | amendment control means of 1st Embodiment. 本発明の第2実施形態にかかる車載電源装置を示す電気ブロック図。The electric block diagram which shows the vehicle-mounted power supply device concerning 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態の適正化制御手段による制御内容を説明する図。The figure explaining the control content by the optimization control means of 2nd Embodiment. 本発明の第3実施形態にかかる車載電源装置を示す電気ブロック図。The electric block diagram which shows the vehicle-mounted power supply device concerning 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態にかかる車載電源装置を示す電気ブロック図。The electric block diagram which shows the vehicle-mounted power supply device concerning 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。   Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description of the same reference numerals is used.

(第1実施形態)
本実施形態にかかる車載電源装置が搭載される車両は、内燃機関を走行駆動源とした車両であり、所定の自動停止条件を満たした場合に内燃機関を自動停止させ、所定の自動再始動条件を満たした場合に内燃機関を自動再始動させる、アイドルストップ機能を有する。なお、内燃機関の始動時にクランク軸を回転させるスタータモータは搭載されているものの、車両走行をアシストする走行用モータは搭載されていない。
(First embodiment)
A vehicle on which the in-vehicle power supply device according to the present embodiment is mounted is a vehicle that uses an internal combustion engine as a travel drive source. When a predetermined automatic stop condition is satisfied, the internal combustion engine is automatically stopped, and a predetermined automatic restart condition is established. The engine has an idle stop function that automatically restarts the internal combustion engine when the condition is satisfied. Although a starter motor that rotates the crankshaft at the start of the internal combustion engine is mounted, a travel motor that assists vehicle travel is not mounted.

図1に示すように、当該車両には、以下に説明するオルタネータ10(発電機)、レギュレータ11(発電制御手段)、鉛蓄電池20、リチウム蓄電池30(第2蓄電池)、各種の電気負荷41,42,43、MOS−FET50(第1開閉手段、整流手段)及びリレー60(第2開閉手段)が搭載されており、これら鉛蓄電池20、リチウム蓄電池30及び電気負荷41〜43はオルタネータ10に対して並列に電気接続されている。   As shown in FIG. 1, the vehicle includes an alternator 10 (generator), a regulator 11 (power generation control means), a lead storage battery 20, a lithium storage battery 30 (second storage battery), various electric loads 41, which will be described below. 42, 43, MOS-FET 50 (first opening / closing means, rectifying means) and relay 60 (second opening / closing means) are mounted. These lead storage battery 20, lithium storage battery 30 and electrical loads 41-43 are connected to the alternator 10. Are electrically connected in parallel.

MOS−FET50は、オルタネータ10及び鉛蓄電池20と、リチウム蓄電池30との間に配置されており、オルタネータ10及び鉛蓄電池20に対するリチウム蓄電池30の通電(オン)と遮断(オフ)を切り替える第1開閉手段として機能する。   The MOS-FET 50 is disposed between the alternator 10 and the lead storage battery 20 and the lithium storage battery 30, and is a first opening / closing that switches energization (on) and shutoff (off) of the lithium storage battery 30 to the alternator 10 and lead storage battery 20. Functions as a means.

また、MOS−FET50は、その内部構造上必然的に整流手段を有していると言える。すなわち、MOS−FET50の内部回路は、半導体スイッチ部52(第1開閉手段)と寄生ダイオード51(整流手段)とを並列接続した回路と等価であると言える。なお、半導体スイッチ部52のゲートへの入力信号はマイコン70により制御される。つまり、MOS−FET50のオン作動(通電作動)とオフ作動(遮断作動)とは、マイクロコンピュータ(マイコン70)により切り替えられるよう制御される。   Further, it can be said that the MOS-FET 50 inevitably has a rectifying means because of its internal structure. That is, it can be said that the internal circuit of the MOS-FET 50 is equivalent to a circuit in which the semiconductor switch unit 52 (first opening / closing means) and the parasitic diode 51 (rectifying means) are connected in parallel. Note that an input signal to the gate of the semiconductor switch unit 52 is controlled by the microcomputer 70. That is, the on-operation (energization operation) and the off-operation (shut-off operation) of the MOS-FET 50 are controlled to be switched by the microcomputer (microcomputer 70).

これに対し、リレー60は機械式接点を有する電磁リレーであり、整流手段を有することのないものである。そして、リレー60のオン作動(通電作動)とオフ作動(遮断作動)とは、マイコン70により切り替えられるよう制御される。   On the other hand, the relay 60 is an electromagnetic relay having a mechanical contact and does not have a rectifying means. The ON operation (energization operation) and OFF operation (shut-off operation) of the relay 60 are controlled to be switched by the microcomputer 70.

電気負荷41〜43のうち符号43に示す負荷は、供給電力の電圧が概ね一定、又は少なくとも所定範囲内で変動するよう安定であることが要求される定電圧要求電気負荷43であり、MOS−FET50に対してリチウム蓄電池30の側に電気接続される。これにより、定電圧要求電気負荷43への電力供給は、リチウム蓄電池30が分担することとなる。   The load indicated by reference numeral 43 among the electric loads 41 to 43 is a constant voltage required electric load 43 that is required to be stable so that the voltage of the supplied power is substantially constant or at least fluctuates within a predetermined range. The FET 50 is electrically connected to the lithium storage battery 30 side. Thereby, the lithium storage battery 30 shares the power supply to the constant voltage demand electric load 43.

定電圧要求電気負荷43の具体例としてはナビゲーション装置やオーディオ装置が挙げられる。例えば、供給電力の電圧が一定ではなく大きく変動している場合、或いは前記所定範囲を超えて大きく変動している場合には、電圧が瞬時的に最低動作電圧よりも低下するとナビゲーション装置等の作動がリセットする不具合が生じる。そこで、定電圧要求電気負荷43へ供給される電力は、電圧が最低動作電圧よりも低下することのない一定の値に安定していることが要求される。   Specific examples of the constant voltage demand electric load 43 include a navigation device and an audio device. For example, when the voltage of the supplied power is not constant but fluctuates greatly, or fluctuates greatly beyond the predetermined range, the navigation device or the like is activated when the voltage instantaneously drops below the minimum operating voltage. Causes a problem of resetting. Therefore, the power supplied to the constant voltage required electrical load 43 is required to be stable at a constant value that does not drop below the minimum operating voltage.

電気負荷41〜43のうち符号41に示す負荷は内燃機関を始動させるスタータモータであり、符号42に示す負荷は、定電圧要求電気負荷43及びスタータモータ41以外の一般的な電気負荷である。一般電気負荷42の具体例としてはヘッドライト、フロントウインドシールド等のワイパ、空調装置の送風ファン、リヤウインドシールドのデフロスタ用ヒータ等が挙げられる。   Among the electric loads 41 to 43, a load indicated by reference numeral 41 is a starter motor that starts the internal combustion engine, and a load indicated by reference numeral 42 is a general electric load other than the constant voltage required electric load 43 and the starter motor 41. Specific examples of the general electric load 42 include wipers such as a headlight and a front windshield, a blower fan for an air conditioner, a heater for a defroster for a rear windshield, and the like.

これらのスタータモータ41及び一般電気負荷42は、MOS−FET50に対して鉛蓄電池20の側に電気接続される。これにより、スタータモータ41及び一般電気負荷42への電力供給は鉛蓄電池20が分担することとなる。   The starter motor 41 and the general electric load 42 are electrically connected to the lead storage battery 20 side with respect to the MOS-FET 50. As a result, the lead storage battery 20 shares power supply to the starter motor 41 and the general electric load 42.

スタータモータ41への供給電力は、他の電気負荷42,43への供給電力に比べて桁違いに大きい。そのため、スタータモータ41へ電力供給すると鉛蓄電池20の端子電圧Vd(Pb)が急激に低下することとなる。しかしながらリチウム蓄電池30については、リチウム蓄電池30からスタータモータ41への通電と遮断を切り替えるMOS−FET50を備えることで、端子電圧Vd(Li)の急激低下を回避している。   The power supplied to the starter motor 41 is orders of magnitude greater than the power supplied to the other electric loads 42 and 43. For this reason, when power is supplied to the starter motor 41, the terminal voltage Vd (Pb) of the lead storage battery 20 rapidly decreases. However, the lithium storage battery 30 is provided with the MOS-FET 50 that switches between energization and interruption from the lithium storage battery 30 to the starter motor 41, thereby avoiding a rapid decrease in the terminal voltage Vd (Li).

具体的には、鉛蓄電池20からスタータモータ41へ電力供給している期間中、マイコン70によりMOS−FET50をオフ作動させることにより、リチウム蓄電池30からスタータモータ41へ電流が流れ込むことを回避して、リチウム蓄電池30の電圧降下を回避する。そのため、リチウム蓄電池30から定電圧要求電気負荷43へは電圧変動の小さい安定した電力を供給できる。   Specifically, during the period when power is supplied from the lead storage battery 20 to the starter motor 41, the MOS-FET 50 is turned off by the microcomputer 70, thereby preventing current from flowing from the lithium storage battery 30 to the starter motor 41. The voltage drop of the lithium storage battery 30 is avoided. Therefore, stable electric power with small voltage fluctuation can be supplied from the lithium storage battery 30 to the constant voltage required electrical load 43.

なお、スタータモータ41を起動させるに十分な蓄電量を鉛蓄電池20が有していない場合には、MOS−FET50をオン作動させてリチウム蓄電池30からスタータモータ41へ電力供給するようにしてもよい。要するに、鉛蓄電池20のSOCが低い場合には、定電圧要求電気負荷43への電力供給よりも優先して、リチウム蓄電池30からスタータモータ41へ電力供給させる。   In addition, when the lead storage battery 20 does not have a sufficient storage amount for starting the starter motor 41, the MOS-FET 50 may be turned on to supply power from the lithium storage battery 30 to the starter motor 41. . In short, when the SOC of the lead storage battery 20 is low, power is supplied from the lithium storage battery 30 to the starter motor 41 in preference to the power supply to the constant voltage required electrical load 43.

マイコン70は、通常時にはMOS−FET50をオフ作動させているが、リチウム蓄電池30に多くの電流を流し込んで充電させたい場合や、リチウム蓄電池30から鉛蓄電池20へ放電させたい場合に、リレー60をオン作動させるとともにMOS−FET50をオン作動させる。例えば、リチウム蓄電池30のSOC、鉛蓄電池20のSOC及び車速等の情報に基づき、減速時回生発電のような大きな電流をリチウム蓄電池30に効率よく充電したい場合や、鉛蓄電池20が過放電してリチウム蓄電池30から鉛蓄電池20を充電させたい場合に、マイコン70はMOS−FET50及びリレー60をオン作動させる。   Although the microcomputer 70 normally turns off the MOS-FET 50, the relay 60 is turned on when it is desired to charge a large amount of current into the lithium storage battery 30 or to discharge the lithium storage battery 30 to the lead storage battery 20. The MOS-FET 50 is turned on while being turned on. For example, based on information such as the SOC of the lithium storage battery 30, the SOC of the lead storage battery 20, and the vehicle speed, when it is desired to efficiently charge the lithium storage battery 30 with a large current such as regenerative power generation during deceleration, the lead storage battery 20 is overdischarged. When it is desired to charge the lead storage battery 20 from the lithium storage battery 30, the microcomputer 70 turns on the MOS-FET 50 and the relay 60.

MOS−FET50をオフ作動させるとともにリレー60をオン作動させている時には、リチウム蓄電池30から充放電される電流が寄生ダイオード51により整流される。つまり、MOS−FET50のオフ作動かつリレー60のオン作動時において、オルタネータ10や鉛蓄電池20からリチウム蓄電池30へ電流が流れることはあるが、リチウム蓄電池30からオルタネータ10や鉛蓄電池20へ電流が流れることはない。   When the MOS-FET 50 is turned off and the relay 60 is turned on, the current charged / discharged from the lithium storage battery 30 is rectified by the parasitic diode 51. That is, when the MOS-FET 50 is turned off and the relay 60 is turned on, a current may flow from the alternator 10 or the lead storage battery 20 to the lithium storage battery 30, but a current flows from the lithium storage battery 30 to the alternator 10 or the lead storage battery 20. There is nothing.

また、寄生ダイオード51は障壁電圧Vbar(pn接合等、2つの異なる材料の接合部において、電気伝導を起こすのに必要な電圧)を有するので、寄生ダイオード51を流れる電力には障壁電圧Vbar分の電圧降下が生じる。よって、MOS−FET50のオフ作動かつリレー60のオン作動時において、オルタネータ10による発電電力の電圧又は鉛蓄電池20の端子電圧Vd(Pb)から障壁電圧Vbarを差し引いた分の電圧が、リチウム蓄電池30の端子電圧Vd(Li)よりも高くなっている時に、寄生ダイオード51を通じてリチウム蓄電池30へ電流が流れ込み、リチウム蓄電池30が充電されることとなる。   In addition, since the parasitic diode 51 has a barrier voltage Vbar (voltage necessary for causing electric conduction at a junction of two different materials such as a pn junction), the power flowing through the parasitic diode 51 is equivalent to the barrier voltage Vbar. A voltage drop occurs. Therefore, when the MOS-FET 50 is turned off and the relay 60 is turned on, the voltage obtained by subtracting the barrier voltage Vbar from the voltage of the power generated by the alternator 10 or the terminal voltage Vd (Pb) of the lead storage battery 20 is the lithium storage battery 30. When the terminal voltage Vd (Li) is higher, current flows into the lithium storage battery 30 through the parasitic diode 51, and the lithium storage battery 30 is charged.

但し、車両の回生エネルギによりオルタネータ10を発電させて充電する際にMOS−FET50をオフ作動させておくと、大電流が寄生ダイオード51を通じてリチウム蓄電池30へ流れ込むため、発電電流が寄生ダイオード51を流れる際に生じるエネルギ損失(「障壁電圧Vbar×発電電流」に相当する電力)が極めて大きくなる。そこで本実施形態では、回生エネルギによりオルタネータ10を発電させてリチウム蓄電池30で充電させる場合には、MOS−FET50及びリレー60をオン作動させる。これにより、寄生ダイオード51をバイパスして発電電流がリチウム蓄電池30へ流れ込むこととなる。よって、障壁電圧Vbarによる損失を無くすことができるので、オルタネータ10で発電した電力の損失を低減できる。   However, if the MOS-FET 50 is turned off when the alternator 10 is generated and charged by the regenerative energy of the vehicle, a large current flows into the lithium storage battery 30 through the parasitic diode 51, so that the generated current flows through the parasitic diode 51. The energy loss (electric power corresponding to “barrier voltage Vbar × generated current”) that occurs at the time becomes extremely large. Therefore, in the present embodiment, when the alternator 10 is generated by regenerative energy and charged by the lithium storage battery 30, the MOS-FET 50 and the relay 60 are turned on. As a result, the generated current flows into the lithium storage battery 30 by bypassing the parasitic diode 51. Therefore, since the loss due to the barrier voltage Vbar can be eliminated, the loss of power generated by the alternator 10 can be reduced.

また、リチウム蓄電池30から鉛蓄電池20へ電力供給して鉛蓄電池20を充電させたい場合や、鉛蓄電池20のSOCが小さく、鉛蓄電池20から一般電気負荷42及びスタータモータ41への電力供給が不足しておりリチウム蓄電池30から電力供給させたい場合にも、MOS−FET50及びリレー60をオン作動させる。鉛蓄電池20の端子電圧Vd(Pb)がリチウム蓄電池30の端子電圧Vd(Li)よりも低くなっている時にMOS−FET50及びリレー60をオン作動させると、リチウム蓄電池30から鉛蓄電池20へ電力供給されるともに、一般電気負荷42又はスタータモータ41への電力供給を補うことができる。   Further, when it is desired to charge the lead storage battery 20 by supplying power from the lithium storage battery 30 or when the lead storage battery 20 has a small SOC, the power supply from the lead storage battery 20 to the general electric load 42 and the starter motor 41 is insufficient. Even when it is desired to supply power from the lithium storage battery 30, the MOS-FET 50 and the relay 60 are turned on. When the terminal voltage Vd (Pb) of the lead storage battery 20 is lower than the terminal voltage Vd (Li) of the lithium storage battery 30, when the MOS-FET 50 and the relay 60 are turned on, power is supplied from the lithium storage battery 30 to the lead storage battery 20. In addition, the power supply to the general electric load 42 or the starter motor 41 can be supplemented.

オルタネータ10は、クランク軸の回転エネルギにより発電するものである。具体的には、オルタネータ10のロータがクランク軸により回転すると、ロータコイル10aに流れる励磁電流に応じてステータコイルに交流電流が誘起され、図示しない整流器により直流電流に変換される。そして、ロータコイル10aに流れる励磁電流をレギュレータ11が調整することで、発電された直流電流の電圧を設定電圧Vregとなるよう調整する。   The alternator 10 generates electric power using the rotational energy of the crankshaft. Specifically, when the rotor of the alternator 10 is rotated by the crankshaft, an alternating current is induced in the stator coil according to the exciting current flowing through the rotor coil 10a, and is converted into a direct current by a rectifier (not shown). Then, the regulator 11 adjusts the exciting current flowing through the rotor coil 10a, thereby adjusting the voltage of the generated direct current to the set voltage Vreg.

オルタネータ10で発電した電力は、各種電気負荷41〜43へ供給されるとともに、鉛蓄電池20及びリチウム蓄電池30へ供給される。内燃機関の駆動が停止してオルタネータ10で発電されていない時には、鉛蓄電池20及びリチウム蓄電池30から電気負荷41〜43へ電力供給される。鉛蓄電池20及びリチウム蓄電池30から電気負荷41〜43への放電量、及びオルタネータ10からの充電量は、SOC(State of charge:満充電時の充電量に対する実際の充電量の割合)が過充放電とならない範囲(適正範囲)となるよう、後に詳述する適正化制御手段により、設定電圧Vregを調整するとともにMOS−FET50及びリレー60の作動を制御している。   The electric power generated by the alternator 10 is supplied to various electric loads 41 to 43 and also supplied to the lead storage battery 20 and the lithium storage battery 30. When the drive of the internal combustion engine is stopped and the alternator 10 is not generating power, electric power is supplied from the lead storage battery 20 and the lithium storage battery 30 to the electric loads 41 to 43. The discharge amount from the lead storage battery 20 and the lithium storage battery 30 to the electric loads 41 to 43 and the charge amount from the alternator 10 are overcharged by SOC (State of charge: the ratio of the actual charge amount to the full charge amount). The set voltage Vreg is adjusted and the operation of the MOS-FET 50 and the relay 60 is controlled by an optimization control unit that will be described in detail later so that the range (appropriate range) is not discharged.

また、本実施形態では、車両の回生エネルギによりオルタネータ10を発電させて両蓄電池20,30(主にはリチウム蓄電池30)に充電させる、減速回生を行っている。この減速回生は、車両が減速状態であること、内燃機関への燃料噴射をカットしていること、等の条件が成立した時に実施される。   Moreover, in this embodiment, the deceleration regeneration which performs the electric power generation of the alternator 10 with the regenerative energy of a vehicle and makes both storage batteries 20 and 30 (mainly lithium storage battery 30) charge is performed. This deceleration regeneration is performed when a condition such as that the vehicle is in a decelerating state or that the fuel injection to the internal combustion engine is cut is satisfied.

鉛蓄電池20は周知の汎用蓄電池である。具体的には、正極活物質が二酸化鉛(PbO)、負極活物質が鉛(Pb)、電解液が硫酸(HSO)である。そして、これらの電極から構成された複数の電池セルを直列接続して構成されている。なお、鉛蓄電池20の蓄電容量は、リチウム蓄電池30の蓄電容量よりも大きく設定している。 The lead storage battery 20 is a well-known general-purpose storage battery. Specifically, the positive electrode active material is lead dioxide (PbO 2 ), the negative electrode active material is lead (Pb), and the electrolytic solution is sulfuric acid (H 2 SO 4 ). And the some battery cell comprised from these electrodes is connected in series, and is comprised. The storage capacity of the lead storage battery 20 is set larger than the storage capacity of the lithium storage battery 30.

一方、リチウム蓄電池30の正極活物質には、リチウムを含む酸化物(リチウム金属複合酸化物)が用いられており、具体例としては、LiCoO、LiMn、LiNiO、LiFePO等が挙げられる。リチウム蓄電池30の負極活物質には、カーボン(C)やグラファイト、チタン酸リチウム(例えばLiTiO)、Si又はSuを含有する合金等が用いられている。リチウム蓄電池30の電解液には有機電解液が用いられている。そして、これらの電極から構成された複数の電池セルを直列接続して構成されている。特に本実施形態では、リチウム蓄電池30の負極活物質にチタン酸リチウムを採用している。 On the other hand, an oxide containing lithium (lithium metal composite oxide) is used for the positive electrode active material of the lithium storage battery 30, and specific examples include LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiFePO 4, and the like. Can be mentioned. As the negative electrode active material of the lithium storage battery 30, carbon (C), graphite, lithium titanate (for example, Li x TiO 2 ), an alloy containing Si or Su, or the like is used. An organic electrolyte is used as the electrolyte of the lithium storage battery 30. And the some battery cell comprised from these electrodes is connected in series, and is comprised. In particular, in the present embodiment, lithium titanate is adopted as the negative electrode active material of the lithium storage battery 30.

なお、図1中の符号21,31は、鉛蓄電池20及びリチウム蓄電池30の電池セル集合体を表し、符合22,32は鉛蓄電池20及びリチウム蓄電池30の内部抵抗を表している。また、以下の説明において、蓄電池の開放電圧V0とは、電池セル集合体21,31により生じた電圧のことであり、蓄電池の端子電圧Vd,Vcとは、次の式1,2で表される電圧のことである。
Vd=V0−Id×R・・・(式1)
Vc=V0+Ic×R・・・(式2)
なお、放電電流をId、充電電流をIc、蓄電池の内部抵抗をR、蓄電池の開放電圧をV0とする。これらの式1,2に示すように、放電時の端子電圧Vdは内部抵抗Rが大きいほど小さい値となり、充電時の端子電圧Vcは内部抵抗Rが大きいほど大きい値となる。
In addition, the codes | symbols 21 and 31 in FIG. 1 represent the battery cell aggregate | assembly of the lead storage battery 20 and the lithium storage battery 30, and the codes | symbols 22 and 32 represent the internal resistance of the lead storage battery 20 and the lithium storage battery 30. In the following description, the open voltage V0 of the storage battery is a voltage generated by the battery cell assemblies 21 and 31, and the terminal voltages Vd and Vc of the storage battery are expressed by the following expressions 1 and 2. Voltage.
Vd = V0−Id × R (Formula 1)
Vc = V0 + Ic × R (Formula 2)
The discharge current is Id, the charging current is Ic, the internal resistance of the storage battery is R, and the open voltage of the storage battery is V0. As shown in these equations 1 and 2, the terminal voltage Vd during discharge becomes smaller as the internal resistance R increases, and the terminal voltage Vc during charging becomes larger as the internal resistance R increases.

ここで、両蓄電池20,30は並列接続されているため、オルタネータ10から充電する際には、端子電圧Vcの低い側の蓄電池へオルタネータ10の起電流が流れ込むこととなる。一方、電気負荷40へ電力供給(放電)する際には、端子電圧Vdの高い側の蓄電池から電気負荷へ放電されることとなる。   Here, since both the storage batteries 20 and 30 are connected in parallel, when charging from the alternator 10, the electromotive current of the alternator 10 flows into the storage battery having a lower terminal voltage Vc. On the other hand, when power is supplied (discharged) to the electrical load 40, the storage battery having the higher terminal voltage Vd is discharged to the electrical load.

そして、回生充電時には、リチウム蓄電池30の端子電圧Vc(Li)が鉛蓄電池20の端子電圧Vc(Pb)より低くなる機会が多くなるようにして、鉛蓄電池20よりも優先してリチウム蓄電池30に充電されるように設定している。また、放電時には、リチウム蓄電池30の端子電圧Vd(Li)が鉛蓄電池20の端子電圧Vd(Pb)(正確には、寄生ダイオード51の障壁電圧VbarをVd(Pb)から差し引いた電圧)より高くなる機会が多くなるようにして、鉛蓄電池20よりも優先してリチウム蓄電池30から定電圧要求電気負荷43へ放電されるように設定している。   During regenerative charging, the lithium storage battery 30 is given priority over the lead storage battery 20 so that the terminal voltage Vc (Li) of the lithium storage battery 30 becomes lower than the terminal voltage Vc (Pb) of the lead storage battery 20. It is set to be charged. At the time of discharging, the terminal voltage Vd (Li) of the lithium storage battery 30 is higher than the terminal voltage Vd (Pb) of the lead storage battery 20 (more precisely, the voltage obtained by subtracting the barrier voltage Vbar of the parasitic diode 51 from Vd (Pb)). As a result, the lithium storage battery 30 is set to be discharged to the constant voltage required electrical load 43 in preference to the lead storage battery 20.

これらの設定は、両蓄電池20,30の開放電圧V0及び内部抵抗値Rを設定することで実現可能であり、開放電圧V0の設定は、リチウム蓄電池30の正極活物質、負極活物質及び電解液を選定することで実現可能である。   These settings can be realized by setting the open circuit voltage V0 and the internal resistance value R of both the storage batteries 20, 30. The open circuit voltage V0 can be set by the positive electrode active material, the negative electrode active material, and the electrolytic solution of the lithium storage battery 30. This can be realized by selecting.

以下、回生充電時にVc(Li)<Vc(Pb)、放電時にVd(Li)>Vd(Pb)−Vbarとなる機会を多くする設定の詳細について、図2及び図3を用いて説明する。   The details of the setting to increase the chance of Vc (Li) <Vc (Pb) during regenerative charging and Vd (Li)> Vd (Pb) −Vbar during discharging will be described below with reference to FIGS.

図2(a)中の横軸は鉛蓄電池20のSOCを示し、図中の実線A1は、鉛蓄電池20のSOCと開放電圧V0(Pb)との関係を示す電圧特性線である。充電量が増加してSOCが上昇することに比例して開放電圧V0(Pb)も上昇する。図2(b)中の横軸はリチウム蓄電池30のSOCを示し、図中の実線A2は、リチウム蓄電池30のSOCと開放電圧V0(Li)との関係を示す電圧特性線である。充電量が増加してSOCが上昇することに伴い開放電圧V0(Li)も上昇するが、変極点P1,P2(図2(a)参照)の間では上昇の傾きが小さくなっている。   The horizontal axis in FIG. 2A indicates the SOC of the lead storage battery 20, and the solid line A1 in the figure is a voltage characteristic line indicating the relationship between the SOC of the lead storage battery 20 and the open circuit voltage V0 (Pb). The open circuit voltage V0 (Pb) also increases in proportion to the increase in the amount of charge and the SOC. The horizontal axis in FIG. 2B indicates the SOC of the lithium storage battery 30, and the solid line A2 in the figure is a voltage characteristic line indicating the relationship between the SOC of the lithium storage battery 30 and the open circuit voltage V0 (Li). As the amount of charge increases and the SOC increases, the open circuit voltage V0 (Li) also increases. However, the gradient of the increase is small between the inflection points P1 and P2 (see FIG. 2A).

蓄電池20,30が過充電や過放電の状態になると早期劣化が懸念される。したがって、過充放電とならない範囲(適正範囲)となるよう、先述した適正化制御手段により蓄電池20,30の充放電量を管理しており、鉛蓄電池20の適正範囲W1(Pb)はSOC88%〜92%であり、リチウム蓄電池30の適正範囲W2(Li)は例えばSOC35%〜80%である。適正範囲W2(Li)の上限は適正範囲W1(Pb)の上限より小さく、適正範囲W2(Li)の下限は適正範囲W1(Pb)の下限より小さい。   When the storage batteries 20, 30 are overcharged or overdischarged, there is a concern about early deterioration. Accordingly, the charge / discharge amount of the storage batteries 20 and 30 is managed by the above-described optimization control means so that the range (appropriate range) is not overcharged / discharged, and the appropriate range W1 (Pb) of the lead storage battery 20 is SOC 88%. The appropriate range W2 (Li) of the lithium storage battery 30 is, for example, SOC 35% to 80%. The upper limit of the appropriate range W2 (Li) is smaller than the upper limit of the appropriate range W1 (Pb), and the lower limit of the appropriate range W2 (Li) is smaller than the lower limit of the appropriate range W1 (Pb).

したがって、鉛蓄電池20ではSOC0%〜88%が早期劣化を招く範囲である。なお、図2(b)は、図2(a)の点線部分(適正範囲W1(Pb)を示す部分)の拡大図でもあり、図2(b)の横軸に示されるリチウム蓄電池30のSOC=0%の位置は、適正範囲W1(Pb)の88%の値に相当する。   Therefore, in the lead storage battery 20, SOC 0% to 88% is a range that causes early deterioration. 2B is also an enlarged view of the dotted line portion (portion indicating the appropriate range W1 (Pb)) of FIG. 2A, and the SOC of the lithium storage battery 30 shown on the horizontal axis of FIG. 2B. The position of 0% corresponds to a value of 88% of the appropriate range W1 (Pb).

そして、以下の条件(a)(b)(c)(d)(e)を満たすリチウム蓄電池30の電圧特性A2となるよう、リチウム蓄電池30は設定されている。具体的には、リチウム蓄電池30の正極活物質、負極活物質及び電解液の組み合わせを選定することで、条件(a)〜(e)を満たす電圧特性A2を作りこむことができる。   And the lithium storage battery 30 is set so that it may become the voltage characteristic A2 of the lithium storage battery 30 which satisfy | fills the following conditions (a) (b) (c) (d) (e). Specifically, by selecting a combination of the positive electrode active material, the negative electrode active material, and the electrolyte solution of the lithium storage battery 30, the voltage characteristic A2 that satisfies the conditions (a) to (e) can be created.

<条件(a)>
鉛蓄電池20の適正範囲W1(Pb)とリチウム蓄電池30の適正範囲W2(Li)とで、鉛蓄電池20の開放電圧V0(Pb)とリチウム蓄電池30の開放電圧V0(Li)とが一致するポイントVdSが存在する。なお、リチウム蓄電池30の電圧特性線A2のうち傾きが小さくなっている変極点P1,P2の間の領域(棚領域P1〜P2)に一致ポイントVdSを存在させている。但し、障壁電圧Vbarの分だけ、両電池20,30の開放電圧が一致するポイントは下限側にシフトする(図2(b)中の符号Vds’参照)。換言すれば、鉛蓄電池20の電圧特性線A1は見かけ上、図2(b)中の一点鎖線に示す如く低電圧側にシフトすることとなる。
<Condition (a)>
The point at which the open voltage V0 (Pb) of the lead storage battery 20 and the open voltage V0 (Li) of the lithium storage battery 30 coincide with each other in the proper range W1 (Pb) of the lead storage battery 20 and the proper range W2 (Li) of the lithium storage battery 30 VdS exists. In addition, the coincidence point VdS is present in a region (shelf regions P1 to P2) between the inflection points P1 and P2 where the inclination is small in the voltage characteristic line A2 of the lithium storage battery 30. However, the point at which the open-circuit voltages of the batteries 20 and 30 coincide with each other by the amount of the barrier voltage Vbar shifts to the lower limit side (see the symbol Vds ′ in FIG. 2B). In other words, the voltage characteristic line A1 of the lead storage battery 20 apparently shifts to the low voltage side as shown by the one-dot chain line in FIG.

<条件(b)>
リチウム蓄電池30の適正範囲W2(Li)のうち一致ポイントVds’の上限側では、リチウム蓄電池30の開放電圧V0(Li)が、鉛蓄電池20の開放電圧V0(Pb)から障壁電圧Vbarを差し引いた分の電圧よりも高い。より詳細に説明すると、棚領域P1〜P2に一致ポイントVds’を存在させるにあたり、適正範囲W2(Li)の上限値(80%)よりも下限側に一致ポイントVds’を存在させている。そして、適正範囲W2(Li)のうち一致ポイントVds’の上限側において、リチウム蓄電池30の電圧特性線A2の傾きが鉛蓄電池20の電圧特性線A1の傾きよりも大きい。
<Condition (b)>
In the appropriate range W2 (Li) of the lithium storage battery 30, on the upper side of the coincidence point Vds ′, the open voltage V0 (Li) of the lithium storage battery 30 is obtained by subtracting the barrier voltage Vbar from the open voltage V0 (Pb) of the lead storage battery 20. Higher than the voltage in minutes. More specifically, when the coincidence point Vds ′ is present in the shelf areas P1 to P2, the coincidence point Vds ′ is present on the lower limit side of the upper limit (80%) of the appropriate range W2 (Li). The slope of the voltage characteristic line A2 of the lithium storage battery 30 is larger than the slope of the voltage characteristic line A1 of the lead storage battery 20 on the upper limit side of the coincidence point Vds ′ in the appropriate range W2 (Li).

<条件(c)>
リチウム蓄電池30に最大充電電流が流れている時の端子電圧Vc(Li)が、レギュレータ11により制御される設定電圧Vregよりも小さい。換言すれば、充電時におけるリチウム蓄電池30の端子電圧Vc(Li)(図2(b)中の実線A3参照)であって、適正範囲W2(Li)の上限値(80%)における端子電圧Vc(Li)の値が、設定電圧Vregよりも小さい。なお、図2(b)中の符号ΔVは、上限値(80%)における内部抵抗32による電圧降下分を示しており、上述した式2中の(Ic×R)の項に相当する。
<Condition (c)>
The terminal voltage Vc (Li) when the maximum charging current flows through the lithium storage battery 30 is smaller than the set voltage Vreg controlled by the regulator 11. In other words, the terminal voltage Vc (Li) of the lithium storage battery 30 at the time of charging (see the solid line A3 in FIG. 2B) and the terminal voltage Vc at the upper limit (80%) of the appropriate range W2 (Li). The value of (Li) is smaller than the set voltage Vreg. 2B indicates the voltage drop due to the internal resistance 32 at the upper limit (80%), and corresponds to the term (Ic × R) in the above-described equation 2.

<条件(d)>
リチウム蓄電池30の適正範囲W2(Li)のうち一致ポイントVds’の下限側では、リチウム蓄電池30の開放電圧V0(Li)が鉛蓄電池20の開放電圧V0(Pb)よりも低い。より詳細に説明すると、棚領域P1〜P2に一致ポイントVds’を存在させるにあたり、適正範囲W2(Li)の下限値(35%)よりも上限側に一致ポイントVds’を存在させている。そして、適正範囲W2(Li)のうち一致ポイントVds’の下限側において、リチウム蓄電池30の電圧特性線A2の傾きが鉛蓄電池20の電圧特性線A1の傾きよりも大きい。
<Condition (d)>
In the appropriate range W2 (Li) of the lithium storage battery 30, the open circuit voltage V0 (Li) of the lithium storage battery 30 is lower than the open circuit voltage V0 (Pb) of the lead storage battery 20 on the lower limit side of the coincidence point Vds ′. More specifically, when the coincidence point Vds ′ is present in the shelf areas P1 to P2, the coincidence point Vds ′ is present on the upper limit side of the lower limit value (35%) of the appropriate range W2 (Li). The slope of the voltage characteristic line A2 of the lithium storage battery 30 is larger than the slope of the voltage characteristic line A1 of the lead storage battery 20 on the lower limit side of the coincidence point Vds ′ in the appropriate range W2 (Li).

<条件(e)>
リチウム蓄電池30の適正範囲W2(Li)のうち一致ポイントVds’より上限側の範囲が下限側の範囲よりも広い。より詳細に説明すると、棚領域P1〜P2に一致ポイントVds’を存在させるにあたり、前記P1,P2の間の領域の中央よりもSOCの下限側に一致ポイントVds’を存在させる。そのため、適正範囲W2(Li)の大部分においてVd(Li)>Vd(Pb)−Vbarとなる。
<Condition (e)>
In the appropriate range W2 (Li) of the lithium storage battery 30, the range on the upper limit side from the coincidence point Vds ′ is wider than the range on the lower limit side. More specifically, when the coincidence point Vds ′ is present in the shelf areas P1 to P2, the coincidence point Vds ′ is present on the lower limit side of the SOC from the center of the area between the P1 and P2. Therefore, Vd (Li)> Vd (Pb) −Vbar in most of the appropriate range W2 (Li).

図3中の実線B1は蓄電池20のIV特性を、実線B2はリチウム蓄電池30のIV特性を、実線B3は設定電圧Vregを示しており、図3の横軸は電流値Ic,Id、縦軸は端子電圧Vc,Vdを示す。なお、充電時の電流Icをプラスで表し、放電時の電流Idをマイナスで表している。   The solid line B1 in FIG. 3 indicates the IV characteristics of the storage battery 20, the solid line B2 indicates the IV characteristics of the lithium storage battery 30, the solid line B3 indicates the set voltage Vreg, and the horizontal axis in FIG. 3 indicates the current values Ic, Id and the vertical axis. Indicates terminal voltages Vc and Vd. In addition, the current Ic at the time of charging is represented by plus, and the current Id at the time of discharging is represented by minus.

これらのIV特性B1,B2は、充電電流Icの上昇に比例して端子電圧Vcが上昇(SOCが増大)し、放電電流Idの下降に比例して端子電圧Vdが低下(SOCが減少)する様子を表している。そして、IV特性B1,B2の傾きが内部抵抗値Rを示しており、リチウム蓄電池30については充電時と放電時とで内部抵抗値R(Li)は同じであるが、鉛蓄電池20については充電時の内部抵抗値R(Pb)は放電時の内部抵抗値R(Pb)よりも大きくなっている。   In these IV characteristics B1 and B2, the terminal voltage Vc increases (SOC increases) in proportion to the increase of the charging current Ic, and the terminal voltage Vd decreases (SOC decreases) in proportion to the decrease of the discharge current Id. It represents the situation. The slopes of the IV characteristics B1 and B2 indicate the internal resistance value R. The lithium storage battery 30 has the same internal resistance value R (Li) during charging and discharging, but the lead storage battery 20 is charged. The internal resistance value R (Pb) at the time is larger than the internal resistance value R (Pb) at the time of discharge.

そして、充電時においてはR(Li)<R(Pb)、放電時においてはR(Li)≦R(Pb)となるよう設定している。また、MOS−FET50をオフ作動させるとともにリレー60をオン作動させた時の放電時においてはVd(Li)>Vd(Pb)−Vbar(オン作動時にはVd(Li)>Vd(Pb))となるよう設定し、MOS−FET50及びリレー60をオン作動させた時の充電時においては、Icがゼロ近傍の範囲ではVc(Li)>Vc(Pb)となるものの、それ以外の範囲ではVc(Li)<Vc(Pb)(オフ作動時にはVc(Li)+Vbar<Vc(Pb))となるよう設定している。このような設定は、充電時におけるリチウム蓄電池30の内部抵抗値R(Li)が鉛蓄電池20の内部抵抗値R(Pb)よりも小さいことで実現可能となっている。   Then, R (Li) <R (Pb) is set during charging, and R (Li) ≦ R (Pb) is set during discharging. Further, at the time of discharging when the MOS-FET 50 is turned off and the relay 60 is turned on, Vd (Li)> Vd (Pb) −Vbar (Vd (Li)> Vd (Pb) at the time of on operation). When charging is performed when the MOS-FET 50 and the relay 60 are turned on, Vc (Li)> Vc (Pb) is obtained when Ic is in the vicinity of zero, but Vc (Li ) <Vc (Pb) (Vc (Li) + Vbar <Vc (Pb) in the off operation). Such a setting can be realized when the internal resistance value R (Li) of the lithium storage battery 30 at the time of charging is smaller than the internal resistance value R (Pb) of the lead storage battery 20.

なお、鉛蓄電池20及びリチウム蓄電池30の実際のSOCが、上述した適正範囲W1(Pb),W2(Li)内となるよう、マイコン70は、両蓄電池20,30への充電量を制限して過充電保護するとともに、両蓄電池20,30前記第2蓄電池への放電量を制限して過放電保護するよう制御する適正化制御手段としても機能する。   The microcomputer 70 limits the amount of charge to both the storage batteries 20 and 30 so that the actual SOC of the lead storage battery 20 and the lithium storage battery 30 falls within the above-described appropriate ranges W1 (Pb) and W2 (Li). In addition to overcharge protection, both storage batteries 20 and 30 also function as optimization control means for controlling the overdischarge protection by limiting the discharge amount to the second storage battery.

より詳細に説明すると、マイコン70は、両蓄電池20,30の端子電圧Vc,Vd又は開放電圧V0(Li)の検出値を常時取得するとともに、電流検出手段71,72(図1参照)により検出される、両蓄電池20,30を流れる電流値を常時取得する。そして、例えば、放電時におけるリチウム蓄電池30の端子電圧Vdが下限電圧よりも低下した場合に、MOS−FET50及びリレー60をオン作動させることで、オルタネータ10やSOCが低下していない鉛蓄電池20から充電させることにより、リチウム蓄電池30の過放電保護を図るようにすればよい。前記下限電圧は、図2(b)のSOC下限値(35%)に対応する電圧に基づき設定すればよい。また、リチウム蓄電池30の端子電圧Vcが上限電圧よりも上昇した場合に、MOS−FET50をオフ作動させることで過充電保護を図るとともに、リレー60をオン作動させることでリチウム蓄電池30から定電圧要求電気負荷43への放電促進を図るようにすればよい。前記上限電圧は、図2(b)のSOC上限値(80%)に対応する電圧に基づき設定すればよい。   More specifically, the microcomputer 70 always obtains the detected values of the terminal voltages Vc, Vd or the open voltage V0 (Li) of both the storage batteries 20, 30 and detects them by the current detecting means 71, 72 (see FIG. 1). The current value flowing through both storage batteries 20 and 30 is always acquired. And, for example, when the terminal voltage Vd of the lithium storage battery 30 at the time of discharge is lower than the lower limit voltage, the alternator 10 and the lead storage battery 20 in which the SOC is not reduced by turning on the MOS-FET 50 and the relay 60. What is necessary is just to aim at the overdischarge protection of the lithium storage battery 30 by charging. The lower limit voltage may be set based on a voltage corresponding to the SOC lower limit value (35%) in FIG. Further, when the terminal voltage Vc of the lithium storage battery 30 rises above the upper limit voltage, the MOS-FET 50 is turned off to provide overcharge protection, and the relay 60 is turned on to request a constant voltage from the lithium storage battery 30. What is necessary is just to aim at the discharge promotion to the electric load 43. The upper limit voltage may be set based on a voltage corresponding to the SOC upper limit value (80%) in FIG.

さらにマイコン70は、リチウム蓄電池30の電圧に応じて設定電圧Vregの値を指令する指令信号をレギュレータ11へ出力することで、レギュレータ11の設定電圧Vregの値を可変制御する。これにより、リチウム蓄電池30の過放電保護と過充電保護を図っている。すなわち、リチウム蓄電池30の電圧が下限電圧よりも低下した場合には、設定電圧Vregを上昇させてリチウム蓄電池30への充電量増大を図ることで、過放電保護を実施する。また、リチウム蓄電池30の電圧が上限電圧よりも上昇した場合には、設定電圧Vregを低下させてリチウム蓄電池30への充電量抑制を図ることで、過充電保護を実施する。   Further, the microcomputer 70 variably controls the value of the set voltage Vreg of the regulator 11 by outputting a command signal for instructing the value of the set voltage Vreg to the regulator 11 according to the voltage of the lithium storage battery 30. Thereby, overdischarge protection and overcharge protection of the lithium storage battery 30 are achieved. That is, when the voltage of the lithium storage battery 30 is lower than the lower limit voltage, the set voltage Vreg is increased to increase the amount of charge to the lithium storage battery 30 to implement overdischarge protection. Further, when the voltage of the lithium storage battery 30 rises above the upper limit voltage, the overcharge protection is performed by reducing the set voltage Vreg and suppressing the amount of charge to the lithium storage battery 30.

次に、鉛蓄電池20のSOC(Pb)(第1残存容量)及びリチウム蓄電池30のSOC(Li)(第2残存容量)が適正範囲内となるようにするための適正化制御及び最適正化制御について、図4〜図7を用いて説明する。なお、図4及び図5のフローチャートは、マイコン70により所定周期(例えば先述のCPUが行う演算周期又は所定のクランク角度毎)で繰り返し実行される。また、エンジンが停止していないことを条件として実行される。   Next, optimization control and optimum correction to make the SOC (Pb) (first remaining capacity) of the lead storage battery 20 and the SOC (Li) (second remaining capacity) of the lithium storage battery 30 fall within the appropriate ranges. The control will be described with reference to FIGS. The flowcharts of FIGS. 4 and 5 are repeatedly executed by the microcomputer 70 at a predetermined cycle (for example, the calculation cycle performed by the CPU described above or every predetermined crank angle). Also, it is executed on condition that the engine is not stopped.

先ず、図4に示すステップS10において、SOC(Pb)及びSOC(Li)が適正範囲W1,W2内であるか否かを判定する。SOC(Pb)及びSOC(Li)の少なくとも一方が適正範囲W1,W2外であると判定されれば(S10:NO)、ステップS20(適正化制御手段)に進み、後述する適正化制御(図6参照)を実施して適正範囲W1,W2内となるようにする。   First, in step S10 shown in FIG. 4, it is determined whether SOC (Pb) and SOC (Li) are within appropriate ranges W1 and W2. If it is determined that at least one of SOC (Pb) and SOC (Li) is outside the appropriate ranges W1 and W2 (S10: NO), the process proceeds to step S20 (optimization control means), and optimization control (see FIG. 6) is performed so as to be within the appropriate ranges W1 and W2.

SOC(Pb)及びSOC(Li)のいずれもが適正範囲W1,W2内であると判定されれば(S10:YES)、ステップS30に進み、SOC(Pb)及びSOC(Li)が図7に示す最適正範囲W10,W20内であるか否かを判定する。最適正範囲W10,W20は、適正範囲W1,W2の中に設定されたより最適なSOC(Pb),SOC(Li)の範囲であり、最適正範囲W10,W20の下限は適正範囲W1,W2の下限よりも高い値であり、最適正範囲W10,W20の上限は適正範囲W1,W2の上限よりも低い値に設定されている。図7の例では最適正範囲W10を89%〜91%、最適正範囲W20を40%〜60%に設定している。   If it is determined that both SOC (Pb) and SOC (Li) are within the appropriate ranges W1 and W2 (S10: YES), the process proceeds to step S30, and SOC (Pb) and SOC (Li) are shown in FIG. It is determined whether or not it is within the optimum positive range W10, W20 shown. The optimal positive ranges W10 and W20 are more optimal ranges of SOC (Pb) and SOC (Li) set in the appropriate ranges W1 and W2, and the lower limits of the optimal positive ranges W10 and W20 are those of the appropriate ranges W1 and W2. The value is higher than the lower limit, and the upper limits of the optimal positive ranges W10 and W20 are set to values lower than the upper limits of the appropriate ranges W1 and W2. In the example of FIG. 7, the optimal positive range W10 is set to 89% to 91%, and the optimal positive range W20 is set to 40% to 60%.

SOC(Pb)及びSOC(Li)の少なくとも一方が最適正範囲W10,W20外であると判定されれば(S30:NO)、回生制御中でない(S40:NO)ことを条件としてステップS50(最適正化制御手段)に進み、後述する最適正化制御(図7参照)を実施して最適正範囲W10,W20内となるようにする。   If it is determined that at least one of SOC (Pb) and SOC (Li) is outside the optimal positive range W10, W20 (S30: NO), step S50 (maximum) is performed on condition that regenerative control is not being performed (S40: NO). The process proceeds to optimization control means) and performs optimal correction control (see FIG. 7), which will be described later, so as to be within the optimal positive ranges W10 and W20.

SOC(Pb)及びSOC(Li)のいずれもが最適正範囲W10,W20内であると判定(S30:YES)、或いは、回生制御中であると判定(S40:YES)された場合には、ステップS60に進み、図5に示す通常制御を実施する。   When it is determined that both SOC (Pb) and SOC (Li) are within the optimum positive ranges W10 and W20 (S30: YES), or it is determined that regenerative control is being performed (S40: YES), Proceeding to step S60, the normal control shown in FIG. 5 is performed.

図5の通常制御では、先ずステップS61において、先述した減速回生の条件(車両速度が減速状態であること、燃料噴射カット中であること等)を満たしているか否かを判定する。減速回生条件を満たしていると判定(S61:YES)されれば、続くステップS62(回生制御手段)において、回生電力をリチウム蓄電池30へ充電させるようMOS−FET50及びリレー60をオン作動させる。なお、この時の設定電圧Vregは、回生していない時よりも高くする(例えばVreg=14.5V)。これにより回生電力の回収量増大を図る。   In the normal control of FIG. 5, first, in step S61, it is determined whether or not the above-described deceleration regeneration conditions (the vehicle speed is in a deceleration state, the fuel injection is cut off, etc.) are satisfied. If it is determined that the deceleration regeneration condition is satisfied (S61: YES), in the subsequent step S62 (regeneration control means), the MOS-FET 50 and the relay 60 are turned on so as to charge the regenerative power to the lithium storage battery 30. Note that the set voltage Vreg at this time is set higher than when the regeneration is not performed (for example, Vreg = 14.5 V). As a result, the recovery amount of regenerative power is increased.

一方、加速走行や定常走行をしている時など、減速回生条件を満たしていないと判定(S61:NO)されれば、続くステップS63において、鉛蓄電池20のSOC(Pb)を維持させるように制御(SOC(Pb)維持制御)する。具体的には、鉛蓄電池20のSOC(Pb)に応じて設定電圧Vregを可変制御する。つまり、最適正範囲W10内においてSOC(Pb)が高くなれば設定電圧Vregを低下させ、SOC(Pb)が低くなれば設定電圧Vregを上昇させる。   On the other hand, if it is determined that the deceleration regeneration condition is not satisfied (S61: NO), such as during acceleration running or steady running (NO in S61), the SOC (Pb) of the lead storage battery 20 is maintained in the subsequent step S63. Control (SOC (Pb) maintenance control). Specifically, the set voltage Vreg is variably controlled according to the SOC (Pb) of the lead storage battery 20. That is, the set voltage Vreg is lowered when the SOC (Pb) becomes high within the optimum positive range W10, and the set voltage Vreg is raised when the SOC (Pb) becomes low.

また、リレー60をオン作動させることにより、リチウム蓄電池30から定電圧要求電気負荷43へ電力供給させる。また、MOS−FET50をオフ作動させることにより、図2(b)を用いて先に説明したように、リチウム蓄電池のSOC使用範囲W2(Li)のうちポイントVds’より上限側の領域(放電領域W2d)を符号W2d’に示すように拡大することができ、ひいては、鉛蓄電池20よりも優先してリチウム蓄電池30から放電される機会を増やすことができ、回生時のリチウム蓄電池30の受入容量増大を図っている。   Further, the relay 60 is turned on to supply power from the lithium storage battery 30 to the constant voltage requesting electric load 43. Further, by turning off the MOS-FET 50, as described above with reference to FIG. 2B, the upper limit side region (discharge region) from the point Vds ′ in the SOC usage range W2 (Li) of the lithium storage battery. W2d) can be expanded as indicated by reference symbol W2d ′, and thus the chance of discharging from the lithium storage battery 30 in preference to the lead storage battery 20 can be increased, and the capacity of receiving the lithium storage battery 30 during regeneration is increased. I am trying.

但し、設定電圧Vregが上限(例えば13.5V)を超えて高くなると寄生ダイオード51を通じてオルタネータ10からリチウム蓄電池30へ充電されることとなるので、このようなリチウム蓄電池30への充電を回避すべく、SOC(Pb)に応じて設定電圧Vregを可変制御するにあたり、設定電圧Vregが前記上限を超えないように制御する。   However, since the alternator 10 is charged from the alternator 10 to the lithium storage battery 30 through the parasitic diode 51 when the set voltage Vreg exceeds the upper limit (for example, 13.5 V), the charging to the lithium storage battery 30 should be avoided. When the set voltage Vreg is variably controlled according to SOC (Pb), the set voltage Vreg is controlled so as not to exceed the upper limit.

次に、図4のステップS20で実行する適正化制御について、図6を用いて説明する。   Next, the optimization control executed in step S20 of FIG. 4 will be described using FIG.

図6の横軸はSOC(Li)を示し、縦軸はSOC(Pb)を示す。リチウム蓄電池30のSOC(Li)に関し、図中の(1)(2)(3)はSOC(Li)が適正範囲W2よりも低い場合(SOC(Li)<W2)、(4)(5)(6)はSOC(Li)が適正範囲W2よりも高い場合(SOC(Li)>W2)、(7)(8)(9)はSOC(Li)が適正範囲W2内である場合(SOC(Li)=W2)を示す。   The horizontal axis of FIG. 6 indicates SOC (Li), and the vertical axis indicates SOC (Pb). Regarding SOC (Li) of the lithium storage battery 30, (1), (2), and (3) in the figure are when the SOC (Li) is lower than the appropriate range W2 (SOC (Li) <W2), (4) (5) (6) is when SOC (Li) is higher than the appropriate range W2 (SOC (Li)> W2), and (7), (8) and (9) are when SOC (Li) is within the appropriate range W2 (SOC ( Li) = W2).

また、鉛蓄電池20のSOC(Pb)に関し、図中の(1)(4)(7)はSOC(Pb)が適正範囲よりも低い場合(SOC(Pb)<W1)、(3)(6)(8)はSOC(Pb)が適正範囲よりも高い場合(SOC(Pb)>W1)、(2)(5)(9)はSOC(Pb)が適正範囲内である場合(SOC(Pb)=W1)を示す。したがって、図4のステップS10では、(9)の場合に適正範囲W1,W2内であると肯定判定し、(1)〜(8)の場合に適正範囲W1,W2内でないと否定判定する。   Further, regarding the SOC (Pb) of the lead storage battery 20, (1), (4), and (7) in the figure are when the SOC (Pb) is lower than the appropriate range (SOC (Pb) <W1), (3) (6 ) (8) when SOC (Pb) is higher than the appropriate range (SOC (Pb)> W1), (2) (5) and (9) when SOC (Pb) is within the appropriate range (SOC (Pb ) = W1). Therefore, in step S10 of FIG. 4, in the case of (9), an affirmative determination is made that it is within the appropriate ranges W1, W2, and in the cases of (1) to (8), a negative determination is made that it is not in the appropriate ranges W1, W2.

先ず、SOC(Li)<W2となる(1)(2)(3)の場合について説明する。これらの場合には、MOS−FET50及びリレー60をオン作動させることでオルタネータ10からリチウム蓄電池30へ充電させる。   First, the cases (1), (2), and (3) where SOC (Li) <W2 will be described. In these cases, the lithium storage battery 30 is charged from the alternator 10 by turning on the MOS-FET 50 and the relay 60.

そして、(1)の場合には、設定電圧Vregを鉛蓄電池20の端子電圧Vcより高くする(例えばVreg=14V)ことで、オルタネータ10から鉛蓄電池20へ充電させる。なお、鉛蓄電池20には、リチウム蓄電池30に比べて容量が遥かに大きいものが選定されているので、(1)の場合に上記制御により両蓄電池20,30へ充電を開始させると、リチウム蓄電池30の方が鉛蓄電池20よりも先に適正範囲内にまで充電される可能性が高い。その場合には、図6中の(7)の状態に以降することとなる。   In the case of (1), the set voltage Vreg is made higher than the terminal voltage Vc of the lead storage battery 20 (for example, Vreg = 14 V), so that the lead storage battery 20 is charged from the alternator 10. Since the lead storage battery 20 is selected to have a capacity much larger than that of the lithium storage battery 30, in the case of (1), when charging of both storage batteries 20, 30 is started by the above control, the lithium storage battery There is a high possibility that 30 is charged to an appropriate range before the lead storage battery 20. In that case, the state (7) in FIG. 6 is followed.

また、(3)の場合には、設定電圧Vregを鉛蓄電池20の端子電圧Vcより低くする(例えばVreg=12.5V)ことで、鉛蓄電池20から一般電気負荷42へ放電させる。鉛蓄電池20はリチウム蓄電池30に比べて容量が遥かに大きいので、(3)の場合に上記制御によりリチウム蓄電池30への充電及び鉛蓄電池20からの放電を開始させると、リチウム蓄電池30の方が鉛蓄電池20よりも先に適正範囲内になる可能性が高い。その場合には、図6中の(8)の状態に以降することとなる。   In the case of (3), the set voltage Vreg is made lower than the terminal voltage Vc of the lead storage battery 20 (for example, Vreg = 12.5 V), thereby discharging the lead storage battery 20 to the general electric load 42. Since the lead storage battery 20 has a much larger capacity than the lithium storage battery 30, when charging to the lithium storage battery 30 and discharging from the lead storage battery 20 are started by the above control in the case of (3), the lithium storage battery 30 is There is a high possibility that the lead storage battery 20 is within the proper range before the lead storage battery 20. In that case, the state (8) in FIG.

また、(2)の場合には、その都度変化していく鉛蓄電池20の端子電圧Vcと一致させるよう設定電圧Vregを可変制御する。例えば、電流検出手段71により検出される電流値をゼロにするよう設定電圧Vregを可変制御すればよい。このようにVreg=Vc(Pb)に調整することで、鉛蓄電池20から充電及び放電がなされないようにして、適正範囲内にあるSOC(Pb)を維持させる。ちなみに、上記(1)(2)では、設定電圧Vregを予め設定された値(14V又は12.5V)に制御している。   In the case of (2), the set voltage Vreg is variably controlled so as to coincide with the terminal voltage Vc of the lead storage battery 20 that changes each time. For example, the set voltage Vreg may be variably controlled so that the current value detected by the current detection means 71 becomes zero. Thus, by adjusting to Vreg = Vc (Pb), the lead storage battery 20 is not charged and discharged, and the SOC (Pb) within the proper range is maintained. Incidentally, in the above (1) and (2), the set voltage Vreg is controlled to a preset value (14V or 12.5V).

次に、SOC(Li)>W2となる(4)(5)(6)の場合について説明する。これらの場合には、MOS−FET50をオフ作動させることで、オルタネータ10からリチウム蓄電池30への充電を回避させる。また、これら(4)(5)(6)の場合には、リレー60をオン作動させることでリチウム蓄電池30から定電圧要求電気負荷43へ放電させる。   Next, the case of (4) (5) (6) where SOC (Li)> W2 will be described. In these cases, the MOS-FET 50 is turned off to avoid charging of the lithium storage battery 30 from the alternator 10. In the cases of (4), (5), and (6), the relay 60 is turned on to discharge from the lithium storage battery 30 to the constant voltage required electric load 43.

但し厳密には、設定電圧Vregが、リチウム蓄電池30の端子電圧Vc(Li)に障壁電圧Vbarを加算した値よりも大きい場合(Vreg>Vc(Li)+Vbar)には、オルタネータ10から寄生ダイオード51を通じてリチウム蓄電池30へ電流が流れ込み充電されることとなる。そこで上記(4)(5)(6)の場合にはVreg<Vc(Li)+Vbarとなるよう設定電圧Vregを制御する。   However, strictly speaking, when the set voltage Vreg is larger than the value obtained by adding the barrier voltage Vbar to the terminal voltage Vc (Li) of the lithium storage battery 30 (Vreg> Vc (Li) + Vbar), the alternator 10 to the parasitic diode 51 A current flows into the lithium storage battery 30 through the battery and is charged. Therefore, in the cases (4), (5), and (6), the set voltage Vreg is controlled so that Vreg <Vc (Li) + Vbar.

(4)の場合において、(1)の場合と同様にして設定電圧Vregを鉛蓄電池20の端子電圧Vcより高くして(例えばVreg=14V)、オルタネータ10から鉛蓄電池20へ充電させようとすると、上記「Vreg<Vc(Li)+Vbar」との条件を満足できなくなりリチウム蓄電池30が充電されてしまうことが懸念される。そこで(4)の場合には、鉛蓄電池20への充電よりも優先してリチウム蓄電池30の放電を実施すべく、「Vreg<Vc(Li)+Vbar」となるよう設定電圧Vregを制御する。例えば、(2)の場合と同様にしてVreg=Vc(Pb)となるよう設定電圧Vregを可変制御すればよい。   In the case of (4), when the set voltage Vreg is made higher than the terminal voltage Vc of the lead storage battery 20 (for example, Vreg = 14V) in the same manner as in the case of (1), the alternator 10 tries to charge the lead storage battery 20. There is a concern that the lithium storage battery 30 may be charged because the condition “Vreg <Vc (Li) + Vbar” cannot be satisfied. Therefore, in the case of (4), the set voltage Vreg is controlled so as to satisfy “Vreg <Vc (Li) + Vbar” in order to discharge the lithium storage battery 30 with priority over charging the lead storage battery 20. For example, the set voltage Vreg may be variably controlled so that Vreg = Vc (Pb), as in the case of (2).

したがって、(4)の場合に上記制御を実施すると、鉛蓄電池20への充電は実施されないままリチウム蓄電池30の放電が実施され、図6中の(7)の状態に以降することとなる。   Therefore, when the above control is performed in the case of (4), the lithium storage battery 30 is discharged without being charged to the lead storage battery 20, and the state of (7) in FIG. 6 is thereafter performed.

また、(6)の場合には、設定電圧Vregを鉛蓄電池20の端子電圧Vcより低くする(例えばVreg=12.5V)ことで、鉛蓄電池20から一般電気負荷42へ放電させる。鉛蓄電池20はリチウム蓄電池30に比べて容量が遥かに大きいので、(6)の場合に上記制御によりリチウム蓄電池30への充電及び鉛蓄電池20からの放電を開始させると、リチウム蓄電池30の方が鉛蓄電池20よりも先に適正範囲内になる可能性が高い。その場合には、図6中の(8)の状態に以降することとなる。   In the case of (6), the set voltage Vreg is made lower than the terminal voltage Vc of the lead storage battery 20 (for example, Vreg = 12.5 V), thereby discharging the lead storage battery 20 to the general electric load 42. Since the lead storage battery 20 has a much larger capacity than the lithium storage battery 30, when charging to the lithium storage battery 30 and discharging from the lead storage battery 20 are started by the above control in the case of (6), the lithium storage battery 30 is more There is a high possibility that the lead storage battery 20 is within the proper range before the lead storage battery 20. In that case, the state (8) in FIG.

また、(5)の場合には、(2)の場合と同様にしてVreg=Vc(Pb)となるよう設定電圧Vregを可変制御することで、鉛蓄電池20から充電及び放電がなされないようにして、適正範囲内にあるSOC(Pb)を維持させる。ちなみに、上記(6)では、設定電圧Vregを予め設定された値(12.5V)に制御している。   In the case of (5), similarly to the case of (2), the set voltage Vreg is variably controlled so that Vreg = Vc (Pb), so that the lead storage battery 20 is not charged and discharged. Thus, SOC (Pb) within the proper range is maintained. Incidentally, in the above (6), the set voltage Vreg is controlled to a preset value (12.5 V).

次に、SOC(Li)=W2となる(7)(8)の場合について説明する。これらの場合には、リレー60をオフ作動させることで、オルタネータ10からリチウム蓄電池30への充電を回避させるとともに、リチウム蓄電池30から定電圧要求電気負荷43への放電も回避させる。これにより、リチウム蓄電池30のSOC(Li)は適正範囲内に維持される。また、これら(7)(8)の場合には、MOS−FET50をオン作動させることで、オルタネータ10及び鉛蓄電池20のうち電圧の高い方から、定電圧要求電気負荷43へ電力供給させる。   Next, the cases of (7) and (8) where SOC (Li) = W2 will be described. In these cases, by turning off the relay 60, charging from the alternator 10 to the lithium storage battery 30 is avoided, and discharging from the lithium storage battery 30 to the constant voltage requesting electric load 43 is also avoided. Thereby, SOC (Li) of the lithium storage battery 30 is maintained within an appropriate range. Further, in the cases (7) and (8), the MOS-FET 50 is turned on to supply power to the constant voltage required electrical load 43 from the higher voltage of the alternator 10 and the lead storage battery 20.

そして、(7)の場合には、設定電圧Vregを鉛蓄電池20の端子電圧Vcより高くする(例えばVreg=14V)ことで、オルタネータ10から鉛蓄電池20へ充電させ、これにより(9)の状態へ以降させる。なお、(7)の場合には、一般電気負荷42及び定電圧要求電気負荷43へはオルタネータ10から電力供給されることとなる。   In the case of (7), the set voltage Vreg is made higher than the terminal voltage Vc of the lead storage battery 20 (for example, Vreg = 14V), so that the alternator 10 charges the lead storage battery 20, thereby the state of (9) And later. In the case of (7), electric power is supplied from the alternator 10 to the general electric load 42 and the constant voltage required electric load 43.

また、(8)の場合には、設定電圧Vregを鉛蓄電池20の端子電圧Vcより低くする(例えばVreg=12.5V)ことで、鉛蓄電池20から一般電気負荷42及び定電圧要求電気負荷43へ放電させ、これにより(9)の状態へ以降させる。   In the case of (8), the set voltage Vreg is made lower than the terminal voltage Vc of the lead storage battery 20 (for example, Vreg = 12.5 V), whereby the general electric load 42 and the constant voltage required electric load 43 are changed from the lead storage battery 20. To the state of (9).

以上により、上述した(1)〜(8)の状態時に図6の適正化制御を実行することで、両SOC(Pb)(Li)を(9)に示す適正範囲W1,W2内にすることができる。   As described above, by executing the optimization control of FIG. 6 in the states (1) to (8) described above, both SOC (Pb) (Li) are set within the appropriate ranges W1 and W2 shown in (9). Can do.

次に、図4のステップS50で実行する最適正化制御について、図7を用いて説明する。   Next, the optimal correction control executed in step S50 of FIG. 4 will be described using FIG.

図7の横軸はSOC(Li)を示し、縦軸はSOC(Pb)を示す。リチウム蓄電池30のSOC(Li)に関し、図中の(10)(20)(30)はSOC(Li)が適正範囲W2内にあるものの最適正範囲W20よりも低い場合(SOC(Li)<W20)、(40)(50)(60)はSOC(Li)が適正範囲W2内にあるものの最適正範囲W20よりも高い場合(SOC(Li)>W20)、(70)(80)(90)はSOC(Li)が最適正範囲W20内である場合(SOC(Li)=W20)を示す。   The horizontal axis of FIG. 7 indicates SOC (Li), and the vertical axis indicates SOC (Pb). Regarding SOC (Li) of the lithium storage battery 30, (10), (20), and (30) in the figure are when the SOC (Li) is within the appropriate range W2 but lower than the optimum positive range W20 (SOC (Li) <W20 ), (40), (50), and (60) when SOC (Li) is within the appropriate range W2 but higher than the optimum positive range W20 (SOC (Li)> W20), (70) (80) (90) Indicates a case where SOC (Li) is within the optimum positive range W20 (SOC (Li) = W20).

また、鉛蓄電池20のSOC(Pb)に関し、図中の(10)(40)(70)はSOC(Pb)が適正範囲W1内にあるものの最適正範囲W10よりも低い場合(SOC(Pb)<W10)、(30)(60)(80)はSOC(Pb)が適正範囲W1内にあるものの最適正範囲W10よりも高い場合(SOC(Pb)>W10)、(20)(50)(90)はSOC(Pb)が最適正範囲W10内である場合(SOC(Pb)=W10)を示す。したがって、図4のステップS30では、(90)の場合に最適正範囲W10,W20内であると肯定判定し、(10)〜(80)の場合に最適正範囲W10,W20内でないと否定判定する。   Further, regarding the SOC (Pb) of the lead storage battery 20, (10), (40), and (70) in the figure are when the SOC (Pb) is within the appropriate range W1 but lower than the optimum positive range W10 (SOC (Pb) <W10), (30), (60), and (80) are when SOC (Pb) is within the appropriate range W1, but higher than the optimal positive range W10 (SOC (Pb)> W10), (20), (50) ( 90) shows a case where SOC (Pb) is within the optimum positive range W10 (SOC (Pb) = W10). Therefore, in step S30 in FIG. 4, in the case of (90), an affirmative determination is made that it is within the optimal positive range W10, W20, and in the cases of (10) to (80), a negative determination is made that the current is not in the optimal positive range W10, W20. To do.

先ず、SOC(Li)<W20となる(10)(20)(30)の場合について説明する。これらの場合には、図6(1)(2)(3)の場合と同様の制御を実施する。すなわち、MOS−FET50及びリレー60をオン作動させることでオルタネータ10からリチウム蓄電池30へ充電させる。   First, the case of (10) (20) (30) where SOC (Li) <W20 will be described. In these cases, the same control as in FIGS. 6 (1), (2), and (3) is performed. That is, the lithium storage battery 30 is charged from the alternator 10 by turning on the MOS-FET 50 and the relay 60.

また、(10)の場合には、設定電圧Vregを鉛蓄電池20の端子電圧Vcより高くする(例えばVreg=14V)ことで、オルタネータ10から鉛蓄電池20へ充電させる。(30)の場合には、設定電圧Vregを鉛蓄電池20の端子電圧Vcより低くする(例えばVreg=12.5V)ことで、鉛蓄電池20から一般電気負荷42へ放電させる。(20)の場合には、その都度変化していく鉛蓄電池20の端子電圧Vcと一致させるよう設定電圧Vregを可変制御することで、鉛蓄電池20から充電及び放電がなされないようにして、適正範囲内にあるSOC(Pb)を維持させる。ちなみに、上記(10)(20)では、設定電圧Vregを予め設定された値(14V又は12.5V)に制御している。   In the case of (10), the alternator 10 charges the lead storage battery 20 by setting the set voltage Vreg higher than the terminal voltage Vc of the lead storage battery 20 (for example, Vreg = 14V). In the case of (30), the set voltage Vreg is made lower than the terminal voltage Vc of the lead storage battery 20 (for example, Vreg = 12.5 V), thereby discharging the lead storage battery 20 to the general electric load 42. In the case of (20), the set voltage Vreg is variably controlled so as to match the terminal voltage Vc of the lead storage battery 20 that changes each time, so that charging and discharging from the lead storage battery 20 are not performed properly. Maintain SOC (Pb) within range. Incidentally, in the above (10) and (20), the set voltage Vreg is controlled to a preset value (14V or 12.5V).

次に、SOC(Li)>W20となる(40)(50)(60)の場合について説明する。これらの場合には、図6(4)(5)(6)の場合と同様の制御を実施する。すなわち、MOS−FET50をオフ作動させることで、オルタネータ10からリチウム蓄電池30への充電を回避させる。また、リレー60をオン作動させることでリチウム蓄電池30から定電圧要求電気負荷43へ放電させる。   Next, the case of (40) (50) (60) where SOC (Li)> W20 will be described. In these cases, the same control as in FIGS. 6 (4), (5) and (6) is performed. That is, by turning off the MOS-FET 50, charging from the alternator 10 to the lithium storage battery 30 is avoided. Further, the relay 60 is turned on to discharge from the lithium storage battery 30 to the constant voltage required electric load 43.

また、(40)の場合には、鉛蓄電池20への充電よりも優先してリチウム蓄電池30の放電を実施すべく、「Vreg<Vc(Li)+Vbar」となるよう設定電圧Vregを制御する。これにより、鉛蓄電池20への充電は実施されないままリチウム蓄電池30の放電が実施され、図7中の(70)の状態に以降することとなる。(60)の場合には、設定電圧Vregを鉛蓄電池20の端子電圧Vcより低くする(例えばVreg=12.5V)ことで、鉛蓄電池20から一般電気負荷42へ放電させる。(50)の場合には、(20)の場合と同様にしてVreg=Vc(Pb)となるよう設定電圧Vregを可変制御することで、鉛蓄電池20から充電及び放電がなされないようにして、適正範囲内にあるSOC(Pb)を維持させる。ちなみに、上記(60)では、設定電圧Vregを予め設定された値(12.5V)に制御している。   In the case of (40), the set voltage Vreg is controlled so as to satisfy “Vreg <Vc (Li) + Vbar” in order to discharge the lithium storage battery 30 with priority over the charging of the lead storage battery 20. As a result, the lithium storage battery 30 is discharged without being charged to the lead storage battery 20, and the state (70) in FIG. In the case of (60), the set voltage Vreg is made lower than the terminal voltage Vc of the lead storage battery 20 (for example, Vreg = 12.5 V), thereby discharging the lead storage battery 20 to the general electric load 42. In the case of (50), as in the case of (20), the set voltage Vreg is variably controlled so that Vreg = Vc (Pb), so that the lead storage battery 20 is not charged and discharged. Maintain SOC (Pb) within the proper range. Incidentally, in the above (60), the set voltage Vreg is controlled to a preset value (12.5 V).

次に、SOC(Li)=W20となる(70)(80)の場合について説明する。これらの場合には、図6(7)(8)と同様の制御を実施する。すなわち、リレー60をオフ作動させることで、オルタネータ10からリチウム蓄電池30への充電を回避させるとともに、リチウム蓄電池30から定電圧要求電気負荷43への放電も回避させる。これにより、リチウム蓄電池30のSOC(Li)は適正範囲内に維持される。また、これら(70)(80)の場合には、MOS−FET50をオン作動させることで、オルタネータ10及び鉛蓄電池20のうち電圧の高い方から、定電圧要求電気負荷43へ電力供給させる。   Next, the case of (70) (80) where SOC (Li) = W20 will be described. In these cases, the same control as in FIGS. 6 (7) and 6 (8) is performed. That is, by turning off the relay 60, charging from the alternator 10 to the lithium storage battery 30 is avoided, and discharging from the lithium storage battery 30 to the constant voltage required electric load 43 is also avoided. Thereby, SOC (Li) of the lithium storage battery 30 is maintained within an appropriate range. In the cases (70) and (80), the MOS-FET 50 is turned on to supply power to the constant voltage required electric load 43 from the higher voltage of the alternator 10 and the lead storage battery 20.

また、(70)の場合には、設定電圧Vregを鉛蓄電池20の端子電圧Vcより高くする(例えばVreg=14V)ことで、オルタネータ10から鉛蓄電池20へ充電させ、これにより(9)の状態へ以降させる。また、(80)の場合には、設定電圧Vregを鉛蓄電池20の端子電圧Vcより低くする(例えばVreg=12.5V)ことで、鉛蓄電池20から一般電気負荷42及び定電圧要求電気負荷43へ放電させ、これにより(90)の状態へ以降させる。   In the case of (70), the set voltage Vreg is made higher than the terminal voltage Vc of the lead storage battery 20 (for example, Vreg = 14V), so that the alternator 10 charges the lead storage battery 20 and thereby the state of (9) And later. In the case of (80), the set voltage Vreg is made lower than the terminal voltage Vc of the lead storage battery 20 (for example, Vreg = 12.5 V), whereby the general electric load 42 and the constant voltage required electric load 43 are changed from the lead storage battery 20. To the state (90).

以上により、上述した(10)〜(80)の状態時に図7の最適正化制御を実行することで、両SOC(Pb)(Li)を(9)に示す最適正範囲W10,W20内にすることができる。   As described above, by executing the optimal correction control of FIG. 7 in the states (10) to (80) described above, both SOC (Pb) (Li) are within the optimal positive ranges W10 and W20 shown in (9). can do.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果〔1〕〜〔16〕が得られるようになる。   According to the embodiment described above in detail, the following effects [1] to [16] can be obtained.

〔1〕SOC(Pb)及びSOC(Li)が適正範囲W1,W2から外れた場合(図6の(1)〜(8)の場合)には、図6の適正化制御に基づきMOS−FET50、リレー60及びレギュレータ11の作動を制御するので、両SOC(Pb)(Li)を(9)に示す適正範囲W1,W2内にすることを速やかに実現できる。よって、SOC(Pb)及びSOC(Li)が適正範囲W1,W2から外れることに起因した、鉛蓄電池20及びリチウム蓄電池30の早期劣化を抑制できる。   [1] When SOC (Pb) and SOC (Li) deviate from the appropriate ranges W1 and W2 (in the cases (1) to (8) in FIG. 6), the MOS-FET 50 is based on the optimization control in FIG. Since the operations of the relay 60 and the regulator 11 are controlled, it is possible to quickly realize that both SOC (Pb) (Li) are within the appropriate ranges W1 and W2 shown in (9). Therefore, the early deterioration of the lead storage battery 20 and the lithium storage battery 30 resulting from SOC (Pb) and SOC (Li) being outside the appropriate ranges W1 and W2 can be suppressed.

〔2〕本実施形態では、特願2009−223947による先願発明の構成に対し、リチウム蓄電池30に対する通電及び遮断を切り替えるリレー60を追加している。これによれば、図6(7)の場合のように、オルタネータ10から鉛蓄電池20へ充電させることと、リチウム蓄電池30への充電を回避させることとの両立を、リレー60をオフ作動させることで実現できる。すなわち、鉛蓄電池20へ充電させるべく設定電圧Vregを高くすることに起因して、Vreg−Vbar>Vc(Li)になったとしても、リレー60をオフ作動させることでリチウム蓄電池30への充電回避を実現できる。   [2] In the present embodiment, a relay 60 for switching between energization and interruption of the lithium storage battery 30 is added to the configuration of the prior application of Japanese Patent Application No. 2009-223947. According to this, as in the case of FIG. 6 (7), the relay 60 is turned off for both the charging of the lead storage battery 20 from the alternator 10 and the avoidance of the charging of the lithium storage battery 30. Can be realized. That is, even if Vreg−Vbar> Vc (Li) is caused by increasing the set voltage Vreg to charge the lead storage battery 20, charging of the lithium storage battery 30 is avoided by turning off the relay 60. Can be realized.

〔3〕SOC(Li)>適正範囲W2かつSOC(Pb)<適正範囲W1である場合(図6(4)参照)には、鉛蓄電池20への充電とリチウム蓄電池30からの放電とを同時に実施することは困難である。このような図6(4)の場合に、先ずはリチウム蓄電池30を放電させて過充電状態を解消させて図6(70)の状態にし、その後、鉛蓄電池20を充電させるので、リチウム蓄電池30を速やかに適正範囲W2内に戻すことができ、ひいては、回生電力を回収できない状態を速やかに回避できる。   [3] When SOC (Li)> appropriate range W2 and SOC (Pb) <appropriate range W1 (see FIG. 6 (4)), charging the lead storage battery 20 and discharging from the lithium storage battery 30 simultaneously. It is difficult to implement. In the case of FIG. 6 (4), first, the lithium storage battery 30 is discharged to eliminate the overcharged state to the state of FIG. 6 (70), and then the lead storage battery 20 is charged. Can be quickly returned to within the appropriate range W2, and as a result, a state where regenerative power cannot be recovered can be quickly avoided.

〔4〕SOC(Pb)及びSOC(Li)が適正範囲W1,W2内である場合であっても、最適正範囲W10,W20から外れている場合(図7の(10)〜(80)の場合)には、図7の最適正化制御に基づきMOS−FET50、リレー60及びレギュレータ11の作動を制御するので、両SOC(Pb)(Li)を(90)に示す最適正範囲W10,W20内にすることを速やかに実現できる。よって、SOC(Pb)及びSOC(Li)が適正範囲W1,W2から外れる頻度を低減させることができる。   [4] Even when SOC (Pb) and SOC (Li) are within the appropriate ranges W1 and W2, they are out of the optimum positive ranges W10 and W20 (in (10) to (80) of FIG. In this case, since the operations of the MOS-FET 50, the relay 60, and the regulator 11 are controlled based on the optimal correction control of FIG. 7, both SOC (Pb) (Li) are set to the optimal positive ranges W10 and W20 shown in (90). It can be realized quickly. Therefore, the frequency at which SOC (Pb) and SOC (Li) deviate from the appropriate ranges W1 and W2 can be reduced.

〔5〕SOC(Li)>最適正範囲W20かつSOC(Pb)<最適正範囲W10である場合(図7(40)参照)には、鉛蓄電池20への充電とリチウム蓄電池30からの放電とを同時に実施することは困難である。このような図7(40)の場合に、先ずは鉛蓄電池20を充電させて図7(50)の状態にし、その後、リチウム蓄電池30を放電させるので、SOC(Pb)を速やかに上昇させることができ、ひいてはエンジンを自動停止してアイドルストップさせる機会を増大できる。   [5] When SOC (Li)> optimal positive range W20 and SOC (Pb) <optimal positive range W10 (see FIG. 7 (40)), charging the lead storage battery 20 and discharging from the lithium storage battery 30 It is difficult to implement simultaneously. In the case of FIG. 7 (40), first, the lead storage battery 20 is charged to the state shown in FIG. 7 (50), and then the lithium storage battery 30 is discharged, so that the SOC (Pb) is rapidly increased. As a result, the opportunity to stop the engine automatically and idle can be increased.

〔6〕鉛蓄電池20の電圧特性A1に対して上記条件(a)(一致ポイントVdsが存在する(MOS−FET50のオフ作動時にはVds’が存在する))を満たすようリチウム蓄電池30電圧特性A2を作り込んでいる。これにより、放電時において、鉛蓄電池20の適正範囲W1での端子電圧Vd(Pb)と、リチウム蓄電池30の適正範囲W2での端子電圧Vd(Li)とは、図2(a)に示すようにほぼ一致し、両蓄電池間にて大きな電位差は生じなくなる。よって、従来必要となっていたDCDCコンバータを廃止し、かつ、MOS−FET50をオン作動させたとしても、両蓄電池20,30のうち電圧の高い電池から低い電池へ流れ込む電流量を極少量にできるので、従来必須となっていたDCDCコンバータを不要にしつつも、それぞれの電池20,30が過充電状態や過放電状態になるおそれを抑制できる。よって、DCDCコンバータを廃止できる分、十分なコストダウンを実現できる。   [6] The voltage characteristic A2 of the lithium storage battery 30 is set so as to satisfy the above condition (a) (the coincidence point Vds exists (Vds ′ exists when the MOS-FET 50 is turned off)) with respect to the voltage characteristic A1 of the lead storage battery 20. It ’s built. Thus, during discharge, the terminal voltage Vd (Pb) in the proper range W1 of the lead storage battery 20 and the terminal voltage Vd (Li) in the proper range W2 of the lithium storage battery 30 are as shown in FIG. Substantially coincides with each other, and no large potential difference occurs between the two storage batteries. Therefore, even if the DCDC converter, which has been conventionally required, is abolished and the MOS-FET 50 is turned on, the amount of current flowing from a battery having a high voltage to a battery having a low voltage can be minimized. Therefore, it is possible to suppress the possibility that each of the batteries 20 and 30 will be in an overcharged state or an overdischarged state, while eliminating the DCDC converter that has been conventionally required. Therefore, a sufficient cost reduction can be realized as much as the DCDC converter can be eliminated.

〔7〕電圧特性A1に対して上記条件(b)(一致ポイントVds’の上限側でVd(Li)>Vd(Pb)−Vbar)を満たすよう電圧特性A2を作りこむことにより、リチウム蓄電池30を適正範囲W2内で一致ポイントVds’よりも多く充電した状態では、鉛蓄電池20よりも開放電圧が高くなっているリチウム蓄電池30から定電圧要求電気負荷43へ放電されることとなる。よって、鉛蓄電池20よりも優先してリチウム蓄電池30から定電圧要求電気負荷43へ放電される機会が増えるため、頻繁な放電(累積放電量)に対する耐久性の低い鉛蓄電池20からの累積放電量を低減できるので、鉛蓄電池20の劣化を抑制できる。   [7] By creating the voltage characteristic A2 so as to satisfy the condition (b) (Vd (Li)> Vd (Pb) −Vbar on the upper limit side of the coincidence point Vds ′) with respect to the voltage characteristic A1, the lithium storage battery 30 Is charged to a constant voltage required electric load 43 from the lithium storage battery 30 whose open circuit voltage is higher than that of the lead storage battery 20 in a state where the battery is charged more than the coincidence point Vds ′ within the appropriate range W2. Therefore, since the chance of discharging from the lithium storage battery 30 to the constant voltage required electrical load 43 is given priority over the lead storage battery 20, the cumulative discharge amount from the lead storage battery 20 with low durability against frequent discharge (cumulative discharge amount). Therefore, deterioration of the lead storage battery 20 can be suppressed.

〔8〕電圧特性A1に対して上記条件(c)(最大充電電流時にVc(Li)<Vreg)を満たすよう電圧特性A2を作りこむことにより、以下の理由によって、鉛蓄電池20よりも優先してリチウム蓄電池30で充電される機会を増やすことができる。よって、回生電力の回収量を増大できる。   [8] By creating the voltage characteristic A2 so as to satisfy the above condition (c) (Vc (Li) <Vreg at the maximum charging current) with respect to the voltage characteristic A1, it has priority over the lead storage battery 20 for the following reason. Thus, the opportunity to be charged with the lithium storage battery 30 can be increased. Therefore, the amount of regenerative power recovered can be increased.

仮に、リチウム蓄電池30を廃止して鉛蓄電池20で回生電力を充電しようとすると、図3に示すように鉛蓄電池20の内部抵抗22はリチウム蓄電池30の内部抵抗32より大きいので、充電電流がIaにまで上昇した時点で端子電圧Vc(Pb)は設定電圧Vregに達してしまい、充電できなくなってしまう。これに対し、本実施形態にかかるリチウム蓄電池30は、充電電流が最大になった時であってもVc(Li)<Vregを満たすので、充電が可能である。図3の例では、充電電流が最大充電電流Imaxよりも大きいIbにまで上昇した時点で端子電圧Vc(Li)が設定電圧Vregに達する。   If the lithium storage battery 30 is abolished and the regenerative power is charged by the lead storage battery 20, the internal resistance 22 of the lead storage battery 20 is larger than the internal resistance 32 of the lithium storage battery 30 as shown in FIG. The terminal voltage Vc (Pb) reaches the set voltage Vreg at the time when the voltage rises to the point where it cannot be charged. On the other hand, the lithium storage battery 30 according to this embodiment can be charged because Vc (Li) <Vreg is satisfied even when the charging current becomes maximum. In the example of FIG. 3, the terminal voltage Vc (Li) reaches the set voltage Vreg when the charging current rises to Ib larger than the maximum charging current Imax.

〔9〕電圧特性A1に対して上記条件(d)(一致ポイントVds’の下限側でVd(Li)<Vd(Pb)−Vbar)を満たすよう電圧特性A2を作りこむ。これによれば、リチウム蓄電池30から優先的に電気負荷40へ放電した結果、リチウム蓄電池30のSOCが一致ポイントVds’よりも低下してくると、リチウム蓄電池30に替わって鉛蓄電池20から電気負荷40へ放電されることとなる。しかも、鉛蓄電池20からリチウム蓄電池30へ電流が流れ込むこととなり、リチウム蓄電池30が充電されてSOCが一致ポイントVds’に向けて引き上げられることとなる。よって、リチウム蓄電池30が過放電になることを抑制できる。   [9] A voltage characteristic A2 is created so as to satisfy the above condition (d) (Vd (Li) <Vd (Pb) −Vbar on the lower limit side of the coincidence point Vds ′) with respect to the voltage characteristic A1. According to this, when the SOC of the lithium storage battery 30 falls below the coincidence point Vds ′ as a result of preferential discharge from the lithium storage battery 30 to the electrical load 40, the electrical load from the lead storage battery 20 replaces the lithium storage battery 30. 40 will be discharged. In addition, a current flows from the lead storage battery 20 to the lithium storage battery 30, and the lithium storage battery 30 is charged and the SOC is raised toward the coincidence point Vds'. Therefore, it can suppress that the lithium storage battery 30 becomes overdischarged.

〔10〕電圧特性A1に対して上記条件(e)(一致ポイントVds’より上限側の範囲が下限側の範囲よりも広い)を満たすよう電圧特性A2を作りこむ。これによれば、上記条件(b)によるVd(Li)>Vd(Pb)−Vbarとなる範囲を十分に広く確保できるので、リチウム蓄電池30から優先的に放電される機会を十分に増やすことができ、鉛蓄電池20の劣化抑制の効果を向上できる。   [10] The voltage characteristic A2 is created so as to satisfy the above condition (e) with respect to the voltage characteristic A1 (the upper limit range is wider than the lower limit range from the coincidence point Vds'). According to this, since the range of Vd (Li)> Vd (Pb) −Vbar according to the condition (b) can be secured sufficiently wide, it is possible to sufficiently increase the chances of preferential discharge from the lithium storage battery 30. It is possible to improve the effect of suppressing the deterioration of the lead storage battery 20.

〔11〕本実施形態では、MOS−FET50を備えることにより、その寄生ダイオード51の障壁電圧Vbarの分だけ、両電池20,30の開放電圧が一致するポイントが下限側にシフトする(Vds→Vds’)。換言すれば、鉛蓄電池20の電圧特性線A1は見かけ上、図2(b)中の一点鎖線に示す如く低電圧側にシフトすることとなる。そのため、リチウム蓄電池30の適正範囲W2(Li)のうちポイントVds’より上限側の領域(放電領域W2d)を符号W2d’に示すように拡大することができ、ひいては、鉛蓄電池20よりも優先してリチウム蓄電池30から定電圧要求電気負荷43へ放電される機会を増やすことができる。   [11] In the present embodiment, by providing the MOS-FET 50, the point at which the open voltages of both the batteries 20, 30 match is shifted to the lower limit side by the amount of the barrier voltage Vbar of the parasitic diode 51 (Vds → Vds). '). In other words, the voltage characteristic line A1 of the lead storage battery 20 apparently shifts to the low voltage side as shown by the one-dot chain line in FIG. Therefore, in the appropriate range W2 (Li) of the lithium storage battery 30, the upper limit area (discharge area W2d) from the point Vds ′ can be expanded as indicated by reference sign W2d ′, and therefore, the lead storage battery 20 is prioritized. Thus, the chance of discharging from the lithium storage battery 30 to the constant voltage required electric load 43 can be increased.

〔12〕ここで、車両に搭載される各種電気負荷41〜43の中でも、スタータモータ41が要する電力は桁違いに大きい。このように電力の大きい電気負荷に対してリチウム蓄電池30から電力供給しようとすると、鉛蓄電池20に比べて高価なリチウム蓄電池30の小容量化の妨げとなる。そこで本実施形態では、消費電力の大きいスタータモータ41への電力供給を鉛蓄電池20に分担させて、リチウム蓄電池30の小容量化を図っている。そして、MOS−FET50の寄生ダイオード51の向きを、鉛蓄電池20からリチウム蓄電池30へ電流を流す向きが順方向となるよう配置するので、リチウム蓄電池30からスタータモータ41へ電流が流れ込むことを阻止できる。しかも、スタータモータ41の作動期間中にはMOS−FET50をオフ作動させるので、リチウム蓄電池30からスタータモータ41へ電流が流れ込むことを確実に阻止できる。   [12] Here, among the various electric loads 41 to 43 mounted on the vehicle, the electric power required for the starter motor 41 is extremely large. When power is supplied from the lithium storage battery 30 to an electric load having a large power in this way, the capacity of the lithium storage battery 30 that is more expensive than the lead storage battery 20 is hindered. Thus, in the present embodiment, the power supply to the starter motor 41 with large power consumption is shared by the lead storage battery 20 to reduce the capacity of the lithium storage battery 30. Since the direction of the parasitic diode 51 of the MOS-FET 50 is arranged so that the direction in which current flows from the lead storage battery 20 to the lithium storage battery 30 is the forward direction, it is possible to prevent current from flowing from the lithium storage battery 30 to the starter motor 41. . Moreover, since the MOS-FET 50 is turned off during the operation period of the starter motor 41, it is possible to reliably prevent current from flowing from the lithium storage battery 30 to the starter motor 41.

〔13〕オルタネータ10からリチウム蓄電池30へ充電させる場合には、MOS−FET50をオン作動させるので、寄生ダイオード51をバイパスして発電電流をリチウム蓄電池30へ流して充電させることとなる。よって、寄生ダイオード51の障壁電圧Vbarによる損失を無くすことができるので、オルタネータ10で発電した電力の損失を低減できる。特に、回生電力によりリチウム蓄電池30へ充電させる時にオン作動させるので、回生時の大電流が寄生ダイオード51を流れることによる電力ロスを低減できる点で優れている。   [13] When the lithium storage battery 30 is charged from the alternator 10, the MOS-FET 50 is turned on, so that the parasitic diode 51 is bypassed and the generated current is supplied to the lithium storage battery 30 for charging. Therefore, since the loss due to the barrier voltage Vbar of the parasitic diode 51 can be eliminated, the loss of power generated by the alternator 10 can be reduced. In particular, since it is turned on when the lithium storage battery 30 is charged with regenerative power, it is excellent in that power loss due to a large current flowing through the parasitic diode 51 can be reduced.

〔14〕リチウム蓄電池30の正極材料及び負極材料の組み合わせとして、正極にリン酸鉄リチウム、負極にグラファイトを採用することによって上記条件(a)(b)(c)を満たすようにすると、正極材料であるリン酸鉄リチウムの内部抵抗が他の材料に比べて大きいため、上記条件(a)(b)(c)を満たすようにするためには電極面積を大きくせざるを得ない。この問題に対し本実施形態では、正極材料にはコバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム化合物等を用い、負極材料にはチタン酸リチウムを採用するので、電極面積を小さくしつつ条件(a)(b)(c)を満たすようにでき、リチウム蓄電池30の小型化及びコストダウンを図ることができる。   [14] As a combination of the positive electrode material and the negative electrode material of the lithium storage battery 30, by using lithium iron phosphate for the positive electrode and graphite for the negative electrode, the above conditions (a), (b), and (c) are satisfied. Since the internal resistance of lithium iron phosphate is higher than that of other materials, the electrode area must be increased in order to satisfy the above conditions (a), (b), and (c). In this embodiment, lithium cobaltate, lithium manganate, lithium nickelate compound, and the like are used as the positive electrode material and lithium titanate is used as the negative electrode material. In this embodiment, the condition (a ) (B) (c) can be satisfied, and the lithium storage battery 30 can be reduced in size and cost.

但し、負極材料にチタン酸リチウムを用いると、負極材料にグラファイトを用いた場合に比べて、両電池の開放電圧が一致するポイントVdsが上限側に位置してしまうといった問題が新たに生じるが、この問題に対しては、上述の如くMOS−FET50を備えることによりポイントを下限側にずらす(Vds→Vds’)ことで解消できる。したがって、本実施形態によれば、ポイントVdsが上限側に位置してしまうといった問題を解消することと、電極面積を小さくできることとの両立を図ることができる。   However, when lithium titanate is used as the negative electrode material, there is a new problem that the point Vds at which the open-circuit voltages of both batteries match is located on the upper limit side as compared with the case where graphite is used as the negative electrode material. This problem can be solved by shifting the point to the lower limit side (Vds → Vds ′) by providing the MOS-FET 50 as described above. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to achieve both the elimination of the problem that the point Vds is positioned on the upper limit side and the reduction of the electrode area.

〔15〕定電圧要求電気負荷43への電力供給はリチウム蓄電池30が分担し、スタータモータ41への電力供給は鉛蓄電池20が分担する。そして、鉛蓄電池20からスタータモータ41へ電力供給している期間中、MOS−FET50をオフ作動させるので、定電圧要求電気負荷43へは電圧変動の小さい安定した電力を供給できる。   [15] The lithium storage battery 30 shares power supply to the constant voltage demand electric load 43, and the lead storage battery 20 shares power supply to the starter motor 41. Since the MOS-FET 50 is turned off during the period in which power is supplied from the lead storage battery 20 to the starter motor 41, stable power with small voltage fluctuation can be supplied to the constant voltage request electric load 43.

〔16〕本実施形態では、本発明にかかる第1開閉手段及び整流手段をMOS−FET50により具現化している。そのため、MOS−FET50がその内部構造上必然的に有する寄生ダイオード51を整流手段として利用できるので、MOS−FET50とは別にダイオード(整流手段)を備えさせることを不要にできる。   [16] In the present embodiment, the first opening / closing means and the rectifying means according to the present invention are embodied by the MOS-FET 50. Therefore, since the parasitic diode 51 that the MOS-FET 50 necessarily has in its internal structure can be used as the rectifying means, it is unnecessary to provide a diode (rectifying means) separately from the MOS-FET 50.

(第2実施形態)
図8に示す本実施形態では、図1に示す構成に加え、オルタネータ10と鉛蓄電池20との間に電気接続されて鉛蓄電池20に対する通電及び遮断を切り替えるリレー61(第3開閉手段)を備える。当該リレー61には、第2開閉手段(リレー60)と同様の電磁リレーを採用することが望ましい。なお、リレー61のオン作動(通電作動)とオフ作動(遮断作動)とは、マイコン70により切り替えられるよう制御される。
(Second Embodiment)
In the present embodiment shown in FIG. 8, in addition to the configuration shown in FIG. 1, a relay 61 (third opening / closing means) that is electrically connected between the alternator 10 and the lead storage battery 20 and switches between energization and shutoff of the lead storage battery 20 is provided. . The relay 61 is desirably an electromagnetic relay similar to the second opening / closing means (relay 60). Note that the microcomputer 70 is controlled to switch between the ON operation (energization operation) and the OFF operation (shut-off operation) of the relay 61.

また、本実施形態においても図4及び図5と同様の制御を実施する。但し、図6に示す適正化制御を実施するにあたり、(4)(5)(6)の場合については異なる制御を実施するので、以下、その相違点について図9を用いて説明する。   Also in this embodiment, the same control as in FIGS. 4 and 5 is performed. However, since different control is performed in the cases (4), (5), and (6) when the optimization control shown in FIG. 6 is performed, the difference will be described below with reference to FIG.

図9は、本実施形態にかかる適正化制御の内容を示す図であり、(1)(2)(3)(7)(8)(9)の場合にはリレー61をオン作動させ、リレー60、MOS−FET50及び設定電圧Vregの制御については図6と同様に制御する。よって、図6の場合と同様の機能が発揮される。   FIG. 9 is a diagram showing the contents of the optimization control according to the present embodiment. In the case of (1) (2) (3) (7) (8) (9), the relay 61 is turned on, and the relay 60, the MOS-FET 50, and the set voltage Vreg are controlled in the same manner as in FIG. Therefore, the same function as in the case of FIG. 6 is exhibited.

一方、(4)(5)(6)の場合には、リレー61をオフ作動させることで、鉛蓄電池20から一般電気負荷42への電力供給を遮断させる。そして、MOS−FET50及びリレー60をオン作動させることで、一般電気負荷42へはリチウム蓄電池30から電力供給させる。このように、リレー61を備える本実施形態によれば、リレー61をオフ作動させることで鉛蓄電池20から一般電気負荷42への電力供給を遮断させることができるので、MOS−FET50及びリレー60をオン作動させることでリチウム蓄電池30から一般電気負荷42へ放電することを実現できる。よって、リチウム蓄電池30の放電を促進させることができ、過充電状態になっているリチウム蓄電池30を迅速に適正範囲W2内にすることができる。   On the other hand, in the cases of (4), (5) and (6), the power supply from the lead storage battery 20 to the general electric load 42 is interrupted by turning off the relay 61. Then, by turning on the MOS-FET 50 and the relay 60, electric power is supplied from the lithium storage battery 30 to the general electric load 42. Thus, according to the present embodiment including the relay 61, the power supply from the lead storage battery 20 to the general electric load 42 can be cut off by turning off the relay 61. Therefore, the MOS-FET 50 and the relay 60 are connected to each other. Discharging from the lithium storage battery 30 to the general electric load 42 can be realized by turning it on. Therefore, the discharge of the lithium storage battery 30 can be promoted, and the lithium storage battery 30 in an overcharged state can be quickly brought into the appropriate range W2.

なお、これら(4)(5)(6)の場合には、設定電圧Vregを、リチウム蓄電池30の端子電圧Vc(Li)よりも低くなるよう制御する。これにより、オルタネータ10からリチウム蓄電池30へ電流が流れ込んで充電されてしまうことを回避する。例えば設定電圧Vregを、SOC(Li)が適正範囲W2の下限である時の端子電圧Vc(Li)よりも高い値(例えば11.8V)に設定すればよい。   In these cases (4), (5), and (6), the set voltage Vreg is controlled to be lower than the terminal voltage Vc (Li) of the lithium storage battery 30. Thereby, it is avoided that an electric current flows into the lithium storage battery 30 from the alternator 10 and is charged. For example, the set voltage Vreg may be set to a value (for example, 11.8 V) higher than the terminal voltage Vc (Li) when SOC (Li) is the lower limit of the appropriate range W2.

以上により、リレー61を備える本実施形態によれば、上記第1実施形態の効果に加え、過充電状態となっているリチウム蓄電池30からの放電を促進させることができる、といった効果が発揮される。   As described above, according to the present embodiment including the relay 61, in addition to the effect of the first embodiment, the effect that the discharge from the lithium storage battery 30 in the overcharged state can be promoted is exhibited. .

(第3実施形態)
上記第1実施形態では、アイドルストップ機能を有する車両に本発明を適用させたものであるが、本実施形態では、アイドルストップ機能を有していない車両に本発明を適用させたものである。
(Third embodiment)
In the first embodiment, the present invention is applied to a vehicle having an idle stop function. However, in the present embodiment, the present invention is applied to a vehicle having no idle stop function.

そして、上記第1実施形態では、定電圧要求電気負荷43を、MOS−FET50に対してリチウム蓄電池30の側に電気接続しているが、図10に示す本実施形態では、定電圧要求電気負荷43を、MOS−FET50に対して鉛蓄電池20の側に電気接続している。これにより、車両に搭載された電気負荷41,42,43のうち鉛蓄電池20及びリチウム蓄電池30から電力供給される全ての電気負荷が、MOS−FET50に対して鉛蓄電池20の側へ電気接続されることとなる。   And in the said 1st Embodiment, although the constant voltage request | requirement electric load 43 is electrically connected by the side of the lithium storage battery 30 with respect to MOS-FET50, in this embodiment shown in FIG. 43 is electrically connected to the lead-acid battery 20 side with respect to the MOS-FET 50. Thereby, all the electric loads supplied with electric power from the lead storage battery 20 and the lithium storage battery 30 among the electric loads 41, 42, 43 mounted on the vehicle are electrically connected to the lead storage battery 20 side with respect to the MOS-FET 50. The Rukoto.

これによれば、オルタネータ10、レギュレータ11、各種電気負荷41,42,43及び鉛蓄電池20を備えて構成される既存の車載電源装置(図8中の1点鎖線に示す構成)に、リチウム蓄電池30、MOS−FET50及びリレー60を追加するだけで、鉛蓄電池20にリチウム蓄電池30を並列接続した車載電源装置に変更することができる。   According to this, a lithium storage battery is added to an existing in-vehicle power supply device (configuration shown by a one-dot chain line in FIG. 8) configured to include the alternator 10, the regulator 11, various electric loads 41, 42, 43, and the lead storage battery 20. 30, the addition of the MOS-FET 50 and the relay 60 can be changed to an in-vehicle power supply device in which a lithium storage battery 30 is connected in parallel to a lead storage battery 20.

つまり、上記第1実施形態にかかる車載電源装置の場合には、既存の定電圧要求電気負荷43の電力供給配線を付け替える作業を要するが、本実施形態にかかる車載電源装置の場合には、前記配線の付け替え作業を不要にできる。よって、既存の車載電源装置に対してハード的に設計変更が要求される変更点を少なくできる。   That is, in the case of the in-vehicle power supply device according to the first embodiment, it is necessary to replace the power supply wiring of the existing constant voltage required electric load 43. In the case of the in-vehicle power supply device according to the present embodiment, Wiring replacement work can be made unnecessary. Therefore, it is possible to reduce the number of changes that require a hardware design change for the existing in-vehicle power supply device.

なお、図10に示す本実施形態のハード構成においても、上記第1実施形態と同様の適正化制御及び最適正化制御を実施する。したがって、本実施形態によっても上記第1実施形態と同様の作用及び効果が発揮される。   Note that, also in the hardware configuration of the present embodiment shown in FIG. 10, the same optimization control and optimum correction control as in the first embodiment are performed. Therefore, the same operations and effects as those of the first embodiment are also exhibited by this embodiment.

(第4実施形態)
図11に示す本実施形態では、上記各実施形態にかかるMOS−FET50に替え、互いに並列接続された電磁リレー52R及びダイオード51aを採用している。この場合、電磁リレー52Rが第1開閉手段に相当し、ダイオード51aが整流手段に相当する。なお、寄生ダイオード51が障壁電圧Vbarを有するのと同様にして、ダイオード51aも障壁電圧Vbarを有する。
(Fourth embodiment)
In this embodiment shown in FIG. 11, instead of the MOS-FET 50 according to each of the above embodiments, an electromagnetic relay 52R and a diode 51a connected in parallel are employed. In this case, the electromagnetic relay 52R corresponds to the first opening / closing means, and the diode 51a corresponds to the rectifying means. The diode 51a has the barrier voltage Vbar in the same manner as the parasitic diode 51 has the barrier voltage Vbar.

電磁リレー52Rの電磁コイル52bへ流れる電流をマイコン70によりオンオフ制御することで、電磁リレー52Rのスイッチ部52aの作動を制御する。本実施形態では、電磁コイル52bへ電流を流すと、電磁力によりスイッチ部52aがオン作動して、オルタネータ10及び鉛蓄電池20に対するリチウム蓄電池30を通電させる。一方、電磁コイル52bへの電流を遮断すると、スイッチ部52aがオフ作動して、オルタネータ10及び鉛蓄電池20に対するリチウム蓄電池30の通電を遮断させる。   The operation of the switch unit 52a of the electromagnetic relay 52R is controlled by controlling the current flowing to the electromagnetic coil 52b of the electromagnetic relay 52R by the microcomputer 70. In the present embodiment, when a current is passed through the electromagnetic coil 52b, the switch unit 52a is turned on by electromagnetic force, and the alternator 10 and the lead storage battery 20 are energized with the lithium storage battery 30. On the other hand, when the current to the electromagnetic coil 52b is cut off, the switch unit 52a is turned off to cut off the energization of the lithium storage battery 30 to the alternator 10 and the lead storage battery 20.

なお、図11に示す本実施形態のハード構成においても、上記第1実施形態と同様の適正化制御及び最適正化制御を実施する。したがって、本実施形態によっても上記第1実施形態と同様の作用及び効果が発揮される。また、MOS−FET50を採用した第1実施形態と、電磁リレー52R及びダイオード51aを採用した本実施形態とでは、以下に説明する長所と短所がある。   Note that, also in the hardware configuration of the present embodiment shown in FIG. 11, the same optimization control and optimum correction control as in the first embodiment are performed. Therefore, the same operations and effects as those of the first embodiment are also exhibited by this embodiment. Further, the first embodiment employing the MOS-FET 50 and the present embodiment employing the electromagnetic relay 52R and the diode 51a have advantages and disadvantages described below.

すなわち、MOS−FET50を採用した場合には、1つの電子部品で第1開閉手段及び整流手段を構成できるので、電磁リレー52R及びダイオード51aを採用した場合に比べて、部品点数を低減できるとともに、小型化を図ることができる。また、MOS−FET50を採用した場合には、電磁リレー52Rを採用した場合に比べて、マイコン70による作動指令(ゲート電圧又は励磁電流)の出力に対する半導体スイッチ部52の作動の応答性を高めることができる。   That is, when the MOS-FET 50 is employed, the first opening / closing means and the rectifying means can be configured with one electronic component, so that the number of components can be reduced as compared with the case where the electromagnetic relay 52R and the diode 51a are employed. Miniaturization can be achieved. Further, when the MOS-FET 50 is employed, the response of the operation of the semiconductor switch unit 52 to the output of the operation command (gate voltage or excitation current) by the microcomputer 70 is enhanced as compared with the case where the electromagnetic relay 52R is employed. Can do.

また、MOS−FET50を採用した場合には、MOS−FET50の制御端子(ゲート端子)と被制御端子(ソース端子及びドレイン端子)とは絶縁状態になっていないので、制御端子へ印加する作動電圧は、被制御端子の電圧に制御電圧を上積みした電圧としなければならず、高電圧となるのが一般的である。よって、作動電圧用に高電圧を作成する回路(図示せず)が必要となる。これに対し、電磁リレー52Rを採用した場合には、電磁リレー52Rのスイッチ部52aと電磁コイル52bとは絶縁状態になっているので、電磁リレー52Rの電磁コイル52bへ印加する作動電圧には高電圧が要求されない。よって、MOS−FET50に要求される作動電圧用の高電圧作成回路を不要にでき、ひいてはマイコン70によるオンオフ制御を簡素にできる。   Further, when the MOS-FET 50 is employed, the control terminal (gate terminal) and the controlled terminals (source terminal and drain terminal) of the MOS-FET 50 are not in an insulated state, so that the operating voltage applied to the control terminal Is a voltage obtained by adding a control voltage to the voltage of the controlled terminal, and is generally a high voltage. Therefore, a circuit (not shown) for creating a high voltage for the operating voltage is required. On the other hand, when the electromagnetic relay 52R is employed, since the switch portion 52a and the electromagnetic coil 52b of the electromagnetic relay 52R are in an insulated state, the operating voltage applied to the electromagnetic coil 52b of the electromagnetic relay 52R is high. No voltage is required. Therefore, the high voltage generation circuit for the operating voltage required for the MOS-FET 50 can be eliminated, and the on / off control by the microcomputer 70 can be simplified.

(第5実施形態)
上記第1実施形態にかかる図7の最適化制御では、設定電圧Vregを、予め設定された値に制御、或いは鉛蓄電池20の端子電圧Vcと一致させるよう制御している。これに対し本実施形態では、図5のステップS63で実施されるSOC(Pb)維持制御と同様にして、SOC(Pb)に応じて設定電圧Vregを可変制御することで、SOC(Pb)を最適正範囲W10にするようにしてもよい。
(Fifth embodiment)
In the optimization control of FIG. 7 according to the first embodiment, the set voltage Vreg is controlled to a preset value or to match the terminal voltage Vc of the lead storage battery 20. On the other hand, in the present embodiment, the SOC (Pb) is controlled by variably controlling the set voltage Vreg in accordance with the SOC (Pb) in the same manner as the SOC (Pb) maintenance control performed in step S63 of FIG. The optimum positive range W10 may be set.

但しこの可変制御を実施する時の設定電圧Vregの上限は、SOC(Pb)が低いほど高く設定することが望ましい。例えば、(10)の場合には上限を14V、(20)の場合には13.5V、(30)(60)(80)の場合には12.5Vに設定する。なお、(10)(20)(30)の状態では、リチウム蓄電池30の端子電圧Vc(Li)は鉛蓄電池20の端子電圧Vc(Pb)に比べて十分に低くなっている筈なので、SOC(Pb)に応じて設定電圧Vregを可変制御しておけば、MOS−FET50及びリレー60をオン作動させているので、前記上限の値に拘わらずオルタネータ10からリチウム蓄電池30へ充電されることとなる。   However, it is desirable that the upper limit of the set voltage Vreg when performing this variable control is set higher as the SOC (Pb) is lower. For example, the upper limit is set to 14V in the case of (10), 13.5V in the case of (20), and 12.5V in the case of (30) (60) (80). In the states of (10), (20), and (30), the terminal voltage Vc (Li) of the lithium storage battery 30 should be sufficiently lower than the terminal voltage Vc (Pb) of the lead storage battery 20, so SOC ( If the set voltage Vreg is variably controlled according to (Pb), the MOS-FET 50 and the relay 60 are turned on, so that the lithium storage battery 30 is charged from the alternator 10 regardless of the upper limit value. .

また、(40)の場合には、図6(4)の場合と同様にして、鉛蓄電池20へ充電させることとリチウム蓄電池30を放電させることとを同時に実施することは困難である。そして、(4)の場合には鉛蓄電池20への充電より優先してリチウム蓄電池30を放電させていたのに対し、(40)の場合には、リチウム蓄電池30の放電より優先して鉛蓄電池20へ充電させる。   In the case of (40), it is difficult to simultaneously charge the lead storage battery 20 and discharge the lithium storage battery 30 as in the case of FIG. 6 (4). In the case of (4), the lithium storage battery 30 is discharged with priority over the charging of the lead storage battery 20, whereas in the case of (40), the lead storage battery has priority over the discharge of the lithium storage battery 30. Charge to 20.

上記優先の趣旨を以下に説明する。(40)の場合には、SOC(Li)が最適正範囲W20外であるものの、適正範囲W2内ではあるので、リチウム蓄電池30を放電させる緊急性が(4)の場合に比べて低い。一方、SOC(Pb)が所定値以下であるとエンジンを自動停止させるアイドルストップ条件を満たさなくなり、アイドルストップの頻度が低下するといった不具合が生じる。そこで上記(40)の場合には、緊急性の低いリチウム蓄電池30の放電よりも優先して鉛蓄電池20を充電させることで、アイドルストップ頻度上昇を図っている。   The purpose of the priority will be described below. In the case of (40), although SOC (Li) is outside the optimum positive range W20, but within the proper range W2, the urgency to discharge the lithium storage battery 30 is lower than in the case of (4). On the other hand, if the SOC (Pb) is less than or equal to a predetermined value, the idle stop condition for automatically stopping the engine is not satisfied, and the frequency of idle stop decreases. Therefore, in the case of the above (40), the idling stop frequency is increased by charging the lead storage battery 20 in preference to the discharge of the lithium storage battery 30 with low urgency.

また、これら(40)(50)(60)の場合についても(10)(20)(30)の場合と同様にして、SOC(Pb)に応じて設定電圧Vregを可変制御することで、SOC(Pb)を最適正範囲W10にする。但しこの可変制御を実施する時の設定電圧Vregの上限を、Vd(Pb)−Vbar>Vd(Li)とならないように設定することで、リチウム蓄電池30への充電回避を図っている。SOC(Pb)が低いほど前記上限を高く設定し、例えば(40)の場合には上限を14V、(50)の場合には13.5V、(60)の場合には12.5Vに設定することが望ましい。   In the cases of (40), (50), and (60), as in the cases of (10), (20), and (30), the set voltage Vreg is variably controlled according to the SOC (Pb), so that the SOC (Pb) is set to the optimum positive range W10. However, charging of the lithium storage battery 30 is avoided by setting the upper limit of the set voltage Vreg when performing this variable control so as not to satisfy Vd (Pb) −Vbar> Vd (Li). The lower the SOC (Pb), the higher the upper limit is set. For example, the upper limit is set to 14V in the case of (40), 13.5V in the case of (50), and 12.5V in the case of (60). It is desirable.

また、(70)(80)の場合についても(10)(20)(30)の場合と同様にして、SOC(Pb)に応じて設定電圧Vregを可変制御することで、SOC(Pb)を最適正範囲W10にする。なお、この可変制御を実施する時の設定電圧Vregの上限は、(70)の場合には14V、(80)の場合には12.5Vに設定する。   In the cases of (70) and (80), as in the cases of (10), (20), and (30), the set voltage Vreg is variably controlled according to the SOC (Pb), so that the SOC (Pb) is The optimum positive range W10 is set. The upper limit of the set voltage Vreg when performing this variable control is set to 14V in the case of (70) and 12.5V in the case of (80).

(第6実施形態)
本実施形態では、前記最適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記最適正範囲よりも高く、かつ、前記第1残存容量が前記最適正範囲よりも低い場合には、前記第1残存容量が前記最適正範囲内にまで上昇するまでの期間、前記設定電圧を、前記鉛蓄電池の端子電圧よりも高くすることで、前記発電機から前記鉛蓄電池へ充電させ、かつ、前記第2開閉手段を遮断することで前記発電機から前記第2蓄電池への充電を回避させる。
(Sixth embodiment)
In the present embodiment, the optimum correction control means, when the second remaining capacity is higher than the optimum positive range and the first remaining capacity is lower than the optimum positive range, the first remaining capacity. The set voltage is set higher than the terminal voltage of the lead storage battery until the capacity rises to the optimum positive range, so that the lead storage battery is charged from the generator, and the second opening / closing By blocking the means, charging from the generator to the second storage battery is avoided.

そしてその後、前記第1残存容量が前記最適正範囲内にまで上昇した以降は、前記第2開閉手段を通電することで前記第2蓄電池を放電させ、かつ、前記設定電圧を前記鉛蓄電池の端子電圧に一致させるように制御するとともに前記第1開閉手段を遮断することで前記鉛蓄電池からの充放電を抑制させることを特徴とする。   Then, after the first remaining capacity has risen to the optimum positive range, the second storage battery is discharged by energizing the second opening / closing means, and the set voltage is set to the terminal of the lead storage battery. The charging and discharging from the lead storage battery is suppressed by controlling the voltage to match the voltage and shutting off the first opening / closing means.

ここで、発電機、発電制御手段、鉛蓄電池、第2蓄電池、第1開閉手段、整流手段、第2開閉手段及び第3開閉手段を備えた構成では、過放電状態の鉛蓄電池へ充電させることと、過充電状態の第2蓄電池から放電させることとを同時に実施しようとすると、以下の問題が懸念される。すなわち、鉛蓄電池へ充電させるべく設定電圧を高くすると、整流手段を通じて発電電力が第2蓄電池へ流れ込んで、第2蓄電池が充電されてしまう。   Here, in the configuration including the generator, the power generation control means, the lead storage battery, the second storage battery, the first opening / closing means, the rectifying means, the second opening / closing means, and the third opening / closing means, the overcharged lead storage battery is charged. When trying to simultaneously discharge from the overcharged second storage battery, there are concerns about the following problems. That is, when the set voltage is increased to charge the lead storage battery, the generated power flows into the second storage battery through the rectifying means, and the second storage battery is charged.

そこで本実施形態にかかる最適正化制御手段では、第2蓄電池のSOCが最適正範囲よりも高くかつ鉛蓄電池のSOCが最適正範囲よりも低い場合(図7(40)参照)において、先ずは鉛蓄電池を充電させて第1残存容量を上昇させ、その後、第2蓄電池を放電させて最適正範囲にしている。要するに、両蓄電池が最適正範囲外にある場合において、鉛蓄電池を最適正範囲内に戻すよう充電することを、第2蓄電池を最適正範囲内に戻すよう放電させることよりも優先させている。   Therefore, in the optimal correction control means according to the present embodiment, when the SOC of the second storage battery is higher than the optimal positive range and the SOC of the lead storage battery is lower than the optimal positive range (see FIG. 7 (40)), first of all. The lead storage battery is charged to increase the first remaining capacity, and then the second storage battery is discharged to the optimum positive range. In short, when both storage batteries are outside the optimum positive range, charging to return the lead storage battery to the optimum positive range is prioritized over discharging to return the second storage battery to the optimum positive range.

ここで、エンジンを自動停止させるアイドルストップ制御においては、第1残存容量が所定値以下である場合には自動停止を禁止させるのが一般的である。この点を鑑みた本実施形態では、上述の如く鉛蓄電池の充電を第2蓄電池の放電よりも優先させるので、鉛蓄電池のSOC(第1残存容量)を速やかに上昇させることができる。よって、エンジンを自動停止させる機会の増大を図ることができる。   Here, in the idle stop control in which the engine is automatically stopped, the automatic stop is generally prohibited when the first remaining capacity is a predetermined value or less. In this embodiment in view of this point, since the charge of the lead storage battery is prioritized over the discharge of the second storage battery as described above, the SOC (first remaining capacity) of the lead storage battery can be quickly increased. Therefore, it is possible to increase the opportunity to automatically stop the engine.

(他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be modified as follows. Moreover, you may make it combine the characteristic structure of each embodiment arbitrarily, respectively.

・MOS−FET50に温度センサ(温度検出手段)を備え、温度センサにより検出された温度が上限温度を超えて高くなった場合には、上述した適正化制御及び最適正化制御よりも優先して、MOS−FET50を通電させる。これによれば、MOS−FET50を通電させることにより、MOS−FET50が熱損傷することを防止できる。   -If the MOS-FET 50 is equipped with a temperature sensor (temperature detection means) and the temperature detected by the temperature sensor exceeds the upper limit temperature, it takes precedence over the above-described optimization control and optimum correction control. Then, the MOS-FET 50 is energized. According to this, it is possible to prevent the MOS-FET 50 from being thermally damaged by energizing the MOS-FET 50.

但し、このようにMOS−FET50を通電させた場合、鉛蓄電池20とリチウム蓄電池30との電気接続に障壁電圧Vbarがなくなるため、鉛蓄電池20からリチウム蓄電池30への充電が促進されて、リチウム蓄電池30が過充電となることが懸念される。そこで、上述の如くMOS−FET50を通電させた場合には、リレー60を遮断させることで、リチウム蓄電池30の過充電を回避させることが望ましい。   However, when the MOS-FET 50 is energized in this way, the barrier voltage Vbar disappears in the electrical connection between the lead storage battery 20 and the lithium storage battery 30, so that charging from the lead storage battery 20 to the lithium storage battery 30 is promoted, and the lithium storage battery There is concern that 30 will be overcharged. Therefore, when the MOS-FET 50 is energized as described above, it is desirable to avoid overcharging of the lithium storage battery 30 by cutting off the relay 60.

・上記各実施形態では、適正化制御及び最適正化制御の両方を実施しているが、少なくとも適正化制御を実施すれば、最適正化制御については実施させずに制御の簡素化を図るようにしてもよい。つまり、第1実施形態では図5の通常制御を最適正範囲W10,W20内にある場合(図7(90)の場合)に実施させているが、当該通常制御を、適正範囲W1,W2内にある場合(図6(9)の場合)に実施させる。   In each of the above embodiments, both the optimization control and the optimal correction control are performed. However, if at least the optimization control is performed, the control is simplified without performing the optimal correction control. It may be. That is, in the first embodiment, the normal control of FIG. 5 is performed when it is within the optimal positive range W10, W20 (in the case of FIG. 7 (90)), but the normal control is performed within the appropriate range W1, W2. If it is in the case (in the case of FIG. 6 (9)), it is carried out.

・上記各実施形態では、適正化制御を実施するにあたり、設定電圧Vregを予め設定された値に固定(例えば図6の(1)の場合には14Vに固定)しているが、鉛蓄電池20の端子電圧に応じて値に可変制御してもよい。   In each of the above embodiments, when the optimization control is performed, the set voltage Vreg is fixed to a preset value (for example, fixed to 14 V in the case of (1) in FIG. 6), but the lead storage battery 20 The value may be variably controlled according to the terminal voltage.

・上記各実施形態では、リチウム蓄電池30からスタータモータ41への通電と遮断を切り替える開閉手段としてMOS−FET50を採用しているが、MOS−FET50に替えて、IGBT等の他の半導体スイッチ(電界効果トランジスタ)を採用してもよい。但し、IGBTはMOS−FETと異なり、スイッチ部の通電電流が寄生ダイオードの順方向と反対の向きにしか流れないので、寄生ダイオードの障壁電圧による損失を低減するには、別のバイパス手段を用意する必要がある。それに対し、MOS−FET50を採用すれば、上記バイパス手段を不要にできる点で有利である。   In each of the above embodiments, the MOS-FET 50 is employed as an opening / closing means for switching between energization and interruption from the lithium storage battery 30 to the starter motor 41. However, instead of the MOS-FET 50, another semiconductor switch (electric field) such as an IGBT is used. Effect transistor). However, unlike the MOS-FET, the IGBT has a current flowing through the switch only in the direction opposite to the forward direction of the parasitic diode. Therefore, another bypass means is provided to reduce the loss due to the barrier voltage of the parasitic diode. There is a need to. On the other hand, the use of the MOS-FET 50 is advantageous in that the bypass means can be dispensed with.

・上記各実施形態では、電圧特性A2となる第2蓄電池として非水電解液系のリチウム蓄電池30を採用しているが、本発明の第2蓄電池はリチウム蓄電池30に限定されるものではなく、少なくとも上記条件(a)〜(e)を満たすのであれば、例えば、電極にニッケル化合物を用いたニッケル蓄電池を採用してもよい。   -In each above-mentioned embodiment, although the non-aqueous-electrolyte type lithium storage battery 30 is adopted as the 2nd storage battery used as voltage characteristic A2, the 2nd storage battery of the present invention is not limited to lithium storage battery 30, For example, a nickel storage battery using a nickel compound for the electrode may be employed as long as the conditions (a) to (e) are satisfied.

・上記各実施形態では、リチウム蓄電池30の適正範囲W2の下限値(35%)よりも上限側に一致ポイントVds’が存在しているが、当該下限値に一致ポイントVds’が存在していてもよい。   In each of the above embodiments, the matching point Vds ′ is present on the upper limit side of the lower limit value (35%) of the appropriate range W2 of the lithium storage battery 30, but the matching point Vds ′ is present on the lower limit value. Also good.

・上記各実施形態では、回生機能を有する車両を対象としているが、回生機能を有していない車両にも本発明を適用することができる。但し、回生機能を有する車両においては、回生による充電が頻繁に行われることとなるので、「耐久性の低い鉛蓄電池20への累積充電量を低減して鉛蓄電池20の劣化を抑制する」といった効果が好適に発揮される。   In each of the above embodiments, a vehicle having a regeneration function is targeted, but the present invention can also be applied to a vehicle that does not have a regeneration function. However, in a vehicle having a regenerative function, charging by regeneration is frequently performed. For example, “reducing the accumulated charge amount of the lead storage battery 20 with low durability and suppressing the deterioration of the lead storage battery 20”. An effect is exhibited suitably.

10…オルタネータ(発電機)、11…レギュレータ(発電制御手段)、20…鉛蓄電池、30…リチウム蓄電池(第2蓄電池)、51…MOS−FETの寄生ダイオード(整流手段)、51a…ダイオード(整流手段)、52…MOS−FETの半導体スイッチ部(第1開閉手段)、52R…電磁リレー(第1開閉手段)、60…リレー(第2開閉手段)、61…リレー(第3開閉手段)、S20…適正化制御手段、S50…最適正化制御手段、S62…回生制御手段。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Alternator (generator), 11 ... Regulator (power generation control means), 20 ... Lead storage battery, 30 ... Lithium storage battery (2nd storage battery), 51 ... Parasitic diode (rectification means) of MOS-FET, 51a ... Diode (rectification) Means), 52... MOS-FET semiconductor switch section (first opening / closing means), 52R. Electromagnetic relay (first opening / closing means), 60 ... relay (second opening / closing means), 61 ... relay (third opening / closing means), S20: Optimization control means, S50: Optimal correction control means, S62: Regeneration control means.

Claims (18)

回生エネルギによる回生発電が可能な発電機と、
前記発電機から出力される電力の電圧を設定電圧に可変制御する発電制御手段と、
前記発電機に電気接続され、前記発電制御手段により制御された前記設定電圧の電力を充電可能な鉛蓄電池と、
前記鉛蓄電池に対して電気的に並列接続され、前記発電制御手段により制御された前記設定電圧の電力を充電可能であり、かつ、前記鉛蓄電池に比べて出力密度又はエネルギ密度の高い第2蓄電池と、
前記発電機及び前記鉛蓄電池と前記第2蓄電池との間に電気接続され、前記発電機と前記第2蓄電池との通電及び遮断を切り替える第1開閉手段と、
前記第1開閉手段と並列接続され、前記鉛蓄電池から前記第2蓄電池へ電流を流す向きが順方向となるよう配置されるとともに前記順方向に流れる電流に対して障壁電圧を有する整流手段と、
前記第1開閉手段と前記第2蓄電池との間に電気接続されて前記第2蓄電池に対する通電及び遮断を切り替える第2開閉手段と、
前記鉛蓄電池の残存容量である第1残存容量及び前記第2蓄電池の残存容量である第2残存容量が各々の適正範囲内になるよう、前記第1開閉手段及び前記第2開閉手段の作動状態と、前記発電制御手段による前記設定電圧とを制御する適正化制御手段と、
を備えることを特徴とする車載電源装置。
A generator capable of regenerative power generation using regenerative energy;
Power generation control means for variably controlling the voltage of the power output from the generator to a set voltage;
A lead storage battery that is electrically connected to the generator and is capable of charging the power of the set voltage controlled by the power generation control means;
A second storage battery that is electrically connected in parallel to the lead storage battery, can be charged with the power of the set voltage controlled by the power generation control means, and has a higher output density or energy density than the lead storage battery. When,
A first opening / closing means that is electrically connected between the generator and the lead storage battery and the second storage battery, and switches between energization and disconnection of the generator and the second storage battery;
Rectifying means connected in parallel with the first opening / closing means, arranged so that the direction of current flow from the lead storage battery to the second storage battery is the forward direction, and having a barrier voltage with respect to the current flowing in the forward direction;
A second opening / closing means that is electrically connected between the first opening / closing means and the second storage battery and switches between energization and interruption of the second storage battery;
The operating states of the first opening / closing means and the second opening / closing means so that the first remaining capacity which is the remaining capacity of the lead storage battery and the second remaining capacity which is the remaining capacity of the second storage battery are within appropriate ranges. And optimization control means for controlling the set voltage by the power generation control means,
A vehicle-mounted power supply device comprising:
前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも低い場合には、前記第1開閉手段及び前記第2開閉手段を通電することで前記発電機から前記第2蓄電池へ充電させることを特徴とする請求項1に記載の車載電源装置。   The optimization control unit charges the second storage battery from the generator by energizing the first switching unit and the second switching unit when the second remaining capacity is lower than the appropriate range. The in-vehicle power supply device according to claim 1. 前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも低く、かつ、前記第1残存容量が前記適正範囲よりも低い場合には、前記設定電圧を前記鉛蓄電池の端子電圧より高くすることで、前記発電機から前記鉛蓄電池へ充電させることを特徴とする請求項2に記載の車載電源装置。   When the second remaining capacity is lower than the appropriate range and the first remaining capacity is lower than the appropriate range, the optimization control unit sets the set voltage higher than the terminal voltage of the lead storage battery. The vehicle-mounted power supply device according to claim 2, wherein the lead storage battery is charged from the generator. 前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも低く、かつ、前記第1残存容量が前記適正範囲よりも高い場合には、前記設定電圧を前記鉛蓄電池の端子電圧より低くすることで前記鉛蓄電池を放電させることを特徴とする請求項2又は3に記載の車載電源装置。   When the second remaining capacity is lower than the appropriate range and the first remaining capacity is higher than the appropriate range, the optimization control unit sets the set voltage to be lower than the terminal voltage of the lead storage battery. The in-vehicle power supply device according to claim 2, wherein the lead storage battery is discharged by the operation. 前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも低く、かつ、前記第1残存容量が前記適正範囲内である場合には、前記設定電圧を前記鉛蓄電池の端子電圧に一致させるように制御することで前記鉛蓄電池からの充放電を抑制させることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1つに記載の車載電源装置。   When the second remaining capacity is lower than the appropriate range and the first remaining capacity is within the appropriate range, the optimization control unit matches the set voltage with the terminal voltage of the lead storage battery. The in-vehicle power supply device according to any one of claims 2 to 4, wherein charging and discharging from the lead storage battery are suppressed by controlling the power consumption to be performed. 前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲内であり、かつ、前記第1残存容量が前記適正範囲よりも高い場合には、前記第2開閉手段を遮断することで前記発電機から前記第2蓄電池への充電を回避させ、かつ、前記設定電圧を前記鉛蓄電池の端子電圧よりも低くすることで前記鉛蓄電池を放電させることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の車載電源装置。   When the second remaining capacity is within the appropriate range and the first remaining capacity is higher than the appropriate range, the optimization control means shuts off the second opening / closing means to cut off the power generation. The lead storage battery is discharged by causing charging of the second storage battery from a machine to be avoided and making the set voltage lower than a terminal voltage of the lead storage battery. The vehicle-mounted power supply device as described in one. 前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲内であり、かつ、前記第1残存容量が前記適正範囲よりも低い場合には、前記第2開閉手段を遮断することで前記発電機から前記第2蓄電池への充電を回避させ、かつ、前記設定電圧を前記鉛蓄電池の端子電圧よりも高くすることで前記発電機から前記鉛蓄電池へ充電させることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の車載電源装置。   When the second remaining capacity is within the appropriate range and the first remaining capacity is lower than the appropriate range, the optimization control means shuts off the second opening / closing means to cut off the power generation. The charging from the generator to the lead storage battery is performed by avoiding charging from the generator to the second storage battery and making the set voltage higher than the terminal voltage of the lead storage battery. The vehicle-mounted power supply device according to any one of 6. 前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも高い場合には、前記第1開閉手段を遮断することで前記発電機から前記第2蓄電池への充電を抑制させ、かつ、前記第2開閉手段を通電することで前記第2蓄電池を放電させることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の車載電源装置。   When the second remaining capacity is higher than the appropriate range, the optimization control unit suppresses charging from the generator to the second storage battery by blocking the first opening / closing unit, and The in-vehicle power supply device according to any one of claims 1 to 7, wherein the second storage battery is discharged by energizing the second opening / closing means. 前記適正化制御手段は、
前記第2残存容量が前記適正範囲よりも高く、かつ、前記第1残存容量が前記適正範囲よりも低い場合には、前記第2残存容量が前記適正範囲内にまで低下するまでの期間、前記設定電圧を、前記鉛蓄電池の端子電圧以上に、かつ、前記第2蓄電池の端子電圧に前記障壁電圧を加算した値よりも低くすることで、前記鉛蓄電池からの放電を回避させつつ前記第2蓄電池を放電させることを特徴とする請求項8に記載の車載電源装置。
The optimization control means includes
When the second remaining capacity is higher than the appropriate range and the first remaining capacity is lower than the appropriate range, a period until the second remaining capacity decreases to the appropriate range, The second voltage while avoiding discharge from the lead storage battery by making the set voltage equal to or higher than the terminal voltage of the lead storage battery and lower than the value obtained by adding the barrier voltage to the terminal voltage of the second storage battery. The in-vehicle power supply device according to claim 8, wherein the storage battery is discharged.
前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも高く、かつ、前記第1残存容量が前記適正範囲よりも高い場合には、前記設定電圧を前記鉛蓄電池の端子電圧より低くすることで前記鉛蓄電池を放電させることを特徴とする請求項8又は9に記載の車載電源装置。   When the second remaining capacity is higher than the appropriate range and the first remaining capacity is higher than the appropriate range, the optimization control unit sets the set voltage to be lower than the terminal voltage of the lead storage battery. The in-vehicle power supply device according to claim 8 or 9, wherein the lead storage battery is discharged by the operation. 前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも高く、かつ、前記第1残存容量が前記適正範囲内である場合には、前記設定電圧を前記鉛蓄電池の端子電圧に一致させるように制御することで前記鉛蓄電池からの充放電を抑制させることを特徴とする請求項8〜10のいずれか1つに記載の車載電源装置。   When the second remaining capacity is higher than the appropriate range and the first remaining capacity is within the appropriate range, the optimization control unit matches the set voltage with the terminal voltage of the lead storage battery. The in-vehicle power supply device according to any one of claims 8 to 10, wherein charging and discharging from the lead storage battery is suppressed by controlling the power consumption. 前記発電機と前記鉛蓄電池との間に電気接続されて前記鉛蓄電池に対する通電及び遮断を切り替える第3開閉手段を備え、
前記適正化制御手段は、前記鉛蓄電池の残存容量である第1残存容量及び前記第2蓄電池の残存容量である第2残存容量が各々の前記適正範囲内になるよう、前記第1開閉手段、前記第2開閉手段及び前記第3開閉手段の作動状態と、前記発電制御手段による前記設定電圧とを制御することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1つに記載の車載電源装置。
A third opening / closing means that is electrically connected between the generator and the lead-acid battery and switches between energization and interruption of the lead-acid battery;
The optimization control means includes the first opening / closing means so that a first remaining capacity that is a remaining capacity of the lead storage battery and a second remaining capacity that is a remaining capacity of the second storage battery are within the appropriate ranges, The in-vehicle power supply device according to any one of claims 1 to 11, wherein an operation state of the second opening / closing means and the third opening / closing means and the set voltage by the power generation control means are controlled.
前記発電機と前記鉛蓄電池との間に電気接続されて前記鉛蓄電池に対する通電及び遮断を切り替える第3開閉手段を備え、
前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも高い場合には、前記第2開閉手段を通電することで前記第2蓄電池を放電させ、かつ、前記第3開閉手段を遮断しつつ前記第1開閉手段を通電することで、前記第1開閉手段に対して前記鉛蓄電池の側にも前記第2蓄電池から放電させることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の車載電源装置。
A third opening / closing means that is electrically connected between the generator and the lead-acid battery and switches between energization and interruption of the lead-acid battery;
When the second remaining capacity is higher than the appropriate range, the optimization control unit discharges the second storage battery by energizing the second opening / closing unit and shuts off the third opening / closing unit. However, by energizing the first opening / closing means, the lead storage battery is also discharged from the second storage battery to the first opening / closing means. The in-vehicle power supply device described in 1.
前記適正化制御手段は、前記第2残存容量が前記適正範囲よりも高い場合には、前記設定電圧を前記第2蓄電池の端子電圧より低くすることで前記発電機から前記第2蓄電池へ充電されることを回避させることを特徴とする請求項13に記載の車載電源装置。   When the second remaining capacity is higher than the appropriate range, the optimization control unit charges the second storage battery from the generator by setting the set voltage lower than the terminal voltage of the second storage battery. The in-vehicle power supply device according to claim 13, wherein 前記発電機により回生発電された電力を前記第2蓄電池へ回生充電させるべく、前記第1開閉手段及び前記第2開閉手段をともに通電させる回生制御手段を備え、
前記発電機が回生発電可能な状態であっても、前記第1残存容量及び前記第2残存容量の少なくとも一方が前記適正範囲でなければ、前記回生制御手段による前記回生充電よりも優先して、前記適正化制御手段による制御を実施することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1つに記載の車載電源装置。
Regenerative control means for energizing both the first opening and closing means and the second opening and closing means to regeneratively charge the electric power regenerated by the generator to the second storage battery;
Even if the generator is in a state where regenerative power generation is possible, if at least one of the first remaining capacity and the second remaining capacity is not within the appropriate range, the regeneration charge by the regeneration control means is prioritized, The in-vehicle power supply device according to claim 1, wherein the control by the optimization control unit is performed.
前記適正範囲の中に、前記第1残存容量及び前記第2残存容量が最適となる範囲として最適正範囲を設定しておき、
前記第1残存容量及び前記第2残存容量が前記適正範囲内かつ前記最適正範囲外である場合には、前記第1残存容量及び前記第2残存容量が各々の前記最適正範囲内になるよう、前記第1開閉手段及び前記第2開閉手段の作動状態と、前記発電制御手段による前記設定電圧とを制御する最適正化制御手段を備えることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1つに記載の車載電源装置。
In the appropriate range, an optimal positive range is set as a range in which the first remaining capacity and the second remaining capacity are optimal,
When the first remaining capacity and the second remaining capacity are within the appropriate range and outside the optimum positive range, the first remaining capacity and the second remaining capacity are within the optimum positive range. 16. An optimum correction control means for controlling operating states of the first opening / closing means and the second opening / closing means and the set voltage by the power generation control means. The vehicle-mounted power supply device described in 1.
前記発電機により回生発電された電力を前記第2蓄電池へ回生充電させるべく、前記第1開閉手段及び前記第2開閉手段をともに通電させる回生制御手段を備え、
前記第1残存容量及び前記第2残存容量の少なくとも一方が前記最適正範囲でない場合であっても、前記発電機が回生発電可能な状態であれば、前記最適正化制御手段による制御よりも優先して前記回生制御手段による前記回生充電を実施することを特徴とする請求項16に記載の車載電源装置。
Regenerative control means for energizing both the first opening and closing means and the second opening and closing means to regeneratively charge the electric power regenerated by the generator to the second storage battery;
Even if at least one of the first remaining capacity and the second remaining capacity is not in the optimum positive range, if the generator is in a regenerative power generation state, it takes priority over the control by the optimum correction control means. The in-vehicle power supply device according to claim 16, wherein the regenerative charging is performed by the regeneration control unit.
前記整流手段の温度を検出する温度検出手段を備え、
前記温度検出手段により検出された温度が上限温度を超えて高くなった場合には、前記第1開閉手段を通電させ、かつ、前記第2開閉手段を遮断することを特徴とする請求項1〜17のいずれか1つに記載の車載電源装置。
Temperature detecting means for detecting the temperature of the rectifying means,
The first opening / closing means is energized and the second opening / closing means is shut off when the temperature detected by the temperature detecting means becomes higher than an upper limit temperature. The vehicle-mounted power supply device according to any one of 17.
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