JP7352333B2

JP7352333B2 - 電源システムの制御装置

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Inventors: 匠高田; 康司上原; 英明石原
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Description

本発明は、電源システムの制御装置に関する。

従来、車両等に搭載される電源システムとして、バッテリ及び発電機（例えば、オルタネータ）が搭載されており、発電機により発電される電力を用いてバッテリの充電が行われるものがある。このようなバッテリの充電の制御（以下、充電制御とも称する。）は、通常、例えば特許文献１に開示されているように、バッテリの電圧及び電流等の状態量を検出するバッテリセンサの検出結果に基づいて行われる。

特開２０１６－１１６２５５号公報

ところで、バッテリセンサの異常時には、バッテリセンサの検出結果の信頼性が正常時と比較して低い状態となるので、バッテリセンサの検出結果に基づく充電制御を適切に行うことが困難となる。そこで、バッテリセンサが異常であると判定された場合、バッテリの電力の枯渇を抑制するために、バッテリセンサの検出結果によらずにバッテリの充電を優先するフェールセーフ制御が行われる場合がある。このようなフェールセーフ制御が行われた場合において、従来の充電制御では、バッテリを適切に充電することが困難となる場合があった。

例えば、従来の充電制御では、バッテリセンサが正常に戻りフェールセーフ制御が終了した際に、バッテリセンサの検出結果に基づいてバッテリの充電を制御する通常時の充電制御である通常充電制御が実行される。通常充電制御では、具体的には、バッテリの残存容量（以下、ＳＯＣ（ＳｔａｔｅＯｆＣｈａｒｇｅ）とも称する。）の値を用いてバッテリの充電が制御される。例えば、ＳＯＣが目標残存容量（以下、目標ＳＯＣとも称する。）に近づくようにバッテリの充電が制御される。ここで、ＳＯＣの値は、バッテリセンサにより検出されるバッテリの電流の検出値を積算することによって取得されるので、バッテリセンサの異常時に行われるフェールセーフ制御中に実際のＳＯＣである実ＳＯＣの値を適切に取得することは困難となる。ゆえに、フェールセーフ制御が終了した後に行われる通常充電制御において用いられるＳＯＣの値が実ＳＯＣの値から乖離してしまうことに起因して、バッテリを適切に充電することが困難となる場合があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、バッテリを適切に充電することが可能な、新規かつ改良された電源システムの制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、バッテリと、前記バッテリの状態量を検出するバッテリセンサと、前記バッテリに供給される電力を発電する発電機と、を備える電源システムの制御装置であって、前記発電機の動作を制御することによって、前記バッテリセンサの検出結果に基づいて前記バッテリの充電を制御する通常充電制御を実行する制御部を有し、前記制御部は、前記バッテリセンサが異常であると判定された場合、前記バッテリセンサの検出結果によらずに前記バッテリの充電を優先するフェールセーフ制御を実行し、前記フェールセーフ制御において、前記発電機の発電電力の電流及び電圧を予め設定されている目標値に制御し、前記フェールセーフ制御の実行中に前記バッテリセンサが正常であると判定された場合、前記フェールセーフ制御を終了して、前記バッテリを満充電になるまで充電する満充電制御を実行し、前記満充電制御が終了した際、前記通常充電制御において用いられる前記バッテリの残存容量の値を満充電に対応する値に設定した後に、前記通常充電制御を実行し、前記満充電制御において、前記バッテリセンサにより検出される前記バッテリの電圧の検出値及び電流の検出値に基づいて、前記バッテリが満充電になったか否かを判定する、電源システムの制御装置が提供される。

前記制御部は、前記通常充電制御において、前記バッテリの残存容量が目標残存容量に近づくように、前記バッテリの充電を制御してもよい。

前記バッテリセンサは、前記バッテリセンサの異常を前記バッテリセンサの検出結果に基づいて診断する診断部を有し、前記制御部は、前記バッテリセンサの前記診断部による診断とは別に、前記バッテリセンサの異常を前記バッテリセンサの検出結果に基づいて診断し、前記バッテリセンサの異常についての前記バッテリセンサ側での診断結果及び前記制御装置側での診断結果の双方に基づいて、前記バッテリセンサが異常であるか否かを判定してもよい。

前記電源システムは、車両に搭載され、エンジンを備え、前記発電機は、前記エンジンから出力される動力により駆動されて発電するオルタネータであってもよい。

以上説明したように本発明によれば、バッテリを適切に充電することが可能となる。

本発明の実施形態に係る電源システムの概略構成を示す模式図である。同実施形態に係るバッテリセンサの機能構成の一例を示すブロック図である。同実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。同実施形態に係る制御装置が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。同実施形態に係る制御装置が行う異常判定に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。参考例に係る制御装置による充電制御が行われる場合における実ＳＯＣの推移の一例を示す模式図である。同実施形態に係る制御装置による充電制御が行われる場合における実ＳＯＣの推移の一例を示す模式図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．電源システムの構成＞
まず、図１～図３を参照して、本発明の実施形態に係る電源システム１の構成について説明する。

図１は、本実施形態に係る電源システム１の概略構成を示す模式図である。図２は、本実施形態に係るバッテリセンサ１２の機能構成の一例を示すブロック図である。図３は、本実施形態に係る制御装置１６の機能構成の一例を示すブロック図である。

電源システム１は、具体的には、車両に搭載され、車両内の各装置に電力を供給するために用いられる。なお、電源システム１は本発明に係る電源システムの一例に過ぎず、本発明に係る電源システムは、車両以外の他の装置に搭載され得る。

図１に示されるように、電源システム１は、バッテリ１１と、バッテリセンサ１２と、オルタネータ１３と、制御装置１６とを備える。さらに、電源システム１は、エンジン１４と、補機１５とを備える。オルタネータ１３は、バッテリ１１に供給される電力を発電する本発明に係る発電機の一例に相当する。電源システム１が搭載される車両は、例えば、エンジン１４を駆動源として走行する車両である。

バッテリ１１は、電力を充放電可能な二次電池である。バッテリ１１としては、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池又は鉛蓄電池が用いられるが、これら以外の電池が用いられてもよい。

具体的には、バッテリ１１は、車両内の種々の補機１５と接続されており、補機１５に供給される電力を蓄電する。補機１５は、例えば、エンジン１４を始動させるための図示しない始動用モータを含み、当該始動用モータがバッテリ１１の電力を用いて駆動されることによって、エンジン１４が始動される。

また、バッテリ１１は、オルタネータ１３と接続されており、オルタネータ１３により発電される電力がバッテリ１１に供給されることによって、バッテリ１１が充電されるようになっている。

バッテリセンサ１２は、バッテリ１１の状態量（例えば、電流、電圧、温度及びＳＯＣ）を検出する。なお、下記では、図２を参照して、バッテリセンサ１２が有する機能について説明するが、バッテリセンサ１２が有する機能は、複数のセンサにより少なくとも部分的に分割されてもよく、複数の機能が１つのセンサによって実現されてもよい。

例えば、図２に示されるように、バッテリセンサ１２は、検出部１２１と、診断部１２２とを有する。

検出部１２１は、バッテリ１１の状態量を検出する。検出部１２１による検出結果は、制御装置１６に出力され、制御装置１６が行う処理に用いられる。また、検出部１２１は、検出結果を診断部１２２へ出力する。

例えば、検出部１２１は、電流検出部１２１ａと、電圧検出部１２１ｂと、温度検出部１２１ｃと、ＳＯＣ検出部１２１ｄとを含む。電流検出部１２１ａは、バッテリ１１の電流（具体的には、バッテリ１１に流入し又はバッテリ１１から流出する電流）を検出する。電圧検出部１２１ｂは、バッテリ１１の電圧（具体的には、バッテリ１１の端子電圧）を検出する。温度検出部１２１ｃは、バッテリ１１の温度を検出する。ＳＯＣ検出部１２１ｄは、バッテリ１１のＳＯＣを検出する。具体的には、ＳＯＣ検出部１２１ｄは、バッテリ１１の電流の検出値を積算することによって、バッテリ１１のＳＯＣの値を取得する。

診断部１２２は、バッテリセンサ１２の異常を診断する。診断部１２２による診断結果は、制御装置１６に出力され、制御装置１６が行う処理に用いられる。

具体的には、診断部１２２は、バッテリセンサ１２の異常を検出部１２１による検出結果に基づいて診断する。

例えば、診断部１２２は、バッテリ１１の電流の検出値、電圧の検出値、温度の検出値及びＳＯＣの検出値の少なくとも１つが過度に大きい又は小さい状態が基準時間以上に亘って継続した場合に、バッテリセンサ１２が異常であると診断する。診断部１２２は、例えば、検出値が通常想定される範囲外の値をとる場合に、当該検出値が過度に大きい又は小さいと判定する。なお、上記の基準時間は、例えば、バッテリセンサ１２が異常であるか否かを適切に診断し得る時間に適宜設定される。

また、例えば、診断部１２２は、バッテリ１１の電流の検出値、電圧の検出値、温度の検出値及びＳＯＣの検出値の少なくとも１つの変動量が過度に小さい状態が基準時間以上に亘って継続した場合に、バッテリセンサ１２が異常であると診断する。診断部１２２は、例えば、検出値の単位時間あたりの変動量が基準値以下である場合に、当該検出値の変動量が過度に小さいと判定する。なお、上記の基準時間は、例えば、バッテリセンサ１２が異常であるか否かを適切に診断し得る時間に適宜設定される。

なお、診断部１２２は、バッテリセンサ１２の異常を適切に診断する観点では、検出値の少なくとも１つが過度に大きい又は小さい状態が基準時間以上に亘って継続したことと、検出値の少なくとも１つの変動量が過度に小さい状態が基準時間以上に亘って継続したことの少なくとも一方が成立した場合に、バッテリセンサ１２が異常であると診断することが好ましい。

オルタネータ１３は、エンジン１４から出力される動力により駆動されて発電する。具体的には、オルタネータ１３は、エンジン１４の出力軸と接続されており、エンジン１４から出力される動力は、当該出力軸を介してオルタネータ１３に入力されるようになっている。また、オルタネータ１３には、図示しないレギュレータが設けられており、当該レギュレータの動作が制御されることによって、オルタネータ１３による発電電力の電圧及び電流が制御される。

なお、オルタネータ１３は、エンジン１４の出力軸と直接的に接続されていてもよく、例えばプーリ及びベルトを介して間接的に接続されていてもよい。また、オルタネータ１３は、車両の減速時に、車輪の回転エネルギを用いて発電（回生発電）することもできる。

制御装置１６は、演算処理装置であるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＣＰＵが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する記憶素子であるＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）及びＣＰＵの実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する記憶素子であるＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等で構成される。

また、制御装置１６は、電源システム１に搭載される各装置と通信を行う。制御装置１６と各装置との通信は、例えば、ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）通信を用いて実現される。

なお、本実施形態に係る制御装置１６が有する機能は複数の制御装置により少なくとも部分的に分割されてもよく、複数の機能が１つの制御装置によって実現されてもよい。制御装置１６が有する機能が複数の制御装置により少なくとも部分的に分割される場合、当該複数の制御装置は、ＣＡＮ等の通信バスを介して、互いに接続されてもよい。

例えば、図３に示されるように、制御装置１６は、取得部１６１と、制御部１６２とを備える。

取得部１６１は、制御装置１６が行う処理において用いられる各種情報を取得する。また、取得部１６１は、取得した情報を制御部１６２へ出力する。例えば、取得部１６１は、バッテリセンサ１２と通信することによって、バッテリセンサ１２から出力される各種情報を取得する。

制御部１６２は、主として、オルタネータ１３の動作を制御することによって、バッテリ１１の充電制御を行う。具体的には、制御部１６２は、オルタネータ１３のレギュレータの動作を制御することによって、オルタネータ１３による発電電力の電圧及び電流を制御することができる。それにより、バッテリ１１の充電が制御される。

制御部１６２は、バッテリセンサ１２の正常時において、バッテリセンサ１２の検出結果に基づいてバッテリ１１の充電を制御する通常充電制御を実行する。例えば、制御部１６２は、通常充電制御において、バッテリ１１の電流の検出値及び温度の検出値に基づいて、オルタネータ１３による発電電力の電流を制御する。また、例えば、制御部１６２は、通常充電制御において、バッテリ１１の電圧の検出値及び温度の検出値に基づいて、オルタネータ１３による発電電力の電圧を制御する。

ここで、制御部１６２は、通常充電制御において、バッテリ１１のＳＯＣの値を用いてバッテリ１１の充電を制御する。例えば、制御部１６２は、通常充電制御において、バッテリ１１のＳＯＣが目標ＳＯＣに近づくように、バッテリ１１の充電を制御する。通常充電制御において用いられるＳＯＣの値としては、例えば、バッテリセンサ１２のＳＯＣ検出部１２１ｄにより検出されるＳＯＣの検出値が用いられる。なお、通常充電制御において用いられるＳＯＣの値は制御装置１６側で取得されてもよく、その場合、例えば、制御装置１６は、バッテリセンサ１２の電流検出部１２１ａにより検出されるバッテリ１１の電流の検出値を積算することによってＳＯＣの値を取得し得る。

本実施形態に係る制御部１６２は、バッテリセンサ１２が異常であると判定された場合、バッテリセンサ１２の検出結果によらずにバッテリ１１の充電を優先するフェールセーフ制御を実行する。そして、本実施形態では、フェールセーフ制御が終了した後に制御部１６２により行われる充電制御によって、バッテリ１１を適切に充電することが可能となる。なお、フェールセーフ制御が終了した後における充電制御等の制御部１６２により行われる処理の詳細については、後述にて説明する。

＜２．制御装置の動作＞
続いて、図４～図７を参照して、本発明の実施形態に係る制御装置１６の動作について説明する。

図４は、本実施形態に係る制御装置１６が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。具体的には、図４に示される制御フローは、制御装置１６により通常充電制御が実行されているときに開始される。また、図４に示される制御フローは、例えば、電源システム１が起動した後において、繰り返される。

図４に示される制御フローが開始されると、まず、ステップＳ５１０において、制御部１６２は、バッテリセンサ１２が異常であるか否かを判定する。バッテリセンサ１２が異常であると判定された場合（ステップＳ５１０／ＹＥＳ）、ステップＳ５２０へ進む。一方、バッテリセンサ１２が正常であると判定された場合（ステップＳ５１０／ＮＯ）、ステップＳ５１０の判定処理が繰り返される。

例えば、制御部１６２は、バッテリセンサ１２の診断部１２２による診断結果に基づいて、バッテリセンサ１２が異常であるか否かを判定してもよい。ここで、制御部１６２は、バッテリセンサ１２の異常をより適切に判定する観点では、バッテリセンサ１２の診断部１２２による診断とは別に、バッテリセンサ１２の異常をバッテリセンサ１２の検出結果に基づいて診断し、バッテリセンサ１２の異常についてのバッテリセンサ１２側での診断結果及び制御装置１６側での診断結果の双方に基づいて、バッテリセンサ１２が異常であるか否かを判定することが好ましい。制御部１６２は、例えば、バッテリセンサ１２の診断部１２２による診断の処理と同様の処理を行うことによって、バッテリセンサ１２の異常を診断し得る。

以下、図５を参照して、バッテリセンサ１２の異常についてのバッテリセンサ１２側での診断結果及び制御装置１６側での診断結果の双方に基づいてバッテリセンサ１２が異常であるか否かの判定（以下、異常判定とも称する。）を行う場合における処理の例について、詳細に説明する。図５は、本実施形態に係る制御装置１６が行う異常判定に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。具体的には、図５に示される制御フローは、図４に示される制御フローにおけるステップＳ５１０の処理の例に相当する。

図５に示される制御フローが開始されると、まず、ステップＳ５１１において、制御部１６２は、バッテリセンサ１２が異常であるとバッテリセンサ１２側で診断されたか否かを判定する。バッテリセンサ１２が異常であるとバッテリセンサ１２側で診断されたと判定された場合（ステップＳ５１１／ＹＥＳ）、ステップＳ５１３へ進む。一方、バッテリセンサ１２が異常であるとバッテリセンサ１２側で診断されなかったと判定された場合（ステップＳ５１１／ＮＯ）、ステップＳ５１２へ進む。

ステップＳ５１１でＮＯと判定された場合、ステップＳ５１２において、制御部１６２は、バッテリセンサ１２が異常であると制御装置１６側で診断されたか否かを判定する。バッテリセンサ１２が異常であると制御装置１６側で診断されたと判定された場合（ステップＳ５１２／ＹＥＳ）、ステップＳ５１３へ進む。一方、バッテリセンサ１２が異常であると制御装置１６側で診断されなかったと判定された場合（ステップＳ５１２／ＮＯ）、ステップＳ５１４へ進む。

ステップＳ５１１又はステップＳ５１２でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ５１３において、制御部１６２は、バッテリセンサ１２が異常であると判定する。一方、ステップＳ５１２でＮＯと判定された場合、ステップＳ５１４において、制御部１６２は、バッテリセンサ１２が正常であると判定する。ステップＳ５１３又はステップＳ５１４の後、図５に示される制御フローは終了する。

以下、図４に示される制御フローにおけるステップＳ５２０以降の処理について説明する。

ステップＳ５１０でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ５２０において、制御部１６２は、フェールセーフ制御を実行する。フェールセーフ制御は、上述したように、バッテリセンサ１２の検出結果によらずにバッテリ１１の充電を優先する制御である。具体的には、制御部１６２は、フェールセーフ制御において、オルタネータ１３が駆動されているときに、オルタネータ１３に継続的に発電を行わせることによって、バッテリ１１を継続的に充電する。ここで、バッテリセンサ１２の異常時には、バッテリセンサ１２により検出されるバッテリ１１の各種状態量の検出値の信頼性は正常時と比較して低い状態になっているので、制御部１６２は、フェールセーフ制御において、オルタネータ１３の発電電力の電流及び電圧を予め設定されている目標値に制御する。

バッテリセンサ１２により検出されるバッテリ１１の各種状態量の検出値の信頼性が正常時と比較して低い状態になっている場合、バッテリセンサ１２の検出結果に基づいてバッテリ１１の充電を制御する通常充電制御を適切に行うことが困難となる。このような場合に、バッテリ１１の充電を禁止し、又は信頼性の低いバッテリ１１の電流の検出値に基づいて取得されるＳＯＣの値を用いて充電制御を行う場合、バッテリ１１の電力が枯渇するおそれがある。そこで、フェールセーフ制御を行うことによって、バッテリ１１の実ＳＯＣの低下を抑制することができ、バッテリ１１の電力が枯渇することを抑制することができる。

次に、ステップＳ５３０において、制御部１６２は、バッテリセンサ１２が正常であるか否かを判定する。バッテリセンサ１２が正常であると判定された場合（ステップＳ５３０／ＹＥＳ）、ステップＳ５４０へ進む。一方、バッテリセンサ１２が異常であると判定された場合（ステップＳ５３０／ＮＯ）、ステップＳ５２０に戻り、フェールセーフ制御が実行されている状態が継続される。

具体的には、制御部１６２は、ステップＳ５３０において、ステップＳ５１０の異常判定の処理と同様の処理を行うことによって、バッテリセンサ１２が正常であるか否かを判定する。

ステップＳ５３０でＹＥＳと判定された場合、制御部１６２は、フェールセーフ制御を終了し、ステップＳ５４０において、満充電制御を実行する。満充電制御は、バッテリ１１を満充電になるまで充電する制御である。具体的には、制御部１６２は、満充電制御において、オルタネータ１３が駆動されているときに、オルタネータ１３に継続的に発電を行わせることによって、バッテリ１１を継続的に充電する。ここで、バッテリセンサ１２の正常時には、バッテリセンサ１２により検出されるバッテリ１１の各種状態量の検出値の信頼性は低い状態から復帰しているので、制御部１６２は、満充電制御において、オルタネータ１３の発電電力の電流及び電圧をバッテリセンサ１２の検出結果に基づいて制御する。ゆえに、満充電制御では、フェールセーフ制御中と比較して、より適切にバッテリ１１を充電することができる。

次に、ステップＳ５５０において、制御部１６２は、バッテリ１１が満充電になったか否かを判定する。バッテリ１１が満充電になったと判定された場合（ステップＳ５５０／ＹＥＳ）、ステップＳ５６０へ進む。一方、バッテリ１１が満充電になっていないと判定された場合（ステップＳ５６０／ＮＯ）、ステップＳ５４０に戻り、満充電制御が実行されている状態が継続される。

ここで、バッテリ１１が満充電になったか否かを適切に判定する観点では、制御部１６２は、満充電制御において、バッテリセンサ１２により検出されるバッテリ１１の電圧の検出値及び電流の検出値に基づいて、バッテリ１１が満充電になったか否かを判定することが好ましい。

例えば、制御部１６２は、バッテリ１１の電圧の検出値が基準電圧値を超え、かつ、バッテリ１１の電流の検出値が基準電流値を下回る状態が基準時間以上に亘って継続した場合に、バッテリ１１が満充電になったと判定する。なお、上記の基準電流値は、例えば、バッテリ１１の充電が行われているか否かを適切に判定し得る値に適宜設定される。上記の基準電圧値は、例えば、バッテリ１１が満充電になっていない場合においてバッテリ１１を充電し得る程度にバッテリ１１の電圧が高いか否かを適切に判定し得る値に適宜設定される。上記の基準時間は、例えば、バッテリ１１が満充電になったか否かを適切に判定し得る時間に適宜設定される。

ステップＳ５５０でＹＥＳと判定された場合、制御部１６２は、満充電制御を終了し、ステップＳ５６０において、通常充電制御において用いられるＳＯＣの値を満充電に対応する値（例えば、１００％）に設定する。

次に、ステップＳ５７０において、制御部１６２は、通常充電制御を実行する。

次に、図４に示される制御フローは、終了する。

ここで、図６及び図７を参照して、参考例に係る制御装置及び本実施形態に係る制御装置１６による充電制御が行われる場合についての、バッテリ１１の実ＳＯＣの推移について説明する。

図６は、参考例に係る制御装置による充電制御が行われる場合における実ＳＯＣの推移の一例を示す模式図である。図６では、時刻Ｔ１１以前において正常であったバッテリセンサ１２が時刻Ｔ１１において異常となった後、時刻Ｔ１２において正常に戻る場合における実ＳＯＣの推移が実線により示されている。

参考例に係る制御装置は、本実施形態に係る制御装置１６と同様に、バッテリセンサ１２の正常時において、バッテリセンサ１２の検出結果に基づいてバッテリ１１の充電を制御する通常充電制御を実行する。具体的には、通常充電制御において、バッテリ１１のＳＯＣが目標ＳＯＣに近づくように、バッテリ１１の充電が制御される。また、参考例に係る制御装置は、本実施形態に係る制御装置１６と同様に、バッテリセンサ１２が異常であると判定された場合、バッテリセンサ１２の検出結果によらずにバッテリ１１の充電を優先するフェールセーフ制御を実行する。

一方、参考例に係る制御装置は、本実施形態に係る制御装置１６と異なり、フェールセーフ制御が終了した際に、満充電制御を実行せずに、通常充電制御を実行する。

図６に示されるように、時刻Ｔ１１以前において、通常充電制御が実行されており、実ＳＯＣは、目標ＳＯＣの近傍の値に維持されている。ここで、時刻Ｔ１１において、バッテリセンサ１２が異常であると判定されることに伴い、フェールセーフ制御が実行される。それにより、時刻Ｔ１１以降において、バッテリセンサ１２の検出結果によらずにバッテリ１１の充電が行われる。ここで、時刻Ｔ１１以降において、バッテリセンサ１２により検出されるバッテリ１１の各種状態量の検出値の信頼性は正常時と比較して低い状態になっているので、フェールセーフ制御中に実ＳＯＣの値を適切に取得することは困難となる。

その後、時刻Ｔ１２において、バッテリセンサ１２が正常であると判定されることに伴い、通常充電制御が実行される。ここで、参考例では、例えば、通常充電制御において用いられるＳＯＣの値として、直前の通常充電制御の終了時である時刻Ｔ１１の値を適用し、時刻Ｔ１２から通常充電制御を再開する。図６では、時刻Ｔ１２以降での通常充電制御において用いられるＳＯＣの値が破線によって示されている。

しかしながら、図６に示されるように、フェールセーフ制御の開始時と終了時における実ＳＯＣの値は必ずしも一致しない。例えば、バッテリセンサ１２が異常となった状態で車両を駐車させ、その後、走行を再開する際にバッテリセンサ１２が正常に戻っていた場合、駐車時の自然放電等に起因して、フェールセーフ制御の終了時（つまり、走行を再開する時）における実ＳＯＣの値がフェールセーフ制御の開始時と比較して低くなり得る。ゆえに、参考例では、フェールセーフ制御が終了した後に行われる通常充電制御において用いられるＳＯＣの値が実ＳＯＣの値から乖離する場合がある。その場合、バッテリを適切に充電することが困難となる。例えば、図６に示される例では、フェールセーフ制御が終了した後に行われる通常充電制御において用いられるＳＯＣの値が実ＳＯＣの値より高くなっていることに起因して、時刻Ｔ１２以降において、実ＳＯＣが目標ＳＯＣより低い値に維持されてしまっている。

図７は、本実施形態に係る制御装置１６による充電制御が行われる場合における実ＳＯＣの推移の一例を示す模式図である。図７では、図６に示される例と同様に、時刻Ｔ１１以前において正常であったバッテリセンサ１２が時刻Ｔ１１において異常となった後、時刻Ｔ１２において正常に戻る場合における実ＳＯＣの推移が実線により示されている。なお、図７に示される例では、時刻Ｔ１２までにおける実ＳＯＣの推移は図６に示される例と同様である。

上述したように、本実施形態では、制御部１６２は、フェールセーフ制御が終了した際、バッテリ１１を満充電になるまで充電する満充電制御を実行し、満充電制御が終了した際、通常充電制御において用いられるバッテリ１１のＳＯＣの値を満充電に対応する値に設定した後に、通常充電制御を実行する。

本実施形態では、図７に示されるように、時刻Ｔ１２において、フェールセーフ制御が終了することに伴い、満充電制御が実行される。それにより、時刻Ｔ１２以降において、実ＳＯＣが上昇する。その後、時刻Ｔ１３において、バッテリ１１が満充電となったと判定されることに伴って満充電制御が終了する。ここで、本実施形態では、時刻Ｔ１３において、通常充電制御において用いられるバッテリ１１のＳＯＣの値が満充電に対応する値（例えば、１００％）に設定された後に、通常充電制御が実行される。

上記のように、本実施形態では、時刻Ｔ１３において、満充電制御が終了した際に通常充電制御において用いられるバッテリ１１のＳＯＣの値が満充電に対応する値に設定されるので、フェールセーフ制御が終了した後に行われる通常充電制御において用いられるＳＯＣの値が実ＳＯＣの値から乖離することを抑制することができる。それにより、図７に示されるように、時刻Ｔ１３以降において、時刻Ｔ１１以前と同様に、実ＳＯＣを目標ＳＯＣの近傍の値に維持することができる。

＜３．制御装置の効果＞
続いて、本発明の実施形態に係る制御装置１６の効果について説明する。

本実施形態に係る制御装置１６では、制御部１６２は、バッテリセンサ１２が異常であると判定された場合、バッテリセンサ１２の検出結果によらずにバッテリ１１の充電を優先するフェールセーフ制御を実行する。そして、制御部１６２は、フェールセーフ制御が終了した際、バッテリ１１を満充電になるまで充電する満充電制御を実行する。そして、制御部１６２は、満充電制御が終了した際、通常充電制御において用いられるバッテリ１１のＳＯＣの値を満充電に対応する値に設定した後に、通常充電制御を実行する。それにより、フェールセーフ制御が終了した後に行われる通常充電制御において用いられるＳＯＣの値が実ＳＯＣの値から乖離することを抑制することができる。ゆえに、バッテリ１１を適切に充電することができる。

また、本実施形態に係る制御装置１６では、制御部１６２は、通常充電制御において、バッテリ１１のＳＯＣが目標ＳＯＣに近づくように、バッテリ１１の充電を制御することが好ましい。それにより、バッテリセンサ１２の正常時に、バッテリ１１の電力が枯渇することを抑制しつつ、バッテリ１１の充電のために過度に発電が行われることを抑制することができる。ゆえに、例えば、電源システム１が搭載される車両の燃費を向上させることができる。本実施形態では、通常充電制御において、例えば上記のようにＳＯＣの値を用いてバッテリ１１の充電が制御されるので、フェールセーフ制御が終了した後に行われる通常充電制御において用いられるＳＯＣの値が実ＳＯＣの値から乖離することを抑制することによって、バッテリ１１を適切に充電することが実現される。

また、本実施形態に係る制御装置１６では、制御部１６２は、満充電制御において、バッテリセンサ１２により検出されるバッテリ１１の電圧の検出値及び電流の検出値に基づいて、バッテリ１１が満充電になったか否かを判定することが好ましい。それにより、信頼性が低い状態から復帰しているバッテリセンサ１２の検出結果を適切に用いることによって、バッテリ１１が満充電になったか否かを適切に判定することができる。

また、本実施形態に係る制御装置１６では、制御部１６２は、バッテリセンサ１２の診断部１２２による診断とは別に、バッテリセンサ１２の異常をバッテリセンサ１２の検出結果に基づいて診断し、バッテリセンサ１２の異常についてのバッテリセンサ１２側での診断結果及び制御装置１６側での診断結果の双方に基づいて、バッテリセンサ１２が異常であるか否かを判定することが好ましい。ここで、例えば、バッテリセンサ１２側での診断で用いられる基準値（例えば、検出値が過度に大きい又は小さいかの判定に用いられる閾値等）と制御装置１６側での診断で用いられる基準値とは、互いに異なる場合がある。ゆえに、例えば、バッテリセンサ１２の異常についてのバッテリセンサ１２側での診断結果のみに基づいてバッテリセンサ１２が異常であるか否かを判定する場合と比較して、バッテリセンサ１２が異常であるか否かの判定における精度を向上させることができる。ゆえに、バッテリセンサ１２が異常であるか否かを適切に判定することができる。

＜４．むすび＞
以上説明したように、本実施形態に係る制御装置１６では、制御部１６２は、フェールセーフ制御が終了した際、バッテリ１１を満充電になるまで充電する満充電制御を実行し、満充電制御が終了した際、通常充電制御において用いられるバッテリ１１のＳＯＣの値を満充電に対応する値に設定した後に、通常充電制御を実行する。それにより、フェールセーフ制御が終了した後に行われる通常充電制御において用いられるＳＯＣの値が実ＳＯＣの値から乖離することを抑制することができるので、バッテリ１１を適切に充電することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしもフローチャートに示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。

また、例えば、上記では、電源システム１が搭載される車両がエンジン１４を駆動源として走行する車両である例について説明したが、本発明に係る制御装置を備える電源システムが搭載される車両は、このような例に特に限定されない。例えば、本発明に係る制御装置を備える電源システムが搭載される車両は、駆動源としてエンジン及びモータを有するハイブリッド車両であってもよい。

１電源システム
１１バッテリ
１２バッテリセンサ
１３オルタネータ
１４エンジン
１５補機
１６制御装置
１２１検出部
１２１ａ電流検出部
１２１ｂ電圧検出部
１２１ｃ温度検出部
１２１ｄＳＯＣ検出部
１２２診断部
１６１取得部
１６２制御部

Claims

バッテリと、
前記バッテリの状態量を検出するバッテリセンサと、
前記バッテリに供給される電力を発電する発電機と、
を備える電源システムの制御装置であって、
前記発電機の動作を制御することによって、前記バッテリセンサの検出結果に基づいて前記バッテリの充電を制御する通常充電制御を実行する制御部を有し、
前記制御部は、
前記バッテリセンサが異常であると判定された場合、前記バッテリセンサの検出結果によらずに前記バッテリの充電を優先するフェールセーフ制御を実行し、
前記フェールセーフ制御において、前記発電機の発電電力の電流及び電圧を予め設定されている目標値に制御し、
前記フェールセーフ制御の実行中に前記バッテリセンサが正常であると判定された場合、前記フェールセーフ制御を終了して、前記バッテリを満充電になるまで充電する満充電制御を実行し、
前記満充電制御が終了した際、前記通常充電制御において用いられる前記バッテリの残存容量の値を満充電に対応する値に設定した後に、前記通常充電制御を実行し、
前記満充電制御において、前記バッテリセンサにより検出される前記バッテリの電圧の検出値及び電流の検出値に基づいて、前記バッテリが満充電になったか否かを判定する、
電源システムの制御装置。
前記制御部は、前記通常充電制御において、前記バッテリの残存容量が目標残存容量に近づくように、前記バッテリの充電を制御する、
請求項１に記載の電源システムの制御装置。
前記バッテリセンサは、前記バッテリセンサの異常を前記バッテリセンサの検出結果に基づいて診断する診断部を有し、
前記制御部は、
前記バッテリセンサの前記診断部による診断とは別に、前記バッテリセンサの異常を前記バッテリセンサの検出結果に基づいて診断し、
前記バッテリセンサの異常についての前記バッテリセンサ側での診断結果及び前記制御装置側での診断結果の双方に基づいて、前記バッテリセンサが異常であるか否かを判定する、
請求項１又は２に記載の電源システムの制御装置。
前記電源システムは、車両に搭載され、エンジンを備え、
前記発電機は、前記エンジンから出力される動力により駆動されて発電するオルタネータである、
請求項１～３のいずれか一項に記載の電源システムの制御装置。