JP6616851B2 - 車両用電源装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に搭載される車両用電源装置に関する。
車両に搭載される車両用電源装置として、車両減速時にＩＳＧ（Integrated Starter Generator）等の発電機を回生発電させる電源装置が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１に記載される電源装置は、蓄電体として互いに並列接続される鉛バッテリおよびリチウムイオンバッテリを有している。これにより、鉛バッテリだけでなくリチウムイオンバッテリにも回生電力を充電することができ、回生電力を増やして車両のエネルギー効率を高めることができる。
特開２０１４−３６５５７号公報
ところで、鉛バッテリやリチウムイオンバッテリ等には、容量低下や出力低下等の劣化を抑制する観点から、印加が許容される許容電圧として上限電圧が設定されている。このため、車両減速時に発電機を回生発電させる場合には、上限電圧を超えないように発電電圧を制御することが必要であった。すなわち、上限電圧によって発電電圧が制限されることから、発電機の回生電力を増加させることが困難となっていた。
本発明の目的は、発電機の回生電力を増加させることにある。
本発明の車両用電源装置は、車両に搭載される車両用電源装置であって、車輪に動力伝達経路を介して連結される発電機と、前記発電機に接続され、第１許容電圧が設定される第１蓄電体と、前記第１蓄電体と並列に前記発電機に接続され、第２許容電圧が設定される第２蓄電体と、前記第１蓄電体の端子電圧を検出する第１電圧検出部と、前記第２蓄電体の端子電圧を検出する第２電圧検出部と、前記発電機を回生発電状態に制御する際に、前記発電機の発電電圧を前記第１許容電圧と前記第２許容電圧との双方よりも上げる発電制御部と、を有し、前記発電制御部は、前記第１蓄電体の端子電圧が前記第１許容電圧に達する場合、または前記第２蓄電体の端子電圧が前記第２許容電圧に達する場合に、前記発電機の発電電圧の上昇を禁止する。
本発明によれば、第１蓄電体および第２蓄電体を保護しつつ、発電機の発電電圧を第１上限電圧および第２上限電圧よりも上げることができる。これにより、発電機の回生電力を増加させることができる。
本発明の一実施の形態である車両用電源装置が搭載された車両の構成例を示す概略図である。 電源回路の一例を簡単に示した回路図である。 スタータジェネレータを燃焼発電状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。 スタータジェネレータを発電休止状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。 スタータジェネレータを回生発電状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。 電源回路の各部位における電圧降下状況の一例を示す図である。 バッテリ保護制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。 電源回路の各部位における電圧降下状況の一例を示す図である。 電源回路の各部位における電圧降下状況の一例を示す図である。 バッテリ保護制御の実行手順の他の例を示すフローチャートである。 回生発電制御およびバッテリ保護制御の実行手順の他の例を示すフローチャートである。 スタータジェネレータの発電電圧およびリチウムイオンバッテリの端子電圧の推移の一例を示すタイミングチャートである。 回生発電制御およびバッテリ保護制御の実行手順の他の例を示すフローチャートである。 スタータジェネレータの発電電圧および鉛バッテリの端子電圧の推移の一例を示すタイミングチャートである。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
［車両構成］
図１は本発明の一実施の形態である車両用電源装置１０が搭載された車両１１の構成例を示す概略図である。図１に示すように、車両１１には、動力源であるエンジン１２を備えたパワーユニット１３が搭載されている。エンジン１２のクランク軸１４には、ベルト機構１５を介してスタータジェネレータ（発電機）１６が機械的に連結されている。また、エンジン１２にはトルクコンバータ１７を介して変速機構１８が連結されており、変速機構１８にはデファレンシャル機構１９等を介して車輪２０が連結されている。つまり、スタータジェネレータ１６と車輪２０とは、トルクコンバータ１７や変速機構１８等からなる動力伝達経路６０を介して互いに連結されている。
エンジン１２に連結されるスタータジェネレータ１６は、発電機および電動機として機能する所謂ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）である。スタータジェネレータ１６は、クランク軸１４によって駆動される発電機として機能するだけでなく、クランク軸１４を回転させる電動機として機能する。例えば、アイドリングストップ制御においてエンジン１２を再始動させる場合や、発進時や加速時においてエンジン１２をアシスト駆動する場合には、スタータジェネレータ１６は電動機として力行状態に制御される。
スタータジェネレータ１６は、ステータコイルを備えたステータ２１と、フィールドコイルを備えたロータ２２と、を有している。また、スタータジェネレータ１６には、ステータコイルやフィールドコイルの通電状態を制御するため、インバータ、レギュレータおよびマイコン等からなるＩＳＧコントローラ２３が設けられている。ＩＳＧコントローラ２３によってフィールドコイルやステータコイルの通電状態を制御することにより、スタータジェネレータ１６の発電電圧、発電トルク、力行トルク等を制御することができる。
［電源回路］
車両用電源装置１０が備える電源回路３０について説明する。図２は電源回路３０の一例を簡単に示した回路図である。図２に示すように、電源回路３０は、スタータジェネレータ１６に電気的に接続されるリチウムイオンバッテリ（第１蓄電体）３１と、これと並列にスタータジェネレータ１６に電気的に接続される鉛バッテリ（第２蓄電体）３２と、を備えている。リチウムイオンバッテリ３１には、容量低下や出力低下等の劣化を抑制する観点から、印加が許容される第１許容電圧として上限電圧Ｌｉｍａｘが設定されている。また、鉛バッテリ３２には、容量低下や出力低下等の劣化を抑制する観点から、印加が許容される第２許容電圧として上限電圧Ｐｂｍａｘが設定されている。また、リチウムイオンバッテリ３１の上限電圧Ｌｉｍａｘ（例えば１５Ｖ）と、鉛バッテリ３２の上限電圧Ｐｂｍａｘ（例えば１４．３Ｖ）とは、互いに相違している。なお、リチウムイオンバッテリ３１を積極的に放電させるため、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧は、鉛バッテリ３２の端子電圧よりも高く設計されている。また、リチウムイオンバッテリ３１を積極的に充放電させるため、リチウムイオンバッテリ３１の内部抵抗は、鉛バッテリ３２の内部抵抗よりも小さく設計されている。
スタータジェネレータ１６の正極端子１６ａには正極ライン（第１通電経路）３３が接続され、リチウムイオンバッテリ３１の正極端子３１ａには正極ライン（第２通電経路）３４が接続され、鉛バッテリ３２の正極端子３２ａには正極ライン（第３通電経路）３５が接続される。これらの正極ライン３３〜３５は、接続点３６を介して互いに接続されている。また、スタータジェネレータ１６の負極端子１６ｂには負極ライン３７が接続され、リチウムイオンバッテリ３１の負極端子３１ｂには負極ライン３８が接続され、鉛バッテリ３２の負極端子３２ｂには負極ライン３９が接続される。これらの負極ライン３７〜３９は、基準電位点４０を介して互いに接続されている。
鉛バッテリ３２の正極ライン３５には、導通状態と遮断状態とに切り替えられるスイッチＳＷ１が設けられている。スイッチＳＷ１を導通状態に制御することにより、スタータジェネレータ１６と鉛バッテリ３２とは互いに接続される。一方、スイッチＳＷ１を遮断状態に制御することにより、スタータジェネレータ１６と鉛バッテリ３２とは互いに切り離される。また、リチウムイオンバッテリ３１の正極ライン３４には、導通状態と遮断状態とに切り替えられるスイッチＳＷ２が設けられている。スイッチＳＷ２を導通状態に制御することにより、スタータジェネレータ１６とリチウムイオンバッテリ３１とは互いに接続される。一方、スイッチＳＷ２を遮断状態に制御することにより、スタータジェネレータ１６とリチウムイオンバッテリ３１とは互いに切り離される。これらのスイッチＳＷ１，ＳＷ２は、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体素子によって構成されるスイッチであっても良く、電磁力等を用いて接点を機械的に開閉させるスイッチであっても良い。なお、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、リレーやコンタクタ等とも呼ばれている。
図１に示すように、電源回路３０には、バッテリモジュール４１が設けられている。このバッテリモジュール４１には、リチウムイオンバッテリ３１が組み込まれるとともに、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が組み込まれている。また、バッテリモジュール４１には、マイコン等からなるバッテリコントローラ４２が設けられており、リチウムイオンバッテリ３１の充放電電流や端子電圧等を検出するバッテリセンサ４３が設けられている。バッテリコントローラ４２は、リチウムイオンバッテリ３１の充電状態ＳＯＣ、充放電電流、端子電圧、セル温度、内部抵抗等を監視する機能や、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御する機能を有している。なお、充電状態ＳＯＣ（State Of Charge）とは、バッテリの設計容量に対する蓄電量の比率である。
鉛バッテリ３２の正極ライン３５には、複数の電気機器４４からなる電気機器群４５が接続されている。電気機器群４５を構成する電気機器４４として、例えば、横滑り防止装置、電動パワーステアリング、ヘッドライトがある。また、図示していないが、鉛バッテリ３２の正極ライン３５には、ＩＳＧコントローラ２３、バッテリコントローラ４２、後述するメインコントローラ５０も、電気機器４４として接続される。また、鉛バッテリ３２の負極ライン３９には、バッテリセンサ４６が設けられている。このバッテリセンサ４６は、鉛バッテリ３２の充放電電流、端子電圧、充電状態ＳＯＣ等を検出する機能を有している。なお、正極ライン３５には、電気機器群４５等を保護するヒューズ４７が設けられている。
［車両用電源装置の制御系］
図１に示すように、車両用電源装置１０は、マイコン等からなるメインコントローラ５０を有している。メインコントローラ５０には、エンジン１２を制御するエンジン制御部５１、スタータジェネレータ１６を制御する発電制御部５２、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御するスイッチ制御部５３等の各機能部が設けられている。メインコントローラ５０や前述した各コントローラ２３，４２は、ＣＡＮやＬＩＮ等の車載ネットワーク５４を介して互いに通信自在に接続されている。
メインコントローラ５０の各機能部は、各種コントローラやセンサからの情報に基づき、エンジン１２、スタータジェネレータ１６およびスイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御する。つまり、メインコントローラ５０のエンジン制御部５１は、図示しないスロットルバルブやインジェクタに制御信号を出力することにより、エンジン１２の出力トルク等を制御する。また、メインコントローラ５０の発電制御部５２は、ＩＳＧコントローラ２３に制御信号を出力することにより、スタータジェネレータ１６の発電電圧や発電トルク等を制御する。さらに、メインコントローラ５０のスイッチ制御部５３は、バッテリコントローラ４２に制御信号を出力することにより、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を導通状態や遮断状態に制御する。
［電力供給状況］
メインコントローラ５０の発電制御部５２は、リチウムイオンバッテリ３１の充電状態ＳＯＣに基づいて、スタータジェネレータ１６の目標発電電圧を設定する。そして、発電制御部５２は目標発電電圧をＩＳＧコントローラ２３に出力し、ＩＳＧコントローラ２３は目標発電電圧に従ってスタータジェネレータ１６の発電電圧を制御し、後述するように、スタータジェネレータ１６を燃焼発電状態または発電休止状態に制御する。このように、メインコントローラ５０の発電制御部５２は、リチウムイオンバッテリ３１の充電状態ＳＯＣに基づき、スタータジェネレータ１６を燃焼発電状態または発電休止状態に制御している。
図３はスタータジェネレータ１６を燃焼発電状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。例えば、リチウムイオンバッテリ３１の充電状態ＳＯＣが所定の下限値を下回る場合には、リチウムイオンバッテリ３１を充電して充電状態ＳＯＣを高めるため、エンジン動力によってスタータジェネレータ１６が発電駆動される。このように、スタータジェネレータ１６を燃焼発電状態に制御する際には、スタータジェネレータ１６の発電電圧が引き上げられ、リチウムイオンバッテリ３１に印加される発電電圧が端子電圧よりも高く調整される。これにより、図３に黒塗りの矢印で示すように、スタータジェネレータ１６から、リチウムイオンバッテリ３１、電気機器群４５および鉛バッテリ３２等に対して電流が供給され、リチウムイオンバッテリ３１や鉛バッテリ３２が緩やかに充電される。
図４はスタータジェネレータ１６を発電休止状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。例えば、リチウムイオンバッテリ３１の充電状態ＳＯＣが所定の上限値を上回る場合には、リチウムイオンバッテリ３１を積極的に放電させるため、エンジン動力によるスタータジェネレータ１６の発電駆動が休止される。このように、スタータジェネレータ１６を発電休止状態に制御する際には、スタータジェネレータ１６の発電電圧が引き下げられ、リチウムイオンバッテリ３１に印加される発電電圧が端子電圧よりも低く調整される。これにより、図４に黒塗りの矢印で示すように、リチウムイオンバッテリ３１から電気機器群４５に電流が供給されるため、スタータジェネレータ１６の発電駆動を抑制または停止させることができ、エンジン負荷を軽減することができる。
前述したように、メインコントローラ５０の発電制御部５２は、充電状態ＳＯＣに基づきスタータジェネレータ１６を燃焼発電状態や発電休止状態に制御しているが、車両減速時には多くの運動エネルギーを回収して燃費性能を高めることが必要である。そこで、車両減速時には、スタータジェネレータ１６の発電電圧が大きく引き上げられ、スタータジェネレータ１６は回生発電状態に制御される。これにより、スタータジェネレータ１６の発電電力つまり回生電力を増加させることができるため、運動エネルギーを積極的に電気エネルギーに変換して回収することができ、車両１１のエネルギー効率を高めて燃費性能を向上させることができる。
このように、スタータジェネレータ１６を回生発電状態に制御するか否かについては、アクセルペダルやブレーキペダルの操作状況等に基づき決定される。つまり、アクセルペダルの踏み込みが解除されるコースト時や、ブレーキペダルが踏み込まれる車両制動時には、エンジン１２の燃料カットが実施される状況であるため、スタータジェネレータ１６が回生発電状態に制御される。一方、アクセルペダルが踏み込まれる加速走行や定常走行においては、エンジン１２の燃料噴射が実施される状況であるため、スタータジェネレータ１６は燃焼発電状態や発電休止状態に制御される。
ここで、図５はスタータジェネレータ１６を回生発電状態に制御したときの電流供給状況の一例を示す図である。スタータジェネレータ１６を回生発電状態に制御する際には、前述した燃焼発電状態よりもスタータジェネレータ１６の発電電圧が引き上げられ、リチウムイオンバッテリ３１に印加される発電電圧が端子電圧よりも大幅に引き上げられる。これにより、図５に黒塗りの矢印で示すように、スタータジェネレータ１６から、リチウムイオンバッテリ３１や鉛バッテリ３２に対して大きな電流が供給されるため、リチウムイオンバッテリ３１や鉛バッテリ３２が急速に充電される。また、リチウムイオンバッテリ３１の内部抵抗は、鉛バッテリ３２の内部抵抗よりも小さいことから、発電電流の大部分はリチウムイオンバッテリ３１に供給される。
なお、図３〜図５に示すように、スタータジェネレータ１６を燃焼発電状態、回生発電状態および発電休止状態に制御する際に、スイッチＳＷ１，ＳＷ２は導通状態に保持されている。つまり、車両用電源装置１０においては、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替制御を行うことなく、スタータジェネレータ１６の発電電圧を制御するだけで、リチウムイオンバッテリ３１の充放電を制御することが可能である。これにより、簡単にリチウムイオンバッテリ３１の充放電を制御することができるとともに、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の耐久性を向上させることができる。
［電源回路の電圧降下状況］
図６は電源回路３０の各部位における電圧降下状況の一例を示す図である。図６には、スタータジェネレータ１６を燃焼発電状態や回生発電状態に制御したときの電圧降下状況が示されている。また、図６には、スタータジェネレータ１６の正極端子１６ａから接続点３６に至るまでの電圧降下、つまり正極ライン（第１通電経路）３３における電圧降下が実線Ｌ１で示されており、接続点３６からリチウムイオンバッテリ３１の正極端子３１ａに至るまでの電圧降下、つまり正極ライン（第２通電経路）３４における電圧降下が破線Ｌ２で示されている。また、接続点３６から鉛バッテリ３２の正極端子３２ａに至るまでの電圧降下、つまり正極ライン（第３通電経路）３５における電圧降下が一点鎖線Ｌ３で示されている。なお、図６の横軸には、スタータジェネレータ１６の正極端子１６ａが符号Ｐ１で示され、接続点３６が符号Ｐ２で示され、リチウムイオンバッテリ３１の正極端子３１ａが符号Ｐ３で示され、鉛バッテリ３２の正極端子３２ａが符号Ｐ４で示されている。
前述したように、車両減速時には、車両１１の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収するため、スタータジェネレータ１６が回生発電状態に制御される。この回生発電状態において、多くの運動エネルギーを回収するためには、スタータジェネレータ１６の発電電圧を大きく上昇させることが必要である。しかしながら、スタータジェネレータ１６の発電電圧を過度に上昇させることは、上限電圧Ｌｉｍａｘを超えた電圧をリチウムイオンバッテリ３１に印加する要因であり、上限電圧Ｐｂｍａｘを超えた電圧を鉛バッテリ３２に印加する要因であった。このため、スタータジェネレータ１６の発電電圧は、リチウムイオンバッテリ３１や鉛バッテリ３２の劣化を抑制する観点から、上限電圧Ｌｉｍａｘ，Ｐｂｍａｘ以下に制限することが一般的である。
しかしながら、スタータジェネレータ１６の発電電圧を、上限電圧Ｌｉｍａｘ，Ｐｂｍａｘ以下に制限することは、スタータジェネレータ１６の回生電力を減少させる要因であり、車両１１のエネルギー効率を低下させる要因であった。そこで、本実施形態の車両用電源装置１０においては、リチウムイオンバッテリ３１や鉛バッテリ３２の劣化を抑制しつつ回生電力を増加させるため、以下に示すように、スタータジェネレータ１６の発電電圧を制御するとともに、正極ライン３３〜３５の電気抵抗を設定している。
つまり、図６に符号ａ１で示すように、スタータジェネレータ１６を回生発電状態に制御する際には、スタータジェネレータ１６の発電電圧が、上限電圧Ｌｉｍａｘおよび上限電圧Ｐｂｍａｘを上回るＶｇ１に制御される。そして、スタータジェネレータ１６の発電電圧をＶｇ１まで上昇させた場合であっても、図６に符号ａ２で示すように、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘを下回るように、スタータジェネレータ１６とリチウムイオンバッテリ３１とを接続する正極ライン３３，３４の電気抵抗が設定される。また、スタータジェネレータ１６の発電電圧をＶｇ１まで上昇させた場合であっても、図６に符号ａ３で示すように、鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘを下回るように、スタータジェネレータ１６と鉛バッテリ３２とを接続する正極ライン３３，３５の電気抵抗が設定される。
すなわち、図６に符号ａ１で示すように、スタータジェネレータ１６の発電電圧をＶｇ１まで上昇させた場合であっても、図６に符号ａ２，ａ３で示すように、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘを下回り、かつ鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘを下回るように、正極ライン３３〜３５の通電過程において電圧が降下している。このように、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉを上限電圧Ｌｉｍａｘ以下に抑え、かつ鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂを上限電圧Ｐｂｍａｘ以下に抑えながら、スタータジェネレータ１６の発電電圧を大幅に上昇させることができる。これにより、リチウムイオンバッテリ３１や鉛バッテリ３２の劣化を抑制しつつ、スタータジェネレータ１６の回生電力を飛躍的に増加させることができる。なお、電線である正極ライン３３〜３５の電気抵抗は、正極ライン３３〜３５の長さや太さを変更することや、正極ライン３３〜３５の素材を適宜選定すること等によって調整可能である。
ところで、正極ライン３３〜３５の電気抵抗を高めることは、発電電流の送電効率を低下させる要因であるため、スタータジェネレータ１６を燃焼発電状態に制御する際には、送電効率の低下に伴うエネルギー損失を最低限に抑えることが必要である。そこで、図６に符号ｂ１で示すように、スタータジェネレータ１６を燃焼発電状態に制御する際には、スタータジェネレータ１６の発電電圧が、上限電圧Ｌｉｍａｘおよび上限電圧Ｐｂｍａｘを下回るＶｇ２に制御される。このように、燃焼発電状態においては発電電圧をＶｇ２に下げることにより、回生発電時に比べて発電電流を大幅に絞ることができる。すなわち、正極ライン３３〜３５の電気抵抗を高めていた場合であっても、正極ライン３３〜３５に流れる電流を小さくすることができ、送電効率の低下に伴うエネルギー損失を最低限に抑えることができる。これにより、スタータジェネレータ１６を燃焼発電状態に制御した場合であっても、エンジン１２に供給される燃料エネルギーを効率良く電気エネルギーに変換することが可能である。
これまで説明したように、スタータジェネレータ１６の燃焼発電状態、つまりエンジン動力によってスタータジェネレータ１６を発電駆動する状況においては、スタータジェネレータ１６の発電電圧が、上限電圧Ｌｉｍａｘおよび上限電圧Ｐｂｍａｘよりも下のＶｇ２まで下げられる。これにより、正極ライン３３〜３５の電気抵抗が高い場合であっても、発電電流を減少させて送電効率の低下を抑制することができ、送電効率の低下に伴うエネルギー損失を抑制することができる。つまり、スタータジェネレータ１６からバッテリ３１，３２に電流が流れる際の電圧降下量を小さく抑えることができる。
一方、スタータジェネレータ１６の回生発電状態、つまり車両１１の運動エネルギーによってスタータジェネレータ１６を発電駆動する状況においては、スタータジェネレータ１６の発電電圧が、上限電圧Ｌｉｍａｘおよび上限電圧Ｐｂｍａｘよりも上のＶｇ１まで上げられる。この場合には、スタータジェネレータ１６の発電電流が増加して送電効率が低下するため、回生発電時のエネルギー損失が増加することになる。つまり、スタータジェネレータ１６からバッテリ３１，３２に電流が流れる際の電圧降下量が拡大することになる。
しかしながら、車両減速時に実行される回生発電とは、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する発電モードであるため、電圧降下量が拡大してエネルギー損失が増加したとしても、エネルギー回収量つまり回生電力を増加させることが重要である。このように、スタータジェネレータ１６の回生発電状態においては、エネルギー損失が増加するものの回生電力を大幅に増加させることが可能である。これにより、より多くの運動エネルギーを回収することができ、車両１１の燃費性能を向上させることができる。
前述の説明では、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘを下回り、かつ鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘを下回るように、正極ライン３３〜３５の電気抵抗が設定されているが、これに限られることはない。例えば、図６に符号ｃ１で示すように、接続点３６に対する印加電圧Ｖｃが上限電圧Ｌｉｍａｘ，Ｐｂｍａｘを下回るように、正極ライン３３の電気抵抗が設定されていても良い。このように、接続点３６に対する印加電圧Ｖｃを上限電圧Ｌｉｍａｘ，Ｐｂｍａｘよりも下げることにより、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉを上限電圧Ｌｉｍａｘよりも下げることができ、鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂを上限電圧Ｐｂｍａｘよりも下げることができる。なお、電気機器群４５に対して印加が許容される上限電圧は、上限電圧Ｐｂｍａｘよりも高く設定されることから、電気機器群４５についても過度な電圧から保護されている。
［バッテリ保護制御］
前述したように、スタータジェネレータ１６の回生発電状態において、発電電圧Ｖｇ１を上限電圧Ｌｉｍａｘ，Ｐｂｍａｘよりも上げた場合であっても、正極ライン３３〜３５の電気抵抗を適切に設定することにより、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉを上限電圧Ｌｉｍａｘよりも下げるとともに、鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂを上限電圧Ｐｂｍａｘよりも下げている。しかしながら、正極ライン３３〜３５における電圧降下量が不足する状況においては、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘに到達する虞や、鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘに到達する虞がある。なお、正極ライン３３〜３５における電圧降下量が不足する状況としては、リチウムイオンバッテリ３１に取り込まれる充電電流が減少する状況、つまり経年劣化、温度低下、または充電状態ＳＯＣの上昇等により、リチウムイオンバッテリ３１の内部抵抗が増加する状況がある。
このように、リチウムイオンバッテリ３１の充電電流が減少することにより、正極ライン３３〜３５の電圧降下量が不足した場合には、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘを超える虞や、鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘを超える虞がある。そこで、メインコントローラ５０の発電制御部５２は、バッテリ３１，３２を過度な電圧から保護するため、スタータジェネレータ１６によるバッテリ保護制御を実施している。なお、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉは、バッテリセンサ（第１電圧検出部）４３によって検出されており、鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂは、バッテリセンサ（第２電圧検出部）４６によって検出されている。
図７はバッテリ保護制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。図７に示すように、ステップＳ１０では、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘを下回るか否かが判定される。ステップＳ１０において、端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘを下回ると判定された場合には、ステップＳ１１に進み、鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘを下回るか否かが判定される。そして、ステップＳ１１において、端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘを下回ると判定された場合、つまりリチウムイオンバッテリ３１および鉛バッテリ３２の双方に過度な電圧が印加されていないと判定された場合には、ステップＳ１２に進み、スタータジェネレータ１６の発電電圧の上昇が許可される。すなわち、車両減速時の回生発電等により、発電電圧の引き上げが求められる状況においては、ステップＳ１２に進むことにより、スタータジェネレータ１６の発電電圧が上げられる。
一方、ステップＳ１０において、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘを上回ると判定された場合や、ステップＳ１１において、鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘを上回ると判定された場合には、ステップＳ１３に進み、スタータジェネレータ１６の発電電圧の上昇が禁止され、スタータジェネレータ１６の発電電圧の下降が指示される。すなわち、車両減速時の回生発電等により、発電電圧の引き上げが求められる状況であっても、ステップＳ１３に進んだ場合には、スタータジェネレータ１６の発電電圧が所定電圧だけ下げられる。そして、再びステップＳ１０からのルーチンを繰り返すことにより、端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘを下回り、かつ端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘを下回るまで、スタータジェネレータ１６の発電電圧が下げられる。
ここで、図８および図９は電源回路３０の各部位における電圧降下状況の一例を示す図である。図８および図９には、正極ライン３３〜３５の電圧降下量が減少することにより、スタータジェネレータ１６の発電電圧を下げる状況が示されている。また、図８および図９においては、正極ライン（第１通電経路）３３の電圧降下が実線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂで示されており、正極ライン（第２通電経路）３４の電圧降下が破線Ｌ２ａ，Ｌ２ｂで示されており、正極ライン（第３通電経路）３５の電圧降下が一点鎖線Ｌ３ａ，Ｌ３ｂで示されている。なお、線Ｌ１ａ〜Ｌ３ａは電圧降下量が減少する前の状況を示し、線Ｌ１ｂ〜Ｌ３ｂは電圧降下量が減少した後の状況を示している。
図８に示すように、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇ１が制御された状態のもとで、リチウムイオンバッテリ３１の充電電流が低下すると、正極ライン３３〜３５における電圧降下量が減少するため、矢印αで示すように、バッテリ３１，３２の端子電圧ＶＬｉ，ＶＰｂが上昇する。そして、符号ａ１で示すように、鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘに達すると、スタータジェネレータ１６の発電電圧の上昇が禁止され、矢印βで示すように、スタータジェネレータ１６の発電電圧が下げられる。これにより、矢印γで示すように、バッテリ３１，３２の端子電圧ＶＬｉ，ＶＰｂが低下するため、バッテリ３１，３２を過度な電圧から保護することができる。
また、図９に示すように、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇ１が制御された状態のもとで、リチウムイオンバッテリ３１の充電電流が減少すると、正極ライン３３〜３５における電圧降下量が減少するため、矢印αで示すように、バッテリ３１，３２の端子電圧ＶＬｉ，ＶＰｂが上昇する。そして、符号ａ１で示すように、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘに達すると、スタータジェネレータ１６の発電電圧の上昇が禁止され、矢印βで示すように、スタータジェネレータ１６の発電電圧が下げられる。これにより、矢印γで示すように、バッテリ３１，３２の端子電圧ＶＬｉ，ＶＰｂが低下するため、バッテリ３１，３２を過度な電圧から保護することができる。
これまで説明したように、メインコントローラ５０の発電制御部５２は、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘに達する場合、または鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘに達する場合に、スタータジェネレータ１６の発電電圧の上昇を禁止し、スタータジェネレータ１６の発電電圧を下げている。これにより、スタータジェネレータ１６を回生発電状態に制御する際に、スタータジェネレータ１６の発電電圧を上限電圧Ｌｉｍａｘ，Ｐｂｍａｘより上昇させる場合であっても、リチウムイオンバッテリ３１や鉛バッテリ３２を過度な電圧から保護することができる。このように、リチウムイオンバッテリ３１や鉛バッテリ３２を保護しつつ、スタータジェネレータ１６の発電電圧を高めることができ、回生電力を増やして車両１１のエネルギー効率を高めることができる。
［他の実施形態（バッテリ保護制御）］
続いて、発電制御部５２によって実行されるバッテリ保護制御の他の例について説明する。前述の説明では、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘに達する場合、または鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘに達する場合に、スタータジェネレータ１６の発電電圧を下げているが、これに限られることはない。ここで、図１０はバッテリ保護制御の実行手順の他の例を示すフローチャートである。なお、図１０において、図７に示すステップと同様のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略する。
図１０に示すように、ステップＳ１０において、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘを上回ると判定された場合や、ステップＳ１１において、鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘを上回ると判定された場合には、ステップＳ２０に進み、スタータジェネレータ１６の発電電圧の上昇が禁止され、スタータジェネレータ１６の発電電圧が保持される。すなわち、車両減速時の回生発電等により、発電電圧の引き上げが求められる状況であっても、ステップＳ２０に進んだ場合には、スタータジェネレータ１６の発電電圧が保持される。
これにより、スタータジェネレータ１６を回生発電状態に制御する際に、スタータジェネレータ１６の発電電圧を上限電圧Ｌｉｍａｘ，Ｐｂｍａｘより上昇させる場合であっても、リチウムイオンバッテリ３１や鉛バッテリ３２を過度な電圧から保護することができる。このように、リチウムイオンバッテリ３１や鉛バッテリ３２を保護しつつ、スタータジェネレータ１６の発電電圧を高めることができ、回生電力を増やして車両１１のエネルギー効率を高めることができる。
［他の実施形態（回生発電制御およびバッテリ保護制御）］
続いて、発電制御部５２によって実行される回生発電制御およびバッテリ保護制御の他の例について説明する。車両１１のエネルギー効率を向上させる観点から、スタータジェネレータ１６を回生発電状態に制御する際には、リチウムイオンバッテリ３１や鉛バッテリ３２の過充電を回避しつつ、スタータジェネレータ１６の発電電圧を高く保持することが好ましい。そこで、メインコントローラ５０の発電制御部５２により、以下の手順に沿って回生発電制御およびバッテリ保護制御を実行することが考えられる。ここで、図１１は回生発電制御およびバッテリ保護制御の実行手順の他の例を示すフローチャートであり、図１２はスタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇおよびリチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉの推移の一例を示すタイミングチャートである。また、図１３は回生発電制御およびバッテリ保護制御の実行手順の他の例を示すフローチャートであり、図１４はスタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇおよび鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂの推移の一例を示すタイミングチャートである。
（リチウムイオンバッテリ保護）
まず、リチウムイオンバッテリ３１を保護する回生発電制御について説明する。図１２に示すように、リチウムイオンバッテリ３１には、容量低下や出力低下等の劣化を抑制する観点から、印加が許容される上限電圧（第１許容電圧）Ｌｉｍａｘとして、低圧側電圧（第１低圧側電圧）ＶＬ１と、これよりも高電圧の高圧側電圧（第１高圧側電圧）ＶＨ１と、が設定されている。つまり、スタータジェネレータ１６の回生発電制御においては、リチウムイオンバッテリ３１を保護しつつ回生電力を増加させる観点から、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉを高圧側電圧ＶＨ１の近傍に保持するように、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇを制御することが好ましい。以下、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの制御手順について説明する。
図１１に示すように、ステップＳ３０では、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉが低圧側電圧ＶＬ１を下回るか否かが判定される。ステップＳ３０において、端子電圧ＶＬｉが低圧側電圧ＶＬ１を下回ると判定された場合には、ステップＳ３１に進み、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの上昇が指示される。続くステップＳ３２において、端子電圧ＶＬｉが低圧側電圧ＶＬ１を下回ると判定された場合には、ステップＳ３１に戻り、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの上昇が指示される。つまり、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉが低圧側電圧ＶＬ１を下回る領域では、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの上昇が継続して指示される。
前述したステップＳ３０やステップＳ３２において、端子電圧ＶＬｉが低圧側電圧ＶＬ１を上回ると判定された場合には、ステップＳ３３に進み、端子電圧ＶＬｉが高圧側電圧ＶＨ１を下回るか否かが判定される。ステップＳ３３において、端子電圧ＶＬｉが高圧側電圧ＶＨ１を下回ると判定された場合、つまり端子電圧ＶＬｉが低圧側電圧ＶＬ１を上回り且つ高圧側電圧ＶＨ１を下回ると判定された場合には、ステップＳ３４に進み、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの上昇が禁止され、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇが保持される。続くステップＳ３５において、端子電圧ＶＬｉが高圧側電圧ＶＨ１を下回ると判定された場合には、ステップＳ３４に戻り、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇが保持される。つまり、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉが低圧側電圧ＶＬ１を上回り且つ高圧側電圧ＶＨ１を下回る領域では、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの保持が継続される。
前述したステップＳ３３やステップＳ３５において、端子電圧ＶＬｉが高圧側電圧ＶＨ１を上回ると判定された場合には、ステップＳ３６に進み、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの上昇が禁止され、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの下降が指示される。また、発電電圧Ｖｇの下降が指示された場合であっても、端子電圧ＶＬｉが高圧側電圧ＶＨ１を上回る状況が継続される場合には、再びステップＳ３０，Ｓ３３を経てステップＳ３６に進み、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの下降が指示される。つまり、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉが高圧側電圧ＶＨ１を上回る領域では、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの下降が継続して指示される。
続いて、スタータジェネレータ１６の回生発電制御をタイミングチャートに沿って説明する。図１２に示すように、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉが低圧側電圧ＶＬ１を下回る領域では、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの上昇が継続される（符号α１）。そして、端子電圧ＶＬｉが低圧側電圧ＶＬ１に到達すると（符号ｘ１）、発電電圧Ｖｇの上昇が禁止されて発電電圧Ｖｇは保持される（符号α２）。このように、発電電圧Ｖｇが保持される場合であっても、充電に伴ってバッテリ３１，３２の内部抵抗が上昇するため、端子電圧ＶＬｉは高圧側電圧ＶＨ１に向けて徐々に上昇する。その後、端子電圧ＶＬｉが高圧側電圧ＶＨ１に到達すると（符号ｘ２）、端子電圧ＶＬｉを下げてリチウムイオンバッテリ３１を保護するため、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇが下げられる（符号α３）。そして、端子電圧ＶＬｉが高圧側電圧ＶＨ１まで低下すると（符号ｘ３）、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇは一定に保持される（符号α４）。
また、充電に伴ってバッテリ３１，３２の内部抵抗が上昇するため、再び端子電圧ＶＬｉは高圧側電圧ＶＨ１に向けて徐々に上昇する。その後、端子電圧ＶＬｉが高圧側電圧ＶＨ１に到達すると（符号ｘ４）、再びスタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇが下げられる（符号α５）。そして、端子電圧ＶＬｉが高圧側電圧ＶＨ１まで低下すると（符号ｘ５）、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇは一定に保持される（符号α６）。このように、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉに基づいて、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇを制御することにより、端子電圧ＶＬｉの過度なオーバーシュート等を招くことなく、端子電圧ＶＬｉを高圧側電圧ＶＨ１に保持することができる。つまり、リチウムイオンバッテリ３１を保護しつつ、発電電圧Ｖｇを引き上げて回生電力を増加させることができる。
（鉛バッテリ保護）
次いで、鉛バッテリ３２を保護する回生発電制御について説明する。図１４に示すように、鉛バッテリ３２には、容量低下や出力低下等の劣化を抑制する観点から、印加が許容される上限電圧（第２許容電圧）Ｐｂｍａｘとして、低圧側電圧（第２低圧側電圧）ＶＬ２と、これよりも高電圧の高圧側電圧（第２高圧側電圧）ＶＨ２と、が設定されている。つまり、スタータジェネレータ１６の回生発電制御においては、鉛バッテリ３２を保護しつつ回生電力を増加させる観点から、鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂを高圧側電圧ＶＨ２の近傍に保持するように、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇを制御することが好ましい。以下、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの制御手順について説明する。
図１３に示すように、ステップＳ４０では、鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂが低圧側電圧ＶＬ２を下回るか否かが判定される。ステップＳ４０において、端子電圧ＶＰｂが低圧側電圧ＶＬ２を下回ると判定された場合には、ステップＳ４１に進み、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの上昇が指示される。続くステップＳ４２において、端子電圧ＶＰｂが低圧側電圧ＶＬ２を下回ると判定された場合には、ステップＳ４１に戻り、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの上昇が指示される。つまり、鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂが低圧側電圧ＶＬ２を下回る領域では、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの上昇が継続して指示される。
前述したステップＳ４０やステップＳ４２において、端子電圧ＶＰｂが低圧側電圧ＶＬ２を上回ると判定された場合には、ステップＳ４３に進み、端子電圧ＶＰｂが高圧側電圧ＶＨ２を下回るか否かが判定される。ステップＳ４３において、端子電圧ＶＰｂが高圧側電圧ＶＨ２を下回ると判定された場合、つまり端子電圧ＶＰｂが低圧側電圧ＶＬ２を上回り且つ高圧側電圧ＶＨ２を下回ると判定された場合には、ステップＳ４４に進み、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの上昇が禁止され、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇが保持される。続くステップＳ４５において、端子電圧ＶＰｂが高圧側電圧ＶＨ２を下回ると判定された場合には、ステップＳ４４に戻り、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇが保持される。つまり、鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂが低圧側電圧ＶＬ２を上回り且つ高圧側電圧ＶＨ２を下回る領域では、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの保持が継続される。
前述したステップＳ４３やステップＳ４５において、端子電圧ＶＰｂが高圧側電圧ＶＨ２を上回ると判定された場合には、ステップＳ４６に進み、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの上昇が禁止され、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの下降が指示される。また、発電電圧Ｖｇの下降が指示された場合であっても、端子電圧ＶＰｂが高圧側電圧ＶＨ２を上回る状況が継続される場合には、再びステップＳ４０，Ｓ４３を経てステップＳ４６に進み、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの下降が指示される。つまり、鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂが高圧側電圧ＶＨ２を上回る領域では、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの下降が継続して指示される。
続いて、スタータジェネレータ１６の回生発電制御をタイミングチャートに沿って説明する。図１４に示すように、鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂが低圧側電圧ＶＬ２を下回る領域では、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇの上昇が継続される（符号β１）。そして、端子電圧ＶＰｂが低圧側電圧ＶＬ２に到達すると（符号ｙ１）、発電電圧Ｖｇの上昇が禁止されて発電電圧Ｖｇは保持される（符号β２）。このように、発電電圧Ｖｇが保持される場合であっても、充電に伴ってバッテリ３１，３２の内部抵抗が上昇するため、端子電圧ＶＰｂは高圧側電圧ＶＨ２に向けて徐々に上昇する。その後、端子電圧ＶＰｂが高圧側電圧ＶＨ２に到達すると（符号ｙ２）、端子電圧ＶＰｂを下げて鉛バッテリ３２を保護するため、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇが下げられる（符号β３）。そして、端子電圧ＶＰｂが高圧側電圧ＶＨ２まで低下すると（符号ｙ３）、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇは一定に保持される（符号β４）。
また、充電に伴ってバッテリ３１，３２の内部抵抗が上昇するため、再び端子電圧ＶＰｂは高圧側電圧ＶＨ２に向けて徐々に上昇する。その後、端子電圧ＶＰｂが高圧側電圧ＶＨ２に到達すると（符号ｙ４）、再びスタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇが下げられる（符号β５）。そして、端子電圧ＶＰｂが高圧側電圧ＶＨ２まで低下すると（符号ｙ５）、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇは一定に保持される（符号β６）。このように、鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂに基づいて、スタータジェネレータ１６の発電電圧Ｖｇを制御することにより、端子電圧ＶＰｂの過度なオーバーシュート等を招くことなく、端子電圧ＶＰｂを高圧側電圧ＶＨ２に保持することができる。つまり、鉛バッテリ３２を保護しつつ、発電電圧Ｖｇを引き上げて回生電力を増加させることができる。
なお、本実施形態においても、発電電圧Ｖｇが高圧側電圧ＶＨ１，ＶＨ２よりも高く制御された状態のもとで、リチウムイオンバッテリ３１の端子電圧ＶＬｉが高圧側電圧ＶＨ１を下回るように、スタータジェネレータ１６とリチウムイオンバッテリ３１とを接続する正極ライン３３，３４の電気抵抗が設定されている。同様に、発電電圧Ｖｇが高圧側電圧ＶＨ１，ＶＨ２よりも高く制御された状態のもとで、鉛バッテリ３２の端子電圧ＶＰｂが高圧側電圧ＶＨ２を下回るように、スタータジェネレータ１６と鉛バッテリ３２とを接続する正極ライン３３，３５の電気抵抗が設定されている。
（リチウムイオンバッテリ保護および鉛バッテリ保護の協調）
前述の説明では、リチウムイオンバッテリ３１を保護する観点から、図１１のフローチャートに沿って回生発電制御を実施し、鉛バッテリ３２を保護する観点から、図１３のフローチャートに沿って回生発電制御を実施しているが、これらの回生発電制御は互いに協調して実施される。つまり、図１１のステップＳ３６において、リチウムイオンバッテリ３１を保護する観点から、発電電圧Ｖｇの下降が指示された場合には、図１３のステップＳ４１，Ｓ４４において、発電電圧Ｖｇの上昇や保持が指示された場合であっても、発電電圧Ｖｇの引き下げが優先される。同様に、図１３のステップＳ４６において、鉛バッテリ３２を保護する観点から、発電電圧Ｖｇの下降が指示された場合には、図１１のステップＳ３１，Ｓ３４において、発電電圧Ｖｇの上昇や保持が指示された場合であっても、発電電圧Ｖｇの引き下げが優先される。また、図１１のステップＳ３４において、リチウムイオンバッテリ３１を保護する観点から、発電電圧Ｖｇの保持が指示された場合には、図１３のステップＳ４１において、発電電圧Ｖｇの上昇が指示された場合であっても、発電電圧Ｖｇの保持が優先される。同様に、図１３のステップＳ４４において、鉛バッテリ３２を保護する観点から、発電電圧Ｖｇの保持が指示された場合には、図１１のステップＳ３１において、発電電圧Ｖｇの上昇が指示された場合であっても、発電電圧Ｖｇの保持が優先される。
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。図７に示した例では、端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘに達する場合、および端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘに達する場合に、スタータジェネレータ１６の発電電圧を下げているが、これに限られることはない。例えば、端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘに達する場合に、スタータジェネレータ１６の発電電圧を下げ、端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘに達する場合に、スタータジェネレータ１６の発電電圧を保持しても良い。また、端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘに達する場合に、スタータジェネレータ１６の発電電圧を保持し、端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘに達する場合に、スタータジェネレータ１６の発電電圧を下げても良い。
図１１および図１３に示した例では、端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘ（低圧側電圧ＶＬ１，高圧側電圧ＶＨ１）に達する場合に、スタータジェネレータ１６の発電電圧を保持してから下げ、端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘ（低圧側電圧ＶＬ２，高圧側電圧ＶＨ２）に達する場合に、スタータジェネレータ１６の発電電圧を保持してから下げているが、これに限られることはない。例えば、端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘ（低圧側電圧ＶＬ１，高圧側電圧ＶＨ１）に達する場合に、スタータジェネレータ１６の発電電圧を保持してから下げ、端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘに達する場合に、スタータジェネレータ１６の発電電圧を保持または下げても良い。同様に、端子電圧ＶＬｉが上限電圧Ｌｉｍａｘに達する場合に、スタータジェネレータ１６の発電電圧を保持または下げ、端子電圧ＶＰｂが上限電圧Ｐｂｍａｘ（低圧側電圧ＶＬ２，高圧側電圧ＶＨ２）に達する場合に、スタータジェネレータ１６の発電電圧を保持してから下げても良い。
前述の説明では、第１蓄電体としてリチウムイオンバッテリ３１を採用し、第２蓄電体として鉛バッテリ３２を採用しているが、これに限られることはなく、第１蓄電体や第２蓄電体として他のバッテリやキャパシタを採用しても良い。また、第１蓄電体と第２蓄電体として、互いに異なる種類の蓄電体を採用しても良く、互いに同じ種類の蓄電体を採用しても良い。
前述の説明では、リチウムイオンバッテリ３１の上限電圧Ｌｉｍａｘ（例えば１５Ｖ）を、鉛バッテリ３２の上限電圧Ｐｂｍａｘ（例えば１４．３Ｖ）よりも高く設定しているが、これに限られることはない。例えば、上限電圧Ｌｉｍａｘを上限電圧Ｐｂｍａｘよりも低く設定しても良く、上限電圧Ｌｉｍａｘと上限電圧Ｐｂｍａｘとを互いに一致させても良い。また、前述の説明では、発電機としてスタータジェネレータ１６を採用しているが、これに限られることはなく、電動機として機能しないジェネレータを採用しても良い。また、前述の説明では、メインコントローラ５０に発電制御部５２を設けているが、これに限られることはなく、他のコントローラに発電制御部を設けても良い。
なお、図示する例では、リチウムイオンバッテリ３１の正極ライン３４にスイッチＳＷ２を設けているが、これに限られることはない。例えば、図２に一点鎖線で示すように、リチウムイオンバッテリ３１の負極ライン３８にスイッチＳＷ２を設けても良い。また、図示する例では、リチウムイオンバッテリ３１の異常発生時に充放電を停止させる観点からスイッチＳＷ２が設けられており、電気機器群４５に対する瞬間的な電圧低下つまり瞬低を防止する観点からスイッチＳＷ１が設けられているが、これに限られることはなく、電源回路３０からスイッチＳＷ１やスイッチＳＷ２を削減しても良い。
１０ 車両用電源装置
１６ スタータジェネレータ（発電機）
２０ 車輪
３１ リチウムイオンバッテリ（第１蓄電体）
３２ 鉛バッテリ（第２蓄電体）
３３ 正極ライン（第１通電経路）
３４ 正極ライン（第２通電経路）
３５ 正極ライン（第３通電経路）
４３ バッテリセンサ（第１電圧検出部）
４６ バッテリセンサ（第２電圧検出部）
５２ 発電制御部
６０ 動力伝達経路
Ｖｇ 発電電圧
ＶＬｉ 端子電圧
ＶＰｂ 端子電圧
Ｌｉｍａｘ 上限電圧（第１許容電圧）
Ｐｂｍａｘ 上限電圧（第２許容電圧）
ＶＬ１ 低圧側電圧（第１許容電圧，第１低圧側電圧）
ＶＨ１ 高圧側電圧（第１許容電圧，第１高圧側電圧）
ＶＬ２ 低圧側電圧（第２許容電圧，第２低圧側電圧）
ＶＨ２ 高圧側電圧（第２許容電圧，第２高圧側電圧）

Claims (8)

  1. 車両に搭載される車両用電源装置であって、
    車輪に動力伝達経路を介して連結される発電機と、
    前記発電機に接続され、第１許容電圧が設定される第１蓄電体と、
    前記第１蓄電体と並列に前記発電機に接続され、第２許容電圧が設定される第２蓄電体と、
    前記第１蓄電体の端子電圧を検出する第１電圧検出部と、
    前記第２蓄電体の端子電圧を検出する第２電圧検出部と、
    前記発電機を回生発電状態に制御する際に、前記発電機の発電電圧を前記第１許容電圧と前記第２許容電圧との双方よりも上げる発電制御部と、
    を有し、
    前記発電制御部は、前記第１蓄電体の端子電圧が前記第１許容電圧に達する場合、または前記第２蓄電体の端子電圧が前記第２許容電圧に達する場合に、前記発電機の発電電圧の上昇を禁止する、
    車両用電源装置。
  2. 請求項１に記載の車両用電源装置において、
    前記発電制御部は、前記第１蓄電体の端子電圧が前記第１許容電圧に達する場合に、前記発電機の発電電圧を下げる、
    車両用電源装置。
  3. 請求項１に記載の車両用電源装置において、
    前記発電制御部は、前記第２蓄電体の端子電圧が前記第２許容電圧に達する場合に、前記発電機の発電電圧を下げる、
    車両用電源装置。
  4. 請求項１に記載の車両用電源装置において、
    前記発電制御部は、前記第１蓄電体の端子電圧が前記第１許容電圧に達する場合に、前記発電機の発電電圧を保持する、
    車両用電源装置。
  5. 請求項１に記載の車両用電源装置において、
    前記発電制御部は、前記第２蓄電体の端子電圧が前記第２許容電圧に達する場合に、前記発電機の発電電圧を保持する、
    車両用電源装置。
  6. 請求項１に記載の車両用電源装置において、
    前記第１許容電圧として、第１低圧側電圧と、前記第１低圧側電圧よりも高電圧の第１高圧側電圧と、を備え、
    前記発電制御部は、
    前記第１蓄電体の端子電圧が、前記第１低圧側電圧を上回り且つ前記第１高圧側電圧を下回る場合には、前記発電機の発電電圧を保持し、
    前記第１蓄電体の端子電圧が、前記第１高圧側電圧を上回る場合には、前記発電機の発電電圧を下げる、
    車両用電源装置。
  7. 請求項１に記載の車両用電源装置において、
    前記第２許容電圧として、第２低圧側電圧と、前記第２低圧側電圧よりも高電圧の第２高圧側電圧と、を備え、
    前記発電制御部は、
    前記第２蓄電体の端子電圧が、前記第２低圧側電圧を上回り且つ前記第２高圧側電圧を下回る場合には、前記発電機の発電電圧を保持し、
    前記第２蓄電体の端子電圧が、前記第２高圧側電圧を上回る場合には、前記発電機の発電電圧を下げる、
    車両用電源装置。
  8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の車両用電源装置において、
    前記発電機の正極端子に接続される第１通電経路と、
    前記第１蓄電体の正極端子に接続される第２通電経路と、
    前記第２蓄電体の正極端子に接続される第３通電経路と、
    前記第１通電経路、前記第２通電経路および前記第３通電経路を互いに接続する接続点と、
    を有し、
    前記第１通電経路および前記第２通電経路の電気抵抗は、前記発電機の発電電圧を前記第１許容電圧と前記第２許容電圧との双方よりも上げた場合に、前記第１蓄電体の端子電圧を前記第１許容電圧よりも下げる電気抵抗であり、
    前記第１通電経路および前記第３通電経路の電気抵抗は、前記発電機の発電電圧を前記第１許容電圧と前記第２許容電圧との双方よりも上げた場合に、前記第２蓄電体の端子電圧を前記第２許容電圧よりも下げる電気抵抗である、
    車両用電源装置。
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