JP2018194477A - 低圧バッテリの劣化検知システム及び該システムの搭載車両 - Google Patents

Abstract

【課題】使用領域全体を含む電気的特性（広範囲な電気的特性）を取得する低圧バッテリの劣化検知システム及び該システムの搭載車両を提供する。
【解決手段】低圧バッテリの劣化検知システムは、高圧負荷に高電圧を印加する高圧バッテリ１６と、低圧負荷に低電圧を印加する低圧バッテリ１８と、高圧バッテリと低圧バッテリとの間に設けられる昇降圧コンバータ２２と、昇降圧コンバータの昇降圧を制御する昇降圧制御手段（ＥＣＵ）２０と、低圧バッテリの電気的特性を取得する電気的特性取得手段（ＥＣＵ）２０と、低圧バッテリの劣化度合を取得する劣化度合取得手段（ＥＣＵ）２０と、を備える。昇降圧制御手段は、低圧バッテリから高圧バッテリに電流の供給を行い、電気的特性取得手段は、低圧バッテリの電気的特性を取得し、劣化度合取得手段は、劣化度合いを取得する。昇降圧制御手段は、電流の供給を行う際に、昇降圧コンバータの昇圧比を可変する。
【選択図】図１

Description

この発明は、高圧バッテリと、該高圧バッテリの高電圧よりも低電圧の低圧バッテリとを備える機器において、前記低圧バッテリの劣化を検知する低圧バッテリの劣化検知システム及び該システムの搭載車両に関する。

従来から、例えば、特許文献１には、内燃機関の始動時に低圧バッテリから高圧バッテリを充電するように昇降圧コンバータを制御し、該制御時に、前記低圧バッテリの電流−電圧特性を分析し、該低圧バッテリの劣化状態を判定する車両の制御装置が開示されている（特許文献１の［００２５］、［００２８］、［００３３］）。

特開２００６−２１１８５９号公報

ところで、上記従来技術に係る車両の制御装置では、一定の電流値が流れている場合であって、所定時間内に電圧値が降下する度合が大きいときに、低圧バッテリが劣化していると判定している（特許文献１の［００３３］）。

しかしながら、一定の電流値を流すことで取得される電流−電圧特性は、ピンポイントの特性であり、低圧バッテリの使用領域全体の電流−電圧特性ではないので、低圧バッテリの劣化検知が限定的な範囲になってしまう。

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、使用領域全体を含む低圧バッテリの電気的特性（広範囲な電気的特性）を取得することを可能とする低圧バッテリの劣化検知システム及び該システムの搭載車両を提供することを目的とする。

この発明に係る低圧バッテリの劣化検知システムは、
高圧負荷に高電圧を印加する高圧バッテリと、
低圧負荷に低電圧を印加する低圧バッテリと、
前記高圧バッテリと前記低圧バッテリとの間に設けられ、前記低電圧を前記高電圧に昇圧するか、前記高電圧を前記低電圧に降圧する昇降圧コンバータと、
該昇降圧コンバータの昇降圧を制御する昇降圧制御手段と、
前記低圧バッテリの電気的特性を取得する電気的特性取得手段と、
前記低圧バッテリの劣化度合を取得する劣化度合取得手段と、
を備え、
前記昇降圧制御手段は、前記昇降圧コンバータの昇圧制御を行って前記低圧バッテリから前記高圧バッテリに電流の供給を行い、
前記電気的特性取得手段は、前記電流が供給されているときに、前記低圧バッテリの前記電気的特性を取得し、
前記劣化度合取得手段は、前記電気的特性に基づいて前記低圧バッテリの劣化度合いを取得し、
前記昇降圧制御手段は、前記電流の供給を行う際に、前記昇降圧コンバータの昇圧比を可変するように構成される。

この発明によれば、低圧バッテリの劣化度合を取得する際に、前記昇降圧コンバータの昇圧比を可変する昇圧制御を行うことで、前記低圧バッテリから高圧バッテリに供給される電流を可変し、該可変電流を供給したときに取得される前記低圧バッテリの前記電気的特性に基づいて前記低圧バッテリの劣化度合いを取得するようにしたので、低圧バッテリの使用領域の広い範囲での電気的特性を取得することができ、劣化度合（電気的特性）の取得精度を向上できる。

この場合において、前記昇降圧制御手段は、
前記昇降圧コンバータの昇圧比を可変する際、
前記低圧バッテリから前記高圧バッテリへ供給される電流が、徐々に小さい値になるように設定してもよい。

この発明によれば、前記広い範囲での電気的特性を確実に得ることができる。

さらに、前記昇降圧制御手段は、
前記電流を大きい値から前記小さい値に減衰振動的に変化させるように前記昇圧比を設定してもよい。

このように、低圧バッテリから高圧バッテリに供給される電流値を減衰振動させることで、低圧バッテリの低圧負荷が、例えば、車両の実走行時に大小変化する状況に的確に対応した電気的特性を取得することができる。また、前記低圧バッテリから前記高圧バッテリへ供給される電流が、最初に放電方向で大きい値となるように設定された後に、充電方向、放電方向、充電方向、…と流れる方向を変更しつつ小さい値まで減衰していることから、充電方向時には、高圧バッテリ側から低圧バッテリ側に電流がもどされるので、低圧バッテリの残容量の低下を抑制することができる。

上記した発明に係る低圧バッテリの劣化検知システムは、車両に搭載してもよい。

この場合、該車両は、
内燃機関と、
該内燃機関の始動時に、前記高圧バッテリから電力が供給されてクランクシャフトを回転駆動する回転電機と、を備え、
前記高圧バッテリの電力により前記回転電機を回転駆動して前記内燃機関を始動する前記始動時に、前記昇降圧制御手段は、前記昇降圧コンバータの昇圧比を可変して、前記昇圧制御を行い、前記低圧バッテリから前記高圧バッテリに電流の供給を行うことで、該高圧バッテリを充電し、前記電気的特性取得手段は、前記電流を供給中の前記低圧バッテリの前記電気的特性を取得し、前記劣化度合取得手段は、該電気的特性に基づいて前記低圧バッテリの劣化度合いを取得するよう構成される。

この発明に係る車両によれば、低圧バッテリの電気的特性を取得するための高圧バッテリの充電電力を、内燃機関の始動用に利用できるので、高圧バッテリに内燃機関の始動用の電力を確保しておく必要がない。

また、この車両において、
前記低圧負荷は、
前記低圧バッテリに直接接続される走行系負荷と、
前記低圧バッテリから遮断手段を介して接続されるとともに、前記昇降圧コンバータの低圧側に接続される非走行系負荷とに、分けられ、
前記昇降圧制御手段は、
前記電流値を大きい値から小さい値に減衰振動的に変化させるように前記昇圧比を設定する際、前記走行系負荷の電流値の実走行時の変動量に基づいて減衰振動させてもよい。

この発明によれば、前記走行系負荷の電流値の実走行時の変動量に基づき、低圧バッテリから高圧バッテリに供給される電流値を減衰振動させているので、走行系負荷が大小変化する状況に的確に対応した電気的特性（劣化度合）を取得することができる。

この発明によれば、低圧バッテリの、使用領域全体を含む広い範囲で電気的特性を取得することができ、劣化度合（電気的特性）の取得精度を向上できる。

この実施形態に係る低圧バッテリの劣化検知システムが搭載されたこの実施形態に係る車両の概略構成図である。 第１実施例の動作説明に供されるタイムチャートである。 第１及び第２実施例で推定される電気的特性の説明図である。 第１実施例の要部動作説明に供されるブロック図である。 第２実施例の動作説明に供されるタイムチャートである。 比較例１（コンベンショナルなエンジン車両）の動作説明に供されるタイムチャートである。 比較例１（コンベンショナルなエンジン車両）で推定される電気的特性の説明図である。 比較例２（ハイブリッド車両）の動作説明に供されるタイムチャートである。 比較例２（ハイブリッド車両）で推定される電気的特性の説明図である。

以下、この発明に係る低圧バッテリの劣化検知システム及び該システムの搭載車両について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

［構成］
図１は、この実施形態に係る低圧バッテリの劣化検知システムが搭載されたこの実施形態に係る車両１０の概略構成図である。

車両１０は、シリーズパラレル式ハイブリッド車両を示している。ただし、この発明に係る低圧バッテリの劣化検知システムが適用される車両１０は、ハイブリッド車両に限らず、電気自動車（ＥＶ）、燃料電池自動車等でもよい。

車両１０は、基本的には、内燃機関（ＥＮＧ）１２と、モータジェネレータ内包変速機１４と、高圧バッテリ１６と、低圧バッテリ１８と、昇降圧コンバータ（第１昇降圧コンバータＳＵＤＣ１）２１と、昇降圧コンバータ（第２昇降圧コンバータＳＵＤＣ２）２２と、インバータ（第１インバータＩＮＶ１）３１と、インバータ（第２インバータＩＮＶ２）３２と、制御手段（コントロールユニット）としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、を備える。

この実施形態において、ＥＣＵ２０は、公知のように、ＣＰＵ及びメモリを有し、前記ＣＰＵが前記メモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することで、第１及び第２昇降圧コンバータ２１、２２の昇降圧を制御する昇降圧制御手段、低圧バッテリ１８の電気的特性（電流電圧特性等）を取得する電気的特性取得手段、及び低圧バッテリ１８の劣化度合を取得する劣化度合取得手段等として機能する。これらの手段は、ＥＣＵ２０を分割して設けるようにしてもよい。

モータジェネレータ内包変速機１４は、モータジェネレータ（第１モータジェネレータＭＧ１）４１と、モータジェネレータ（第２モータジェネレータＭＧ２）４２と、駆動システム４４と、減速機４６と、を備える。減速機４６には、車輪（駆動輪）４８が連結されている。

駆動システム４４は、内燃機関（エンジン：ＥＮＧ）１２と減速機４６とを直結させるクラッチと、前記クラッチと減速機４６との間に介装される変速機又は固定ギヤ段と、を備える。

一方の昇降圧コンバータ２１は、モータジェネレータ４２の力行時に、高圧バッテリ１６の高電圧Ｖｈの１次電圧Ｖ１を昇圧して２次電圧Ｖ２とし、インバータ３２を通じて走行用のモータジェネレータ４２に高圧バッテリ１６の電力を供給する。一方、モータジェネレータ４２の回生時に、インバータ３２に発生する２次電圧Ｖ２を１次電圧Ｖ１である高電圧Ｖｈに降圧して高圧バッテリ１６を充電する。

他方の昇降圧コンバータ２２は、基本的には、高圧バッテリ１６の高電圧Ｖｈの電力を、降圧した低電圧Ｖｂの電力に変換し、ヒューズ５０を介して、低電圧（低圧バッテリ電圧又はバッテリ電圧ともいう。）Ｖｂを発生する低圧バッテリ１８に供給し、該低圧バッテリ１８を充電する。

ＥＣＵ２０は、低圧バッテリ１８の電気的特性、例えば電流−電圧特性を取得する際に、昇降圧コンバータ２２を低圧バッテリ１８側から高圧バッテリ１６側に通過する電流Ｉｓｕｄｃ２の大きさを制御する昇圧制御を行うように昇圧比を設定する。昇圧比を大きくすると、低圧バッテリ１８側から高圧バッテリ１６側に通過する電流Ｉｓｕｄｃ２が大きくなるので、ＥＣＵ２０は、電流Ｉｓｕｄｃ２の波形又はバッテリ電流Ｉｂの波形が所望の波形となるように昇圧比を制御する。

低圧バッテリ１８は、低電圧Ｖｂの電力を、走行系負荷５１に直接供給するとともに、ヒューズ５０を介して快適装備系負荷５２に供給する。

低電圧Ｖｂで駆動される走行系負荷５１は、例えば、電動パワーステアリング装置のモータ、ワイパーモータ等の車両１０の走行のために必須の負荷であり、低圧バッテリ１８から走行系負荷電流Ｉｒが供給される。

快適装備系負荷５２は、例えば、ラジオやオーディオ装置等のＡＶ機器や空調装置を含む非走行系負荷であり、低圧バッテリ１８から快適装備系負荷電流Ｉｃが供給される。

低圧バッテリ１８には、バッテリ電圧Ｖｂ及びバッテリ電流Ｉｂを検知する電圧センサ５３及び電流センサ５４が取り付けられている。バッテリ電圧Ｖｂ及びバッテリ電流Ｉｂは、ＥＣＵ２０により取得される。

なお、図１中、太い実線は機械連結を示し、二重実線は電力配線を示し、細い実線は制御線を示している。

［車両１０の全体動作及び内燃機関１２の始動動作］
ここで、シリーズパラレル式ハイブリッド車両である車両１０の公知の動作について簡単に説明する。車両１０は、（ａ）ＥＶドライブモードと、（ｂ）エンジンドライブモードと、（ｃ）ハイブリッドドライブモードでの走行が可能である。

（ａ）ＥＶドライブモードでは、ＥＣＵ２０により駆動システム４４が開放され、内燃機関１２及びモータジェネレータ４１が停止される。

一方、高圧バッテリ１６の電力により昇降圧コンバータ２１（昇圧制御）及びインバータ３２を通じて、モータジェネレータ４２が電動機として駆動（力行運転）される。車両１０の制動時には、モータジェネレータ４２の回生電力がインバータ３２及び昇降圧コンバータ２１（降圧制御）を通じて高圧バッテリ１６を充電する。

（ｂ）エンジンドライブモードでは、ＥＣＵ２０により駆動システム４４が締結され、基本的には、モータジェネレータ４１、４２が停止され、内燃機関１２により車輪４８が駆動されるが、状況に応じてモータジェネレータ４２による車輪４８の駆動を加えたり、モータジェネレータ４１による発電を行ったりする。

ここで、車両１０の内燃機関１２の始動について説明する。ＥＣＵ２０の制御下に、イグニッションがＯＮになると、高圧バッテリ１６の直流電力が昇降圧コンバータ２１及びインバータ３１を通じて交流電力に変換されて、モータジェネレータ４１を（モータとして）回転させる。

該モータジェネレータ４１の回転により内燃機関１２のクランクシャフトを回転駆動（クランキング）して内燃機関１２を始動（スタート）させる。

すなわち、内燃機関１２は、高圧バッテリ１６の電力により、モータジェネレータ４１を、いわゆるスタータモータとして作動させることで始動する。

後に比較例１として説明するように、内燃機関のみにより車輪が駆動されるコンベンショナルな内燃機関自動車では、始動時（イグニッションＯＮ時）に、低圧バッテリ１８の電力によりスタータモータを回して、内燃機関を作動させるので、この始動時の低圧バッテリ１８から持ち出される電流をモニタすることにより低圧バッテリ１８の電気的特性を取得することができる。しかし、始動時に高電圧Ｖｈが印加されているモータジェネレータ４１により内燃機関１２を始動させるハイブリッド自動車では、始動時に低圧バッテリ１８の電気的特性を取得することができない。

（ｃ）ハイブリッドドライブモードでは、ＥＣＵ２０により駆動システム４４が開放され、シリーズ式ハイブリッドとして機能する。すなわち、基本的には、ＥＣＵ２０の制御下に内燃機関１２が始動される。この場合、内燃機関１２の回転動力によりモータジェネレータ４１を発電機として駆動し、該モータジェネレータ４１の発電電力で、インバータ３１、及びインバータ３２を通じてモータジェネレータ４２の駆動を行う。

モータジェネレータ４１で発生した発電電力の中、余剰の発電電力は、インバータ３１、昇降圧コンバータ２１（降圧制御）を介して高圧バッテリ１６に充電される。逆に、駆動に必要な出力が大きく、エンジン駆動のみでは効率が悪くなる場合は、高圧バッテリ１６の電力をも利用し、昇降圧コンバータ２１（昇圧制御）及びインバータ３２を介してモータジェネレータ４２を駆動する。

［低圧バッテリ１８の劣化度合い取得動作］
［第１実施例］
図２のタイムチャートを参照して第１実施例を説明する。

時点ｔ０〜時点ｔ１の期間では内燃機関１２が停止している、いわゆるイグニッションオフ（ＩＧＯＦＦ）の期間である。

繁雑さを避けるために、このＩＧＯＦＦ期間では、低圧バッテリ１８からのバッテリ電流Ｉｂの流出（放電）及び流入（充電）はないものとしている。従って、バッテリ電圧Ｖｂは、開放電圧Ｖｏｃｖ（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）になっている。

時点ｔ１〜時点ｔ２の間で、イグニッションＯＮの要求が発生したものとする。このイグニッションＯＮ（ＩＧＯＮ）要求期間では、低圧バッテリ１８から快適装備系負荷電流Ｉｃに相当するバッテリ電流Ｉｂ＝Ｉｂｃが流れているものとする。バッテリ電流Ｉｂｃの供給により低圧バッテリ電圧Ｖｂが、開放電圧Ｖｏｃｖから降下電圧Ｖｃ分降下したバッテリ電圧Ｖｂ＝Ｖｂｃ＝Ｖｏｃｖ−Ｖｃになる。

ここで、降下電圧Ｖｃは、低圧バッテリ１８の内部抵抗をｒｂとすると、Ｖｃ＝Ｉｂｃ×ｒｂになる。
時点ｔ２〜時点ｔ４間は、内燃機関１２のスタート（ＳＴＡＲＴ）期間とされる。

このとき、ＥＣＵ２０は、時点ｔ２〜時点ｔ４（積極的劣化度合取得期間Ｔｉ）の間で、昇降圧コンバータ２２の昇圧比を可変する昇圧制御を行うことで、低圧バッテリ１８側から高圧バッテリ１６側に流れ込む電流Ｉｓｕｄｃ２を一旦大きな電流Ｉｓｕｄｃ２ｍに設定した後、ゼロ値まで徐々に値が小さくなるように可変する。

これに伴い、低圧バッテリ１８から流れでる放電電流であるバッテリ電流Ｉｂは、大きな放電電流Ｉｂ１（Ｉｂ１＝Ｉｓｕｄｃ２ｍ）からゼロ値まで徐々に値が小さくなる放電電流Ｉｂ２、放電電流Ｉｂ３とされる。

例えば、この３点の放電電流Ｉｂ１、Ｉｂ２、Ｉｂ３を、電流センサ５４を通じてＥＣＵ２０で取得するとともに、この３点でのバッテリ電圧Ｖｂを電圧センサ５３を通じてＥＣＵ２０でバッテリ電圧Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３として取得する。

一方、時点ｔ２から遅延時間Ｔｄ後の時点ｔ３〜時点ｔ４の間で高圧バッテリ１６の電力によりモータジェネレータ４１に始動電流Ｉｓｔａｒｔが供給され、内燃機関１２が始動し、時点ｔ４以降、内燃機関１２は、準備完了（ＲＥＡＤＹ）状態とされる。

時点ｔ４以降、昇降圧コンバータ２２は、高圧バッテリ１６から低圧バッテリ１８側に電流Ｉｓｕｄｃ２を供給し、バッテリ電圧Ｖｂは、時点ｔ５の開放電圧Ｖｏｃｖを経由して、上昇し、その後、この例では、一定電圧に至る。

図３は、ＥＣＵ２０での低圧バッテリ１８の電気的特性（バッテリ特性）を推定するための電流−電圧特性を示している。

電流電圧座標（Ｉｂ，Ｖｂ）上に、開放電圧Ｖｏｃｖ（０，Ｖｏｃｖ）と、快適装備系電流電圧（Ｉｂｃ，Ｖｂｃ）の他、時点ｔ２〜時点ｔ４での積極的劣化度合取得期間Ｔｉ（図２）での電流電圧（Ｉｂ１，Ｖｂ１）、（Ｉｂ２，Ｖｂ２）、（Ｉｂ３，Ｖｂ３）をプロットし、実線で示すバッテリ特性を推定している。破線は実際のバッテリ特性である。

図４に示すように、この第１実施例によれば、イグニッションＯＮ時に、昇降圧コンバータ２２を逆方向に制御し、すなわち、低圧バッテリ１８側から高圧バッテリ１６側に電流Ｉｓｕｄｃ２を逆流させ、且つバッテリ電流Ｉｂの放電電流を放電電流Ｉｂ１からゼロ値まで電流Ｉｂ２、電流Ｉｂ３等と徐々に低下させ、電流センサ５４で検知した放電電流Ｉｂ１、Ｉｂ２、Ｉｂ３、及び該放電電流でのバッテリ電圧Ｖｂ１、Ｖｂ２、Ｖｂ３を電圧センサ５３で検知することで、バッテリ特性（図３の実線のバッテリ特性）を高精度に推定することができる。

実線で示したバッテリ特性（推定）から低圧バッテリ１８の劣化、特に、内部抵抗の上昇を正確に見積もることができる。なお、内部抵抗の正常値及び経時変化は、ＥＣＵ２０内に記憶されている。内部抵抗が大きくなると、バッテリ特性の傾斜（ΔＶｂ／ΔＩｂ）が急になる。換言すれば、同じバッテリ電流（放電電流）Ｉｂであってもバッテリ電圧Ｖｂの電圧降下が大きくなる。

図３に示すように、この第１実施例によれば、走行系負荷５１を使用する場合の常用域である、低圧バッテリ１８の使用領域Ａｄの高電流域での推定精度を改善することができる。

しかも、内燃機関１２の始動に使用するエネルギを、低圧バッテリ１８からの放電電流Ｉｂとして供給できるので、高圧バッテリ１６のエネルギを内燃機関１２の始動用として保留しておく必要がない。

なお、使用領域Ａｄは、車両１０のアイドルストップの許否（特性が劣化している場合には、アイドルストップを禁止する。）を判定する領域でもあり、自動運転の許否を判定する（使用領域Ａｄでの特性が劣化している場合には、自動運転を許可しない。）領域でもある。

［第２実施例］
図５のタイムチャートを参照して第２実施例を説明する。

図５のタイムチャート上で用いている符号に関し、図２のタイムチャート上で用いている符号と同じもの又は対応するものには同一の符号を付けている。

この第２実施例によれば、イグニッションＯＮ時に、昇降圧コンバータ２２を逆方向と通常方向で交互に切替制御し、すなわち、低圧バッテリ１８側と高圧バッテリ１６側とで電流Ｉｓｕｄｃ２を減衰振動的に変動させることで、走行系負荷５１の実際の使用条件（実走行時）に近似した条件でバッテリ特性（図３参照）を推定することができる。

より具体的には、低圧バッテリ１８から高圧バッテリ１６へ供給される電流Ｉｓｕｄｃ２（＝Ｉｂ）が、最初に放電方向で大きい値（放流電流Ｉｂ１）となるように設定された後に、充電方向、放電方向（放流電流Ｉｂ２）、充電方向、放電方向（放流電流Ｉｂ３）、…と流れる方向を変更しつつ小さい値（放流電流Ｉｂ３）まで減衰していることから、充電方向時には、高圧バッテリ１６側から低圧バッテリ１８側に電流がもどされるので、低圧バッテリ１８の残容量の低下を抑制することができる。

［まとめ及び比較例］
以上説明したように上述した実施形態に係る低圧バッテリ１８の劣化検知システムは、高圧負荷であるモータジェネレータ４２等に接続される高電圧Ｖｈの高圧バッテリ１６と、低圧負荷である走行系負荷５１及び快適装備系負荷５２に接続される低電圧Ｖｂの低圧バッテリ１８と、高圧バッテリ１６と低圧バッテリ１８との間に設けられ、低電圧Ｖｂを高電圧Ｖｈに昇圧するか、高電圧Ｖｈを低電圧Ｖｂに降圧する昇降圧コンバータ２２と、該昇降圧コンバータ２２の昇降圧を制御する昇降圧制御手段、低圧バッテリ１８の電気的特性を取得する電気的特性取得手段、及び低圧バッテリ１８の劣化度合を取得する劣化度合取得手段として機能するＥＣＵ２０と、を備える。

ＥＣＵ２０は、昇降圧コンバータ２２の昇圧制御を行って低圧バッテリ１８から高圧バッテリ１６に放電電流Ｉｓｕｄｃ２の供給を行い、該放電電流Ｉｓｕｄｃ２を供給中の、低圧バッテリ１８の電気的特性を取得し、該電気的特性に基づいて低圧バッテリ１８の劣化度合いを取得する際に、昇降圧コンバータ２２の昇圧比を可変する。

このように、低圧バッテリ１８の劣化度合を判定する際に、昇降圧コンバータ２２の昇圧比を可変する昇圧制御を行って低圧バッテリ１８から高圧バッテリ１６に電流Ｉｓｕｄｃ２の供給を行い、該電流Ｉｓｕｄｃ２を供給中の、低圧バッテリ１８の前記電気的特性に基づいて低圧バッテリ１８の劣化度合いを取得するようにしたので、低圧バッテリ１８が低圧負荷（快適装備系負荷５２と走行系負荷５１）に低電圧であるバッテリ電圧Ｖｂを印加するバッテリであるにも拘わらず、低圧バッテリ１８の使用領域Ａｄを含む広い範囲で電気的特性を取得することができ、劣化度合（電気的特性）の取得精度を向上できる。

ＥＣＵ２０は、昇降圧コンバータ２２の昇圧比を可変する際、低圧バッテリ１８から高圧バッテリ１６へ供給される電流Ｉｓｕｄｃ２が、最初に大きい値（Ｉｓｕｄｃ２ｍ）となるように設定した後、徐々に小さい値になるように設定することで、使用領域Ａｄを含む広い範囲での電気的特性を確実に得ることができる（図２）。

あるいは、ＥＣＵ２０は、前記電流Ｉｓｕｄｃ２を大きい値から前記小さい値に減衰振動的に変化させるように前記昇圧比を設定することで、低圧負荷、特に走行系負荷５１が車両１０の実走行時に大小変化する状況に的確に対応した電気的特性を取得することができる（図３）。
この場合、低圧バッテリ１８から高圧バッテリ１６へ供給される電流Ｉｓｕｄｃ２が、最初に放電方向で大きい値の放電電流Ｉｂ１となるように設定された後に、充電方向、放電方向（放電電流Ｉｂ２）、充電方向、放電方向（放電電流Ｉｂ３）…と流れる方向を変更しつつ小さい値まで減衰していることから、充電方向時には、高圧バッテリ１６側から低圧バッテリ１８側に電流Ｉｓｕｄｃ２がもどされるので、低圧バッテリ１８の残容量の低下を抑制することができる。

［車両］
上記した低圧バッテリの劣化検知システムが搭載された車両１０は、図１に示したように、内燃機関１２と、該内燃機関１２の始動時に、高圧バッテリ１６から電力が供給されてクランクシャフトを回転駆動する回転電機としてのモータジェネレータ４１と、を備え、昇降圧制御手段としてのＥＣＵ２０は、内燃機関１２のモータジェネレータ４１による始動時に、昇降圧コンバータ２２の昇圧比（Ｖｈ／Ｖｂ）を可変して、前記昇圧制御を行い、低圧バッテリ１８から高圧バッテリ１６に電流Ｉｓｕｄ２（バッテリ電流Ｉｂ、、図２等参照）の供給を行うことで、該高圧バッテリ１６を充電し、電気的特性取得手段としてのＥＣＵ２０は、前記電流Ｉｓｕｄ２（バッテリ電流Ｉｂ）を供給中の低圧バッテリ１８の前記電気的特性を取得し、劣化度合取得手段としてのＥＣＵ２０は、該電気的特性に基づいて低圧バッテリ１８の劣化度合いを取得する。

なお、車両１０は、時点ｔ２〜時点ｔ３の間でバッテリ電流Ｉｂにより充電された高圧バッテリ１６の電力、及び時点ｔ３〜時点ｔ４の間でのバッテリ電流Ｉｂの電力による始動電流Ｉｓｔａｒｔを、第１昇降圧コンバータ２１、及び第１インバータ（ＩＮＶ１）３１を通じて第１モータジェネレータ（ＭＧ１）４１に供給し、該第１モータジェネレータ４１（ＭＧ１）を回転駆動する。第１モータジェネレータ（ＭＧ１）４１の回転により内燃機関１２が始動する。

このように、始動時に、低圧バッテリ１８の電気的特性を取得するための高圧バッテリ１６への充電電力（低圧バッテリ１８から高圧バッテリ１６への時点ｔ２〜時点ｔ３、ｔ４までの充電電力）を、内燃機関１２の始動用｛図２、図５のスタート電流Ｉｓｔａｒｔ（高圧バッテリ１６）｝に利用できるので、高圧バッテリ１６に始動用の電力を確保しておく必要がない。

ここで、前記低圧負荷は、低圧バッテリ１８に直接接続される走行系負荷５１と、低圧バッテリ１８から遮断手段、例えばヒューズ５０を介して接続されるとともに、昇降圧コンバータ２２の低圧側に接続される非走行系負荷としての快適装備系負荷５２とに、分けられる。

この場合、ＥＣＵ２０は、前記電流値を大きい値から小さい値に減衰振動的に変化させるように前記昇圧比を設定する際、車両１０の走行系負荷５１の電流Ｉｒの実走行時の変動量に基づいて減衰振動させる。

このように、走行系負荷５１の電流Ｉｒの実走行時の変動量に基づき、低圧バッテリ１８から高圧バッテリ１６に供給される電流Ｉｓｕｄｃ２を減衰振動させているので、走行系負荷５１が大小変化する状況に的確に対応した電気的特性を取得することができる。

なお、ヒューズ５０が遮断したとしても、走行系負荷５１は、低圧バッテリ１８により動作させることができる。この場合、内燃機関１２は、高圧バッテリ１６の電力により始動させることができる。

［比較例１］
図６は、比較例１に係るコンベンショナル内燃機関自動車（エンジン車両）のスタータモータによる始動状態を説明するタイムチャートであり、時点ｔ２にて低圧バッテリからスタータモータに始動電流Ｉｓｔａｒｔ（放電電流Ｉｂｓ）を供給した状態を示している。なお、図６には、エンジン始動後の時点ｔ４からのオルタネータ電流Ｉａｃｇも描いている。

この比較例１では、始動電流Ｉｓｔａｒｔを供給しているとき、バッテリ電流Ｉｂは、始動電流Ｉｓｔａｒｔに対応した大きな放電電流Ｉｂｓが流れることから、バッテリ電圧Ｖｂも大きな電圧降下を発生して、バッテリ電圧Ｖｂｓまで低下する。

図７は、低圧バッテリ１８の電気的特性（バッテリ特性）を推定するための比較例１に係る電流−電圧特性を示している。

この図６、図７例では、始動電流Ｉｓｔａｒｔが流れる時間が一瞬であって、積極的劣化度合取得期間Ｔｊ内での大電流側のプロットが１点であり少ないことから第１実施例及び第２実施例に比較して、電流−電圧特性の測定精度が良くない。

［比較例２］
図８は、比較例２に係るハイブリッド車両のエンジン始動状態を説明するタイムチャートであり、時点ｔ２にて高圧バッテリ１６からエンジン始動電流Ｉｓｔａｒｔを供給した状態を示している。

この比較例２に係るハイブリッド車両では、エンジン始動時ｔ２〜ｔ３の電流が低圧バッテリから流れでないで、高圧バッテリから始動電流Ｉｓｔａｒｔが供給されるため、エンジン始動時ｔ２〜ｔ３の電流Ｉｂｑが、イグニッションＯＮ時の電流Ｉｂｃ（快適装備系負荷電流）と略同値であり、図９に示すように、低圧バッテリ１８の使用領域Ａｄの高電流域での推定精度が悪いことが分かる。

なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…車両 １２…内燃機関（エンジン）
１６…高圧バッテリ １８…低圧バッテリ
２０…ＥＣＵ ２２…昇降圧コンバータ
４２…モータジェネレータ ５１…走行系負荷
５２…快適装備系負荷

Claims (5)

1. 高圧負荷に高電圧を印加する高圧バッテリと、
   低圧負荷に低電圧を印加する低圧バッテリと、
   前記高圧バッテリと前記低圧バッテリとの間に設けられ、前記低電圧を前記高電圧に昇圧するか、前記高電圧を前記低電圧に降圧する昇降圧コンバータと、
   該昇降圧コンバータの昇降圧を制御する昇降圧制御手段と、
   前記低圧バッテリの電気的特性を取得する電気的特性取得手段と、
   前記低圧バッテリの劣化度合を取得する劣化度合取得手段と、
   を備え、
   前記昇降圧制御手段は、前記昇降圧コンバータの昇圧制御を行って前記低圧バッテリから前記高圧バッテリに電流の供給を行い、
   前記電気的特性取得手段は、前記電流が供給されているときに、前記低圧バッテリの前記電気的特性を取得し、
   前記劣化度合取得手段は、前記電気的特性に基づいて前記低圧バッテリの劣化度合いを取得し、
   前記昇降圧制御手段は、前記電流の供給を行う際に、前記昇降圧コンバータの昇圧比を可変する
   ことを特徴とする低圧バッテリの劣化検知システム。
2. 請求項１に記載の低圧バッテリの劣化検知システムにおいて、
   前記昇降圧制御手段は、
   前記昇降圧コンバータの昇圧比を可変する際、
   前記低圧バッテリから前記高圧バッテリへ供給される電流が、徐々に小さい値になるように設定する
   ことを特徴とする低圧バッテリの劣化検知システム。
3. 請求項２に記載の低圧バッテリの劣化検知システムにおいて、
   前記昇降圧制御手段は、
   前記電流を大きい値から前記小さい値に減衰振動的に変化させるように前記昇圧比を設定する
   ことを特徴とする低圧バッテリの劣化検知システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の低圧バッテリの劣化検知システムが搭載された車両であって、
   該車両は、
   内燃機関と、
   該内燃機関の始動時に、前記高圧バッテリから電力が供給されてクランクシャフトを回転駆動する回転電機と、を備え、
   前記高圧バッテリの電力により前記回転電機を回転駆動して前記内燃機関を始動する前記始動時に、前記昇降圧制御手段は、前記昇降圧コンバータの昇圧比を可変して、前記昇圧制御を行い、前記低圧バッテリから前記高圧バッテリに電流の供給を行うことで、該高圧バッテリを充電し、前記電気的特性取得手段は、前記電流を供給中の前記低圧バッテリの前記電気的特性を取得し、前記劣化度合取得手段は、該電気的特性に基づいて前記低圧バッテリの劣化度合いを取得する
   ことを特徴とする車両。
5. 請求項４に記載された車両において、
   前記低圧負荷は、
   前記低圧バッテリに直接接続される走行系負荷と、
   前記低圧バッテリから遮断手段を介して接続されるとともに、前記昇降圧コンバータの低圧側に接続される非走行系負荷とに、分けられ、
   前記昇降圧制御手段は、
   前記電流値を大きい値から小さい値に減衰振動的に変化させるように前記昇圧比を設定する際、前記走行系負荷の電流値の実走行時の変動量に基づいて減衰振動させる
   ことを特徴とする車両。

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