JP3839382B2 - 車載蓄電装置の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば１２ボルトの鉛蓄電池等の車載蓄電装置の制御装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば１２ボルトの鉛蓄電池等の各種の車載電気機器を駆動するための車載バッテリの端子間電圧を検出し、この端子間電圧の低下量と、この電圧低下状態の継続時間との積の累積値に基づいてバッテリ放電量を算出し、算出したバッテリ放電量が所定放電量を超えた場合に、内燃機関により駆動されて車載バッテリを充電する発電機の発電動作を停止あるいは発電量を低下させる制御の実行を解除する車両用発電制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２１２９８６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような従来技術の一例に係る車両用発電制御装置において、バッテリ放電量は、端子間電圧の低下量と電圧低下状態の継続時間との積の累積値に基づき算出されることから、車載バッテリの端子間電圧が低下したときに、バッテリ放電量が低下したと判断されることになる。
しかしながら、例えば１２ボルトの鉛蓄電池等においては、バッテリ放電量つまり車載バッテリにおける消費電力が低下することに伴い、例えば発電機による発電動作が停止され、車載バッテリに対する充電が停止された時点以降においても、直ちに端子間電圧が低下すること無しに、適宜の時間が経過した後に端子間電圧が低下傾向に変化する場合がある。
【０００５】
この場合、検出される車載バッテリの端子間電圧の時間変化と、実際の車載バッテリの放電状態の時間変化との間には適宜の時間差が生じるため、放電状態の時間変化を精度良く推定することができなくなるという問題が生じる。そして、このように車載バッテリの放電状態の時間変化に対する推定精度が低下すると、車載バッテリを充電する発電機の発電動作を適切に制御することが困難となって、例えば過剰な頻度で車載バッテリが過放電状態となることで、車載バッテリの寿命が短命化してしまったり、内燃機関の出力によって過剰に発電動作が実行されることで、車両の燃費を向上させることができなくなるという問題が生じる。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車載蓄電装置に劣化が生じることを抑制して、適切な充電を行うことが可能な蓄電装置の制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置は、車両（例えば、実施の形態での車両１）の駆動源としての内燃機関（例えば、実施の形態での内燃機関１１）と、モータ（例えば、実施の形態での交流発電機１４）と、蓄電装置（例えば、実施の形態でのバッテリ１３）と、車両の消費電力を検出する消費電力検出手段（例えば、実施の形態での電流センサ１５）と、前記消費電力検出手段により検出される前記消費電力に応じて、前記内燃機関の出力または車両の運動エネルギーの一部を前記モータにより電気エネルギーに変換し、該電気エネルギーを前記蓄電装置に蓄電させる充電モードの実行および停止を制御する充電制御手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０１およびステップＳ０５およびステップＳ０９）と、前記蓄電装置の端子間電圧（例えば、実施の形態での端子間電圧ＶＢ）を検出する端子間電圧検出手段（例えば、実施の形態での電圧センサ１６）と、前記充電制御手段により前記充電モードの実行から停止へと切り替えられた時点以降において、前記端子間電圧検出手段により検出される前記端子間電圧が所定電圧（例えば、実施の形態でのモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ）以上となる継続時間（例えば、実施の形態での時刻ｔ１〜時刻ｔ２）を検出する電圧継続時間検出手段（例えば、実施の形態でのステップＳ１０）と、前記継続時間検出手段により検出される前記継続時間に応じて、前記充電モードの停止を継続させる停止継続時間（例えば、実施の形態での継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値）を設定する停止継続時間設定手段（例えば、実施の形態でのステップＳ１１）と、前記充電モードの停止の継続時間（例えば、実施の形態での時刻ｔ２〜時刻ｔ３）が、前記停止継続時間設定手段により設定される前記停止継続時間に到達した時点（例えば、実施の形態での時刻ｔ３）で、前記消費電力検出手段により検出される前記消費電力に関わらず、前記充電モードの停止から実行へと切り替える充電モード実行手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０８）とを備えることを特徴としている。
【０００７】
上記構成の車載蓄電装置の制御装置によれば、例えば消費電力検出手段により検出される車両の消費電力が所定消費電力よりも小さくなることで、例えば１２ボルトの鉛蓄電池等の蓄電装置に対する充電つまり充電モードの実行が停止されたときに、端子間電圧検出手段により検出される蓄電装置の端子間電圧が所定電圧以上となる状態においては、例えば、蓄電装置の放電状態つまり蓄電装置の残容量が所定の残容量以上であると判断して、停止継続時間設定手段は、電圧継続時間検出手段により検出される継続時間が長くなるほど、充電モードの停止を継続させる停止継続時間を長くするように設定する。
これにより、蓄電装置の放電状態に応じて、この蓄電装置を充電するモータの発電動作の実行または停止を適切に制御することができ、例えば過剰な頻度で蓄電装置が過放電状態となり、蓄電装置の寿命が短命化してしまったり、内燃機関の出力によって過剰に発電動作が実行されることで、車両の燃費が低下してしまうことを防止することができる。
上記構成の車載蓄電装置の制御装置によれば、例えば消費電力検出手段により検出される車両の消費電力が所定消費電力以上となることで、充電制御手段による充電モードが実行されることに加えて、充電モード実行手段は、消費電力検出手段により検出される消費電力に関わらず、例えば消費電力が所定消費電力よりも小さい状態であっても、充電モードの停止の継続時間が停止継続時間に到達した時点で充電モードを実行させる。
これにより、例えば消費電力が相対的に小さい状態で長時間に亘って充電モードが停止状態とされることで残容量が低下した場合であっても、適切に充電モードを実行させることができる。
【０００８】
さらに、請求項２に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置は、車両（例えば、実施の形態でのハイブリッド車両２）の駆動源としての内燃機関（例えば、実施の形態での内燃機関１１）およびモータ（例えば、実施の形態でのモータ２１）と、前記内燃機関の出力または車両の運動エネルギーの一部が前記モータにより変換されてなる電気エネルギーを蓄電する主蓄電装置（例えば、実施の形態でのメインバッテリ２５）と、前記主蓄電装置に接続された補助蓄電装置（例えば、実施の形態での補助バッテリ２２）と、車両の消費電力を検出する消費電力検出手段（例えば、実施の形態での電流センサ１５）と、前記消費電力検出手段により検出される前記消費電力に応じて、前記モータにより変換されてなる前記電気エネルギーまたは前記主蓄電装置から供給される電気エネルギーを前記補助蓄電装置に蓄電させる充電モードの実行および停止を制御する充電制御手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０１およびステップＳ０５およびステップＳ０９）と、前記補助蓄電装置の端子間電圧（例えば、実施の形態での端子間電圧ＶＢ）を検出する端子間電圧検出手段（例えば、実施の形態での電圧センサ１６）と、前記充電制御手段により前記充電モードの実行から停止へと切り替えられた時点以降において、前記端子間電圧検出手段により検出される前記端子間電圧が所定電圧（例えば、実施の形態でのモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ）以上となる継続時間（例えば、実施の形態での時刻ｔ１〜時刻ｔ２）を検出する電圧継続時間検出手段（例えば、実施の形態でのステップＳ１０）と、前記電圧継続時間検出手段により検出される前記継続時間に応じて、前記充電モードの停止を継続させる停止継続時間（例えば、実施の形態での継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値）を設定する停止継続時間設定手段（例えば、実施の形態でのステップＳ１１）と、前記充電モードの停止の継続時間（例えば、実施の形態での時刻ｔ２〜時刻ｔ３）が、前記停止継続時間設定手段により設定される前記停止継続時間に到達した時点（例えば、実施の形態での時刻ｔ３）で、前記消費電力検出手段により検出される前記消費電力に関わらず、前記充電モードの停止から実行へと切り替える充電モード実行手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０８）とを備えることを特徴としている。
【０００９】
上記構成の車載蓄電装置の制御装置によれば、例えば消費電力検出手段により検出される車両の消費電力が所定消費電力よりも小さくなることで、例えば１２ボルトの鉛蓄電池等の補助蓄電装置に対する充電つまり充電モードの実行が停止されたときに、端子間電圧検出手段により検出される補助蓄電装置の端子間電圧が所定電圧以上となる状態においては、例えば、補助蓄電装置の放電状態つまり補助蓄電装置の残容量が所定の残容量以上であると判断して、停止継続時間設定手段は、電圧継続時間検出手段により検出される継続時間が長くなるほど、充電モードの停止を継続させる停止継続時間を長くするように設定する。
これにより、補助蓄電装置の放電状態に応じて、この補助蓄電装置を充電する充電モードの実行または停止を適切に制御することができ、例えば過剰な頻度で補助蓄電装置が過放電状態となり、補助蓄電装置の寿命が短命化してしまったり、内燃機関の出力によって過剰にモータの発電動作が実行されることで、車両の燃費が低下してしまうことを防止することができる。
上記構成の車載蓄電装置の制御装置によれば、例えば消費電力検出手段により検出される車両の消費電力が所定消費電力以上となることで、充電制御手段による充電モードが実行されることに加えて、充電モード実行手段は、消費電力検出手段により検出される消費電力に関わらず、例えば消費電力が所定消費電力よりも小さい状態であっても、充電モードの停止の継続時間が停止継続時間に到達した時点で充電モードを実行させる。
これにより、例えば消費電力が相対的に小さい状態で長時間に亘って充電モードが停止状態とされることで残容量が低下した場合であっても、適切に充電モードを実行させることができる。
【００１２】
さらに、請求項３に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置では、前記停止継続時間設定手段は、前記電圧継続時間検出手段により検出される前記継続時間が所定下限閾継続時間（例えば、実施の形態での所定の第１カウンタ値Ｃ１）よりも小さい場合に前記停止継続時間をゼロに設定し、前記継続時間が所定上限閾継続時間（例えば、実施の形態での所定の第２カウンタ値Ｃ２）よりも大きい場合に前記停止継続時間を所定上限継続時間（例えば、実施の形態での所定の上限時間＃ＴＭＡＣＧ２）に設定することを特徴としている。
【００１３】
上記構成の車載蓄電装置の制御装置によれば、充電モードの実行が停止された時点以降において、停止継続時間設定手段は、端子間電圧検出手段により検出される端子間電圧が所定電圧以上となる状態の継続時間が所定下限閾継続時間よりも小さい場合には、例えば残容量が所定の残容量よりも小さいと判断して、充電モードの停止継続時間をゼロに設定する。
一方、端子間電圧が所定電圧以上となる状態の継続時間が所定上限閾継続時間よりも大きい場合には、例えば充電モードの停止が過剰に継続されて、過放電状態になることを防止するために、充電モードの停止継続時間を所定上限継続時間に設定する。
【００１４】
さらに、請求項４に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置は、前記停止継続時間設定手段により設定される前記停止継続時間を、前記充電制御手段により前記充電モードの実行から停止へと切り替えられた時点以降において前記端子間電圧検出手段により検出される前記端子間電圧が所定電圧以上となる継続時間での前記消費電力検出手段により検出される前記消費電力に応じて補正する停止継続時間補正手段（例えば、実施の形態でのステップＳ１０）を備えることを特徴としている。
【００１５】
上記構成の車載蓄電装置の制御装置によれば、停止継続時間補正手段は、例えば消費電力検出手段により検出される車両の消費電力が所定消費電力よりも小さくなることで、充電モードの実行が停止されたときに、例えば、端子間電圧検出手段により検出される蓄電装置の端子間電圧が所定電圧以上となる状態での消費電力が大きいほど、蓄電装置の放電状態つまり蓄電装置の残容量が大きいと判断して、充電モードの停止を継続させる停止継続時間を長くするように補正する。
これにより、より一層、詳細な制御が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る車載蓄電装置の制御装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による車載蓄電装置の制御装置１０は、例えば図１に示すように、内燃機関１１の駆動力を、例えばＣＶＴやマニュアルトランスミッション等の変速機１２を介して自車両の駆動輪Ｗ，Ｗに伝達する車両１に搭載され、各種補機類を駆動するための１２ボルトの鉛蓄電池等のバッテリ１３に対する充電動作を制御するものであって、バッテリ１３と、交流発電機１４と、電流センサ１５と、電圧センサ１６と、ＥＣＵ（電子演算装置）１７とを備えて構成されている。
【００１７】
内燃機関１１のクランク軸１１ａと交流発電機１４の回転軸１４ａとは、駆動力伝達部１８を介して接続されており、交流発電機１４は、駆動力伝達部１８を介して伝達される内燃機関１１の駆動力により発電可能とされている。
ここで、駆動力伝達部１８は、例えば、内燃機関１１のクランク軸１１ａと一体に設けられたクランク軸プーリ１８ａと、このクランク軸プーリ１８ａと対をなし、交流発電機１４の回転軸１４ａと一体に設けられた駆動軸プーリ１８ｂと、クランク軸プーリ１８ａおよび駆動軸プーリ１８ｂ間に掛け渡されたベルト１８ｃとを備えて構成されている。
すなわち、クランク軸プーリ１８ａおよび駆動軸プーリ１８ｂ間においては、ベルト１８ｃを介して内燃機関１１の駆動力が交流発電機１４へと伝達される。
【００１８】
バッテリ１３は交流発電機１４に接続されており、交流発電機１４はＥＣＵ１７からの制御指令を受けて内燃機関１１の駆動力により発電して得た交流電力を直流電力に整流し、バッテリ１３を充電する。
ＥＣＵ１７は、後述するように、車両の消費電力、例えば各種ランプや空調装置のコンプレッサ等の車載電気機器からなる負荷１８の平均消費電流ＥＬＡＶＥと、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢとに応じて、バッテリ１３に対する充電、つまり交流発電機１４の発電動作を制御する。
【００１９】
例えば、ＥＣＵ１７は、バッテリ１３に対する充電を行う際に、交流発電機１４の発電により得られる直流電圧が１４．５Ｖとなるような充電モードを設定し、バッテリ１３に対する充電を行わない場合に、交流発電機１４の発電により得られる直流電圧が１２．５Ｖとなるような充電停止モードを設定する。
なお、交流発電機１４に対しては、例えば、通常状態において充電モードが設定され、ＥＣＵ１７からの制御指令に応じて充電停止モードが設定されるようにされており、交流発電機１４に対する制御を実行するか否かを示す制御指令ＡＣＧＣ・ＤＶＣがＯＦＦとされることで充電モードが設定され、制御指令ＡＣＧＣ・ＤＶＣがＯＮとされることで充電停止モードが設定される。
【００２０】
このため、ＥＣＵ１７には、電流センサ１５から出力されるバッテリ１３から負荷１８への電流つまり負荷１８の平均消費電流ＥＬＡＶＥの検出信号と、電圧センサ１６から出力されるバッテリ１３の端子間電圧の検出信号等とが入力されている。
【００２１】
本実施形態による車載蓄電装置の制御装置１０は上記構成を備えており、次に、この車載蓄電装置の制御装置１０の動作、特に、バッテリ１３を充電する交流発電機１４の動作制御について添付図面を参照しながら説明する。
なお、以下の処理は、例えば所定時間毎（例えば、２００ｍｓ毎等）に繰り返し実行されるように設定されている。
【００２２】
先ず、図２に示すステップＳ０１においては、負荷１８の平均消費電流ＥＬＡＶＥが所定電流値＃ＥＬ１（例えば、所定のヒステリシスを有するハイ側２１Ａ、ロー側１７Ａ程度の値）以上か否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０２に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０６に進む。なお、所定電流値＃ＥＬ１は、例えば所定のヒステリシスを有する値とされている。
ステップＳ０２においては、充電モードから充電停止モードへの移行に対する遅延時間を設定する移行遅延時間減算タイマＴＡＣＧ１のタイマ値に所定の移行遅延タイマ値＃ＴＭＡＣＧ１（例えば、４．０ｓ程度の値）を設定する。
【００２３】
次に、ステップＳ０３においては、充電停止モードの継続時間を設定する継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値にゼロを設定する。
そして、ステップＳ０４においては、充電モードから充電停止モードへの移行以後において、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢが所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ（例えば、所定のヒステリシスを有するハイ側１３．０Ｖ、ロー側１２．８Ｖ程度の値）以上となる継続時間を設定する高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値にゼロを設定する。
そして、ステップＳ０５においては、制御指令ＡＣＧＣ・ＤＶＣにＯＦＦを設定して充電モードとし、１２ボルト系の負荷１８の消費電力が相対的に高いことを示すフラグＦ＿ＤＶのフラグ値に「１」を設定して、一連の処理を終了する。
【００２４】
また、ステップＳ０６においては、移行遅延時間減算タイマＴＡＣＧ１のタイマ値がゼロか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０３に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０７に進む。
【００２５】
ステップＳ０７においては、端子間電圧ＶＢが、所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ（例えば、所定のヒステリシスを有するハイ側１３．０Ｖ、ロー側１２．８Ｖ程度の値）以上か否かを判定する。
ステップＳ０７での判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０８に進む。一方、ステップＳ０７での判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０に進む。
【００２６】
ステップＳ０８においては、継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値がゼロか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ０４に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０９に進む。
ステップＳ０９においては、制御指令ＡＣＧＣ・ＤＶＣにＯＮを設定して充電停止モードとし、１２ボルト系の負荷１８の消費電力が相対的に低いことを示すフラグＦ＿ＤＶのフラグ値に「０」を設定して、一連の処理を終了する。
【００２７】
また、ステップＳ１０においては、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値に１を加算して得たカウンタ値を、新たに高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値に設定する。
そして、ステップＳ１１においては、例えば図３に示すように、所定の第１カウンタ値Ｃ１（＞０）から所定の第２カウンタ値Ｃ２（＞Ｃ１）の範囲において、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値の増大に伴って、例えばゼロから所定の上限時間＃ＴＭＡＣＧ２（例えば、６０ｓ程度の値）まで増加傾向に変化するように設定された継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値のテーブルを、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値に基づいてテーブル検索し、継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値を設定し、上述したステップＳ０９に進む。
【００２８】
例えば図４（ａ）に示すように、例えば電流センサ１５から出力される検出信号に基づく平均消費電流ＥＬＡＶＥが所定電流値＃ＥＬ１よりも小さくなる等によって、車両１の消費電力が所定電力＃ＷＣ以下となる時刻ｔ１においては、例えば図４（ｄ）に示すように、交流発電機１４の動作モードが充電モードから充電停止モードへと切り替えられる。
このとき、例えば図４（ｂ）に示すように、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢは、例えば充電モードの停止に同期して低下傾向に変化するのではなく、所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ以上となる状態が適宜の期間に亘って維持される。
ここで、例えば図４（ｃ）に示すように、時刻ｔ１以降において、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢが所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ以上となる継続時間に亘って、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値が加算されることで、このカウンタ値に応じた継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値が増加傾向に更新される。
【００２９】
そして、例えば図４（ｂ）に示すように、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢが所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ以下となる時刻ｔ２において、例えば図４（ｃ）に示すように、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値の加算処理が停止され、これに伴い、継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値の更新処理が停止され、この時点で設定されているタイマ値が継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値に設定される。
これにより、時刻ｔ２以降において継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値が減算され、ゼロに到達する時刻ｔ３において、例えば図４（ｄ）に示すように、充電停止モードの継続が停止され、充電停止モードから充電モードへと切り替えられる。そして、この切替処理に伴い、例えば図４（ｂ）に示すように、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢが所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ以上となる。
【００３０】
本実施の形態による車載蓄電装置の制御装置１０によれば、充電モードから充電停止モードへの切替以後における充電停止モードの継続時間は、この切替以後においてバッテリ１３の端子間電圧ＶＢが所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ以上となる継続時間に応じて設定されており、この継続時間はバッテリ１３の残容量に応じて変化することから、バッテリ１３の残容量に応じて充電停止モードの継続時間を適切に設定することができる。これにより、例えば過剰な頻度でバッテリ１３が過放電状態となり、バッテリ１３の寿命が短命化してしまったり、内燃機関１１の出力によって過剰に発電動作が実行されることで、車両１の燃費が低下してしまうことを防止することができる。
【００３１】
しかも、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値に対して、継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値をテーブル等において適宜に設定可能であり、例えば高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値が所定の第１カウンタ値Ｃ１以下の場合に、継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値をゼロに設定することによって、過剰に短い時間間隔で頻繁に充電モードと充電停止モードとの切替が実行されてしまうことを防止することができる。
一方、例えば高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値が所定の第２カウンタ値Ｃ２以上の場合に、継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値を所定の上限時間＃ＴＭＡＣＧ２に設定することによって、例えば専用の装置等を設けること無しに、適宜のタイミングで充電停止モードの継続を終了させることができる。
【００３２】
なお、上述した本実施の形態においては、ステップＳ１０において、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値に１を加算するとしたが、これに限定されず、例えば図５に示す本実施形態の変形例に係るステップＳ１０のように、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値に、例えば車両１の消費電力に応じて設定される加算値ＣＶＢＷＣを加算して得たカウンタ値を、新たに高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値に設定してもよい。
ここで、加算値ＣＶＢＷＣは、例えば図６に示すように、車両１の消費電力ＷＣの増加に伴い、増加傾向に変化するように設定される。
【００３３】
例えば、図７（ａ）に示すように、時刻ｔ１以降において、車両１の消費電力が所定電力＃ＷＣ以下となり、例えば通常時の消費電力＃ＷＣ１（図７（ａ）の破線）よりも大きな消費電力＃ＷＣ２（図７（ａ）の実線）となった場合には、例えば図７（ｂ）に示すように、時刻ｔ１以降において、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢが所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ以上となる継続時間（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）に亘って、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値が、通常時の加算値（例えば、１等）よりも大きな加算値ＣＶＢＷＣによって加算される。
これにより、例えば図７（ｃ）に示すように、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値に応じた継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値が、通常時（図７（ｃ）の破線）よりも大きな増大率で増加傾向に更新され（図７（ｃ）の実線）、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢが所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ以下となる時刻ｔ２において、継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値に、通常時におけるタイマ値＃ＴＡ１よりも大きな値のタイマ値＃ＴＡ２が設定される。
これにより、時刻ｔ２以降において継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値が減算され、ゼロに到達する時刻は、通常時の時刻ｔ３よりも遅延した時刻ｔ４となり、この時刻ｔ４において、例えば図７（ｄ）に示すように、充電停止モードの継続が停止され、充電停止モードから充電モードへと切り替えられる。そして、この切替処理に伴い、例えば図７（ｂ）に示すように、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢが所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ以上となる。
この場合には、消費電力ＷＣの値に応じて継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値が変更されることから、より一層、詳細な制御が可能となる。
【００３４】
なお、上述した本実施の形態においては、車載蓄電装置の制御装置１０は内燃機関１１を動力源とする車両１に搭載されるとしたが、これに限定されず、例えば図８に示す本実施形態の変形例に係る車載蓄電装置の制御装置２０のように、少なくとも内燃機関１１またはモータ２１の何れか一方の駆動力を、変速機１２を介して自車両の駆動輪Ｗ，Ｗに伝達するハイブリッド車両２に搭載されてもよい。
この場合、本実施形態の変形例に係る車載蓄電装置の制御装置２０は、各種補機類を駆動するための１２ボルトの鉛蓄電池等の補助バッテリ２２に対する充電を制御するものであって、補助バッテリ２２と、ダウンバータ２３と、電流センサ１５と、電圧センサ１６と、ＥＣＵ１７とを備えて構成されている。
【００３５】
この本実施形態の変形例に係るハイブリッド車両２は、例えば内燃機関１１と、モータ２１と、変速機１２とを直列に直結した構造のパラレルハイブリッド車両をなし、内燃機関１１およびモータ２１の両方の駆動力は、ＣＶＴやマニュアルトランスミッション等の変速機１２を介して駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。また、ハイブリッド車両２の減速時に駆動輪Ｗ，Ｗ側からモータ２１側に駆動力が伝達されると、モータ２１は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
【００３６】
モータ２１の駆動および回生作動は、ＥＣＵ１７からの制御指令を受けてパワードライブユニット（ＰＤＵ）２４により行われる。パワードライブユニット２４にはモータ２１と電気エネルギーの授受を行う高圧系のニッケル−水素（Ｎｉ−ＭＨ）バッテリ等のメインバッテリ２５が接続され、メインバッテリ２５は、例えば、複数のセルを直列に接続したモジュールを１単位として更に複数個のモジュールを直列に接続したものである。
補助バッテリ２２は、メインバッテリ２５に対して、ＤＣ−ＤＣコンバータ等からなるダウンバータ２３を介して接続され、ダウンバータ２３は、ＥＣＵ１７からの制御指令を受けてメインバッテリ２５の電圧、あるいは、パワードライブユニット２４によるモータ２１の発電により発生する電圧を降圧して補助バッテリ２２を充電する。
【００３７】
ここで、ＥＣＵ１７は、車両の消費電力、例えば各種ランプや空調装置のコンプレッサ等の車載電気機器からなる負荷１８の平均消費電流ＥＬＡＶＥと、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢとに応じて、補助バッテリ２２に対する充電、つまりダウンバータ２３の動作を制御する。
【００３８】
例えば、ＥＣＵ１７は、補助バッテリ２２に対する充電を行う際に、ダウンバータ２３の降圧動作により得られる直流電圧が１４．５Ｖとなるような充電モードを設定し、補助バッテリ２２に対する充電を行わない場合に、ダウンバータ２３の降圧動作により得られる直流電圧が１２．５Ｖとなるような充電停止モードを設定する。
なお、ダウンバータ２３に対しては、例えば、通常状態において充電モードが設定され、ＥＣＵ１７からの制御指令に応じて充電停止モードが設定されるようにされており、ダウンバータ２３に対する制御を実行するか否かを示す制御指令ＡＣＧＣ・ＤＶＣがＯＦＦとされることで充電モードが設定され、制御指令ＡＣＧＣ・ＤＶＣがＯＮとされることで充電停止モードが設定される。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置によれば、蓄電装置の放電状態に応じて、この蓄電装置を充電するモータの発電動作の実行または停止を適切に制御することができ、例えば過剰な頻度で蓄電装置が過放電状態となり、蓄電装置の寿命が短命化してしまったり、内燃機関の出力によって過剰に発電動作が実行されることで、車両の燃費が低下してしまうことを防止することができる。
さらに、請求項１に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置によれば、例えば消費電力が相対的に小さい状態で長時間に亘って充電モードが停止状態とされることで残容量が低下した場合であっても、適切にモータの発電動作を実行させることができる。
また、請求項２に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置によれば、補助蓄電装置の放電状態に応じて、この補助蓄電装置を充電するモータの発電動作の実行または停止を適切に制御することができ、例えば過剰な頻度で補助蓄電装置が過放電状態となり、補助蓄電装置の寿命が短命化してしまったり、内燃機関の出力によって過剰に発電動作が実行されることで、車両の燃費が低下してしまうことを防止することができる。
さらに、請求項２に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置によれば、例えば消費電力が相対的に小さい状態で長時間に亘って充電モードが停止状態とされることで残容量が低下した場合であっても、適切にモータの発電動作を実行させることができる。
【００４０】
さらに、請求項３に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置によれば、充電モードの停止が継続される停止継続時間を、電圧継続時間検出手段により検出される継続時間に応じて適宜に設定することができ、特に、停止継続時間に対して所定継続時間つまり上限値を容易に設定することができ、例えば専用の装置等を設けること無しに、適宜のタイミングで充電モードの停止制御を終了させることができる。
さらに、請求項４に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置によれば、消費電力の値に応じて停止継続時間が補正されることから、より一層、詳細な制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態による車載蓄電装置の制御装置を備える車両の構成図である。
【図２】 図１に示す車載蓄電装置の制御装置の動作を示すフローチャート図である。
【図３】 高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値と継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値との関係の一例を示すグラフ図である。
【図４】 図４（ａ）は車両の消費電力の一例を示すグラフ図であり、図４（ｂ）はバッテリの端子間電圧ＶＢの時間変化の一例を示すグラフ図であり、図４（ｃ）は継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値の時間変化の一例を示すグラフ図であり、図４（ｄ）は交流発電機の動作モードの時間変化の一例を示すグラフ図である。
【図５】 本実施形態の変形例に係る車載蓄電装置の制御装置の動作を示すフローチャート図である。
【図６】 本実施形態の変形例に係る消費電力ＷＣとの関係の一例を示すグラフ図である。
【図７】 図７（ａ）は本実施形態の変形例に係る車両の消費電力の一例を示すグラフ図であり、図７（ｂ）は本実施形態の変形例に係るバッテリの端子間電圧ＶＢの時間変化の一例を示すグラフ図であり、図７（ｃ）は本実施形態の変形例に係る継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値の時間変化の一例を示すグラフ図であり、図７（ｄ）は本実施形態の変形例に係る交流発電機の動作モードの時間変化の一例を示すグラフ図である。
【図８】 本実施形態の変形例に係る車載蓄電装置の制御装置を備えるハイブリッド車両の構成図である。
【符号の説明】
１ 車両
２ ハイブリッド車両
１１ 内燃機関
１３ バッテリ（蓄電装置）
１４ 交流発電機（モータ）
１５ 電流センサ（消費電力検出手段）
１６ 電圧センサ（端子間電圧検出手段）
２１ モータ
２２ 補助バッテリ（補助蓄電装置）
２５ メインバッテリ（主蓄電装置）
ステップＳ０１およびステップＳ０５およびステップＳ０９ 充電制御手段
ステップＳ０８ 充電モード実行手段
ステップＳ１０ 電圧継続時間検出手段、停止継続時間補正手段
ステップＳ１１ 停止継続時間設定手段
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば１２ボルトの鉛蓄電池等の車載蓄電装置の制御装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば１２ボルトの鉛蓄電池等の各種の車載電気機器を駆動するための車載バッテリの端子間電圧を検出し、この端子間電圧の低下量と、この電圧低下状態の継続時間との積の累積値に基づいてバッテリ放電量を算出し、算出したバッテリ放電量が所定放電量を超えた場合に、内燃機関により駆動されて車載バッテリを充電する発電機の発電動作を停止あるいは発電量を低下させる制御の実行を解除する車両用発電制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２１２９８６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような従来技術の一例に係る車両用発電制御装置において、バッテリ放電量は、端子間電圧の低下量と電圧低下状態の継続時間との積の累積値に基づき算出されることから、車載バッテリの端子間電圧が低下したときに、バッテリ放電量が低下したと判断されることになる。
しかしながら、例えば１２ボルトの鉛蓄電池等においては、バッテリ放電量つまり車載バッテリにおける消費電力が低下することに伴い、例えば発電機による発電動作が停止され、車載バッテリに対する充電が停止された時点以降においても、直ちに端子間電圧が低下すること無しに、適宜の時間が経過した後に端子間電圧が低下傾向に変化する場合がある。
【０００５】
この場合、検出される車載バッテリの端子間電圧の時間変化と、実際の車載バッテリの放電状態の時間変化との間には適宜の時間差が生じるため、放電状態の時間変化を精度良く推定することができなくなるという問題が生じる。そして、このように車載バッテリの放電状態の時間変化に対する推定精度が低下すると、車載バッテリを充電する発電機の発電動作を適切に制御することが困難となって、例えば過剰な頻度で車載バッテリが過放電状態となることで、車載バッテリの寿命が短命化してしまったり、内燃機関の出力によって過剰に発電動作が実行されることで、車両の燃費を向上させることができなくなるという問題が生じる。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車載蓄電装置に劣化が生じることを抑制して、適切な充電を行うことが可能な蓄電装置の制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置は、車両（例えば、実施の形態での車両１）の駆動源としての内燃機関（例えば、実施の形態での内燃機関１１）と、モータ（例えば、実施の形態での交流発電機１４）と、蓄電装置（例えば、実施の形態でのバッテリ１３）と、車両の消費電力を検出する消費電力検出手段（例えば、実施の形態での電流センサ１５）と、前記消費電力検出手段により検出される前記消費電力に応じて、前記内燃機関の出力または車両の運動エネルギーの一部を前記モータにより電気エネルギーに変換し、該電気エネルギーを前記蓄電装置に蓄電させる充電モードの実行および停止を制御する充電制御手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０１およびステップＳ０５およびステップＳ０９）と、前記蓄電装置の端子間電圧（例えば、実施の形態での端子間電圧ＶＢ）を検出する端子間電圧検出手段（例えば、実施の形態での電圧センサ１６）と、前記充電制御手段により前記充電モードの実行から停止へと切り替えられた時点以降において、前記端子間電圧検出手段により検出される前記端子間電圧が所定電圧（例えば、実施の形態でのモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ）以上となる継続時間（例えば、実施の形態での時刻ｔ１〜時刻ｔ２）を検出する電圧継続時間検出手段（例えば、実施の形態でのステップＳ１０）と、前記継続時間検出手段により検出される前記継続時間に応じて、前記充電モードの停止を継続させる停止継続時間（例えば、実施の形態での継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値）を設定する停止継続時間設定手段（例えば、実施の形態でのステップＳ１１）と、前記充電モードの停止の継続時間（例えば、実施の形態での時刻ｔ２〜時刻ｔ３）が、前記停止継続時間設定手段により設定される前記停止継続時間に到達した時点（例えば、実施の形態での時刻ｔ３）で、前記消費電力検出手段により検出される前記消費電力に関わらず、前記充電モードの停止から実行へと切り替える充電モード実行手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０８）とを備えることを特徴としている。
【０００７】
上記構成の車載蓄電装置の制御装置によれば、例えば消費電力検出手段により検出される車両の消費電力が所定消費電力よりも小さくなることで、例えば１２ボルトの鉛蓄電池等の蓄電装置に対する充電つまり充電モードの実行が停止されたときに、端子間電圧検出手段により検出される蓄電装置の端子間電圧が所定電圧以上となる状態においては、例えば、蓄電装置の放電状態つまり蓄電装置の残容量が所定の残容量以上であると判断して、停止継続時間設定手段は、電圧継続時間検出手段により検出される継続時間が長くなるほど、充電モードの停止を継続させる停止継続時間を長くするように設定する。
これにより、蓄電装置の放電状態に応じて、この蓄電装置を充電するモータの発電動作の実行または停止を適切に制御することができ、例えば過剰な頻度で蓄電装置が過放電状態となり、蓄電装置の寿命が短命化してしまったり、内燃機関の出力によって過剰に発電動作が実行されることで、車両の燃費が低下してしまうことを防止することができる。
上記構成の車載蓄電装置の制御装置によれば、例えば消費電力検出手段により検出される車両の消費電力が所定消費電力以上となることで、充電制御手段による充電モードが実行されることに加えて、充電モード実行手段は、消費電力検出手段により検出される消費電力に関わらず、例えば消費電力が所定消費電力よりも小さい状態であっても、充電モードの停止の継続時間が停止継続時間に到達した時点で充電モードを実行させる。
これにより、例えば消費電力が相対的に小さい状態で長時間に亘って充電モードが停止状態とされることで残容量が低下した場合であっても、適切に充電モードを実行させることができる。
【０００８】
さらに、請求項２に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置は、車両（例えば、実施の形態でのハイブリッド車両２）の駆動源としての内燃機関（例えば、実施の形態での内燃機関１１）およびモータ（例えば、実施の形態でのモータ２１）と、前記内燃機関の出力または車両の運動エネルギーの一部が前記モータにより変換されてなる電気エネルギーを蓄電する主蓄電装置（例えば、実施の形態でのメインバッテリ２５）と、前記主蓄電装置に接続された補助蓄電装置（例えば、実施の形態での補助バッテリ２２）と、車両の消費電力を検出する消費電力検出手段（例えば、実施の形態での電流センサ１５）と、前記消費電力検出手段により検出される前記消費電力に応じて、前記モータにより変換されてなる前記電気エネルギーまたは前記主蓄電装置から供給される電気エネルギーを前記補助蓄電装置に蓄電させる充電モードの実行および停止を制御する充電制御手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０１およびステップＳ０５およびステップＳ０９）と、前記補助蓄電装置の端子間電圧（例えば、実施の形態での端子間電圧ＶＢ）を検出する端子間電圧検出手段（例えば、実施の形態での電圧センサ１６）と、前記充電制御手段により前記充電モードの実行から停止へと切り替えられた時点以降において、前記端子間電圧検出手段により検出される前記端子間電圧が所定電圧（例えば、実施の形態でのモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ）以上となる継続時間（例えば、実施の形態での時刻ｔ１〜時刻ｔ２）を検出する電圧継続時間検出手段（例えば、実施の形態でのステップＳ１０）と、前記電圧継続時間検出手段により検出される前記継続時間に応じて、前記充電モードの停止を継続させる停止継続時間（例えば、実施の形態での継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値）を設定する停止継続時間設定手段（例えば、実施の形態でのステップＳ１１）と、前記充電モードの停止の継続時間（例えば、実施の形態での時刻ｔ２〜時刻ｔ３）が、前記停止継続時間設定手段により設定される前記停止継続時間に到達した時点（例えば、実施の形態での時刻ｔ３）で、前記消費電力検出手段により検出される前記消費電力に関わらず、前記充電モードの停止から実行へと切り替える充電モード実行手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０８）とを備えることを特徴としている。
【０００９】
上記構成の車載蓄電装置の制御装置によれば、例えば消費電力検出手段により検出される車両の消費電力が所定消費電力よりも小さくなることで、例えば１２ボルトの鉛蓄電池等の補助蓄電装置に対する充電つまり充電モードの実行が停止されたときに、端子間電圧検出手段により検出される補助蓄電装置の端子間電圧が所定電圧以上となる状態においては、例えば、補助蓄電装置の放電状態つまり補助蓄電装置の残容量が所定の残容量以上であると判断して、停止継続時間設定手段は、電圧継続時間検出手段により検出される継続時間が長くなるほど、充電モードの停止を継続させる停止継続時間を長くするように設定する。
これにより、補助蓄電装置の放電状態に応じて、この補助蓄電装置を充電する充電モードの実行または停止を適切に制御することができ、例えば過剰な頻度で補助蓄電装置が過放電状態となり、補助蓄電装置の寿命が短命化してしまったり、内燃機関の出力によって過剰にモータの発電動作が実行されることで、車両の燃費が低下してしまうことを防止することができる。
上記構成の車載蓄電装置の制御装置によれば、例えば消費電力検出手段により検出される車両の消費電力が所定消費電力以上となることで、充電制御手段による充電モードが実行されることに加えて、充電モード実行手段は、消費電力検出手段により検出される消費電力に関わらず、例えば消費電力が所定消費電力よりも小さい状態であっても、充電モードの停止の継続時間が停止継続時間に到達した時点で充電モードを実行させる。
これにより、例えば消費電力が相対的に小さい状態で長時間に亘って充電モードが停止状態とされることで残容量が低下した場合であっても、適切に充電モードを実行させることができる。
【００１２】
さらに、請求項３に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置では、前記停止継続時間設定手段は、前記電圧継続時間検出手段により検出される前記継続時間が所定下限閾継続時間（例えば、実施の形態での所定の第１カウンタ値Ｃ１）よりも小さい場合に前記停止継続時間をゼロに設定し、前記継続時間が所定上限閾継続時間（例えば、実施の形態での所定の第２カウンタ値Ｃ２）よりも大きい場合に前記停止継続時間を所定上限継続時間（例えば、実施の形態での所定の上限時間＃ＴＭＡＣＧ２）に設定することを特徴としている。
【００１３】
上記構成の車載蓄電装置の制御装置によれば、充電モードの実行が停止された時点以降において、停止継続時間設定手段は、端子間電圧検出手段により検出される端子間電圧が所定電圧以上となる状態の継続時間が所定下限閾継続時間よりも小さい場合には、例えば残容量が所定の残容量よりも小さいと判断して、充電モードの停止継続時間をゼロに設定する。
一方、端子間電圧が所定電圧以上となる状態の継続時間が所定上限閾継続時間よりも大きい場合には、例えば充電モードの停止が過剰に継続されて、過放電状態になることを防止するために、充電モードの停止継続時間を所定上限継続時間に設定する。
【００１４】
さらに、請求項４に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置は、前記停止継続時間設定手段により設定される前記停止継続時間を、前記充電制御手段により前記充電モードの実行から停止へと切り替えられた時点以降において前記端子間電圧検出手段により検出される前記端子間電圧が所定電圧以上となる継続時間での前記消費電力検出手段により検出される前記消費電力に応じて補正する停止継続時間補正手段（例えば、実施の形態でのステップＳ１０）を備えることを特徴としている。
【００１５】
上記構成の車載蓄電装置の制御装置によれば、停止継続時間補正手段は、例えば消費電力検出手段により検出される車両の消費電力が所定消費電力よりも小さくなることで、充電モードの実行が停止されたときに、例えば、端子間電圧検出手段により検出される蓄電装置の端子間電圧が所定電圧以上となる状態での消費電力が大きいほど、蓄電装置の放電状態つまり蓄電装置の残容量が大きいと判断して、充電モードの停止を継続させる停止継続時間を長くするように補正する。
これにより、より一層、詳細な制御が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る車載蓄電装置の制御装置について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による車載蓄電装置の制御装置１０は、例えば図１に示すように、内燃機関１１の駆動力を、例えばＣＶＴやマニュアルトランスミッション等の変速機１２を介して自車両の駆動輪Ｗ，Ｗに伝達する車両１に搭載され、各種補機類を駆動するための１２ボルトの鉛蓄電池等のバッテリ１３に対する充電動作を制御するものであって、バッテリ１３と、交流発電機１４と、電流センサ１５と、電圧センサ１６と、ＥＣＵ（電子演算装置）１７とを備えて構成されている。
【００１７】
内燃機関１１のクランク軸１１ａと交流発電機１４の回転軸１４ａとは、駆動力伝達部１８を介して接続されており、交流発電機１４は、駆動力伝達部１８を介して伝達される内燃機関１１の駆動力により発電可能とされている。
ここで、駆動力伝達部１８は、例えば、内燃機関１１のクランク軸１１ａと一体に設けられたクランク軸プーリ１８ａと、このクランク軸プーリ１８ａと対をなし、交流発電機１４の回転軸１４ａと一体に設けられた駆動軸プーリ１８ｂと、クランク軸プーリ１８ａおよび駆動軸プーリ１８ｂ間に掛け渡されたベルト１８ｃとを備えて構成されている。
すなわち、クランク軸プーリ１８ａおよび駆動軸プーリ１８ｂ間においては、ベルト１８ｃを介して内燃機関１１の駆動力が交流発電機１４へと伝達される。
【００１８】
バッテリ１３は交流発電機１４に接続されており、交流発電機１４はＥＣＵ１７からの制御指令を受けて内燃機関１１の駆動力により発電して得た交流電力を直流電力に整流し、バッテリ１３を充電する。
ＥＣＵ１７は、後述するように、車両の消費電力、例えば各種ランプや空調装置のコンプレッサ等の車載電気機器からなる負荷１８の平均消費電流ＥＬＡＶＥと、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢとに応じて、バッテリ１３に対する充電、つまり交流発電機１４の発電動作を制御する。
【００１９】
例えば、ＥＣＵ１７は、バッテリ１３に対する充電を行う際に、交流発電機１４の発電により得られる直流電圧が１４．５Ｖとなるような充電モードを設定し、バッテリ１３に対する充電を行わない場合に、交流発電機１４の発電により得られる直流電圧が１２．５Ｖとなるような充電停止モードを設定する。
なお、交流発電機１４に対しては、例えば、通常状態において充電モードが設定され、ＥＣＵ１７からの制御指令に応じて充電停止モードが設定されるようにされており、交流発電機１４に対する制御を実行するか否かを示す制御指令ＡＣＧＣ・ＤＶＣがＯＦＦとされることで充電モードが設定され、制御指令ＡＣＧＣ・ＤＶＣがＯＮとされることで充電停止モードが設定される。
【００２０】
このため、ＥＣＵ１７には、電流センサ１５から出力されるバッテリ１３から負荷１８への電流つまり負荷１８の平均消費電流ＥＬＡＶＥの検出信号と、電圧センサ１６から出力されるバッテリ１３の端子間電圧の検出信号等とが入力されている。
【００２１】
本実施形態による車載蓄電装置の制御装置１０は上記構成を備えており、次に、この車載蓄電装置の制御装置１０の動作、特に、バッテリ１３を充電する交流発電機１４の動作制御について添付図面を参照しながら説明する。
なお、以下の処理は、例えば所定時間毎（例えば、２００ｍｓ毎等）に繰り返し実行されるように設定されている。
【００２２】
先ず、図２に示すステップＳ０１においては、負荷１８の平均消費電流ＥＬＡＶＥが所定電流値＃ＥＬ１（例えば、所定のヒステリシスを有するハイ側２１Ａ、ロー側１７Ａ程度の値）以上か否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０２に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０６に進む。なお、所定電流値＃ＥＬ１は、例えば所定のヒステリシスを有する値とされている。
ステップＳ０２においては、充電モードから充電停止モードへの移行に対する遅延時間を設定する移行遅延時間減算タイマＴＡＣＧ１のタイマ値に所定の移行遅延タイマ値＃ＴＭＡＣＧ１（例えば、４．０ｓ程度の値）を設定する。
【００２３】
次に、ステップＳ０３においては、充電停止モードの継続時間を設定する継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値にゼロを設定する。
そして、ステップＳ０４においては、充電モードから充電停止モードへの移行以後において、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢが所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ（例えば、所定のヒステリシスを有するハイ側１３．０Ｖ、ロー側１２．８Ｖ程度の値）以上となる継続時間を設定する高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値にゼロを設定する。
そして、ステップＳ０５においては、制御指令ＡＣＧＣ・ＤＶＣにＯＦＦを設定して充電モードとし、１２ボルト系の負荷１８の消費電力が相対的に高いことを示すフラグＦ＿ＤＶのフラグ値に「１」を設定して、一連の処理を終了する。
【００２４】
また、ステップＳ０６においては、移行遅延時間減算タイマＴＡＣＧ１のタイマ値がゼロか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０３に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０７に進む。
【００２５】
ステップＳ０７においては、端子間電圧ＶＢが、所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ（例えば、所定のヒステリシスを有するハイ側１３．０Ｖ、ロー側１２．８Ｖ程度の値）以上か否かを判定する。
ステップＳ０７での判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０８に進む。一方、ステップＳ０７での判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１０に進む。
【００２６】
ステップＳ０８においては、継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値がゼロか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、上述したステップＳ０４に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０９に進む。
ステップＳ０９においては、制御指令ＡＣＧＣ・ＤＶＣにＯＮを設定して充電停止モードとし、１２ボルト系の負荷１８の消費電力が相対的に低いことを示すフラグＦ＿ＤＶのフラグ値に「０」を設定して、一連の処理を終了する。
【００２７】
また、ステップＳ１０においては、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値に１を加算して得たカウンタ値を、新たに高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値に設定する。
そして、ステップＳ１１においては、例えば図３に示すように、所定の第１カウンタ値Ｃ１（＞０）から所定の第２カウンタ値Ｃ２（＞Ｃ１）の範囲において、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値の増大に伴って、例えばゼロから所定の上限時間＃ＴＭＡＣＧ２（例えば、６０ｓ程度の値）まで増加傾向に変化するように設定された継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値のテーブルを、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値に基づいてテーブル検索し、継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値を設定し、上述したステップＳ０９に進む。
【００２８】
例えば図４（ａ）に示すように、例えば電流センサ１５から出力される検出信号に基づく平均消費電流ＥＬＡＶＥが所定電流値＃ＥＬ１よりも小さくなる等によって、車両１の消費電力が所定電力＃ＷＣ以下となる時刻ｔ１においては、例えば図４（ｄ）に示すように、交流発電機１４の動作モードが充電モードから充電停止モードへと切り替えられる。
このとき、例えば図４（ｂ）に示すように、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢは、例えば充電モードの停止に同期して低下傾向に変化するのではなく、所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ以上となる状態が適宜の期間に亘って維持される。
ここで、例えば図４（ｃ）に示すように、時刻ｔ１以降において、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢが所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ以上となる継続時間に亘って、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値が加算されることで、このカウンタ値に応じた継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値が増加傾向に更新される。
【００２９】
そして、例えば図４（ｂ）に示すように、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢが所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ以下となる時刻ｔ２において、例えば図４（ｃ）に示すように、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値の加算処理が停止され、これに伴い、継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値の更新処理が停止され、この時点で設定されているタイマ値が継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値に設定される。
これにより、時刻ｔ２以降において継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値が減算され、ゼロに到達する時刻ｔ３において、例えば図４（ｄ）に示すように、充電停止モードの継続が停止され、充電停止モードから充電モードへと切り替えられる。そして、この切替処理に伴い、例えば図４（ｂ）に示すように、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢが所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ以上となる。
【００３０】
本実施の形態による車載蓄電装置の制御装置１０によれば、充電モードから充電停止モードへの切替以後における充電停止モードの継続時間は、この切替以後においてバッテリ１３の端子間電圧ＶＢが所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ以上となる継続時間に応じて設定されており、この継続時間はバッテリ１３の残容量に応じて変化することから、バッテリ１３の残容量に応じて充電停止モードの継続時間を適切に設定することができる。これにより、例えば過剰な頻度でバッテリ１３が過放電状態となり、バッテリ１３の寿命が短命化してしまったり、内燃機関１１の出力によって過剰に発電動作が実行されることで、車両１の燃費が低下してしまうことを防止することができる。
【００３１】
しかも、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値に対して、継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値をテーブル等において適宜に設定可能であり、例えば高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値が所定の第１カウンタ値Ｃ１以下の場合に、継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値をゼロに設定することによって、過剰に短い時間間隔で頻繁に充電モードと充電停止モードとの切替が実行されてしまうことを防止することができる。
一方、例えば高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値が所定の第２カウンタ値Ｃ２以上の場合に、継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値を所定の上限時間＃ＴＭＡＣＧ２に設定することによって、例えば専用の装置等を設けること無しに、適宜のタイミングで充電停止モードの継続を終了させることができる。
【００３２】
なお、上述した本実施の形態においては、ステップＳ１０において、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値に１を加算するとしたが、これに限定されず、例えば図５に示す本実施形態の変形例に係るステップＳ１０のように、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値に、例えば車両１の消費電力に応じて設定される加算値ＣＶＢＷＣを加算して得たカウンタ値を、新たに高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値に設定してもよい。
ここで、加算値ＣＶＢＷＣは、例えば図６に示すように、車両１の消費電力ＷＣの増加に伴い、増加傾向に変化するように設定される。
【００３３】
例えば、図７（ａ）に示すように、時刻ｔ１以降において、車両１の消費電力が所定電力＃ＷＣ以下となり、例えば通常時の消費電力＃ＷＣ１（図７（ａ）の破線）よりも大きな消費電力＃ＷＣ２（図７（ａ）の実線）となった場合には、例えば図７（ｂ）に示すように、時刻ｔ１以降において、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢが所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ以上となる継続時間（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）に亘って、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値が、通常時の加算値（例えば、１等）よりも大きな加算値ＣＶＢＷＣによって加算される。
これにより、例えば図７（ｃ）に示すように、高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値に応じた継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値が、通常時（図７（ｃ）の破線）よりも大きな増大率で増加傾向に更新され（図７（ｃ）の実線）、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢが所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ以下となる時刻ｔ２において、継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値に、通常時におけるタイマ値＃ＴＡ１よりも大きな値のタイマ値＃ＴＡ２が設定される。
これにより、時刻ｔ２以降において継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値が減算され、ゼロに到達する時刻は、通常時の時刻ｔ３よりも遅延した時刻ｔ４となり、この時刻ｔ４において、例えば図７（ｄ）に示すように、充電停止モードの継続が停止され、充電停止モードから充電モードへと切り替えられる。そして、この切替処理に伴い、例えば図７（ｂ）に示すように、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢが所定のモード切替判定閾電圧＃ＶＢ１４Ｖ以上となる。
この場合には、消費電力ＷＣの値に応じて継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値が変更されることから、より一層、詳細な制御が可能となる。
【００３４】
なお、上述した本実施の形態においては、車載蓄電装置の制御装置１０は内燃機関１１を動力源とする車両１に搭載されるとしたが、これに限定されず、例えば図８に示す本実施形態の変形例に係る車載蓄電装置の制御装置２０のように、少なくとも内燃機関１１またはモータ２１の何れか一方の駆動力を、変速機１２を介して自車両の駆動輪Ｗ，Ｗに伝達するハイブリッド車両２に搭載されてもよい。
この場合、本実施形態の変形例に係る車載蓄電装置の制御装置２０は、各種補機類を駆動するための１２ボルトの鉛蓄電池等の補助バッテリ２２に対する充電を制御するものであって、補助バッテリ２２と、ダウンバータ２３と、電流センサ１５と、電圧センサ１６と、ＥＣＵ１７とを備えて構成されている。
【００３５】
この本実施形態の変形例に係るハイブリッド車両２は、例えば内燃機関１１と、モータ２１と、変速機１２とを直列に直結した構造のパラレルハイブリッド車両をなし、内燃機関１１およびモータ２１の両方の駆動力は、ＣＶＴやマニュアルトランスミッション等の変速機１２を介して駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。また、ハイブリッド車両２の減速時に駆動輪Ｗ，Ｗ側からモータ２１側に駆動力が伝達されると、モータ２１は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
【００３６】
モータ２１の駆動および回生作動は、ＥＣＵ１７からの制御指令を受けてパワードライブユニット（ＰＤＵ）２４により行われる。パワードライブユニット２４にはモータ２１と電気エネルギーの授受を行う高圧系のニッケル−水素（Ｎｉ−ＭＨ）バッテリ等のメインバッテリ２５が接続され、メインバッテリ２５は、例えば、複数のセルを直列に接続したモジュールを１単位として更に複数個のモジュールを直列に接続したものである。
補助バッテリ２２は、メインバッテリ２５に対して、ＤＣ−ＤＣコンバータ等からなるダウンバータ２３を介して接続され、ダウンバータ２３は、ＥＣＵ１７からの制御指令を受けてメインバッテリ２５の電圧、あるいは、パワードライブユニット２４によるモータ２１の発電により発生する電圧を降圧して補助バッテリ２２を充電する。
【００３７】
ここで、ＥＣＵ１７は、車両の消費電力、例えば各種ランプや空調装置のコンプレッサ等の車載電気機器からなる負荷１８の平均消費電流ＥＬＡＶＥと、バッテリ１３の端子間電圧ＶＢとに応じて、補助バッテリ２２に対する充電、つまりダウンバータ２３の動作を制御する。
【００３８】
例えば、ＥＣＵ１７は、補助バッテリ２２に対する充電を行う際に、ダウンバータ２３の降圧動作により得られる直流電圧が１４．５Ｖとなるような充電モードを設定し、補助バッテリ２２に対する充電を行わない場合に、ダウンバータ２３の降圧動作により得られる直流電圧が１２．５Ｖとなるような充電停止モードを設定する。
なお、ダウンバータ２３に対しては、例えば、通常状態において充電モードが設定され、ＥＣＵ１７からの制御指令に応じて充電停止モードが設定されるようにされており、ダウンバータ２３に対する制御を実行するか否かを示す制御指令ＡＣＧＣ・ＤＶＣがＯＦＦとされることで充電モードが設定され、制御指令ＡＣＧＣ・ＤＶＣがＯＮとされることで充電停止モードが設定される。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置によれば、蓄電装置の放電状態に応じて、この蓄電装置を充電するモータの発電動作の実行または停止を適切に制御することができ、例えば過剰な頻度で蓄電装置が過放電状態となり、蓄電装置の寿命が短命化してしまったり、内燃機関の出力によって過剰に発電動作が実行されることで、車両の燃費が低下してしまうことを防止することができる。
さらに、請求項１に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置によれば、例えば消費電力が相対的に小さい状態で長時間に亘って充電モードが停止状態とされることで残容量が低下した場合であっても、適切にモータの発電動作を実行させることができる。
また、請求項２に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置によれば、補助蓄電装置の放電状態に応じて、この補助蓄電装置を充電するモータの発電動作の実行または停止を適切に制御することができ、例えば過剰な頻度で補助蓄電装置が過放電状態となり、補助蓄電装置の寿命が短命化してしまったり、内燃機関の出力によって過剰に発電動作が実行されることで、車両の燃費が低下してしまうことを防止することができる。
さらに、請求項２に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置によれば、例えば消費電力が相対的に小さい状態で長時間に亘って充電モードが停止状態とされることで残容量が低下した場合であっても、適切にモータの発電動作を実行させることができる。
【００４０】
さらに、請求項３に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置によれば、充電モードの停止が継続される停止継続時間を、電圧継続時間検出手段により検出される継続時間に応じて適宜に設定することができ、特に、停止継続時間に対して所定継続時間つまり上限値を容易に設定することができ、例えば専用の装置等を設けること無しに、適宜のタイミングで充電モードの停止制御を終了させることができる。
さらに、請求項４に記載の本発明の車載蓄電装置の制御装置によれば、消費電力の値に応じて停止継続時間が補正されることから、より一層、詳細な制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態による車載蓄電装置の制御装置を備える車両の構成図である。
【図２】 図１に示す車載蓄電装置の制御装置の動作を示すフローチャート図である。
【図３】 高電圧維持計測カウンタＣＶＢ１４Ｖのカウンタ値と継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値との関係の一例を示すグラフ図である。
【図４】 図４（ａ）は車両の消費電力の一例を示すグラフ図であり、図４（ｂ）はバッテリの端子間電圧ＶＢの時間変化の一例を示すグラフ図であり、図４（ｃ）は継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値の時間変化の一例を示すグラフ図であり、図４（ｄ）は交流発電機の動作モードの時間変化の一例を示すグラフ図である。
【図５】 本実施形態の変形例に係る車載蓄電装置の制御装置の動作を示すフローチャート図である。
【図６】 本実施形態の変形例に係る消費電力ＷＣとの関係の一例を示すグラフ図である。
【図７】 図７（ａ）は本実施形態の変形例に係る車両の消費電力の一例を示すグラフ図であり、図７（ｂ）は本実施形態の変形例に係るバッテリの端子間電圧ＶＢの時間変化の一例を示すグラフ図であり、図７（ｃ）は本実施形態の変形例に係る継続時間減算タイマＴＡＣＧ２のタイマ値の時間変化の一例を示すグラフ図であり、図７（ｄ）は本実施形態の変形例に係る交流発電機の動作モードの時間変化の一例を示すグラフ図である。
【図８】 本実施形態の変形例に係る車載蓄電装置の制御装置を備えるハイブリッド車両の構成図である。
【符号の説明】
１ 車両
２ ハイブリッド車両
１１ 内燃機関
１３ バッテリ（蓄電装置）
１４ 交流発電機（モータ）
１５ 電流センサ（消費電力検出手段）
１６ 電圧センサ（端子間電圧検出手段）
２１ モータ
２２ 補助バッテリ（補助蓄電装置）
２５ メインバッテリ（主蓄電装置）
ステップＳ０１およびステップＳ０５およびステップＳ０９ 充電制御手段
ステップＳ０８ 充電モード実行手段
ステップＳ１０ 電圧継続時間検出手段、停止継続時間補正手段
ステップＳ１１ 停止継続時間設定手段
Claims (4)
- 車両の駆動源としての内燃機関と、モータと、蓄電装置と、
車両の消費電力を検出する消費電力検出手段と、
前記消費電力検出手段により検出される前記消費電力に応じて、前記内燃機関の出力または車両の運動エネルギーの一部を前記モータにより電気エネルギーに変換し、該電気エネルギーを前記蓄電装置に蓄電させる充電モードの実行および停止を制御する充電制御手段と、
前記蓄電装置の端子間電圧を検出する端子間電圧検出手段と、
前記充電制御手段により前記充電モードの実行から停止へと切り替えられた時点以降において、前記端子間電圧検出手段により検出される前記端子間電圧が所定電圧以上となる継続時間を検出する電圧継続時間検出手段と、
前記電圧継続時間検出手段により検出される前記継続時間に応じて、前記充電モードの停止を継続させる停止継続時間を設定する停止継続時間設定手段と、
前記充電モードの停止の継続時間が、前記停止継続時間設定手段により設定される前記停止継続時間に到達した時点で、前記消費電力検出手段により検出される前記消費電力に関わらず、前記充電モードの停止から実行へと切り替える充電モード実行手段とを備えることを特徴とする車載蓄電装置の制御装置。 - 車両の駆動源としての内燃機関およびモータと、前記内燃機関の出力または車両の運動エネルギーの一部が前記モータにより変換されてなる電気エネルギーを蓄電する主蓄電装置と、前記主蓄電装置に接続された補助蓄電装置と、
車両の消費電力を検出する消費電力検出手段と、
前記消費電力検出手段により検出される前記消費電力に応じて、前記モータにより変換されてなる前記電気エネルギーまたは前記主蓄電装置から供給される電気エネルギーを前記補助蓄電装置に蓄電させる充電モードの実行および停止を制御する充電制御手段と、
前記補助蓄電装置の端子間電圧を検出する端子間電圧検出手段と、
前記充電制御手段により前記充電モードの実行から停止へと切り替えられた時点以降において、前記端子間電圧検出手段により検出される前記端子間電圧が所定電圧以上となる継続時間を検出する電圧継続時間検出手段と、
前記電圧継続時間検出手段により検出される前記継続時間に応じて、前記充電モードの停止を継続させる停止継続時間を設定する停止継続時間設定手段と、
前記充電モードの停止の継続時間が、前記停止継続時間設定手段により設定される前記停止継続時間に到達した時点で、前記消費電力検出手段により検出される前記消費電力に関わらず、前記充電モードの停止から実行へと切り替える充電モード実行手段とを備えることを特徴とする車載蓄電装置の制御装置。 - 前記停止継続時間設定手段は、前記電圧継続時間検出手段により検出される前記継続時間が所定下限閾継続時間よりも小さい場合に前記停止継続時間をゼロに設定し、前記継続時間が所定上限閾継続時間よりも大きい場合に前記停止継続時間を所定上限継続時間に設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車載蓄電装置の制御装置。
- 前記停止継続時間設定手段により設定される前記停止継続時間を、前記充電制御手段により前記充電モードの実行から停止へと切り替えられた時点以降において前記端子間電圧検出手段により検出される前記端子間電圧が所定電圧以上となる継続時間での前記消費電力検出手段により検出される前記消費電力に応じて補正する停止継続時間補正手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の車載蓄電装置の制御装置。
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