JP4204335B2

JP4204335B2 - Vehicle power supply control device

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Publication number: JP4204335B2
Application number: JP2003017943A
Authority: JP
Inventors: 博明田淵; 稔加藤; 洋名手; 英則横山; 岳士佐田
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2023-01-27
Also published as: JP2004229479A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用電源制御装置に係り、特に、発電機に直接に接続された第１バッテリと、該発電機に電圧制御器を介して接続された第２バッテリと、を備える車両用電源制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複数のバッテリを備える車両用電源制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この電源制御装置において、複数のバッテリは、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して互いに接続されている。各バッテリは、車両エンジンの動力が伝達される発電機の出力する発電エネルギを回収することにより充電される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３１８００２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両に搭載される複数のバッテリとしては、例えば鉛バッテリとリチウムイオンバッテリとの充電受け入れ性の異なるバッテリが用いられることがある。かかる構成において、リチウムイオンバッテリの充電を常時許可するものとすると、発電機の発電エネルギが充電受け入れ性の高いリチウムイオンバッテリに偏る事態が生じ、充電受け入れ性の低い鉛バッテリへの充電が不十分となる不都合が生じ得る。
【０００５】
また、発電機がほぼ１００％の発電能力で発電している状態でリチウムイオンバッテリの充電不足によりその充電が実行されるものとすると、鉛バッテリが満充電に近い状態にある場合には、リチウムイオンバッテリの充電不足分がその鉛バッテリの蓄電エネルギから補填される事態が生じ、鉛バッテリの放電が頻繁に行われることとなる。鉛バッテリの放電が頻繁に行われると、鉛バッテリのバッテリ上がりが生じ易くなり、劣化が促進され、その寿命が悪化する。
【０００６】
従って、上記特許文献１に記載する如く、例えば鉛バッテリおよびリチウムイオンバッテリ等の複数のバッテリを備える車両用電源制御装置において、特定のバッテリへの充電を他のバッテリを考慮することなく行うのは適切ではない。
【０００７】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、特定のバッテリへの充電を他のバッテリの性能を低下させることなく実現することが可能な車両用電源制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、発電機に接続された第１バッテリと、前記第１バッテリと並列に、前記発電機に電圧制御器を介して接続された第２バッテリと、を備える車両用電源制御装置であって、
前記発電機の現時点での発電制御指示値の最大値に対する実際の発電制御指示値の割合を検出する実発電割合検出手段と、
前記発電機に動力を伝達するエンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、
前記実発電割合検出手段により前記割合が検出された以後、前記エンジン回転速度検出手段により検出される前記エンジンの回転速度に基づいて、該実発電割合検出手段により検出された前記割合を、前記発電機の発電量が固定されるように補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された結果得られる前記割合が所定の割合未満であるか否かに基づいて、前記第２バッテリへの充電が許可・禁止されるように前記電圧制御器を制御する第２バッテリ充電制御手段と、
を備える車両用電源制御装置により達成される。
【０００９】
本発明において、第２バッテリへの充電は、発電機の現時点での発電制御指示値の最大値に対する実値の割合が所定の割合未満であるか否かに基づいて許可・禁止される。かかる割合が所定の割合未満である場合には、その発電機が発電できる発電量に余裕があり、その発電機に接続される第１バッテリからの放電が生じていないと判断できる。この際、発電機の余裕分の発電エネルギが第２バッテリの充電エネルギとして回収されれば、第２バッテリへの充電は、第１バッテリからの放電を生じさせることなくかつ第１バッテリへの充電に影響を与えることなく行われることとなる。
【００１０】
また、発電機が発電すべき発電量が固定されるものとした場合、上記した割合は、エンジンの回転速度の変化に伴って変化する。このように発電機の発電割合が実際には変化しているにもかかわらず、実発電割合検出手段により検出された割合がそのまま第２バッテリへの充電制御に用いられるものとすると、発電機の発電余裕が正確に検出されないことに起因して、第２バッテリへの充電を第１バッテリの性能を低下させることなく実現することができない不都合が生じ得る。
【００１１】
本発明において、実発電割合検出手段により検出された、現時点での発電制御指示値の最大値に対する実際の発電制御指示値の割合は、発電機に動力を伝達するエンジンの回転速度に基づいて補正される。そして、その補正後の割合が所定の割合未満であるか否かに基づいて第２バッテリへの充電が許可・禁止される。従って、本発明によれば、第２バッテリの充電を行ううえで必要な発電機の発電余裕の有無判定は精度よく行われ、第２バッテリの充電は第１バッテリの性能を確実に低下させることなく実現されることとなる。
【００１２】
この場合、請求項２に記載する如く、請求項１記載の車両用電源制御装置において、前記補正手段は、前記実発電割合検出手段により前記割合が検出された以後、前記エンジン回転速度検出手段により検出される前記エンジンの回転速度の変化に応じた該割合の補正を行うこととすればよい。
また、請求項３に記載する如く、請求項１又は２記載の車両用電源制御装置において、前記実発電割合検出手段により前記割合が検出された時点で、該割合と前記エンジン回転速度検出手段により検出される前記エンジンの回転速度とに基づいて求まる前記発電機の発電量を記憶する記憶手段を備え、前記補正手段は、前記実発電割合検出手段により前記割合が検出された以後、前記エンジン回転速度検出手段により検出される前記エンジンの回転速度に基づいて、該実発電割合検出手段により検出された前記割合を、前記発電機の発電量が前記記憶手段に記憶された発電量に固定されるように補正することとすればよい。
【００１３】
また、請求項４に記載する如く、請求項１乃至３の何れか一項記載の車両用電源制御装置において、前記実発電割合検出手段による前記割合の検出周期が、前記エンジン回転速度検出手段による前記エンジンの回転速度の検出周期に比して長い場合には、実際の発電割合が検出されるタイミング間にエンジン回転速度が一回以上検出されるので、その検出されるエンジン回転速度に基づいて、直前に検出された発電割合の補正を行うことができる。
【００１４】
また、請求項５に記載する如く、請求項１乃至４の何れか一項記載の車両用電源制御装置において、前記発電機が、発電制御指示電圧に対するフィールドコイルの通電デューティを出力するレギュレータ付き発電機であると共に、前記実発電割合検出手段は、前記発電機から出力される通電デューティに基づいて前記割合を検出することとしてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例である車両用電源制御装置１０を備えるシステムの構成図を示す。図１に示す如く、本実施例において、車両用電源制御装置１０は、２つの二次バッテリ１２，１４を備えている。二次バッテリ１２は約１２〜１４Ｖ程度の電圧を有する鉛バッテリであり、一方、二次バッテリ１４は約１４〜１６Ｖ程度の電圧を有するリチウムイオンバッテリである。以下、二次バッテリ１２を鉛バッテリ１２と、二次バッテリ１４をリチウムイオンバッテリ１４と、それぞれ称す。
【００１６】
鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４には、切換スイッチ１６を介してエンジンスタータ１８が接続されている。エンジンスタータ１８は、車両の動力源であるエンジン（図示せず）に連結されている。エンジンスタータ１８は、切換スイッチ１６を介して選択的に接続する鉛バッテリ１２又はリチウムイオンバッテリ１４から供給される電力を用いて、エンジンを停止状態から始動させる始動装置としての機能を有する。
【００１７】
エンジンには、また、エンジンの回転により発電するオルタネータ（交流発電機）２０が取り付けられている。オルタネータ２０には、エンジン電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵと称す）２２が接続されている。エンジンＥＣＵ２２には、単位時間当たりのエンジン回転数（すなわち、エンジン回転速度）ＮＥおよび車両の速度や加減速度を含む車両の各種状態に応じた信号を出力するセンサ２４が接続されている。エンジンＥＣＵ２２は、センサ２４の出力信号に基づいてＴ２（ｍｓ）ごとにエンジン回転数ＮＥおよび車両の速度や加減速度等の車両の状態を検出する。そして、車両の各種状態に基づいてオルタネータ２０の発生すべき目標電圧を算出し、オルタネータ２０に対してかかる目標電圧が生ずるように指令信号を供給する。
【００１８】
オルタネータ２０は、三相コイルとしてステータに巻かれたステータコイルと、ロータに巻回されたフィールドコイルと、を有し、ステータコイルから出力される三相交流を整流して出力すると共に、スイッチング回路により構成されたＩＣレギュレータを内蔵したレギュレータ付き発電機である。このＩＣレギュレータは、オルタネータ２０の発生電圧を一定に維持するための機能を有している。具体的には、ＩＣレギュレータは、オルタネータ２０の発生電圧がエンジンＥＣＵ２２からの指令信号に係る目標電圧よりも小さい場合には、スイッチング回路をオン動作させることによりフィールドコイルに励磁電流を流し、オルタネータ２０のステータコイルに三相交流電流を発生させ、一方、オルタネータ２０の発生電圧が目標電圧よりも大きい場合には、スイッチング回路をオフ動作させることによりフィールドコイルへの励磁電流の供給を停止し、ステータコイルに電流の発生を停止させる。これにより、オルタネータ２０の発生電圧が目標電圧に維持される。
【００１９】
オルタネータ２０のフィールドコイルとＩＣレギュレータとの接点には、上記したエンジンＥＣＵ２２が接続されている。ＩＣレギュレータのスイッチング回路がオン動作されると、エンジンＥＣＵ２２へ、フィールドコイルの通電状態を示す、すなわち、オルタネータ２０の発電状態を示すオン信号が供給される。また、ＩＣレギュレータのスイッチング回路がオフ動作されると、エンジンＥＣＵ２２へ、フィールドコイルの非通電状態を示す、すなわち、オルタネータ２０の非発電状態を示すオフ信号が供給される。
【００２０】
エンジンＥＣＵ２２は、オルタネータ２０のフィールドコイルから供給されるオン・オフ信号に基づいて、Ｔ１（＞Ｔ２）（ｍｓ）ごとにオルタネータ２０の一サイクル時間当たりのオン・オフ比率、具体的には、一サイクル時間内でのオン時間の比率（通電デューティ；％）Ｆ−Ｄｕｔｙを検出する。このＦ−Ｄｕｔｙは、オルタネータ２０が現時点でのエンジン回転数等から発電し得る最大発電量に対して実際に発電を行っている発電量の割合を示すこととなる。
【００２１】
オルタネータ２０は、上記した鉛バッテリ１２、及び、車両に搭載された補機２６に直接に接続されている。補機２６は、例えばエアコンやオーディオ，ＡＢＳシステム，電動オイルポンプ，メータ類，デフォガ，ワイパ，パワーウィンド等であり、電力の供給を受けて作動する。オルタネータ２０は、エンジンの回転による運動エネルギを変換した発電エネルギを鉛バッテリ１２又は補機２６に供給することにより、鉛バッテリ１２を充電することができると共に、補機２６を作動させることができる。
【００２２】
鉛バッテリ１２には、電圧制御器として機能する直流−直流変換器（以下、ＤＣ／ＤＣコンバータと称す）３０を介して上記のリチウムイオンバッテリ１４が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、内蔵するパワートランジスタのスイッチング動作に従って、鉛バッテリ１２側の電圧を昇圧してリチウムイオンバッテリ１４側へ供給し、或いは、リチウムイオンバッテリ１４側の電圧を降圧して鉛バッテリ１２側へ供給する。かかる構成において、上記したオルタネータ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を介してリチウムイオンバッテリ１４に接続するので、発電時にその発電エネルギをリチウムイオンバッテリ１４に供給することによりリチウムイオンバッテリ１４を充電することができる。
【００２３】
上記した補機２６は、オルタネータ２０、鉛バッテリ１２、及びリチウムイオンバッテリ１４に接続されている。補機２６は、車両がエンジンにより走行する際はオルタネータ２０およびバッテリ１２，１４から電力の供給を受け、一方、エンジン停止中は鉛バッテリ１２又はリチウムイオンバッテリ１４から電力の供給を受ける。尚、補機２６には、オーディオ，カーナビゲーション等の、車両のイグニションスイッチがアクセサリ状態又はＩＧオン状態にある場合に電力の供給を受けることができる補機と、電動オイルポンプ，ＡＢＳ，エアコン等の、イグニションスイッチがＩＧオン状態にある場合に電力の供給を受けることができる補機と、が存在する。
【００２４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３０には、電源系電子制御ユニット（以下、電源系ＥＣＵと称す）３２が接続されている。電源系ＥＣＵ３２には、上記したエンジンＥＣＵ２２が接続されており、エンジンＥＣＵ２２において検出されたエンジン回転数ＮＥおよびＦ−Ｄｕｔｙが供給される。尚、エンジンＥＣＵ２２は、エンジン回転数ＮＥをＴ２（＜Ｔ１）ごとに検出すると共に、Ｆ−ＤｕｔｙをＴ１ごとに検出するので、電源系ＥＣＵ３２は、エンジンＥＣＵ２２からＴ２ごとにエンジン回転数ＮＥを、また、Ｔ１ごとにＦ−Ｄｕｔｙをそれぞれ受信する。電源系ＥＣＵ３２は、エンジンＥＣＵ２２から供給されるエンジン回転数ＮＥおよびＦ−Ｄｕｔｙ、並びに、各バッテリ１２，１４の端子間電圧、充放電電流、及び温度等に基づいて、オルタネータ２０を含む鉛バッテリ１２側とリチウムイオンバッテリ１４側との間の電力授受が適切に行われるようにＤＣ／ＤＣコンバータ３０を駆動する。
【００２５】
電源系ＥＣＵ３２には、また、上記した切換スイッチ１６が接続されている。切換スイッチ１６は、電源系ＥＣＵ３２からの指令に従って、エンジンスタータ１８と接続するバッテリを鉛バッテリ１２とリチウムイオンバッテリ１４とで選択的に切り換える機能を有している。電源系ＥＣＵ３２は、後述の規則に基づいて、エンジンスタータ１８と接続するバッテリを選択し、そのバッテリが選択されるように切換スイッチ１６を制御する。
【００２６】
電源系ＥＣＵ３２には、更に、運転状態検出装置（図示せず）が接続されている。運転状態検出装置は、エンジンが暖機状態にあるか否か、エンジン始動後の走行距離または車速が一定値に達しているか否か、運転者によるブレーキ操作の有無、変速機のシフト位置、並びに、車両がＡ／Ｔ車である場合はブレーキ踏力が一定値に達しているか否か、及び、車両がＭ／Ｔ車である場合はクラッチペダルの操作有無を検出する。電源系ＥＣＵ３２は、運転状態検出装置の検出結果に基づいて車両が停車状態（速度が略“０”にある状態）にあるか否かを判別し、エンジンを運転状態から停止状態に移行させかつその後停止状態から運転状態に移行させる制御（以下、アイドリングストップ制御と称す）の実行条件が成立するか否かを判別する。
【００２７】
次に、本実施例の車両用電源制御装置１０の動作について説明する。
【００２８】
本実施例において、エンジン停止中に車両運転者によりイグニションスイッチがオフ状態からアクセサリ状態に操作されると、アクセサリ状態で作動すべき補機２６が、鉛バッテリ１２から電力の供給を受けることにより作動可能な状態となる。また、イグニションスイッチがアクセサリ状態からＩＧオン状態に操作されると、ＩＧオン状態で作動すべき補機２６が、鉛バッテリ１２から電力の供給を受けることにより作動可能な状態となる。
【００２９】
更に、イグニションスイッチがＩＧオン状態からスタータオン状態に操作されると、鉛バッテリ１２から各補機２６への電力供給が停止されると共に、エンジンスタータ１８が、切換スイッチ１６を介して鉛バッテリ１２と接続し、鉛バッテリ１２から電力の供給を受けて作動可能な状態となる。この場合、エンジンスタータ１８はエンジンを回転させ、エンジンは停止状態から始動状態となる。エンジンは、始動され運転状態になると、イグニションスイッチがスタータオン状態からＩＧオン状態に移行してもその運転状態を継続する。
【００３０】
エンジンが始動され運転状態になると、以後、車両がアイドル状態、定常走行状態、及び減速状態にある場合に限り、エンジンＥＣＵ２２がオルタネータ２０の目標電圧（例えばアイドル状態時および定常走行状態時には予め定めたＶｔ１〜Ｖｔ２、減速状態時にはこの範囲よりも電圧の高いＶｔ３）を設定することにより、オルタネータ２０がエンジンの運動エネルギを電気エネルギに変換して発電する。この場合、オルタネータ２０の発電電圧で各補機２６が作動可能な状態になると共に、鉛バッテリ１２が充電され、或いは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の駆動によりオルタネータ２０の充電電圧を昇圧した電圧でリチウムイオンバッテリ１４が充電される。尚、この際、リチウムイオンバッテリ１４が満充電に至っている場合には、リチウムイオンバッテリ１４の過充電を防止すべく、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の駆動が禁止され、鉛バッテリ１２側からリチウムイオンバッテリ１４側への電力供給が中止される。
【００３１】
また、車両のエンジンが始動され運転状態になった後には、電源系ＥＣＵ３２が、運転状態検出装置によるブレーキ操作の有無及びそのブレーキ踏力，クラッチ操作の有無並びに変速機のシフト位置等に基づいて車両が停車状態にあるか否かを判別し、また、車両の停車状態、エンジンの暖機状態、およびエンジン始動後の走行距離または車速の履歴等に基づいてアイドリングストップ制御の実行条件が成立するか否かを判別する。その結果、アイドリングストップ制御の実行条件が成立する場合は、運転者がイグニションスイッチをＩＧオン状態からオフ状態へ移行させることなく燃料噴射や点火等の実行が停止され、エンジンが運転状態から停止状態へ移行される。
【００３２】
アイドリングストップ制御によりエンジンが停止状態にある場合、イグニションスイッチはＩＧオン状態に維持される。エンジンが停止状態にある場合には、オルタネータ２０が発電することができない。従って、アイドリングストップ制御によりエンジンが停止状態になると、以後、電源系ＥＣＵ３２は、補機２６への電力供給を確保すべくＤＣ／ＤＣコンバータ３０をリチウムイオンバッテリ１４からの放電を許可するように駆動する。この場合には、エアコンやパワーステアリング装置，メータ類等の補機２６がリチウムイオンバッテリ１４からＤＣ／ＤＣコンバータ３０を介して電力供給を受けて作動可能な状態となる。
【００３３】
また、アイドリングストップ制御によりエンジンが停止状態になると、以後、電源系ＥＣＵ３２は、リチウムイオンバッテリ１４からエンジンスタータ１８への電力供給を確保すべく切換スイッチ１６をリチウムイオンバッテリ１４側に切り換える。この場合には、エンジンスタータ１８と接続するバッテリが鉛バッテリ１２からリチウムイオンバッテリ１４へ切り換わり、エンジンスタータ１８がリチウムイオンバッテリ１４から電力の供給を受けて始動し得ることとなる。
【００３４】
アイドリングストップ制御によりエンジンが停止状態にある状況下には、電源系ＥＣＵ３２が、運転状態検出装置を用いて、車両がＡＴ車である場合は変速機のシフト位置が“Ｎ”レンジから“Ｄ”レンジ又は“Ｒ”レンジに移行したか否か或いはブレーキ操作が解除されたか否か、一方、車両がＭＴ車である場合はクラッチペダルが踏み込まれたか否かに基づいてアイドリングストップ制御の解除条件が成立するか否かを判別する。その結果、アイドリングストップ制御の解除条件が成立する場合は、運転者がイグニションスイッチをＩＧオン状態からスタータオン状態に移行させることなくエンジンスタータ１８が作動状態となり、エンジンが始動され、その運転状態が再開される。以下、このエンジン始動を再始動と、一方、通常どおりイグニションスイッチのスタータオンによるエンジン始動を通常始動と、それぞれ称す。
【００３５】
このように、本実施例の車両においては、エンジンが運転状態になった後、車両停車中において不必要なエンジンの運転を停止するアイドリングストップ制御が実行される。この場合、エンジンが無駄に運転状態に維持されることは回避される。このため、本実施例によれば、エンジンを効率よく運転することができ、車両の燃費を向上させることが可能となっている。
【００３６】
また、本実施例においては、運転者のイグニション操作による意思に基づくエンジン始動（通常始動）時には、エンジンスタータ１８が上述の如く鉛バッテリ１２から電力の供給を受けて作動状態になり、エンジンが始動される一方、アイドリングストップ制御によるエンジン始動（再始動）時には、切換スイッチ１６がエンジンスタータ１８に接続するバッテリをリチウムイオンバッテリ１４に切り換えることにより、エンジンスタータ１８がリチウムイオンバッテリ１４から電力の供給を受けて作動状態になり、エンジンが始動される。
【００３７】
かかる構成によれば、エンジンの通常始動時には単位時間に単位質量当たりに取り出せる出力（出力密度）の高い鉛バッテリ１２が用いられるので、冷間時であってもエンジンの始動性が確実に確保されると共に、エンジンの再始動時には単位質量当たりに取り出せるエネルギ（エネルギ密度）の高いリチウムイオンバッテリ１４が用いられるので、エンジンの始動・停止が頻繁に行われるアイドリングストップ制御が行われても鉛バッテリ１２の劣化が促進されることはなく、エンジンの始動性が確実に確保されることとなる。従って、本実施例によれば、運転者のイグニション操作に伴うエンジン始動であっても、また、アイドリングストップ制御に伴うエンジン始動であっても常に確実に、鉛バッテリ１２の劣化を促進させることなくかつ鉛バッテリ１２の容量を相対的に大きくすることなくエンジン始動を行うことが可能となる。
【００３８】
ところで、一般的に、本実施例の鉛バッテリ１２およびリチウムイオンバッテリ１４は、互いに充電受け入れ性の異なるバッテリである。具体的には、リチウムイオンバッテリ１４の充電受け入れ性の方が鉛バッテリ１２のものに比べて高い。従って、リチウムイオンバッテリ１４の充電を常時許可するものとすると、オルタネータ２０の発電エネルギが、充電受け入れ性の高いリチウムイオンバッテリ１４に偏る事態が生じ、充電受け入れ性の低い鉛バッテリ１２への充電が不十分となる不都合が生じ得る。
【００３９】
また、リチウムイオンバッテリ１４の充電を除いた鉛バッテリ１２の充電又は補機２６への電力供給等を行う必要があるために、オルタネータ２０がほぼ１００％の発電能力で発電すること、具体的には、フィールドコイルの通電状態が長時間継続することによりＦ−Ｄｕｔｙがほぼ１００％であることがある。かかる状態でリチウムイオンバッテリ１４の充電不足によりその充電が実行されるものとすると、オルタネータ２０の発電エネルギでリチウムイオンバッテリの充電不足分を賄うことができないので、鉛バッテリ１２が満充電に近い状態にある場合には、リチウムイオンバッテリの充電不足分がその鉛バッテリ１２の蓄電エネルギから補填される事態が生じ、鉛バッテリ１２の放電が頻繁に行われることとなる。この場合には、鉛バッテリ１２のバッテリ上がりが生じ易くなり、劣化が促進され、その寿命が悪化することとなる。
【００４０】
従って、本実施例の構成においてリチウムイオンバッテリ１４への充電を鉛バッテリ１２を考慮することなく行うのは、鉛バッテリ１２の性能を確保するうえで適切でない。そこで、本実施例のシステムは、リチウムイオンバッテリ１４の充電を鉛バッテリ１２の性能を低下させることなく実現することとしている。
【００４１】
図２は、オルタネータ２０の回転速度ｒｐｍとオルタネータ２０の発電電流との関係を、オルタネータ２０内のフィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙをパラメータにして表した図を示す。図２に示す如く、オルタネータ２０の回転速度が同一であっても、そのフィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙが大きいほど、オルタネータ２０の発生する発電電流が大きい。フィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙは、鉛バッテリ１２の充電や補機２６への電力供給等を行うために発電電流を大きくする必要があるほど大きくなる。
【００４２】
フィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙが１００％でない場合には、オルタネータ２０がその回転速度に対して１００％の発電能力を発揮する必要はなく、また、実際に発揮しておらず、未だ発電する余裕を残していると判断できると共に、鉛バッテリ１２からの放電を行う必要はなく、実際に鉛バッテリ１２は放電していないと判断できる。
【００４３】
従って、リチウムイオンバッテリ１４の充電が行われていない状態でフィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙが１００％でない場合にはリチウムイオンバッテリ１４の充電を開始することとすれば、その後、オルタネータ２０の発電余裕分がリチウムイオンバッテリ１４に供給されることとなるので、リチウムイオンバッテリ１４を充電することが可能となる。また、フィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙが１００％である場合にはリチウムイオンバッテリ１４の充電を禁止することとすれば、リチウムイオンバッテリ１４の充電を行うために鉛バッテリ１２が放電されるのを回避することが可能となる。
【００４４】
図３は、上記の機能を実現すべく、本実施例の車両用電源制御装置１０において電源系ＥＣＵ３２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図３に示すルーチンは、エンジン回転数ＮＥの検出周期と同一のＴ２ごとに繰り返し起動されるルーチンである。図３に示すルーチンが起動されると、まずステップ１００の処理が実行される。
【００４５】
ステップ１００では、オルタネータ２０のＦ−Ｄｕｔｙが所定値Ｆ０未満であるか否かが判別される。尚、所定値Ｆ０は、オルタネータ２０が現時点で発電し得る最大発電量とほぼ同程度の発電量を発電していると判断できる高い通電デューティ値であり、例えば９５％に設定されている。
【００４６】
Ｆ−Ｄｕｔｙ＜Ｆ０が成立する場合には、オルタネータ２０が現時点での目標電圧に対応して更に発電できる発電量を有していると判断できる。この場合には、その余裕分の発電エネルギをリチウムイオンバッテリ１４の充電に充当することが適切である。従って、かかる肯定判定がなされた場合には、次にステップ１０２の処理が実行される。一方、Ｆ−Ｄｕｔｙ＜Ｆ０が成立しない場合には、オルタネータ２０が現時点での目標電圧に対応して更に発電できる発電量を有していないと判断できる。かかる場合にリチウムイオンバッテリ１４の充電を許可するものとすると、鉛バッテリ１２が放電され、その蓄電エネルギがリチウムイオンバッテリ１４の充電に充当される事態が生ずる。従って、かかる否定判定がなされた場合には、次にステップ１０４の処理が実行される。
【００４７】
ステップ１０２では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を駆動することにより、リチウムイオンバッテリ１４の充電を行う処理が実行される。本ステップ１０２の処理が実行されると、以後、オルタネータ２０の発電エネルギは、リチウムイオンバッテリ１４に充電エネルギとして回収され、リチウムイオンバッテリ１４が充電される。本ステップ１０２の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００４８】
ステップ１０４では、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の駆動を行わず、リチウムイオンバッテリ１４への充電を禁止する処理が実行される。本ステップ１０４の処理が実行されると、以後、オルタネータ２０側からリチウムイオンバッテリ１４への電力供給は行われない。本ステップ１０４の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００４９】
上記図３に示すルーチンによれば、オルタネータ２０のフィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙが所定値以上であり、オルタネータ２０の発電量が現時点での発電し得る最大発電量とほぼ同程度である場合にはリチウムイオンバッテリ１４の充電が行われないように、一方、フィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙが所定値未満であり、オルタネータ２０の発電量が現時点での発電し得る最大発電量に達していない場合にはリチウムイオンバッテリ１４の充電が行われるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を制御することができる。
【００５０】
オルタネータ２０の発電量が現時点での発電し得る最大発電量に達していない場合は、オルタネータ２０に、鉛バッテリ１２や補機２６等の負荷への電力供給に対して発電余裕があるので、鉛バッテリ１２からの放電は生じていない。このため、上記の構成においては、リチウムイオンバッテリ１４の充電が鉛バッテリ１２からの放電を生じさせることなく行われる。
【００５１】
また、オルタネータ２０の発電余裕分がリチウムイオンバッテリ１４の充電エネルギとして用いられれば、鉛バッテリ１２の充電が十分に確保された状態でリチウムイオンバッテリ１４の充電が行われるので、リチウムイオンバッテリ１４の充電を行うことに起因して鉛バッテリ１２の充電が十分に確保されない不都合が生ずることはない。すなわち、上記の構成においては、リチウムイオンバッテリ１４の充電が鉛バッテリ１２の充電に悪影響を与えることなく行われる。
【００５２】
従って、本実施例の車両用電源制御装置１０によれば、リチウムイオンバッテリ１４の充電を、鉛バッテリ１２の性能を低下させることなく実現することが可能となっている。このため、本実施例によれば、リチウムイオンバッテリ１４の充電に起因する鉛バッテリ１２のバッテリ上がりを抑制し、その劣化促進や寿命悪化を防止することが可能となっている。
【００５３】
また、本実施例において、オルタネータ２０の発電量が現時点での発電し得る最大発電量に達しているか否かの判定、すなわち、オルタネータ２０に発電余裕があるか否かの判定は、オルタネータ２０の有するフィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙに基づいて行われる。オルタネータ２０に発電余裕があるか否かは、フィールドコイルの通電デューティ以外に、そのオルタネータ２０に直接に接続された鉛バッテリ１２が放電しているか否かに基づいても判定できる。具体的には、鉛バッテリ１２からの放電が生じている場合にはオルタネータ２０に発電余裕がないと判断でき、一方、鉛バッテリ１２からの放電が生じていない場合にはオルタネータ２０に発電余裕があると判断できる。しかしながら、鉛バッテリ１２の放電有無に基づいてオルタネータ２０に発電余裕があるか否かを判定する手法では、一時的ではあるが、鉛バッテリ１２からの放電を許容することとなり、鉛バッテリ１２の性能低下を招くこととなる。
【００５４】
これに対して、本実施例の車両用電源制御装置１０においては、上述の如く、オルタネータ２０に発電余裕があるか否かの判定は、オルタネータ２０の有するフィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙに基づいて行われる。この場合には、オルタネータ２０の発電余裕の有無を判定するうえで、鉛バッテリ１２の放電を一時的であっても許容することは回避される。従って、本実施例の車両用電源制御装置１０によれば、リチウムイオンバッテリ１４の充電を行ううえで必要なオルタネータ２０の発電余裕の有無判定を、鉛バッテリ１２の放電を許容することなく実現することが可能となっている。
【００５５】
ところで、本実施例においては、上述の如く、エンジンＥＣＵ２２は、エンジン回転数ＮＥをＴ２ごとに検出すると共に、Ｆ−ＤｕｔｙをＴ１ごとに検出するので、電源系ＥＣＵ３２は、エンジンＥＣＵ２２からＴ２ごとにエンジン回転数ＮＥを、また、Ｔ１（＞Ｔ２）ごとにＦ−Ｄｕｔｙをそれぞれ受信する。すなわち、Ｆ−Ｄｕｔｙの検出周期は、エンジン回転数ＮＥの検出周期に比べてＴ１／Ｔ２倍ほど長い。このため、電源系ＥＣＵ３２においては、検出されるエンジン回転数ＮＥが変化するにもかかわらず、検出されるＦ−Ｄｕｔｙが変化しない事態が生ずる。
【００５６】
一般に、オルタネータ２０の発電すべき発電量が固定されるものとした場合、オルタネータ２０の有するフィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙは、エンジン回転数ＮＥの変化に伴って変化する。従って、オルタネータ２０のフィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙがエンジン回転数ＮＥの変化に伴って実際には変化しているにもかかわらず、エンジンＥＣＵ２２から供給されたＦ−Ｄｕｔｙがそのままリチウムイオンバッテリ１４の充電制御に用いられるものとすると、オルタネータ２０に発電余裕があるか否かの判定が正確に行われない事態が生じ、それに起因してリチウムイオンバッテリ１４の充電を鉛バッテリ１２の性能を低下させることなく実現することができない不都合が生じ得る。
【００５７】
そこで、本実施例のシステムは、リチウムイオンバッテリ１４の充電を鉛バッテリ１２の性能を低下させることなく実現するうえで必要なオルタネータ２０の発電余裕の有無の判定を精度よく行う点に特徴を有している。以下、本実施例の特徴部について説明する。
【００５８】
上記の如く、電源系ＥＣＵ３２においては、検出されるエンジン回転数ＮＥが変化するにもかかわらず、検出されるＦ−Ｄｕｔｙが変化しない事態が生ずる。本実施例において、電源系ＥＣＵ３２は、上記図２に示す如き、オルタネータ２０内のフィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙをパラメータにしたオルタネータ２０の回転速度ｒｐｍとオルタネータ２０の発電電流との関係をマップとして記憶している。オルタネータ２０の回転速度とエンジン回転速度との関係は所定のプーリ比に固定されるので、電源系ＥＣＵ３２は、エンジン回転数ＮＥに基づいてオルタネータ２０の単位時間当たりの回転数、すなわち、オルタネータ２０の回転速度ｒｐｍを算出することができる。
【００５９】
電源系ＥＣＵ３２は、エンジンＥＣＵ２２から供給されるＦ−Ｄｕｔｙを検出すると、その検出値を用いて上述した図３に示すルーチンを実行すると共に、そのＦ−Ｄｕｔｙとその検出時点において検出されるエンジン回転数ＮＥから定まるオルタネータ２０の回転速度ｒｐｍとの関係に基づいて、オルタネータ２０の発電量（発電電流）を内蔵メモリに記憶する。電源系ＥＣＵ３２は、エンジンＥＣＵ２２からのＦ−Ｄｕｔｙを検出した後、エンジン回転数ＮＥを検出するごとに、そのエンジン回転数ＮＥに基づいてオルタネータ２０の回転速度ｒｐｍを算出し、その算出した回転速度ｒｐｍの値に基づいて、エンジンＥＣＵ２２からのＦ−Ｄｕｔｙの検出後におけるＦ−Ｄｕｔｙの変化を、オルタネータ２０の発電量を内蔵メモリに記憶された発電量に固定するものとして図２に示す如きマップを参照して推定する。そして、その推定した変化分だけエンジンＥＣＵ２２からのＦ−Ｄｕｔｙを補正することにより、現に生じていると判断されるオルタネータ２０のフィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙを算出し、その算出値を用いて上述した図３に示すルーチンを実行する。以下、かかる処理を繰り返し実行する。
【００６０】
上記の構成においては、電源系ＥＣＵ３２においてエンジンＥＣＵ２２からのＦ−Ｄｕｔｙが検出された後、そのＦ−Ｄｕｔｙの検出周期よりも短い検出周期でエンジンＥＣＵ２２からのエンジン回転数ＮＥが検出されるごとに、実際にオルタネータ２０のフィールドコイルに生じていると推定される通電デューティが算出される。
【００６１】
図４は、上記の機能を実現すべく、本実施例の車両用電源制御装置１０において電源系ＥＣＵ３２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図４に示すルーチンは、エンジン回転数ＮＥの検出周期と同一のＴ２ごとに繰り返し起動されるルーチンである。図４に示すルーチンが起動されると、まずステップ１５０の処理が実行される。
【００６２】
ステップ１５０では、エンジンＥＣＵ２２から供給されるべきＦ−Ｄｕｔｙが受信されたか否かが判別される。その結果、肯定判定がなされた場合は、次にステップ１５２の処理が実行される。一方、否定判定がなされた場合は、次にステップ１５４の処理が実行される。
【００６３】
ステップ１５２では、オルタネータ２０のフィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙを、上記ステップ１５０で受信されたエンジンＥＣＵ２２からのＦ−Ｄｕｔｙへ更新する処理が実行される。本ステップ１５２の処理が実行されると、以後、この更新された通電デューティＦ−Ｄｕｔｙを用いて、上記した図３に示すルーチン、すなわち、リチウムイオンバッテリ１４の充電制御が実行されることとなる。本ステップ１５２の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００６４】
ステップ１５４では、エンジンＥＣＵ２２から供給されるべきエンジン回転数ＮＥが受信されたか否かが判別される。その結果、否定判定がなされた場合は、以後、何ら処理が進められることなく、今回のルーチンは終了される。一方、肯定判定がなされた場合は、次にステップ１５６の処理が実行される。
【００６５】
ステップ１５６では、まず、上記ステップ１５４で受信されたエンジンＥＣＵ２２からのエンジン回転数ＮＥに基づいてオルタネータ２０の回転速度ｒｐｍを算出し、その算出した回転速度ｒｐｍの値に基づいて、エンジンＥＣＵ２２からのＦ−Ｄｕｔｙの検出後におけるＦ−Ｄｕｔｙの変化を図２に示す如きマップを参照して推定し、そして、その推定した変化分だけエンジンＥＣＵ２２からのＦ−Ｄｕｔｙを補正する処理が実行される。本ステップ１５６の処理が実行されると、以後、この補正された結果得られた通電デューティＦ−Ｄｕｔｙを用いて、上記した図３に示すルーチン、すなわち、リチウムイオンバッテリ１４の充電制御が実行されることとなる。本ステップ１５６の処理が終了すると、今回のルーチンは終了される。
【００６６】
上記図４に示すルーチンによれば、エンジンＥＣＵ２２からのＦ−Ｄｕｔｙが検出された直後には、その検出されたＦ−Ｄｕｔｙの値をオルタネータ２０における通電デューティＦ−Ｄｕｔｙとして用いると共に、エンジンＥＣＵ２２からのオルタネータ２０における通電デューティＦ−Ｄｕｔｙが検出されてから次に検出されるまでの間には、そのＦ−Ｄｕｔｙの検出周期（Ｔ１）よりも短い検出周期（Ｔ２）でエンジンＥＣＵ２２からのエンジン回転数ＮＥが検出されるごとに所定のマップを参照することにより推定されるＦ−Ｄｕｔｙの値をオルタネータ２０における通電デューティＦ−Ｄｕｔｙとして用いることができる。
【００６７】
かかる構成においては、電源系ＥＣＵ３２においてエンジンＥＣＵ２２からのＦ−Ｄｕｔｙが検出された後、エンジンＥＣＵ２２からのエンジン回転数ＮＥが検出されるごとに、実際にオルタネータ２０のフィールドコイルに生じていると推定される通電デューティが算出される。この算出は、例えば電源系ＥＣＵ３２におけるＦ−Ｄｕｔｙの検出周期がＴ１でありかつエンジン回転数ＮＥの検出周期がＴ２であるものとした場合、エンジンＥＣＵ２２からのオルタネータ２０における通電デューティＦ−Ｄｕｔｙが検出されてから次に検出されるまでの間に（Ｔ１／Ｔ２−１）回行われる。
【００６８】
一般に、オルタネータ２０における通電デューティＦ−Ｄｕｔｙは、エンジン回転数ＮＥの変化に伴って変化するものである。従って、上記の構成によれば、エンジンＥＣＵ２２からのＦ−Ｄｕｔｙが検出されてから次に検出されるまでの間においても、オルタネータ２０における通電デューティＦ−Ｄｕｔｙを正確に算出することができる。
【００６９】
オルタネータ２０の有するフィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙは、リチウムイオンバッテリ１４の充電制御に用いられる。具体的には、フィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙに基づいてオルタネータ２０の発電余裕があるか否かの判定が行われ、オルタネータ２０に発電余裕がある場合にリチウムイオンバッテリ１４が充電されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ３０が制御される。
【００７０】
従って、本実施例の車両用電源制御装置１０によれば、エンジンＥＣＵ２２から供給されるべきＦ−Ｄｕｔｙがデータとして検出されてから次に検出されるまでの間であっても、エンジン回転数ＮＥの変化に応じたオルタネータ２０における通電デューティＦ−Ｄｕｔｙが正確に算出されるので、リチウムイオンバッテリ１４の充電を行ううえで必要なオルタネータ２０の発電余裕の有無判定を精度よく行うことが可能となっている。このため、本実施例において、リチウムイオンバッテリ１４への充電は、鉛バッテリ１２の性能を確実に低下させることなく実現されることとなる。
【００７１】
また、逆に、本実施例においては、エンジンＥＣＵ２２から供給されるべきＦ−Ｄｕｔｙがデータとして検出されてから次に検出されるまでの間であっても、エンジン回転数ＮＥの変化に応じたオルタネータ２０における通電デューティＦ−Ｄｕｔｙが正確に算出されるので、そのＦ−Ｄｕｔｙの精度を向上させるために、エンジンＥＣＵ２２から電源系ＥＣＵ３２へのＦ−Ｄｕｔｙ値の通信・供給周期、すなわち、Ｆ−Ｄｕｔｙの検出周期を、エンジン回転数ＮＥの通信・供給周期（検出周期）と同程度に設定することは不要である。
【００７２】
このため、本実施例の車両用電源制御装置１０によれば、エンジンＥＣＵ２２および電源系ＥＣＵ３２の性能を向上させることなく簡易な構成で、オルタネータ２０における通電デューティＦ−Ｄｕｔｙの算出を正確に行うことができ、リチウムイオンバッテリ１４への充電を鉛バッテリ１２の性能を確実に低下させることなく実現することが可能となっている。
【００７３】
尚、上記の実施例においては、鉛バッテリ１２が特許請求の範囲に記載した「第１バッテリ」に、リチウムイオンバッテリ１４が特許請求の範囲に記載した「第２バッテリ」に、ＤＣ／ＤＣコンバータが特許請求の範囲に記載した「電圧制御器」に、オルタネータ２０のフィールドコイルの通電デューティが特許請求の範囲に記載した「現時点での発電制御指示値の最大値に対する実際の発電制御指示値の割合」に、単位時間当たりのエンジン回転数ＮＥが特許請求の範囲に記載した「エンジンの回転速度」に、それぞれ相当している。
【００７４】
また、上記の実施例においては、電源系ＥＣＵ３２が、エンジンＥＣＵ２２から供給されるフィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙを検出することにより特許請求の範囲に記載した「実発電割合検出手段」が、エンジンＥＣＵ２２から供給されるエンジン回転数ＮＥを検出することにより特許請求の範囲に記載した「エンジン回転速度検出手段」が、上記図４に示すルーチン中ステップ１５６の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「補正手段」が、上記図３に示すルーチンを実行することにより特許請求の範囲に記載した「第２バッテリ充電制御手段」が、それぞれ実現されている。
【００７５】
ところで、上記の実施例においては、車両に搭載されるバッテリとして鉛バッテリ１２及びリチウムイオンバッテリ１４を用いることとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ニッケル水素バッテリ等を用いた構成に適用することも可能である。
【００７６】
また、上記の実施例においては、オルタネータ２０の目標電圧を制御するエンジンＥＣＵ２２、及び、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を制御する電源系ＥＣＵ３２をそれぞれ別個に設け、エンジンＥＣＵ２２の検出するオルタネータ２０のフィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙを通信線を介して電源系ＥＣＵ３２に供給することとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、オルタネータ２０の目標電圧を制御すると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）を唯一つ設け、フィールドコイルの通電デューティＦ−Ｄｕｔｙを通信することなくオルタネータ２０の発電余裕の有無を判定する構成に適用することも可能である。尚、かかる構成においても、エンジン回転数ＮＥの検出周期は例えばＴ２であり、また、オルタネータ２０における通電デューティＦ−Ｄｕｔｙの検出周期はエンジン回転数ＮＥの検出周期よりも長いＴ１であるものとする。
【００７７】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、第２バッテリの充電を行ううえで必要な発電機の発電余裕の有無判定を精度よく行うことができ、これにより、第２バッテリの充電を第１バッテリの性能を確実に低下させることなく実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である車両用電源制御装置を備えるシステムの構成図である。
【図２】発電機の回転速度ｒｐｍと発電機の発電電流との関係を、発電機内のフィールドコイルの通電デューティをパラメータにして表した図である。
【図３】本実施例において、第２バッテリの充電を制御すべく実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【図４】本実施例において、発電機内のフィールドコイルの通電デューティを算出すべく実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１０車両用電源制御装置
１２鉛バッテリ
１４リチウムイオンバッテリ
２０オルタネータ
２２エンジンＥＣＵ
３０直流−直流変換器（ＤＣ／ＤＣコンバータ）
３２電源系ＥＣＵ
Ｆ−Ｄｕｔｙ通電デューティ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle power supply control device, and in particular, a vehicle power supply comprising a first battery directly connected to a generator and a second battery connected to the generator via a voltage controller. The present invention relates to a control device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a vehicular power supply control device including a plurality of batteries is known (see, for example, Patent Document 1). In this power supply control device, the plurality of batteries are connected to each other via a DC / DC converter. Each battery is charged by recovering the generated energy output from the generator to which the power of the vehicle engine is transmitted.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 11-31802 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as the plurality of batteries mounted on the vehicle, for example, batteries having different charge acceptability between a lead battery and a lithium ion battery may be used. In such a configuration, if charging of a lithium ion battery is allowed at all times, a situation occurs in which the power generation energy of the generator is biased toward a lithium ion battery with high charge acceptance, and charging to a lead battery with low charge acceptance is insufficient. Inconvenience can occur.
[0005]
Also, assuming that charging is performed due to insufficient charging of the lithium ion battery while the generator is generating electricity with almost 100% power generation capacity, if the lead battery is in a state of near full charge, lithium A situation occurs in which the insufficient charge of the ion battery is compensated from the stored energy of the lead battery, and the lead battery is frequently discharged. If the lead battery is frequently discharged, the battery of the lead battery tends to rise, the deterioration is promoted, and the life thereof is deteriorated.
[0006]
Therefore, as described in Patent Document 1, in a vehicle power supply control device including a plurality of batteries such as a lead battery and a lithium ion battery, charging a specific battery without considering other batteries is performed. Not appropriate.
[0007]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a vehicle power supply control device capable of realizing charging of a specific battery without reducing the performance of other batteries. And
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  The object is as described in claim 1, a first battery connected to a generator, a second battery connected to the generator via a voltage controller in parallel with the first battery, A vehicle power supply control device comprising:
  An actual power generation ratio detection means for detecting a ratio of an actual power generation control instruction value to a maximum value of the current power generation control instruction value of the generator;
  Engine rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the engine for transmitting power to the generator;
  After the ratio is detected by the actual power generation ratio detection means,Based on the rotation speed of the engine detected by the engine rotation speed detection means,TheThe ratio detected by the actual power generation ratio detection means is, So that the power generation amount of the generator is fixedCorrection means for correcting;
  A second controller that controls the voltage controller so that charging to the second battery is permitted / prohibited based on whether the ratio obtained as a result of correction by the correction means is less than a predetermined ratio; Battery charge control means;
  It is achieved by a vehicle power supply control device comprising:
[0009]
In the present invention, charging of the second battery is permitted / prohibited based on whether or not the ratio of the actual value to the maximum value of the power generation control instruction value at the current time of the generator is less than a predetermined ratio. When the ratio is less than the predetermined ratio, it can be determined that there is a margin in the amount of power that can be generated by the generator, and that no discharge from the first battery connected to the generator has occurred. At this time, if the power generation energy of the generator is recovered as the charging energy of the second battery, the second battery is charged without causing the first battery to discharge and charging the first battery. It will be done without affecting.
[0010]
Further, when the power generation amount to be generated by the generator is fixed, the above-described ratio changes as the engine speed changes. In this way, even though the power generation ratio of the generator has actually changed, if the ratio detected by the actual power generation ratio detection means is used as it is for charging control to the second battery, Due to the fact that the power generation margin is not accurately detected, there may be a disadvantage that charging the second battery cannot be realized without degrading the performance of the first battery.
[0011]
In the present invention, the ratio of the actual power generation control instruction value to the maximum value of the current power generation control instruction value detected by the actual power generation ratio detection means is corrected based on the rotational speed of the engine that transmits power to the generator. Is done. Then, charging to the second battery is permitted / prohibited based on whether or not the corrected ratio is less than a predetermined ratio. Therefore, according to the present invention, the presence / absence determination of the power generation margin of the generator necessary for charging the second battery is accurately performed, and the charging of the second battery reliably reduces the performance of the first battery. Will be realized.
[0012]
  In this case, as described in claim 2, in the vehicular power supply control device according to claim 1, the correction means detects the ratio by the engine speed detection means after the ratio is detected by the actual power generation ratio detection means. What is necessary is just to correct | amend this ratio according to the change of the rotational speed of the said detected engine.
According to a third aspect of the present invention, in the vehicular power supply control device according to the first or second aspect, when the ratio is detected by the actual power generation ratio detecting means, the ratio and the engine rotation speed detecting means are used. Storage means for storing the power generation amount of the generator determined on the basis of the detected rotational speed of the engine, and the correction means, after the ratio is detected by the actual power generation ratio detection means, Based on the rotational speed of the engine detected by the speed detection means, the ratio detected by the actual power generation ratio detection means is fixed to the power generation amount stored in the storage means. It may be corrected as follows.
[0013]
  Claims4As claimed in claim 1.Any one of 3In the vehicle power supply control device described above, when the detection period of the ratio by the actual power generation ratio detection unit is longer than the detection period of the engine rotation speed by the engine rotation speed detection unit, the actual power generation Since the engine rotation speed is detected at least once during the timing at which the ratio is detected, the power generation ratio detected immediately before can be corrected based on the detected engine rotation speed.
[0014]
  Claims5Claims 1 to4The power supply control device for a vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the generator is a generator with a regulator that outputs a current-carrying duty of a field coil with respect to a power generation control instruction voltage, and the actual power generation ratio detection means includes the power generation The ratio may be detected based on the energization duty output from the machine.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a configuration diagram of a system including a vehicle power supply control device 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the vehicle power supply control device 10 includes two secondary batteries 12 and 14. The secondary battery 12 is a lead battery having a voltage of about 12-14V, while the secondary battery 14 is a lithium ion battery having a voltage of about 14-16V. Hereinafter, the secondary battery 12 is referred to as a lead battery 12, and the secondary battery 14 is referred to as a lithium ion battery 14, respectively.
[0016]
An engine starter 18 is connected to the lead battery 12 and the lithium ion battery 14 via a changeover switch 16. The engine starter 18 is connected to an engine (not shown) that is a power source of the vehicle. The engine starter 18 has a function as a starting device that starts the engine from a stopped state using electric power supplied from the lead battery 12 or the lithium ion battery 14 that is selectively connected via the changeover switch 16.
[0017]
The engine is also provided with an alternator (alternator) 20 that generates electricity by rotating the engine. The alternator 20 is connected to an engine electronic control unit (hereinafter referred to as engine ECU) 22. The engine ECU 22 is connected to a sensor 24 that outputs signals according to various states of the vehicle including the engine speed per unit time (that is, the engine speed) NE and the vehicle speed and acceleration / deceleration. The engine ECU 22 detects the state of the vehicle such as the engine speed NE and the vehicle speed or acceleration / deceleration every T2 (ms) based on the output signal of the sensor 24. Then, a target voltage to be generated by the alternator 20 is calculated based on various vehicle conditions, and a command signal is supplied to the alternator 20 so that the target voltage is generated.
[0018]
The alternator 20 has a stator coil wound around the stator as a three-phase coil, and a field coil wound around the rotor, and rectifies and outputs a three-phase alternating current output from the stator coil, and a switching circuit. It is a generator with a regulator which incorporated the IC regulator comprised by this. This IC regulator has a function for maintaining the voltage generated by the alternator 20 constant. Specifically, when the voltage generated by the alternator 20 is smaller than the target voltage related to the command signal from the engine ECU 22, the IC regulator causes an excitation current to flow through the field coil by turning on the switching circuit. On the other hand, when the generated voltage of the alternator 20 is larger than the target voltage, the switching circuit is turned off to stop the supply of the excitation current to the field coil. Stop the coil from generating current. Thereby, the voltage generated by the alternator 20 is maintained at the target voltage.
[0019]
The engine ECU 22 is connected to a contact point between the field coil of the alternator 20 and the IC regulator. When the switching circuit of the IC regulator is turned on, an on signal indicating the energization state of the field coil, that is, the power generation state of the alternator 20 is supplied to the engine ECU 22. When the switching circuit of the IC regulator is turned off, an off signal indicating the non-energized state of the field coil, that is, the non-power generating state of the alternator 20 is supplied to the engine ECU 22.
[0020]
Based on the on / off signal supplied from the field coil of the alternator 20, the engine ECU 22 performs an on / off ratio per cycle time of the alternator 20 for each T1 (> T2) (ms), specifically, one The on-time ratio (energization duty;%) F-Duty within the cycle time is detected. This F-Duty indicates the ratio of the power generation amount that is actually generated with respect to the maximum power generation amount that the alternator 20 can generate based on the current engine speed and the like.
[0021]
The alternator 20 is directly connected to the lead battery 12 and the auxiliary machine 26 mounted on the vehicle. The auxiliary machine 26 is, for example, an air conditioner, audio, ABS system, electric oil pump, meters, defogger, wiper, power window, etc., and operates upon receiving electric power. The alternator 20 can charge the lead battery 12 and operate the auxiliary machine 26 by supplying the lead battery 12 or the auxiliary machine 26 with the power generation energy converted from the kinetic energy generated by the rotation of the engine.
[0022]
The lithium battery 14 is connected to the lead battery 12 via a DC-DC converter (hereinafter referred to as a DC / DC converter) 30 that functions as a voltage controller. The DC / DC converter 30 boosts the voltage on the lead battery 12 side according to the switching operation of the built-in power transistor and supplies it to the lithium ion battery 14 side, or steps down the voltage on the lithium ion battery 14 side to lead battery. Supply to the 12 side. In such a configuration, since the alternator 20 is connected to the lithium ion battery 14 via the DC / DC converter 30, the lithium ion battery 14 is charged by supplying the generated energy to the lithium ion battery 14 during power generation. Can do.
[0023]
The auxiliary machine 26 described above is connected to the alternator 20, the lead battery 12, and the lithium ion battery 14. The auxiliary machine 26 is supplied with electric power from the alternator 20 and the batteries 12 and 14 when the vehicle is driven by the engine, and is supplied with electric power from the lead battery 12 or the lithium ion battery 14 while the engine is stopped. The auxiliary machine 26 includes an auxiliary machine that can be supplied with power when the vehicle ignition switch is in the accessory state or the IG on state, such as audio and car navigation, an electric oil pump, ABS, air conditioner, etc. There is an auxiliary machine that can be supplied with electric power when the ignition switch is in the IG on state.
[0024]
A power system electronic control unit (hereinafter referred to as power system ECU) 32 is connected to the DC / DC converter 30. The engine ECU 22 described above is connected to the power supply system ECU 32, and the engine speed NE and F-Duty detected by the engine ECU 22 are supplied. The engine ECU 22 detects the engine speed NE every T2 (<T1) and detects F-Duty every T1, so that the power supply system ECU 32 determines the engine speed NE from the engine ECU 22 every T2. Moreover, F-Duty is received for every T1. The power supply system ECU 32 includes the lead battery 12 including the alternator 20 based on the engine speed NE and F-Duty supplied from the engine ECU 22, the voltage between terminals of the batteries 12 and 14, the charge / discharge current, the temperature, and the like. The DC / DC converter 30 is driven so that power transfer between the battery and the lithium ion battery 14 is performed appropriately.
[0025]
The changeover switch 16 is also connected to the power supply system ECU 32. The changeover switch 16 has a function of selectively switching the battery connected to the engine starter 18 between the lead battery 12 and the lithium ion battery 14 in accordance with a command from the power supply system ECU 32. The power supply system ECU 32 selects a battery connected to the engine starter 18 based on the rules described later, and controls the changeover switch 16 so that the battery is selected.
[0026]
An operating state detection device (not shown) is further connected to the power supply system ECU 32. The driving state detection device is configured to determine whether or not the engine is in a warm-up state, whether or not the travel distance or vehicle speed after starting the engine has reached a certain value, whether or not the driver has operated a brake, the shift position of the transmission, and When the vehicle is an A / T vehicle, it is detected whether or not the brake pedal force has reached a certain value, and when the vehicle is an M / T vehicle, it is detected whether or not the clutch pedal is operated. The power supply system ECU 32 determines whether or not the vehicle is in a stopped state (a state in which the speed is substantially “0”) based on the detection result of the driving state detection device, shifts the engine from the driving state to the stopped state, and Thereafter, it is determined whether or not an execution condition for control for shifting from the stopped state to the operating state (hereinafter referred to as idling stop control) is satisfied.
[0027]
Next, the operation of the vehicle power supply control device 10 of this embodiment will be described.
[0028]
In this embodiment, when the ignition switch is operated from the off state to the accessory state by the vehicle driver while the engine is stopped, the auxiliary machine 26 that should operate in the accessory state is activated by receiving power supply from the lead battery 12. It becomes possible. Further, when the ignition switch is operated from the accessory state to the IG on state, the auxiliary machine 26 that should operate in the IG on state is in an operable state by receiving power supply from the lead battery 12.
[0029]
Further, when the ignition switch is operated from the IG on state to the starter on state, power supply from the lead battery 12 to each auxiliary machine 26 is stopped, and the engine starter 18 is connected to the lead battery 12 via the changeover switch 16. And the power supply from the lead battery 12 is enabled. In this case, the engine starter 18 rotates the engine, and the engine changes from the stopped state to the started state. When the engine is started and is in an operation state, the operation state continues even when the ignition switch shifts from the starter-on state to the IG-on state.
[0030]
After the engine is started and in the driving state, the engine ECU 22 determines the target voltage of the alternator 20 (for example, in the idling state and the steady running state in advance only when the vehicle is in the idle state, the steady running state, and the deceleration state). By setting Vt1 to Vt2 and Vt3) which is higher than this range in the deceleration state, the alternator 20 converts the kinetic energy of the engine into electric energy and generates electric power. In this case, each auxiliary machine 26 becomes operable with the power generation voltage of the alternator 20 and the lead battery 12 is charged, or the charge voltage of the alternator 20 is boosted by driving the DC / DC converter 30 to lithium. The ion battery 14 is charged. At this time, when the lithium ion battery 14 is fully charged, the driving of the DC / DC converter 30 is prohibited in order to prevent the lithium ion battery 14 from being overcharged. The power supply to the 14 side is stopped.
[0031]
In addition, after the vehicle engine is started and in a driving state, the power supply system ECU 32 determines whether or not the vehicle is operated based on the presence / absence of a brake operation by the driving state detection device, the brake depression force, the presence / absence of a clutch operation, the shift position of the transmission, and the like. Whether or not the idling stop control execution condition is satisfied based on the vehicle stop state, the engine warm-up state, and the travel distance or vehicle speed history after the engine is started. Determine whether or not. As a result, when the execution condition of the idling stop control is satisfied, the execution of fuel injection, ignition, etc. is stopped without the driver shifting the ignition switch from the IG on state to the off state, and the engine is stopped from the operating state. It is moved to.
[0032]
When the engine is stopped by the idling stop control, the ignition switch is maintained in the IG on state. When the engine is stopped, the alternator 20 cannot generate power. Therefore, when the engine is stopped by the idling stop control, the power supply system ECU 32 subsequently drives the DC / DC converter 30 to permit the discharge from the lithium ion battery 14 in order to secure the power supply to the auxiliary machine 26. To do. In this case, the auxiliary devices 26 such as an air conditioner, a power steering device, and meters are ready to operate upon receiving power supply from the lithium ion battery 14 via the DC / DC converter 30.
[0033]
When the engine is stopped by the idling stop control, the power supply system ECU 32 switches the changeover switch 16 to the lithium ion battery 14 side in order to secure power supply from the lithium ion battery 14 to the engine starter 18. In this case, the battery connected to the engine starter 18 is switched from the lead battery 12 to the lithium ion battery 14, and the engine starter 18 can be started by receiving power supply from the lithium ion battery 14.
[0034]
When the engine is stopped by the idling stop control, the power supply system ECU 32 uses the driving state detection device to change the shift position of the transmission from the “N” range to “D” when the vehicle is an AT vehicle. The idling stop control release condition is determined based on whether or not the vehicle has shifted to the range or “R” range or whether or not the brake operation has been released, and whether or not the clutch pedal has been depressed if the vehicle is an MT vehicle. It is determined whether or not it is established. As a result, when the release condition for the idling stop control is satisfied, the engine starter 18 is activated without the driver shifting the ignition switch from the IG on state to the starter on state, the engine is started, and the operation state is Resumed. Hereinafter, this engine start is referred to as restart, and on the other hand, as usual, engine start by turning on the ignition switch is referred to as normal start.
[0035]
As described above, in the vehicle of the present embodiment, after the engine is in an operating state, idling stop control for stopping unnecessary engine operation while the vehicle is stopped is executed. In this case, it is avoided that the engine is unnecessarily maintained in the operating state. For this reason, according to the present embodiment, the engine can be operated efficiently, and the fuel efficiency of the vehicle can be improved.
[0036]
In this embodiment, at the time of engine start (normal start) based on the driver's intention by the ignition operation, the engine starter 18 is supplied with electric power from the lead battery 12 as described above, and the engine is started. On the other hand, when the engine is started (restarted) by the idling stop control, the switch 16 switches the battery connected to the engine starter 18 to the lithium ion battery 14 so that the engine starter 18 supplies power from the lithium ion battery 14. In response, the engine is started and the engine is started.
[0037]
According to such a configuration, since the lead battery 12 having a high output (output density) that can be taken out per unit mass per unit time at the normal start of the engine is used, the startability of the engine is surely ensured even when it is cold. In addition, since the lithium ion battery 14 having high energy (energy density) that can be taken out per unit mass when the engine is restarted is used, the lead battery 12 can be used even when idling stop control in which the engine is frequently started and stopped is performed. The deterioration of the engine is not promoted, and the startability of the engine is reliably ensured. Therefore, according to the present embodiment, even when the engine is started due to the driver's ignition operation, or even when the engine is started due to the idling stop control, the deterioration of the lead battery 12 is not promoted reliably. In addition, the engine can be started without relatively increasing the capacity of the lead battery 12.
[0038]
By the way, generally, the lead battery 12 and the lithium ion battery 14 of the present embodiment are batteries having different charge acceptability. Specifically, the charge acceptability of the lithium ion battery 14 is higher than that of the lead battery 12. Therefore, if the charging of the lithium ion battery 14 is allowed at all times, the power generation energy of the alternator 20 may be biased toward the lithium ion battery 14 having a high charge acceptability, so that the lead battery 12 having a low charge acceptability may be charged. There may be inconveniences that become insufficient.
[0039]
In addition, since it is necessary to charge the lead battery 12 excluding the charging of the lithium ion battery 14 or to supply power to the auxiliary machine 26, the alternator 20 generates power with almost 100% power generation capacity. In some cases, the F-Duty is almost 100% because the energized state of the field coil continues for a long time. If the charging is executed due to insufficient charging of the lithium ion battery 14 in such a state, the power generation energy of the alternator 20 cannot cover the insufficient charging of the lithium ion battery, so that the lead battery 12 is almost fully charged. In such a case, there occurs a situation where the insufficient charge of the lithium ion battery is compensated from the stored energy of the lead battery 12, and the lead battery 12 is frequently discharged. In this case, the battery of the lead battery 12 easily rises, the deterioration is promoted, and the life thereof is deteriorated.
[0040]
Therefore, it is not appropriate to charge the lithium ion battery 14 without considering the lead battery 12 in the configuration of the present embodiment in order to secure the performance of the lead battery 12. Therefore, the system of the present embodiment realizes the charging of the lithium ion battery 14 without degrading the performance of the lead battery 12.
[0041]
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the rotation speed rpm of the alternator 20 and the generated current of the alternator 20 using the current-carrying duty F-Duty of the field coil in the alternator 20 as a parameter. As shown in FIG. 2, even if the rotation speed of the alternator 20 is the same, the power generation current generated by the alternator 20 increases as the energization duty F-Duty of the field coil increases. The energization duty F-Duty of the field coil increases as the generated current needs to be increased in order to charge the lead battery 12 and supply power to the auxiliary machine 26.
[0042]
When the field coil energization duty F-Duty is not 100%, the alternator 20 does not need to exhibit 100% of the power generation capacity with respect to the rotation speed, and has not actually demonstrated it and still generates power. It can be determined that there is a margin, and it is not necessary to discharge the lead battery 12, and it can be determined that the lead battery 12 is not actually discharged.
[0043]
Accordingly, if the charging duty of the field coil F-Duty is not 100% in a state where the lithium ion battery 14 is not charged, the charging of the lithium ion battery 14 is started. Since the surplus is supplied to the lithium ion battery 14, the lithium ion battery 14 can be charged. Further, if the charging duty of the field coil F-Duty is 100%, if the charging of the lithium ion battery 14 is prohibited, the lead battery 12 is discharged in order to charge the lithium ion battery 14. Can be avoided.
[0044]
FIG. 3 shows a flowchart of an example of a control routine executed by the power supply system ECU 32 in the vehicle power supply control device 10 of this embodiment in order to realize the above function. The routine shown in FIG. 3 is a routine that is repeatedly activated at every T2 that is the same as the detection cycle of the engine speed NE. When the routine shown in FIG. 3 is started, first, the process of step 100 is executed.
[0045]
In step 100, it is determined whether or not the F-Duty of the alternator 20 is less than a predetermined value F0. The predetermined value F0 is a high energization duty value at which it can be determined that the alternator 20 is generating a power generation amount that is approximately the same as the maximum power generation amount that can be generated at the present time, and is set to 95%, for example.
[0046]
When F-Duty <F0 is satisfied, it can be determined that the alternator 20 has a power generation amount that can further generate power corresponding to the current target voltage. In this case, it is appropriate to allocate the surplus power generation energy to charge the lithium ion battery 14. Therefore, when such a positive determination is made, the process of step 102 is executed next. On the other hand, if F-Duty <F0 does not hold, it can be determined that the alternator 20 does not have a power generation amount that can further generate power corresponding to the current target voltage. If charging of the lithium ion battery 14 is permitted in such a case, the lead battery 12 is discharged, and a situation occurs in which the stored energy is applied to the charging of the lithium ion battery 14. Accordingly, if such a negative determination is made, the process of step 104 is executed next.
[0047]
In step 102, a process for charging the lithium ion battery 14 is performed by driving the DC / DC converter 30. When the processing of this step 102 is executed, the power generation energy of the alternator 20 is collected as charging energy in the lithium ion battery 14 and the lithium ion battery 14 is charged. When the processing of step 102 is completed, the current routine is terminated.
[0048]
In step 104, the DC / DC converter 30 is not driven, and a process for prohibiting charging of the lithium ion battery 14 is executed. When the processing of step 104 is executed, power supply from the alternator 20 side to the lithium ion battery 14 is not performed thereafter. When the process of step 104 is completed, the current routine is terminated.
[0049]
According to the routine shown in FIG. 3, when the energization duty F-Duty of the field coil of the alternator 20 is equal to or greater than a predetermined value, the power generation amount of the alternator 20 is substantially the same as the maximum power generation amount that can be generated at the present time. On the other hand, the charging duty F-Duty of the field coil is less than a predetermined value so that the lithium ion battery 14 is not charged, and the power generation amount of the alternator 20 has reached the maximum power generation amount that can be generated at the present time. If not, the DC / DC converter 30 can be controlled so that the lithium ion battery 14 is charged.
[0050]
If the power generation amount of the alternator 20 does not reach the maximum power generation amount that can be generated at the present time, the alternator 20 has a power generation margin with respect to the power supply to the load such as the lead battery 12 and the auxiliary machine 26. The battery 12 is not discharged. For this reason, in the above configuration, charging of the lithium ion battery 14 is performed without causing discharge from the lead battery 12.
[0051]
Moreover, if the power generation margin of the alternator 20 is used as the charging energy of the lithium ion battery 14, the lithium ion battery 14 is charged in a state where the lead battery 12 is sufficiently charged. Due to the charging, there is no inconvenience that the lead battery 12 is not sufficiently charged. That is, in the above configuration, the charging of the lithium ion battery 14 is performed without adversely affecting the charging of the lead battery 12.
[0052]
Therefore, according to the vehicle power supply control device 10 of the present embodiment, the charging of the lithium ion battery 14 can be realized without degrading the performance of the lead battery 12. For this reason, according to the present embodiment, it is possible to suppress the battery rise of the lead battery 12 due to the charging of the lithium ion battery 14, and to prevent the deterioration and the life deterioration.
[0053]
In this embodiment, the determination of whether or not the power generation amount of the alternator 20 has reached the maximum power generation amount that can be generated at the present time, that is, whether or not the alternator 20 has a power generation margin is determined by the alternator 20. This is performed based on the energization duty F-Duty of the field coil. Whether or not the alternator 20 has a power generation margin can be determined based on whether or not the lead battery 12 directly connected to the alternator 20 is discharged, in addition to the duty of the field coil. Specifically, when the discharge from the lead battery 12 occurs, it can be determined that the alternator 20 has no power generation margin. On the other hand, when the discharge from the lead battery 12 does not occur, the alternator 20 has a power generation margin. It can be judged that there is. However, the method of determining whether or not the alternator 20 has a power generation margin based on the presence or absence of discharge of the lead battery 12 allows the discharge from the lead battery 12 temporarily, but the performance of the lead battery 12 It will cause a decline.
[0054]
On the other hand, in the vehicle power supply control device 10 of the present embodiment, as described above, whether or not the alternator 20 has a power generation margin is determined based on the energization duty F-Duty of the field coil of the alternator 20. Done. In this case, in determining whether the alternator 20 has a power generation margin, it is possible to avoid discharging the lead battery 12 even temporarily. Therefore, according to the vehicle power supply control device 10 of the present embodiment, whether or not the alternator 20 needs to generate power necessary for charging the lithium ion battery 14 is determined without allowing the lead battery 12 to discharge. It is possible.
[0055]
By the way, in the present embodiment, as described above, the engine ECU 22 detects the engine speed NE every T2, and also detects the F-Duty every T1, so that the power supply system ECU 32 receives the engine ECU 22 from the engine ECU 22 every T2. The engine speed NE is received and the F-Duty is received every T1 (> T2). That is, the detection cycle of F-Duty is about T1 / T2 times longer than the detection cycle of engine speed NE. For this reason, in the power supply system ECU 32, a situation occurs in which the detected F-Duty does not change even though the detected engine speed NE changes.
[0056]
In general, when the power generation amount to be generated by the alternator 20 is fixed, the current-carrying duty F-Duty of the field coil of the alternator 20 changes as the engine speed NE changes. Therefore, although the energization duty F-Duty of the field coil of the alternator 20 actually changes with the change of the engine speed NE, the F-Duty supplied from the engine ECU 22 remains as it is. If the alternator 20 is used for charging control, it is not possible to accurately determine whether the alternator 20 has a power generation margin. As a result, charging of the lithium ion battery 14 reduces the performance of the lead battery 12. Inconveniences that cannot be realized without doing so may occur.
[0057]
Therefore, the system of the present embodiment is characterized in that it accurately determines whether there is a power generation margin of the alternator 20 necessary for realizing the charging of the lithium ion battery 14 without degrading the performance of the lead battery 12. is doing. Hereinafter, the characteristic part of a present Example is demonstrated.
[0058]
As described above, in the power supply system ECU 32, a situation occurs in which the detected F-Duty does not change even though the detected engine speed NE changes. In this embodiment, the power supply system ECU 32 maps the relationship between the rotational speed rpm of the alternator 20 and the generated current of the alternator 20 using the current-carrying duty F-Duty of the field coil in the alternator 20 as a parameter, as shown in FIG. Remember as. Since the relationship between the rotational speed of the alternator 20 and the engine rotational speed is fixed to a predetermined pulley ratio, the power supply system ECU 32 determines the rotational speed per unit time of the alternator 20 based on the engine rotational speed NE, that is, the alternator 20 The rotation speed rpm can be calculated.
[0059]
When power supply system ECU 32 detects the F-Duty supplied from engine ECU 22, it executes the routine shown in FIG. 3 using the detected value, and at the same time, detects the F-Duty and the engine rotation detected at the time of detection. Based on the relationship with the rotational speed rpm of the alternator 20 determined from the number NE, the power generation amount (power generation current) of the alternator 20 is stored in the built-in memory. After detecting the F-Duty from the engine ECU 22, the power supply system ECU 32 calculates the rotational speed rpm of the alternator 20 based on the engine rotational speed NE every time the engine rotational speed NE is detected, and the calculated rotational speed. As shown in FIG. 2, the change in F-Duty after detection of F-Duty from the engine ECU 22 is fixed to the power generation amount stored in the built-in memory based on the rpm value. To estimate. Then, by correcting the F-Duty from the engine ECU 22 by the estimated change, the energization duty F-Duty of the field coil of the alternator 20 that is determined to be actually generated is calculated, and the calculated value is used. The above-described routine shown in FIG. 3 is executed. Hereinafter, such processing is repeatedly executed.
[0060]
In the above configuration, after the F-Duty from the engine ECU 22 is detected in the power supply system ECU 32, every time the engine speed NE from the engine ECU 22 is detected with a detection cycle shorter than the detection cycle of the F-Duty. The energization duty estimated to be actually generated in the field coil of the alternator 20 is calculated.
[0061]
FIG. 4 shows a flowchart of an example of a control routine executed by the power supply system ECU 32 in the vehicle power supply control device 10 of the present embodiment in order to realize the above function. The routine shown in FIG. 4 is a routine that is repeatedly started every T2 that is the same as the detection period of the engine speed NE. When the routine shown in FIG. 4 is started, first, the process of step 150 is executed.
[0062]
In step 150, it is determined whether or not an F-Duty to be supplied from the engine ECU 22 has been received. As a result, if an affirmative determination is made, the process of step 152 is executed next. On the other hand, if a negative determination is made, the process of step 154 is executed next.
[0063]
In step 152, a process of updating the energization duty F-Duty of the field coil of the alternator 20 to the F-Duty from the engine ECU 22 received in step 150 is executed. When the processing of step 152 is executed, thereafter, the routine shown in FIG. 3, that is, the charging control of the lithium ion battery 14 is executed using the updated energization duty F-Duty. . When the processing of step 152 is completed, the current routine is terminated.
[0064]
In step 154, it is determined whether or not the engine speed NE to be supplied from the engine ECU 22 has been received. As a result, if a negative determination is made, the current routine is terminated without any further processing. On the other hand, if an affirmative determination is made, the process of step 156 is executed next.
[0065]
In step 156, first, the rotational speed rpm of the alternator 20 is calculated based on the engine rotational speed NE received from the engine ECU 22 received in step 154, and based on the calculated rotational speed rpm value, A change in the F-Duty after the detection of the F-Duty is estimated with reference to a map as shown in FIG. 2, and a process for correcting the F-Duty from the engine ECU 22 by the estimated change is executed. When the processing of step 156 is executed, the routine shown in FIG. 3, that is, the charging control of the lithium ion battery 14 is executed using the energization duty F-Duty obtained as a result of the correction. The Rukoto. When the processing of step 156 is completed, the current routine is terminated.
[0066]
According to the routine shown in FIG. 4, immediately after the F-Duty from the engine ECU 22 is detected, the detected F-Duty value is used as the energization duty F-Duty in the alternator 20, and from the engine ECU 22 The engine rotation from the engine ECU 22 is detected at a detection cycle (T2) shorter than the detection cycle (T1) of the F-Duty from when the energization duty F-Duty in the alternator 20 is detected until the next detection. The value of F-Duty estimated by referring to a predetermined map every time the number NE is detected can be used as the energization duty F-Duty in the alternator 20.
[0067]
In such a configuration, after the F-Duty from the engine ECU 22 is detected in the power supply system ECU 32, it is estimated that it is actually generated in the field coil of the alternator 20 every time the engine speed NE from the engine ECU 22 is detected. The energization duty is calculated. In this calculation, for example, when the detection cycle of the F-Duty in the power supply system ECU 32 is T1 and the detection cycle of the engine speed NE is T2, the energization duty F-Duty in the alternator 20 from the engine ECU 22 is detected. It is performed (T1 / T2-1) times from the detection to the next detection.
[0068]
In general, the energization duty F-Duty in the alternator 20 changes as the engine speed NE changes. Therefore, according to the above configuration, the energization duty F-Duty in the alternator 20 can be accurately calculated even after the F-Duty from the engine ECU 22 is detected until the next detection.
[0069]
The energization duty F-Duty of the field coil of the alternator 20 is used for charging control of the lithium ion battery 14. Specifically, it is determined whether or not there is a power generation margin of the alternator 20 based on the energization duty F-Duty of the field coil, and the lithium ion battery 14 is charged when the alternator 20 has a power generation margin. The DC / DC converter 30 is controlled.
[0070]
Therefore, according to the vehicle power supply control device 10 of the present embodiment, even if the F-Duty to be supplied from the engine ECU 22 is detected as data and is detected next, the engine speed NE Since the energization duty F-Duty in the alternator 20 corresponding to the change of the current is accurately calculated, it is possible to accurately determine whether or not the alternator 20 has a power generation margin necessary for charging the lithium ion battery 14. ing. For this reason, in the present embodiment, the charging of the lithium ion battery 14 is realized without deteriorating the performance of the lead battery 12 reliably.
[0071]
On the contrary, in the present embodiment, even when the F-Duty to be supplied from the engine ECU 22 is detected as data and until it is detected next, it corresponds to the change in the engine speed NE. Since the energization duty F-Duty in the alternator 20 is accurately calculated, in order to improve the accuracy of the F-Duty, the communication / supply cycle of the F-Duty value from the engine ECU 22 to the power supply system ECU 32, that is, F- It is not necessary to set the duty detection cycle to the same level as the communication / supply cycle (detection cycle) of the engine speed NE.
[0072]
Therefore, according to the vehicle power supply control device 10 of the present embodiment, the energization duty F-Duty in the alternator 20 can be accurately calculated with a simple configuration without improving the performance of the engine ECU 22 and the power supply system ECU 32. Thus, it is possible to charge the lithium ion battery 14 without deteriorating the performance of the lead battery 12 without fail.
[0073]
In the above embodiment, the lead battery 12 is a “first battery” described in the claims, and the lithium ion battery 14 is a “second battery” described in the claims. In the “voltage controller” described in the claims, the energization duty of the field coil of the alternator 20 is “the actual power generation control instruction value relative to the maximum value of the current power generation control instruction value in the claims”. The engine speed NE per unit time corresponds to the “ratio” and the “engine speed” described in the claims.
[0074]
In the above embodiment, the power system ECU 32 detects the energization duty F-Duty of the field coil supplied from the engine ECU 22 so that the “actual power generation ratio detection means” described in the claims is the engine. By detecting the engine speed NE supplied from the ECU 22, the "engine speed detecting means" described in the claims executes the processing of step 156 in the routine shown in FIG. The “second battery charge control means” described in the claims is realized by executing the routine shown in FIG.
[0075]
By the way, in said Example, although it is supposed that the lead battery 12 and the lithium ion battery 14 are used as a battery mounted in a vehicle, this invention is not limited to this, The nickel metal hydride battery etc. were used. It is also possible to apply to the configuration.
[0076]
In the above embodiment, the engine ECU 22 that controls the target voltage of the alternator 20 and the power supply system ECU 32 that controls the DC / DC converter 30 are provided separately, and the field coil of the alternator 20 detected by the engine ECU 22 is provided. The energization duty F-Duty is supplied to the power supply system ECU 32 via the communication line. However, the present invention is not limited to this, and the target voltage of the alternator 20 is controlled and the DC / DC converter 30 is provided. It is also possible to apply a configuration in which only one electronic control unit (ECU) to be controlled is provided and the alternator 20 determines whether there is a power generation margin without communicating the energization duty F-Duty of the field coil. In this configuration as well, the detection cycle of the engine speed NE is, for example, T2, and the detection cycle of the energization duty F-Duty in the alternator 20 is T1, which is longer than the detection cycle of the engine speed NE. .
[0077]
【The invention's effect】
  As mentioned above,BookAccording to the present invention, it is possible to accurately determine whether or not there is a generator margin necessary for charging the second battery, thereby reliably reducing the performance of the first battery and charging the second battery. It can be realized without doing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a system including a vehicle power supply control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the rotational speed rpm of the generator and the generated current of the generator, using the current duty of the field coil in the generator as a parameter.
FIG. 3 is a flowchart of a control routine executed to control charging of a second battery in the present embodiment.
FIG. 4 is a flowchart of a control routine executed in this embodiment to calculate a current duty of a field coil in the generator.
[Explanation of symbols]
10 Vehicle power supply control device
12 Lead battery
14 Lithium ion battery
20 Alternator
22 Engine ECU
30 DC-DC converter (DC / DC converter)
32 Power supply system ECU
F-Duty energization duty

Claims

A vehicle power supply control device comprising: a first battery connected to a generator; and a second battery connected to the generator via a voltage controller in parallel with the first battery,
An actual power generation ratio detection means for detecting a ratio of an actual power generation control instruction value with respect to a maximum value of the current power generation control instruction value of the generator;
Engine rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the engine for transmitting power to the generator;
The subsequent said ratio is detected by the actual generated ratio detecting means, based on the rotational speed of the engine detected by the engine rotational speed detecting means, the ratio detected by the actual generated ratio detecting means, the power generating Correction means for correcting the power generation amount of the machine to be fixed ;
A second controller that controls the voltage controller so that charging to the second battery is permitted / prohibited based on whether the ratio obtained as a result of correction by the correction means is less than a predetermined ratio; Battery charge control means;
A vehicle power supply control device comprising:

The correction means corrects the ratio according to a change in the engine rotation speed detected by the engine rotation speed detection means after the actual power generation ratio detection means detects the ratio. The vehicle power supply control device according to claim 1.

Storage means for storing the power generation amount of the generator determined based on the ratio and the engine rotation speed detected by the engine rotation speed detection means when the ratio is detected by the actual power generation ratio detection means With
The correcting means detects the ratio detected by the actual power generation ratio detecting means based on the engine speed detected by the engine speed detecting means after the ratio is detected by the actual power generation ratio detecting means. 3. The vehicle power supply control device according to claim 1, wherein the ratio is corrected so that the power generation amount of the generator is fixed to the power generation amount stored in the storage means.

The detection period of the proportions by the actual generated ratio detecting means, any one of claims 1 to 3, wherein the longer than the detection period of the rotational speed of the engine by the engine rotational speed detecting means Vehicle power supply control device.

The generator is a generator with a regulator that outputs an energization duty of a field coil with respect to a power generation control instruction voltage,
The actual generated ratio detection means, the vehicle power supply control device of any one of claims 1 to 4, characterized in that to detect the percentage based on the current duty output from the generator.