KR101641847B1 - 충전 제어 장치, 충전 제어 방법, 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체 - Google Patents

Abstract

충전 제어부는, 엔진과 발전기와 발전기에 의해 발생한 전력에 의해 충전되는 배터리를 갖는 시스템이며 엔진의 정지 상태에 있어서 엔진의 재시동을 금지하는 정지 제어가 실행될 수 있는 시스템에 있어서 사용된다. 충전 제어 장치는, 배터리가 만충전 상태로 된 이후에 있어서의, 배터리의 방전 전류의 적산값의 절댓값에 대한 배터리의 충전 전류의 적산값의 절댓값의 비율인 충방전율을 산출하는 충방전율 산출부와, 정지 제어의 실행을 허용하고, 또한 발전기에 의해 발생한 전력에 의해 배터리를 충전하고, 배터리의 평균 잔존 용량을 증가시키는 사전 충전을 실행하는 사전 충전 실행부이며, 산출된 충방전율이 높으면 사전 충전의 실행 기간을 짧게 하는 사전 충전 실행부와, 정지 제어를 실행시키지 않고 발전기에 의해 발생한 전력에 의해 배터리를 충전하는 리프레시 충전을, 사전 충전이 실행된 후에 실행하여, 배터리를 만충전 상태로 하는 리프레시 충전 실행부를 구비한다.

Description

충전 제어 장치, 충전 제어 방법, 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체 {CHARGING CONTROL DEVICE, CHARGING CONTROL METHOD AND RECORDING MEDIUM RECORDING COMPUTER PROGRAM}

본 발명은 발전기를 사용한 배터리의 충전 제어에 관한 것이다.

배터리를 탑재한 자동차 등의 차량에 있어서, 만충전으로 되지 않는 충방전을 반복하는 것에 의한 배터리의 성능 및 수명의 저하를 억제하기 위해, 만충전으로부터의 경과 시간이 소정 시간 이상으로 된 경우 등에, 리프레시 충전이 행해지는 경우가 있다. 리프레시 충전은, 예를 들어 충전 시의 상한 전압이 통상보다도 높게 설정되고, 엔진을 계속 운전시킴으로써 실현된다. 여기서, 차속이 소정값 이하로 된 경우에 엔진을 정지시키는 아이들 스톱 제어(「스타트 앤드 스톱 제어」라고도 함)를 실행 가능한 차량에 있어서, 리프레시 충전이 실행되면, 엔진의 정지 조건이 성립된 경우라도 엔진을 정지시킬 수 없어, 연비가 저하될 우려가 있다. 따라서, 리프레시 충전의 실행 전에, 사전 충전을 행하여 배터리의 SOC(State Of Charge)를 높여 두고, 리프레시 충전의 기간을 단축하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 1). 이 사전 충전에서는, 아이들 스톱 제어의 실행은 허용된다.

일본 특허 출원 공개 제2004-328906호 공보

리프레시 충전의 실행 전에 미리 사전 충전을 실행하는 기술에 의하면, 사전 충전 개시로부터 리프레시 충전 개시까지의 기간이 길면, SOC가 높은 상태가 장시간 계속되게 된다. 차량에서는, 엔진에 의해 발전기가 구동되고, 발전기에 의해 발생한 전력이 배터리에 공급되어 배터리가 충전된다. 그러나, SOC가 높은 상태의 배터리에서는, 추가하여 수용 가능한 전기 용량이 적으므로, 발전기에 의해 발생한 전력이 배터리의 충전에 사용되지 않아, 연비가 악화된다고 하는 문제가 있었다.

상술 문제는, 차량에 한하지 않고, 엔진과 발전기와 배터리를 갖고, 엔진의 정지 상태에 있어서의 엔진의 시동을 금지하는 제어가 행해질 수 있는 임의의 시스템에 있어서 일어날 수 있다. 이러한 시스템에 있어서는, 상술한 문제 외에, 소형화, 저비용화, 자원 절약화, 제조의 용이화, 사용 편의성의 향상 등이 요망되고 있었다.

본 발명은 상술한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 이하의 형태로서 실현하는 것이 가능하다.

(1) 본 발명의 일 형태에 따르면, 엔진과, 상기 엔진에 의해 구동되는 발전기와, 상기 발전기에 의해 발생한 전력에 의해 충전되는 배터리를 갖는 시스템이며, 상기 엔진의 정지 상태에 있어서 상기 엔진의 재시동을 금지하는 정지 제어가 실행될 수 있는 시스템에 있어서 사용되는, 상기 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어 장치가 제공된다. 이 충전 제어 장치는, 상기 배터리가 만충전 상태로 된 이후에 있어서의, 상기 배터리의 방전 전류의 적산값의 절댓값에 대한 상기 배터리의 충전 전류의 적산값의 절댓값의 비율인 충방전율을 산출하는 충방전율 산출부와, 상기 배터리의 평균 잔존 용량을 증가시키는 사전 충전을 실행하는 사전 충전 실행부이며, 상기 산출된 충방전율이 높으면, 상기 사전 충전의 실행 기간을 짧게 하는 사전 충전 실행부와, 상기 정지 제어를 실행시키지 않고 상기 발전기에 의해 발생한 전력에 의해 상기 배터리를 충전하는 리프레시 충전을, 상기 사전 충전이 실행된 후에 실행하여, 상기 배터리를 만충전 상태로 하는 리프레시 충전 실행부를 구비한다. 이 형태의 충전 제어 장치에 따르면, 충방전율이 높으면, 사전 충전을 단기간 실행하므로, 배터리의 평균 잔존 용량이 높은 상태의 계속 기간을 짧게 할 수 있다. 따라서, 충방전율에 관계없이 사전 충전의 기간이 일정한 구성에 비해, 배터리에 있어서, 발전기에 의해 발생한 전력을 수용 가능한 전기 용량을 보다 많이 확보할 수 있어, 연비를 향상시킬 수 있다. 또한, 리프레시 충전 전에 사전 충전을 행하여 배터리의 평균 잔존 용량을 증가시키므로, 리프레시 충전에 필요로 하는 기간을 단축할 수 있다. 이로 인해, 리프레시 충전의 실행에 수반하여 정지 제어가 금지되는 기간을 단축할 수 있으므로, 연비를 향상시킬 수 있다.

(2) 상기 형태의 충전 제어 장치에 있어서, 또한, 상기 리프레시 충전에 의해 상기 배터리가 만충전 상태로 되고 나서의 경과 시간을 계측하는 경과 시간 계측부를 구비하고, 상기 리프레시 충전 실행부는, 상기 경과 시간이 소정의 제1 임계 시간에 도달한 경우에, 상기 리프레시 충전을 실행하고, 상기 사전 충전 실행부는, 상기 리프레시 충전에 의해 상기 배터리가 만충전 상태로 된 이후에 있어서, 상기 산출된 충방전율이 높으면, 상기 산출된 충방전율이 낮은 경우에 비해 상기 사전 충전을 개시하는 시각을 지연시켜도 된다. 이 형태의 충전 제어 장치에 따르면, 충방전율이 높으면, 사전 충전을 단기간 실행시킬 수 있다. 덧붙여 말하면, 배터리가 만충전 상태로 되고 나서의 경과 시간에 기초하여, 사전 충전 및 리프레시 충전의 개시 타이밍을 결정하므로, 배터리의 열화에 따른 적절한 타이밍에, 배터리를 충전시킬 수 있다.

(3) 상기 형태의 충전 제어 장치에 있어서, 또한, 임계값 설정부를 구비하고, 상기 사전 충전 실행부는, 상기 경과 시간이 상기 제1 임계 시간보다도 짧은 제2 임계 시간에 도달한 경우에, 상기 사전 충전을 실행하고, 상기 임계값 설정부는, 상기 산출된 충방전율이 높으면, 상기 산출된 충방전율이 낮은 경우에 비해 상기 제2 임계 시간을 긴 값으로 설정해도 된다. 이 형태의 충전 제어 장치에 따르면, 방전율이 높으면, 사전 충전을 개시하는 시각을 지연시킬 수 있다.

(4) 상기 형태의 충전 제어 장치에 있어서, 또한, 상기 리프레시 충전에 의해 상기 배터리가 만충전 상태로 된 이후에 있어서의 상기 충전 전류의 적산값의 절댓값과 상기 방전 전류의 적산값의 절댓값의 합계 전류 적산값을 구하는 전류 적산값 산출부와, 임계값 설정부를 구비하고, 상기 리프레시 충전 실행부는, 상기 합계 전류 적산값이 소정의 제1 임계 적산값에 도달한 경우에, 상기 리프레시 충전을 실행하고, 상기 사전 충전 실행부는, 상기 합계 전류 적산값이, 상기 제1 임계 적산값보다도 작은 제2 임계 적산값에 도달한 경우에, 상기 사전 충전을 실행하고, 상기 임계값 설정부는, 상기 산출된 충방전율이 높으면, 상기 산출된 충방전율이 낮은 경우에 비해 상기 제2 임계 적산값을 큰 값으로 설정해도 된다. 이 형태의 충전 제어 장치에 따르면, 충방전율이 높으면, 사전 충전을 단기간 실행시킬 수 있다. 이 형태의 충전 제어 장치에서는, 리프레시 충전은 합계 전류 적산값이 소정의 제1 임계 적산값에 도달한 경우에 실행되고, 또한 충방전율이 높으면 제2 임계 적산값을 큰 값으로 설정하므로, 충방전율이 보다 높을수록, 제1 임계 적산값과 제2 임계 적산값의 차분이 보다 작아진다. 일반적으로, 경과 시간이 길수록, 배터리에 있어서의 충전 또는 방전의 기간은 증가하므로, 합계 전류 적산값은 커진다. 따라서, 제1 임계 적산값과 제2 임계 적산값의 차분이 보다 작아질수록, 사전 충전이 실행되는 기간은 보다 짧아진다.

(5) 상기 형태의 충전 제어 장치에 있어서, 상기 시스템은, 상기 엔진을 동력원으로 하는 차량에 탑재되고, 상기 정지 제어는, 아이들 스톱 제어이며, 상기 정지 상태는, 상기 차량의 이동 속도가 소정의 속도 이하로 되는 상태여도 된다. 이 형태의 충전 제어 장치에 따르면, 아이들 스톱 제어를 실행하는 차량에 있어서 연비를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 다양한 형태로 실현하는 것이 가능하며, 예를 들어 충전 제어 장치를 구비한 시스템, 이러한 시스템을 탑재한 차량, 배터리의 충전을 제어하는 방법, 시스템 또는 차량의 제어 방법, 이들 제어 방법을 실현하는 컴퓨터 프로그램, 그 컴퓨터 프로그램을 기록한 일시적이지 않은 기록 매체 등의 형태로 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태로서의 충전 제어 장치를 탑재한 시스템의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 있어서의 전자 제어 유닛의 상세 구성을 나타내는 설명도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 있어서의 충전 제어 처리의 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 제1 실시 형태에 있어서의 임계 시간 조정 처리의 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 도 2에 나타내는 충전 기간 결정 맵의 설정 내용을 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 6은 충방전율과 아이들 스톱의 빈도의 관계 및 충방전율과 보조 기기의 소비 전류값의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 7은 제1 실시 형태의 충전 제어 처리 및 임계 시간 조정 처리가 실행된 경우의 SOC의 변화를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 8은 제2 실시 형태에 있어서의 전자 제어 유닛의 상세 구성을 나타내는 설명도이다.
도 9는 제2 실시 형태에 있어서의 충전 제어 처리의 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 제2 실시 형태의 임계값 조정 처리의 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 도 8에 나타내는 임계값 결정 맵의 설정 내용을 모식적으로 나타내는 설명도이다.

A. 제1 실시 형태:

A1. 장치 구성:

도 1은 본 발명의 일 실시 형태로서의 충전 제어 장치를 탑재한 시스템의 구성을 나타내는 설명도이다. 시스템(100)은, 차량에 탑재되고, 차량의 정지 시에 있어서의 엔진의 운전을 금지하는 아이들 스톱 제어(스타트 앤드 스톱 제어라고도 함)를 실행할 수 있다. 또한, 시스템(100)은, 탑재된 배터리의 충전 제어를 실행할 수 있다. 시스템(100)은, 엔진(40)과, 변속기(41)와, 구동륜(65)과, 디퍼렌셜 기어(60)와, 스타터(42)와, 구동 기구(43)와, 얼터네이터(50)와, 배터리(30)와, 보조 기기(70)와, 배터리 전류 센서(31)와, 얼터네이터 전류 센서(51)와, 차속 센서(61)와, 브레이크 페달 센서(80)와, 전자 제어 유닛(ECU:Electrical Control Unit)(10)을 구비하고 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 차량은 자동차이다.

엔진(40)은, 가솔린이나 경유 등의 연료를 연소시킴으로써 동력을 발생시키는 내연 기관이다. 엔진(40)의 출력은, 조작자에 의해 조작되는 도시하지 않은 액셀러레이터 페달의 답입량에 따라, 전자 제어 유닛(10)에 의해 제어된다.

변속기(41)는, 변속비의 변경(소위 시프트 체인지)을 실행한다. 엔진(40)의 동력(회전수)은, 변속기(41)에 의해 변속되고, 원하는 회전수·토크로서, 디퍼렌셜 기어(60)를 통해 좌우의 구동륜(65)에 전달된다. 이와 같이 하여, 엔진(40)의 동력은, 액셀러레이터 페달의 답입량에 따라 변경되면서, 변속기(41)를 통해 구동륜(65)에 전달되어, 차량의 가속 및 감속이 행해진다.

스타터(42)는, 배터리(30)로부터 공급되는 전력에 의해 엔진(40)을 시동시키는 셀 모터이다. 통상은, 정지하고 있는 차량의 운전을 개시할 때에, 조작자에 의해 도시하지 않은 이그니션 스위치가 온되면, 스타터(42)에 의해 엔진(40)이 시동된다. 본 실시예에서는, 「아이들 스톱 상태」라 함은, 아이들 스톱 제어에 의해 엔진(40)이 정지하고 있는 상태를 의미한다.

구동 기구(43)는, 엔진(40)의 동력을 얼터네이터(50)에 전달한다. 구동 기구(43)로서는, 예를 들어 벨트 드라이브를 채용할 수 있다.

얼터네이터(50)는, 구동 기구(43)를 통해 전달되는 엔진(40)의 동력을 사용하여 발전(이하, 「연료 발전」이라 함)을 행한다. 이러한 발전에 의해 발생한 전력은, 도시하지 않은 인버터를 통해 배터리(30)의 충전에 사용된다.

배터리(30)는, 전압 12V의 직류 전원으로서의 연축 전지이며, 스타터(42)에 더하여, 보조 기기(70)에 전력을 공급한다. 또한, 연축 전지 대신에, 리튬 이온 축전지, 로킹 체어형 축전체 등의 다른 종류의 배터리를 채용할 수도 있다.

보조 기기(70)는, 배터리(30)로부터 공급되는 전력에 의해 동작하는 주변 장치이다. 예를 들어, 헤드 램프나 테일 램프를 포함하는 등화계 장치나, 와이퍼나, 공조 장치나, 라디에이터용 전동 팬 등이 해당한다.

배터리 전류 센서(31)는, 배터리(30)의 충방전 전류를 검출한다. 얼터네이터 전류 센서(51)는, 얼터네이터(50)의 출력 전류를 검출한다. 차속 센서(61)는, 구동륜(65)의 회전 속도를 검출한다. 브레이크 페달 센서(80)는, 도시하지 않은 브레이크 페달에 있어서의 소정의 답입량의 유무를 검출한다. 이들 각 센서(31, 51, 61, 80)는, 모두 전자 제어 유닛(10)과 전기적으로 접속되어 있다.

도 2는 제1 실시 형태에 있어서의 전자 제어 유닛(10)의 상세 구성을 나타내는 설명도이다. 전자 제어 유닛(10)은, 컴퓨터 프로그램을 실행하는 CPU(Central Processing Unit), 컴퓨터 프로그램 등을 기억하는 ROM(Read Only Memory), 특정 용도를 위한 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 일시적으로 데이터를 기억하는 RAM(Random Access Memory), 전술한 각 센서나 도시하지 않은 액추에이터 등에 접속되는 입출력 포트 등에 의해 구성되어 있다.

도 2에 나타내는 전자 제어 유닛(10)은, 엔진의 구동 및 정지의 제어나, 변속비의 제어나, 아이들 스톱의 제어나, 배터리(30)의 충전의 제어 등을 실행한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 배터리(30)의 충전 처리로서, 사전 충전과, 리프레시 충전과, 통상 충전이 실행된다. 사전 충전, 리프레시 충전 및 통상 충전의 상세에 대해서는 후술한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 전자 제어 유닛(10)은, 엔진 제어부(11)와, 트랜스미션 제어부(12)와, 아이들 스톱 제어부(13)와, 목표 SOC 설정부(14)와, SOC 산출부(15)와, 피드백 제어부(18)와, 충전 제어부(20)를 구비하고 있다.

엔진 제어부(11)는, 차속 센서(61)에 의해 검출된 구동륜(65)의 회전 속도와, 브레이크 페달 센서(80)에 의해 검출되는 브레이크 페달의 답입량과, 도시하지 않은 액셀러레이터 개방도 센서에 의해 검출되어 통지되는 액셀러레이터 개방도(도시하지 않은 액셀러레이터 페달의 답입량)에 기초하여, 연료 분사량, 스로틀 개방도 등을 조정하여 엔진(40)의 운전 상태를 제어한다. 또한, 엔진 제어부(11)는, 아이들 스톱 제어부(13)로부터의 요구에 따라, 엔진(40)에 대한 연료 분사를 정지하여 엔진(40)을 정지시키거나, 또는, 아이들 스톱 제어부(13)로부터의 요구에 따라, 스타터(42)를 제어하여 정지 상태의 엔진(40)을 재시동시킨다.

트랜스미션 제어부(12)는, 차속 센서(61)로부터 통지되는 구동륜(65)의 회전 속도와, 도시하지 않은 액셀러레이터 개방도 센서로부터 통지되는 액셀러레이터 개방도와, 도시하지 않은 시프트 포지션 센서로부터 통지되는 시프트 포지션의 정보에 기초하여, 도시하지 않은 유압 액추에이터를 제어하여, 변속기(41)의 변속비를 제어한다.

아이들 스톱 제어부(13)는, 아이들 스톱 제어로서, 차속 센서(61)에 의해 검출된 차륜속과, 도시하지 않은 액셀러레이터 개방도 센서로부터 통지되는 액셀러레이터 개방도를 취득하고, 엔진(40)을 정지 또는 시동시키는 지시를 엔진 제어부(11)에 출력한다. 보다 상세하게는, 아이들 스톱 제어부(13)는, 차륜속이 저하되어 소정 속도(예를 들어, 10㎞/h) 미만으로 되었을 때에, 엔진 정지 조건이 성립된 것이라고 판단하여, 엔진 정지의 지시를 엔진 제어부(11)에 출력한다. 엔진 제어부(11)는, 스타터(42)에 대해 엔진(40)을 정지하는 취지의 지시를 출력한다. 또한, 그 후, 액셀러레이터 개방도에 기초하여 액셀러레이터 페달이 답입된 것을 검출하면, 아이들 스톱 제어부(13)는, 엔진 재시동 조건이 성립된 것이라고 판단하여 엔진(40)의 재시동의 지시를, 엔진 제어부(11)에 출력한다. 엔진 제어부(11)는, 스타터(42)에 대해 엔진(40)을 재시동하는 취지의 지시를 출력한다. 즉, 아이들 스톱 제어부(13)는, 엔진 정지 조건이 성립되었을 때에 엔진(40)을 정지시키고, 엔진 정지 후에 있어서 엔진 재시동 조건이 성립되었을 때에 엔진(40)을 재시동시킨다. 또한, 엔진 정지 조건 및 엔진 재시동 조건은, 상술한 내용에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 차륜속이 0㎞/h로 되는 것을 엔진 정지 조건으로 해도 되고, 또한 브레이크 페달로부터 발이 이격된 것을 엔진 재시동 조건으로 해도 된다.

목표 SOC 설정부(14)는, 후술하는 통상 제어나, 사전 충전이나, 리프레시 충전을 실행할 때에 목표로 하는 배터리(30)의 SOC(State Of Charge)를 설정한다. 본 실시 형태에 있어서, SOC라 함은, 배터리(30)에 잔존하고 있는 전기량을, 배터리(30)를 만충전하였을 때에 축적되는 전기량으로 제산하여 얻어지는 값을 의미한다. 목표 SOC 설정부(14)는, 차륜속에 기초하여 주행 환경을 예측하고, 예측된 주행 환경에 기초하여, 목표 SOC를 설정한다. 예를 들어, 목표 SOC 설정부(14)는, 소정 기간 내에 있어서의 정차 시간의 비율에 기초하여, 주행 환경을, 시가지 또는 교외라고 추정한다. 예를 들어, 주행 환경이 시가지인 경우에는, 아이들 스톱 제어가 실행되어 배터리(30)의 전력이 보다 많이 소비되기 쉬우므로, 목표 SOC는, 비교적 높은 값으로 설정된다. 또한, 목표 SOC 설정부(14)는, 후술하는 바와 같이, 사전 충전 및 리프레시 충전 시에 있어서 충전 제어부(20)로부터 지시를 수신하고, 이러한 지시에 기초하여 목표 SOC를 설정한다.

SOC 산출부(15)는, 배터리 전류 센서(31)에 의해 검출된 배터리(30)의 충방전 전류에 기초하여, 현재의 SOC를 산출한다. 구체적으로는, 배터리(30)의 충전 전류를 플러스값으로 하고, 배터리(30)의 방전 전류를 마이너스값으로 하여 충전 전류 및 방전 전류를 적산함으로써, 현재의 SOC를 산출한다. 또한, 배터리 전류 센서(31)에 의해 검출된 배터리(30)의 충방전 전류에 기초하여 현재의 SOC를 구하는 것 대신에, 배터리 전해액 비중과, 배터리 단자 전압에 기초하여, 현재의 SOC를 구해도 된다.

피드백 제어부(18)는, 목표 SOC 설정부(14)에 의해 설정된 목표 SOC와, SOC 산출부(15)에 의해 산출된 현재의 SOC의 차분을 구하고, 차분이 0으로 되는 전압값을, 전압 지시값으로서 얼터네이터(50)에 출력한다. 전압 지시값을 수신한 얼터네이터(50)는, 전압 지시값을 수신하면, 지시된 전압값으로 되도록 출력 전압을 제어한다.

충전 제어부(20)는, 배터리(30)에의 충전 및 배터리(30)로부터의 방전을 제어한다. 충전 제어부(20)는, 충방전율 산출부(16)와, 임계 시간 설정부(17)와, 충전 기간 결정 맵(mp1)과, 경과 시간 계측부(19)와, 사전 충전 실행부(22)와, 리프레시 충전 실행부(24)를 구비하고 있다.

충방전율 산출부(16)는, 배터리 전류 센서(31)에 의해 검출된 배터리(30)의 충전 전류 및 방전 전류에 기초하여, 충방전율을 산출한다. 본 실시 형태에 있어서, 충방전율이라 함은, 방전 전류의 적산값의 절댓값에 대한 충전 전류의 적산값의 절댓값의 비율을 의미한다.

임계 시간 설정부(17)는, 후술하는 충전 제어 처리에 있어서, 충전 기간 결정 맵(mp1)을 사용하여 사전 충전의 개시 타이밍을 결정한다. 본 실시 형태에 있어서, 사전 충전의 개시 타이밍은, 배터리(30)가 만충전 상태로 된 이후의 경과 시간에 의해 특정된다. 또한, 충전 기간 결정 맵(mp1)의 상세에 대해서는 후술한다. 경과 시간 계측부(19)는, 배터리(30)가 만충전으로 되고 나서의 경과 시간을 계측한다.

사전 충전 실행부(22)는, 사전 충전을 실행한다. 본 실시 형태에 있어서, 사전 충전이라 함은, 배터리(30)의 평균 SOC를 소정의 값에까지 상승시키는 처리를 말하며, 후술하는 바와 같이, 리프레시 충전 전에 실행된다. 이 사전 충전에서는, 아이들 스톱 제어의 실행은 허용된다. 차량에서는, 사전 충전이 실행됨으로써, 리프레시 충전에 필요로 하는 기간이 단축된다.

리프레시 충전 실행부(24)는, 리프레시 충전을 실행한다. 본 실시 형태에 있어서, 리프레시 충전이라 함은, 배터리(30)가 만충전으로 될 때까지 충전하는 처리를 말하며, 사전 충전 후에 실행된다. 이 리프레시 충전에서는, 아이들 스톱 제어의 실행은 금지된다. 시스템(100)에서는, 리프레시 충전이 실행됨으로써, 배터리(30)가 만충전으로 되고, 배터리(30)의 성능 및 수명의 저하가 억제된다.

또한, 충전 제어부(20)는, 통상 충전을 실행하는 도시하지 않은 기능부를 갖고 있다. 본 실시 형태와 같이, 배터리(30)로서 납 배터리를 사용하는 경우, 장수명화의 요청으로부터, 사용 가능한 SOC 범위가 미리 정해져 있다. 이로 인해, 현재의 SOC가 이러한 SOC 범위를 유지하도록 통상 충전이 실행된다. 구체적으로는, 현재의 SOC가 SOC 범위의 하한(고정값)을 하회할 때에 엔진(40)의 동력이 증대되고, 현재의 SOC가 SOC 범위의 상한(목표 SOC)을 상회할 때에, 배터리(30)에 축적된 전력이 소비된다. 또한, 통상 충전으로서, 연료 발전에 의한 배터리(30)에의 충전을 억제함으로써 연료 소비량을 절약하고, 감속 주행 중에 얼터네이터(50)에 있어서의 회생 발전에 의해 배터리(30)에의 충전을 행하는 처리가 실행된다. 이러한 처리는 주지의 처리이므로, 상세한 설명은 생략한다.

상술한 충전 제어부(20)는, 청구범위에 있어서의 충전 제어 장치에 상당한다.

본 실시 형태의 시스템(100)을 탑재한 차량에서는, 후술하는 충전 제어 처리가 실행됨으로써, 배터리(30)가 만충전으로 된다. 또한, 차량에서는, 후술하는 임계 시간 조정 처리가 실행됨으로써, 사전 충전의 개시로부터 리프레시 충전의 개시까지의 기간이 길어지는 것이 억제되고, 고SOC 상태가 장기간 계속되는 것에 의한 연비의 저하를 억제할 수 있다. 이하, 충전 제어 처리 및 임계 시간 조정 처리의 상세에 대해 설명한다.

A2. 충전 제어 처리:

도 3은 제1 실시 형태에 있어서의 충전 제어 처리의 수순을 나타내는 흐름도이다. 시스템(100)에서는, 도시하지 않은 이그니션 스위치가 온으로 되면 충전 제어 처리가 개시되고, 이그니션 스위치가 오프로 될 때까지 이러한 처리가 반복하여 실행된다. 충전 제어 처리는, 정기적으로 배터리(30)를 만충전 상태로 하기 위한 처리이다.

사전 충전 실행부(22)는, 경과 시간 계측부(19)로부터, 배터리(30)가 만충전으로 되고 나서의 경과 시간(이하, 단순히 「경과 시간」이라 함)을 취득한다(스텝 S105). 사전 충전 실행부(22)는, 스텝 S105에서 취득한 경과 시간이 제1 임계 시간 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S110). 제1 임계 시간은, 임계 시간 설정부(17)가 후술하는 임계값 조정 처리를 실행함으로써 설정된다. 임계값 조정 처리의 상세에 대해서는 후술한다. 경과 시간이 제1 임계 시간보다도 짧다(경과 시간이 제1 임계 시간에 도달하고 있지 않다)고 판정된 경우, 전술한 스텝 S105가 실행된다.

경과 시간이 제1 임계 시간 이상이라고 판정된 경우(스텝 S110:"예"), 사전 충전 실행부(22)는, 사전 충전을 실행한다(스텝 S115). 구체적으로는, 사전 충전 실행부(22)는, 목표 SOC로서 만충전(100％)에 가까운 비교적 높은 값(예를 들어 90％)을 설정하도록, 목표 SOC 설정부(14)에 지시한다. 목표 SOC 설정부(14)는, 차륜속에 관계없이, 지시된 값을 목표 SOC로서 설정한다. 예를 들어, 목표 SOC로서 90％가 설정되고, 경과 시간이 제1 임계 시간에 도달하기 전에 있어서 목표 SOC가 80％였던 경우, 목표 SOC는 10％ 증가하게 된다. 이 결과, 현재의 SOC의 상한값이 90％로 되도록 통상 충전이 실행되고, 평균 SOC는 상승한다.

사전 충전이 개시된 후, 리프레시 충전 실행부(24)는, 경과 시간 계측부(19)로부터 경과 시간을 취득하고, 경과 시간이 제2 임계 시간 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S120). 제2 임계 시간은, 리프레시 충전의 종료로부터 다음회의 리프레시 충전의 개시까지의 시간이며, 미리 유저에 의해 설정된 고정값이다.

경과 시간이 제2 임계 시간 미만이라고 판정된 경우에는(스텝 S120:"아니오"), 전술한 스텝 S115가 실행된다. 이에 반해, 경과 시간이 제2 임계 시간 이상이라고 판정된 경우에는(스텝 S120:"예"), 리프레시 충전 실행부(24)는, 리프레시 충전을 실행한다. 구체적으로는, 리프레시 충전 실행부(24)는, 목표 SOC로서 100％를 설정하도록 목표 SOC 설정부(14)에 지시함과 함께, 아이들 스톱 제어부(13)에 대해 아이들 스톱 제어의 실행을 금지하도록 지시한다. 이러한 처리에 의해, 엔진 정지 조건이 성립된 경우라도 엔진(40)은 정지하지 않고, 연료 발전에 의한 충전이 계속하여 실행된다.

리프레시 충전이 개시된 후, 리프레시 충전 실행부(24)는, SOC 산출부(15)로부터 현재의 SOC를 취득하여, 배터리(30)가 만충전으로 되었는지 여부를 판정한다(스텝 S130). 배터리(30)가 만충전이 아니라고 판정된 경우(스텝 S130:"아니오"), 전술한 스텝 S125가 실행된다(리프레시 충전이 계속됨). 이에 반해, 배터리(30)가 만충전이라고 판정된 경우(스텝 S130:"예"), 리프레시 충전 실행부(24)는 리프레시 충전을 종료시키고, 경과 시간 계측부(19)는, 타이머를 리셋하여 다시 계시를 개시한다(스텝 S135).

A3. 임계 시간 조정 처리:

도 4는 제1 실시 형태에 있어서의 임계 시간 조정 처리의 수순을 나타내는 흐름도이다. 시스템(100)에서는, 도시하지 않은 이그니션 스위치가 온으로 되면 임계 시간 조정 처리가 개시되고, 이그니션 스위치가 오프로 될 때까지 이러한 처리가 반복하여 실행된다. 임계 시간 조정 처리는, 전술한 제1 임계 시간을 조정하기 위한 처리이다.

임계 시간 설정부(17)는, 경과 시간 계측부(19)로부터 경과 시간을 취득하고(스텝 S205), 경과 시간이 제3 임계 시간 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S210). 제3 임계 시간은, 전술한 제2 임계 시간보다도 짧은 고정값이며, 미리 유저에 의해 설정된다. 이 제3 임계 시간으로서는, 예를 들어 제2 임계 시간보다도 60분 정도 짧은 시간을 설정할 수 있다.

충방전율 산출부(16)는, 충방전율을 산출한다(스텝 S215). 즉, 충방전율 산출부(16)는, 이그니션 스위치가 온으로 되고 나서 스텝 S215가 실행될 때까지의 동안에 있어서의 방전 전류의 적산값의 절댓값에 대한 충전 전류의 적산값의 절댓값의 비율을 산출한다.

임계 시간 설정부(17)는, 충전 기간 결정 맵(mp1)을 참조하여, 스텝 S215에 의해 산출된 충방전율에 기초하여, 사전 충전(상술한 스텝 S115)을 실행하는 기간을 결정한다(스텝 S220).

도 5는 도 2에 나타내는 충전 기간 결정 맵(mp1)의 설정 내용을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 도 5에 있어서, 횡축은 충방전율을 나타내고, 종축은 충전 기간을 나타낸다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 충전 기간 결정 맵(mp1)에서는, 충방전율이 5개의 레벨로 구분되고, 각 레벨마다 다른 충전 기간이 설정되어 있다. 또한, 충전 기간 결정 맵(mp1)에서는, 보다 높은 충방전율의 레벨에 대해서는, 보다 짧은 충전 기간이 설정되어 있다. 구체적으로는, 충방전율이 0％ 이상 또한 20％ 이하인 레벨 1에 대해, 충전 기간으로서 50분이 설정되어 있다. 또한, 충방전율이 20％보다도 크고 또한 40％ 이하인 레벨 2에 대해 40분이, 충방전율이 40％보다도 크고 또한 60％ 이하인 레벨 3에 대해 30분이, 충방전율이 60％보다도 크고 또한 80％ 이하인 레벨 4에 대해 20분이, 충방전율이 80％보다도 크고 또한 100％ 이하인 레벨 5에 대해 10분이, 각각 충전 기간으로서 설정되어 있다. 따라서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 보다 높은 충방전율의 레벨에 대해서는, 보다 짧은 충전 기간이 설정되어 있다.

도 6은 충방전율과 아이들 스톱의 빈도의 관계, 및 충방전율과 보조 기기의 소비 전류값의 관계를 나타내는 설명도이다. 도 6에 있어서, 횡축은 아이들 스톱의 빈도를 나타낸다. 아이들 스톱의 빈도라 함은, 본 실시 형태에서는, 소정 기간에 대한 아이들 스톱 제어가 실행되고 있는 기간의 비율을 의미한다. 또한, 도 6의 횡축에서는, 보다 우측에 위치할수록, 아이들 스톱의 빈도는 보다 낮다. 도 6에 있어서, 종축은, 보조 기기(70)에 있어서의 소비 전류값을 나타낸다. 도 6의 종축에서는, 보다 상방에 위치할수록, 소비 전류값은 보다 낮다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 아이들링 스톱의 빈도가 보다 낮을수록, 충방전율은 보다 높다. 아이들링 스톱 제어가 실행되면 엔진(40)의 구동이 정지하므로, 충전 전류가 줄어든다. 따라서, 아이들링 스톱의 빈도가 보다 낮으면, 충전 전류가 줄어드는 빈도가 보다 낮아져, 충방전율은 보다 높아진다. 또한, 도 6에 나타내는 바와 같이, 보조 기기(70)의 소비 전류량이 보다 낮을수록, 충방전율은 보다 높다. 보조 기기(70)의 소비 전류량이 높으면, 방전 전류가 증가한다. 따라서, 보조 기기(70)의 소비 전류량이 보다 낮으면, 방전 전류는 보다 낮아지고, 충방전율은 보다 높아진다. 이러한 충방전율과 아이들 스톱의 빈도의 관계, 및 충방전율과 보조 기기의 소비 전류값의 관계로부터, 아이들링 스톱의 빈도가 보다 낮을수록, 사전 충전의 기간으로서 보다 짧은 기간이 설정되고, 또한 보조 기기(70)의 소비 전류량이 보다 낮을수록, 사전 충전의 기간으로서 보다 짧은 기간이 설정된다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 충전 기간이 결정된 후(스텝 S220의 실행 후), 임계 시간 설정부(17)는, 전술한 제2 임계 시간으로부터 스텝 S220에서 구한 충전 기간을 차감하여 얻어진 값(시간)을, 제1 임계 시간으로서 설정한다(스텝 S225). 전술한 바와 같이, 충방전율이 보다 높을수록 충전 기간은 보다 짧은 시간으로 설정되므로, 제1 임계 시간으로서는, 보다 긴 시간이 설정된다. 이로 인해, 충방전율이 보다 높을수록, 배터리(30)가 만충전으로 되고 나서 보다 긴 기간이 경과한 후에 사전 충전(스텝 S115)이 개시된다.

도 7은 제1 실시 형태의 충전 제어 처리 및 임계 시간 조정 처리가 실행된 경우의, SOC의 변화를 나타내는 타이밍 차트이다. 도 7의 (a)는 충방전율이 비교적 낮은 경우의 타이밍 차트를 나타내고, 도 7의 (b)는 충방전율이 비교적 높은 경우의 타이밍 차트를 나타낸다. 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)에 있어서, 횡축은 시각[배터리(30)가 만충전으로 된 시점으로부터의 경과 시간]을 나타내고, 종축은 SOC를 나타낸다. 또한, 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)에 있어서, 실선은 본 실시 형태에 있어서의 충전 제어 처리 및 임계 시간 조정 처리를 실행한 경우의 SOC의 변화를 나타내고, 파선은 비교예에 있어서의 SOC의 변화를 나타낸다. 비교예에서는, 사전 충전을 실행하지 않고, 경과 시간이 소정의 시간으로 된 경우에 리프레시 충전을 행한다.

도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 리프레시 충전을 실행하기 전에 사전 충전을 행하여, 평균 SOC를 통상 제어 시의 S1로부터 S2까지 상승시키고 있다. 따라서, 그 후, 리프레시 충전을 실행함으로써, 평균 SOC를 S2로부터 Sf(만충전)로 할 때까지 필요로 하는 기간(시각 T2로부터 T3까지의 기간)을, 비교예에 있어서 리프레시 충전에 필요로 하는 기간(시각 T2로부터 T4까지의 기간)에 비해 단축할 수 있다.

도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 충방전율이 비교적 높은 경우에 있어서도, 충방전율이 비교적 낮은 경우와 마찬가지로, 리프레시 충전 기간이 비교예에 비해 단축되어 있다. 덧붙여 말하면, 충방전율이 비교적 높은 경우의 사전 충전 기간(T2-T1)은, 충방전율이 비교적 낮은 경우의 사전 충전 기간(T2-T0)에 비해 짧다. 따라서, 평균 SOC가 비교적 높은 값(S2)의 상태가 계속되는 기간을 짧게 할 수 있으므로, 배터리(30)에 있어서 연료 발전에 의해 발생한 전력을 수용 가능한 용량을 많이 확보할 수 있다. 이로 인해, 연비를 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태의 충전 제어부(20)는, 충방전율이 높으면 사전 충전의 기간이 짧아지도록, 제1 임계 시간을 설정하므로, 충방전율이 높은 경우에 있어서 배터리(30)의 SOC가 비교적 높은 상태가 계속되는 기간을 짧게 할 수 있다. 따라서, 충방전율에 관계없이 사전 충전의 기간이 일정한 구성에 비해, 배터리(30)에 있어서 연료 발전에 의해 발생한 전력을 수용 가능한 용량을 보다 많이 확보할 수 있어, 연비를 향상시킬 수 있다. 덧붙여 말하면, 배터리(30)가 만충전으로 되고 나서의 경과 시간에 기초하여, 사전 충전의 개시 타이밍이나 리프레시 충전의 개시 타이밍을 결정하므로, 배터리(30)의 열화 상태에 따른 적절한 타이밍에, 배터리(30)를 만충전 상태로 할 수 있다. 또한, 리프레시 충전 전에 사전 충전을 행함으로써, 배터리(30)의 평균 SOC를 미리 상승시켜 두므로, 리프레시 충전에 필요로 하는 기간을 단축할 수 있다. 이로 인해, 리프레시 충전의 실행에 수반하여 아이들 스톱 제어가 금지되는 기간을 단축할 수 있으므로, 연비를 향상시킬 수 있다.

B. 제2 실시 형태:

도 8은 제2 실시 형태에 있어서의 전자 제어 유닛(10a)의 상세 구성을 나타내는 설명도이다. 도 9는 제2 실시 형태에 있어서의 충전 제어 처리의 수순을 나타내는 흐름도이다. 도 10은 제2 실시 형태의 임계값 조정 처리의 수순을 나타내는 흐름도이다.

제2 실시 형태의 전자 제어 유닛(10a)은, 충전 제어부(20) 대신에 충전 제어부(20a)를 구비하고 있는 점, 충전 제어 처리의 상세 수순, 및 임계 시간 조정 처리 대신에 임계값 조정 처리를 실행하는 점에 있어서, 제1 실시 형태의 전자 제어 유닛(10)과 다르고, 다른 구성은 제1 실시 형태의 전자 제어 유닛(10)과 동일하다. 상술한 제1 실시 형태의 시스템(100)에서는, 사전 충전 및 리프레시 충전의 개시 계기는, 배터리(30)가 만충전으로 되고 나서의 경과 시간에 기초하여 결정되고 있었다. 이에 반해, 제2 실시 형태의 시스템(100)에서는, 이들의 계기는, 배터리의 충방전 전류의 적산값에 기초하여 결정된다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 제2 실시 형태의 충전 제어부(20a)는, 임계 시간 설정부(17) 대신에 임계값 설정부(17a)를 구비하고 있는 점, 충전 기간 결정 맵(mp1) 대신에 임계값 결정 맵(mp2)을 구비하고 있는 점, 경과 시간 계측부(19) 대신에 전류 적산값 산출부(21)를 구비하고 있는 점에 있어서, 제1 실시 형태의 충전 제어부(20)와 다르고, 다른 구성은, 제1 실시 형태의 충전 제어부(20)와 동일하다.

임계값 설정부(17a)는, 후술하는 임계값 조정 처리를 실행한다. 전류 적산값 산출부(21)는, 충방전 전류 적산값을 산출한다. 또한, 충방전 전류 적산값 및 임계값 결정 맵(mp2)의 상세에 대해서는 후술한다.

도 9에 나타내는 제2 실시 형태의 충전 제어 처리는, 스텝 S105 대신에 스텝 S105a를 실행하는 점, 스텝 S110 대신에 스텝 S110a를 실행하는 점, 스텝 S120 대신에 스텝 S120a를 실행하는 점, 스텝 S135 대신에 스텝 S135a를 실행하는 점에 있어서, 도 3에 나타내는 제1 실시 형태의 충전 제어 처리와 다르고, 다른 수순은 제1 실시 형태의 충전 제어 처리와 동일하다.

전류 적산값 산출부(21)는, 충방전 전류 적산값을 산출한다(스텝 S105a). 제2 실시 형태에 있어서, 충방전 전류 적산값이라 함은, 배터리(30)가 만충전으로 된 이후에 있어서의, 방전 전류의 적산값의 절댓값과 충전 전류의 적산값의 절댓값의 합계값을 의미한다.

임계값 설정부(17a)는, 스텝 S105a에서 산출된 충방전 전류 적산값이 제1 임계값 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S110a). 충방전 전류 적산값이 제1 임계값보다도 작다고 판정된 경우(스텝 S110a:"아니오"), 전술한 스텝 S105a가 실행된다. 충방전 전류 적산값이 제1 임계값 이상이라고 판정된 경우(스텝 S110a:"예"), 전술한 스텝 S115(사전 충전)가 실행된다. 제1 임계값은, 후술하는 임계값 조정 처리에 의해 결정된다.

사전 충전이 개시된 후, 리프레시 충전 실행부(24)는, 전류 적산값 산출부(21)로부터 충방전 전류 적산값을 취득하고, 충방전 전류 적산값이 제2 임계값 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S120a). 제2 임계값은, 리프레시 충전의 종료로부터 다음회의 리프레시 충전의 개시까지의 충방전 전류 적산값으로서, 미리 유저에 의해 설정된 고정값이다. 일반적으로, 만충전 상태로부터의 경과 시간이 길수록, 배터리(30)에 있어서의 충전 또는 방전의 기회는 증가하므로, 충방전 전류 적산값은 커진다. 즉, 만충전 상태로부터의 경과 시간과 충방전 전류 적산값은, 서로 비례 관계이다. 따라서, 제2 임계값으로서 보다 큰 값이 설정된 경우, 보다 긴 시간 간격을 두고 리프레시 충전이 실행되게 된다.

충방전 전류 적산값이 제2 임계값 미만인 경우에는(스텝 S120a:"아니오"), 전술한 스텝 S115가 실행되고(계속되고), 충방전 전류 적산값이 제2 임계값 이상인 경우에는, 전술한 스텝 S125(리프레시 충전) 및 스텝 S130이 실행된다. 스텝 S130에 있어서, 배터리(30)가 만충전이라고 판정된 경우(스텝 S130:"예"), 전류 적산값 산출부(21)는, 산출된 충방전 전류 적산값을 리셋한다(스텝 S135).

도 10은 제2 실시 형태에 있어서의 임계값 조정 처리의 수순을 나타내는 흐름도이다. 시스템(100)에서는, 도시하지 않은 이그니션 스위치가 온으로 되면 임계값 조정 처리가 개시되고, 이그니션 스위치가 오프로 될 때까지 이러한 처리가 반복하여 실행된다. 임계값 조정 처리는, 전술한 제1 임계값을 조정하기 위한 처리이다.

임계값 설정부(17a)는, 전류 적산값 산출부(21)로부터 충방전 전류 적산값을 취득하고(스텝 S305), 이러한 값이 제3 임계값 이상인지 여부를 판정한다(스텝 S310). 제3 임계값은, 전술한 제2 임계값보다도 작은 고정값이며, 미리 유저에 의해 설정된다. 제3 임계값으로서는, 예를 들어 제2 임계값보다도 60000As(암페어 초)만큼 작은 값을 설정할 수 있다.

충방전 전류 적산값이 제3 임계값 미만이라고 판정된 경우(스텝 S310:"아니오"), 전술한 스텝 S305가 실행된다. 이에 반해, 충방전 전류 적산값이 제3 임계값 이상이라고 판정된 경우(스텝 S310:"예"), 충방전율 산출부(16)는, 충방전율을 산출한다(스텝 S315). 이 처리는, 도 4에 나타내는 스텝 S215와 동일하므로, 설명을 생략한다.

임계값 설정부(17a)는, 임계값 결정 맵(mp2)을 참조하여, 스텝 S315에 의해 산출된 충방전율에 기초하여, 제2 임계값(리프레시 충전 개시 시의 충방전 전류 적산값)에 대한, 제1 임계값(사전 충전 개시 시의 충방전 전류 적산값)의 오프셋값을 결정한다(스텝 S320).

도 11은 도 8에 나타내는 임계값 결정 맵(mp2)의 설정 내용을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 도 11에 있어서, 횡축은 충방전율을 나타내고, 종축은 제2 임계값에 대한 제1 임계값의 오프셋값(전류 적산값)을 나타낸다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 임계값 결정 맵(mp2)은, 도 5에 나타내는 충전 기간 결정 맵(mp1)과 마찬가지로, 충방전율이 5개의 레벨로 구분되어 있다. 그리고, 임계값 결정 맵(mp2)에서는, 각 레벨마다 다른 오프셋값이 설정되어 있다. 구체적으로는, 충방전율이 0％ 이상 또한 20％ 이하인 레벨 1에 대해, 오프셋값으로서 50000As가 설정되어 있다. 또한, 충방전율이 20％보다도 크고 또한 40％ 이하인 레벨 2에 대해 40000As가, 충방전율이 40％보다도 크고 또한 60％ 이하인 레벨 3에 대해 30000As가, 충방전율이 60％보다도 크고 또한 80％ 이하인 레벨 4에 대해 20000As가, 충방전율이 80％보다도 크고 또한 100％ 이하인 레벨 5에 대해 10000As가, 각각 오프셋값으로서 설정되어 있다. 따라서, 도 11에 나타내는 바와 같이, 보다 높은 충방전율의 레벨에 대해서는, 보다 작은 오프셋값이 설정되어 있다.

도 6을 사용하여 설명한 바와 같이, 아이들링 스톱의 빈도가 보다 낮을수록, 또한 보조 기기(70)의 소비 전류량이 보다 낮을수록, 충방전율은 보다 높아진다. 따라서, 제2 실시 형태에서는, 아이들링 스톱의 빈도가 보다 낮을수록, 또한 보조 기기(70)의 소비 전류량이 보다 낮을수록, 오프셋값으로서 보다 작은 값이 설정된다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 충전 용량이 결정된 후(스텝 S320의 실행 후), 임계값 설정부(17a)는, 전술한 제2 임계값으로부터 스텝 S320에서 구한 오프셋값을 차감하여 얻어진 값을, 제1 임계값으로서 설정한다(스텝 S325). 전술한 바와 같이, 충방전율이 보다 높을수록, 오프셋값은 보다 작은 값으로 설정되므로, 제1 임계값으로서는, 보다 큰 값이 설정된다. 상술한 바와 같이, 경과 시간과 충방전 전류값 적산값은 비례 관계에 있다. 따라서, 충방전율이 보다 높을수록, 배터리(30)가 만충전으로 되고 나서, 보다 긴 기간이 경과한 후에 사전 충전(스텝 S115)이 개시된다.

이상 설명한 제2 실시 형태의 충전 제어부(20a)는, 제1 실시 형태의 충전 제어부(20)와 마찬가지의 효과를 갖는다. 제2 실시 형태에서는, 충방전율이 보다 높은 경우에 제1 임계값으로서 보다 큰 값이 설정되고, 제2 임계값으로서 고정값이 설정된다. 여기서, 경과 시간과 충방전 전류 적산값은 서로 비례 관계에 있으므로, 충방전율이 보다 높은 경우에 사전 충전의 기간을 단축할 수 있다. 또한, 충방전 전류 적산값에 기초하여, 사전 충전의 개시 타이밍이나, 리프레시 충전의 개시 타이밍을 결정하므로, 배터리(30)의 열화 상태에 따른 적절한 타이밍에, 배터리(30)를 만충전시킬 수 있다.

C. 변형예:

C1. 변형예 1:

각 실시 형태에서는, 사전 충전 및 리프레시 충전 시에, 평균 SOC를 상승시키는 방법으로서, 차륜속에 관계없이 목표 SOC(SOC 범위의 상한값)를 높은 소정값으로 설정하는 방법을 채용하고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 얼터네이터(50)를 제어하여, 충전 시의 전압을 상승시킴으로써, 단위 시간당 충전량을 상승시키는 방법을 채용해도 된다. 또한, 예를 들어 현재의 SOC가 목표 SOC를 상회한 경우에 있어서의 배터리(30)에의 충전의 억제를 금지하는 방법을 채용해도 된다. 즉, 일반적으로는, 본 발명의 사전 충전으로서, 배터리(30)의 평균 SOC를 증가 가능한 임의의 처리를 채용할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, SOC라 함은, 배터리(30)에 잔존하고 있는 전기량을, 배터리(30)를 만충전하였을 때에 축적되는 전기량(최대 축적 용량)으로 제산하여 얻어지는 값을 나타내고 있다. 여기서, 사전 충전이 실행되는 기간은, 사전 충전이 실행되고 있지 않은 기간에 비해 충분히 짧으므로, 이러한 기간에 있어서 최대 축적 용량이 크게 감소하는 일은 없다. 따라서, 사전 충전에 의해 평균 SOC를 상승시키는 것은, 사전 충전에 의해 배터리(30)의 평균 잔존 용량을 상승시키는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명의 사전 충전으로서, 배터리(30)의 평균 잔존 용량을 증가 가능한 임의의 처리를 채용할 수 있다.

C2. 변형예 2:

제1 실시 형태에 있어서, 충전 기간 결정 맵(mp1)에서는, 충방전율이 5개의 레벨로 구분되고, 각 레벨마다 다른 충전 기간이 설정되어 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 레벨을 생략하고, 충방전율의 증가와 함께 수전 기간이 단조 감소하도록 설정해도 된다. 마찬가지로, 제2 실시 형태의 임계값 결정 맵(mp2)에 있어서도, 레벨을 생략하고, 충방전율의 증가와 함께 오프셋값이 단조 감소하도록 설정해도 된다.

C3. 변형예 3:

제2 실시 형태에서는, 제1 임계값을, 제2 임계값에 대한 오프셋값을 결정하고, 이러한 오프셋값을 제2 임계값으로부터 차감함으로써 결정하고 있었지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 임계값 결정 맵(mp2)으로서, 오프셋값 대신에, 제1 임계값을 충방전율과 명시적으로 대응한 맵을 사용하고, 이러한 맵을 참조하여 충방전율에 기초하여 제1 임계값을 결정해도 된다.

C4. 변형예 4:

각 실시 형태에서는, 차량은 자동차였지만, 자동차에 한하지 않고 이륜차 등, 임의의 차량에 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은 차량뿐만 아니라, 예를 들어 선박이나 로봇 등의 각종 이동체에 적용할 수도 있다. 또한, 배터리 및 엔진을 정치형 전원으로서 사용하는 발전 시스템 등에도 적용할 수 있다. 즉, 일반적으로는, 엔진과, 엔진에 의해 구동되는 발전기와, 발전기에 의해 발생한 전력에 의해 충전되는 배터리를 갖고, 엔진의 정지 상태에 있어서 엔진의 시동을 금지하는 정지 제어가 실행될 수 있는 시스템에 있어서 사용되고, 배터리의 충전을 제어하는 임의의 장치에, 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 전술한 「엔진의 정지 상태」라 함은, 엔진이 완전히 정지한 상태에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 차량의 이동 속도가 소정의 속도(예를 들어, 10㎞/h) 이하로 되는 엔진의 상태를 포함하는 넓은 의미를 갖는다.

C5. 변형예 5:

상기 실시예에 있어서, 소프트웨어에 의해 실현되고 있었던 구성의 일부를 하드웨어로 치환하도록 해도 된다. 또한, 이것과는 반대로, 하드웨어에 의해 실현되고 있었던 구성의 일부를 소프트웨어로 치환하도록 해도 된다.

본 발명은 상술한 실시 형태나 실시예, 변형예에 한정되는 것이 아니라, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 구성으로 실현할 수 있다. 예를 들어, 발명의 내용의 란에 기재한 각 형태 중의 기술적 특징에 대응하는 실시 형태, 변형예 중의 기술적 특징은, 상술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해, 혹은, 상술한 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해, 적절히, 대체나, 조합을 행하는 것이 가능하다. 또한, 그 기술적 특징이 본 명세서 중에 필수인 것으로서 설명되어 있지 않으면, 적절히, 삭제하는 것이 가능하다.

10, 10a : 전자 제어 유닛
11 : 엔진 제어부
12 : 트랜스미션 제어부
13 : 아이들 스톱 제어부
14 : 목표 SOC 설정부
15 : SOC 산출부
16 : 충방전율 산출부
17 : 임계 시간 설정부
17a : 임계값 설정부
18 : 피드백 제어부
19 : 경과 시간 계측부
20, 20a : 충전 제어부
21 : 전류 적산값 산출부
22 : 사전 충전 실행부
24 : 리프레시 충전 실행부
30 : 배터리
31 : 배터리 전류 센서
40 : 엔진
41 : 변속기
42 : 스타터
43 : 구동 기구
50 : 얼터네이터
51 : 얼터네이터 전류 센서
60 : 디퍼렌셜 기어
61 : 차속 센서
65 : 구동륜
70 : 보조 기기
80 : 브레이크 페달 센서
100 : 시스템
mp1 : 충전 기간 결정 맵
mp2 : 임계값 결정 맵

Claims (8)

1. 엔진(40)과, 상기 엔진에 의해 구동되는 발전기(50)와, 상기 발전기에 의해 발생한 전력에 의해 충전되는 배터리(30)를 갖는 시스템이며, 상기 엔진의 정지 상태에 있어서 상기 엔진의 재시동을 금지하는 정지 제어가 실행될 수 있는 시스템에 있어서 사용되는, 상기 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어 장치이며,
   상기 배터리가 만충전 상태로 된 이후에 있어서의, 상기 배터리의 방전 전류의 적산값의 절댓값에 대한 상기 배터리의 충전 전류의 적산값의 절댓값의 비율인 충방전율을 산출하는 충방전율 산출부(16)와,
   상기 배터리의 평균 잔존 용량을 증가시키는 사전 충전을 실행하는 사전 충전 실행부(22)이며, 상기 산출된 충방전율이 높으면, 상기 사전 충전의 실행 기간을 짧게 하는 사전 충전 실행부와,
   상기 정지 제어를 실행시키지 않고 상기 발전기에 의해 발생한 전력에 의해 상기 배터리를 충전하는 리프레시 충전을, 상기 사전 충전이 실행된 후에 실행하여, 상기 배터리를 만충전 상태로 하는 리프레시 충전 실행부(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 충전 제어 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 리프레시 충전에 의해 상기 배터리가 만충전 상태로 되고 나서의 경과 시간을 계측하는 경과 시간 계측부(19)를 더 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 리프레시 충전 실행부는, 상기 경과 시간이 소정의 제1 임계 시간에 도달한 경우에, 상기 리프레시 충전을 실행하고,
   상기 사전 충전 실행부는, 상기 리프레시 충전에 의해 상기 배터리가 만충전 상태로 된 이후에 있어서, 상기 산출된 충방전율이 높으면, 상기 산출된 충방전율이 낮은 경우에 비해 상기 사전 충전을 개시하는 시각을 지연시키는, 충전 제어 장치.
3. 제2항에 있어서,
   임계값 설정부(17a)를 더 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 사전 충전 실행부는, 상기 경과 시간이 상기 제1 임계 시간보다도 짧은 제2 임계 시간에 도달한 경우에, 상기 사전 충전을 실행하고,
   상기 임계값 설정부는, 상기 산출된 충방전율이 높으면, 상기 산출된 충방전율이 낮은 경우에 비해 상기 제2 임계 시간을 긴 값으로 설정하는, 충전 제어 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 리프레시 충전에 의해 상기 배터리가 만충전 상태로 된 이후에 있어서의 상기 충전 전류의 적산값의 절댓값과 상기 방전 전류의 적산값의 절댓값의 합계 전류 적산값을 구하는 전류 적산값 산출부(21)와,
   임계값 설정부(17a)를 더 포함하는 것을 특징으로 하며,
   상기 리프레시 충전 실행부는, 상기 합계 전류 적산값이 소정의 제1 임계 적산값에 도달한 경우에, 상기 리프레시 충전을 실행하고,
   상기 사전 충전 실행부는, 상기 합계 전류 적산값이, 상기 제1 임계 적산값보다도 작은 제2 임계 적산값에 도달한 경우에, 상기 사전 충전을 실행하고,
   상기 임계값 설정부는, 상기 산출된 충방전율이 높으면, 상기 산출된 충방전율이 낮은 경우에 비해 상기 제2 임계 적산값을 큰 값으로 설정하는, 충전 제어 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 시스템은, 상기 엔진을 동력원으로 하는 차량에 탑재되고,
   상기 정지 제어는, 아이들 스톱 제어이며,
   상기 정지 상태는, 상기 차량의 이동 속도가 소정의 속도 이하로 되는 상태인 것을 특징으로 하는, 충전 제어 장치.
6. 엔진(40)과, 상기 엔진에 의해 구동되는 발전기(50)와, 상기 발전기에 의해 발생한 전력에 의해 충전되는 배터리(30)를 갖는 시스템이며, 상기 엔진의 정지 상태에 있어서 상기 엔진의 재시동을 금지하는 정지 제어가 실행될 수 있는 시스템에 있어서, 상기 배터리의 충전을 제어하는 충전 제어 방법이며,
   상기 배터리가 만충전 상태로 된 이후에 있어서의, 상기 배터리의 방전 전류의 적산값의 절댓값에 대한 상기 배터리의 충전 전류의 적산값의 절댓값의 비율인 충방전율을 산출하는 것과,
   상기 배터리의 평균 잔존 용량을 증가시키는 사전 충전을 실행하는 공정이며, 상기 산출된 충방전율이 높으면, 상기 사전 충전의 실행 기간을 짧게 하는 것과,
   상기 정지 제어를 실행시키지 않고 상기 발전기에 의해 발생한 전력에 의해 상기 배터리를 충전하는 리프레시 충전을, 상기 사전 충전이 실행된 후에 실행하여, 상기 배터리를 만충전 상태로 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는, 충전 제어 방법.
7. 엔진(40)과, 상기 엔진에 의해 구동되는 발전기(50)와, 상기 발전기에 의해 발생한 전력에 의해 충전되는 배터리(30)를 갖는 시스템이며, 상기 엔진의 정지 상태에 있어서 상기 엔진의 재시동을 금지하는 정지 제어가 실행될 수 있는 시스템에 있어서, 상기 배터리의 충전을 제어하기 위한 프로그램을 기록한 기록 매체이며,
   상기 배터리가 만충전 상태로 된 이후에 있어서의, 상기 배터리의 방전 전류의 적산값의 절댓값에 대한 상기 배터리의 충전 전류의 적산값의 절댓값의 비율인 충방전율을 산출하는 기능과,
   상기 배터리의 평균 잔존 용량을 증가시키는 사전 충전을 실행하는 기능이며, 상기 산출된 충방전율이 높으면, 상기 사전 충전의 실행 기간을 짧게 하는 기능과,
   상기 정지 제어를 실행시키지 않고 상기 발전기에 의해 발생한 전력에 의해 상기 배터리를 충전하는 리프레시 충전을, 상기 사전 충전이 실행된 후에 실행하여, 상기 배터리를 만충전 상태로 하는 기능을 컴퓨터에 실현시키기 위한, 프로그램을 기록한 기록 매체.
8. 삭제

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