本發(fā)明涉及搭載于車輛的車輛用電源裝置。

背景技術(shù)：

作為搭載于車輛的車輛用電源裝置，提出了在車輛減速時(shí)使電動(dòng)發(fā)電機(jī)再生發(fā)電的電源裝置(參照專利文獻(xiàn)1)。這樣的電源裝置多數(shù)情況下將通過電動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電而得的電力不僅向鉛電池充電還向鋰離子電池充電。由此，能夠高效地回收車輛減速時(shí)的再生電力，能夠提高車輛的能效。

另外，與發(fā)動(dòng)機(jī)連結(jié)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)不僅在車輛減速時(shí)進(jìn)行再生發(fā)電，多數(shù)情況下，還在發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)時(shí)作為起動(dòng)電機(jī)被驅(qū)動(dòng)或者從降低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載的觀點(diǎn)出發(fā)在車輛加速時(shí)被驅(qū)動(dòng)。這樣，可以通過積極地利用電動(dòng)發(fā)電機(jī)來提高車輛的能效。并且，為了實(shí)現(xiàn)能量的進(jìn)一步高效率化，近年，電動(dòng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電性能、輸出性能有提高的趨勢(shì)。

現(xiàn)有技術(shù)文件

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2014-36557號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

然而，提高電動(dòng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電性能、輸出性能是在電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生異常的情況下，導(dǎo)致電動(dòng)發(fā)電機(jī)的過度的發(fā)電以及過度地增加電動(dòng)發(fā)電機(jī)的輸出的重要因素。因此，謀求在電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生異常的情況下，迅速地停止電動(dòng)發(fā)電機(jī)。

因此，考慮在電動(dòng)發(fā)電機(jī)中安裝自我診斷功能，并且監(jiān)視電動(dòng)發(fā)電機(jī)的工作狀況，由此根據(jù)需要停止電動(dòng)發(fā)電機(jī)。然而，在電動(dòng)發(fā)電機(jī)中安裝自我診斷功能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)控制器的高功能化并且成為增加車輛用電源裝置的成本的重要因素。

本發(fā)明的目的在于降低車輛用電源裝置的成本。

技術(shù)方案

本發(fā)明的車輛用電源裝置是安裝在車輛上的車輛用電源裝置，具有：電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其與發(fā)動(dòng)機(jī)連結(jié)；蓄電體，其與所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)連接；開關(guān)，其被控制為使所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)與所述蓄電體連接的導(dǎo)通狀態(tài)或使所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)與所述蓄電體斷開的斷路狀態(tài)；異常檢測(cè)部，其與所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)分開設(shè)置，檢測(cè)所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的異常；以及開關(guān)控制部，其與所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)分開設(shè)置，在檢測(cè)到所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)的異常的情況下，以從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換到斷路狀態(tài)的方式控制所述開關(guān)。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，具有：與電動(dòng)發(fā)電機(jī)分開設(shè)置并且檢測(cè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)的異常的異常檢測(cè)部；以及與電動(dòng)發(fā)電機(jī)分開設(shè)置并且在檢測(cè)到電動(dòng)發(fā)電機(jī)異常的情況下，以從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換到斷路狀態(tài)的方式控制開關(guān)的開關(guān)控制部。由此，在檢測(cè)到電動(dòng)發(fā)電機(jī)的異常的情況下，能夠迅速停止電動(dòng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電、動(dòng)力運(yùn)行。另外，異常檢測(cè)部以及開關(guān)控制部與電動(dòng)發(fā)電機(jī)分開設(shè)置，因此能夠簡(jiǎn)單地構(gòu)成電動(dòng)發(fā)電機(jī)，能夠降低車輛用電源裝置的成本。

附圖說明

圖1是表示具備作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的車輛用電源裝置的車輛的構(gòu)成例的示意圖。

圖2是表示車輛用電源裝置的構(gòu)成例的電路圖。

圖3是簡(jiǎn)單地表示車輛用電源裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖4是表示電池的端子電壓與充電狀態(tài)的關(guān)系的線圖。

圖5是表示電動(dòng)發(fā)電機(jī)的控制狀況與鋰離子電池的充電狀態(tài)的隨時(shí)間變化的時(shí)序圖。

圖6是表示車輛用電源裝置的電力供給狀況的說明圖。

圖7是表示車輛用電源裝置的電力供給狀況的說明圖。

圖8是表示車輛用電源裝置的電力供給狀況的說明圖。

圖9是表示車輛用電源裝置的電力供給狀況的說明圖。

圖10是表示車輛用電源裝置的電力供給狀況的說明圖。

圖11是表示故障保險(xiǎn)控制的執(zhí)行狀況的一個(gè)例子的流程圖。

圖12是表示車輛用電源裝置的電力供給狀況的說明圖。

圖13是表示車輛用電源裝置的電力供給狀況的說明圖。

圖14是表示車輛用電源裝置的電力供給狀況的說明圖。

符號(hào)說明

10：車輛用電源裝置

12：發(fā)動(dòng)機(jī)

16：電動(dòng)發(fā)電機(jī)

21：起動(dòng)電機(jī)(電負(fù)載)

27：鋰離子電池(蓄電體，第1蓄電體)

28：鉛電池(蓄電體，第2蓄電體)

29：正極線(第1通電路徑)

30：正極線(第2通電路徑)

31：正極線(第3通電路徑)

32：連接點(diǎn)

37：正極線(第4通電路徑)

38：瞬低保護(hù)負(fù)載(電負(fù)載)

39：車體負(fù)載(電負(fù)載)

50：控制單元

60：異常檢測(cè)部

61：開關(guān)控制部

sw1：開閉開關(guān)(開關(guān)、第1開關(guān))

sw2：開閉開關(guān)(開關(guān)、第2開關(guān))

vmax：上限電壓(電壓閾值)

ix：規(guī)定電流(電流閾值)

i_pb：充放電電流(放電電流)

i_lib：充放電電流(放電電流)

具體實(shí)施方式

以下，基于附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是表示具備作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的車輛用電源裝置10的車輛11的構(gòu)成例的示意圖。如圖1所示，車輛11中安裝有具備發(fā)動(dòng)機(jī)12的動(dòng)力單元13。發(fā)動(dòng)機(jī)12的曲柄軸14經(jīng)由傳動(dòng)帶機(jī)構(gòu)15與電動(dòng)發(fā)電機(jī)16連結(jié)。這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)12與電動(dòng)發(fā)電機(jī)16機(jī)械連結(jié)。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)12經(jīng)由扭矩轉(zhuǎn)換器17與變速機(jī)構(gòu)18連結(jié)，變速機(jī)構(gòu)18經(jīng)由差動(dòng)機(jī)構(gòu)19等與車輪20連結(jié)。并且，動(dòng)力單元13中設(shè)有使曲柄軸14起動(dòng)旋轉(zhuǎn)的起動(dòng)電機(jī)21。

電動(dòng)發(fā)電機(jī)16是所謂的isg(起動(dòng)發(fā)電一體機(jī)：integratedstartergenerator)，不僅作為由曲柄軸14驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電機(jī)而發(fā)揮功能，還作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)曲柄軸14的電動(dòng)機(jī)發(fā)揮功能。電動(dòng)發(fā)電機(jī)16具有：具備定子線圈的定子22和具備勵(lì)磁線圈的轉(zhuǎn)子23。另外，在電動(dòng)發(fā)電機(jī)16中，為了控制定子線圈、勵(lì)磁線圈的通電狀態(tài)，設(shè)有具備逆變器、穩(wěn)壓器以及微型計(jì)算機(jī)等的isg控制器24。并且，在電動(dòng)發(fā)電機(jī)16中，設(shè)有檢測(cè)發(fā)電電壓的電壓傳感器25、檢測(cè)發(fā)電電流的電流傳感器26。通過由isg控制器24控制勵(lì)磁線圈、定子線圈的通電狀態(tài)，從而能夠控制作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮功能的電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電壓、發(fā)電電流。另外，通過由isg控制器24控制勵(lì)磁線圈、定子線圈的通電狀態(tài)，從而能夠控制作為電動(dòng)機(jī)發(fā)揮功能的電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的驅(qū)動(dòng)扭矩、轉(zhuǎn)速。

接著，對(duì)車輛用電源裝置10的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。圖2是表示車輛用電源裝置10的構(gòu)成例的電路圖。圖3是簡(jiǎn)單地表示車輛用電源裝置10的結(jié)構(gòu)的電路圖。如圖1～圖3所示，車輛用電源裝置10具有作為第1蓄電體(蓄電體)的鋰離子電池27、作為以并聯(lián)的方式與該鋰離子電池27連接的第2蓄電體(蓄電體)的鉛電池28。鋰離子電池27與鉛電池28相互并聯(lián)地與電動(dòng)發(fā)電機(jī)16電連接。

鋰離子電池27的正極端子27a與正極線(第1通電路徑)29連接，鉛電池28的正極端子28a與正極線(第2通電路徑)30連接。另外，輸出發(fā)電電流的電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的正極端子16a與正極線(第3通電路徑)31連接。這些正極線29～31經(jīng)由連接點(diǎn)32相互連接。并且，鋰離子電池27的負(fù)極端子27b與負(fù)極線33連接，鉛電池28的負(fù)極端子28b與負(fù)極線34連接。另外，電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的負(fù)極端子16b與負(fù)極線35連接。這些負(fù)極線33～35與基準(zhǔn)電位點(diǎn)36連接。

在與鋰離子電池27連接的負(fù)極線33上設(shè)有作為第1開關(guān)(開關(guān))的開閉開關(guān)sw1。另外，在與鉛電池28連接的正極線30上設(shè)有作為第2開關(guān)(開關(guān))的開閉開關(guān)sw2。這些開閉開關(guān)sw1、sw2是由mosfet等半導(dǎo)體元件構(gòu)成的半導(dǎo)體開關(guān)。作為該半導(dǎo)體開關(guān)例如可以使用由相互并聯(lián)的多個(gè)半導(dǎo)體元件構(gòu)成的半導(dǎo)體開關(guān)。這樣的開閉開關(guān)sw1、sw2可以動(dòng)作為閉合狀態(tài)即導(dǎo)通狀態(tài)(on狀態(tài))或打開狀態(tài)即斷路狀態(tài)(off狀態(tài))。

即，開閉開關(guān)sw1切換為使電動(dòng)發(fā)電機(jī)16與鋰離子電池27電連接的導(dǎo)通狀態(tài)或使電動(dòng)發(fā)電機(jī)16與鋰離子電池27電斷開的斷路狀態(tài)。同樣地，開閉開關(guān)sw2切換為使電動(dòng)發(fā)電機(jī)16與鉛電池28電連接的導(dǎo)通狀態(tài)或使電動(dòng)發(fā)電機(jī)16與鉛電池28電斷開的斷路狀態(tài)。應(yīng)予說明，在圖示的例中，在鋰離子電池27的負(fù)極線33上設(shè)置開閉開關(guān)sw1，但不限于此。例如，如圖3中點(diǎn)劃線所示，也可以針對(duì)鋰離子電池27的正極線29設(shè)置開閉開關(guān)sw1。

另外，正極線30經(jīng)由正極線(第4通電路徑)37與瞬低保護(hù)負(fù)載38、車體負(fù)載39以及起動(dòng)電機(jī)21等連接。即，鉛電池28的正極端子28a經(jīng)由正極線37與瞬低保護(hù)負(fù)載38、車體負(fù)載39以及起動(dòng)電機(jī)21等電負(fù)載連接。另外，正極線30上設(shè)有保護(hù)瞬低保護(hù)負(fù)載38、車體負(fù)載39以及起動(dòng)電機(jī)21等的熔斷器40。應(yīng)予說明，瞬低保護(hù)負(fù)載38是指怠速熄火控制的發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)時(shí)使工作狀態(tài)持續(xù)所需要的電負(fù)載。作為瞬低保護(hù)負(fù)載38，可以列舉出發(fā)動(dòng)機(jī)輔助單元、制動(dòng)器致動(dòng)器、動(dòng)力轉(zhuǎn)向致動(dòng)器、儀器面板、各種控制器等。另外，車體負(fù)載39是指怠速熄火控制的發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)時(shí)允許瞬間的停止?fàn)顟B(tài)的電負(fù)載。作為車體負(fù)載39可以例舉出后視鏡電機(jī)、電動(dòng)窗電機(jī)，散熱器風(fēng)扇電機(jī)等。

如圖1以及圖2所示，在車輛用電源裝置10中，由鋰離子電池27以及電動(dòng)發(fā)電機(jī)16構(gòu)成第1電源電路41。另外，在車輛用電源裝置10中，由鉛電池28、瞬低保護(hù)負(fù)載38、車體負(fù)載39以及起動(dòng)電機(jī)21等構(gòu)成第2電源電路42。并且，第1電源電路41與第2電源電路42經(jīng)由開閉開關(guān)sw2連接。應(yīng)予說明，設(shè)置在第1電源電路41的開閉開關(guān)sw1作為使鋰離子電池27從車輛用電源裝置10電斷開的開關(guān)而發(fā)揮功能。另外，在車輛用電源裝置10上設(shè)置有電池模塊43，在該電池模塊43組裝有鋰離子電池27以及開閉開關(guān)sw1。

在電池模塊43設(shè)有檢測(cè)鋰離子電池27的電流、電壓、溫度等的電池傳感器44。另外，電池模塊43中，為了控制開閉開關(guān)sw1的工作狀態(tài)，設(shè)有具備驅(qū)動(dòng)電路部、微型計(jì)算機(jī)等的電池控制器45。電池控制器45基于來自后述的控制單元50的控制信號(hào)，對(duì)開閉開關(guān)sw1進(jìn)行開閉控制。另外，電池控制器45在檢測(cè)到鋰離子電池27的過度的充放電電流、溫度上升的情況下，打開開閉開關(guān)sw1而使鋰離子電池27從車輛用電源裝置10斷開。

圖2所示，車輛用電源裝置10具有控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)16、電池模塊43以及開閉開關(guān)sw2等的控制單元50。控制單元50具有通過控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電壓等來控制鋰離子電池27的充放電的功能。即，控制單元50基于來自其它控制器、傳感器的輸入信號(hào)，判定鋰離子電池27的充電狀態(tài)、加速踏板以及制動(dòng)踏板的操作狀況。并且，控制單元50基于鋰離子電池27的充電狀態(tài)、車體負(fù)載39等的消耗電流，控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電壓以及發(fā)電電流，并且控制鋰離子電池27的充放電。應(yīng)予說明，控制單元50通過向isg控制器24輸出控制信號(hào)來控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電壓以及發(fā)電電流。

另外，控制單元50具有控制發(fā)動(dòng)機(jī)12的停止、再起動(dòng)的功能?？刂茊卧?0基于來自其他控制器、傳感器的輸入信號(hào)，判定發(fā)動(dòng)機(jī)12的停止條件、起動(dòng)條件。并且，控制單元50在停止條件成立的情況下自動(dòng)地停止發(fā)動(dòng)機(jī)12，另一方面，在起動(dòng)條件成立的情況下自動(dòng)地再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)12。作為發(fā)動(dòng)機(jī)12的停止條件，例如可以列舉出車速在規(guī)定車速以下并且制動(dòng)踏板被踩下的情況。另外，作為發(fā)動(dòng)機(jī)12的起動(dòng)條件，例如可以例舉出制動(dòng)踏板的踩下被解除的情況，或加速踏板被踩下的情況。

作為與控制單元50連接的傳感器，存在檢測(cè)鉛電池28的充放電電流、充電狀態(tài)等的電池傳感器51、檢測(cè)加速踏板的踩下量的加速傳感器52、檢測(cè)制動(dòng)踏板的踩下量的制動(dòng)傳感器53。另外，作為與控制單元50連接的傳感器，存在檢測(cè)作為車輛11的行駛速度的車速的車速傳感器54、在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)被手動(dòng)操作的啟動(dòng)開關(guān)55等。另外，電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電壓、發(fā)電電流、發(fā)電扭矩、驅(qū)動(dòng)扭矩等從isg控制器24輸入到控制單元50。同樣地，鋰離子電池27的充放電電流、充電狀態(tài)、開閉開關(guān)sw1的工作狀態(tài)等從電池控制器45輸入到控制單元50。并且，在控制單元50連接有將車輛用電源裝置10的異常通知給車上人員的警告燈56。

應(yīng)予說明，在控制單元50中設(shè)有由cpu、rom、ram等構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)、針對(duì)各種致動(dòng)器生成控制電流的驅(qū)動(dòng)電路等。另外，控制單元50、電動(dòng)發(fā)電機(jī)16以及電池模塊43等經(jīng)由can、lin等車載網(wǎng)絡(luò)57相互連接。另外，如圖1所示，控制單元50與正極線37連接，在控制單元50作為電源而連接有鉛電池28。

(電池的電壓特性)

接著，對(duì)鋰離子電池27以及鉛電池28的電壓特性進(jìn)行說明。圖4使表示電池的端子電壓與充電狀態(tài)soc的關(guān)系的線圖。應(yīng)予說明，充電狀態(tài)soc(stateofcharge)是表示電池的充電程度的值，是蓄電量相對(duì)于電池的設(shè)計(jì)容量之比。另外，圖4所示的端子電壓v_lib、端子電壓v_pb是指電流未流過時(shí)的電池電壓即開放端電壓。另外，圖4所示的附圖標(biāo)記gh表示電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的最大發(fā)電電壓。

如圖4所示，鋰離子電池27的端子電壓v_lib設(shè)定得比鉛電池28的端子電壓v_pb高。即，鋰離子電池27的充放電范圍x1中的下限電壓la設(shè)定得比鉛電池28的充放電范圍x2中的上限電壓hb高。另外，鋰離子電池27的端子電壓v_lib設(shè)定得比鉛電池28的充電電壓上限(例如，16v)低。即，鋰離子電池27的充放電范圍x1中的上限電壓ha設(shè)定得比鉛電池28的充電電壓上限低。由此，即使在鋰離子電池27與鉛電池28并聯(lián)連接的情況下，也能夠避免由鋰離子電池27引起的鉛電池28的過充電，能夠避免鉛電池28的劣化。應(yīng)予說明，充電電壓上限是指從抑制蓄電體的劣化的觀點(diǎn)出發(fā)，按照蓄電體的種類設(shè)定的充電電壓的上限值。

另外，如圖4所示，由于鋰離子電池27的循環(huán)性能優(yōu)異，因此對(duì)鋰離子電池27設(shè)定了寬的充放電范圍x1。另一方面，對(duì)于鉛電池28，從防止電池劣化的觀點(diǎn)出發(fā)，設(shè)定了充滿電附近的窄的充放電范圍x2。并且，鋰離子電池27的內(nèi)部電阻設(shè)定得比鉛電池28的內(nèi)部電阻小。

(鋰離子電池的充放電控制)

接著，對(duì)使用電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的鋰離子電池27的充放電控制進(jìn)行說明。圖5是表示電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的控制狀況與鋰離子電池27的充電狀態(tài)s_lib的隨時(shí)間變化的時(shí)序圖。另外，圖6～圖8是表示車輛用電源裝置10的電力供給狀況的說明圖。在圖6中示出將電動(dòng)發(fā)電機(jī)16控制為燃燒發(fā)電狀態(tài)或者再生發(fā)電狀態(tài)時(shí)的狀況，在圖7中示出將電動(dòng)發(fā)電機(jī)16控制為再生待機(jī)電狀態(tài)時(shí)的狀況。另外，在圖8中示出將電動(dòng)發(fā)電機(jī)16控制為發(fā)電停止?fàn)顟B(tài)時(shí)的狀況。

首先，在圖5中如附圖標(biāo)記a1所示，對(duì)鋰離子電池27的充電狀態(tài)s_lib小于規(guī)定值sb(例如30％)的情況，即位于充電區(qū)域的情況進(jìn)行說明。在充電狀態(tài)s_lib位于充電區(qū)域的情況下，對(duì)鋰離子電池27進(jìn)行充電，因此電動(dòng)發(fā)電機(jī)16被控制為燃燒發(fā)電狀態(tài)。應(yīng)予說明，電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的燃燒發(fā)電狀態(tài)是指通過發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力使電動(dòng)發(fā)電機(jī)16發(fā)電來將供給到發(fā)動(dòng)機(jī)12的燃料的熱能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電狀態(tài)。在將電動(dòng)發(fā)電機(jī)16控制為燃燒發(fā)電狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電壓v_isg被控制為比鋰離子電池27的端子電壓v_lib高的規(guī)定電壓va(附圖標(biāo)記b1)。由此，圖6中如黑粗箭頭所示，電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電流供給到鋰離子電池27以及車體負(fù)載39等。應(yīng)予說明，在將電動(dòng)發(fā)電機(jī)16控制為燃燒發(fā)電狀態(tài)時(shí)，開閉開關(guān)sw1、sw2保持為導(dǎo)通狀態(tài)。

接著，在圖5中如附圖標(biāo)記a2所示，對(duì)鋰離子電池27的充電狀態(tài)s_lib大于規(guī)定值sb并且小于規(guī)定值sa(例如40％)的情況，即位于再生待機(jī)區(qū)域的情況進(jìn)行說明。在充電狀態(tài)s_lib位于再生待機(jī)區(qū)域的情況下，為了抑制電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電流并且等待再生發(fā)電的機(jī)會(huì)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)16被控制為再生待機(jī)狀態(tài)。在將電動(dòng)發(fā)電機(jī)16控制為再生待機(jī)狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電壓v_isg被控制為比鋰離子電池27的端子電壓v_lib低并且比鉛電池28的端子電壓v_pb高的規(guī)定電壓vb(附圖標(biāo)記b2)。由此，在圖7中如黑粗箭頭所示，電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電流以提供車體負(fù)載39等的消耗電流的方式被供給到第2電源電路42。另外，使電動(dòng)發(fā)電機(jī)16處于再生待機(jī)狀態(tài)，鋰離子電池27的充放電電流被控制為大致“0”。應(yīng)予說明，將電動(dòng)發(fā)電機(jī)16控制為再生待機(jī)狀態(tài)時(shí)，開閉開關(guān)sw1、sw2保持為導(dǎo)通狀態(tài)。

接著，在圖5中如附圖標(biāo)記a3所示，對(duì)鋰離子電池27的充電狀態(tài)s_lib大于規(guī)定值sa的情況，即處于放電區(qū)域的情況進(jìn)行說明。在充電狀態(tài)s_lib位于放電區(qū)域的情況下，為了使儲(chǔ)存在鋰離子電池27的電力積極地放電，從而電動(dòng)發(fā)電機(jī)16被控制為發(fā)電停止?fàn)顟B(tài)。在將電動(dòng)發(fā)電機(jī)16控制為發(fā)電停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電壓v_isg被控制為比鋰離子電池27的端子電壓v_lib低的“0”(附圖標(biāo)記b4)。由此，圖8中如黑粗箭頭所示，鋰離子電池27的放電電流以提供車體負(fù)載39等的消耗電流的方式被供給到第2電源電路42。應(yīng)予說明，將電動(dòng)發(fā)電機(jī)16控制為發(fā)電停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，開閉開關(guān)sw1、sw2被保持為導(dǎo)通狀態(tài)。

這樣，電動(dòng)發(fā)電機(jī)16基于鋰離子電池27的充電狀態(tài)s_lib，被控制為燃燒發(fā)電狀態(tài)、再生待機(jī)狀態(tài)或者發(fā)電停止?fàn)顟B(tài)，但從提高車輛11的能效從而提高燃料消耗性能的觀點(diǎn)出發(fā)，在車輛減速時(shí)電動(dòng)發(fā)電機(jī)16被控制為再生發(fā)電狀態(tài)。應(yīng)予說明，電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的再生發(fā)電狀態(tài)是指通過在車輛減速時(shí)使電動(dòng)發(fā)電機(jī)16發(fā)電來將車輛11的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電狀態(tài)。是否執(zhí)行該電動(dòng)發(fā)電機(jī)16進(jìn)行的再生發(fā)電，是基于加速踏板、制動(dòng)踏板的操作狀況等確定的。例如，在加速踏板的踩下被解除的車輛減速時(shí)、制動(dòng)踏板被踩下的車輛減速時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)16被控制為再生發(fā)電狀態(tài)。另一方面，在加速踏板被踩下的情況、制動(dòng)踏板的踩下被解除的情況下，電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的再生發(fā)電狀態(tài)被解除。應(yīng)予說明，若電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的再生發(fā)電狀態(tài)被解除，則電動(dòng)發(fā)電機(jī)16基于解除時(shí)刻的充電狀態(tài)s_lib被控制為燃燒發(fā)電狀態(tài)、再生待機(jī)狀態(tài)或者發(fā)電停止?fàn)顟B(tài)。

例如，在圖5中如附圖標(biāo)記c1所示，若制動(dòng)踏板被踩下，則電動(dòng)發(fā)電機(jī)16被控制為再生發(fā)電狀態(tài)。將電動(dòng)發(fā)電機(jī)16控制為再生發(fā)電狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電壓v_isg被控制為比鋰離子電池27的端子電壓v_lib高的規(guī)定電壓vb(附圖標(biāo)記b3)。由此，圖6中如黑粗箭頭所示，電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電流被供給到鋰離子電池27以及第2電源電路42。應(yīng)予說明，在將電動(dòng)發(fā)電機(jī)16控制為再生發(fā)電狀態(tài)時(shí)，開閉開關(guān)sw1、sw2被保持為導(dǎo)通狀態(tài)。

如上所述，通過控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電壓v_isg，從而能夠控制鋰離子電池27的充放電。即，可以通過使發(fā)電電壓v_isg升高得比端子電壓v_lib高來對(duì)鋰離子電池27進(jìn)行充電。另一方面，可以通過使發(fā)電電壓v_isg降低得比端子電壓v_lib低來使鋰離子電池27放電。并且，將鋰離子電池27的端子電壓v_lib設(shè)定為比鉛電池28的端子電壓v_pb高，因此能夠在將開閉開關(guān)sw1、sw2保持為閉合不變的狀態(tài)下對(duì)鋰離子電池27進(jìn)行充放電。即，能夠不將鉛電池28從鋰離子電池27斷開而使鋰離子電池27放電，因此可以不使車輛用電源裝置10的電路構(gòu)造、開關(guān)控制復(fù)雜而使鋰離子電池27積極地進(jìn)行充放電。由此，能夠在提高車輛11的能效的同時(shí)降低車輛用電源裝置10的成本。

如圖6所示，當(dāng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)16發(fā)電時(shí)，能夠?qū)︿囯x子電池27進(jìn)行積極地充電，能夠抑制對(duì)鉛電池28的充電。即，鋰離子電池27的內(nèi)部電阻小于鉛電池28的內(nèi)部電阻，因此能夠?qū)︿囯x子電池27進(jìn)行積極的地充電。另外，圖8所示，當(dāng)電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電停止時(shí)，能夠使鋰離子電池27積極地放電，并且能夠抑制鉛電池28的放電。即，鋰離子電池27的端子電壓v_lib高于鉛電池28的端子電壓v_pb，因此可以使鋰離子電池27積極地放電。這樣，能夠抑制鉛電池28的充放電，因此能夠緩和對(duì)于鉛電池28所尋求的輸出特性、周期特性，并且能夠降低鉛電池28的成本。從該點(diǎn)看也可以降低車輛用電源裝置10的成本。

(發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制)

接著，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的車輛用電源裝置10的電力供給狀況進(jìn)行說明。圖9是表示圖10表示車輛用電源裝置10的電力供給狀況的說明圖。在圖9中示出根據(jù)啟動(dòng)開關(guān)操作而進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)初起動(dòng)時(shí)的電力供給狀況，在圖10中示出根據(jù)怠速熄火控制而進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)時(shí)的電力供給狀況。

如圖9所示，在根據(jù)駕駛員操作啟動(dòng)開關(guān)而進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)初起動(dòng)中，在開閉開關(guān)sw2被閉合后，起動(dòng)繼電器58被閉合。由此，從鉛電池28向起動(dòng)電機(jī)21供給電力，通過起動(dòng)電機(jī)21的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力輸出軸(cranking)的動(dòng)作使發(fā)動(dòng)機(jī)12起動(dòng)。應(yīng)予說明，開閉開關(guān)sw1在發(fā)動(dòng)機(jī)12被起動(dòng)之后被閉合。在前述的說明中，從抑制鋰離子電池27的放電的觀點(diǎn)出發(fā)，雖然開閉開關(guān)sw1被打開，但不限于此。例如，在寒冷地等低溫環(huán)境下，也可以通過閉合開閉開關(guān)sw1、sw2來從鉛電池28與鋰離子電池27雙方對(duì)起動(dòng)電機(jī)21供給電力。

如圖10所示，在根據(jù)怠速熄火控制而進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)中，在開閉開關(guān)sw2被打開后，電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)扭矩提高。由此，從鋰離子電池27向電動(dòng)發(fā)電機(jī)16供給電力，通過電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力輸出軸的動(dòng)作使發(fā)動(dòng)機(jī)12起動(dòng)。在根據(jù)怠速熄火控制而進(jìn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)中，通過打開開閉開關(guān)sw2而使第1電源電路41與第2電源電路42斷開，從而能夠防止相對(duì)于第2電源電路42的瞬低保護(hù)負(fù)載38的瞬間的電壓降低即瞬低。由此，在發(fā)動(dòng)機(jī)再起動(dòng)時(shí)能夠繼續(xù)瞬低保護(hù)負(fù)載38的工作狀態(tài)，因此能夠提高車輛品質(zhì)。

(故障保險(xiǎn)控制)

以下，對(duì)通過車輛用電源裝置10執(zhí)行的故障保險(xiǎn)控制進(jìn)行說明。當(dāng)控制單元50控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)16時(shí)，從控制單元50向isg控制器24輸出控制信號(hào)。這里，在isg控制器24內(nèi)的逆變器、穩(wěn)壓器發(fā)生故障的情況、控制單元50與isg控制器24的通信發(fā)生異常的情況等，難以恰當(dāng)?shù)乜刂齐妱?dòng)發(fā)電機(jī)16。當(dāng)這樣的電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的異常產(chǎn)生時(shí)，謀求迅速停止電動(dòng)發(fā)電機(jī)16。因此，車輛用電源裝置10的控制單元50具有：檢測(cè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的異常的異常檢測(cè)部60、控制開閉開關(guān)sw1、sw2的開關(guān)控制部61。并且，控制單元50通過執(zhí)行后述的故障保險(xiǎn)控制，檢測(cè)電動(dòng)發(fā)電機(jī)16中是否有異常，并且基于異常的檢測(cè)結(jié)果控制開閉開關(guān)sw1、sw2。

圖11是表示故障保險(xiǎn)控制的執(zhí)行狀況的一個(gè)例子的流程圖。圖12～圖14是表示車輛用電源裝置10的電力供給狀況的說明圖。在圖12中示出電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電異常時(shí)的狀況。在圖13中示出伴隨電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的異常檢測(cè)斷開開閉開關(guān)sw1、sw2時(shí)的狀況。在圖14中示出電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的驅(qū)動(dòng)異常時(shí)的狀況。

圖11所示，在步驟s10中判定從控制單元50輸出的isg指示電壓(指示電壓)是否低于規(guī)定的上限電壓(電壓閾值)vmax。這里，isg指示電壓是指從控制單元50向isg控制器24指示的目標(biāo)電壓，基于該isg指示電壓，isg控制器24控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電壓。在步驟s10中，在判定為isg指示電壓低于上限電壓vmax的情況下，進(jìn)入步驟s11，判定ecu端子電壓是否在上限電壓vmax以上。這里，ecu端子電壓是指從正極線37向控制單元50施加的電壓，即相當(dāng)于電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電壓的電壓。

在步驟s10中，判定為isg指示電壓低于上限電壓vmax，并且在接下來的步驟s11中，判定為ecu端子電壓在上限電壓vmax以上的情況下，進(jìn)入步驟s12，以從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換到斷路狀態(tài)的方式控制開閉開關(guān)sw1、sw2。在步驟s12中，若開閉開關(guān)sw1、sw2被斷開，則進(jìn)入步驟s13，為了將電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的異常通知給車上人員，點(diǎn)亮警告燈56。

以isg指示電壓低于上限電壓vmax的狀態(tài)為基礎(chǔ)，ecu端子電壓即電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電壓高于上限電壓vmax的狀況是指如圖12所示，在電動(dòng)發(fā)電機(jī)16產(chǎn)生發(fā)電異常的狀況。這樣，在判定為電動(dòng)發(fā)電機(jī)16產(chǎn)生發(fā)電異常的情況下，由于電動(dòng)發(fā)電機(jī)16過度地發(fā)電，鋰離子電池27、鉛電池28等可能會(huì)被過度地充電。因此，如圖13所示，控制單元50將兩個(gè)開閉開關(guān)sw1、sw2切換為斷路狀態(tài)，使電動(dòng)發(fā)電機(jī)16從第1電源電路41以及第2電源電路42斷開。由此，能夠停止電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電，能夠防止鋰離子電池27等的過充電。應(yīng)予說明，即使在開閉開關(guān)sw1、sw2被斷開的情況下，也從鉛電池28向車體負(fù)載39等供給電力。

另一方面，在步驟s10中判定為isg指示電壓高于上限電壓vmax的情況或在步驟s11中判定為ecu端子電壓低于上限電壓vmax的情況下，進(jìn)入步驟s14。在步驟s14中判定isg驅(qū)動(dòng)要求(驅(qū)動(dòng)指示)是否從控制單元50未輸出到電動(dòng)發(fā)電機(jī)16。這里，isg驅(qū)動(dòng)要求是指從控制單元50被輸出到isg控制器24的動(dòng)力運(yùn)行指示，若該isg驅(qū)動(dòng)要求被輸出，則電動(dòng)發(fā)電機(jī)16通過isg控制器24被控制為動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)。在步驟s14中，在判定為isg驅(qū)動(dòng)要求未被輸出的情況下，進(jìn)入步驟s15，判定電池27、28的放電狀況。在步驟s15中，判定鉛電池28的充放電電流i_pb與鋰離子電池27的充放電電流i_lib的合計(jì)值是否在設(shè)定于放電側(cè)(負(fù)側(cè))的規(guī)定電流(電流閾值)ix以下。即，在步驟s15中判定鉛電池28以及鋰離子電池27的放電電流是否超過規(guī)定電流ix。

在步驟s14中，判定為isg驅(qū)動(dòng)要求未被輸出到電動(dòng)發(fā)電機(jī)16，并且在接下來的步驟s15中，在判定為鉛電池28的充放電電流i_pb與鋰離子電池27的充放電電流i_lib的合計(jì)值在設(shè)定于放電側(cè)(負(fù)側(cè))的規(guī)定電流(電流閾值)ix以下的情況下，進(jìn)入步驟s12，以從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)換到斷路狀態(tài)的方式控制開閉開關(guān)sw1、sw2。在步驟s12中，若開閉開關(guān)sw1、sw2被斷開，則進(jìn)入步驟s13，為了將電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的異常通知給車上人員，點(diǎn)亮警告燈56。

以isg驅(qū)動(dòng)要求未被輸出到電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的狀態(tài)為基礎(chǔ)，鉛電池28以及鋰離子電池27的放電電流高于規(guī)定電流ix的狀況是指如圖14所示，電動(dòng)發(fā)電機(jī)16發(fā)生驅(qū)動(dòng)異常的狀況。該電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的驅(qū)動(dòng)異常是指電動(dòng)發(fā)電機(jī)16伴隨著過度的電流消耗而動(dòng)力運(yùn)行的狀況，是電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的驅(qū)動(dòng)扭矩過度地增加的狀況。在判定為電動(dòng)發(fā)電機(jī)16為驅(qū)動(dòng)異常的情況下，由于電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的驅(qū)動(dòng)扭矩過度地增加，因此難以恰當(dāng)?shù)乜刂瓢l(fā)動(dòng)機(jī)12。因此，如圖13所示，控制單元50使兩個(gè)開閉開關(guān)sw1、sw2被切換為斷路狀態(tài)，使電動(dòng)發(fā)電機(jī)16從第1電源電路41以及第2從電源電路42斷開。由此，能夠停止電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的動(dòng)力運(yùn)行，能夠恰當(dāng)?shù)乜刂瓢l(fā)動(dòng)機(jī)12。應(yīng)予說明，即使在開閉開關(guān)sw1、sw2被斷開的情況下，也從鉛電池28向車體負(fù)載39等供給電力。

如上所述，在電動(dòng)發(fā)電機(jī)16中確認(rèn)有發(fā)電異常、驅(qū)動(dòng)異常的情況下，開閉開關(guān)sw1與開閉開關(guān)sw2雙方通過控制單元50被切換為斷路狀態(tài)。由此，能夠迅速停止電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電、動(dòng)力運(yùn)行，能夠提高車輛用電源裝置10的可靠性。并且，由于采用與電動(dòng)發(fā)電機(jī)16分開設(shè)置的控制單元50來斷開開閉開關(guān)sw1、sw2，因此能夠使電動(dòng)發(fā)電機(jī)16簡(jiǎn)單地構(gòu)成，能夠降低車輛用電源裝置10的成本。即，無需在isg控制器24組裝自我診斷功能，因此可以使isg控制器24簡(jiǎn)單地構(gòu)成，能夠降低電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的成本。并且，開閉開關(guān)sw2設(shè)置在正極線37上，因此即使在伴隨著電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的異常檢測(cè)將開閉開關(guān)sw1、sw2斷開的情況下，車體負(fù)載39等也與作為電源的鉛電池28連接。由此，即使在開閉開關(guān)sw1、sw2被斷開的情況下，也能夠使車體負(fù)載39等正常發(fā)揮功能，能夠確保最低限度的行駛性能。

本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，當(dāng)然在不脫離其主旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變更。在前述的說明中，設(shè)置2個(gè)電池27、28作為蓄電體，但不限于此，也可以設(shè)置一個(gè)蓄電體作為蓄電體。另外，在前述的說明中，采用鋰離子電池27作為第1蓄電體，采用鉛電池28作為第2蓄電體，這些蓄電體不限于此。例如，作為第1蓄電體，也可以采用鉛電池、鎳氫電池、電雙層電容器等。另外，作為第2蓄電體，也可以采用鋰離子電池、鎳氫電池、電雙層電容器等。并且，作為第1蓄電體以及第2蓄電體，當(dāng)然也可以采用端子電壓、內(nèi)部電阻不同的同種蓄電體。應(yīng)予說明，當(dāng)組合鋰離子電池27與鉛電池28時(shí)，作為鋰離子電池27，優(yōu)選為對(duì)于正極材料使用磷酸鐵鋰而得的磷酸鐵鋰離子電池。

在前述的說明中，設(shè)置2個(gè)開閉開關(guān)sw1、sw2作為開關(guān)，但不限于此，也可以設(shè)置一個(gè)開關(guān)作為開關(guān)。另外，當(dāng)伴隨電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的異常檢測(cè)而斷開開閉開關(guān)sw1、sw2時(shí)，可以先斷開開閉開關(guān)sw1，也可以先斷開開閉開關(guān)sw2。另外，在前述的說明中，使用半導(dǎo)體元件結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體開關(guān)作為開閉開關(guān)sw1、sw2，但不限于此，作為開閉開關(guān)sw1、sw2，可以使用利用了電磁力等而機(jī)械式地使接點(diǎn)開閉的開關(guān)。并且，在前述的說明中，分開設(shè)置電池模塊43與開閉開關(guān)sw2，但不限于此，也可以在電池模塊43中組裝開閉開關(guān)sw2。另外，也可以使開閉開關(guān)sw1從電池模塊43分離。

在前述的說明中，判定基于ecu端子電壓的電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電壓，但不限于此，也可以基于來自于直接檢測(cè)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電壓的電壓傳感器判定電動(dòng)發(fā)電機(jī)16的發(fā)電電壓。應(yīng)予說明，在前述的說明中，在控制單元50中設(shè)置異常檢測(cè)部60以及開關(guān)控制部61，但不限于此，也可以在其它的控制單元50、控制器中設(shè)置異常檢測(cè)部60、開關(guān)控制部61。