(57)【要約】【課題】補機系の異常原因を判断できる電源システムを提供する。【解決手段】ＥＣＵ３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０から供給される電力が所定量を超えた場合に補機系機器（１）１０を停止させる。補機系機器（１）１０を停止させてもＤＣ／ＤＣコンバータ４０から供給される電力が所定量を超えている場合、ＥＣＵ３０は、リレー７０によって、補機バッテリ５０をＤＣ／ＤＣコンバータ４０から電気的に切り離す。補機系機器（１）１０と補機バッテリ５０を共に停止させた状態で、さらにＤＣ／ＤＣコンバータ４０から供給される電力を確認し、所定量以上ではないと判断されると、補機バッテリ５０に何らかの劣化などの異常原因があるものと判断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される複数の補機系機器と、
複数の補機系機器へ接続される補機バッテリと、
複数の補機系機器および補機バッテリへ電力を供給する電力供給部と、
複数の補機系機器および補機バッテリを制御する補機系制御部と、
を有し、
前記補機系制御部は、前記電力供給部から供給される電力が所定量を超えた場合に、前記複数の補機系機器のうちから予め定められた少なくとも一つの補機系機器を停止させ、当該補機系機器を停止させても前記電力供給部から供給される電力が所定量を超えている場合に、前記補機バッテリを電力供給部から電気的に切り離す、
ことを特徴とする電源システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電源システムにおいて、
前記補機系制御部は、前記電力供給部から供給される電力が所定量を超えた場合に、前記複数の補機系機器のうちから予め定められた複数の補機系機器を優先順位に従って段階的に停止させ、各補機系機器を停止させるごとに前記電力供給部から供給される電力が所定量を超えているかどうかを確認する、
ことを特徴とする電源システム。
【請求項３】
請求項２に記載の電源システムにおいて、
前記補機系制御部は、電圧低下補償回路を介して、前記補機バッテリまたは前記電力供給部から電力を供給される、
ことを特徴とする電源システム。
【請求項４】
請求項３に記載の電源システムにおいて、
前記電力供給部は、車両駆動用の高電圧バッテリに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータである、
ことを特徴とする電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される電源システムに関し、特に、補機系機器へ電力を供給する電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、様々な補機系機器が搭載されている。補機系機器とは、例えば、各種点灯機器、冷暖房機器、オーディオ機器などである。一般に、車両に搭載される補機系機器は、補機バッテリに接続されて安定した電力の供給が受けられるように構成されている。そして、補機バッテリは、主に車両駆動系から電力の供給を受けている。
【０００３】
例えば、電気自動車やハイブリッド車などでは、車両駆動用モータやインバータに電力を供給する高電圧バッテリが搭載されており、この高電圧バッテリからＤＣ／ＤＣコンバータを介して補機バッテリや補機系機器に電力が供給される。
【０００４】
ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される電力は、接続される補機系機器や補機バッテリに見合った量で推移する。ところが、補機系側に異常が発生して補機系側に流れ込む電流値が極端に大きくなると、通常時に想定される量を上回る電力が必要になり、ＤＣ／ＤＣコンバータが性能限界を超えてしまい故障してしまうことになりかねない。
【０００５】
このため、ＤＣ／ＤＣコンバータから補機系側に流れる電流が所定量以上に達した場合に、保護機能によってＤＣ／ＤＣコンバータを停止させる技術が知られている（特許文献１など）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２４５１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
保護機能によってＤＣ／ＤＣコンバータを停止させることで、ＤＣ／ＤＣコンバータの故障を回避することができる。しかし、単にＤＣ／ＤＣコンバータを停止させることのみでは、停止させる要因となった補機系側のどこに異常原因があるのかを特定することができない。
【０００８】
そこで、本発明は、補機系の異常原因を判断できる電源システム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】
上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である電源システムは、車両に搭載される複数の補機系機器と、複数の補機系機器へ接続される補機バッテリと、複数の補機系機器および補機バッテリへ電力を供給する電力供給部と、複数の補機系機器および補機バッテリを制御する補機系制御部と、を有し、前記補機系制御部は、前記電力供給部から供給される電力が所定量を超えた場合に、前記複数の補機系機器のうちから予め定められた少なくとも一つの補機系機器を停止させ、当該補機系機器を停止させても前記電力供給部から供給される電力が所定量を超えている場合に、前記補機バッテリを電力供給部から電気的に切り離す、ことを特徴とする。
【００１０】
上記構成において、補機系機器とは、例えば、各種点灯機器、冷暖房機器、オーディオ機器などである。また、電力供給部の具体例としては、ＤＣ／ＤＣコンバータやオルタネータを挙げることができる。つまり、電気自動車やハイブリッド車などでは、高電圧バッテリからＤＣ／ＤＣコンバータを介して補機バッテリや補機系機器に電力が供給される。エンジン車では、エンジンによって得られる回転駆動エネルギーがオルタネータによって電力に変換されて補機バッテリや補機系機器に供給される。
【００１１】
上記構成によれば、電力供給部から供給される電力が所定量を超えているかどうかに基づいて、補機系機器に異常の原因があるのか、あるいは、補機バッテリに劣化などの異常原因があるのか、を判断することが可能になる。
【００１２】
望ましくは、前記補機系制御部は、前記電力供給部から供給される電力が所定量を超えた場合に、前記複数の補機系機器のうちから予め定められた複数の補機系機器を優先順位に従って段階的に停止させ、各補機系機器を停止させるごとに前記電力供給部から供給される電力が所定量を超えているかどうかを確認する、ことを特徴とする。
【００１３】
望ましくは、前記補機系制御部は、電圧低下補償回路を介して、前記補機バッテリまたは前記電力供給部から電力を供給される、ことを特徴とする。望ましくは、前記電力供給部は、車両駆動用の高電圧バッテリに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータである、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、補機系の異常原因を判断できる電源システムが提供される。例えば、補機系機器に異常の原因があるのか、あるいは、補機バッテリに劣化などの異常原因があるのか、を判断することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１には、本発明に係る電源システムの好適な実施形態が示されており、図１は車両に搭載された電源システムの構成図である。本実施形態の電源システムは、複数の補機系機器（補機系機器（１）１０、補機系機器（２）２０）、補機バッテリ５０、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０、ＥＣＵ３０で構成されている。
【００１７】
複数の補機系機器は、例えば、各種点灯機器、冷暖房機器、オーディオ機器などである。補機バッテリ５０は、例えば、１２Ｖ系のバッテリであり補機系機器へ安定した電力を供給するために設けられる。補機バッテリ５０は、リレー７０を介して複数の補機系機器やＤＣ／ＤＣコンバータ４０に電気的に接続される。
【００１８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、複数の補機系機器および補機バッテリ５０へ電力を供給する電力供給部として機能する。本実施形態の電源システムは、動力源としてモータを利用する電気自動車や、動力源としてエンジンとモータを併用するハイブリッド車などに搭載される。電気自動車やハイブリッド車には、車両駆動用モータやインバータに電力を供給する高電圧バッテリ６０が搭載されている。高電圧バッテリ６０は、例えば、その電圧値が２００Ｖ〜３００Ｖに保たれている。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の減圧機能により、高電圧バッテリ６０からＤＣ／ＤＣコンバータ４０を介して、複数の補機系機器および補機バッテリ５０へ電力が供給される。ちなみに、高電圧バッテリ６０から図示しないインバータを経由して図示しない車両駆動用モータへ三相交流電力が供給されてモータによる車両の走行が実現される。
【００１９】
なお、本発明における電力供給部は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０に限定されない。例えば、エンジンによって得られる回転駆動エネルギーがオルタネータによって電力に変換されて複数の補機系機器および補機バッテリ５０へ電力が供給されるエンジン車に本発明が適用されてもよい。つまり、この場合にはオルタネータが本発明における電力供給部に相当する。
【００２０】
ＥＣＵ３０は、複数の補機系機器および補機バッテリ５０を制御する補機系制御部として機能する。ＥＣＵ３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの図示しないハードウェア構成を備えており、これらハードウェア構成と協働するプログラムとによって、複数の補機系機器および補機バッテリ５０を制御するための動作が実現される。なお、ＥＣＵ３０による制御動作については、後に図２を利用して詳述する。
【００２１】
ＥＣＵ３０は、電圧低下補償回路として機能するダイオードＤおよびコンデンサＣによる補償回路を介して、補機バッテリ５０またはＤＣ／ＤＣコンバータ４０から電力を供給される。ダイオードＤのアノード端子は補機バッテリ５０のプラス端子側にリレー７０を介して接続され、カソード端子がＥＣＵ３０の電源プラス端子に接続されている。また、コンデンサＣは、ＥＣＵ３０の電源端子（プラスとマイナス）間に並列に挿入されている。この回路構成により、コンデンサＣがＥＣＵ３０の一時的な充電池として機能する。つまり、補機バッテリ５０の出力電圧が急激に低下した場合でも、コンデンサＣに蓄積された電荷によってＥＣＵ３０の動作を一時的に補償することができる。
【００２２】
本実施形態の電源システムでは、複数の補機系機器および補機バッテリ５０に何らかの異常が発生した場合にその異常原因を判断することができる。例えば、複数の補機系機器のうちのどの機器に異常の原因があるのか、あるいは、補機バッテリ５０に劣化などの異常原因があるのか、を判断することが可能になる。異常の判断は、主にＥＣＵ３０の動作によって実現される。そこで、以下、ＥＣＵ３０の動作について詳述する。なお、以下において、図１に示した部分には図１の符号を付して説明する。
【００２３】
図２は、本実施形態における異常原因判断処理を説明するための図であり、図２は、ＥＣＵ３０の動作を示すフローチャートである。本フローは、補機バッテリ５０またはＤＣ／ＤＣコンバータ４０から複数の補機系機器へ電力が供給されている状態で、例えば、１０ｍｓに一度の間隔で定期的に実行される。以下、図２に示すフローチャートの各ステップごとに処理内容を説明する。
【００２４】
（Ｓ２０１）まず、ＥＣＵ３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電流値が所定量以上かどうかを確認することによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０から供給される電力が所定量を超えたかどうかを判断する。
【００２５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ４０から出力される電力は、通常時においては、接続される複数の補機系機器および補機バッテリ５０に見合った量で推移する。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０から出力される電圧は、接続される複数の補機系機器や補機バッテリ５０が１２Ｖ系であれば、１３Ｖ〜１４Ｖ程度に設定される。そして、接続される複数の補機系機器に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が出力する電流の限界値などが設定される。
【００２６】
このように、一般的には、接続される補機系機器の通常時の消費電力量などに応じて設定される限界性能を持つＤＣ／ＤＣコンバータ４０が利用される。ところが、接続される補機系機器などに異常が発生すると、通常時に想定された量を大幅に超えた電力が必要になる場合がある。本実施形態では、この大幅な電力の超過をＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電流値によって判断する。つまり、ＥＣＵ３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力端子に設けられた図示しない電流センサからの電流値を確認し、所定電流値以上かどうかを確認する。所定電流値は接続される補機系に応じて設定される。本実施形態では、例えば１００Ａに設定されているものとする。
【００２７】
Ｓ２０１において出力電流値が所定量以上ではないと判断されると、現時点において補機系機器および補機バッテリ５０に異常がないと判断して本フローを終了する。Ｓ２０１において出力電流値が所定量以上であると判断されると次のステップへ進んでさらに確認を行う。
【００２８】
（Ｓ２０２）ＥＣＵ３０は、補機系機器（１）１０に停止指令を出力して補機系機器（１）１０の動作を停止させる。図１を利用して説明したように、複数の補機系機器は、各種点灯機器、冷暖房機器、オーディオ機器などであり、各補機系機器は、その用途に応じて消費する電力も様々である。このため補機系機器によっては、複数の補機系機器の全体の電力消費量に殆ど影響を与えない程度の微量な電力で動作するものもあれば、全体の電力消費量を支配するほどの大きな電力消費量の補機系機器も存在する。本実施形態において、補機系機器（１）１０は大きな電力消費量の補機系機器であり、補機系機器（２）２０は微量な電力で動作する補機系機器である。Ｓ２０２では、大きな電力消費量の補機系機器（１）１０の動作が停止される。
【００２９】
（Ｓ２０３）次に、ＥＣＵ３０は、補機系機器（１）１０を停止させた状態でＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電流値が所定量以上かどうかを確認する。つまり、補機系機器（１）１０を停止させた状態で、所定電流値（例えばＳ２０１と同じ１００Ａ）以上かどうかを確認する。
【００３０】
Ｓ２０３において出力電流値が所定量以上ではないと判断されると、補機系機器（１）１０に何らかの異常原因があるものと推測される。そこで、この場合には、Ｓ２０４において補機系機器（１）１０を所定時間停止させる。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の温度が正常温度に下がるまでの時間を所定時間とする。そして、所定時間が経過した後に補機系機器（１）１０を動作させて再び本フローを開始する。再び本フローを開始してもなおＳ２０４に達する場合には、さらに所定時間だけ補機系機器（１）１０を停止させて様子をみてもよいが、補機系機器（１）１０に何らかの異常があるものと判断してもよい。このように、本実施形態では、複数の補機系機器のうちの補機系機器（１）１０に異常があると判断することができる。
【００３１】
（Ｓ２０５）Ｓ２０３において出力電流値が所定量以上であると判断されると、ＥＣＵ３０は、補機バッテリ５０のリレー７０に遮断指令を出力することによって、補機バッテリ５０をＤＣ／ＤＣコンバータ４０から電気的に切り離す。つまり、大きな電力消費量の補機系機器（１）１０を停止させても出力電流値が低下しないため、補機バッテリ５０に何らかの異常原因があると推測される。このため、補機バッテリ５０をＤＣ／ＤＣコンバータ４０から電気的に切り離して、次のステップでさらに確認を行う。
【００３２】
（Ｓ２０６）ＥＣＵ３０は、補機系機器（１）１０および補機バッテリ５０を停止させた状態でＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電流値が所定量以上かどうかを確認する。つまり、補機系機器（１）１０と補機バッテリ５０を共に停止させた状態で、所定電流値（例えばＳ２０１と同じ１００Ａ）以上かどうかを確認する。Ｓ２０６において出力電流値が所定量以上ではないと判断されると、補機バッテリ５０に何らかの異常原因があるものと推測される。そこで、この場合には、Ｓ２０７において補機バッテリ５０が異常（例えば、バッテリ劣化故障）であると判断する。このように、本実施形態では、複数の補機系機器および補機バッテリ５０のうち、補機バッテリ５０に異常があると判断することができる。
【００３３】
（Ｓ２０８）Ｓ２０６において出力電流値が所定量以上であると判断されると、ＥＣＵ３０は、補機系全体のどこかに故障があるものと判断する。例えば、補機系機器（２）２０の内部における電源端子間の短絡などが考えられる。また、Ｓ２０２で実施した補機系機器（１）１０の停止動作が正常に行われずに、補機系機器（１）１０内部の故障が原因とも考えられる。その他にも、補機系機器を繋ぐ配線などが短絡している場合も考えられるであろう。
【００３４】
以上、本発明の好適な実施形態を説明した。本実施形態では、補機系機器（２）２０は停止させずに動作を維持させている。このため、車両にとって重要な機器を補機系機器（２）２０とする構成が望ましい。例えば、車両駆動に関する補機系機器、ブレーキに関する補機系機器、ハンドルに関する補機系機器などの安全面において重要度の高い補機系機器の動作を極力維持する構成である。
【００３５】
また、図２のＳ２０１などでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電流値によって、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０から供給される電力が所定量を超えたかどうかを判断している。しかし、電力が所定量を超えたかどうかを電力の値に基づいて判断してもよい。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電流を計測する電流センサに加えて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電圧を計測する電圧センサを設けて、電流センサから得られる電流値と電圧センサから得られる電圧値とを乗算して電力値を求めて、求めた電力値が所定量を超えるかどうかを判断してもよい。
【００３６】
また、本発明を複数の補機系機器（１）１０を有するシステムに適用してもよい。この場合、複数の補機系機器（１）１０のうちから予め定められた優先順位に従って各補機系機器（１）１０を段階的に停止させ、各補機系機器（１）１０を停止させるごとに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０から供給される電力が所定量を超えたかどうかを確認する。つまり、図２のＳ２０２からＳ２０４を、予め定められた優先順位に従って各補機系機器（１）１０に対して実行する。
【００３７】
例えば、第一優先順位の補機系機器（１−１）のみを停止させた状態でＤＣ／ＤＣコンバータ４０から供給される電力が所定量を超えたかどうかを判断し、所定量を超えていない場合には補機系機器（１−１）を所定時間停止させ、所定量を超えている場合には、補機系機器（１−１）に加えて次順位の補機系機器（１−２）を停止させた状態でＤＣ／ＤＣコンバータ４０から供給される電力が所定量を超えたかどうかを判断する。これにより、複数の補機系機器（１−１）、補機系機器（１−２）のうちのどの機器に異常があるのか、あるいはさらに他の原因によるものかを判断することが可能になる。
【００３８】
また、本実施形態において、補機系機器（１）１０の異常や補機バッテリ５０の劣化を判断した場合に、運転席のフロントパネルなどに異常や劣化を示すインジケータを点灯させてもよい。
【００３９】
さらに、図２のＳ２０１などでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の出力電流値が例えば１００Ａ以上かどうかの判断を行っている。この判断値（所定量）を小さめに設定しておくことで、補機系機器に異常が発生する前の劣化の確認に利用することも可能である。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の限界性能よりもやや低めの出力電流値として１００Ａが設定されている場合に、１００Ａよりもさらに低めの７０Ａ程度を劣化判断のための所定値とすることにより、補機系機器に異常が発生する前の段階で、補機系機器の劣化を確認することもできる。そして、補機系機器の劣化についても、フロントパネルなどにインジケータを点灯させてもよい。これにより、補機系機器に異常が発生する前にユーザに劣化を知らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る電源システムの構成図である。
【図２】本発明に係る異常原因判断処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  補機系機器（１）、２０  補機系機器（２）、３０  ＥＣＵ、４０  ＤＣ／ＤＣコンバータ、５０  補機バッテリ、６０  高電圧バッテリ、７０  リレー。
【図１】
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【図２】
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