(57)【要約】  第１のスイッチ（６）と直列に接続される第１の蓄電器（４）を含む第１の電源回路と、第２の充電器（５）を含む第２の電源回路との間に第２のスイッチ（７）を設け、一方の電源回路から他方の電源回路に電力を供給することが必要となる所定の条件が成立した場合において、第１のスイッチ（６）を開くことにより、第１の電源回路において第１の蓄電器（４）を切り離した後に、第２のスイッチ（７）を閉じることにより、第１の電源回路と第２の電源回路との間を接続する。
2014061137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電電動機と、導通状態が定位である第１のスイッチおよび第１の蓄電器が直列に接続された蓄電装置とが互いに並列に接続された第１の電源回路と、
補機類と、第２の蓄電器とが互いに並列に接続された第２の電源回路と、
前記第１の電源回路と前記第２の電源回路との間に設けられた、非導通状態が定位である第２のスイッチと、
駆動動作時に、前記第１の電源回路と前記第２の電源回路との間で電力を変換する電力変換器と、
一方の電源回路から他方の電源回路に電力を供給することが必要となる所定の条件が成立したと判定した場合に、前記第１のスイッチを前記導通状態から前記非導通状態に切替えることにより、前記第１の電源回路において前記第１の蓄電器を切り離した後に、前記第２のスイッチを前記非導通状態から前記導通状態に切替えることにより、前記第１の電源回路と前記第２の電源回路との間を接続する電源管理部と、
を備える電源管理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電源管理システムにおいて、
前記電源管理部は、前記第１のスイッチを前記導通状態から前記非導通状態に切替える前に、駆動動作を行う前記電力変換器の駆動を停止させる
電源管理システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電源管理システムにおいて、
前記電源管理部は、前記第１のスイッチを前記導通状態から前記非導通状態に切替える前に、前記発電電動機が発電動作を行う場合には、前記発電動作を停止させ、前記発電電動機が駆動動作を行う場合には、前記駆動動作を停止させる
電源管理システム。
【請求項４】
請求項３に記載の電源管理システムにおいて、
前記電源管理部は、前記発電動作を停止させた場合には、前記第２のスイッチを前記非導通状態から前記導通状態に切替えた後に、停止させた前記発電動作を再開させ、前記駆動動作を停止させた場合には、前記第２のスイッチを前記非導通状態から導通状態に切替えた後に、停止させた前記駆動動作を再開させる
電源管理システム。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電源管理システムにおいて、
前記電源管理部は、前記電力変換器が故障した場合に、前記所定の条件が成立したと判定する
電源管理システム。
【請求項６】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電源管理システムにおいて、
前記第１の蓄電器の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記電源管理部は、前記温度検出部により検出した前記第１の蓄電器の温度が、あらかじめ規定した所定温度範囲外である場合に、前記所定の条件が成立したと判定する
電源管理システム。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電源管理システムにおいて、
前記第１の蓄電器の蓄電状態を検出する蓄電状態検出部をさらに備え、
前記電源管理部は、前記蓄電状態検出部により検出した前記第１の蓄電器の蓄電状態が、あらかじめ規定した第１の所定の蓄電状態になった場合に、前記所定の条件が成立したと判定する
電源管理システム。
【請求項８】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電源管理システムにおいて、
前記第１の蓄電器の蓄電状態を検出する蓄電状態検出部をさらに備え、
前記電源管理部は、エンジンが停止後から初回の始動時であり、前記蓄電状態検出部により検出した前記第１の蓄電器の蓄電状態が、あらかじめ規定した第２の所定の蓄電状態になった場合に、前記所定の条件が成立したと判定する
電源管理システム。
【請求項９】
発電電動機と、導通状態が定位である第１のスイッチおよび第１の蓄電器が直列に接続された蓄電装置とが互いに並列に接続された第１の電源回路と、
補機類と、第２の蓄電器とが互いに並列に接続された第２の電源回路と、
前記第１の電源回路と前記第２の電源回路との間に設けられた、非導通状態が定位である第２のスイッチと、
を備えた電源管理システムで実行される電源管理方法であって、
一方の電源回路から他方の電源回路に電力を供給することが必要となる所定の条件が成立したと判定した場合に、前記第１のスイッチを前記導通状態から前記非導通状態に切替えることにより、前記第１の電源回路において前記第１の蓄電器を切り離す第１ステップと、
前記第１ステップにおいて、前記第１のスイッチを前記導通状態から前記非導通状態に切替えた後に、前記第２のスイッチを前記非導通状態から前記導通状態に切替えることにより、前記第１の電源回路と前記第２の電源回路との間を接続する第２ステップと、
を有する電源管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの異なる電源系統として構成される第１の電源回路および第２の電源回路を備えた電源管理システムおよび電源管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球上の温室効果ガス問題を背景として、車両における燃料消費量を可能な限り低減するために、電力を効率的に利用することにより発電に必要な燃料を低減する技術が、多数提案されている。このような技術の１つとして、例えば、２つの異なる電源系統を備えることにより、車載機器（車両内の電装品等）を動かすために必要な電力を効率的に利用することのできる電源管理システムがある。【０００３】
このような従来の電源管理システムの具体例として、２つの異なる電源系統として構成される主電源を含む電源回路および副電源を含む電源回路を備え、システム内の電力変換器の動作状態に基づいて、バイパススイッチを開閉することにより、これら２つの電源回路間の接続を制御するシステムがある（例えば、特許文献１、２参照）。【０００４】
また、特許文献１、２に記載の従来技術において、特に、システム内の電力変換器が故障した場合には、バイパススイッチを閉じて、２つの電源回路間を接続することにより、高電圧側の電源回路から低電圧側の電源回路に電力を供給する。これにより、車載機器に電力が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９７２９０６号公報
【特許文献２】特開２００５−０２２５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術には以下のような課題がある。
特許文献１、２に記載の従来技術では、前述したように、バイパススイッチを閉じることにより、２つの電源回路間を接続する。このとき、これら２つの電源回路間の電圧差が大きいと、バイパススイッチおよび低電圧側の電源回路に大電流が流れるので、バイパススイッチおよび低電圧側の電源回路にある車載機器等が、故障（焼損）してしまう。したがって、システム内の車載機器の動作が停止し、車両の走行を継続できないおそれがあるという問題があった。【０００７】
また、特許文献１、２に記載の従来技術では、電源管理システム内において、電力変換器の故障以外にも、なんらかの原因によって、一方の電源回路から他方の電源回路に電力を供給することが必要となる所定の条件が成立した場合には、十分な対応ができず、結果として、システム内の車載機器に安定して電力が供給されない。したがって、システム内の車載機器の動作が停止し、車両の走行を継続できないおそれがあるという問題があった。【０００８】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、一方の電源回路から他方の電源回路に電力を供給することが必要となる所定の条件が成立した場合であっても、システム内の車載機器の動作を停止させることなく、安定的に車両の走行を継続することのできる電源管理システムおよび電源管理方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明における電源管理システムは、発電電動機と、導通状態が定位である第１のスイッチおよび第１の蓄電器が直列に接続された蓄電装置とが互いに並列に接続された第１の電源回路と、補機類と、第２の蓄電器とが互いに並列に接続された第２の電源回路と、第１の電源回路と第２の電源回路との間に設けられた、非導通状態が定位である第２のスイッチと、駆動動作時に、第１の電源回路と第２の電源回路との間で電力を変換する電力変換器と、一方の電源回路から他方の電源回路に電力を供給することが必要となる所定の条件が成立したと判定した場合に、第１のスイッチを導通状態から非導通状態に切替えることにより、第１の電源回路において第１の蓄電器を切り離した後に、第２のスイッチを非導通状態から導通状態に切替えることにより、第１の電源回路と第２の電源回路との間を接続する電源管理部と、を備えるものである。【００１０】
また、本発明における電源管理方法は、発電電動機と、導通状態が定位である第１のスイッチおよび第１の蓄電器が直列に接続された蓄電装置とが互いに並列に接続された第１の電源回路と、補機類と、第２の蓄電器とが互いに並列に接続された第２の電源回路と、第１の電源回路と第２の電源回路との間に設けられた、非導通状態が定位である第２のスイッチと、を備えた電源管理システムで実行される電源管理方法であって、一方の電源回路から他方の電源回路に電力を供給することが必要となる所定の条件が成立したと判定した場合に、第１のスイッチを導通状態から非導通状態に切替えることにより、第１の電源回路において第１の蓄電器を切り離す第１ステップと、第１ステップにおいて、第１のスイッチを導通状態から非導通状態に切替えた後に、第２のスイッチを非導通状態から導通状態に切替えることにより、第１の電源回路と第２の電源回路との間を接続する第２ステップと、を有するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明における電源管理システムおよび電源管理方法によれば、第１のスイッチと直列に接続される第１の蓄電器を含む第１の電源回路と、第２の充電器を含む第２の電源回路との間に第２のスイッチを設け、一方の電源回路から他方の電源回路に電力を供給することが必要となる所定の条件が成立した場合において、第１のスイッチを開くことにより、第１の電源回路において第１の蓄電器を切り離した後に、第２のスイッチを閉じることにより、第１の電源回路と第２の電源回路との間を接続する。これにより、このような所定の条件が成立した場合であっても、システム内の車載機器の動作を停止させることなく、安定的に車両の走行を継続することのできる電源管理システムおよび電源管理方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における電源管理システムを示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における電源管理システムの電源管理部が行う所定の条件判定処理の手順を示したフローチャートである
【図３】本発明の実施の形態１における電源管理システムの電源管理部が行う動作指令処理の手順を示したフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１における電源管理システムの電源管理部が行う動作指令処理を示したタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の電源管理システムおよび電源管理方法の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における電源管理システムを示す構成図である。この図１における電源管理システムは、発電電動機１、電力変換器２、補機類３、第１の蓄電器４と第１のスイッチ６とを有する蓄電装置、第２の蓄電器５、第２のスイッチ７、電源管理部８、温度検出部９、蓄電電流検出部１０、入力端電圧検出部１１、出力電流検出部１２、および出力端電圧検出部１３を備える。
【００１５】
発電電動機１は、発電動作および駆動動作を行う。発電電動機１は、発電動作時では、エンジン（図示せず）からトルクが付与されることにより、第１の蓄電器４に電力を供給するとともに、電力変換器２を通して電力変換された電力を、補機類３および第２の蓄電器５に供給する。また、発電電動機１は、駆動動作時では、第１の蓄電器４に蓄えられた電力を用いて、エンジンに対してトルクを付与することにより、エンジンを始動する。
【００１６】
ここで、互いに並列に接続された発電電動機１と蓄電装置とから第１の電源回路が構成され、互いに並列に接続された補機類３と第２の蓄電器５とから第２の電源回路が構成される。また、蓄電装置は、第１の蓄電器４と第１のスイッチ６とが互いに直列に接続されて構成される。
【００１７】
電力変換器２は、駆動動作時には、入力された電力を所望の電力に変換して出力する。また、電力変換器２は、駆動停止時には、電力変換を行わず、電力を出力しない。電力変換器２の例として、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータなどが挙げられる。なお、ＤＣ−ＤＣコンバータの形態は、昇圧型、降圧型、昇降圧型、双方向型など、どのような形態であってもよい。
【００１８】
補機類３は、車両に設けられた複数の車載機器である。補機類３の例として、例えば、ヘッドライト、エアコンおよびオーディオなどが挙げられる。
【００１９】
第１の蓄電器４および第２の蓄電器５は、電力の充放電を行う。第１の蓄電器４は、発電電動機１から供給される電力を蓄える。また、第１の蓄電器４は、電力変換器２を通して電力変換された電力を、補機類３および第２の蓄電器５に供給する。第２の蓄電器５は、発電電動機１または第１の蓄電器４から供給される電力を蓄える。また、第２の蓄電器５は、補機類３に電力を供給する。なお、第１の蓄電器４の例として、例えば、リチウムイオンバッテリおよび電気二重層キャパシタなどが挙げられる。
【００２０】
第１のスイッチ６は、第１の蓄電器４と直列に接続されている。第１の蓄電器４は、第１のスイッチ６が導通状態に切替えられれば、充放電を行い、第１のスイッチ６が非導通状態に切替えられれば、第１の電源回路において切り離され、充放電を行わない。
【００２１】
第２のスイッチ７は、第１の電源回路と第２の電源回路との間に設けられる。第１の電源回路と第２の電源回路との間は、第２のスイッチ７が導通状態に切替えられれば、接続され、第２のスイッチ７が非導通状態に切替えられれば、切り離される。
【００２２】
電源管理部８は、温度検出部９により、第１の蓄電器４の温度を検出し、蓄電電流検出部１０により、第１の蓄電器４および第１のスイッチ６に流れる電流を検出する。また、電源管理部８は、入力端電圧検出部１１、出力電流検出部１２および出力端電圧検出部１３により、電力変換器２の入力端電圧、出力電流および出力端電圧を検出する。また、第１のスイッチ６の動作が導通状態であり、かつ第２のスイッチ７の動作が非導通状態である場合に、第１の蓄電器４の端子間電圧と電力変換器２の入力端電圧とが等しくなる。したがって、電源管理部８は、入力端電圧検出部１１により、第１の蓄電器４の端子間電圧も検出することとなる。
【００２３】
また、電源管理部８は、発電電動機１に対して、「発電」、「駆動」または「動作停止」を指令する。発電電動機１は、これらの指令に基づき、発電動作、駆動動作または動作の停止を行う。
【００２４】
また、電源管理部８は、電力変換器２に対して、「駆動」または「駆動停止」を指令する。電力変換器２は、これらの指令に基づき、駆動動作または駆動の停止を行う。
【００２５】
また、電源管理部８は、第１のスイッチ６および第２のスイッチ７に対して、非導通状態または導通状態に切替えるように指令する。第１のスイッチ６および第２のスイッチ７は、これらの指令に基づき、非導通状態または導通状態に切替えられる。
【００２６】
また、電源管理部８は、一方の電源回路から他方の電源回路に電力を供給することが必要となる所定の条件（以降では、単に、所定の条件と称す）が成立か不成立かの判定を行う。電源管理部８は、所定の条件が成立すれば、発電電動機１、電力変換器２、第１のスイッチ６および第２のスイッチ７に対して、前述したような動作指令を出すことにより、第１の電源回路と第２の電源回路との間を接続する。
【００２７】
次に、電源管理部８が行う所定の条件判定について、本発明の実施の形態１における電源管理システムの電源管理部８が行う所定の条件判定処理の手順を示したフローチャートである図２を参照して説明する。
【００２８】
ここで、電源管理部８が行う所定の条件判定について、具体的に例示して説明するために、以下の第１条件〜第４条件に示したような状態が１つでも発生すれば、電源管理部８は、所定の条件が成立したと判定する場合を想定して説明する。なお、ここでは、所定の条件の具体例として、第１条件〜第４条件を示すが、これに限定されない。すなわち、一方の電源回路から他方の電源回路に電力を供給することが必要となる条件であれば、どのような条件であってもよい。
【００２９】
第１条件：
電力変換器２が故障している状態
第２条件：
第１の蓄電器４の温度が所定温度範囲外の状態
第３条件：
第１の蓄電器４が十分に蓄電された状態（満充電状態）
第４条件：
エンジンが停止後から初回の始動時であり、かつ、第１の蓄電器４がこのままではエンジン始動を行うことができない蓄電状態（ここでいう蓄電状態とは、例えば、第１の蓄電器４の蓄電量が低下する状態、または第１の蓄電器４の端子間電圧が低下する状態などを意味する。）
【００３０】
また、電源管理部８は、所定の条件が成立と判定した場合（すなわち、一方の電源回路から他方の電源回路に電力を供給することが必要となる場合）には、第１の電源回路と第２の電源回路との間を接続する。一方、電源管理部８は、所定の条件が不成立と判定した場合には、第１の電源回路と第２の電源回路との間を接続しない。
【００３１】
この図２におけるフローチャートでは、まず、電源管理部８は、ステップＳ２０１において、出力電流検出部１２により検出した電力変換器２の出力電流値がゼロ以下であるか否かを判定する。すなわち、電源管理部８は、このステップＳ２０１において、電力変換器２が故障している状態であるか（第１条件が成立するか）否かを、電力変換器２の出力電流値に基づいて判定する。
【００３２】
電源管理部８は、ステップＳ２０１において、出力電流値がゼロ以下であると判定すれば、ステップＳ２０２において、所定の条件成立と判定し、一連の所定の条件判定処理を終了する。一方、電源管理部８は、ステップＳ２０１において、出力電流の値がゼロよりも大きいと判定すれば、ステップＳ２０３に進む。
【００３３】
電源管理部８は、ステップＳ２０３において、温度検出部９により検出した第１の蓄電器４の温度が所定温度範囲外であるか否かを判定する。すなわち、電源管理部８は、このステップＳ２０３において、第１の蓄電器４の温度が所定温度範囲外の状態であるか（第２条件が成立するか）否かを判定する。なお、蓄電器の種類に応じた使用温度範囲があり、所定温度範囲は、第１の蓄電器４の特性に応じて、あらかじめ規定しておく。
【００３４】
電源管理部８は、ステップＳ２０３において、第１の蓄電器４の温度が所定温度範囲外であると判定すれば、ステップＳ２０２において、所定の条件成立と判定し、一連の所定の条件判定処理を終了する。一方、電源管理部８は、ステップＳ２０３において、第１の蓄電器４の温度が所定温度範囲内であると判定すれば、ステップＳ２０４に進む。
【００３５】
電源管理部８は、ステップＳ２０４において、入力端電圧検出部１１により検出した第１の蓄電器４の端子間電圧値が第１の所定電圧値以上であるか否かを判定する。すなわち、電源管理部８は、このステップＳ２０４において、第１の蓄電器４が十分に蓄電された状態であるか（第３条件が成立するか）否かを判定する。なお、第１の所定電圧値は、第１の蓄電器４の特性に応じて、あらかじめ規定しておく。
【００３６】
電源管理部８は、ステップＳ２０４において、第１の蓄電器４の端子間電圧値が第１の所定電圧値以上と判定すれば、ステップＳ２０２において、所定の条件成立と判定し、一連の所定の条件判定処理を終了する。一方、電源管理部８は、ステップＳ２０４において、第１の蓄電器４の端子間電圧値が第１の所定電圧値未満と判定すれば、ステップＳ２０５に進む。
【００３７】
なお、このステップＳ２０４における第３条件が成立するか否かの判定は、前述した方法に限定されない。例えば、発電電動機１の発電電圧を第１の蓄電器４の定格電圧で制御しているときに、蓄電電流検出部１０により検出した第１の蓄電器４に流れる電流が（ゼロ近傍の）所定電流範囲内であれば、電源管理部８は、第３条件が成立と判定するようにしてもよい。
【００３８】
また、電源管理部８は、車両のシステム停止状態からシステムを起動した直後に入力端電圧検出部１１により第１の蓄電器４の開放端電圧を求める。さらに、電源管理部８は、この開放端電圧から求められる特性上の蓄電量を基準として、第１の蓄電器４の静電容量と蓄電電流検出部１０により検出した第１の蓄電器４の充放電電流の積算値とから、現在の蓄電量を求める。そして、電源管理部８は、このように求められる現在の蓄電量が所定の蓄電量以上であれば、第３条件が成立と判定するようにしてもよい。
【００３９】
すなわち、電源管理部８は、第１の蓄電器４の端子間電圧と蓄電量、および第１の蓄電器４に流れる電流といった第１の蓄電器４の蓄電状態を、蓄電状態検出部により検出する。また、電源管理部８は、ステップＳ２０４において、第１の蓄電器４の蓄電状態が、あらかじめ規定する上述した各状態（第１の所定の蓄電状態）になれば、第３条件が成立と判定する。なお、蓄電状態検出部は、第１の蓄電器４の蓄電状態を検出し、蓄電電流検出部１０、入力端電圧検出部１１などが含まれるものをいう。
【００４０】
電源管理部８は、ステップＳ２０５において、エンジンの始動が初回始動時であるか否かを判定する。すなわち、電源管理部８は、このステップＳ２０５において、エンジンの始動が初回始動時の状態であるか（第４条件が成立するか）否かを判定する。なお、電源管理部８は、例えば、エンジンを制御するエンジン制御部（図示せず）から入力されるエンジン始動に関する情報に基づき、エンジンの始動が初回始動時の状態であるか否かを判定する。
【００４１】
電源管理部８は、ステップＳ２０５において、エンジンの始動が初回始動時でないと判定すれば、ステップＳ２０６において、所定の条件不成立と判定し、一連の所定の条件判定処理を終了する。一方、電源管理部８は、ステップＳ２０５において、エンジンの始動が初回始動時であると判定すれば、ステップＳ２０７に進む。
【００４２】
電源管理部８は、ステップＳ２０７において、入力端電圧検出部１１により検出した第１の蓄電器４の端子間電圧値が第２の所定電圧値以下であるか否かを判定する。すなわち、電源管理部８は、このステップＳ２０７において、第１の蓄電器４がエンジン始動を行うことができない蓄電状態であるか（第４条件が成立するか）否かを判定する。なお、第２の所定電圧値は、第１の蓄電器４およびエンジンの特性に応じて、あらかじめ規定しておく。
【００４３】
電源管理部８は、ステップＳ２０７において、第１の蓄電器４の端子間電圧値が第２の所定電圧値以下と判定すれば、ステップＳ２０２において、所定の条件成立と判定し、一連の所定の条件判定処理を終了する。一方、電源管理部８は、ステップＳ２０７において、第１の蓄電器４の端子間電圧値が第２の所定電圧値よりも大きいと判定すれば、ステップＳ２０６において、所定の条件不成立と判定し、一連の所定の条件判定処理を終了する。
【００４４】
なお、このステップＳ２０７における第４条件が成立するか否かの判定は、前述した方法に限定されない。例えば、電源管理部８は、車両のシステム停止中の時間をカウントするタイマーと車両のシステム停止中の暗電流を記憶するデータとを備える。また、電源管理部８は、車両のシステム停止前の第１の蓄電器の蓄電量から、タイマーによりカウントされた停止時間とデータに記憶された暗電流とに応じて演算した車両システム停止中の消費電力を減算することにより、現在の蓄電量を求める。そして、電源管理部８は、現在の蓄電量が所定の蓄電量以下であれば、第４条件が成立と判定するようにしてもよい。
【００４５】
すなわち、電源管理部８は、ステップＳ２０７において、蓄電状態検出部により検出した第１の蓄電器４の蓄電状態が、あらかじめ規定する上述した各状態（第２の所定の蓄電状態）になれば、第４条件が成立と判定する。
【００４６】
以上のように、電源管理システム内で起こり得る所定の条件をあらかじめ規定しておき、電源管理部８が所定の条件判定処理を行う。これにより、電源管理部８は、システム内において、あらかじめ規定した所定の条件が成立しているか否かを判定することができる。
【００４７】
次に、電源管理部８が、発電電動機１、電力変換器２、第１のスイッチ６および第２のスイッチ７に対して行う動作指令処理について、図３のフローチャートを参照して説明する。図３は、本発明の実施の形態１における電源管理システムの電源管理部８が行う動作指令処理の手順を示したフローチャートである。
【００４８】
この図３におけるフローチャートでは、まず、電源管理部８は、ステップＳ３０１において、前述した所定の条件判定処理（先の図２に対応）を行う。次に、電源管理部８は、ステップＳ３０２において、所定の条件判定処理によって、所定の条件が成立したか否かを判定する。
【００４９】
電源管理部８は、ステップＳ３０２において、所定の条件成立と判定すれば、ステップＳ３０３に進む。一方、電源管理部８は、ステップＳ３０２において、所定の条件不成立と判定すれば、一連の動作指令処理を終了する。
【００５０】
電源管理部８は、ステップＳ３０３において、電力変換器２に通信異常が発生しているか否かを判定する。電源管理部８は、ステップＳ３０３において、通信異常が発生していないと判定すれば、ステップＳ３０４に進む。一方、電源管理部８は、通信異常が発生していると判定すれば、一連の動作指令処理を終了する。
【００５１】
電源管理部８は、ステップＳ３０４において、電力変換器２に対して、「駆動停止」を指令する。次に、電源管理部８は、ステップＳ３０５において、発電電動機１に対して、「動作停止」を指令する。
【００５２】
電源管理部８は、ステップＳ３０６において、第１のスイッチ６に対して、導通状態から非導通状態に切替えるように指令する。次に、電源管理部８は、ステップＳ３０７において、第２のスイッチ７に対して、非導通状態から導通状態に切替えるように指令する。
【００５３】
電源管理部８は、ステップＳ３０８において、発電電動機１に対して、動作再開（「発電」または「駆動」）を指令し、一連の動作処理を終了する。なお、電源管理部８は、ステップＳ３０５において、発電電動機１の動作を発電から停止にした場合には、ステップＳ３０８において、「発電」を指令する。また、電源管理部８は、ステップＳ３０５において、発電電動機１の動作を駆動から停止にした場合には、ステップＳ３０８において、「駆動」を指令する。
【００５４】
次に、先の図２および図３のフローチャートで説明した電源管理部８が各時刻において行う動作指令について、先の図１および図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施の形態１における電源管理システムの電源管理部８が行う動作指令処理を示したタイミングチャートである。
【００５５】
この図４におけるタイミングチャートの横軸は、時間を示す。また、このタイミングチャートの縦軸は、上段から順に、電力変換器２の入力電流、電力変換器２の入力端電圧、電力変換器２の出力端電圧、電力変換器２の出力電流、ＳＷ１経路電流（第１のスイッチ６を流れる電流）、ＳＷ２経路電流（第２のスイッチ７を流れる電流）、電力変換器２に対する動作指令、発電電動機１に対する動作指令、第１のスイッチ６に対する動作指令、第２のスイッチ７に対する動作指令をそれぞれ示す。
【００５６】
なお、ここでは、具体的に例示して説明するため、以下の（１）、（２）のような場合を想定して、電源管理部８が行う動作指令について説明する。また、この図４におけるタイミングチャートは、本発明の動作原理を詳細に説明するために用いるものであり、本願発明は、この動作に限定されるものではない。
（１）第１の電源回路が高電圧側であり、第２の電源回路が低電圧側である。
（２）発電電動機１が発電動作を行う場合に、電源管理部８が、電力変換器２が故障している状態である（第１条件が成立する）と判定する。
【００５７】
図４に示すように、時刻ｔ＝Ｔ４０１よりも以前においては、電力変換器２の入力電流、入力端電圧、出力端電圧および出力電流の値から分かるように、電源管理システム内は、通常状態である。したがって、電源管理部８は、所定の条件不成立と判定している。また、所定の条件不成立時には、第１のスイッチ６の動作は、導通状態であり、第２のスイッチ７の動作は、非導通状態である（すなわち、第１のスイッチ６は、導通状態が定位であり、第２のスイッチ７は、非導通状態が定位である）。
【００５８】
また、発電電動機１は、発電動作を行い、第１の蓄電器４に電力を供給するとともに、電力変換器２を通して変換された電力を、補機類３と第２の蓄電器５とに供給している。さらに、発電電動機１は、発電した電流に相当する分のトルクをエンジンから付与されている。
【００５９】
時刻ｔ＝Ｔ４０１において、なんらかの原因によって、電力変換器２の故障が発生した場合には、電力変換器２の入力電流および出力電流が低下し、ゼロとなる。
【００６０】
電力変換器２の出力端電圧は、第２の蓄電器５の端子間電圧と等しくなるので、第２の蓄電器５の端子間電圧まで低下する。また、第１の電源回路からの電力供給がなくなるので、第２の蓄電器５は、補機類３に電力を供給する。したがって、第２の蓄電器５の端子間電圧が、徐々に低下していくとともに、電力変換器２の出力端電圧も徐々に低下していく。
【００６１】
電力変換器２の入力端電圧は、第１の蓄電器４の端子間電圧と等しくなるので、第１の蓄電器４の端子間電圧まで上がる。また、第２の電源回路への電力供給がなくなり、さらに、電力変換器２における電力消費もなくなるので、発電電動機１は、第１の蓄電器４に電力を余分に供給する。また、それに伴い、第１の蓄電器４に流れ込む電流が上がっていく。したがって、第１の蓄電器４の端子間電圧が徐々に上がっていくとともに、電力変換器２の入力端電圧も徐々に上がっていく。
【００６２】
また、前述したように、第１の蓄電器４に流れ込む電流が上がっていくので、ＳＷ１経路電流も上がっていく。
【００６３】
時刻ｔ＝Ｔ４０２において、電源管理部８が、電力変換器２の故障が発生している状態である（すなわち、第１条件が成立する）と判定する。この場合には、電源管理部８は、電力変換器２に対して、「駆動停止」を指令する。
【００６４】
時刻ｔ＝Ｔ４０３において、電源管理部８は、発電電動機１に対して、「動作停止（発電停止）」を指令する。この場合には、第１の蓄電器４から発電電動機１に電流が流れ込まないので、ＳＷ１経路電流が低下し、ゼロとなる。また、第１の蓄電器４の電圧が徐々に上がらず、一定となるので、電力変換器２の入力端電圧も一定となる。
【００６５】
時刻ｔ＝Ｔ４０４において、電源管理部８は、第１のスイッチ６に対して、導通状態から非導通状態に切替えるように指令する。この場合には、第１の電源回路において第１の蓄電器４が切り離されるので、電力変換器２の入力端電圧が低下して、ゼロとなる。
【００６６】
時刻ｔ＝Ｔ４０５において、電源管理部８は、第２のスイッチ７に対して、非導通状態から導通状態に切替えるように指令する。この場合には、第１の電源回路と第２の電源回路との間が接続されるので、電力変換器２の入力端電圧と出力端電圧とが等しくなる。したがって、電力変換器２の入力端電圧が、ゼロから、電力変換器２の出力端電圧と等しい電圧になるように上がる。
【００６７】
また、前述したように、第２の蓄電器５が補機類３に電力供給を行っているので、電力変換器２の出力端電圧は、徐々に低下していく。したがって、電力変換器２の入力端電圧も、ゼロから、電力変換器２の出力端電圧と等しい電圧になるように上がった後、電力変換器２の出力端電圧と同様に、徐々に低下していく。
【００６８】
時刻ｔ＝Ｔ４０６において、電源管理部８は、発電電動機１に対して、「発電」を指令する。この場合には、第２の蓄電器５に蓄電される電力が用いられ、第２の蓄電器５から、第２のスイッチ７を通って発電電動機１に電流（界磁電流）が流れ込む。したがって、ＳＷ２経路電流が、図示するように、負の方向に徐々に大きくなる。また、発電電動機１の発電電流が大きくなってくれば、発電電動機１から第２の電源回路に電流が流れ込むようになるので、ＳＷ２経路電流が、正の方向に徐々に大きくなる。
【００６９】
時刻ｔ＝Ｔ４０７において、発電電動機１が安定した発電状態となり、発電電流が所定値となる。発電電流がこの所定値に達すれば、発電電動機１から第２の蓄電器５および補機類３に安定した電力供給を行うことができる。また、第２の蓄電器５の蓄電量が増加していくので、端子間電圧が上がっていく。したがって、図示するように、電力変換器２の入力端電圧および出力端電圧も、同様に上がっていく。
【００７０】
このように、電源管理部８は、第１のスイッチ６に対して、非導通状態に切替えるように指令した後に、第２のスイッチ７に対して、導通状態に切替えるように指令することにより、第１の電源回路と第２の電源回路との間が接続される。これにより、第２のスイッチ７および低電圧側の電源回路に大電流が流れることがないので、システム内の車載機器を保護することができるとともに、発電電動機１から第２の電源回路に電力が供給される。したがって、システム内の車載機器の動作が停止することなく、安定的に車両の走行を継続することができる。
【００７１】
なお、ここでは、具体的に例示して、電源管理部８が行う一連の動作指令について説明したが、これに限定されない。すなわち、電源管理部８が前述した第２条件〜第４条件が成立すると判定した場合においても、電源管理部８が行う一連の動作指令は、同様である。以下に、電源管理部８が行う一連の動作指令について、それぞれの条件毎に説明する。
【００７２】
第２条件：
第１の蓄電器４の温度が変化し、所定温度範囲外の状態になった場合において、従来技術では、第１の蓄電器４の充放電が継続して行われるので、速やかに第１の蓄電器４の温度を下げることができなかった。したがって、第１の蓄電器４の劣化が進行し、最終的には第１の蓄電器４が故障してしまうので、システム内の車載機器の動作が停止し、車両の走行を継続できないおそれがあるという問題があった。
【００７３】
そこで、本実施の形態１において、電源管理部８は、第２条件が成立すると判定した場合において、第１のスイッチ６に対して、非導通状態に切替えるように指令した後に、第２のスイッチ７に対して、導通状態に切替えるように指令することにより、第１の電源回路と第２の電源回路との間が接続される。
【００７４】
これにより、第１の蓄電器４の充放電が行われないようになるので、速やかに第１の蓄電器４の温度を下げることができる。したがって、第１の蓄電器４を保護することができるとともに、発電電動機１から第２の電源回路に電力が供給されるので、システム内の車載機器の動作が停止することなく、安定的に車両の走行を継続することができる。
【００７５】
第３条件：
第１の蓄電器４が十分に蓄電された状態になった場合において、従来技術では、第１の蓄電器４の充放電が継続して行われるので、不要な充放電が繰り返されていた。したがって、第１の蓄電器４の劣化が進行し、最終的には第１の蓄電器４が故障してしまうので、システム内の車載機器の動作が停止し、車両の走行を継続できないおそれがあるという問題があった。
【００７６】
そこで、本実施の形態１において、電源管理部８は、第３条件が成立すると判定した場合において、第１のスイッチ６に対して、非導通状態に切替えるように指令した後に、第２のスイッチ７に対して、導通状態に切替えるように指令することにより、第１の電源回路と第２の電源回路との間が接続される。
【００７７】
これにより、第１の蓄電器４の充放電が行われないようになるので、不要な充放電が行われなくなる。したがって、第１の蓄電器４を保護することができるとともに、発電電動機１から第２の電源回路に電力が供給されるので、システム内の車載機器の動作が停止することなく、安定的に車両の走行を継続することができる。
【００７８】
第４条件：
エンジンが停止後から初回の始動時であり、かつ、第１の蓄電器４がエンジン始動を行うことができない蓄電状態になった場合において、従来技術では、第２の蓄電器５が第１の蓄電器４に電力を供給することにより、第１の蓄電器の蓄電量を大きくすることが考えられる。しかしながら、第１の蓄電器４の端子間電圧が平準化されてしまい、エンジンを始動するために必要な電圧を下回ってしまう可能性がある。したがって、エンジンを始動することができず、車両の走行を継続できないおそれがあるという問題があった。
【００７９】
そこで、本実施の形態１において、電源管理部８は、第４条件が成立すると判定した場合において、第１のスイッチ６に対して、非導通状態に切替えるように指令した後に、第２のスイッチ７に対して、導通状態に切替えるように指令することにより、第１の電源回路と第２の電源回路との間が接続される。
【００８０】
これにより、エンジンを始動するために、第２の蓄電器５に蓄電される電力を直接用いることができる。したがって、エンジンを始動するために必要な電圧を下回ってしまう可能性がなく、エンジンを始動することができるとともに、発電電動機１から第２の電源回路に電力が供給されるので、システム内の車載機器の動作が停止することなく、安定的に車両の走行を継続することができる。
【００８１】
なお、発電電動機１が発電動作ではなく、駆動動作の場合に、電源管理部８が、第１条件〜第４条件が成立すると判定し、前述したような一連の動作指令を行った場合においても、同様の効果を得ることができる。
【００８２】
すなわち、電源管理部８が同様の動作指令を行うことにより、第１の電源回路と第２の電源回路との間が接続されれば、第２の蓄電器５から発電電動機１に電力が供給されるので、システム内の車載機器の動作が停止することなく、安定的に車両の走行を継続することができる。なお、この場合において、第２の蓄電器５の蓄電量が所定量まで減少すれば、電源管理部８は、発電電動機１の動作を駆動動作から発電動作に切替える。
【００８３】
また、本実施の形態１においては、電源管理部８は、第１のスイッチ６を非導通状態に切替える前に、電力変換器２の駆動を停止する。これにより、第１条件において、電力変換器２の故障が、例えば、オン／オフを繰り返すような故障の場合には、急にオフからオンに変わって、電力変換器２の出力端電圧が急変することを防止することができる。さらに、第２条件〜第４条件において、電源管理部８は、電力変換器２の駆動を停止した後に、第２のスイッチ７を導通状態に切替えた場合には、電力変換器２に電流が流れ込まない。したがって、電力変換器２における電力消費を抑制することができる。
【００８４】
また、本実施の形態１においては、電源管理部８は、第１のスイッチ６を非導通状態に切替える前に、発電電動機１に対して、発電または駆動を停止させる。これにより、第１の第１の蓄電器４が充放電している状態では、第１のスイッチ６が導通状態に切替えられないので、スイッチ部におけるアークの発生を防止することができる。
【００８５】
また、本実施の形態１においては、電源管理部８は、発電電動機１に対して、発電または駆動を停止させた場合には、第２のスイッチ７を導通状態に切替えた後に、発電電動機１に対して、発電または駆動を再開させる。これにより、発電電動機１が発電動作または駆動動作を行っている状態では、第２のスイッチ７が導通状態に切替えられないので、スイッチ部における故障の発生をより確実に防止することができる。
【００８６】
以上のように、本発明の実施の形態１によれば、第１のスイッチと直列に接続される第１の蓄電器を含む第１の電源回路と、第２の充電器を含む第２の電源回路との間に第２のスイッチを設け、一方の電源回路から他方の電源回路に電力を供給することが必要となる所定の条件が成立した場合において、電源管理部は、第１のスイッチを非導通状態に切替えることにより、第１の電源回路において第１の蓄電器を切り離した後に、第２のスイッチを導通状態に切替えることより、第１の電源回路と第２の電源回路との間を接続する。これにより、このような所定の条件が成立した場合であっても、システム内の車載機器の動作が停止することなく、安定的に車両の走行を継続することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１  発電電動機、２  電力変換器２、３  補機類、４  第１の蓄電器、５  第２の蓄電器、６  第１のスイッチ、７  第２のスイッチ、８  電源管理部、９  温度検出部、１０  蓄電電流検出部、１１  入力端電圧検出部、１２  出力電流検出部、１３  出力端電圧検出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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