JP4930086B2 - バッテリの充電装置 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリの充電装置、特に、交差点などで停車したときのアイドル運転状態等でエンジンを自動的に停止させ、その後、車両の発進操作が行われる等の再始動条件が成立した時点でエンジンを自動的に再始動させるアイドルストップ等のエンジンの自動停止・再始動制御を行う車両に搭載するバッテリの充電装置に関する。

近年、燃費の低減およびＣＯ₂排出量の抑制等を図るため、交差点などで停車したときのアイドル運転状態においてエンジンを自動的に停止させ、その後、車両の発進操作が行われる等の再始動条件が成立した時点でエンジンを自動的に再始動させるエンジンの自動停止・再始動制御、いわゆるアイドルストップ制御を行う自動車が開発されている。そして、このようなアイドルストップ制御を行う車両では、車両走行時に頻繁に行われるアイドルストップ制御の再始動時にスタータが使用される頻度が高くなり、電力消費量が増大して、バッテリ容量が不足がちになるということから、バッテリを複数設け、例えば、通常始動時に始動性を確保するために好適な鉛バッテリと、アイドルストップ制御による再始動時の始動性を確保するのに好適なリチウムイオンバッテリとを設けて、通常始動時とアイドルストップ制御の再始動時とでバッテリを使い分けるようにし、また、使用中のバッテリが劣化した場合に、劣化していない方のバッテリに電源を切り換えて始動するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
特許第３８１２４５９号公報 特開２００５−０３６７９５号公報

ところで、アイドルストップ制御を行う車両において、バッテリを複数設けるについては、アイドルストップ制御の再始動時（アイドルストップ制御によるエンジン自動停止後の再始動時）にスタータで確実に始動できるようにするためには、エンジン自動停止中作動させる電気負荷その他の車両電気負荷の電源とするとともにキー始動操作による通常始動時のスタータ用電源とするメインバッテリ（第１のバッテリ）とは別に、アイドルストップ制御の再始動時にスタータ用電源とする専用のサブバッテリ（第２のバッテリ）を設け、アイドルストップ制御の再始動時には基本的にサブバッテリでスタータを駆動するとともに、必要に応じてメインバッテリとサブバッテリの両方でスタータを駆動できるようにし、通常のキー始動操作によるスタータの駆動や、その他の電気負荷などに対しては、メインバッテリで電力をまかなうようにすることが考えられる。

しかし、そのようにするには、例えば、メインバッテリは発電機に常時接続しておき、サブバッテリは充電要求があった時に発電機に接続するよう切換可能とし、スタータは、メインバッテリを電源として駆動し、サブバッテリを電源として駆動し、また、メインバッテリとサブバッテリの両方を電源として駆動するよう切換可能とする必要があり、そのための切換手段として、リレー等の切換手段が複数必要となる。そして、それら複数の切換手段は、使用箇所によってそれぞれ特性の異なるものとなる。例えば、スタータに電力を供給する経路に設けられるリレー（パワーリレー）は、大電流を流せるものであることが必要であるが、そうした大電流を流せるリレーは長時間接続できないのが普通であり、また、バッテリに充電するための経路に設けられるリレー（チャージリレー）は、長時間接続できるものである必要があるが、そうした長時間接続可能なリレーは大電流を流せないのが普通である。そうした各リレーの特性の違いを考慮した使い方をしないと、耐久性に問題が生じ、信頼性を維持できない。

本発明は、アイドルストップ等のエンジンの自動停止・再始動制御による自動停止中の電気負荷その他の電気負荷の電源とするとともにキー始動操作による通常始動時のスタータ用電源とするメインバッテリ（第１のバッテリ）とは別に、アイドルストップ制御の再始動時にスタータ用電源とする専用のサブバッテリ（第２のバッテリ）を搭載する車両において、リレー等の切換手段の信頼性を確保しつつサブバッテリ（第２のバッテリ）の充電を十分に行えるようにすることを目的とする。

本発明のバッテリの充電装置は、所定のエンジン自動停止条件が成立した時にエンジンを自動停止させ、停止後所定の再始動条件が成立した時にエンジンを自動的に再始動させるエンジン自動停止・再始動制御手段と、エンジン自動停止中に車両の電気負荷に電力を供給するとともにエンジン自動停止後の再始動時にスタータに電力を供給可能な第１のバッテリと、エンジン自動停止後の再始動時にスタータに電力を供給する第２のバッテリとを備えた車両におけるバッテリの充電装置であって、第１のバッテリとスタータとを接続してスタータに電力を供給可能とするとともに第２のバッテリと発電機とを接続して発電機により発電される電力を第２のバッテリに供給可能とする接続状態と第１のバッテリとスタータとの接続を解除するとともに第２のバッテリと発電機との接続を解除する解除状態とに切換可能な第１の切換手段と、第２のバッテリと発電機とを接続して発電機により発電される電力を第１の切換手段を介さずに第２のバッテリに供給可能とする接続状態と第２のバッテリと発電機との接続を解除する解除状態とに切換可能な第２の切換手段と、第１および第２の両切換手段の切換状態を制御して第２のバッテリを充電する充電制御手段を備えている。

このように構成されたバッテリの充電装置は、第１および第２の両切換手段の切換状態の制御により、第１のバッテリによってアイドルストップ等のエンジンの自動停止・再始動制御による自動停止中の電気負荷その他の電気負荷の電力をまかなうとともに、キー始動操作による通常始動時のスタータ駆動のための電力をまかない、アイドルストップ制御等によるエンジン自動停止後の再始動時には第２のバッテリによって、あるいは第１および第２の両バッテリによってスタータ駆動のための電力をまかなうようにすることができ、また、キー始動時に両バッテリからの電力によりスタータを駆動して確実に始動を行えるようにすることもでき、特に、第１の切換手段と第２の切換手段を使い分けて再始動時専用の第２のバッテリの充電を行うことで、第１の切換手段と第２の切換手段をそれぞれの特性に応じた使い方ができて、各切換手段の耐久性を維持し、信頼性を確保しつつ、第２のバッテリの充電を十分に行えるようにすることができる。

上記バッテリの充電装置において、充電制御手段は、常時は第１の切換手段および第２の切換手段を解除状態にし、第２のバッテリの充電条件が成立した時に、第２の切換手段を接続状態にした場合に第２の切換手段に流れる電流を推定して、その推定電流が第２の切換手段の許容電流より大きい時に、第１の切換手段を接続状態にするよう構成するのがよい。

第２のバッテリの充電は、第２の切換手段を介して第２のバッテリと発電機とを接続することにより行うことができ、また、第１の切換手段を介して第２のバッテリと発電機とを接続することによっても行うことができるが、第１の切換手段は、スタータを駆動する際に接続状態にするもので、大電流を流せるが、長時間接続できないという特性を有するものが使用され、一方、第２の切換手段は、バッテリに充電する際に接続状態にするもので、長時間接続可能であるが、大電流を流せないという特性を有するものが使用されるため、いずれか一方の切換手段を介する経路だけでは、第２のバッテリを十分に充電することができない。そして、第２のバッテリに充電するのに、いきなり第２の切換手段を接続状態にすると、第２の切換手段に大電流が流れて、第２の切換手段が破損する場合がある。そこで、このように、第２の切換手段に流れる電流を推定して、その推定電流が第２の切換手段の許容電流より大きい時には、まず、第１の切換手段を接続状態にして、第１の切換手段を介する経路から第２のバッテリに充電するのである。こうすることで第２の切換手段の信頼性を確保しつつ第２バッテリの充電を行うことができる。

また、上記バッテリの充電装置において、充電制御手段は、常時は第１の切換手段および第２の切換手段を解除状態にし、第２のバッテリの充電条件が成立した時に、第１のバッテリの充電状態と第２のバッテリの充電状態とを比較して、第１のバッテリの充電状態が第２のバッテリの充電状態に対して良好な時は、第１の切換手段を所定時間接続状態にし、その後、第１の切換手段を解除状態にし、第２の切換手段を接続状態にするよう構成するのがよい。

そして、その場合、充電制御手段は、さらに、第１の切換手段を所定期間接続状態にした後に、第２の切換手段を接続状態にした場合に第２の切換手段に流れる電流を推定し、その推定電流が第２切換手段の許容電流より大きい時は、第２の切換手段の接続状態への切換を禁止するよう構成するのがよい。

第２のバッテリの充電は、第２の切換手段を介して第２のバッテリと発電機とを接続することにより行うことができ、また、第１の切換手段を介して第２のバッテリと発電機とを接続することによっても行うことができるが、第１の切換手段は、スタータを駆動する際に接続状態にするもので、大電流を流せるが、長時間接続できないという特性を有するものが使用され、一方、第２の切換手段は、バッテリに充電する際に接続状態にするもので、長時間接続可能であるが、大電流を流せないという特性を有するものが使用されるため、いずれか一方の切換手段を介する経路だけでは、第２のバッテリを十分に充電することができない。そして、第２のバッテリに充電するのに、いきなり第２の切換手段を接続状態にすると、第１のバッテリの充電状態が第２のバッテリの充電状態に対して良好な時は、第２の切換手段に大電流が流れて、第２の切換手段が破損する場合があり、また、第１のバッテリは、放電して、電気負荷等への電力供給能力が低下してしまう。そこで、このように、第１のバッテリの充電状態が第２のバッテリの充電状態に対して良好な時は、まず、第１の切換手段を接続状態にして、第１に切換手段を介する経路から第２のバッテリに充電して、両バッテリの電位差を小さくし、但し、第１の切換手段は、長時間接続状態にできないので、所定時間後に第２の切換手段を接続状態にし、第１の切換手段を解除状態にして、第２の切換手段を介する経路から第２のバッテリに充電するのである。こうすることで、第２の切換手段の信頼性を確保しつつ第２バッテリの充電を行うことができ、また、第１のバッテリの放電を抑制することができる。

また、この場合、第１の切換手段を所定期間接続状態にした後に、第２の切換手段を接続状態にした場合に第２の切換手段に流れる電流を推定し、その推定電流が第２切換手段の許容電流より大きい時は、第２の切換手段の接続状態への切換を禁止することで、第２の切換手段の信頼性の確保ならびに第１のバッテリの放電の抑制を一層確実なものとすることができる。

また、上記バッテリの充電装置において、第１のバッテリは、発電機と常時接続されて発電機により充電可能に構成されたものであってよく、その場合に、充電制御手段は、常時は第１の切換手段および第２の切換手段を解除状態にし、第２のバッテリの充電条件が成立した時に、第１のバッテリの充電状態と第２のバッテリの充電状態とを比較して、第１のバッテリの充電状態が第２のバッテリの充電状態に対して悪い時は、第２の切換手段を接続状態にした場合に第２の切換手段に流れる電流を推定して、その推定電流が第２切換手段の許容電流以下になるまで、第１の切換手段および第２の切換手段を解除状態に維持したまま発電機により第１のバッテリに充電し、推定電流が許容電流以下となった後、第２切換手段を接続状態にするよう構成するのがよい。

第２のバッテリの充電は、第２の切換手段を介して第２のバッテリと発電機とを接続することにより行うことができ、また、第１の切換手段を介して第２のバッテリと発電機とを接続することによっても行うことができるが、第１の切換手段は、スタータを駆動する際に接続状態にするもので、大電流を流せるが、長時間接続できないという特性を有するものが使用され、第２の切換手段は、バッテリに充電する際に接続状態にするもので、長時間接続可能であるが、大電流を流せないという特性を有するものが使用されるため、第１のバッテリの充電状態が第２のバッテリの充電状態よりも悪く、かつ、第２の切換手段を流れる電流が信頼性を維持できない程度に大きい場合は、第１のバッテリの充電状態が悪いために、電気負荷等への電力供給能力が低下しており、第１のバッテリの速やかな充電が要求され、また、第２のバッテリの充電は第１バッテリに比べて緊急度合い低いということで、第１の切換手段と第２の切換手段はいずれも解除状態としたままで、まず、第１のバッテリの充電を優先して行い、第２の切換手段を流れる電流が信頼性を損ねない程度になった後で第２の切換手段を接続状態にして第２のバッテリの充電を行うのである。こうすることで、第１のバッテリを優先的に充電することができ、また、第１の切換手段の信頼性を確保しつつ第２バッテリの充電を行うことができる。

このように、本発明のバッテリの充電装置によれば、第１の切換手段と第２の切換手段を使い分けて再始動時専用の第２のバッテリの充電を行うことで、第１の切換手段と第２の切換手段をそれぞれの特性に応じた使い方ができて、各切換手段の耐久性を維持し、信頼性を確保しつつ、第２のバッテリの充電を十分に行えるようにすることができる。

また、特に、第２の切換手段に流れる電流を推定して、その推定電流が第２の切換手段の許容電流より大きい時には、まず、第１の切換手段を接続状態にして、第１の切換手段を介する経路から第２のバッテリに充電するようにバッテリの充電装置を構成することにより、第２の切換手段の信頼性を確保しつつ第２バッテリの充電を行えるようにすることができる。

また、特に、第１のバッテリの充電状態が第２のバッテリの充電状態に対して良好な時は、まず、第１の切換手段を所定時間接続状態にして、第１に切換手段を介する経路から第２のバッテリに充電した後、第１の切換手段を解除状態にし、第２の切換手段を接続状態にして、第２の切換手段を介する経路から第２のバッテリに充電するようにバッテリの充電装置を構成することにより、第２の切換手段の信頼性を確保しつつ第２バッテリの充電を行えるとともに、第１のバッテリの放電を抑制することができ、また、さらに、第１の切換手段を所定期間接続状態にした後に、第２の切換手段を接続状態にした場合に第２の切換手段に流れる電流を推定し、その推定電流が第２切換手段の許容電流より大きい時は、第２の切換手段の接続状態への切換を禁止するよう構成することにより、第２の切換手段の信頼性の確保ならびに第１のバッテリの放電の抑制を一層確実なものとすることができる。

また、特に、第１のバッテリの充電状態が第２のバッテリの充電状態よりも悪く、かつ、第２の切換手段を流れる電流が信頼性を維持できない程度に大きい場合に、第１の切換手段と第２の切換手段はいずれも解除状態としたままで、まず、第１のバッテリの充電を優先して行い、第２の切換手段を流れる電流が信頼性を損ねない程度になった後で第２の切換手段を接続状態にして第２のバッテリの充電を行うようにバッテリの充電装置を構成することにより、第１のバッテリを優先的に充電することができ、また、第１の切換手段の信頼性を確保しつつ第２バッテリの充電を行うことができる。

以下、本発明の実施形態の一例を図面に基づいて説明する。
図１及び図２は本発明の実施形態の一例を示している。図１はこの実施形態に係る車両の制御装置のシステム図、図２は制御動作を示すフローチャート（その１）、図３は制御動作を示すフローチャート（その２）である。

この実施形態の車両は、直列４気筒のエンジン１と自動変速機２とでパワーユニットが構成され、エンジン１を起動する電動式のスタータ３を備え、また、車両およびエンジン用の電源として、メインバッテリ４（第１のバッテリ）およびサブバッテリ５（第２のバッテリ）を備えており、また、エンジン１により駆動されるオルタネータ６（発電機）を備えている。また、この車両には、エンジン１の燃料噴射、点火、吸気流量等を制御し、スタータ３による始動を制御し、オルタネータ６による発電量を制御し、自動変速機２の油圧発生用電動オイルポンプ７（ＡＴ電動Ｏ／Ｐ）、電動パワーステアリング８（電動パワステ）、斜面等で停車したときに車両が後退しないようブレーキ圧を保持するよう作動させる電磁式のヒルホルダー９その他の車両電気負荷（ＥＬ）を制御するコントロールユニット１０（ＥＣＵ）が搭載されている。油圧発生用電動オイルポンプ７、電動パワーステアリング８、ヒルホルダー９は、後述のアイドルストップ制御によるエンジン自動停止中も作動させる。

メインバッテリ４は、油圧発生用電動オイルポンプ７、電動パワーステアリング８、ヒルホルダー９等の車両電気負荷（ＥＬ）に電力を供給可能とされ、パワーリレー１１を介してスタータ３に電力を供給可能とされ、また、チャージリレー１２を介する経路によってもスタータ３に電力を供給可能に接続可能とされている。そして、メインバッテリ４は常時充電可能なようオルタネータ６に接続されている。

また、サブバッテリ５は、スタータ３に常時電力を供給可能なよう接続されている。そして、サブバッテリ５は、チャージリレー１２を介してオルタネータ６に接続可能とされ、また、パワーリレー１１を介する経路によってもオルタネータ６に接続可能とされている。

パワーリレー１１は、メインバッテリ４をスタータ３に接続する経路に配置され、接続状態（リレーオン）にて、メインバッテリ４とスタータ３とを接続して、キー始動操作による通常のエンジン始動時に、サブバッテリ５とスタータ３とを常時接続する経路を介してのサブバッテリ５からの電力に加えて、メインバッテリ４からパワーリレー１１を介してスタータ３へ電力を供給可能とし、解除状態（リレーオフ）にて、パワーリレー１１を介するメインバッテリ４とスタータ３との接続を解除し、パワーリレー１１を介するスタータ３へ電力の供給を遮断する。なお、パワーリレー１１は、メインバッテリ４からの電力をスタータ３に供給する経路に設けるものであるため、大電流を流せるよう、許容電流の大きいものである必要がある。しかし、そうした大電流を流せるリレーは、通常、接続時間に制約があり（例えば１０ｓｅｃ程度）、長くは接続できない。

チャージリレー１２は、サブバッテリ５をオルタネータ６に接続する経路に配置され、接続状態（リレーオン）にて、サブバッテリ５とオルタネータ６とを接続して、オルタネータ６により発電される電力をサブバッテリ５に供給（充電）可能とし、解除状態（リレーオフ）にて、チャージリレー１２を介するサブバッテリ５とオルタネータ６との接続を解除し、チャージリレー１２を介するサブバッテリ５への電力の供給（充電）を遮断する。なお、チャージリレー１２は、バッテリ充電のための電力を供給する経路に設けるため、長時間電流を流せるものである必要がある。しかし、そうした長時間電流を流せるリレーは、通常、許容電流が小さく（例えば４０Ａ程度）、大きな電流は流せない。

また、チャージリレー１２を介してサブバッテリ５をオルタネータ６に接続する経路は、パワーリレー１１を介してメインバッテリ４をスタータ３に接続する経路に接続され、パワーリレー１１を接続状態とすることによって、オルタネータ６により発電される電力を、サブバッテリ４とスタータ３とを常時接続する経路を介してサブバッテリ５に供給（充電）可能とされ、また、パワーリレー１１とチャージリレー１２を共に接続状態にすることによって、サブバッテリ５からの電力をチャージリレー１２およびパワーリレー１１を介する経路からもスタータ３へ供給可能とされている。

コントロールユニット１０には、図示しないエアフローセンサ、吸気圧センサ、吸気温センサ、クランク角センサ、カム角センサ、水温センサ、アクセル開度センサ、大気圧センサ等から検出信号が入力され、また、キースイッチ１３からエンジン１のキー始動操作の検出信号が入力され、自動変速機２から変速位置信号が入力され、メインバッテリ４のバッテリ電圧を検出する電圧センサ１４の検出信号が入力され、サブバッテリ５のバッテリ電圧を検出する電圧センサ１５の検出信号が入力される。そして、コントロールユニット１０は、入力された情報に基づいて各種演算を行い、エンジン１の燃料噴射弁、スロットル弁、点火装置（いずれも図示省略）に制御信号を出力し、オルタネータ６のレギュレータ回路に制御信号を出力し、スタータ３に制御信号を出力し、また、自動変速機２の油圧発生用電動オイルポンプ７、電動パワーステアリング８、ヒルホルダー９その他の車両電気負荷（ＥＬ）に制御信号を出力する。

この実施形態の車両は、燃費低減およびＣＯ₂排出量の抑制等を図るため、交差点などで、Ｄレンジのまま停車したときにエンジン１を自動停止させ、その後、車両の発進操作（アクセル踏み込み）が行われる等の再始動条件が成立したときに自動的に再始動させる自動停止・再始動制御、いわゆるアイドルストップ制御を行う。

アイドルストップ制御におけるエンジン再始動は、基本的にスタータ３を使用せず、逆転再始動方式あるいは正転再始動方式によって行い、ピストン停止位置が適正位置から外れたりして、逆転再始動あるいは正転再始動でエンジンが速やかに再始動しないときは、スタータ３による始動アシストで再始動する。

逆転再始動方式では、アイドルストップのエンジン停止条件として、例えば、ブレーキを踏んでいて（ブレーキオン）、アクセルを離していて（アクセルオフ）、車速が０で、変速位置がＤレンジであることを、アイドルストップのエンジン停止条件として設定し、その予め設定したエンジン停止条件が成立したときに、コントロールユニット１０は、各気筒への燃料噴射を停止（燃料カット）して、停止位置が適正になるようにエンジン１を自動停止させるとともに、その後に運転者によるアクセル操作が行われる等により再始動条件が成立したとき時に、まず、圧縮行程で停止した気筒（圧縮行程気筒）で最初に燃焼を行わせて、クランクシャフトを少しだけ逆転させ、これにより、膨張行程で停止した気筒（膨張行程気筒）のピストンを一旦上昇させ（上死点に近づけさせ）、その膨張行程気筒の気筒内の空気を圧縮し、燃料を噴射して、混合気の状態で点火し燃焼させることによりクランクシャフトに正転方向の駆動トルクを与え、スタータ３を使用することなくエンジン１を自動的に再始動させる。

この場合、エンジン１は、圧縮行程気筒内に所定量の空気を確保して最初の燃焼でクランクシャフトを少しだけ逆転させ得る程度の燃焼エネルギーを得ることができ、且つ、膨張行程気筒内に多くの空気量を確保しクランクシャフトを正転させるための燃焼エネルギーを充分に発生させることができ、エンジン１をピストン位置が確実に再始動させることが可能となる適正停止範囲になるように自動停止させるよう、コントロールユニット１０によって、エンジン回転速度、スロットル弁開度（ブースト圧）を調節し、また、オルタネータ６の発電量を調節する。

正転再始動方式でアイドルストップの再始動を行う場合も、エンジン１を自動停止する制御は、逆転再始動方式の場合と同様である。そして、この場合は、自動停止後、再始動条件が成立すると、膨張行程気筒に対して再始動用の燃料を噴射し、点火を行う。そして、この点火によってエンジン１が始動すると、通常制御に移行する。

また、この実施形態の車両は、上述の通りメインバッテリ４とサブバッテリ５を備え、パワーリレー１１およびチャージリレー１２の切換によってバッテリ充電を行う２バッテリシステムを採用したものであって、コントロールユニット１０は、パワーリレー１１、チャージリレー１２およびオルタネータ６の制御により、経路を切り換えてメインバッテリ４およびサブバッテリ５の充電を行い、また、アイドルストップ制御によるエンジン自動停止後の再始動時に、パワーリレー１１およびチャージリレー１２の制御により、メインバッテリ４とサブバッテリ５を使い分けて（サブバッテリ５によって、あるいはメインバッテリ４とサブバッテリ５の両方を使って）始動アシストのためにスタータ３を駆動する。なお、キー始動操作による通常始動時にスタータ３を駆動のための電力は、メインバッテリ４とサブバッテリ５の両方でまかなう。

バッテリ充電の制御において、パワーリレー１１とチャージリレー１２は、常時は解除状態に維持する。そして、エンジン１が停止し、再始動した後、サブバッテリ５の充電条件（バッテリ電圧が所定電圧以下）が成立した時に、チャージリレー１２を接続状態にした場合にチャージリレー１２に流れる電流（推定電流）が、チャージリレー１２の許容電流より大きいかどうかによって制御を変える。

すなわち、チャージリレー１２に流れる電流（推定電流）が許容電流を超えないときは、チャージリレー１２を接続状態にして、チャージリレー１２を介してサブバッテリ５に充電する通常のバッテリ充電を行うが、チャージリレー１２に流れる電流が許容電流より大きく、かつ、メインバッテリ４の充電状態がサブバッテリの充電状態よりも良好な時は、いきなりチャージリレー１２を接続状態にすると、メインバッテリ４の放電量が多くなるので、まず、パワーリレー１１を所定時間接続状態にして、パワーリレー１１を介する経路からサブバッテリ５に充電（急速充電）し、そして、オルタネータ６の発電制御により発電電流を下げてサブバッテリ５に流れる電流を調整する制御（リレー電流調整発電制御）を行い、その後、チャージリレー１２を接続状態にし、パワーリレー１１を解除状態にして、チャージリレー１２を介する経路からサブバッテリ５に充電する。

その際、パワーリレー１１には接続時間（通電時間）に制限があるので、所定時間（例えば１０ｓｅｃ）接続状態にして、それでサブバッテリ５が充電され、メインバッテリ４とサブバッテリ５との電位差が小さくなって、チャージリレー１２に流れる電流（推定電流）が許容電流以下になったら、チャージリレー１２を介する経路に切り換える。しかし、チャージリレー１２に流れる電流（推定電流）が許容電流以下にならなければ、チャージリレー１２の接続状態への切換は行わず（禁止する）、パワーリレー１１の接続状態を一旦解除し、一定時間（パワーリレー１１の温度を下げるための休止時間として、雰囲気温度にもよるが、６０℃前後では約５分の休止時間が必要）待って、再びパワーリレー１１を接続状態にして充電（急速充電）させ、電位差が小さくなってからチャージリレー１２を介する経路に切り換える。

また、メインバッテリ４の充電状態がサブバッテリ５の充電状態よりも悪く、かつ、チャージリレー１２を流れる電流（推定電流）が許容電流よりも大きい場合は、メインバッテリ４の充電を優先するために、パワーリレー１１とチャージリレー１２はいずれも解除状態としたまま、まず、メインバッテリ４の充電を行い、チャージリレー１２を流れる電流（推定電流）が許容電流以下となった後でチャージリレー１２を接続状態にしてサブバッテリ５の充電を行う。

バッテリ充電制御の具体的な処理は図２および図３に示すとおりで、スタートすると、まず、アイドルストップのエンジン停止条件が成立したかどうかを判定する（ステップＳ１）。ここでは、例えば、ブレーキを踏んでいて（ブレーキオン）、アクセルを離していて（アクセルオフ）、車速が０で、変速位置がＤレンジであるという条件を全て満たしているときに、エンジン停止条件が成立したと判定する。

そして、エンジン停止条件が成立するまで待ち、エンジン停止条件が成立すると、チャージリレー１２を解除状態にし（ステップＳ２）、パワーリレー１１を解除状態にし、アイドルストップのエンジン停止を実行するために燃料カット（Ｆ／Ｃ）を行う（ステップＳ４）。

そして、エンジン１が停止したかどうかを判定し（ステップＳ５）、エンジン１が停止するまで、そのままの状態で燃料カットを続ける。

そして、エンジン１が停止したら、再始動条件が成立したかどうかを判定する（ステップＳ６）。ここでは、例えば、アクセルが踏み込まれたときに、再始動条件が成立したと判定する。

そして、再始動条件が成立するまで待ち、再始動条件が成立したら、上述の逆転再始動方式あるいは正転再始動方式の再始動制御を実行し、逆転再始動あるいは正転再始動でエンジンが速やかに再始動しないときは、スタータ３による始動アシストの再始動制御を実行し（ステップＳ７）、エンジン１が起動したかどうかを判定して、起動するまで再始動制御を繰り返す。

そして、エンジン１が起動したら、メインバッテリ４およびサブバッテリ５のバッテリ電圧から、チャージリレー１２を接続した時にチャージリレー１２に流れる電流を推定（予測）する（ステップＳ９）。

そして、サブバッテリ５のバッテリ電圧から、サブバッテリ５の充電要求があるかどうかを判定して（ステップＳ１０）、要求がなければそのまま何もせずにリターンする。

また、サブバッテリ５の充電要求があるときは、チャージリレー１２に流れる電流（推定電流）が許容電流（４０Ａ）以下かどうかを判定する（ステップＳ１１）。そして、許容電流（４０Ａ）以下であれば、チャージリレー１２を接続状態にする（ステップＳ１２）。

また、チャージリレー１２に流れる電流（推定電流）が許容電流（４０Ａ）以下でないときは、メインバッテリ４のバッテリ電圧とサブバッテリ５のバッテリ電圧を比較して（ステップＳ１３）、メインバッテリ４の方が電圧が高いというときは、パワーリレー１１を接続状態にし（ステップＳ１４）、急速充電制御を行い（ステップＳ１５）、パワーリレー１１の接続時間をカウントする接続カウンタをカウントアップし（ステップＳ１６）、パワーリレー接続カウンタの値が所定時間（例えば５ｓｅｃ）の経過を示す値になったかどうかを判定し（ステップＳ１７）、所定時間（例えば５ｓｅｃ）が経過するまで、パワーリレー１１を接続状態にしたままで、急速充電制御を繰り返す。

そして、所定時間が経過したら、オルタネータ６の発電電圧を下げていって発電を抑えていく制御（リレー電圧調整発電制御）を行い（ステップＳ１８）、チャージリレー１２を流れる電流（推定電流）が許容電流（４０Ａ）以下になったかどうかを見て（ステップＳ１９）、許容電流（４０Ａ）以下になったら、パワーリレー１１を接続状態としている間にサブバッテリ５が充電されて、電位差が少なくなってきたということで、チャージリレー１２を介する充電に切り換えるためにチャージリレー１２を接続状態にする（ステップＳ２０）。そして、パワーリレー１１の接続状態を解除する（ステップＳ２１）。

また、リレー電圧調整発電制御後にチャージリレー１２に流れる電流（推定電流）が許容電流（４０Ａ）以下にならないときは、パワーリレー接続カウンタの値が所定時間（例えば１０ｓｅｃ）の経過を示す値になったかどうかを見て（ステップＳ２２）、所定時間（例えば１０ｓｅｃ）が経過するまでは、リレー電流調整発電制御を繰り返し、所定時間（例えば１０ｓｅｃ）が経過すると、パワーリレー１１を解除状態にして（ステップＳ２３）、通常の発電制御を行う（ステップＳ２４）。

そして、パワーリレー１１の温度を下げるための休止時間（雰囲気温度にもよるが、６０℃前後では約５分）をカウントするパワーリレー解除カウンタの値を所定値に設定する（ステップＳ２５）。

そして、パワーリレー解除カウンタの値が０（ゼロ）になったかどうかを判定し（ステップＳ２６）、０（ゼロ）になっていなければ、パワーリレー解除カウンタをカウントダウンし（ステップＳ２７）、０（ゼロ）になるまで待って、０（ゼロ）になったら、もう一度パワーリレー１１を接続状態とするステップ（ステップＳ１４）に戻って、チャージリレー１２を流れる電流（推定電流）が許容電流（４０Ａ）以下になるまで繰り返す。

また、メインバッテリ４の電圧がサブバッテリ５の電圧より高くないときは、メインバッテリ４を充電する電圧調整発電制御を行い（ステップＳ２８）、メインバッテリ４およびサブバッテリ５のバッテリ電圧から、チャージリレー１２を接続した時にチャージリレー１２に流れる電流を推定（予測）し（ステップＳ２９）、チャージリレー１２を流れる電流（推定電流）が許容電流（４０Ａ）以下であるかどうかを見て（ステップＳ３０）、許容電流（４０Ａ）以下であれば、チャージリレー１２を接続状態にし（ステップＳ３１）、許容電流（４０Ａ）以下でなければ、メインバッテリ４を充電する電圧調整発電制御を繰り返して、許容電流（４０Ａ）以下になるのを待つ。

以上、実施形態の一例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他様々な態様で実施することが可能である。

本発明の実施形態に係る車両の制御装置のシステム図である。 本発明の実施形態の制御動作を示すフローチャート（その１）である。 本発明の実施形態の制御動作を示すフローチャート（その２）である。

符号の説明

１ エンジン
２ 自動変速機
３ スタータ
４ メインバッテリ
５ サブバッテリ
６ オルタネータ
１０ コントロールユニット
１１ パワーリレー
１２ チャージリレー
１３ キースイッチ
１４、１５ 電圧センサ
ＥＬ 車両電気負荷

Claims (5)

1. 所定のエンジン自動停止条件が成立した時にエンジンを自動停止させ、停止後所定の再始動条件が成立した時にエンジンを自動的に再始動させるエンジン自動停止・再始動制御手段と、エンジン自動停止中に車両の所定の電気負荷に電力を供給するとともにエンジン自動停止後の再始動時にスタータに電力を供給可能な第１のバッテリと、エンジン自動停止後の再始動時にスタータに電力を供給する第２のバッテリとを備えた車両におけるバッテリの充電装置であって、
   前記第１のバッテリと前記スタータとを接続して該スタータに電力を供給可能とするとともに前記第２のバッテリと発電機とを接続して該発電機により発電される電力を前記第２のバッテリに供給可能とする接続状態と前記第１のバッテリと前記スタータとの接続を解除するとともに前記第２のバッテリと前記発電機との接続を解除する解除状態とに切換可能な第１の切換手段と、
   前記第２のバッテリと前記発電機とを接続して該発電機により発電される電力を前記第１の切換手段を介さずに前記第２のバッテリに供給可能とする接続状態と前記第２のバッテリと前記発電機との接続を解除する解除状態とに切換可能な第２の切換手段と、
   前記第１および第２の両切換手段の切換状態を制御して前記第２のバッテリを充電する充電制御手段を備えたバッテリの充電装置。
2. 前記充電制御手段は、常時は前記第１の切換手段および前記第２の切換手段を解除状態にし、前記第２のバッテリの充電条件が成立した時に、前記第２の切換手段を接続状態にした場合に該第２の切換手段に流れる電流を推定して、その推定電流が前記第２の切換手段の許容電流より大きい時に、前記第１の切換手段を接続状態にするよう構成された請求項１記載のバッテリの充電装置。
3. 前記充電制御手段は、常時は前記第１の切換手段および前記第２の切換手段を解除状態にし、前記第２のバッテリの充電条件が成立した時に、前記第１のバッテリの充電状態と前記第２のバッテリの充電状態とを比較して、前記第１のバッテリの充電状態が前記第２のバッテリの充電状態に対して良好な時は、前記第１の切換手段を所定時間接続状態にし、その後、前記第１の切換手段を解除状態にし、前記第２の切換手段を接続状態にするよう構成された請求項１記載のバッテリの充電装置。
4. 前記充電制御手段は、前記第１の切換手段を所定期間接続状態にした後に、前記第２の切換手段を接続状態にした場合に該第２の切換手段に流れる電流を推定し、その推定電流が前記第２切換手段の許容電流より大きい時は、前記第２の切換手段の接続状態への切換を禁止するよう構成された請求項３記載のバッテリの充電装置。
5. 前記第１のバッテリは、発電機と常時接続されて該発電機により充電可能に構成され、前記充電制御手段は、常時は前記第１の切換手段および前記第２の切換手段を解除状態にし、前記第２のバッテリの充電条件が成立した時に、前記第１のバッテリの充電状態と前記第２のバッテリの充電状態とを比較して、前記第１のバッテリの充電状態が前記第２のバッテリの充電状態に対して悪い時は、前記第２の切換手段を接続状態にした場合に該第２の切換手段に流れる電流を推定して、その推定電流が前記第２切換手段の許容電流以下になるまで、前記第１の切換手段および前記第２の切換手段を解除状態に維持したまま前記発電機により前記第１のバッテリに充電し、前記推定電流が前記許容電流以下となった後、前記第２切換手段を接続状態にするよう構成された請求項１記載のバッテリの充電装置。

Images