JP2013255369A - 充電装置および充電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発電機の発電電圧を有効利用することが可能な充電装置を提供すること。
【解決手段】車両に搭載され、二次電池（二次電池成分１４ｄ）とキャパシタ（キャパシタ成分１４ｂ）とが並列接続されて構成されるバッテリ（ハイブリッドバッテリ１４）を充電する充電装置において、二次電池の端子電圧よりも高い振幅を有するパルス電圧を印加してキャパシタを充電し、キャパシタに蓄積された電荷によって二次電池を充電する制御を行う制御手段（制御部１０）、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、充電装置および充電方法に関するものである。

特許文献１には、車両の減速モードにおいて、充電レベルが満充電状態であれば充電を停止させ、充電レベルが１００％未満７０％以上であれば発電機の調整電圧を１４．４Ｖに設定し、充電レベルが７０％未満であれば調整電圧を１５．５Ｖに設定することにより、バッテリの寿命を損ねることなく充分な回生効果を得ることができるアイドリングストップアンドスタート車両用発電機の制御装置に関する技術が開示されている。

また、特許文献２には、車両減速時には発電機の目標値を高く変更してバッテリの速やかな充電を行い、車両の減速開始とともに内部カウンタのカウントアップを開始し、カウント値が所定値に達すると、目標値を低く変更することで、過充電を生じることなく車両の燃費向上を実現する技術が開示されている。

特開平０７−１４３６８６号公報 特開２０００−２０４９９５号公報

ところで、特許文献１に開示された技術では最大の充電電圧は１５Ｖとされ、特許文献２に開示された技術では最大の充電電圧は１５．５Ｖとされている。これは、鉛蓄電池では、１５Ｖ以上の高電圧を印加しても、充電反応電位以上の電圧は電解液に含まれる水の電気分解に費やされて無駄になってしまうためである。このため、特許文献１，２に記載の技術では、発電機の発電電圧を十分に有効利用することができないという問題点がある。

本発明は、発電機の発電電圧を有効利用することが可能な充電装置および充電方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、車両に搭載され、二次電池とキャパシタとが並列接続されて構成されるバッテリを充電する充電装置において、前記二次電池の端子電圧よりも高い振幅を有するパルス電圧を印加して前記キャパシタを充電し、前記キャパシタに蓄積された電荷によって前記二次電池を充電する制御を行う制御手段を有することを特徴とする。
このような構成によれば、発電機の発電電圧を有効利用することが可能な充電装置を提供することができる。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記パルス電圧のパルス幅および／またはパルス間隔を制御することにより、前記二次電池に流れる充電電流を制御することを特徴とする。
このような構成によれば、パルス幅およびパルス間隔の少なくとも一方を調整することにより、二次電池を効率良く充電することで、発電機の発電電圧を有効利用することができる。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記パルス電圧の振幅を制御することにより、前記二次電池に流れる充電電流を制御することを特徴とする。
このような構成によれば、パルス電圧の振幅を調整することにより、二次電池を効率良く充電することで、発電機の発電電圧を有効利用することができる。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記二次電池の充電状態を検出する充電状態検出手段を有し、前記制御手段は、前記充電状態検出手段によって検出された前記二次電池の充電状態に応じて、前記二次電池に流れる充電電流を制御することを特徴とする。
このような構成によれば、二次電池の充電状態に応じて、効率よく充電を行うことが可能になる。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段を有し、前記制御手段は、前記走行状態検出手段によって検出された前記車両の走行状態に応じて、前記二次電池に流れる充電電流を制御することを特徴とする。
このような構成によれば、車両の走行状態に応じて、効率よく充電を行うことが可能になる。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記パルス電圧のパルス幅は１〜５００ｍｓｅｃの範囲であることを特徴とする。
このような構成によれば、パルス幅を１〜５００ｍｓｅｃの範囲に設定することで、キャパシタを確実に充電し、これにより二次電池を効率よく充電することが可能になる。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記パルス電圧のパルス間隔は、１〜１０００ｍｓｅｃの範囲であることを特徴とする。
このような構成によれば、パルス電圧のパルス間隔を１〜１０００ｍｓｅｃの範囲とすることで、キャパシタを確実に放電し、これにより二次電池を効率よく充電することが可能になる。

また、他の発明は、上記発明に加えて、前記バッテリは、電気化学反応を利用した二次電池と、電荷吸着現象を利用したキャパシタを複合形成することで形成されることを特徴とする。
このような構成によれば、二次電池とキャパシタが複合形成されたハイブリッドバッテリを用いることで、省スペース化を図ることができる。

また、本発明は、車両に搭載され、二次電池とキャパシタとが並列接続されて構成されるバッテリを充電する充電方法において、前記二次電池の端子電圧よりも高い振幅を有するパルス電圧を印加して前記キャパシタを充電し、前記キャパシタに蓄積された電荷によって前記二次電池を充電することを特徴とする。
このような方法によれば、発電機の発電電圧を有効利用することが可能な充電方法を提供することができる。

本発明によれば、発電機の発電電圧を有効利用することが可能な充電装置および充電方法を提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係る充電装置の構成例を示す図である。 図１のハイブリッドバッテリの等価回路を示す回路図である。 図１の制御部の詳細な構成例を示すブロック図である。 ハイブリッドバッテリに印加される充電電圧の時間的変化を示す図である。 ハイブリッドバッテリに流れる電流を示す図である。 図２に示すハイブリッドバッテリのキャパシタ成分に印加される電圧の時間的変化を示す図である。 図２に示すハイブリッドバッテリの二次電池成分に印加される電圧の時間的変化を示す図である。 図１に示す制御部において実行される処理の一例を説明するためのフローチャートである。

次に、本発明の実施形態について説明する。

（Ａ）実施形態の構成の説明
図１は、本発明の実施形態に係る充電装置を有する車両の電源系統を示す図である。この図において、充電装置１は、制御部１０、電圧センサ１１、電流センサ１２、温度センサ１３、および、電圧制御回路１５を主要な構成要素としており、ハイブリッドバッテリ１４に対する充電を制御する。ここで、制御部１０は、電圧センサ１１、電流センサ１２、および、温度センサ１３からの出力を参照し、ハイブリッドバッテリ１４の状態を検出し、検出結果に基づいてハイブリッドバッテリ１４を充電する。電圧センサ１１は、ハイブリッドバッテリ１４の端子電圧を検出し、制御部１０に通知する。電流センサ１２は、ハイブリッドバッテリ１４に流れる電流を検出し、制御部１０に通知する。温度センサ１３は、ハイブリッドバッテリ１４自体または周囲の環境温度を検出し、制御部１０に通知する。電圧制御回路１５は、例えば、オルタネータ１６の励磁コイルに流れる電流を制御することで、オルタネータ１６の発電電圧を制御する。

ハイブリッドバッテリ１４は、鉛蓄電池の陰極にウルトラキャパシタをハイブリッド化して構成されるバッテリである。図２は、ハイブリッドバッテリ１４の電気的等価回路を示す図である。この図に示すように、ハイブリッドバッテリ１４は、抵抗成分１４ａ、キャパシタ成分１４ｂ、抵抗成分１４ｃ、および、二次電池成分１４ｄを有している。直列接続される抵抗成分１４ｃと二次電池成分１４ｄに対してキャパシタ成分１４ｂが並列接続され、これらに対して抵抗成分１４ａが直列接続される。ハイブリッドバッテリ１４は、オルタネータ１６によって充電され、スタータモータ１８を駆動してエンジン１７を始動するとともに、負荷１９に電力を供給する。オルタネータ１６は、エンジン１７によって駆動され、交流電力を発生して整流回路によって直流電力に変換し、ハイブリッドバッテリ１４を充電する。

エンジン１７は、例えば、ガソリンエンジンおよびディーゼルエンジン等のレシプロエンジンまたはロータリーエンジン等によって構成され、スタータモータ１８によって始動され、トランスミッションを介して駆動輪を駆動し車両に推進力を与えるとともに、オルタネータ１６を駆動して電力を発生させる。スタータモータ１８は、例えば、直流電動機によって構成され、ハイブリッドバッテリ１４から供給される電力によって回転力を発生し、エンジン１７を始動する。負荷１９は、例えば、電動ステアリングモータ、デフォッガ、イグニッションコイル、カーオーディオ、および、カーナビゲーション等によって構成され、ハイブリッドバッテリ１４からの電力によって動作する。

図３は、図１に示す制御部１０の詳細な構成例を示す図である。この図に示すように、制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０ｃ、通信部１０ｄ、Ｉ／Ｆ（Interface）１０ｅを有している。ここで、ＣＰＵ１０ａは、ＲＯＭ１０ｂに格納されているプログラム１０ｂａに基づいて各部を制御する。ＲＯＭ１０ｂは、半導体メモリ等によって構成され、プログラム１０ｂａ等を格納している。ＲＡＭ１０ｃは、半導体メモリ等によって構成され、プログラムｂａを実行する際に生成されるデータやパラメータ１０ｃａを格納する。通信部１０ｄは、上位の装置であるＥＣＵ（Engine Control Unit）等との間で通信を行う。Ｉ／Ｆ１０ｅは、電圧センサ１１、電流センサ１２、および、温度センサ１３から供給される信号をデジタル信号に変換して取り込むとともに、電圧制御回路１５を制御して、オルタネータ１６の発電電圧を制御する。

（Ｂ）実施形態の動作の説明
つぎに、図を参照して、実施形態の動作について説明する。図４はハイブリッドバッテリ１４に印加される充電電圧の時間的変化を示す図である。この図４の例では、ハイブリッドバッテリ１４に印加する充電電圧（図２のＶｔ）は、矩形パルス波形とされている。より詳細には、矩形パルスの最大電圧（振幅）Ｖ１は１８．０Ｖとされ、パルス幅Ｔ１は４ｍｓｅｃとされている。また、パルス間隔Ｔ２は１６ｍｓｅｃとされ、最小電圧Ｖ２は約１２．４Ｖとされている。なお、これらの数値は一例であって、ハイブリッドバッテリ１４の種類や車両の走行状態によっては、これ以外の値であってもよいことはいうまでもない。

図５は、図４に示す矩形パルスを印加した場合にハイブリッドバッテリ１４に流れる電流を示す図である。図５（Ａ）に示すように、図４に示すＴ１の期間では、電圧Ｖ１の矩形パルス電圧が印加されると、抵抗成分１４ａを介してキャパシタ成分１４ｂに電流Ｉ１が通じる。この結果、キャパシタ成分１４ｂに電荷が蓄積される。このとき、キャパシタ成分１４ｂのキャパシタンス値をＣとするとき、定常状態になると（キャパシタ成分１４ｂの充電が完了すると）、キャパシタ成分１４ｂにはＣ・Ｖ１の電荷が蓄積されることになる。つづいて、図４に示すＴ２の期間では、図５（Ｂ）に示すように、キャパシタ成分１４ｂに蓄積された電荷が、抵抗成分１４ｃを介して電流Ｉ２として流れ、二次電池成分１４ｄが充電される。このような電流Ｉ２は、キャパシタ成分１４ｂの電圧が、二次電池成分１４ｄの値と略同じになるまで継続する。

図６は、図４に示す矩形パルスを印加した場合における、キャパシタ成分１４ｂの端子電圧Ｖｃの時間的変化を示す図である。この図６に示すように、キャパシタ成分１４ｂの電圧Ｖｃは、Ｔ１の期間では増加して印加電圧である１８．０Ｖに達し、Ｔ２の期間では放電によって電圧が減少し、二次電池成分１４ｄと略等しい１２．４Ｖまで下降する。

図７は、図４に示す矩形パルスを印加した場合における、二次電池成分１４ｄの電圧Ｖｂの時間的変化を示す図である。この図７に示すように、二次電池成分１４ｄの電圧Ｖｂは充電電圧（図２のＶｔ）に追従して上下するが、キャパシタ成分１４ｂの電圧Ｖｃに比べて上下動の幅が小さい。ここで、二次電池成分１４ｄは、１５Ｖ以上の電圧が印加されると、電解液に含まれる水が電気分解されるため、電力の損失が生ずる。本実施形態では、図７に示すように、二次電池成分１４ｄの電圧Ｖｂは、破線で示す１５．０Ｖ未満となっているので、水の電気分解を生じることなく、効率よく充電を行うことができる。すなわち、本実施形態では、キャパシタ成分１４ｂに印加された電圧Ｖ１によってキャパシタ成分１４ｂに電荷が蓄積され、この電荷は抵抗成分１４ｃを介して徐々に放電されて二次電池成分１４ｄを充電する。このため、電圧Ｖ１として１８Ｖ近い電圧を印加した場合であっても、ハイブリッドバッテリ１４における水の電気分解による損失の発生を抑制することができる。

なお、Ｔ１の期間においてキャパシタ成分１４ｂに蓄積された電荷が、Ｔ２の期間において全て放電されたとすると、キャパシタ成分１４ｂから二次電池成分１４ｄに流れる電荷はＣ（Ｖ１−Ｖ２）となる。ここで、Ｔ１とＴ２の期間に流れる平均電流を求めると、Ｃ（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｔ１＋Ｔ２）を得る。具体例として、キャパシタ成分１４ｂのキャパシタンス値が１Ｆであり、（Ｔ１＋Ｔ２）＝２０ｍｓｅｃである場合には、１×（１８．０−１２．４）／０．０２＝２８０Ａ程度の電流が流れることになる。ここで、Ｄ２３サイズのバッテリの場合、平均充電電流は約４００Ａとなるので、この場合、例えば、Ｔ１＋Ｔ２を１４ｍｓｅｃとすることで、１×（１８．０−１２．４）／０．０１４＝４００Ａとすることができる。

なお、内部抵抗成分１４ａ，１４ｃおよびキャパシタ成分１４ｂの素子値にも依存するが、一般的なハイブリッドバッテリであれば、Ｔ１については、１〜５００ｍｓｅｃの範囲に設定することが望ましく、また、Ｔ２については１〜１０００ｍｓｅｃの範囲に設定することが望ましい。

なお、以上では、Ｔ１，Ｔ２として、キャパシタ成分１４ｂに蓄積される電荷が定常状態に達する十分な時間を想定したが、定常状態に達しない場合には、以下のように表すことができる。まず、Ｔ１の期間終了時において、キャパシタ成分１４ｂに蓄積される電荷をＱ１とすると、Ｑ１は以下の式によって表すことができる。

Ｑ１＝α・Ｃ・Ｖ１ ・・・（１）

ここで、αは抵抗成分１４ａの抵抗値Ｒａ、キャパシタ成分１４ｂのキャパシタンス値Ｃ、および、Ｔ１の値に応じて決まる定数であり、以下の式で表すことができる。なお、ｆ_α（Ｒａ，Ｃ，Ｔ１）は、Ｒａ，Ｃ，Ｔ１を変数とする関数を示している。

α＝ｆ_α（Ｒａ，Ｃ，Ｔ１） ・・・（２）
但し、０＜α≦１

また、Ｔ２の期間終了時において、キャパシタ成分１４ｂに残っている電荷をＱ２とすると、Ｑ２は以下の式によって表すことができる。

Ｑ２＝β・Ｃ・Ｖ２ ・・・（３）

ここで、βは抵抗成分１４ｃの抵抗値Ｒｃ、キャパシタ成分１４ｂのキャパシタンス値Ｃ、および、Ｔ２の値に応じて決まる定数であり、以下の式で表すことができる。なお、ｆ_β（Ｒｃ，Ｃ，Ｔ２）は、Ｒｃ，Ｃ，Ｔ２を変数とする関数を示している。

β＝ｆ_β（Ｒｃ，Ｃ，Ｔ２） ・・・（４）
但し、１≦β＜（Ｖ１／Ｖ２）

Ｔ２の期間において、キャパシタ成分１４ｂから二次電池成分１４ｄに流れる電荷をΔＱとすると、このΔＱは以下の式で求めることができる。

ΔＱ＝Ｑ１−Ｑ２＝α・Ｃ・Ｖ１−β・Ｃ・Ｖ２ ・・・（５）

ここで、Ｔ１とＴ２の期間においてキャパシタ成分１４ｂから二次電池成分１４ｄに流れる平均電流は、ΔＱ／（Ｔ１＋Ｔ２）によって得ることができる。なお、Ｃ，Ｒａ，Ｒｃ，Ｖ２は、ハイブリッドバッテリ１４の種類によって定まるパラメータであるので、キャパシタ成分１４ｂから二次電池成分１４ｄにＴ１，Ｔ２の期間に流れる平均電流は、Ｔ１，Ｔ２，Ｖ１の値により、調整することができる。

従って、以上の式に基づいて、Ｔ１，Ｔ２，Ｖ１等のパラメータの値を設定することにより、キャパシタ成分１４ｂから二次電池成分１４ｄに流れる電流を設定することができる。

以上に説明したように、本実施形態では、制御部１０が電圧制御回路１５によりオルタネータ１６が発生する電圧波形を、図４に示すように矩形パルスとすることにより、Ｔ１の期間においてキャパシタ成分１４ｂを充電し、Ｔ２の期間においてキャパシタ成分１４ｂに蓄積されている電荷により二次電池成分１４ｄを徐々に充電することにより、水の電気分解の発生を抑制しつつ、二次電池成分１４ｄを充電することができる。このため、充電効率を高めることができる。特に、車両に制動をかける場合（減速または停止する場合）には、電圧制御回路１５によってオルタネータ１６が発生する電圧を図４に示すように矩形パルス波形にすることにより、電力を効率よく回生することができる。

つぎに、図８を参照して、図１に示す制御部１０において実行される処理の一例について説明する。図８に示す処理が開始されると、以下のステップが実行される。

ステップＳ１０では、ＣＰＵ１０ａは、ハイブリッドバッテリ１４の状態を検出する。具体的には、ＣＰＵ１０ａは、電圧センサ１１、電流センサ１２、および、温度センサ１３によって検出されるハイブリッドバッテリ１４の電圧、電流、および、温度を参照し、ハイブリッドバッテリ１４の充電率（ＳＯＣ：State of Charge）を検出する。

ステップＳ１１では、ＣＰＵ１０ａは、Ｉ／Ｆ１０ｅを介して、上位のＥＣＵから車両の状態を検出する。具体的には、例えば、車両が停車中であるか、加速中であるか、定速走行中であるか、または、減速中であるかを検出する。

ステップＳ１２では、ＣＰＵ１０ａは、車両が減速中、定速走行中、または、停車中であるか否かを判定し、減速中、定速走行中、または、停車中である場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）にはステップＳ１３に進み、それ以外の場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）にはステップＳ１０に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返す。具体的には、車両が減速中、定速走行中、または、停車中である場合にはステップＳ１３に進み、加速中である場合にはステップＳ１０に戻る。これにより、加速中である場合には、ハイブリッドバッテリ１４への充電が保留される。

ステップＳ１３では、ＣＰＵ１０ａは、車両が減速中か否かを判定し、減速中である場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）にはステップＳ１４に進み、それ以外の場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）にはステップＳ１６に進む。具体的には、車両のアクセルが戻されるか、あるいは、ブレーキが操作された場合にはステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ１０で検出したハイブリッドバッテリ１４の状態およびステップＳ１１で検出した車両の状態に応じて矩形パルス充電を行う際のデューティおよび電圧を決定する。具体的には、以下のいずれかの方法によりデューティおよび電圧を決定する。これにより、ハイブリッドバッテリ１４への充電量を調整することができる。なお、ハイブリッドバッテリ１４に対する充電量の設定方法としては、例えば、ハイブリッドバッテリ１４の充電率に応じて決めるようにしたり、あるいは、車両の制動の大小に応じて決定したりすることができる。具体的には、ハイブリッドバッテリ１４の充電率が低い場合には充電量が大きくなるように設定することができる。また、車両に急激な制動がかけられた場合には充電量が大きくなるように設定することができる。もちろん、これらを組み合わせるようにするようにしてもよい。

（１）電圧を固定とし、デューティを可変とする場合
矩形パルスの電圧Ｖ１は、例えば、１８．０Ｖに固定の状態とし、Ｔ１，Ｔ２を可変することにより、ハイブリッドバッテリ１４の充電量を調整することができる。より詳細には、前述した式（１）〜（５）において、Ｔ１，Ｔ２を調整することで、この期間において、キャパシタ成分１４ｂから二次電池成分１４ｄに流れる電流を制御することができる。なお、Ｔ１，Ｔ２を調整する方法としては、Ｔ１，Ｔ２の双方を可変する方法、一方を固定として他方を可変する方法が想定される。また、可変する際には、連続的に変化させるか、または、段階的に変化させる方法が想定される。

（２）電圧を可変とし、デューティを固定とする場合
Ｔ１，Ｔ２を所定の値に固定の状態とし、矩形パルスの電圧Ｖ１を調整することにより、ハイブリッドバッテリ１４の充電量を調整することができる。より詳細には、前述した式（１）〜（５）において、Ｔ１，Ｔ２を固定の状態とし、電圧Ｖ１を調整することで、Ｔ１，Ｔ２の期間において、キャパシタ成分１４ｂから二次電池成分１４ｄに流れる電流を制御することができる。なお、Ｖ１を変化させる方法としては、例えば、連続的に変化させる方法と、段階的に変化させる方法が想定される。段階的に変化させる方法としては、例えば、２段階から選択する場合と、３段階以上から選択する方法が想定される。

（３）電圧とデューティの双方を可変とする場合
Ｖ１，Ｔ１，Ｔ２の全てを可変とすることにより、ハイブリッドバッテリ１４の充電量を調整することができる。より詳細には、前述した式（１）〜（５）において、Ｖ１，Ｔ１，Ｔ２の全てを調整することで、Ｔ１，Ｔ２の期間において、キャパシタ成分１４ｂから二次電池成分１４ｄに流れる電流を制御することができる。なお、Ｔ１，Ｔ２，Ｖ１を可変とする方法としては、前述した方法の組み合わせによって実現することができる。

なお、以上では、Ｖ１，Ｔ１，Ｔ２の一部または全てを可変としたが、これら全てを固定とし、減速時には一定の充電電流が流れるようにしてもよい。

ステップＳ１５では、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ１４で決定したデューティおよび電圧Ｖ１に基づいて、矩形パルスをハイブリッドバッテリ１４に印加して充電する。より詳細には、ＣＰＵ１０ａは、ステップＳ１４で決定したパラメータに基づいて、電圧制御回路１５を制御することで、図４に示すような矩形パルスがハイブリッドバッテリ１４に印加され、これにより二次電池成分１４ｄが充電される。

ステップＳ１６では、ＣＰＵ１０ａは、電圧制御回路１５を制御し、定電圧によりハイブリッドバッテリ１４を充電する。より詳細には、例えば、ハイブリッドバッテリ１４の端子電圧よりも高い電圧（例えば、１３．０Ｖ）の電圧を印加することにより、ハイブリッドバッテリ１４を充電する。なお、定電圧による充電ではなく、定電流による充電を行うようにしてもよい。

ステップＳ１７では、ＣＰＵ１０ａは、処理を終了するか否かを判定し、処理を終了しないと判定した場合（ステップＳ１７：Ｎｏ）にはステップＳ１０に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返し、それ以外の場合（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）には処理を終了する。

以上の処理によれば、ハイブリッドバッテリ１４の状態と、車両の状態に応じて、ハイブリッドバッテリ１４を効率良く充電することができる。

（Ｃ）変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の実施形態では、電圧制御回路１５によってオルタネータ１６が発生する電圧を制御することで、図４に示すような矩形パルス電圧を生成するようにしたが、オルタネータ１６が発生する電圧を、レギュレータ等によって調整（昇圧または降圧）することで、矩形パルスを生成するようにしてもよい。

また、以上の実施形態では、図４に示す矩形パルスをハイブリッドバッテリ１４に印加するようにしたが、矩形パルス以外の波形のパルスを印加するようにしてもよい。例えば、三角パルスや、台形パルスや、正弦波パルスを印加するようにしてもよい。

また、以上の実施形態では、矩形パルスは、一定周期としたが、例えば、周期を一定としないで、可変周期としてもよい。具体的には、矩形パルスの１周期毎に、図８に示す処理を実行し、ハイブリッドバッテリ１４の状態および車両の状態に応じて、Ｔ１，Ｔ２をダイナミックに変化させるようにしてもよい。

また、以上の実施形態では、ハイブリッドバッテリ１４を用いるようにしたが、例えば、通常の二次電池（例えば、鉛蓄電池、ニッケルカドミウムバッテリ、リチウムイオンバッテリ）に、スーパーキャパシタ等を並列接続したものを使用するようにしてもよい。

また、図８に示すフローチャートでは、減速中にのみ矩形パルスによる充電を実行するようにしたが、例えば、ハイブリッドバッテリ１４の充電率が低下した場合には、停車中または定速走行中に、矩形パルスによる充電を実行するようにしてもよい。もちろん、減速中であっても、ハイブリッドバッテリ１４の充電率が高い場合には、定電圧充電を実行するか、あるいは、充電を行わないようにしてもよい。

１ 二次電池状態検出装置
１０ 制御部
１０ａ ＣＰＵ（制御手段、充電状態検出手段の一部、走行状態検出手段）
１０ｂ ＲＯＭ
１０ｃ ＲＡＭ
１０ｄ 通信部
１０ｅ Ｉ／Ｆ
１１ 電圧センサ（充電状態検出手段の一部）
１２ 電流センサ（充電状態検出手段の一部）
１３ 温度センサ（充電状態検出手段の一部）
１４ ハイブリッドバッテリ
１５ 電圧制御回路
１６ オルタネータ
１７ エンジン
１８ スタータモータ
１９ 負荷

Claims (9)

1. 車両に搭載され、二次電池とキャパシタとが並列接続されて構成されるバッテリを充電する充電装置において、
   前記二次電池の端子電圧よりも高い振幅を有するパルス電圧を印加して前記キャパシタを充電し、前記キャパシタに蓄積された電荷によって前記二次電池を充電する制御を行う制御手段、
   を有することを特徴とする充電装置。
2. 前記パルス電圧のパルス幅および／またはパルス間隔を制御することにより、前記二次電池に流れる充電電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
3. 前記パルス電圧の振幅を制御することにより、前記二次電池に流れる充電電流を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の充電装置。
4. 前記二次電池の充電状態を検出する充電状態検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記充電状態検出手段によって検出された前記二次電池の充電状態に応じて、前記二次電池に流れる充電電流を制御する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の充電装置。
5. 前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記走行状態検出手段によって検出された前記車両の走行状態に応じて、前記二次電池に流れる充電電流を制御する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の充電装置。
6. 前記パルス電圧のパルス幅は１〜５００ｍｓｅｃの範囲であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の充電装置。
7. 前記パルス電圧のパルス間隔は、１〜１０００ｍｓｅｃの範囲であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか1項に記載の充電装置。
8. 前記バッテリは、電気化学反応を利用した二次電池と、電荷吸着現象を利用したキャパシタを複合形成することで形成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の充電装置。
9. 車両に搭載され、二次電池とキャパシタとが並列接続されて構成されるバッテリを充電する充電方法において、
   前記二次電池の端子電圧よりも高い振幅を有するパルス電圧を印加して前記キャパシタを充電し、前記キャパシタに蓄積された電荷によって前記二次電池を充電する、
   ことを特徴とする充電方法。

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