(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路上に配置されて電動機により駆動される電動過給機と、前記電動過給機の駆動制御を行うインバータ装置と、内燃機関の動力により発電する発電機と、前記電動過給機以外の車載電装品と、前記車載電装品へ電力を供給する第一バッテリと、前記電動過給機へ電力を供給する第二バッテリと、前記第一バッテリの電圧と前記第二バッテリの電圧と前記第一バッテリと前記第二バッテリ間の電流計による電流値に基づくバッテリ充電量を検出する状態量検出手段と、前記第一バッテリと前記第二バッテリの間に配置されて、オンまたはオフに制御されることによって前記第一バッテリと前記第二バッテリとの間を接続あるいは遮断するパワー半導体素子を備え、
前記インバータ装置には、前記パワー半導体素子と、前記状態量検出手段が検出する前記第一バッテリの電圧と前記第二バッテリの電圧と前記第一バッテリと前記第二バッテリ間の電流計による電流値に基づくバッテリ充電量に応じて前記パワー半導体素子のゲート−ソース間のバイアス電圧を制御して前記パワー半導体素子をオンに制御し、前記第一バッテリから前記第二バッテリへの充電電流を調整する制御手段が配置されていることを特徴とする電動過給機の電源制御装置。
【請求項２】
前記パワー半導体素子の前記制御手段は、前記電動過給機の駆動制御状態に応じて予め定められた大電力設定値より大きい場合、前記パワー半導体素子をオフする制御を行い、前記第一バッテリと前記第二バッテリの間を遮断することを特徴とする請求項１に記載の電動過給機の電源制御装置。
【請求項３】
前記パワー半導体素子の制御手段は、前記第一バッテリの電圧と前記第二バッテリの電圧と前記第一バッテリと前記第二バッテリ間の電流により前記インバータ装置のインバータ制御部で充電電流を算出し、前記第一バッテリおよび前記第二バッテリ間の電流値をフィードバックして前記パワー半導体素子のゲート−ソース間のバイアス電圧を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の電動過給機の電源制御装置。
【請求項４】
前記パワー半導体素子の制御手段は、前記バッテリ間の電流値が予め定められた過電流設定値以上の場合、前記パワー半導体素子をオフする制御を行い、前記第一バッテリと前記第二バッテリの間を遮断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動過給機の電源制御装置。
【請求項５】
前記電動過給機が駆動していない状態で前記第二バッテリが予め決められた電圧以上であり、かつ、前記パワー半導体素子に流れる電流が予め決められた電流値以下である場合、前記パワー半導体素子の前記制御手段は、前記パワー半導体素子をオフする制御を行い、前記第一バッテリと前記第二バッテリの間を遮断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動過給機の電源制御装置。
【請求項６】
前記パワー半導体素子の制御手段は、前記第二バッテリの電圧が前記第一バッテリの電圧を上回る前に前記パワー半導体素子をオフする制御を行い、前記第一バッテリと前記第二バッテリの間を遮断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動過給機の電源制御装置。
【請求項７】
前記パワー半導体素子は、インバータ装置内の放熱基板に実装されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動過給機の電源制御装置。
【請求項８】
前記パワー半導体素子は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴであって、前記第一バッテリとソース端子、前記第二バッテリとドレイン端子を接続し、前記パワー半導体素子がオフ時は前記第一バッテリから前記第二バッテリに電流が流れないことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動過給機の電源制御装置。
【請求項９】
前記パワー半導体素子は、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）のＭＯＳＦＥＴであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動過給機の電源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気通路上に配置され、電動機によって駆動される電動過給機の運転による車載電装品への影響を抑制する「電動過給機の電源制御装置」に係わり、特に内燃機関の動力によって発電する発電機と、車載電装品へ電力供給を行う第一のバッテリおよび電動過給機へ電力供給を行う第二のバッテリを併用して使用する「電動過給機の電源制御装置」に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、排気エネルギーを用いて内燃機関の吸気圧を高めて出力を増加させる電動過給機が広く利用されている。なお、過給機とは、燃焼用の空気を、自然吸気で得られるよりも高い圧力で内燃機関のシリンダ内へ供給する装置のことである。
また、この過給機に、過渡応答性を高めると共に自動車の燃費向上のために電動過給機を取り付け、低回転時の過給機の過給不足分を補う電動過給機が開発されている。
【０００３】
上記電動過給機を駆動する際、駆動時に必要となる大電流によって車載電装品への電力供給を行うバッテリに電圧降下や電圧変動が発生し、車載電装品に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００４】
例えば、特許文献１（特開平１−２５７７２１号公報）に記載された「回転電機付ターボチャージャの制御装置」では、車載電装品の電源となるバッテリと回転電機の駆動用のバッテリとを個別に設け、回転電機の発電機作動時はバッテリ間のスイッチを接続して充電し、回転電機の電動機駆動時はスイッチを遮断することで電動機駆動による他方のバッテリの電圧降下や電圧変動時の車載電装品への悪影響を抑制する。
【０００５】
また、例えば、特許文献２（特開平６−３４６７４７号公報）に記載された「車両の電源装置」では、バッテリとコンデンサを電動過給機（ターボチャージャ）の電力供給として用いており、複数のリレー機器の制御によって、大電流を必要とする電動過給機駆動初期にはコンデンサから電力変換器を介して電力を供給し、その後はバッテリと併用して電動過給機を駆動させる。また、排気エネルギーの余裕分を電動過給機によって発電させた際は、充放電特性が良いコンデンサを充電し、充電完了後、バッテリへ充電する。これにより、効率のよい充放電が行える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−２５７７２１号公報
【特許文献２】特開平６−３４６７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１では、バッテリ間のスイッチを接続したとき、スイッチに過大な充電電流が流れる可能性があるので、過大な充電電流に耐え得るようにスイッチを大型化する必要がある。
また、上記特許文献２では、電力変換器とは別にリレー機器やリレー機器用の制御配線が必要となり、電動過給機の装置が増大、煩雑化する問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、車載電装品に電力供給を行う第一バッテリの電圧降下や電圧変動による車載電装品への電気的影響を抑制できると共に、電動過給機に電力供給を行う第二バッテリを充電する場合、第一バッテリと第二バッテリの接続時の過大な充電電流や充電電流による接続素子（パワー半導体素子）の発熱を抑制できる「小型で簡素な電動過給機の電源制御装置」を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電動過給機の電源制御装置は、内燃機関の吸気通路上に配置されて電動機により駆動される電動過給機と、前記電動過給機の駆動制御を行うインバータ装置と、内燃機関の動力により発電する発電機と、前記電動過給機以外の車載電装品と、前記車載電装品へ電力を供給する第一バッテリと、前記電動過給機へ電力を供給する第二バッテリと、前記第一バッテリの電圧と前記第二バッテリの電圧と前記第一バッテリと前記第二バッテリ間の電流計による電流値に基づくバッテリ充電量を検出する状態量検出手段と、前記第一バッテリと前記第二バッテリの間に配置されて、オンまたはオフに制御されることによって前記第一バッテリと前記第二バッテリとの間を接続あるいは遮断するパワー半導体素子を備え、
前記インバータ装置には、前記パワー半導体素子と、前記状態量検出手段が検出する前記第一バッテリの電圧と前記第二バッテリの電圧と前記第一バッテリと前記第二バッテリ間の電流計による電流値に基づくバッテリ充電量に応じて前記パワー半導体素子のゲート−ソース間のバイアス電圧を制御して前記パワー半導体素子をオンに制御し、前記第一バッテリから前記第二バッテリへの充電電流を調整する制御手段が配置されているものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、車載電装品に電力供給を行う第一バッテリと電動過給機に電力供給を行う第二バッテリの間にパワー半導体素子を設けて、大電力駆動時はパワー半導体素子をオフする制御を行うことで、第一バッテリの電圧降下や電圧変動による車載電装品への電気的影響を抑制できる。
また、第二バッテリを充電する場合、パワー半導体素子のゲート−ソース間のバイアス電圧を制御し、充電電流を調整しながら第一バッテリと第二バッテリを接続できるので、第一バッテリと第二バッテリの接続時の過大な充電電流や充電によるパワー半導体素子の発熱を抑制することができる。
更に、パワー半導体素子は、インバータ装置内に配置されるので、インバータ装置内に第一バッテリと第二バッテリ間の遮断や接続の制御も集約でき、小型で簡素な電動過給機の電源制御装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態に係る電動過給機を搭載したガソリンエンジンの全体を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る電動過給機の電源制御装置の全体を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態に係るバッテリ間を接続するパワー半導体素子の制御処理を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態に係る電動過給機動作時の第二バッテリへの充電動作の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、この発明の一実施の形態例を図面に基づいて説明する。
図１は、実施の形態１による電動過給機の電源制御装置１０００を搭載したガソリンエンジン（単に、エンジンとも略す）の全体構成を示す図であり、好ましい実施の形態例の１つを示す。
【００１３】
ガソリンエンジン２は、多気筒エンジンの一気筒のみを断面図として示している。
なお、本実施の形態で説明する内燃機関は、多気筒のガソリンエンジンであるが、ディーゼルエンジンでもロータリーエンジンであっても良い。
また、エンジンの燃焼方式については、シリンダ１５内に取り付けられたインジェクタ１３によって燃料を噴射する直噴エンジンだけではなく、スロットルバルブ１０後のインテークマニホールド（intake-manifold）１１内に燃料を噴射するポート噴射エンジンにも適用することも可能である。
【００１４】
図１に基づいて、電動過給機３００を搭載したガソリンエンジン２の駆動について説明する。
大気中から取り込まれた空気は、まず、エアクリーナー５によって大気中の塵埃が取り除かれる。
次に、エアクリーナー５によって塵埃が取り除かれた空気は、コンプレッサ上流通路６を通り、電動過給機３００のコンプレッサインペラ（インペラ：羽根）７を介して、圧縮される。
電動過給機３００のコンプレッサインペラ７はタービンホイール１７と同軸上にあり、タービンホイール１７と電動機４のいずれによっても駆動が可能な構成である。
コンプレッサ下流通路８を通り、圧縮された空気は、圧力上昇により温度が上昇しているため、充填効率を向上させる目的でインタークーラ９によって冷却を行う。
【００１５】
この空気（ポート噴射エンジンの場合は混合気）は、アクチュエータによって駆動されるスロットルバルブ１０の開度に応じて、エンジン２内に吸入される。
吸入弁１２が開き過給された空気がシリンダ１５内に充填され点火プラグ１４により点火させ燃焼させる。
燃焼ガスは排気弁１６により排気され、タービンホイール１７を駆動する。
排気ガスによりタービンホイール１７が十分な回転数が得られる場合は、排気エネルギーを利用し発電による電力回生を行う。
【００１６】
図２は、本実施形態による電動過給機の電源制御装置の全体を示す構成図である。
図２に示すように、電動過給の電源制御装置１０００は、インバータ装置２００を含む電力供給制御装置１００と電動過給機３００で構成されている。
電力供給制御装置１００は、車載電装品１０１と、車載電装品１０１に電力供給を行う第一バッテリ１０２と、電動過給機３００に電力供給を行う第二バッテリ１０５と、車載電装品１０１の電力供給と第一バッテリ１０２および第二バッテリ１０５を充電するための発電機１０３と、ガソリンエンジン２やインバータ装置２００に動作指令するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０４とから主に構成される。
【００１７】
また、インバータ装置２００は、インバータ制御部２０１と、電力変換を行うインバータパワー部２０２と、第一バッテリ１０２と第二バッテリ１０５間の電流を検出する電流計２０３と、第一バッテリ１０２と第二バッテリ１０５とを遮断あるいは接続するパワー半導体素子２０４で構成されており、電動過給機３００を駆動、発電する。
ここで、「発電」とは、電動過給機３００を発電機として利用し、第二バッテリ１０５を充電することを指している。
【００１８】
電動過給機３００は、排気エネルギーを利用し駆動するターボチャージャに電動機４を取り付け、エンジン回転数が低回転時の過給機の過給不足分を補う。
過給圧が必要量以上で排気エネルギーに余裕がある場合は、電動過給機３００を発電機として利用し第二バッテリ１０５を充電する。
なお、電動過給機３００は、ターボチャージャに電動機４が取り付けられている電動アシストターボチャージャでなくとも、吸気通路上に配置され電動機により過給する電動コンプレッサを用いても良い。
【００１９】
車載電装品１０１としては、例えば、カーオーディオやヘッドランプなどの電気機器が挙げられる。
車載電装品１０１は、発電機１０３および第一バッテリ１０２より電力供給が行われている。
【００２０】
第一バッテリ１０２は、鉛蓄電池を利用し、主に車載電装品１０１に電力供給行う。
第一バッテリ１０２の充電量に余裕があり、電動過給機３００の動作電力が予め定められた値を下回る場合、インバータ装置２００に設けられているパワー半導体素子２０４のゲート−ソース間のバイアス電圧を制御して、パワー半導体素子２０４をオン状態とし、第二バッテリ１０５を充電する。
【００２１】
発電機１０３は、オルタネータであり、内燃機関の動力部からエネルギーを電気エネルギーに変換する。
本発明では、発電機１０３は、車載電装品１０１の電力供給および第一バッテリ１０２の充電を行う。
また、第一バッテリ１０２が十分な充電量である場合、パワー半導体素子２０４のゲート−ソース間のバイアス電圧を制御して、第二バッテリ１０５を充電する。
【００２２】
ＥＣＵ１０４は、エンジン２の燃料噴射や点火タイミングなど、エンジン運転における電気的な制御を総合的に行うコントローラユニットである。
本発明では、ＥＣＵ１０４は、エンジン回転速度やスロットルポジション等に基づいてドライバの加速要求情報を取得し、要求レベルに応じて電動過給機３００の駆動や発電動作をするようインバータ装置２００に指令する。
インバータ装置２００は、インバータ制御部２０１、インバータパワー部２０２、電流計２０３およびパワー半導体素子２０４で構成されており、電動過給機３００の駆動、発電および第一バッテリ１０２と第二バッテリ１０５間の充電制御を行う。
【００２３】
インバータ制御部２０１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ａ／Ｄコンバータなど（図示省略）からなる算術論理演算可能回路であり、電動過給機３００を駆動時は、インバータパワー部２０２に実装された６つのＮチャネルＭＯＳＦＥＴのゲート電圧（GUT，GVT，GWT，GUB，GVB，GWB）を制御し、電動過給機３００の電動機４のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の巻き線に電力を供給することにより電動機４を回転させ過給し、発電時は電動過給機３００を発電機として利用し、６つのＮチャネルＭＯＳＦＥＴのゲート電圧を制御し、第二バッテリ１０５を充電する。
【００２４】
また、第一バッテリ１０２の電圧と第二バッテリ１０５の電圧とバッテリ間の電流計２０３による電流値に基づくバッテリ充電量に応じて、充電電流を算出し、バッテリ間の電流値をフィードバックして、パワー半導体素子２０４のゲート−ソース間のバイアス電圧（GSW）を制御する。
パワー半導体素子２０４のゲート−ソース間のバイアス電圧（GSW）を制御することによって、第二バッテリ１０５への充電電流を調整しながら第一バッテリ１０２と第二バッテリ１０５を接続することが可能となり、過大な充電電流や充電によるパワー半導体素子の発熱を抑制することができる。
【００２５】
インバータパワー部２０２は、電動過給機３００を駆動、発電する６つのＭＯＳＦＥＴを冷却するため、金属基板などのいわゆる放熱基板（図示なし）で構成され、その裏面にヒートシンクを取り付け、空冷または水冷することで冷却効果を高めている。
本発明では、第一バッテリ１０２と第二バッテリ１０５を接続あるいは非接続（オン／オフ）にするパワー半導体素子２０４を実装することで、第二バッテリ１０５への充電によるパワー半導体素子２０４の発熱を抑制することができる。
また、本発明では、インバータ装置２００内にインバータ制御部２０１、インバータパワー部２０２、電流計２０３、パワー半導体素子２０４を集約するため、個別にリレーやリレー用の制御配線が不要となり、小型で簡素な電動過給機の制御装置が構成できる。
【００２６】
電流計２０３は、電動過給機３００を発電、駆動するＭＯＳＦＥＴ（パワー半導体素子）と第二バッテリ１０５間に配置され、発電時の充電電流や駆動時の駆動電流を電流センサやシャント抵抗で測定し、インバータ制御部２０１に電流値を通知する。
なお、本発明では、電流計２０３は、第一バッテリ１０２と第二バッテリ１０５間の充電電流を測定することができるため、充電制御用として個別に電流計を必要としない。
【００２７】
パワー半導体素子２０４は、PチャネルＭＯＳＦＥＴであり、第一バッテリ１０２とソース端子、第二バッテリ１０５とドレイン端子を接続することにより、パワー半導体素子２０４がオフ時は第一バッテリ１０２から第二バッテリ１０５に電流が流れない。
また、インバータ制御部２０１とパワー半導体素子２０４のゲート端子を接続し、ゲート−ソース間のバイアス電圧（GSW）を制御して、第二バッテリ１０５を充電する。
なお、PチャネルＭＯＳＦＥＴの替わりにＰＮＰ型バイポーラトランジスタであっても良い。
【００２８】
第二バッテリ１０５は、電動過給機３００に電力供給を行う。
第二バッテリ１０５としては、例えば、第一バッテリ１０２よりも内部抵抗が低いバッテリを用いることによって、充放電特性が良く、電動過給機３００の駆動に必要な大電流に対応でき、充電時も効率よく充電が可能である。また、第二バッテリ１０５は、大電力駆動に対応するコンデンサであっても良い。
【００２９】
図３は、本実施の形態における第一バッテリと第二バッテリ間を接続するパワー半導体素子の制御処理を示すフローチャートである。図３に基づいて、パワー半導体素子の具体的な制御について説明する。
まず、ステップＳ２０１では、パワー半導体素子２０４はオフ状態から始まる。
次のステップＳ２０２では、第一バッテリ１０２の電圧と第二バッテリ１０５の電圧を比較し、第一バッテリ１０２の電圧の方が大きい場合（Ｙｅｓの場合）、次のステップＳ２０３へ進む。
車載電装品１０１の動作による第一バッテリ１０２の電圧低下や電動過給機３００の発電による第二バッテリ１０５への充電により、第二バッテリ１０５の電圧の方が大きい場合（Ｎｏの場合）、パワー半導体素子２０４のオフ状態を継続することで第二バッテリ１０５から第一バッテリ１０２に充電電流が逆流することを防止する。
【００３０】
次のステップＳ２０３では、インバータ制御部２０１のＲＡＭ（図示なし）に設定された充電開始電圧値と第二バッテリ１０５の電圧を比較し、充電開始電圧値の方が大きい場合（Ｙｅｓの場合）、次のステップＳ２０４へ進む。
第二バッテリ１０５の電圧の方が大きい場合（Ｎｏの場合）、第二バッテリ１０５の充電量は十分と判断し、パワー半導体素子２０４のオフ状態を継続する。
【００３１】
次のステップＳ２０４では、インバータ制御部２０１のＲＡＭに設定された大電力設定値と電動過給機３００の動作電力設定値を比較し、大電力設定値の方が大きい場合（Ｙｅｓの場合）、次のステップＳ２０５へ進む。
なお、大電力設定値とは、第一バッテリ１０２に電圧降下や電圧変動の影響が発生する電力を閾値として設定されたものであり、例えば電動ターボでは、排気エネルギーにより駆動電力が変わるため、駆動時の電力が大電力設定値以上となった場合に、パワー半導体素子をオフするように動作する。
【００３２】
動作電力設定値の方が大きい場合（Ｎｏの場合）、第一バッテリ１０２に電圧降下や電圧変動が発生すると判断し、パワー半導体素子２０４のオフ状態を継続することで、電動過給機３００による車載電装品１０１への電気的な影響が抑制できる。
なお、動作電力設定値は、ＥＣＵ１０４からインバータ装置２００への駆動指令に応じて、インバータ制御部２０１で算出される。
【００３３】
次のステップＳ２０５では、第一バッテリ１０２の電圧とインバータ制御部２０１のＲＡＭに設定された第一バッテリ１０２の最低動作電圧値を比較し、第一バッテリ１０２の電圧の方が大きい場合（Ｙｅｓの場合）、次ステップＳ２０６へ進む。
最低動作電圧値の方が大きい場合（Ｎｏの場合）、第一バッテリ１０２に電圧降下や電圧変動が発生すると判断し、パワー半導体素子２０４のオフ状態を継続することで電動過給機３００による車載電装品１０１への電気的な影響が抑制できる。
【００３４】
次のステップＳ２０６では、ステップＳ２０２からＳ２０５の条件が満足したことにより、第二バッテリ１０５を充電しても良いと判断し、パワー半導体素子２０４のゲート−ソース間のバイアス電圧制御を開始する。
バイアス電圧を制御しながら第一バッテリ１０２と第二バッテリ１０５を接続することで、過大な充電電流が流れることを抑制できる。
【００３５】
次のステップＳ２０７では、インバータ制御部２０１のＲＡＭに設定された過電流検出値と電流計２０３で測定した充電電流を比較し、過電流検出値の方が大きい場合（Ｙｅｓの場合）、正常に充電できていると判断し、次のステップＳ２０７へ進む。
充電電流の方が大きい場合（Ｎｏの場合）、インバータ装置２００や第二バッテリ１０５に異常があると判断し、ステップＳ２０９へ進み、パワー半導体素子２０４をオフ状態にすることによって、第一バッテリ１０２や車載電装品１０１への電気的な影響を回避できる。
【００３６】
次のステップＳ２０８では、第二バッテリ１０５の電圧とインバータ制御部２０１のＲＡＭに設定された充電完了電圧値を比較し、かつ、インバータ制御部２０１のＲＡＭに設定された充電完了電流値と電流計２０３で測定した充電電流を比較する。
そして、第二バッテリ１０５の電圧がＲＡＭに設定された充電完了電圧値より大きく、かつ、ＲＡＭに設定された充電完了電流値が、電流計２０３で測定した充電電流より大きい場合（Ｙｅｓの場合）、次のステップ２０９に進む。
その他の場合（Ｎｏの場合）は、ステップＳ２０２に戻り、電動過給機３００の発電や駆動状態の変化に伴い、ステップＳ２０２からステップＳ２０８の判定条件に変更がないか判定しながら充電を継続する。  次のステップＳ２０９では、第二バッテリ１０５の充電量は十分と判断し、パワー半導体素子２０４をオフし、フローチャートを終了する。
【００３７】
図４は、本実施の形態において、電動過給機動作時の第二バッテリへの充電動作の一例を説明するための図である。
電動過給機３００が、「大電力駆動」、「駆動停止」、「通常駆動」、「駆動停止」、「発電」へと遷移した場合を例として説明する。
なお、図４（ａ）は、電動過給機３００が、大電力駆動、駆動停止、通常駆動、駆動停止、発電へと遷移した場合の「第二バッテリ電圧の変化の様子」を示しており、図４（ｂ）は、電動過給機３００が大電力駆動から発電へ遷移した場合の「電動過給機の駆動電流（発電の場合は発電電流）の変化の様子」を示している。  また、図４（ｃ）は、「第二バッテリへの充電電流の変化の様子」を示しており、図４（ｄ）は、「パワー半導体素子のゲート−ソース間バイアス電圧の変化の様子」を示している。
【００３８】
電動過給機３００の大電力駆動時は、パワー半導体素子２０４はオフ状態のため、第二バッテリ１０５の電圧は駆動電力に応じて低下する。
このとき、充電開始電圧値を下回っても、大電力駆動時のためパワー半導体素子２０４はオフ状態を維持する。
また、パワー半導体素子２０４はＰチャネルＭＯＳＦＥＴのため、オフ状態のときゲート−ソース間のバイアス電圧は第一バッテリ１０２と同電圧となる。
【００３９】
上記状態から駆動停止に遷移した場合、第二バッテリ１０５の電圧が充電開始電圧値を下回っているため、パワー半導体素子２０４のゲート−ソース間のバイアス電圧を制御し、充電を開始する。
第二バッテリ１０５への充電電流は、過大な充電電流が流れないよう、パワー半導体素子２０４の発熱が許容範囲内で、第二バッテリ１０５に充電可能な最大充電電流に制限される。
第二バッテリ１０５が充電され、充電電流が最大充電電流以下となると、パワー半導体素子２０４はフルオン状態となり、ゲート−ソース間のバイアス電圧は０Vとなる。
【００４０】
上記状態から通常駆動に遷移した場合、通常駆動電流と充電電流の差分量の充電電流で充電が継続するため、第二バッテリ１０５の電圧は徐々に上がっていく。
また、駆動停止に遷移した場合、通常駆動電流分の充電電流が増加するため、更に第二バッテリ１０５の電圧は上がっていく。
【００４１】
上記状態から発電に遷移した場合、第一バッテリ１０２からの充電電流に電動過給機３００の発電電流が加算され充電されるため、更に第二バッテリ１０５の電圧は上がり、充電完了電圧値に達した場合、充電完了電流値以下であれば第一バッテリ１０２からの充電を完了する。
このときパワー半導体素子２０４はオフ状態となるため、ゲート−ソース間のバイアス電圧は第一バッテリ１０２と同電圧となる。
なお、発電時は、電動過給機３００の発電電流が電流計２０３に流れるため、充電完了電流値より大きくなる可能性があるが、第二バッテリ１０５の電圧が第一バッテリ１０２の電圧以上の場合、パワー半導体素子２０４をオフする制御となっている。
電動過給機３００の発電は、パワー半導体素子２０４の制御に寄らず継続されるため、第二バッテリ１０５の電圧は、発電による充電完了電圧まで上がっていく。
【００４２】
以上説明したように、本実施の形態による電動過給機の電源制御装置は、内燃機関２の吸気通路上に配置されて電動機４により駆動される電動過給機３００と、電動過給機３００の駆動制御を行うインバータ装置２００と、内燃機関２の動力により発電する発電機１０３と、電動過給機３００以外の車載電装品１０１と、車載電装品１０１へ電力を供給する第一バッテリ１０２と、電動過給機３００へ電力を供給する第二バッテリ１０５と、第一バッテリ１０２と第二バッテリ１０５の状態量を検出する状態量検出手段と、第一バッテリ１０２と第二バッテリ１０５の間に配置されて、オンまたはオフに制御されることによって第一バッテリ１０２と第二バッテリ１０５との間を接続あるいは遮断するパワー半導体素子２０４を備え、インバータ装置２００には、パワー半導体素子２０４と、状態量検出手段が検出する第一バッテリ１０２と第二バッテリの状態量に応じてパワー半導体素子２０４のオン／オフ動作を制御する制御手段（インバータ制御部２０１）が配置されている。
【００４３】
また、パワー半導体素子２０４の制御手段は、電動過給機３００の駆動制御状態に応じて予め定められた大電力設定値より大きい場合、パワー半導体素子２０４をオフする制御を行い、第一バッテリ１０２と第二バッテリ１０５の間を遮断する。
また、第一バッテリ１０２と第二バッテリ１０５の状態量とは、第一バッテリ１０２の電圧と第二バッテリ１０５の電圧と第一バッテリ１０２と前記第二バッテリ１０５の間の電流である。
また、パワー半導体素子２０４の制御手段は、第一バッテリ１０２と第二バッテリ１０５の状態量によりインバータ装置２００のインバータ制御部２０１で充電電流を算出し、第一バッテリ１０２および第二バッテリ１０５間の電流値をフィードバックしてパワー半導体素子２０４のゲート−ソース間のバイアス電圧を制御する。
【００４４】
また、パワー半導体素子２０４の制御手段は、バッテリ間の電流値が予め定められた過電流設定値以上の場合、パワー半導体素子２０４をオフする制御を行い、第一バッテリ１０２と第二バッテリ１０５の間を遮断する。
また、電動過給機３００が駆動していない状態で前記第二バッテリ１０５が予め決められた電圧以上であり、かつ、パワー半導体素子２０４に流れる電流が予め決められた電流値以下である場合、パワー半導体素子２０４の前記制御手段は、パワー半導体素子２０４をオフする制御を行い、第一バッテリ１０２と第二バッテリ１０５の間を遮断する。
また、パワー半導体素子２０４の制御手段は、第二バッテリ１０５の電圧が前記第一バッテリ１０２の電圧を上回る前にパワー半導体素子２０４をオフする制御を行い、第一バッテリ１０２と第二バッテリ１０５の間を遮断する。
【００４５】
また、パワー半導体素子２０４は、インバータ装置２００内の放熱基板（例えば、インバータパワー部２０２の放熱基板）に実装される。
また、パワー半導体素子２０４は、PチャネルＭＯＳＦＥＴであり、第一バッテリ１０２とソース端子、第二バッテリ１０５とドレイン端子を接続し、パワー半導体素子２０４がオフ時は第一バッテリ１０２から第二バッテリ１０５に電流が流れない。
また、このパワー半導体素子２０４は、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）のＭＯＳＦＥＴであってもよい。
【００４６】
以上、本実施の形態によれば、第一バッテリ１０２と第二バッテリ１０５の間にパワー半導体素子２０４を設け、大電力駆動時はパワー半導体素子２０４をオフする制御を行うことで、第一バッテリ１０２の電圧降下や電圧変動による車載電装品１０１への電気的な影響が抑制でき、更に、パワー半導体素子２０４のゲート−ソース間のバイアス電圧を制御し、第二バッテリ１０５への充電電流を調整しながら第一バッテリ１０２と第二バッテリ１０５を接続することで、接続時の過大な充電電流や充電によるパワー半導体素子２０４の発熱を抑制することができる。
【００４７】
また、パワー半導体素子２０４をインバータ装置２００の放熱基板に実装することで、パワー半導体素子２０４の冷却が可能となると共に、インバータ制御部２０１、インバータパワー部２０２、電流計２０３などと一緒にパワー半導体素子２０４をインバータ装置２００内に集約できるため、個別にリレーやリレー用の制御配線が不要となり、小型で簡素な電動過給機の制御装置を構成できる。
また、パワー半導体素子２０４として、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）のＭＯＳＦＥＴを用いることにより、パワー半導体素子２０４の耐熱温度が高くなるので、第二バッテリ１０５への充電電流を大きくでき、充電時間を短くすることが可能となる。
また、パワー半導体素子２０４として、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）のＭＯＳＦＥＴを用いることにより、放熱基板の冷却効果が低くてもよい。あるいは、放熱基板を用いることなく、パワー半導体素子２０４をインバータ装置２００のインバータ制御部２０１などへ実装できる可能性もあり、コストが安くなることも考えられる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態に関して説明したが、本発明はこの実施の形態のみに限られるものではなく、本発明の範囲内においてほかに種々の実施の形態が可能であることは当業者にとって明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、車載電装品に電力供給を行う第一バッテリの電圧降下や電圧変動による車載電装品への電気的影響を抑制できると共に、電動過給機に電力供給を行う第二バッテリを充電する場合、第一バッテリと第二バッテリの接続時の過大な充電電流や充電電流による接続素子（パワー半導体素子）の発熱を抑制できる「小型で簡素な電動過給機の電源制御装置」の実現に有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１００  電力供給制御装置
１０１  車載電装品                  １０２  第一バッテリ
１０３  発電機                      １０４  ＥＣＵ
１０５  第二バッテリ
２００  インバータ装置
２０１  インバータ制御部            ２０２  インバータパワー部
２０３  電流計                      ２０４  パワー半導体素子
３００  電動過給機
１０００  電動過給機の電源制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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