JP2017189013A

JP2017189013A - ２電源システム

Info

Publication number: JP2017189013A
Application number: JP2016075941A
Authority: JP
Inventors: 前田　智治; Tomoharu Maeda; 智治前田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2016-04-05
Publication date: 2017-10-12

Abstract

【課題】車両寿命にわたり第２バッテリを無交換で使用できる可能性を高めつつ、第１バッテリの寿命後期においても自動停止・再始動制御部による燃費効果を得ること。【解決手段】２電源システムは、発電機と、第１バッテリと、鉛バッテリ以外のバッテリである第２バッテリと、所定電気負荷と第２バッテリとの間の電気的な接続を確立する第１状態と、所定電気負荷と第２バッテリとの間を電気的に切り離す第２状態とを選択的に形成する切替手段と、エンジンの自動停止及び再始動を行う自動停止・再始動制御部と、第１バッテリの寿命が後期であるか否かを判定する寿命判定部と、寿命判定部により第１バッテリの寿命が後期であると判定された場合に、切替手段により第１状態を形成させ、寿命判定部により第１バッテリの寿命が後期でないと判定された場合に、切替手段により第２状態を形成させる切替制御部とを含む。【選択図】図１

Description

本開示は、車両に搭載される２電源システムに関する。

２つのバッテリを持つ電源システム（以下、「２電源システム」と称する）において、エンジンの自動停止及び再始動を行う自動停止・再始動制御部を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開2015-226341号公報

ところで、２電源システムにおいては、一般的に、鉛バッテリ（以下、「第１バッテリ」と称する）と、例えばリチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリのような、鉛バッテリ以外の他のバッテリ（以下、「第２バッテリ」と称する）が用いられる。一般的に、第２バッテリは、第１バッテリよりも高価であり、車両寿命（例えば約１５年、約２４万キロ）にわたり無交換で使用できることが望ましい。

また、一般的に、自動停止・再始動制御部によるエンジン自動停止は、発電機の停止を伴い、該自動停止中の電気負荷の作動やその後の再始動時のスタータ又はモータジェネレータの駆動にはバッテリからの電力が使用されるので、バッテリの負荷が大きくなる。このため、自動停止中やエンジン再始動時に第２バッテリを使用すると、車両寿命にわたり第２バッテリを無交換で使用することが困難となる。これに対して、自動停止中やエンジン再始動時に第１バッテリを使用する構成では、第１バッテリの寿命後期において第１バッテリの電圧低下に起因して自動停止・再始動制御部の機能が抑制され易くなる。この場合、第１バッテリの寿命後期において、自動停止・再始動制御部による燃費効果が期待できなくなる。

そこで、開示の技術は、車両寿命にわたり第２バッテリを無交換で使用できる可能性を高めつつ、第１バッテリの寿命後期においても自動停止・再始動制御部による燃費効果を得ることができる２電源システムの提供を目的とする。

本開示の一局面によれば、車両に搭載される２電源システムであって、
エンジンに機械的に接続される発電機と、
所定電気負荷に電気的に接続され、鉛バッテリである第１バッテリと、
前記第１バッテリに対して並列な関係で前記所定電気負荷に電気的に接続され、鉛バッテリ以外のバッテリである第２バッテリと、
前記所定電気負荷及び前記第１バッテリと前記第２バッテリとの間に設けられ、前記所定電気負荷と前記第２バッテリとの間の電気的な接続を確立する第１状態と、前記所定電気負荷と前記第２バッテリとの間を電気的に切り離す第２状態とを選択的に形成する切替手段と、
エンジンの自動停止及び再始動を行う自動停止・再始動制御部と、
前記第１バッテリの寿命が後期であるか否かを判定する寿命判定部と、
前記寿命判定部により前記第１バッテリの寿命が後期であると判定された場合に、前記切替手段により前記第１状態を形成させ、前記寿命判定部により前記第１バッテリの寿命が後期でないと判定された場合に、前記切替手段により前記第２状態を形成させる切替制御部とを含む、２電源システムが提供される。

本開示の技術によれば、車両寿命にわたり第２バッテリを無交換で使用できる可能性を高めつつ、第１バッテリの寿命後期においても自動停止・再始動制御部による燃費効果を得ることができる２電源システムが得られる。

本実施例の２電源システム１の電気系を示す概略図である。２電源システム１の第１動作状態を示す図である。２電源システム１の第２動作状態を示す図である。２電源システム１の第３動作状態を示す図である。２電源システム１の第４動作状態を示す図である。２電源システム１の第５動作状態を示す図である。２電源システム１の制御系の一例の構成図である。スイッチ制御部１６により実行される処理の一例を示すフローチャートである。本実施例による効果の説明図である。本実施例による効果の説明図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。

図１は、本実施例の２電源システム１の電気系を示す概略図である。

２電源システム１は、鉛バッテリ４と、補機５（所定電気負荷の一例）と、オルタネータ６と、第２バッテリ４０と、第２補機５０とを備える。

鉛バッテリ４は、例えば定格電圧が１２Ｖである。鉛バッテリ４に対しては、電流センサ８０及び電圧センサ８２が設けられる。電流センサ８０は、鉛バッテリ４に流れる又は鉛バッテリ４から流れる電流を検出する。電圧センサ８２は、鉛バッテリ４の電圧を検出する。

補機５は、鉛バッテリ４から電力供給を受ける電気負荷を含む。補機５は、例えば、ヒートシータ、ランプ、ブロア、ワイパ、電動ファン等を含む。

オルタネータ６は、エンジン２に機械的に接続される。オルタネータ６は、エンジン２の動力を用いて発電を行う発電機である。オルタネータ６により生成される電力は鉛バッテリ４の充電や補機５の作動等に利用される。

第２バッテリ４０は、鉛バッテリ４と定格電圧が同様であるが、鉛バッテリ４よりも容量が大きいバッテリであり、例えばリチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリ、電気二重層キャパシタである。第２バッテリ４０に対しては、電流センサ８３が及び電圧センサ８４が設けられる。電流センサ８３は、第２バッテリ４０に流れる又は第２バッテリ４０から流れる電流を検出する。電圧センサ８４は、第２バッテリ４０の電圧を検出する。

第２補機５０は、第２バッテリ４０から電力供給を受ける電気負荷を含む。第２補機５０は、補機５とは異なる。第２補機５０は、高い信頼性が要求される補機であることが望ましい。第２補機５０は、例えば、シフトバイワイヤ（トランスミッションのアクチュエータ）や、EPB(エレクトリックパーキングブレーキ)、パワーステアリングのアシストモータ等であってよい。

第２補機５０は、第２補機５０に向かう電流の流れを許容する向きに配置された第１ダイオードＤ１を介して、鉛バッテリ４及びオルタネータ６に電気的に接続される。また、第２補機５０は、第２補機５０に向かう電流の流れを許容する向きに配置された第２ダイオードＤ２を介して、第２バッテリ４０に電気的に接続される。

スイッチＳＷ１は、オフ時に鉛バッテリ４、オルタネータ６、及び補機５から第２補機５０及び第２バッテリ４０を切り離すことができる位置に設けられる。スイッチＳＷ１は、第１ダイオードＤ１のアノード側のポイントＰ１と、第２ダイオードＤ２のアノード側のポイントＰ２との間に設けられる。スイッチＳＷ１は、例えばリレーにより形成される。以下、スイッチＳＷ１は、「メインスイッチＳＷ１」と称する。

スイッチＳＷ２は、オフ時に鉛バッテリ４、オルタネータ６、補機５、及び第２補機５０から第２バッテリ４０を切り離すことができる位置に設けられる。スイッチＳＷ２は、例えばリレーにより形成される。スイッチＳＷ２は、基本的にオン状態とされる。スイッチＳＷ２は、例えば第２バッテリ４０の異常時等にオフ状態とされる。以下では、スイッチＳＷ２は、オン状態であることを前提として、説明を続ける。

メインスイッチＳＷ１がオン状態（閉状態）にあるとき、補機５と第２バッテリ４０との間の電気的な接続を確立される。従って、メインスイッチＳＷ１がオン状態にあるとき、第２バッテリ４０から補機５及びスタータ５２への電力の供給が可能となる。また、メインスイッチＳＷ１がオン状態にあるとき、オルタネータ６からの第２バッテリ４０への充電が可能となる。

メインスイッチＳＷ１がオフ状態（開状態）にあるとき、補機５と第２バッテリ４０との間が電気的に切り離される。従って、メインスイッチＳＷ１がオフ状態にあるとき、第２バッテリ４０から補機５及びスタータ５２への電力の供給は不能である。従って、メインスイッチＳＷ１がオフ状態にあるとき、補機５及びスタータ５２への電力は、鉛バッテリ４及びオルタネータ６から供給可能である。

図２Ａ〜図２Ｅは、２電源システム１の第１〜第５動作状態をそれぞれ示す図である。図２Ａ〜図２Ｅにおいて、矢印は電流の流れを模式的に示す。

図２Ａに示す第１動作状態は、例えば車両放置時（ＩＧオフでの駐車時）に実現される。第１動作状態では、メインスイッチＳＷ１はオフされる。従って、補機５の消費電力は、鉛バッテリ４により賄われ、第２補機５０の消費電力は、鉛バッテリ４及び第２バッテリ４０により賄われる。これにより、補機５への暗電流は鉛バッテリ４からの供給となるので、第２バッテリ４０は、バックアップ用として温存できる。

図２Ｂに示す第２動作状態は、例えばキー始動時（キーによるエンジン始動時）に実現される。第２動作状態では、メインスイッチＳＷ１はオフされる。従って、補機５及びスタータ５２の消費電力は、鉛バッテリ４により賄われ、第２補機５０の消費電力は、鉛バッテリ４及び第２バッテリ４０により賄われる。これにより、キー始動時のスタータ５２への電流は鉛バッテリ４からの供給となるので、第２バッテリ４０は、バックアップ用として温存できる。尚、キー始動時から５００ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃ後に、メインスイッチＳＷ１はオンされる。

図２Ｃに示す第３動作状態は、後述の寿命後期フラグが"０"である場合において、後述のＳ＆Ｓ（Stop ＆ Start）機能による自動停止中及び再始動時に実現される。第３動作状態では、メインスイッチＳＷ１はオフされる。従って、補機５及びスタータ５２の消費電力は、鉛バッテリ４により賄われ、第２補機５０の消費電力は、鉛バッテリ４及び第２バッテリ４０により賄われる。これにより、再始動時のスタータ５２への電流は鉛バッテリ４からの供給となるので、第２バッテリ４０は、バックアップ用として温存できる。尚、再始動時から５００ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃ後に、メインスイッチＳＷ１はオンされる。

図２Ｄに示す第４動作状態は、後述の寿命後期フラグが"１"である場合において、後述のＳ＆Ｓ機能による自動停止中及び再始動時に実現される。第４動作状態では、メインスイッチＳＷ１はオンされる。従って、補機５及びスタータ５２の消費電力は、主に第２バッテリ４０により賄われ、第２補機５０の消費電力は、主に第２バッテリ４０により賄われる。即ち、再始動時のスタータ５２への電流は主に第２バッテリ４０からの供給となる。

図２Ｅに示す第５動作状態は、減速回生時に実現される。上述のように、キー始動時又は再始動時から５００ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃ後に、メインスイッチＳＷ１はオンされるので、後述の充電制御時には、メインスイッチＳＷ１はオン状態である。第５動作状態では、例えばオルタネータ６の発電電圧は１４．８Ｖに設定される。従って、オルタネータ６の発電電力は、補機５の作動、鉛バッテリ４の充電及び第２バッテリ４０の充電に用いられる。

図３は、２電源システム１の制御系の一例の構成図である。

２電源システム１は、自動停止・再始動制御装置１０と、エンジン制御装置２０と、電源制御装置３０とを含む。各装置１０，２０，３０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）により実現される。各装置１０，２０，３０は、ＣＡＮ（Controller Area Network）を介して接続される。尚、以下で説明する自動停止・再始動制御装置１０の機能の一部又は全部は、エンジン制御装置２０により実現されてもよいし、エンジン制御装置２０の機能の一部や、電源制御装置３０の機能の全部は、自動停止・再始動制御装置１０により実現されてもよい。

自動停止・再始動制御装置１０には、ブレーキ制御装置（図示せず）から、車速情報、ストップランプスイッチの状態を表す情報、及びブレーキ油圧情報が入力される。自動停止・再始動制御装置１０には、その他、電源制御装置３０からバッテリの状態（バッテリ電圧、バッテリ電流、ＳＯＣ、バッテリ温度）を表す情報、ブレーキブースタ負圧値、フードロック閉信号、ドア閉信号、シートベルトバックル信号、エアバック信号等が入力される。

エンジン制御装置２０には、シフトポジション信号、エンジン始動要求信号、アクセル開度信号、エンジン回転数を表す情報等が入力される。エンジン制御装置２０には、スタータ５２が接続される。エンジン制御装置２０は、エンジン２の稼働中にエンジン停止要求信号が入力されると、燃料噴射をカットしてエンジン２を自動停止させる。エンジン制御装置２０は、エンジン２を自動停止させると、エンジン自動停止フラグを"１"にセットする。エンジン制御装置２０は、エンジン２の自動停止中に再始動要求信号が入力されると、スタータ５２を駆動してエンジン２を再始動させる。尚、スタータ５２に代えて、モータジェネレータ（例えばオルタネータ６が該モータジェネレータとして機能してもよい）が再始動に使用されてもよい。エンジン制御装置２０は、エンジン２の回転数が自律運転可能な回転数（アイドル回転数）まで上昇すると（エンジン２の再始動が成功させると）、エンジン自動停止フラグを"０"にセットする。

電源制御装置３０は、バッテリ状態判定部３２と、発電機制御部３４とを含む。

バッテリ状態判定部３２は、電流センサ８０、電圧センサ８２、及びバッテリ温度センサ６６が接続される。バッテリ温度センサ６６は、鉛バッテリ４の温度（液温）を測定する。バッテリ状態判定部３２は、電流センサ８０及び電圧センサ８２からの情報に基づいて、所定周期毎に、鉛バッテリ４のＳＯＣを算出する。鉛バッテリ４のＳＯＣは、例えばイグニッションスイッチのオン時のＳＯＣと、イグニッションスイッチのオン時からの充放電量積算値とに基づいて算出することができる。また、鉛バッテリ４のＳＯＣは、バッテリ温度や劣化度合い（例えばＳＯＨ：State Of Health）に基づいて補正されてもよい。

バッテリ状態判定部３２は、鉛バッテリ４の寿命を判定する。具体的には、バッテリ状態判定部３２は、鉛バッテリ４の寿命が後期であるか否かを判定する。鉛バッテリ４の寿命が後期であるか否かは、スタータ５２を駆動してエンジン２の再始動を成功させることができる可能性が指標とされてもよい（この場合、可能性が低い場合は寿命が後期である）。本実施例では、一例として、バッテリ状態判定部３２は、鉛バッテリ４の電圧が８Ｖ以下であり、且つ、鉛バッテリ４の内部抵抗が１０ｍΩ以上であるとき、鉛バッテリ４の寿命が後期であると判定する。バッテリ状態判定部３２は、鉛バッテリ４の寿命が後期であると判定した場合、寿命後期フラグを"１"にセットする。尚、変形例では、鉛バッテリ４の寿命が後期であるか否かは、ＳＯＨや鉛バッテリ４のＳＯＦ（State Of Function）に基づいて判定されてもよいし、これらの各種パラメータを複合的に用いて判定されてもよい。バッテリ状態判定部３２は、定期的に、鉛バッテリ４の寿命が後期であるか否かを判定してもよいし、特定の条件が成立した場合（例えば後述のエンジン２の停止条件が成立した場合）に、鉛バッテリ４の寿命が後期であるか否かを判定してもよい。

発電機制御部３４は、車両の走行状態に応じて発電機の発電電圧を制御する制御（充電制御）を行う。具体的には、発電機制御部３４は、車両走行状態と、鉛バッテリ４のＳＯＣとに基づいて、オルタネータ６の発電電圧（発電指示電圧）を決定し、発電指示電圧に応じた制御信号をオルタネータ６に与える。車両走行状態は、例えば、停車状態、加速状態、定常車速状態、減速状態等である。車両走行状態に応じたオルタネータ６の発電電圧の決定方法は任意である。本実施例では、一例として、発電機制御部３４は、車両走行状態が定常車速状態（車速が略一定となる状態）であるときは、鉛バッテリ４のＳＯＣが一定値α（＜１００％）となるようにオルタネータ６の発電電圧を指示する（例えば発電指示電圧＝１２．５Ｖ〜１３．８Ｖ）。また、車両走行状態が加速状態であるときは、加速性を高めるために、オルタネータ６の発電を実質的に停止する。車両走行状態が減速状態であるときは、オルタネータ６の回生発電を実行する（本例では発電指示電圧＝１４．８Ｖ）。

自動停止・再始動制御装置１０は、Ｓ＆Ｓ機能を実現する。自動停止・再始動制御装置１０は、機能部として、エンジン停止判定部１２と、エンジン再始動判定部１４と、スイッチ制御部１６とを含む。エンジン停止判定部１２及びエンジン再始動判定部１４は、エンジン自動停止・再始動部として機能する。

エンジン停止判定部１２は、エンジン２の停止条件の成否を判定する。停止条件は、例えば、以下の条件（１）〜（４）のすべて満たされる場合に、成立する。
条件（１）：自車両の車速が所定車速（≧０）以下であること。
条件（２）：アクセルペダルが踏まれていないこと。
条件（３）：ブレーキブースタ負圧値が所定閾値より真空側であること。
条件（４）：ブレーキペダルが踏まれていること。
尚、条件（１）〜（４）は一例であり、適宜変更可能である。また、条件（１）〜（４）に対するアンド条件として、道路勾配やＳＯＣ等に関する条件が付加されてもよい。

エンジン停止判定部１２は、エンジン２の停止条件が成立すると、エンジン停止要求信号をエンジン制御装置２０に与える。

エンジン再始動判定部１４は、エンジン２の再始動条件の成否を判定する。再始動条件は、例えば、以下の条件（１１）〜（１５）の１つでも満たされなくなった場合に成立する。
条件（１１）：自車両の車速が所定車速（≧０）以下であること。
条件（１２）：ブレーキペダルが踏まれていること。
条件（１３）：ブレーキブースタ負圧値が所定閾値より真空側であること。
条件（１４）：ブレーキペダルが踏まれていること。
条件（１５）：補機印加電圧が所定下限値Ｖ１より高いこと。
条件（１５）における補機印加電圧は、例えば電圧センサ８２の電圧値に基づいて判定することができる。上記の条件（１５）における所定下限値Ｖ１は、例えば、１１Ｖ〜１１．６Ｖの間であってよく、本実施例では、一例として、所定下限値Ｖ１は、１１．５Ｖとする。

エンジン再始動判定部１４は、エンジン２の再始動条件が成立すると、再始動要求信号をエンジン制御装置２０に与える。

スイッチ制御部１６は、メインスイッチＳＷ１のオン／オフ状態を制御する。メインスイッチＳＷ１のオン／オフ状態の制御方法は、図２Ａ〜図２Ｅを参照して上述した通りである。

図４は、スイッチ制御部１６により実行される処理の一例を示すフローチャートである。図４に示す処理は、キー始動後に係る処理であり、所定周期毎に実行される。尚、キー始動時には、上述のように、スイッチ制御部１６は、キー始動時から５００ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃ後に、メインスイッチＳＷ１をオンする。

ステップＳ４００では、スイッチ制御部１６は、エンジン２の自動停止中か否かを判定する。エンジン２の自動停止中は、例えば、エンジン自動停止フラグが"１"であるときに検出できる。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ４０８に進み、それ以外の場合は、ステップＳ４０１に進む。

ステップＳ４０１では、スイッチ制御部１６は、エンジン２の停止条件が成立したか否かを判定する。エンジン２の停止条件が成立したことは、例えば、エンジン自動停止フラグの"０"から"１"への変化に基づいて検出できる。或いは、エンジン２の停止条件が成立したことは、エンジン停止判定部１２の判定結果（又はエンジン停止要求信号の出力の有無）に基づいて検出できる。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ４０２に進み、それ以外の場合は、ステップＳ４０８に進む。

ステップＳ４０２では、スイッチ制御部１６は、バッテリ状態判定部３２からの情報に基づいて、寿命後期フラグが"１"であるか否かを判定する。即ち、スイッチ制御部１６は、バッテリ状態判定部３２によって鉛バッテリ４の寿命が後期であると判定されているか否かを判定する。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ４０４に進み、それ以外の場合は、ステップＳ４０６に進む。

ステップＳ４０４では、スイッチ制御部１６は、メインスイッチＳＷ１をオン状態とする。具体的には、スイッチ制御部１６は、メインスイッチＳＷ１がオフ状態であるときは、メインスイッチＳＷ１をオンし、メインスイッチＳＷ１がオン状態であるときは、該オン状態を維持する。

ステップＳ４０６では、スイッチ制御部１６は、メインスイッチＳＷ１をオフ状態とする。

ステップＳ４０８では、スイッチ制御部１６は、エンジン２の再始動が実行されたか否かを判定する。エンジン２の再始動が実行されたことは、例えば、エンジン自動停止フラグの"１"から"０"への変化に基づいて検出できる。或いは、エンジン２の自動停止が実行されたことは、エンジン再始動判定部１４の判定結果（又は再始動要求信号の出力の有無）に基づいて検出できる。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ４１０に進み、それ以外の場合は、そのまま終了する。

ステップＳ４１０では、スイッチ制御部１６は、メインスイッチＳＷ１をオン状態とする。具体的には、スイッチ制御部１６は、メインスイッチＳＷ１がオフ状態であるときは、再始動時から５００ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃ後にメインスイッチＳＷ１をオンし、メインスイッチＳＷ１がオン状態であるときは、該オン状態を維持する。

本実施例によれば、上述のように、バッテリ状態判定部３２によって鉛バッテリ４の寿命が後期であると判定された場合、メインスイッチＳＷ１がオン状態とされ、バッテリ状態判定部３２によって鉛バッテリ４の寿命が後期でないと判定された場合、メインスイッチＳＷ１がオフ状態とされる。

従って、本実施例によれば、鉛バッテリ４の寿命が後期でないと判定された場合、Ｓ＆Ｓ機能による自動停止中及び再始動時、図２Ｃに示す第３動作状態が形成される。図２Ｃに示す第３動作状態では、上述の如く、再始動時のスタータ５２への電流は鉛バッテリ４からの供給となるので、第２バッテリ４０は、バックアップ用として温存できる。これにより、車両寿命にわたり第２バッテリを無交換で使用できる可能性を高めることができる。

また、本実施例によれば、鉛バッテリ４の寿命が後期であると判定された場合、Ｓ＆Ｓ機能による自動停止中及び再始動時、図２Ｄに示す第４動作状態が形成される。図２Ｄに示す第４動作状態では、再始動時のスタータ５２への電流は鉛バッテリ４及び第２バッテリ４０からの供給となる。従って、鉛バッテリ４の寿命後期においてもＳ＆Ｓ機能による燃費効果を得ることができる。

具体的には、鉛バッテリ４の寿命が後期となると、鉛バッテリ４の電圧低下が生じ、再始動時の補機印加最低電圧（再始動時に一時的に下降する補機印加電圧の最小値）が、再始動時に所定基準以上の再始動性を確保するために必要な電圧（以下、「再始動用限界電圧」と称する）を下回ることが起こる。尚、再始動用限界電圧は、例えば、素早く再始動でき、かつ、再始動時に必要なヒルスタートのアクチュエータや電動オイルポンプの動作が保証できる電圧であり、例えば７．８Ｖである。従って、自動停止中及び再始動時の電力を鉛バッテリ４で常に賄う比較例の場合、鉛バッテリ４の寿命が後期となると、エンジン自動停止を禁止する必要が生じうる。これに対して、本実施例では、鉛バッテリ４の寿命が後期と判定された場合であっても、第２バッテリ４０に代わって、自動停止中及び再始動時の電力を第２バッテリ４０が主に賄うことができる。従って、鉛バッテリ４の寿命が後期となり、図２Ｃに示す第３動作状態では再始動時の補機印加最低電圧が再始動用限界電圧を下回る場合であっても、鉛バッテリ４の電圧低下に起因してエンジン自動停止を禁止する必要が無くなるので、Ｓ＆Ｓ機能による燃費効果を得ることができる。

また、鉛バッテリ４の寿命が後期となると、自動停止中に、図２Ｃに示す第３動作状態が形成されると、上記の条件（１５）が満たされなくなりやすくなる。即ち、図２Ｃに示す第３動作状態では、補機印加電圧は、実質的に鉛バッテリ４の電圧に相当し、直ぐに補機印加電圧が所定値（例えば、１１．５Ｖ）を下回り易くなる。これに対して、本実施例では、鉛バッテリ４の寿命が後期と判定された場合、自動停止中に、図２Ｃに示す第３動作状態に代えて、図２Ｄに示す第４動作状態が形成される。即ち、図２Ｄに示す第４動作状態では、補機印加電圧は、実質的に第２バッテリ４０の電圧に相当し、補機印加電圧が所定値（例えば、１１．５Ｖ）を下回り難くなる。従って、本実施例では、自動停止中の補機印加電圧の低下に起因した再始動が抑制され、鉛バッテリ４の寿命後期においてもＳ＆Ｓ機能による燃費効果を得ることができる。

尚、本実施例では、上記の条件（１５）は、上述のように、鉛バッテリ４の寿命が後期と判定されない場合であっても、自動停止中の鉛バッテリ４の放電時間が長くなる等に起因して、図２Ｃに示す第３動作状態では再始動時の補機印加最低電圧が再始動用限界電圧を下回り得ることを考慮して、設定されている。しかしながら、変形例では、上記の条件（１５）は省略されてもよい。

次に、図５及び図６を参照して、本実施例による効果を更に説明する。

図５及び図６は、それぞれ、横軸に時間を、縦軸に電圧を取り、再始動時の補機印加最低電圧の時系列波形の一例を示し、経過時間ｔ０以前は、図２Ｃに示す第３動作状態での波形が、経過時間ｔ０以後は、図２Ｄに示す第４動作状態での波形が示されている。なお、破線は、経過時間ｔ０以後も図２Ｃに示す第３動作状態を続けた場合の波形を示す。尚、時間軸の原点は、車両出荷時に対応し、時間軸は、実質的に車両の使用年月（又は走行距離）を表す。図５は、ICR (Inrush Current Reduction)リレー（図示せず）をスタータ５２に設けない場合の波形を示し、図６は、ICRリレーをスタータ５２に設ける場合の波形を示す。ICRリレーは、スタータ５２に突入電流を緩和するためのリレーであり、スタータ５２の駆動開始時の所定時間だけ抵抗を介してスタータ５２に電流を流すための手段である。従って、ICRリレーが機能している間は、スタータに流れる電流が小さくなる。

図５に示す例では、経過時間ｔ０にて、鉛バッテリ４の電圧が８Ｖを下回り、鉛バッテリ４の寿命が後期であると判定される。これに伴い、上述のように、自動停止中、図２Ｄに示す第４動作状態が形成される。従って、再始動時の補機印加最低電圧は、経過時間ｔ０より上昇する。尚、図５に示す例では、経過時間ｔ１にて、図２Ｃに示す第３動作状態での補機印加最低電圧が７．８Ｖを下回るが、経過時間ｔ１では、既に鉛バッテリ４の寿命が後期であると判定されているため、自動停止中、図２Ｄに示す第４動作状態が形成されることによって、再始動が難しくなる事態が防止されている。更に、図５に示す例では、経過時間ｔ２にて、鉛バッテリ４の電圧が６Ｖまで下降し、鉛バッテリ４の交換が必要となる。このようにして、矢印Ｒ１で模式的に示すように、図２Ｃに示す第３動作状態での補機印加最低電圧が７．８Ｖを下回った後でも、第２バッテリ４０によりＳ＆Ｓ機能を延命でき、Ｓ＆Ｓ機能による燃費効果を得ることができる。これは、図６に示す例においても同様である。図６に示す例では、鉛バッテリ４の電圧が１０Ｖを下回ると、鉛バッテリ４の寿命が後期であると判定されている。これは、ICRリレーでの電圧降下を考慮している。これに伴い、経過時間ｔ０にて、上述のように、自動停止中、図２Ｄに示す第４動作状態が形成される。従って、再始動時の補機印加最低電圧は、経過時間ｔ０より上昇し、１０Ｖ以上を維持できる。これにより、特定の補機に定電圧を供給するためのＢＢＣ（Backup Boost Converter）を不要とし、コスト低減を図ることができるという更なる効果も生まれる。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

１電源システム
２エンジン
４鉛バッテリ
５補機
６オルタネータ
１０自動停止・再始動制御装置
１２エンジン停止判定部
１４エンジン再始動判定部
１６スイッチ制御部
２０エンジン制御装置
３０電源制御装置
３２バッテリ状態判定部
３４発電機制御部
４０第２バッテリ
５０第２補機
５２スタータ
６６バッテリ温度センサ
８０電流センサ
８２電圧センサ
８３電流センサ
８４電圧センサ

Claims

車両に搭載される２電源システムであって、
エンジンに機械的に接続される発電機と、
所定電気負荷に電気的に接続され、鉛バッテリである第１バッテリと、
前記第１バッテリに対して並列な関係で前記所定電気負荷に電気的に接続され、鉛バッテリ以外のバッテリである第２バッテリと、
前記所定電気負荷及び前記第１バッテリと前記第２バッテリとの間に設けられ、前記所定電気負荷と前記第２バッテリとの間の電気的な接続を確立する第１状態と、前記所定電気負荷と前記第２バッテリとの間を電気的に切り離す第２状態とを選択的に形成する切替手段と、
エンジンの自動停止及び再始動を行う自動停止・再始動制御部と、
前記第１バッテリの寿命が後期であるか否かを判定する寿命判定部と、
前記寿命判定部により前記第１バッテリの寿命が後期であると判定された場合に、前記切替手段により前記第１状態を形成させ、前記寿命判定部により前記第１バッテリの寿命が後期でないと判定された場合に、前記切替手段により前記第２状態を形成させる切替制御部とを含む、２電源システム。