(57)【要約】【課題】省電力運転状態で、異常発生の誤判定を減少させることができる車両の電源システムを提供する。【解決手段】電動車両１００は、主電源２０の出力電圧を車両補機３０の補機電圧に変換する電圧変換装置４０と、補機電圧によって充電が行なわれる補機バッテリ５０と、通常制御状態で通常運転電圧を出力し、省電力制御状態で通常運転電圧よりも低い省電力運転電圧を補機電圧として出力するように電圧変換装置４０を制御する制御部６０とを備える。制御部６０は、省電力制御が行なわれている状態で補機電圧の低下が検出されると、省電力制御を停止させて補機電圧を省電力運転電圧より上昇させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両を走行させるための電力を蓄える主蓄電装置と、
前記主蓄電装置の出力電圧を車両補機の補機電圧に変換する電圧変換装置と、
前記補機電圧によって充電が行なわれる副蓄電装置と、
通常制御状態で通常運転電圧を出力し、省電力制御状態で前記通常運転電圧よりも低い省電力運転電圧を前記補機電圧として出力するように前記電圧変換装置を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記省電力制御状態で、前記補機電圧が異常を示す値に低下したことを検出すると、前記省電力運転電圧を上昇させる、車両の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の電源システムに関し、特に副蓄電装置を備えた電動車両の電源システムの異常監視に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動車両の電源システムは、走行モータを駆動するための電力を蓄電する主蓄電装置に加えて、電装品などの車両補機の電源として副蓄電装置を含んでいる。
【０００３】
主蓄電装置からは、電動車両を走行させる電力が出力される。また、主蓄電装置の出力電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータにより変換されて、副蓄電装置の充電に使用される。ＤＣ／ＤＣコンバータからは、電力を車両補機に直接供給することができる（たとえば特許文献１，特許文献２など参照）。
【０００４】
特許文献１に記載されたものは、制御部がＤＣ／ＤＣコンバータを間欠駆動させることにより、副蓄電装置を効率的に充電する。また、制御部がＤＣ／ＤＣコンバータを連続運転させると、通常の運転電圧が車両補機に供給されて通常運転が行なわれる。
【０００５】
電動車両は、燃費（電費を含む。以下同じ）を向上させるため、省電力制御状態で運転が行なわれることがある。省電力制御状態では、車両補機に供給される出力電圧を通常運転電圧に比して低い省電力運転電圧とする。省電力運転状態で用いる出力電圧は、副蓄電装置に充電されない程度で車両補機を運転するために十分な動作可能電圧がとなるようにＤＣ／ＤＣコンバータから出力される出力電圧の調整が行なわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２３９６４１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１６９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電動車両は、電子制御制動装置など、動作電圧が他の車両補機に比べて高い電動車両特有の車両補機を搭載する。これらの車両補機の動作可能電圧（補機電圧）の下限は高い。  
【０００８】
このため、車両補機の動作を補償するため、電源電圧の供給に異常が生じているか否かを判定する検出電圧の値も、一般的な車両補機の検出電圧と比較して高く設定されている。
【０００９】
一方、省電力運転を行なうため、通常運転状態の出力電圧に比較して電源電圧が低く設定されていると、車両補機の動作可能電圧の下限と、検出電圧の値との差が小さくなる。このため、正常に運転されているにも関わらず、一時的に検出器の検出誤差などで補機電圧が低下して、検出電圧の値に達し異常状態として誤判定される可能性があった。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、省電力運転状態で異常発生の誤判定を減少させることができる車両の電源システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、要するに、車両の電源システムであって電動車両を走行させるための電力を蓄える主蓄電装置と、主蓄電装置の出力電圧を車両補機の補機電圧に変換する電圧変換装置と、補機電圧によって充電が行なわれる副蓄電装置と、通常制御状態で通常運転電圧を出力し、省電力制御状態で通常運転電圧よりも低い省電力運転電圧を補機電圧として出力するように電圧変換装置を制御する制御部とを備える。
【００１２】
制御部は、省電力制御状態で、補機電圧が異常を示す値に低下したと検出されると、省電力運転電圧を上昇させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、制御部が省電力制御を行ない、通常運転電圧よりも低い省電力運転電圧を出力している状態で、補機電圧が異常を示す値に低下したと検出されると、省電力運転電圧を上昇させる。
【００１４】
省電力運転電圧の上昇により、検出に用いられる補機電圧の値と、異常を示す値との差を拡大させることができる。このため、省電力運転状態で補機電圧が異常を示す値に低下したと誤判定する可能性を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態１の電動車両の電源システムの異常監視装置で、要部の構成を説明するブロック図である。
【図２】図１の動作の一例を示し、断線による故障で所望の補機電圧が得られない状態を示すブロック図である。
【図３】図１の電源システムの要部の構成を説明するブロック図である。
【図４】実施の形態１の電源システムの異常監視動作を説明するフローチャートである。
【図５】実施の形態１の電源システムの異常監視動作を説明するタイムチャートである。
【図６】実施の形態１の変形例で電源システムの異常監視動作を説明するタイムチャートである。
【図７】実施の形態２の電源システムの異常監視動作を説明するフローチャートである。
【図８】実施の形態２の電源システムの異常監視動作を説明するタイムチャートである。
【図９】実施の形態２の変形例で電源システムの異常監視動作を説明するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下図中の同一または相当部分には同一符号を付して原則的に説明は繰返さないものとする。
【００１７】
[実施の形態１]
図１は、電源システムの異常監視装置を搭載した一つの形態として、電動車両１００に搭載される電源システム１０を含むブロック図である。
【００１８】
図１を参照して、電源システム１０は、電動車両１００を走行させるための電力を蓄える主蓄電装置（主電源）２０と、主蓄電装置２０の電力を出力電圧として車両補機３０で用いる補機電圧に変換する電圧変換装置（ＤＣ／ＤＣコンバータ）４０と、補機電圧によって充電が行なわれる副蓄電装置（補機バッテリ）５０と、電圧変換装置４０を制御する制御部６０と、補機電圧を電圧変換装置４０にフィードバックするように接続されるリレーボックス７０とを備える。
【００１９】
電圧変換装置４０、副蓄電装置５０、リレーボックス７０間には、それぞれ抵抗１１〜１３が接続されている。制御部６０は、電動車両１００を走行させるための走行モータの回転制御を行なうＨＶＥＣＵなどを含む。ユーザからの指令などが入力するとこれに基づき制御部６０から電圧変換装置４０に電圧指令ＶＩが出力される。電圧変換装置４０は、電圧指令ＶＩに応じて主蓄電装置２０の電力を所望の出力電圧値Ｖに変換して、この出力電圧値Ｖを副蓄電装置５０および車両補機３０に出力する。
【００２０】
主蓄電装置２０は、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などのほか、鉛蓄電池など等の二次電池や燃料電池などを用いることができる。
【００２１】
車両補機３０は、通常運転状態で供給される通常運転電圧（例えば１４Ｖ）で運転されるとともに、この通常運転電圧よりも比較的低い値を示す補機電圧で省電力運転を行なうことができる。省電力運転状態では、出力電圧値Ｖの値は副蓄電装置５０が充電されない程度であり、通常運転電圧と比較して低くなるように調整されている。これにより、車両補機３０の運転に伴う電力量の増大を抑制することができる。
【００２２】
省電力運転状態の出力電圧値Ｖｅｃｏなど、ユーザからの指令であるＥＣＯ信号などに基づき制御部６０から電圧指令ＶＩが出力されると、電圧変換装置４０は、この電圧指令ＶＩに応じて、通常運転電圧と比較して低い値に変換した省電力運転電圧（例えば１２Ｖ〜１３Ｖ）を出力電圧値Ｖとして出力する。車両補機３０に到達するまでに、回路抵抗などで低下した出力電圧値Ｖは、補機電圧として車両補機３０の運転に用いられる。
【００２３】
副蓄電装置５０は、鉛蓄電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの他の種類の二次電池などを用いることができ、一方の端子を電圧変換装置４０と車両補機３０とに接続し、他方の端子がＧＮＤ端子として接続されている。
【００２４】
制御部６０は、通常運転と省電力運転とを切りかえて、電源システム１０を通常運転状態とする通常運転制御と、省電力運転状態とする省電力運転制御とに切りかえ可能に構成されている。通常運転状態では、車両補機３０に、電圧変換装置４０から通常運転電圧の電力が供給される。
【００２５】
電源システム１０では、通常制御状態で電圧変換装置４０から出力される通常電圧のり電力により、電圧変換装置４０と車両補機３０との間に接続される副蓄電装置５０に対して充電が行なわれる。省電力運転電圧では、車両補機３０に対して電圧変換装置４０から省電力運転電圧の電力が供給される。省電力運転電圧（約１２．５Ｖ程度）では、副蓄電装置５０に対して充電が行なわれない。
【００２６】
制御部６０は、ＥＣＯ信号の指令が入力または、ＥＣＯ信号と同等であると図示しないセンサもしくは操作機器からの入力で、通常運転制御から省電力制御に切りかえる。切りかえ信号を含む電圧指令ＶＩは、電圧変換装置４０に送られる。電圧変換装置４０は、電圧指令ＶＩに応じて、出力電圧値Ｖを車両補機３０と副蓄電装置５０とに出力する。
【００２７】
リレーボックス７０は、車両補機３０と副蓄電装置５０との間に接続されている。リレーボックス７０からは、電力線が分岐されている。電力線は、抵抗１１を介して電圧変換装置４０に接続されていて、車両補機３０を運転する補機電圧値を電圧変換装置４０にフィードバックする。電圧変換装置４０は、検出された補機電圧に異常が生じていないか、たとえば電圧変換装置４０に設けられた検出器４１によって、補機電圧値に低電圧異常が生じていないかが監視されている。
【００２８】
図２は、図１の動作の一例を示し、実施の形態１の車両の電源システムで断線による故障で、所望の補機電圧が得られない状態を示すブロック図である。
【００２９】
電圧変換装置４０と副蓄電装置５０との間の出力線に断線が生じると出力電圧（約１４Ｖ程度）が低下する。これに伴い、車両補機３０を動作させる電圧である補機電圧も低下する。そしてリレーボックス７０からフィードバックされて検出電圧（約１１Ｖ程度）に到達するように、低下すると低電圧異常であると異常判定が行なえる。車両補機３０は、動作中、動作可能電圧の下限に到達する前に、電圧の低下を検出して点検修理を行なえることが望ましい。
【００３０】
電動車両１００特有の電子制御制動装置（ＥＣＢ：Electronically  Controlled  Brake）などの車両補機３０では、運転を可能とする動作可能電圧が一般的な車両の車両補機類の動作可能電圧に比較して高いことが知られている。このため、電動車両１００特有の車両補機３０に応じた高い出力電圧値Ｖで、車両補機３０を動作させる必要がある。
【００３１】
この場合、車両補機３０の動作可能電圧の下限値も高くなる。このため補機電圧値が下限値に到達して下まわり、車両補機３０が運転できなくなる前に、異常を検出するためには検出電圧を低く設定することができない。
【００３２】
また、省電力制御状態を得るため、副蓄電装置５０が充電されない程度まで通常運転状態よりも低く設定した場合、運転に用いる補機電圧の値と、故障検出電圧の値との電位の差が減少してしまう。このため、異常検出電圧が高い車両補機３０では一時的な検出誤差などによる補機電圧の値の低下などであっても異常検出電圧の値に到達してしまい、故障であると誤判定される可能性がある。
【００３３】
たとえば、省電力運転状態の出力電圧（１２．５Ｖ）では、配線抵抗による電圧低下に加えて、ＧＮＤ浮きや検出器８１の検出誤差により、すでに車両補機３０で消費される補機電圧値が異常として検知される検出電圧（１１Ｖ）に近い。このため、正常な省電力運転状態であるにもかかわらず、一時的な電圧の低下で異常として検出されて、故障であると誤判断される可能性があり、車両補機３０の動作継続性が損なわれてしまう。
【００３４】
そこで、実施の形態１の電源システムの異常監視装置では、省電力制御が行なわれている状態で、補機電圧が異常を示す値まで低下したと検出されると、省電力運転電圧を上昇させるものである。
【００３５】
具体的には、補機電圧が低下しても、異常と検出されないように、省電力制御状態の出力電圧値１２．５Ｖを上昇させる。このため、運転に用いる補機電圧の値と、故障検出電圧の値との電位の差が拡大して誤検出される可能性が抑制される。さらに、異常として検出されなくなるまで徐々に出力電圧を上昇させることにより、再度、誤検出されて故障であると誤判定される可能性を減少させることができる。
【００３６】
図３は、実施の形態１の電源システムの異常監視で、要部の構成を説明するブロック図である。なお、以下図中の同一または相当部分には同一符号を付して原則的に説明は繰返さないものとする。
【００３７】
電圧変換装置４０には、制御部を一部構成する制御回路基板に配置された低電圧検出回路８０とＤＤＣ本体８３とが一体に含まれている。低電圧検出回路８０には、検出回路を構成する検出器８１と、制御ＩＣ８２とが設けられている。
【００３８】
検出器８１は、補機電圧の検出値と基準電圧の値との電圧差に応じて、判定値を決定し、補機電圧が異常を示す値として予め設定された基準の値である１１Ｖまで低下したと検出すると、判定値としてＨｉまたはＬｏを制御ＩＣ８２に出力する。
【００３９】
すなわち検出器８１は、リレーボックス７０から分岐されて送られてくる補機電圧の検出値と、基準電圧（ここでは基準電圧＝約１１Ｖ）の値とを比較する。そして、補機電圧の検出値が低下して、低電圧異常を示す基準電圧に到達すると、検出器８１は判定値としてＨｉを制御ＩＣ８２に出力する。さらに補機電圧の検出値が低下して、低電圧異常を示す基準電圧を下まわると、判定値としてＨｉを制御ＩＣ８２に出力するようにしてもよい。
【００４０】
また、補機電圧の検出値と、基準電圧の値とが比較されて、補機電圧の検出値が基準電圧の値に達していない場合は、判定値としてＬｏが制御ＩＣ８２に出力される。
【００４１】
制御ＩＣ８２は、制御部６０からの電圧指令ＶＩ（ＶｅｃｏまたはＶｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎ：Ｎの初期値は０）を、低電圧検出回路８０が配置された制御回路基板内の制御ＩＣなどにより自ら調整して、副蓄電装置５０および車両補機３０に出力する電圧値を決定する。たとえば判定値ＨｉまたはＬｏに応じて電圧変換装置４０から出力電圧値Ｖに、低い電圧値の出力を禁止する出力電圧制限値を設ける。
【００４２】
たとえば、出力電圧値Ｖ＝ＶｅｃｏまたはＶｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎ（Ｎの初期値は０）を出力する際に、制御ＩＣ８２は、出力制限を低い電圧値に与えて、段階的に補機電圧を省電力運転電圧より上昇させる出力電圧制限値とする。また、低い電圧値の出力を禁止するものであればよい。さらに昇圧される電圧差Ｖｓｔｅｐを０．１Ｖ単位に設定されているが、電圧差Ｖｓｔｅｐは、たとえば０．１Ｖ単位以外の０．０１Ｖ〜１．０Ｖなどのような単位であってもよい。
【００４３】
電源システム１０は、電圧誤差を生じる。図３に示す電圧変換装置４０では、車両補機に至るまでに設けられた配線抵抗１２，１３による電圧低下、制御電源線の配線抵抗とＧＮＤ浮き、低電圧検出回路８０の検出器８１などが有する測定誤差などが主な電圧誤差となり得る。
【００４４】
そして、電圧変換装置４０からの出力電圧値Ｖがたとえば１２．５Ｖとなる省電力制御状態で、断線などの検出を行なう検出電圧が１１Ｖに設定される。この設定で一定の電圧差（マージン）が設けられている場合であっても、これらの検出誤差や、一時的な電圧低下によって車両補機３０を運転する補機電圧が変動して、実際の断線などの故障や異常で検出される電圧と近い状態まで電圧が低下する場合がある。このような場合、実際の断線などの故障とさらに区別ができないため誤検出される可能性がある。
【００４５】
このため、省電力制御が行なわれている状態で、補機電圧が低電圧異常とされる１１Ｖまで低下したと検出されると、制御ＩＣ８２がＤＤＣ本体８３に対して、出力電圧値ＶがＶｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎとなるように、省電力運転電圧を上昇させる制御を行なわせる電圧指令値を出力する。ここでは制御ＩＣ８２が低い出力電圧値には出力制限を与えて、段階的に補機電圧を省電力運転電圧よりも上昇させるように出力制限を伴った電圧指令値が用いられる。
【００４６】
たとえば、予め省電力運転電圧（たとえば１２．５Ｖ）から、Ｖｓｔｅｐ＝０．１Ｖごとに段階的に加えられ、低い電圧値が出力されないように制限が行なわれることにより、省電力運転電圧として電圧変換装置４０から出力される出力電圧値Ｖを徐々に上昇させる。
【００４７】
図４は、実施の形態１の電源システムの異常監視動作を説明するフローチャートである。ステップＳ１において、ユーザからの指令に基づいて電源システムの異常監視動作がスタートすると、制御部６０は、ステップＳ２に処理を進める。
【００４８】
ステップＳ２に処理が進むと、制御部６０から電圧変換装置４０に電圧指令ＶＩが送出されて、通常制御状態で行なわれる通常動作の出力電圧（１３．５Ｖ〜１５Ｖ）が出力される。通常動作の出力電圧では、副蓄電装置５０に対して一部の電力が充電されるとともに、車両補機３０に比較的高電圧の電力が供給されて通常運転が行なわれる。
【００４９】
ステップＳ３に処理が進むと、電圧変換装置４０に電圧指令ＶＩ（ＶｅｃｏまたはＶｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎ：Ｎの初期値は０）が送出される。電圧変換装置４０は、通常運転の状態と比較して低い電圧である省電力運転電圧を車両補機３０に供給する。
【００５０】
ステップＳ４に処理が進むと、低電圧検出回路８０によって、出力電圧値Ｖが低下したか否かが判定される。出力電圧値Ｖが低下したと判定される（ステップＳ４でＨｉ）と、次のステップＳ５に処理が進められる。また、ステップＳ４で出力電圧値Ｖが低下していないと判定される（ステップＳ４で低電圧検出回路８０の判定値はＨｉ：Ｈｉは出力電圧値Ｖの低下により異常状態が検出されていることを示す信号。以下同じ。）と、ステップＳ３に処理が進む。
【００５１】
ステップＳ５に処理が進むと、電圧変換装置４０は、自らの出力電圧値を１３〜１３．５Ｖとなるように上昇させる。
【００５２】
ステップＳ６に処理が進むと、低電圧検出回路の検出器８１により、検出された出力電圧値Ｖが検出電圧１１Ｖまで低下したか否かが判定される。出力電圧値Ｖが低下したと判定される（ステップＳ６で検出回路の判定値はＬｏを示す：Ｌｏは出力電圧値Ｖが正常状態であることを示す信号。以下同じ）と、ステップＳ７に処理が進む。
【００５３】
ステップＳ７に処理が進むと、測定装置による検出が行なわれる。出力電圧値Ｖが検出電圧１１Ｖよりも低下し続けて、上昇しない場合は、低電圧異常が断線などの故障を原因とする一過性のものではないと判定されるので、測定装置を用いた詳細な故障診断が行なわれる。測定装置による故障診断では、故障個所および故障種別などが特定されてもよい。出力電圧値Ｖが低下していないと判定される（ステップＳ６で低電圧検出回路の判定値はＬｏを示す）と、ステップＳ８に処理を進める。
【００５４】
ステップＳ８に処理が進むと、出力電圧値ＶがＶｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎとなるように制御ＩＣ８２が演算を行なう。出力電圧値Ｖが再度、検出電圧１１Ｖよりも低下することなく、上昇したまま保持された場合は、低電圧異常が検出誤差などによるものであると判定できる。このため、Ｖｅｃｏの電圧に加えて、ＶｓｔｅｐをＮ回加えることにより昇圧するように演算された出力電圧値Ｖが電圧変換装置４０から出力されて、車両補機３０を運転させる補機電圧が段階的に昇圧される。ここで、Ｖｅｃｏは、省電力制御状態で用いる電圧値（１２．５Ｖ）を示し、Ｖｓｔｅｐは、昇圧される電圧差（たとえば０．１Ｖ単位）を示す。そして、Ｎは、出力電圧値ＶにＶｓｔｅｐの値を加算した回数を示している。
【００５５】
ステップＳ９に処理が進むと、低電圧検出回路により、電圧変換装置４０からの出力電圧値Ｖが低下したか否かが判定される。出力電圧値Ｖが低下したと判定されると、ステップＳ１０に処理が進む（ステップＳ９で検出回路の判定値はＨｉを示す：Ｈｉは異常状態を示す信号）。
【００５６】
ステップＳ１０に処理が進むと、制御ＩＣ８２では、Ｎ値のカウンタがＮ＋１となるように加算されてカウント値を上昇させる。制御ＩＣ８２は、低電圧検出が解除される出力電圧値ＶまでカウンタのＮ値を引き上げる。このため、Ｖｅｃｏの値にＶｓｔｅｐの値をＮ回加算した出力電圧値Ｖの値が用いられて、ステップＳ８による処理が行なわれる。低電圧検出回路により段階的に上昇を開始した出力電圧値Ｖは、検出器８１で低電圧検出が解除される電圧まで、徐々に引き上げられる。
【００５７】
ステップＳ９に処理が進み、出力電圧値Ｖが低下していないと判定される（ステップＳ９で検出回路の判定値はＬｏ：Ｌｏは正常状態を示す信号）と、ステップＳ１１に処理が進められる。すなわち、再度調整された出力電圧値ＶがステップＳ９で、低電圧検出されない場合は、検出誤差などの一時的な要因で、異常判定される可能性が低い電圧まで上昇したと判断されて、ステップＳ１１に処理が進められる。
【００５８】
ステップＳ１１に処理が進むと、出力電圧値Ｖの制限値が確定して、この出力電圧値Ｖの制限値を下まわらないように、制御部６０から送出される電圧指令ＶＩが調整される。このように、省電力制御が行なわれている状態でさらなる補機電圧の低下が検出されると、制御部６０は出力電圧値Ｖを上昇させる。
【００５９】
また、出力電圧値Ｖの上昇により、出力電圧値Ｖと検出電圧との差を拡大することで制御部６０は、所定時間経過する前に、補機電圧が低下してしまう場合を、断線などの異常検出として、判断が可能でありながら、電圧変動などによる一時的な誤検出を抑制できる。ステップＳ１２に制御部６０は処理を進めて電源システムの異常監視処理を終了する。
【００６０】
図５は、実施の形態１の電源システムの異常監視動作を説明するタイムチャートである。
【００６１】
図５を参照して、電源システムの異常監視動作の一例を時間の経過に沿って説明すると、時刻ｔ１で制御部６０は、制御形式を通常電力制御から省電力運転制御に変更する。具体的には、出力電圧値が１４Ｖから１２．５Ｖへ変更される。
【００６２】
時刻ｔ１〜ｔ２の間では、省電力運転制御状態から出力線の断線または誤検出などにより、さらなる出力電圧値Ｖの低下が検出される（検出回路の判定値はＨｉ）と、低電圧検出回路８０によって、出力電圧値Ｖが低下したと判定されて、検出器８１から判定値Ｈｉが出力される。このため、出力電圧値Ｖが省電力運転電圧より高い電圧値となるように上昇を開始する。この時、断線等の故障が生じている場合は、出力電圧値Ｖが上昇しない。
【００６３】
時刻ｔ３で、出力電圧（ここでは、１３．５Ｖ）が回復すると、低電圧検出回路８０の検出器８１は判定値をＨｉからＬｏに変化させる。また、この判定値Ｌｏを受けて制御ＩＣ８２は電圧変換装置４０の出力電圧値Ｖを省電力運転電圧の初期値より高く、通常制御の電圧（１４Ｖ）より低くなるように、電圧変換装置４０自身で安定させる（図４中ステップＳ５参照）。出力電圧値Ｖは、断線などの故障等の異常が存在するとほぼ上昇しないが、一旦上昇しても再び直ちに低下する。特に低電圧検出で判定値Ｈｉにより、出力電圧が１３．５Ｖ付近まで回復している場合は、時刻ｔ３で判定値Ｌｏとなったときに直ちに低下する可能性がある。このため、時刻ｔ３から一定時間以上、出力電圧値Ｖが低下しない場合には、誤検出であったとして処理を進めることができる。
【００６４】
時刻ｔ４において、比較的低電圧で省電力運転を継続して行なえる出力電圧値Ｖが設定される動作が開始される。まず、出力電圧値Ｖが再び低下したことを検出すると（検出回路の判定値はＨｉ、図４中ステップＳ６参照）、制御部６０から出力された電圧指令ＶＩに加えて電圧変換装置４０では、出力電圧値Ｖ＝Ｖｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎ（Ｎは正の整数）となるように自ら調整する（図４中ステップＳ８参照）。
【００６５】
時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間で、Ｎが一つずつ増加される結果、Ｖｓｔｅｐずつ段階的に出力電圧値Ｖは上昇して（図４中ステップＳ１０参照）、低電圧検出回路で検出される上限値に至るまで上昇を続ける。
【００６６】
時刻ｔ５において、低電圧検出回路８０が検出した出力電圧値Ｖが上限値に到達すると、検出器８１は判定値をＬｏとするとともに、出力電圧値Ｖの上昇を停止させる（図４中ステップＳ９参照）。以後、一定の出力電圧制限値が確定（図４中ステップＳ１１参照）して、出力電圧値Ｖが定常的な運転電圧となり処理が続行される。
【００６７】
そして、最も消費電力が少ない省電力制御（図５中時刻ｔ１〜ｔ２間参照）から、電圧指令Ｖ１により出力電圧値Ｖが少し引き上げられて、省電力運転電圧の初期値よりも一定電圧、高い出力電圧値Ｖのまま保たれる（図５中時刻ｔ５以降参照）。
【００６８】
このように、省電力制御が行なわれている状態でさらなる出力電圧値Ｖの低下が検出される（図５中時刻ｔ１参照）と、出力電圧を省電力運転電圧より上昇させる（図５中時刻ｔ２参照）。これにより、所望に近い省電力制御が行なえる。
【００６９】
また、出力電圧の段階的な上昇（図５中時刻ｔ４から時刻ｔ５まで）により車両補機３０への出力電圧値Ｖ（たとえば１３Ｖ程度）に対して、検出される省電力運転電圧（たとえば１２．５Ｖ）が、最初の電圧値よりも引き上げられて、電圧差が拡大される。このため、省電力運転中であっても、電圧誤差に加えて、正常な運転電圧に電圧変動が生じても、断線などの異常検出として誤判定することがない。
【００７０】
また、誤判定しにくい運転電圧のうちでもなるべく低く、最初の省電力運転制御状態の電圧に近い設定された出力電圧値Ｖによって、時刻ｔ５以降、車両補機３０は運転が継続できる。このため、電圧誤差によって電圧が一時的に低下しても誤判定の発生の可能性を減少させることができる。
【００７１】
このため、出力電圧値Ｖを低く設定して省電力運転電圧で車両補機を運転しても、異常監視を行ないながら、電圧誤差が異常として誤検出、誤判定されない。
【００７２】
よって、省電力制御状態で用いる出力電圧値Ｖは、さらに故障を検出する検出電圧に近づけて低く設定でき、動作電圧が高い電子制御制動装置などの車両補機を搭載した電動車両１００で燃費と、異常検出の判定性能とを向上させることができる。
【００７３】
[変形例]
図６は、実施の形態１の一変形例の電源システムの異常監視動作を説明するタイムチャートである。この変形例では、実施の形態１の電源システムの異常監視装置を用いて、出力電圧値Ｖが高い初期値（たとえば、１２．５Ｖ〜１３Ｖ程度）として、省電力運転状態を継続することにより、早期に再度、誤検出が生じる可能性を抑制している。なお、図中実施の形態と同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００７４】
図６を参照して、時刻ｔ１１で、低電圧検出回路８０によって通常電力制御から省電力制御に移行する（ここでは、１４Ｖから１２．５Ｖ）。
【００７５】
時刻ｔ１２で、出力線の断線または、誤検出などにより、出力電圧値Ｖの低下が検出される（検出回路の判定値はＨｉ）と、低電圧検出回路８０は出力電圧値Ｖを省電力運転電圧よりも高くなるように引き上げる（ここでは、１３．５Ｖ）。
【００７６】
時刻ｔ１３で、一定時間電圧が維持されて、断線ではないことが確認されると、検出回路の判定値Ｈｉが検出回路の判定値Ｌｏに切りかわり低電圧検出回路８０は、出力電圧を低下させる。
【００７７】
時刻ｔ１４で、再び低下した出力電圧値Ｖは、初期値として電圧指令ＶＩ（Ｖｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎ：Ｎの初期値は正の整数）が与えられた出力電圧値Ｖ（たとえば、１２．５Ｖ〜１３Ｖ程度）まで下がる。この実施の形態１の変形例では、Ｎ＝１が初期値として与えられている。この変形例のように初期値は、Ｎ＝１に限らず２以上の整数であればＮ値はどのような数量であってもよく、好ましくは、最初の省電力運転状態の出力電圧値ＶｅｃｏであるＶ＝１２．５Ｖから上昇される乖離量が一定以上で、しかも、安定する次の省電力運転状態の出力電圧値Ｖ（たとえば、１２．５Ｖ〜１３Ｖ程度）よりも小さくなるようにＮ値が初期値として与えられればどのようなＮ値であってもよい。
【００７８】
この変形例では、実施の形態１の図５の時刻ｔ４に示すように省電力制御が行なわれる電圧値（１２．５Ｖ）まで下げられる場合に比較して、図６の時刻ｔ１４に示すように少し高い出力電圧値Ｖ（たとえば、１２．５Ｖ〜１３Ｖ程度）まで下げられる。
【００７９】
時刻ｔ１５では、１２．５Ｖの省電力運転電圧より１ステップ分、高い出力電圧値Ｖの値から段階的に、Ｖｓｔｅｐ×（１〜Ｎ回）分の電圧差Ｖｓｔｅｐ×Ｎが最初の省電力運転状態の出力電圧値ＶｅｃｏであるＶ＝１２．５Ｖに対して加算されて出力電圧値Ｖが設定される。
【００８０】
そして時刻ｔ１４から時刻ｔ１５まで、検出回路の判定値Ｈｉが検出回路の判定値Ｌｏに切りかわるまでの間、出力電圧値ＶはＶｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎとなるように徐々に上昇する（図３中ステップＳ８参照）。
【００８１】
時刻ｔ１４から時刻ｔ１５までの間で、Ｖｓｔｅｐずつ段階的に上昇する出力電圧値Ｖは、予め時刻ｔ１４で、比較的高い出力電圧値Ｖの値から上昇を開始するので、安定する上限値に到達するまでの電位差が少ない。時刻ｔ１５以降は、最初の省電力運転の出力電圧値Ｖｅｃｏよりも、高い一定の出力電圧値Ｖで安定して、省電力運転状態が継続される。このため、再度、一時的な電圧変動などで誤検出されるおそれが減少する。
【００８２】
また、図５に示す時刻ｔ４から時刻ｔ５までの時間に比べて、短時間で誤検出されるおそれが少ない出力電圧値Ｖに安定させることができる。
【００８３】
しかも、通常制御の出力電圧（１３．５Ｖ〜１５Ｖ）では、副蓄電装置５０に対して一部の電力が充電されてしまうが、最も低い省電力運転電圧（１２．５Ｖ）に近い値で出力電圧値が安定する。このため、副蓄電装置５０へ充電される電力量も増大することなく、車両補機３０に供給される電力量の増大の抑制とともに、通常運転状態に比較して、総電費を節約できる省電力運転状態が得られる。
【００８４】
他の構成、および作用効果については、実施の形態１と同様であるので説明を繰返さない。
[実施の形態２]
図７は、実施の形態２の電源システムの異常監視動作を説明するフローチャートである。
【００８５】
ステップＳ２１において、ユーザからの指令などに基づき制御部６０は、電源システムの異常監視処理をスタートさせて、ステップＳ２２に処理を進める。
【００８６】
ステップＳ２２に処理が進むと、制御部６０は、電圧変換装置４０に電圧指令ＶＩを送出する。電圧変換装置４０は、電圧指令ＶＩを受けて主蓄電装置２０の電力を通常制御で用いられる通常動作の電圧（１３．５Ｖ〜１５Ｖ）に電圧変換して、副蓄電装置５０および車両補機３０へ出力させる。
【００８７】
ステップＳ２３に処理が進むと、制御部６０は、電圧変換装置４０に電圧指令ＶＩ（ＶｅｃｏまたはＶｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎ）を送出する。電圧指令ＶＩは、通常運転の状態の出力電圧値Ｖよりも比較的低い出力電圧値Ｖとなるように設定されている。このため、車両補機３０は省電力制御状態で運転される。
【００８８】
ステップＳ２４に処理が進むと、低電圧検出回路８０により、出力電圧値Ｖが検出電圧まで低下したか否かが判定される。出力電圧値Ｖが検出電圧まで低下したと判定されると低電圧検出回路８０の検出器８１は、判定値Ｌｏを判定値Ｈｉに切りかえて、次のステップＳ２５に処理が進む。ステップＳ２４で出力電圧値Ｖが検出電圧まで低下していないと判定される（ステップＳ２４で検出回路の判定値Ｌｏ）と、判定値Ｌｏのまま、検出器８１は再度ステップＳ２３の処理を行なう。
【００８９】
ステップＳ２５に処理が進むと、測定誤差など故障以外の原因で一時的に低下していた出力電圧値Ｖが電圧変換装置４０自身の回復機能により、１３〜１３．５Ｖに上昇する。
【００９０】
ステップＳ２６に処理が進むと、低電圧検出回路８０により、出力電圧値Ｖが検出電圧まで低下したままであるか否かが判定される。出力電圧値Ｖが低下したまま（ステップＳ２６で検出器８１の判定値Ｈｉ）もしくは、一定時間保持されることなく直ちに、出力電圧値Ｖが低下してしまう場合、出力線の断線などの故障などが生じている場合であると判定され、ステップＳ２７に処理が進められる。ステップＳ２７では、測定装置による検出が行なわれて、詳細な故障個所および故障種別などが特定される。
【００９１】
また、ステップＳ２６で、低電圧検出回路８０により省電力運転中の一時的な出力電圧値Ｖの低下から出力電圧値Ｖが省電力運転電圧まで回復した（ステップＳ２６で検出器８１の判定値Ｌｏ）と判定されると、ステップＳ２９に処理が進められる。
【００９２】
ステップＳ２９では、出力電圧値ＶがＶｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎとなるように低電圧検出回路８０により演算が行なわれる。演算された出力電圧値Ｖは、車両補機３０に出力される。ここで、Ｖｅｃｏは、省電力運転中に用いる電圧値（１２．５Ｖ）、Ｖｓｔｅｐは、昇圧される電圧差（たとえば０．１Ｖ単位）、Ｎは、出力電圧値ＶにＶｓｔｅｐが加算される回数を示す。
【００９３】
低電圧検出回路８０は、省電力運転電圧（１２．５Ｖ）から段階的に上昇を開始した出力電圧値Ｖを検出する。そして、出力電圧値Ｖと、Ｖｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎとが比較されて、出力電圧値ＶがＶｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎを上まわる場合は、まだ出力電圧値Ｖを引き下げられる余地があるので、ステップＳ３０に処理が進む。
【００９４】
ステップＳ３０に処理が進むと、出力電圧値Ｖの演算に用いるＮ値に加算が行なわれてカウントアップされるＮ＝Ｎ＋１の演算処理が行なわれて、制御部６０は再度ステップＳ２３の処理を行なう。出力電圧値Ｖは、省電力運転の出力電圧値Ｖｅｃｏから、Ｖｓｔｅｐ単位でＮ回、段階的に加算される。したがって、低電圧検出の解除直後の電圧を最下限電圧として設定して、徐々に出力電圧値Ｖを上昇させることができる。
【００９５】
比較により出力電圧値ＶがＶｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎ以下となった場合は、ステップＳ３１に処理が進む。ステップＳ３１に処理が進むと、出力電圧値Ｖの制限値がＶｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎに確定して、この出力電圧値Ｖの制限値を下まわらないように、制御部６０から送出される電圧指令ＶＩに、低電圧検出回路８０の検出器８１のカウントアップに併せてＶｓｔｅｐ×Ｎが加算される制御が行なわれ、Ｖｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎ以下の出力が禁止されることにより、出力電圧値Ｖが一定の値に保持される。
【００９６】
このため、出力電圧値Ｖの引き下げの途中で、最下限電圧が設定されて、そのまま、出力電圧値Ｖは一定の値に保持される。よって、再度、断線などと誤検出される可能性が減少する。そして、出力電圧値Ｖの制限値が確定すると、ステップＳ３２に処理が進み、電源システムの異常監視動作が終了する。
【００９７】
図８は、実施の形態２の電源システムの異常監視動作を説明するタイムチャートである。
【００９８】
図８に示すように、通常制御状態では、主蓄電装置２０の電力が電圧変換装置４０によって、通常動作の電圧（１３．５Ｖ〜１５Ｖ）に電圧変換されて、副蓄電装置５０および車両補機３０へ出力される。通常制御状態から、ＥＣＯ信号の入力などにより制御部６０から電圧指令ＶＩが電圧変換装置４０に出力されると、電圧変換装置４０の出力電圧値Ｖが切りかえられる。時刻ｔ２１では省電力出力電圧である１２．５Ｖに下げられた出力電圧値Ｖが用いられて、車両補機３０が省電力制御による運転を開始する。
【００９９】
出力線の断線または、誤検出などにより、時刻ｔ２２で出力電圧値Ｖの低下が検出（検出回路の判定値はＨｉ）されると、出力電圧値Ｖが省電力運転電圧の初期値よりも高くなるように引き上げられる（ここでは、１３．５Ｖ）。
【０１００】
時刻ｔ２３で、検出回路の判定値Ｈｉが検出回路の判定値Ｌｏに切りかわると、低電圧検出回路８０は、出力電圧値Ｖが低下しないと判断して、省電力制御による電圧値（１２．５ｖ）より、高い値（たとえば、１２．５Ｖ〜１３Ｖ程度）の電圧となるように、出力電圧値Ｖを段階的に引き下げる。
【０１０１】
そして、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの間、一定時間保持された出力電圧値Ｖは、再度省電力制御状態として良好な効率となるように、一定時間経過後、１３．５Ｖから一段引き下げられる。
【０１０２】
出力電圧値Ｖの値は、Ｖｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎによって求められた前回の省電力制御状態よりも一段高い出力電圧値Ｖに保持され、この出力電圧値Ｖよりも低い電圧が出力されないように制限が行なわれる。
【０１０３】
時刻ｔ２４以降、この出力電圧値Ｖが維持されて再度、省電力制御が開始される。
この実施の形態２の電源システムの異常監視装置では、時刻ｔ２４で、出力電圧値ＶがＶｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎによって求められた下限値に至るまでの間、Ｖｓｔｅｐずつ、Ｎ回段階的に引き上げられる。
【０１０４】
出力電圧値Ｖは、低電圧検出の電圧値（ここでは１１Ｖ）に到達して検出されることがない電圧値まで引き上げられて保持される。ここでは、出力電圧値Ｖが一回、Ｖｓｔｅｐ値を用いて引き上げられた状態で、時刻ｔ２４以降は一定の出力電圧値Ｖの値で保持されている。
【０１０５】
時刻ｔ２４以降、低電圧検出回路８０の判定値に対して、Ｖｓｔｅｐ値分、拡大された所定の電圧差が保持されて異常監視が行なわれるため、検出器８１で生じた検出誤差などによる一時的な電圧低下が異常と判定されたり、故障等と誤検出される可能性を減少させることができる。
【０１０６】
[変形例]
図９は、実施の形態２の一変形例で電源システムの異常監視動作を説明するタイムチャートである。この変形例では、実施の形態２の電源システムの異常監視装置を用いているため、同一部分の説明は省略するとともに、図９中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【０１０７】
この変形例では、実施の形態２のＶｓｔｅｐの値に比較して、小さいＶｓｔｅｐの値を用いている。
【０１０８】
図９に示すように、高い出力電圧（Ｖ＝１４Ｖ）を示す通常制御状態から、制御部６０によって電圧指令ＶＩが電圧変換装置４０に出力される。時刻ｔ３１からは電圧変換装置４０により出力電圧＝１２．５Ｖが下げられて省電力制御が開始される。
【０１０９】
時刻ｔ３２で、出力電圧値Ｖの低下が検出（低電圧検出回路８０の検出器８１による判定値はＨｉ）されると、出力電圧値Ｖが最初の省電力運転電圧よりも高くなるように引き上げられる（ここでは、１３．５Ｖ）。
【０１１０】
時刻ｔ３３で、検出回路の判定値Ｈｉが判定値Ｌｏに切りかわると、低電圧検出回路８０は、出力電圧値Ｖが低下せず故障ではないと判断して、省電力制御による電圧値（１２．５ｖ）より、Ｖｓｔｅｐだけ高い値（たとえば、１２．５Ｖ〜１３Ｖ程度）の電圧となるように、出力電圧値Ｖが一段引き下げられる。
【０１１１】
この変形例では、実施の形態２のＶｓｔｅｐの値（約０．２５Ｖ）に比較して、小さいＶｓｔｅｐの値Ｖｄ１（約０．１２５Ｖ）が用いられる。
【０１１２】
このＶｓｔｅｐの値Ｖｄ１が用いられ、出力電圧値Ｖ＝Ｖｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎが、制御ＩＣ８２によって演算される。時刻ｔ３３の時点では、値Ｎ＝１が用いられる。
【０１１３】
一段引き下げられた出力電圧値Ｖは、時刻ｔ３４で再び、出力電圧値Ｖの低下により、異常検出され、低電圧検出回路８０の検出器８１による判定値がＨｉとなると、出力電圧値Ｖが最初の省電力運転電圧よりも高くなるように引き上げられる（ここでは、１３．５Ｖ）。
【０１１４】
時刻ｔ３５で、検出回路の判定値Ｈｉが判定値Ｌｏに切りかわると、低電圧検出回路８０は、出力電圧値Ｖが低下せず、故障ではないと判断して、前回の省電力制御による電圧値（１２．５ｖ）より、Ｖｓｔｅｐだけ高い値（たとえば、１２．５Ｖ〜１３Ｖ程度）の電圧となるように、出力電圧値Ｖが一段引き下げられる。
【０１１５】
この変形例では、実施の形態２のＶｓｔｅｐの値（約０．２５Ｖ）に比較して、小さいＶｓｔｅｐの値Ｖｄ２（約０．１２５Ｖ：Ｖｄ１＝Ｖｄ２〜Ｖｄｎ）が用いられる。
【０１１６】
このＶｓｔｅｐの値Ｖｄ２が用いられて、出力電圧値Ｖ＝Ｖｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎが、制御ＩＣ８２によって演算される。時刻ｔ３５の時点では、値Ｎ＝２が用いられる。
【０１１７】
このようにＶｅｃｏ＋Ｖｓｔｅｐ×Ｎによって求められた値を下まわらないように電圧変換装置４０から出力される出力電圧値Ｖが段階的に引き上げられながら、異常判定が行なわれなくなるまで繰返される。
【０１１８】
このように一定に値で保持された出力電圧値Ｖでは、図９中、時刻ｔ３６で、低電圧検出によって検出されない、すなわち、図９中破線で示すＳｉｇ０による判定値Ｈｉが生じない状態となり、比較的低電圧で出力電圧値Ｖが維持されて、さらに効率的な省電力制御が開始される。
【０１１９】
なお、実施の形態１および実施の形態２では、電圧変換装置４０の一部に制御部を構成する低電圧検出回路８０がＤＤＣ本体８３と一体に設けられている。しかしながら、特にＤＤＣ本体８３と一体である必要はなく、別体であってもまたはＥＣＵを有する制御部６０と一体に設けられていてもよい。さらに、制御部６０を低電圧検出回路８０と一体になるように電圧変換装置４０に設けても良く、配置および配線が特に限定されるものではない。
【０１２０】
また、実施の形態１および実施の形態２では、電動車両１００を例示して説明してきたが、たとえば、エンジン、モータまたは燃料電池による駆動装置などを組み合わせたハイブリッド車両、プラグインハイブリッド車両などであっても、電源システムを有する電動車両であれば、特に限定される必要はない。
【０１２１】
以上説明した実施の形態について、最後に再び図面を参照しながら総括する。
図１に示すように、電動車両１００を走行させるための電力を蓄える主蓄電装置２０と、主蓄電装置２０の出力電圧を車両補機３０の補機電圧に変換する電圧変換装置４０と、補機電圧によって充電が行なわれる副蓄電装置５０と、通常制御状態で通常運転電圧を出力し、省電力制御状態で通常運転電圧よりも低い省電力運転電圧を補機電圧として出力するように電圧変換装置４０を制御する制御部６０とを備える。
【０１２２】
制御部６０は、省電力制御状態で、さらなる補機電圧の低下が検出されると、省電力運転電圧を上昇させる。
【０１２３】
図５に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２で省電力制御が行なわれている状態でさらなる補機電圧の低下が検出されると、時刻ｔ２または、時刻ｔ４〜ｔ５で制御部６０は、補機電圧を上昇させる。これにより、省電力運転状態での車両補機３０の動作電圧と、故障検出の検出電圧との差が拡大して、断線などの異常検出を行なう際に、電圧変動などによる誤検出を抑制できる。
【０１２４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１２５】
１０  電源システム、２０  主蓄電装置、３０  車両補機、４０  電圧変換装置、５０  副蓄電装置、６０  制御部、７０  リレーボックス、８０  低電圧検出回路、８１  検出器、８２  制御ＩＣ、８３  ＤＤＣ本体、１００  電動車両、Ｈｉ，Ｌｏ  判定値、Ｖ  出力電圧、ＶＩ  電圧指令、Ｖｅｃｏ  省電力運転電圧。
【図１】
2014166028.tif 000003
【図２】
2014166028.tif 000004
【図３】
2014166028.tif 000005
【図４】
2014166028.tif 000006
【図５】
2014166028.tif 000007
【図６】
2014166028.tif 000008
【図７】
2014166028.tif 000009
【図８】
2014166028.tif 000010
【図９】
2014166028.tif 000011