JP2018171979A

JP2018171979A - 車両用バッテリ制御装置

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Publication number: JP2018171979A
Application number: JP2017070651A
Authority: JP
Inventors: 卓也伊藤; Takuya Ito; 高橋　哲也; Tetsuya Takahashi; 哲也高橋; 浩明金谷; Hiroaki Kanetani; 智一大草; Tomokazu Okusa; 雄大勝; Yudai Katsu
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2018-11-08
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: JP6875911B2

Abstract

【課題】低電圧バッテリと高電圧バッテリを併載する車両を長期間駐車する場合であっても可及的にエンジンを始動可能とする。
【解決手段】車両の駐車中、１２Ｖ（低電圧）バッテリ１１の残量が１２Ｖバッテリ残量規定値未満になると、バッテリ切換リレー７４を駆動（高電圧）バッテリ１５に切換えてエンジン始動電気的負荷を含む全ての低電圧電気的負荷に電力を供給し、駆動バッテリ１５の残量が駆動バッテリ残量規定値未満になると、エンジンスタート確保リレー７６を切断してエンジン始動電気的負荷を除く低電圧電気的負荷を電力供給回路から遮断し、エンジン始動電気的負荷のみに駆動バッテリ１５から電力を供給する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用バッテリ制御装置、特に、エンジンの始動に必要な電気的負荷を含む低電圧電気的負荷に電力を供給する低電圧バッテリと、この低電圧バッテリに電力を供給可能な高電圧バッテリを搭載した車両用バッテリ制御装置に関する。

このように低電圧バッテリと高電圧バッテリを併載する車両の典型的なものとして、例えばハイブリッド車両が挙げられる。この種のハイブリッド車両用のバッテリ制御装置としては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。この車両用バッテリ制御装置は、車両の駐車時間が所定時間経過する毎に高電圧バッテリから低電圧バッテリに電力を供給することで低電圧バッテリを充電し、これにより長期間駐車する場合でも低電圧バッテリのバッテリ上がりを防止することができるとしている。なお、高電圧バッテリから低電圧バッテリに電力を供給する際には、当然ながら、ＤＣＤＣコンバータのような電圧降下回路を介装する。

特開２０１４−１５６１７０号公報

近年の車両では、駐車中であっても、低電圧バッテリに接続された電気的負荷、つまり低電圧電気的負荷によって電力が消費されている。このような車両の駐車中に、高電圧バッテリで低電圧バッテリを充電することは、すなわち低電圧バッテリを高電圧バッテリで充電しながら、低電圧バッテリの電気的負荷、つまり低電圧電気的負荷に高電圧バッテリから電力を供給することになる。従って、その状態では、エンジンは高電圧バッテリの電力で始動される。エンジンを搭載する車両では、一般に、エンジンを始動することができれば低電圧バッテリを充電することができる。

しかしながら、車両の駐車中、高電圧バッテリで低電圧バッテリを充電しながら低電圧電気的負荷にも電力を供給することは、低電圧バッテリを充電する分だけ、高電圧バッテリの消費電力が大きい。従って、その分だけ、高電圧バッテリでエンジンを始動することが可能な期間が短くなるおそれがある。更に、その状態で、高電圧バッテリの電力消費が促進し、つまり高電圧バッテリの残量が低減し、エンジンを始動するための電力だけが高電圧バッテリに残っているような場合に、全ての低電圧電気的負荷に電力を供給し続ければ、やがてエンジンを始動することができなくなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低電圧バッテリと高電圧バッテリを併載する車両の長期間駐車中であっても可及的にエンジンを始動することが可能な車両用バッテリ制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため請求項１に記載の車両用バッテリ制御装置は、エンジンの始動に必要なエンジン始動電気的負荷を含む低電圧電気的負荷に電力を供給する低電圧バッテリと、前記低電圧電気的負荷に電力を供給可能な高電圧バッテリとを備えた車両のバッテリ制御装置において、車両の駐車時に前記低電圧バッテリの残量及び前記高電圧バッテリの残量を算出するバッテリ残量算出部と、算出された前記低電圧バッテリの残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ前記高電圧バッテリの残量が高電圧バッテリ残量規定値以上の場合に、前記低電圧バッテリを前記低電圧電気的負荷から遮断し且つ前記高電圧バッテリを前記低電圧電気的負荷に接続し、算出された前記低電圧バッテリの残量が前記低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ前記高電圧バッテリの残量が前記高電圧バッテリ残量規定値未満の場合に、前記低電圧バッテリを前記低電圧電気的負荷から遮断し且つ前記高電圧バッテリを前記エンジン始動電気的負荷にのみ接続するバッテリ断続制御部とを備えたことを特徴とする。

この構成によれば、低電圧バッテリの残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ高電圧バッテリの残量が高電圧バッテリ残量規定値以上の場合には、低電圧バッテリが低電圧電気的負荷から遮断され且つ高電圧バッテリが低電圧電気的負荷に接続される。そのため、低電圧バッテリの残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ高電圧バッテリの残量が高電圧バッテリ残量規定値以上の場合に低電圧バッテリが高電圧バッテリで充電されることがなく、その分だけ、高電圧バッテリの電力消費を低減することができ、高電圧バッテリでエンジン始動が可能な期間を長期化することができる。

これに加えて、低電圧バッテリの残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ高電圧バッテリの残量が高電圧バッテリ残量規定値未満の場合には、低電圧バッテリが低電圧電気的負荷から遮断された状態で、高電圧バッテリがエンジン始動電気的負荷にのみ接続される。そのため、低電圧バッテリの残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ高電圧バッテリの残量が高電圧バッテリ残量規定値未満である場合には、エンジン始動電気的負荷以外の低電圧電気的負荷を高電圧バッテリから遮断することができ、その分だけ、高電圧バッテリの電力消費を更に低減することが可能となる。従って、低電圧バッテリの残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ高電圧バッテリの残量が高電圧バッテリ残量規定値未満となってからも、エンジン始動が可能な期間を更に長期化することができる。以上より、低電圧バッテリと高電圧バッテリを併載する車両の長期間駐車中であっても可及的にエンジンを始動することが可能となる。

以上説明したように、低電圧バッテリの残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ高電圧バッテリの残量が高電圧バッテリ残量規定値以上であるときだけでなく、低電圧バッテリの残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ高電圧バッテリの残量が高電圧バッテリ残量規定値未満となってからも、エンジン始動が可能な期間を長期化することができることから、低電圧バッテリと高電圧バッテリを併載する車両の長期間駐車中であっても可及的にエンジンを始動することが可能となる。

本発明の車両用バッテリ制御装置が適用された車両の一実施の形態を示す概略平面図である。図１のパワーコントロールユニット及び低電圧電気的負荷の概略構成を示すブロック図である。図２のパワー制御装置で行われる演算処理を示すフローチャートである。

以下に、本発明の車両用バッテリ制御装置が適用されたハイブリッド車両の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態のハイブリッド車両の概略平面図である。この車両は、例えばステーションワゴン型又はスポーツユーティリティビークル型の乗用車両である。この車両の駆動源の一つであるエンジン１２は、車両前方のエンジンルーム内に配置されており、このエンジン１２の車両後方にはトランスミッション１４が連結されている。この実施の形態では、例えば、エンジン１２には水平対向４気筒エンジンが、トランスミッション１４にはベルト式無段変速機が採用されている。なお、図１には図示しない燃料ポンプ、燃料噴射装置、点火装置、スタータといった、エンジン１２を運転するための種々の補機類を備える。

エンジンルーム内には、エンジン１２を始動するための１２Ｖバッテリ（低電圧バッテリ）１１も搭載されている。１２Ｖバッテリ１１は、一般に鉛蓄電池であり、蓄電された電力を図示しないスタータに供給してエンジン１２を始動する。その際、前述した燃料ポンプ、燃料噴射装置、点火装置にも電力を供給する。これらエンジン始動に必要な電気的負荷をエンジン始動電気的負荷と定義する。また、エンジン１２には図示しないオルタネータが取付けられており、このオルタネータで発電した電力を１２Ｖバッテリ１１に蓄電する。この１２Ｖバッテリ１１には、後述する種々の制御装置や詳述しない、エアコンディショナーやランプ類などの電装品も接続されている。これら１２Ｖバッテリ１１に通常に接続される電気的負荷を、前述のエンジン始動電気的負荷を含めて低電圧電気的負荷と定義する。なお、エンジン１２やトランスミッション１４の形態は、前述のものに限定されるものではなく、あらゆる形態のものを採用することが可能である。

この実施の形態のトランスミッション１４内には、もう一つの駆動源であるモータジェネレータ１３が設けられている。このモータジェネレータ１３は、駆動バッテリ１５からの電力で力行運転すると共に、回生運転で発電した電力を駆動バッテリ１５に充電する。このモータジェネレータ１３の力行運転時には、単独で又はエンジン１２と共に車両を駆動し、回生運転時には、車両に制動力（後進駆動力）が付与される。なお、モータジェネレータ１３は、車両の駆動源又は駆動源の一部であるから、消費又は回生する電力も大きい。そのため、駆動バッテリ１５の発生電圧は、１２Ｖバッテリ１１よりも大きい。従って、この実施の形態では、駆動バッテリ１５が高電圧バッテリに相当する。また、この実施の形態では、後述するように、モータジェネレータ１３で発電した電力を１２Ｖバッテリ１１にも給電・蓄電できるように構成されている。即ち、エンジン始動電気的負荷を含む低電圧電気的負荷に駆動バッテリ１５からも電力を供給することができる。

前述したトランスミッション１４内には、センターデフ（センターディファレンシャルギヤ）１６が設けられており、このセンターデフ１６で分割された駆動力はドライブピニオンシャフト１８を介して前車軸に伝達されると共にプロペラシャフト２０などを介して後車軸に伝達される。この実施の形態では、フロントデフ（フロントディファレンシャルギヤ）２２がトランスミッション１４のケース内に収納されており、フロントデフ２２で分割された駆動力は前左右ドライブシャフト２４ＦＬ、２４ＦＲを介して前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲに伝達される。また、後車軸に伝達された駆動力はリヤデフ（リヤディファレンシャルギヤ）２６で分割され、後左右ドライブシャフト２８ＲＬ、２８ＲＲを介して後左右輪１０ＲＬ、１０ＲＲに伝達される。

車両の転舵輪である前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲのナックル（ハブハウジング）３０は、タイロッド３２を介してステアリング装置３４に連結されている。ステアリング装置３４は、周知のように、ステアリングホイール３６の操作によって転舵輪である前左右輪１０ＦＬ、１０ＦＲを転舵するためのものであり、例えば周知のラックアンドピニオン機構などによって構成される。この実施の形態のステアリング装置３４には、電動式パワーステアリング装置が採用されている。電動式パワーステアリング装置３４では、運転者の操舵を補助するための操舵補助力が図示しないモータによって付与されると共に、その操舵補助力を調整することができるように構成されている。

各車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲには、車輪に制動力を付与するためのブレーキ装置３８が取付けられている。このブレーキ装置３８には、周知の油圧式或いは電動式のブレーキ装置を用いることができる。従って、各車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲには、運転者によるブレーキペダル操作に応じた制動力が付与される。なお、各車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲには、各車輪の回転速度を検出するための車輪速度センサ３９が取付けられている。

この実施の形態のブレーキ装置３８は、制動力調整装置４０によって、運転者の意思と関係なく、制動力を調整・制御することができるようにも構成されている。この制動力調整装置４０には、例えば周知の横滑り防止装置の制動力調整装置を用いることができる。この種の制動力調整装置４０によれば、運転者がブレーキペダルを踏込んでいないときでも、各車輪１０ＦＬ〜１０Ｒに制動力を付与することができ、またその制動力を調整することもできる。また、この種の制動力調整装置４０では、周知のＡＢＳ装置のように、付与されている制動力を強制的に解除することもできる。

この車両の図示しないドア（トランクリッド又はリヤゲートを含む）には、各ドアを施錠したり開錠したりするためのドアロックアクチュエータ５０が設けられている。また、この車両には、車両の作動を許可するスタートスイッチ４８が、例えばインストゥルメントパネルに設けられている。このスタートスイッチ４８は、オン操作によってエンジン１２の運転を許可すると共に、車両としての作動開始を許可する。このスタートスイッチ４８は、エンジンだけを駆動源として搭載する車両のイグニッションスイッチに相当するが、ハイブリッド車両では、多くの場合、車両の停車中はエンジン１２を停止するので、スタートスイッチ４８のオン操作でエンジン１２の運転が許可される。なお、スタートスイッチ４８をオフ操作すると、エンジン１２の運転は強制的に停止される。

この車両では、近年の車両と同様に、エンジン１２はエンジンコントロールユニット４２によって、トランスミッション１４はトランスミッションコントロールユニット４３によって、制動力調整装置４０はブレーキコントロールユニット４４によって、ステアリング装置３４はステアリングコントロールユニット４５によって、モータジェネレータ１３はパワーコントロールユニット４６によって、ドアロックアクチュエータ５０はキーレスアクセスコントロールユニット４７によって、夫々制御される。

エンジンコントロールユニット４２は、例えば運転者によるスロットル開度とエンジン回転速度から目標エンジントルクを設定し、その目標エンジントルクが達成されるように例えば燃料噴射量や点火時期を制御する。また、後述するパワーコントロールユニット４６と協調制御を行う場合には、例えば運転者が要求し且つ燃費を向上する目標駆動トルクを設定し、そのうちエンジンに割り振られた目標エンジントルクが達成されるように例えば燃料噴射量や点火時期を制御する。また、トランスミッションコントロールユニット４３は、例えば車両の走行速度と入力回転速度とスロットル開度から目標変速比を設定し、その目標変速比が達成されるように例えばトランスミッション１４内のベルトプーリ比を制御する。

また、ブレーキコントロールユニット４４は、例えば運転者によるステアリングホイール３６の操舵量から目標ヨーレートを設定し、その目標ヨーレートが達成されるように各車輪１０ＦＬ〜１０Ｒの制動力を制御する。また、このブレーキコントロールユニット４４は、各車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲに取付けられている車輪速度センサ３９から車輪速度を検出し、例えば車体速度から設定される目標車輪速度よりも検出された車輪速度が小さい場合に、その車輪の制動力を小さくするように各車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲの制動力を制御する。また、このブレーキコントロールユニット４４は、後述するパワーコントロールユニット４６と協調制御を行う場合には、モータジェネレータ１３を回生運転したときに生じる制動力（後進駆動力）分だけブレーキ装置３８による制動力が小さくなるように各車輪１０ＦＬ〜１０ＲＲの制動力を制御する。

また、ステアリングコントロールユニット４５は、例えば運転者による操舵トルクを図示しないトルクセンサで検出し、その検出された操舵トルクと車両の走行速度から目標操舵補助力を設定し、その操舵補助力が出力されるように図示しないモータの回転状態を制御する。パワーコントロールユニット４６は、例えば車両の走行速度と運転者によるスロットル開度から目標モータトルクを設定し、その目標モータトルクが達成されるようにモータジェネレータ１３の回転状態を制御する。また、エンジンコントロールユニット４２と協調制御を行う場合には、例えば運転者が要求し且つ燃費を向上する目標駆動トルクを設定し、そのうちモータジェネレータ１３に割り振られた目標モータトルクが達成されるようにモータジェネレータ１３の回転状態を制御する。また、車両の減速走行時には、駆動バッテリ１５の充電状態に応じて、最も大きな電力が発電されるようにモータジェネレータ１３を回生運転する。

また、キーレスアクセスコントロールユニット４７は、例えば運転者が所持するアクセスキー５２を認証できた場合に、各ドア（トランクリッド又はリヤゲートを含む）に設けられたドアロックアクチュエータ５０を作動してドアの開錠・施錠を行う。具体的に、キーレスアクセスコントロールユニット４７は、例えばアクセスキー５２と無線信号の授受を行い、アクセスキー５２から取得した認証情報が認証された場合にドアの開錠・施錠を可能とする。実質的にドアの開錠・施錠を行うために、ドア施錠のためのスイッチやドア開錠のためのセンサを車両側に設けたり、ドア施錠及び開錠のためのスイッチをアクセスキー５２に設けたりすることができる。また、ドアの開錠・施錠の際に、図示しないアンサバックブザを鳴らしたり、ハザードランプを点滅したりする処理を付加してもよい。なお、ドアの開錠条件には、全てのドアがロックされていることが挙げられる。一方、ドアの施錠条件には、全てのドアが閉じていること、イグニッションオフ（エンジン停止）、アクセスキー５２が車室内にないことが挙げられる。

また、この実施の形態では、キーレスアクセスコントロールユニット４７によってアクセスキー５２が車室内にあるか、又はスタートスイッチ４８の極く近傍にあると判定できる場合に、前述したスタートスイッチ４８によるエンジン１２の運転が許可される。スタートスイッチ４８の操作状態（例えばブレーキペダルの踏み込みの有無）によっては、例えば、所謂アクセサリー電源のように電装品だけをオン状態としてもよい。なお、実際の車両におけるキーレスアクセスコントロールユニット４７とアクセスキー５２の無線信号の授受はより複雑であり、例えばキーレスアクセスコントロールユニット４７の他に個別の無線送受信装置を備えるなどして構成される。

これらのコントロールユニット４２〜４７は、例えばマイクロコンピュータなどの演算処理装置を搭載して構成され、高度な演算処理機能を有する。そのため、これらのコントロールユニット４２〜４７は、コンピュータシステムと同様に、演算処理部の他、入出力部、記憶部などを備えて構成される。また、近年の車両と同様に、コントロールユニット４２〜４７同士で、互いに相互通信を行い、互いに協調制御を行ったり、情報を授受・共有したりするように構成されている。なお、各コントロールユニット４２〜４７で制御するモータやバルブ、ポンプなどのアクチュエータは、夫々のコントロールユニット４２〜４７からの電気信号で作動する。つまり、制御対象のアクチュエータには各コントロールユニット４２〜４７を介して電力が供給されると考えてよい。

図２は、パワーコントロールユニット４６の概略構成を示すブロック図である。このパワーコントロールユニット４６は、前述のように演算処理を司るパワー制御装置４６ａと、モータジェネレータ１３の運転状態を制御するためのインバータ５０と、モータジェネレータ１３で発電された電力又は駆動バッテリ１５に蓄電されている電力を１２Ｖバッテリ１１に供給するためのＤＣＤＣコンバータ５２と、インバータ５０と駆動バッテリ１５を断続する駆動バッテリ用リレー５４と、インバータ５０又は駆動バッテリ１５とＤＣＤＣコンバータ５２を断続する１２Ｖバッテリ用リレー５６と、駆動バッテリ用リレー５４及び１２Ｖバッテリ用リレー５６を作動するリレー制御回路５８を備えている。インバータ５０は、例えばモータジェネレータ１３を力行運転する際、駆動バッテリ１５の直流電力を交流電力に変換すると共に、走行速度やシステム制御に必要な周波数信号を創生し、モータジェネレータ１３の回転速度、駆動トルク、電力を制御して車両の加減速を行う。

また、リレー制御回路５８は、パワー制御装置４６ａからの指令に応じて駆動バッテリ用リレー５４や１２Ｖバッテリ用リレー５６を作動する。

また、この車両には、モータジェネレータ１３及び駆動バッテリ１５を除く全ての電装品、つまり低電圧電気的負荷を１２Ｖバッテリ１１又はＤＣＤＣコンバータ５２と選択的に接続するためのバッテリ切換リレー７４と、低電圧電気的負荷のうち、エンジン始動に必要なエンジン始動電気的負荷以外の電気的負荷を電力供給回路から遮断するエンジンスタート確保リレー７６を備える。つまり、エンジンスタート確保リレー７６が切断されると、エンジン始動電気的負荷のみが電力供給回路として１２Ｖバッテリ１１又はＤＣＤＣコンバータ５２に接続される。ＤＣＤＣコンバータ５２が電力供給回路に接続される場合には、駆動バッテリ１５から電力が供給される。つまり、バッテリ切換リレー７４を駆動バッテリ１５側に切換える際には、駆動バッテリ用リレー５４及び１２Ｖバッテリ用リレー５６が共に接続状態とされる。

この実施の形態では、エンジンコントロールユニット４２、燃料ポンプ（リレー）６４、燃料噴射装置（リレー）６６、点火装置（リレー）６８、スタータ（リレー）７０、トランスミッションコントロールユニット４３、パワーコントロールユニット４６、キーレスアクセスコントロールユニット４７がエンジン始動電気的負荷として設定される。従って、ブレーキコントロールユニット４４、ステアリングコントロールユニット４５、その他の電装品（電気的負荷）７２は、エンジン始動電気的負荷以外の低電圧電気的負荷として設定される。なお、バッテリ切換リレー７４の上流側には、駆動バッテリ１５の電力を１２Ｖバッテリ１１に給電・蓄電するために、１２Ｖバッテリ１１をＤＣＤＣコンバータ５２と断続するバッテリ断続リレー７８が設けられている。これらバッテリ切換リレー７４、エンジンスタート確保リレー７６、バッテリ断続リレー７８は、例えばヒューズボックス内に配設され、この実施の形態では、パワー制御装置４６ａからの制御信号に従って、リレー制御回路５８によって断続（開閉）制御される。また、１２Ｖバッテリ１１及びＤＣＤＣコンバータ５２には、夫々、１２Ｖバッテリ１１の電流及び電圧を検出するための１２Ｖバッテリセンサ６０及び低電圧に変換された駆動バッテリ１５の電流及び電圧を検出するための駆動バッテリセンサ６２が設けられ、それらの検出信号はパワー制御装置４６ａに入力される。

次に、この実施の形態のパワーコントロールユニット４６、具体的には図２のパワー制御装置４６ａで行われる長期間駐車制御のための演算処理について図３のフローチャートを用いて説明する。この演算処理は、例えば予め設定された所定サンプリング周期毎にタイマ割込処理によって実行される。この演算処理では、まずステップＳ１で、エンジン運転可能状態か否かを判定し、エンジン運転可能状態である場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合にはステップＳ３に移行する。エンジン運転可能か否かの判定は、例えばスタートスイッチ４８がオン状態であるとき、エンジン運転可能と判定する。

ステップＳ２では、エンジン１２が運転中であるか否かを判定し、エンジン１２が運転中である場合にはステップＳ９に移行し、そうでない場合には復帰する。

ステップＳ３では、全てのドアがロック状態であるか否かを判定し、全てのドアがロック状態であればステップＳ４に移行し、そうでない場合には復帰する。このステップＳ３では、ステップＳ１のエンジン運転不能状態の判定と合わせて、車両が駐車中であることを検出し、車両駐車中には、ステップＳ４以降の演算処理を行う。

ステップＳ４では、１２Ｖバッテリセンサ６０の出力信号から１２Ｖバッテリ電流Ｉ_１２及び１２Ｖバッテリ電圧Ｖ_１２を読込み、ステップＳ５に移行する。

ステップＳ５では、１２Ｖバッテリ電流Ｉ_１２及び１２Ｖバッテリ電圧Ｖ_１２から１２Ｖバッテリ入出力可能パワーＳＯＰ_１２を算出し、ステップＳ６に移行する。この１２Ｖバッテリ入出力可能パワーＳＯＰ_１２は、後述するように、１２Ｖバッテリ１１の電気的残量として１２Ｖバッテリ１１の出力可能パワーを求める。

ステップＳ６では、駆動バッテリセンサ６２の出力信号から駆動バッテリ電流Ｉ_ＤＢ及び駆動バッテリ電圧Ｖ_ＤＢを読込み、ステップＳ７に移行する。

ステップＳ７では、駆動バッテリ電流Ｉ_ＤＢ及び駆動バッテリ電圧Ｖ_ＤＶから駆動バッテリ入出力可能パワーＳＯＰ_ＤＢを算出し、ステップＳ８に移行する。この駆動バッテリ入出力可能パワーＳＯＰ_ＤＢは、後述するように、駆動バッテリ１５の電気的残量として駆動バッテリ１５の出力可能パワーを求める。

ステップＳ８では、１２Ｖバッテリ入出力可能パワーＳＯＰ_１２が予め設定された１２Ｖバッテリ残量規定値である１２Ｖバッテリ入出力パワー規定値ＳＯＰ_{１２ＲＥＦ}未満であるか否かを判定し、１２Ｖバッテリ入出力可能パワーＳＯＰ_１２が１２Ｖバッテリ入出力パワー規定値ＳＯＰ_{１２ＲＥＦ}未満である場合にはステップＳ１１に移行し、そうでない場合にはステップＳ９に移行する。

ステップＳ１１では、駆動バッテリ入出力可能パワーＳＯＰ_ＤＢが予め設定された駆動バッテリ残量規定値である駆動バッテリ入出力パワー規定値ＳＯＰ_{ＤＢＲＥＦ}未満であるか否かを判定し、駆動バッテリ入出力可能パワーＳＯＰ_ＤＢが駆動バッテリ入出力パワー規定値ＳＯＰ_{ＤＢＲＥＦ}未満である場合にはステップＳ１４に移行し、そうでない場合にはステップＳ１２に移行する。

ステップＳ９では、バッテリ切換リレー７４を１２Ｖバッテリ１１側に切換えてからステップＳ１０に移行する。

ステップＳ１０では、エンジンスタート確保リレー７６を接続状態としてから復帰する。

これに対し、ステップＳ１２では、バッテリ切換リレー７４を駆動バッテリ１５側に切換えてからステップＳ１３に移行する。なお、前述のように、バッテリ切換リレー７４を駆動バッテリ１５側に切換える場合には、駆動バッテリ用リレー５４及び１２Ｖバッテリ用リレー５６が共に接続状態とされる。

ステップＳ１３では、エンジンスタート確保リレー７６を接続状態としてから復帰する。

更に、ステップＳ１４では、バッテリ切換リレー７４を駆動バッテリ１５側に切換えてからステップＳ１５に移行する。なお、前述のように、バッテリ切換リレー７４を駆動バッテリ１５側に切換える場合には、駆動バッテリ用リレー７４及び１２Ｖバッテリ用リレー５６が共に接続状態とされる。

ステップＳ１５では、エンジンスタート確保リレー７６を切断状態としてから復帰する。

この演算処理によれば、車両が駐車状態であることが検出されると、１２Ｖバッテリ電流Ｉ_１２及び１２Ｖバッテリ電圧Ｖ_１２から１２Ｖバッテリ入出力可能パワーＳＯＰ_１２が算出されると共に、駆動バッテリ電流Ｉ_ＤＢ及び駆動バッテリ電圧Ｖ_ＤＶから駆動バッテリ入出力可能パワーＳＯＰ_ＤＢが算出される。この入出力可能パワーＳＯＰの算出には、周知のように、種々の手法がある。例えば、特開２００５−１６０１８４号公報に記載されるように、バッテリの電流−電圧特性から内部インピーダンスや開放電圧を求め、例えば経験則から得た開放電圧とバッテリ充電状態ＳＯＣ（State of Charge）の相関からバッテリ充電状態ＳＯＣを求め、更に、例えば経験則から得たバッテリ充電状態ＳＯＣと入出力可能パワーＳＯＰの相関から入出力可能パワーＳＯＰを求める。また、例えば特開２００６−１０５８２３号公報に記載されるように、バッテリの開放電圧に基づく開放電圧パワーＰＶと、バッテリの電流に基づく電流パワーＰＣを求め、それらを重み付けして入出力可能パワーＳＯＰを求める。入出力可能パワーＳＯＰは、入力可能パワーと出力可能パワーが得られるが、バッテリ残量としては出力可能パワーを用いるのが好ましい。なお、バッテリ残量として、前述のバッテリ充電状態ＳＯＣやバッテリ劣化状態ＳＯＨ（State of Health）を用いることも可能である。バッテリ劣化状態ＳＯＨは、例えば電流積算値を出力効率・設計電荷量・電荷使用率で除して求めることができる。

このうち、算出された１２Ｖバッテリ入出力可能パワーＳＯＰ_１２が予め設定された１２Ｖバッテリ残量規定値である１２Ｖバッテリ入出力パワー規定値ＳＯＰ_{１２ＲＥＦ}以上であれば、バッテリ切換リレー７４が１２Ｖバッテリ１１側に切換えられると共に、エンジンスタート確保リレー７６が接続状態とされる。従って、低電圧電気的負荷は、エンジン始動電気的負荷を含めて１２Ｖバッテリ１１に接続され、この１２Ｖバッテリ１１から電力が供給される。また、エンジン１２の運転中も、低電圧電気的負荷に１２Ｖバッテリ１１から電力が供給される。

これに対し、算出された１２Ｖバッテリ入出力可能パワーＳＯＰ_１２が１２Ｖバッテリ入出力パワー規定値ＳＯＰ_{１２ＲＥＦ}未満で且つ駆動バッテリ入出力可能パワーＳＯＰ_ＤＢが予め設定された駆動バッテリ残量規定値である駆動バッテリ入出力パワー規定値ＳＯＰ_{ＤＢＲＥＦ}以上であれば、バッテリ切換リレー７４が駆動バッテリ１５側に切換えられると共に、エンジンスタート確保リレー７６が接続状態とされる。従って、低電圧電気的負荷は、エンジン始動電気的負荷を含めて駆動バッテリ１５に接続され、この駆動バッテリ１５からＤＣＤＣコンバータ５２を介して電力が供給される。

更に、算出された１２Ｖバッテリ入出力可能パワーＳＯＰ_１２が１２Ｖバッテリ入出力パワー規定値ＳＯＰ_{１２ＲＥＦ}未満で且つ駆動バッテリ入出力可能パワーＳＯＰ_ＤＢが駆動バッテリ入出力パワー規定値ＳＯＰ_{ＤＢＲＥＦ}未満であれば、バッテリ切換リレー７４が駆動バッテリ１５側に切換えられると共に、エンジンスタート確保リレー７６が切断状態とされる。従って、低電圧電気的負荷は、エンジン始動電気的負荷のみが駆動バッテリ１５に接続され、駆動バッテリ１５からＤＣＤＣコンバータ５２を介してエンジン始動電気的負荷のみに電力が供給される。

従って、車両の駐車中、低電圧バッテリである１２Ｖバッテリ１１の残量が１２Ｖバッテリ残量規定値以上であれば、この１２Ｖバッテリ１１からエンジン始動電気的負荷を含めた全ての低電圧電気的負荷に電力が供給されるが、この１２Ｖバッテリ１１の残量が１２Ｖバッテリ残量規定値未満になると、高電圧バッテリである駆動バッテリ１５からエンジン始動電気的負荷を含む全ての低電圧電気的負荷に電力が供給される。更に、この状態が継続し、車両の長期間駐車時、駆動バッテリ１５の残量が駆動バッテリ残量規定値未満になると、エンジン始動電気的負荷を除く低電圧電気的負荷が電力供給回路から遮断され、エンジン始動電気的負荷のみに駆動バッテリ１５から電力が供給される。例えば、１２Ｖバッテリ１１の残量が少なくても、エンジン１２を始動することができれば車両を駆動することが可能であり、車両を駆動することができれば、オルタネータで１２Ｖバッテリ１１を充電したり、駆動バッテリ１５で１２Ｖバッテリ１１を充電したりすることができ、結果的に１２Ｖバッテリ１１の寿命を確保することが可能となる。

このように、この実施の形態の車両用バッテリ制御装置では、エンジン１２の始動に必要なエンジン始動電気的負荷を含む低電圧電気的負荷に電力を供給する低電圧バッテリとして１２Ｖバッテリ１１と、低電圧電気的負荷に電力を供給可能な高電圧バッテリとして駆動バッテリ１５を備えている場合に、１２Ｖバッテリ１１の残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ駆動バッテリ１５の残量が高電圧バッテリ残量規定値以上の場合には、１２Ｖバッテリ１１を低電圧電気的負荷から遮断し且つ駆動バッテリ１５を低電圧電気的負荷に接続し、１２Ｖバッテリ１１の残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ駆動バッテリ１５の残量が高電圧バッテリ残量規定値未満の場合に、１２Ｖバッテリ１１を低電圧電気的負荷から遮断し且つ駆動バッテリ１５をエンジン始動電気的負荷にのみ接続する。

そのため、１２Ｖバッテリ１１の残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ駆動バッテリ１５の残量が高電圧バッテリ残量規定値以上の場合に１２Ｖバッテリ１１が駆動バッテリ１５で充電されることがなく、その分だけ、駆動バッテリ１５の電力消費を低減することができ、駆動バッテリ１５でエンジン始動が可能な期間を長期化することができる。

また、１２Ｖバッテリ１１の残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ駆動バッテリ１５の残量が高電圧バッテリ残量規定値未満の場合には、エンジン始動電気的負荷以外の低電圧電気的負荷を駆動バッテリ１５から遮断することができ、その分だけ、駆動バッテリ１５の電力消費を更に低減することが可能となる。従って、１２Ｖバッテリ１１の残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ駆動バッテリ１５の残量が高電圧バッテリ残量規定値未満となってからも、エンジン始動が可能な期間を更に長期化することができる。その結果、低電圧バッテリと高電圧バッテリを併載する車両の長期間駐車中であっても可及的にエンジン１２を始動することが可能となる。

本発明が上記していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当とされる特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。

１０ＦＬ〜１０ＲＲ車輪
１１１２Ｖバッテリ（低電圧バッテリ）
１２エンジン
１５駆動バッテリ（高電圧バッテリ）
４２エンジンコントロールユニット（エンジン始動電気的負荷）
４３トランスミッションコントロールユニット（エンジン始動電気的負荷）
４６パワーコントロールユニット（エンジン始動電気的負荷）
４７キーレスアクセスコントロールユニット（エンジン始動電気的負荷）
６４燃料ポンプ（リレー）（エンジン始動電気的負荷）
６６燃料噴射装置（リレー）（エンジン始動電気的負荷）
６８点火装置（リレー）（エンジン始動電気的負荷）
７０スタータ（リレー）（エンジン始動電気的負荷）
７４バッテリ切換リレー
７６エンジンスタート確保リレー

Claims

エンジンの始動に必要なエンジン始動電気的負荷を含む低電圧電気的負荷に電力を供給する低電圧バッテリと、
前記低電圧電気的負荷に電力を供給可能な高電圧バッテリとを備えた車両のバッテリ制御装置において、
車両の駐車時に前記低電圧バッテリの残量及び前記高電圧バッテリの残量を算出するバッテリ残量算出部と、
算出された前記低電圧バッテリの残量が低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ前記高電圧バッテリの残量が高電圧バッテリ残量規定値以上の場合に、
前記低電圧バッテリを前記低電圧電気的負荷から遮断し且つ前記高電圧バッテリを前記低電圧電気的負荷に接続し、
算出された前記低電圧バッテリの残量が前記低電圧バッテリ残量規定値未満で且つ前記高電圧バッテリの残量が前記高電圧バッテリ残量規定値未満の場合に、
前記低電圧バッテリを前記低電圧電気的負荷から遮断し且つ前記高電圧バッテリを前記エンジン始動電気的負荷にのみ接続するバッテリ断続制御部とを備えたことを特徴とする車両用バッテリ制御装置。