(57)【要約】【課題】リレー部の遮断に伴うドラビリの悪化を抑制可能である電源システム制御装置を提供する。【解決手段】制御装置５０のバッテリ制御部５３は、車両９０の動力源である主機モータ３に電力を供給する主機バッテリ１０からの給電の許容または禁止を切り替えるリレー部１５を制御する。車両制御部５１は、補機バッテリ４２の充電状態を制御する。補機バッテリ４２は、主機バッテリ１０と主機モータ３との間に接続され、負荷４５に電力を供給する。車両制御部５１は、リレー部１５の遮断を要する異常確定前であって、リレー部１５を遮断する可能性があるリレーオフ準備段階において、補機バッテリ４２の充電量を減少させる充電量低減制御を行う。これにより、主機モータ３の回生中にリレー部１５がオフされた場合であっても、主機モータ３の回生駆動を継続可能であり、ドラビリの悪化を防ぐことができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両（９０、１９０）の動力源である主機モータ（３）に電力を供給する第１電源（１０）からの給電の許容または禁止を切り替えるリレー部（１５）を制御するリレー制御部（５３）と、
前記第１電源と前記主機モータとの間に接続され負荷（４５）に電力を供給する第２電源（４２）の充電状態を制御する充電状態制御部（５１）と、
を備え、
前記充電状態制御部は、前記リレー部の遮断を要する異常確定前であって、前記リレー部を遮断する可能性があるリレーオフ準備段階において、前記第２電源の充電量を減少させる充電量低減制御を行う電源システム制御装置。
【請求項２】
前記充電状態制御部は、前記充電量低減制御において、前記第２電源の電力を前記負荷にて消費させる請求項１に記載の電源システム制御装置。
【請求項３】
前記第２電源は、ＤＣＤＣコンバータ（４１）を経由して前記第１電源と前記主機モータとの間に接続され、
前記充電状態制御部は、前記充電量低減制御において、前記ＤＣＤＣコンバータを駆動する請求項１または２に記載の電源システム制御装置。
【請求項４】
前記充電状態制御部は、前記充電量低減制御において、前記第２電源の電力を前記第１電源に供給する請求項１に記載の電源システム制御装置。
【請求項５】
前記充電状態制御部は、前記主機モータが回生中である場合、前記充電量低減制御を行う請求項１〜４のいずれか一項に記載の電源システム制御装置。
【請求項６】
前記充電状態制御部は、前記第２電源の充電量が所定量以上の場合、前記充電量低減制御を行う請求項１〜５のいずれか一項に記載の電源システム制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システム制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発電中にリレーをオンからオフに切り替えたときのロードダンプを抑制する車両の制御装置が知られている。例えば特許文献１では、ＤＣＤＣコンバータが低電圧ラインと高電圧ラインとの間に介在されている。また、メインリレーをオフした後に、ＤＣＤＣコンバータを動作させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１１９５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献１では、低電圧バッテリが満充電に近い状態であって、駆動回生用電動機の回生中にメインリレーがオフされると、低電圧バッテリにて電力を回生しきれない。この場合、回生中断となって回生ブレーキがなくなるため、ドライバビリティ（以下、「ドラビリ」）が悪化する虞がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、リレー部の遮断に伴うドラビリの悪化を抑制可能である電源システム制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電源システム制御装置は、リレー制御部（５３）と、充電状態制御部（５３）と、を備える。
リレー制御部は、車両（９０、１９０）の駆動源である主機モータ（３）に電力を供給する第１電源（１０）からの給電の許容または禁止を切り替えるリレー部（１５）を制御。
【０００６】
充電状態制御部は、第２電源（４２）の充電状態を制御する。第２電源は、第１電源と主機モータとの間に接続され、負荷（４５）に電力を供給する。
充電状態制御部は、リレー部の遮断を要する異常確定前であって、リレー部を遮断する可能性があるリレーオフ準備段階において、第２電源の充電量を減少させる充電量低減制御を行う。
【０００７】
本発明では、リレー部がオフされる前のリレーオフ準備段階において、リレー部がオフされる場合に備えて、第２電源の充電量を減少させておく。これにより、主機モータの回生中にリレー部がオフされた場合であっても、第２電源を充電することができるので、主機モータの回生駆動を継続可能であり、ドラビリの悪化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態による車両を説明する模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態による制御装置を説明する説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態による充電量低減制御を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態による充電量低減制御を説明するタイムチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態による充電量低減制御を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態による車両を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明による電源システム制御装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図４に示す。
図１および図２に示すように、電源システム制御装置としての制御装置５０は、車両９０に適用される。本実施形態の車両９０は、主機モータ３の駆動力にて走行するＥＶ車両である。本実施形態の主機モータ３は、永久磁石式同期型の３相交流の回転電機であって、電動機としての機能と発電機としての機能を併せ持つ、いわゆる「モータジェネレータ」である。以下適宜、主機モータ３を「ＭＧ」とする。
主機モータ３には、回転角を検出する回転角センサ４が設けられる。
【００１０】
主機モータ３の駆動力は、駆動軸９１に伝達される。駆動軸９１に伝達された駆動力は、デファレンシャルギア９２および車軸９３を介して駆動輪である前輪９５を回転させる。図１には図示していないが、主機モータ３とデファレンシャルギア９２との間に変速機を設けてもよい。変速機は、無段変速機であってもよいし、多段変速機であってもよい。
【００１１】
前輪９５および後輪９６には、ブレーキ９７が設けられる。ブレーキ９７は、例えばディスクブレーキ等の摩擦式の制動装置である。本実施形態では、主機モータ３の回生ブレーキ、および、ブレーキ９７の摩擦力により、車両９０を制動させる。なお、図１では、煩雑になることを避けるため、１つのブレーキ９７に対する制御線を記載し、その他への制御線は省略した。
【００１２】
図２に示すように、電源システム１は、第１電源としての主機バッテリ１０、リレー部１５、インバータ２０、ＤＣＤＣコンバータ４１、第２電源としての補機バッテリ４２、負荷４５、および、制御装置５０等を備える。
主機バッテリ１０は、例えばニッケル水素またはリチウムイオン等の充放電可能な二次電池により構成される直流電源である。主機バッテリ１０は、ＳＯＣ（State Of Charge）が所定の範囲内となるように制御される。主機バッテリ１０の電力は、主に、インバータ２０を経由して主機モータ３に供給され、主機モータ３の駆動に用いられる。また、主機バッテリ１０は、主機モータ３の回生により生じた電力により充電される。
本実施形態では、主機バッテリ１０は、補機バッテリ４２より高圧である。以下、主機バッテリ１０から主機モータ３に至る構成を「高圧系」、補機バッテリ４２および負荷４５を「低圧系」とする。
【００１３】
リレー部１５は、主機バッテリ１０とインバータ２０との間に設けられる。リレー部１５は、高電位側配線１１に設けられる高電位側リレー１６、および、低電位側配線１２に設けられる低電位側リレー１７を含む。高電位側リレー１６および低電位側リレー１７は、機械式リレーであってもよいし、半導体リレーであってもよい。
リレー部１５は、主機バッテリ１０と高圧系の各部品との導通または遮断を切り替える。リレー部１５をオンすることで、主機バッテリ１０と高圧系の各部品とが導通し、オフすることで、主機バッテリ１０と高圧系の各部品とを遮断する。
【００１４】
インバータ２０は、ドライブ回路２１、コンデンサ２５、および、ＭＧ制御部５２を有する。図中、「制御部」を「ＥＣＵ」と記載する。
ドライブ回路２１は、６つのスイッチング素子２１１〜２１６を有する３相インバータを含む。スイッチング素子２１１〜２１６は、いずれもＩＧＢＴであり、両面放熱可能に設けられる。ドライブ回路２１は、冷却水が循環する図示しないインバータ冷却器により冷却される。
【００１５】
高電位側に接続されるスイッチング素子２１１〜２１３は、コレクタが高電位側配線１１に接続され、エミッタがそれぞれ対になる低電位側のスイッチング素子２１４〜２１６のコレクタに接続される。低電位側に接続されるスイッチング素子２１４〜２１６のエミッタは、低電位側配線１２に接続される。対になる高電位側のスイッチング素子２１１〜２１３と低電位側のスイッチング素子２１４〜２１６との接続点は、それぞれ、主機モータ３の各相巻線の一端に接続される。
【００１６】
対になる高電位側のスイッチング素子２１１〜２１３と低電位側のスイッチング素子２１４〜２１６とは、ＭＧ制御部５２からの駆動信号に基づき、交互に、かつ、相補的にオンオフ作動される。インバータ２０は、スイッチング素子２１１〜２１６のオンオフ作動を制御することで、直流電力を３相交流電力に変換し、主機モータ３に出力する。
ドライブ回路２１とリレー部１５との間には、図示しない昇圧コンバータが設けられ、ドライブ回路２１には、昇圧コンバータにより昇圧された電圧が印加される。
コンデンサ２５は、ドライブ回路２１に並列に接続される。
【００１７】
ＤＣＤＣコンバータ４１は、リレー部１５とインバータ２０との間にて、高電位側配線１１および低電位側配線１２に接続される。ＤＣＤＣコンバータ４１を設けることで、変圧により、高圧系と低圧系との間での電力の授受が可能となる。本実施形態では、ＤＣＤＣコンバータ４１は、高圧系の電圧を降圧する降圧型のものであってもよいし、昇降圧型のものであってもよい。
補機バッテリ４２は、例えば鉛蓄電池等の二次電池であって、負荷４５に電力を供給する。負荷４５には、主機バッテリ１０を冷却するバッテリブロア、電動パワーステアリング装置、エアコン等が含まれる。以下、負荷４５がバッテリブロアであるものとして説明する。
【００１８】
制御装置５０は、車両制御部５１、ＭＧ制御部５２、バッテリ制御部５３、および、ブレーキ制御部５５等を有する。車両制御部５１、ＭＧ制御部５２、バッテリ制御部５３、および、ブレーキ制御部５５は、いずれもマイコン等を主体として構成される。車両制御部５１、ＭＧ制御部５２、バッテリ制御部５３、および、ブレーキ制御部５５における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。
車両制御部５１、ＭＧ制御部５２、バッテリ制御部５３、および、ブレーキ制御部５５は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車両通信網６０を介して接続されており、情報を授受可能である。
【００１９】
車両制御部５１は、図示しないアクセルセンサ、シフトスイッチ、ブレーキスイッチ、車速センサ等からの信号を取得し、取得されたこれらの信号に基づき、車両９０全体の制御を司る。車両制御部５１は、アクセル開度および車速ＳＰ等に基づいて主機モータ３の駆動に係るトルク指令値ｔｒｑ*を演算する。トルク指令値ｔｒｑ*は、ＭＧ制御部５２に出力される。
また、車両制御部５１は、ＤＣＤＣコンバータ４１および負荷４５の駆動を制御することで、補機バッテリ４２の充電量を制御する。本実施形態では、車両制御部５１が「充電状態制御部」に対応する。
【００２０】
ＭＧ制御部５２は、トルク指令値ｔｒｑ*および回転角センサ４の検出値等に基づいてスイッチング素子２１１〜２１６のオンオフ作動を制御することで、主機モータ３の駆動を制御する。本実施形態では、電流フィードバック制御により主機モータ３の駆動を制御する。電流フィードバック制御に替えて、トルクフィードバック制御等であってもよい。
【００２１】
バッテリ制御部５３は、主機バッテリ情報として、主機バッテリ１０の電圧、電流、温度、ＳＯＣ等の情報を取得する。バッテリ制御部５３は、主機バッテリ１０のＳＯＣが所定の範囲内となるように、主機バッテリ１０の状態を監視する。
バッテリ制御部５３は、主機バッテリ情報に基づいて主機バッテリ１０の異常を判定する。主機バッテリ１０の異常が確定された場合、バッテリ制御部５３は、リレー部１５をオフにし、主機バッテリ１０とドライブ回路２１および主機モータ３とを切り離す。
【００２２】
主機バッテリ１０の異常には、電圧が正常範囲を逸脱する電圧異常、電流が上限値を超える過電流異常、および、ＳＯＣが正常範囲を逸脱するＳＯＣ異常等がある。
以下、主機バッテリ１０の異常として、高電圧異常を例に説明する。本実施形態では、主機バッテリ１０の電圧が高圧異常確定値Ｖｍ＿ｔｈ１を超えた状態が所定期間継続された場合、異常確定として、リレー部１５をオフにする。本実施形態では、バッテリ制御部５３がリレー部１５のオンオフ制御を司っており、「リレー制御部」に対応する。
ブレーキ制御部５５は、ブレーキ９７を制御する。
【００２３】
ところで、主機バッテリ１０の異常が確定すると、主機バッテリ１０の熱暴走等を防ぐため、リレー部１５が遮断される。主機モータ３の回生中にリレー部１５が遮断されると、コンデンサ２５に電流が流れるが、コンデンサ２５の容量に応じ、高圧系が過電圧となる虞がある。過電圧が印加されると、スイッチング素子２１１〜２１６、コンデンサ２５、および、ＤＣＤＣコンバータ４１等の部品にストレスがかかる。また、印加電圧によっては、部品の故障等に繋がる虞がある。
【００２４】
また、主機モータ３の回生中にリレー部１５がオフされたとき、ＤＣＤＣコンバータ４１を経由して回生により生じた電力を低圧系に供給することで、高圧系の電圧上昇を抑制することができる。しかしながら、リレー部１５をオフにするときの補機バッテリ４２が満充電に近いと、低圧系への電力供給ができないので、主機モータ３の回生を低減あるいは停止する必要がある。主機モータ３の回生が低減または停止されると、回生ブレーキ力が低減されるため、ドラビリが悪化する虞がある。
【００２５】
そこで本実施形態では、リレー部１５をオフする必要がある異常確定前であって、リレー部１５をオフする可能性がある場合、事前に補機バッテリ４２の充電量を減らしておき、リレー部１５のオフに備える。なお、「異常確定前であって、リレー部１５をオフする可能性がある」とは、状況が悪化または継続した場合にリレー部１５がオフされる状態であり、リレー部１５が実際にオフされるかどうかは未定である。
【００２６】
本実施形態の充電状態制御処理を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。この処理は、車両９０の始動スイッチがオンされている期間に、制御装置５０にて所定の間隔で実行される。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。他のステップについても同様である。
【００２７】
最初のＳ１０１では、車両制御部５１は、車速ＳＰが車速判定値ＳＰｔｈより大きいか否かを判断する。車速判定値ＳＰｔｈは、車両９０が減速したときに、主機モータ３が回生状態となる程度の値（例えば、５［ｋｍ／ｈ］）に設定される。車速ＳＰが車速判定値ＳＰｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、充電量低減制御を行わない。車速ＳＰが車速判定値ＳＰｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。
【００２８】
Ｓ１０２では、車両制御部５１は、主機モータ３が回生中か否かを判断する。本実施形態では、アクセル開度が減少したとき、または、アクセルペダルのオフ状態が継続中である場合、主機モータ３が回生中であると判断する。回生中か否かは、トルク指令値ｔｒｑ*に基づいて判断してもよい。主機モータ３が回生中ではないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、充電量低減制御を行わない。主機モータ３が回生中であると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行する。
【００２９】
Ｓ１０３では、車両制御部５１は、補機バッテリ４２の充電量が補機充電量閾値Ｖｓ＿ｔｈより大きいか否かを判断する。補機充電量閾値Ｖｓ＿ｔｈは、負荷４５にて用いられる電力を賄える程度の値に設定される。負荷４５における電力使用状態に応じ、補機充電量閾値Ｖｓ＿ｔｈを可変としてもよい。補機バッテリ４２の充電量が補機充電量閾値Ｖｓ＿ｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、充電量低減制御を行わない。補機バッテリ４２の充電量が補機充電量閾値Ｖｓ＿ｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、Ｓ１０４へ移行する。
【００３０】
Ｓ１０４では、車両制御部５１は、リレー部１５がオフされる可能性があるリレーオフ準備段階か否かを判断する。本実施形態では、バッテリ制御部５３から主機バッテリ１０の電圧を取得し、主機バッテリ１０の電圧が、高圧異常確定値Ｖｍ＿ｔｈ１より小さい値であるリレーオフ準備値Ｖｍ＿ｔｈ２より高い場合、リレーオフ準備段階であると判断する。リレーオフ準備段階でないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、充電量低減制御を行わない。リレーオフ準備段階であると判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０５へ移行する。
【００３１】
Ｓ１０５では、車両制御部５１は、充電量低減制御を行う。具体的には、負荷４５であるバッテリブロアを最大駆動させることで、補機バッテリ４２の電力を消費し、補機バッテリ４２の充電量を減らす。また、ＤＣＤＣコンバータ４１を駆動し、主機モータ３の回生により生じる電力を、ＤＣＤＣコンバータ４１を経由して、低圧系に供給する。なお、Ｓ１０５は、リレー部１５がオフされる前の処理であるので、回生電力を全て低圧側に供給する必要はなく、主機バッテリ１０および補機バッテリ４２の状態等に応じ、主機バッテリ１０側に回生させる電力量と、補機バッテリ４２側に回生させる電力量とは、適宜変更可能である。
【００３２】
Ｓ１０６では、バッテリ制御部５３は、リレー部１５のオフが確定したか否かを判断する。本実施形態では、主機バッテリ１０の電圧が高圧異常確定値Ｖｍ＿ｔｈ１より大きい状態が所定期間に亘って継続した場合、リレー部１５のオフが確定する。リレー部１５のオフが確定していないと判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、Ｓ１０７およびＳ１０８の処理を行わない。リレー部１５のオフが確定したと判断された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０７へ移行する。
Ｓ１０７では、バッテリ制御部５３は、リレー部１５をオフにする。
Ｓ１０８では、車両制御部５１は、ＤＣＤＣコンバータ４１の駆動を継続し、主機モータ３の回生電力の低圧系への供給を継続する。また、リレー部１５のオフ後は、別途のフェイルセーフ処理に移行する。
【００３３】
本実施形態の充電状態制御処理を図４のタイムチャートに基づいて説明する。図４では、共通時間軸を横軸とし、（ａ）が車速、（ｂ）がアクセル開度、（ｃ）がブレーキスイッチ、（ｄ）が主機バッテリ１０の電圧、（ｅ）がリレー部１５のオンオフ状態、（ｆ）がバッテリブロアの動作状態、（ｇ）がＤＣＤＣコンバータ４１の駆動状態、（ｈ）が主機バッテリ１０の回生量、（ｉ）が回生ブレーキ量、（ｊ）が補機バッテリ４２の充電量を示している。図４では、説明の都合上、タイムスケール等は適宜変更している。
図４（ｆ）に示すバッテリブロアの定常状態ＢＬａは、主機バッテリ１０の温度等の状態に応じた状態であり、停止状態であってもよい。図４（ｇ）では、ＤＣＤＣコンバータ４１が停止している状態を「０」、駆動している状態を「１」として記載した。
【００３４】
時刻ｘ１にて、主機バッテリ１０の電圧がリレーオフ準備値Ｖｍ＿ｔｈ２より大きくなる。リレーオフ準備値Ｖｍ＿ｔｈ２は、高圧異常確定値Ｖｍ＿ｔｈ１より小さい値であって、主機バッテリ１０の電圧がリレーオフ準備値Ｖｍ＿ｔｈ２以上であっても、高圧異常確定値Ｖｍ＿ｔｈ１未満であれば、リレー部１５はオフされない。また、時刻ｘ１では、アクセル開度が０ではなく、加速中であるので、充電量低減制御は行わない。
【００３５】
時刻ｘ２にて、アクセル開度が０となり、主機モータ３が回生状態となる。このとき、補機バッテリ４２の充電量が補機充電量閾値Ｖｓ＿ｔｈより大きい。また、主機バッテリ１０の電圧がリレーオフ準備値Ｖｍ＿ｔｈ２より大きく、更なる電圧上昇が生じた場合にリレーオフに至る可能性があるので、リレーオフ準備段階とみなす。
【００３６】
本実施形態では、主機モータ３が回生中であって、補機バッテリ４２の充電量が補機充電量閾値Ｖｓ＿ｔｈより大きく、かつ、リレー部１５がオフされる可能性があると予測される場合、図４（ｆ）、（ｇ）に示すように、ＤＣＤＣコンバータ４１を駆動するとともに、バッテリブロアの駆動状態を定常状態ＢＬａから最大駆動状態ＢＬｍａｘに変更する。これにより、図４（ｊ）に示すように、補機バッテリ４２の充電量が低下する。
【００３７】
時刻ｘ３にて、主機バッテリ１０の電圧が高圧異常確定値Ｖｍ＿ｔｈ１を超えた状態は所定期間に亘って継続すると、リレー部１５がオフされる。図４では、所定期間の継続についての記載を省略し、主機バッテリ１０の電圧が高圧異常確定値Ｖｍ＿ｔｈ１を超えたときにリレー部１５がオフされるものとして記載した。
【００３８】
主機モータ３による回生電力は、通常、主機バッテリ１０に充電される。また、主機モータ３の回生中にリレー部１５がオフされると、主機バッテリ１０側に給電することができない。このとき、補機バッテリ４２の充電量に余裕があれば、ＤＣＤＣコンバータ４１を駆動することで、主機モータ３の回生電力を補機バッテリ４２に充電することができる。
しかしながら、一点鎖線で示す参考例のように、補機バッテリ４２が満充電に近い状態だと、主機モータ３の回生電力を補機バッテリ４２に充電することができない。そのため、図４（ｈ）、（ｉ）に示すように、主機モータ３を回生駆動することができず、回生ブレーキ量が０となる。回生ブレーキ量が急減すると、ユーザに車両飛び出し感を与え、ドラビリが悪化する虞がある。
また、参考例として、リレー部１５をオフする前にＤＣＤＣコンバータ４１の駆動を行っていない場合、低圧系への電力供給の開始が遅れるため、高圧系にて過電圧が生じる虞がある。
【００３９】
そこで本実施形態では、リレー部１５がオフされる可能性がある場合、実際にオフするかどうかによらず、事前にＤＣＤＣコンバータ４１を駆動するとともに、補機バッテリ４２の電力を用いる負荷４５（図４の例ではバッテリブロア）により補機バッテリ４２の電力を消費することで、補機バッテリ４２の充電量を減らしておく。図４（ｉ）に示すように、時刻ｘ３にて主機モータ３の回生中にリレー部１５がオフされると、主機モータ３の回生駆動により生じる電力は、低圧系に供給され、補機バッテリ４２を充電する。これにより、リレー部１５のオフの前後にて同等の回生ブレーキ力を維持することができ、ドラビリの悪化を防ぐことができる。また、主機モータ３の回生電力を低圧系に供給することで、高圧系におけるロードダンプの発生を防ぐことができる。
【００４０】
時刻ｘ４にて、運転者によるブレーキ操作により、ブレーキスイッチがオンされると、主機モータ３の回生駆動を終了し、ブレーキ９７の制動力にて、車両９０を減速、停止させる。
図４では、補機バッテリ４２の充電量は、時刻ｘ４にて満充電に近い状態となっているが、実際には負荷４５での電力消費量や回生量等に応じた充電量となる。また、時刻ｘ３から時刻ｘ４にて、回生ブレーキ量を一定としているが、ブレーキ９７との協調により、回生ブレーキ量を徐々に減らすようにしてもよい。
【００４１】
図４の例では、時刻ｘ１にて、主機バッテリ１０の電圧がリレーオフ準備値Ｖｍ＿ｔｈ２を超えた後も電圧が上昇しつづけ、高圧異常確定値Ｖｍ＿ｔｈ１を超えてリレー部１５のオフに至っている。一方、主機バッテリ１０の電圧がリレーオフ準備値Ｖｍ＿ｔｈ２を超えた状態が一時的であって、主機バッテリ１０の電圧が減少に転じ、リレーオフ準備値Ｖｍ＿ｔｈ２より低くなった場合、または、主機モータ３の力行状態となった場合、充電量低減制御を終了する。具体的には、バッテリブロアの駆動状態を定常状態ＢＬａに戻す。ＤＣＤＣコンバータ４１は、充電量低減制御終了と同時に停止してもよいし、補機バッテリ４２の充電量を高めた後に停止してもよい。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態の制御装置５０は、バッテリ制御部５３と、車両制御部５１と、を備える。
バッテリ制御部５３は、車両９０の動力源である主機モータ３に電力を供給する主機バッテリ１０からの給電の許容または禁止を切り替えるリレー部１５を制御する。
車両制御部５１は、補機バッテリ４２の充電状態を制御する。補機バッテリ４２は、主機バッテリ１０と主機モータ３との間に接続され、負荷４５に電力を供給する。
車両制御部５１は、リレー部１５の遮断を要する異常確定前であって、リレー部１５を遮断する可能性があるリレーオフ準備段階において、補機バッテリ４２の充電量を減少させる充電量低減制御を行う。
【００４３】
リレー部１５をオフすると、主機モータ３と主機バッテリ１０との間での電力の授受ができなくなる。主機モータ３が回生中であって、補機バッテリ４２の充電量が多く、低圧側に回生電力を供給できない場合、主機モータ３の回生を中止せざるをえない。リレー部１５のオフに伴って主機モータ３の回生を中止すると、すると、回生ブレーキ量が低減し、ドラビリが悪化する虞がある。
【００４４】
そこで本実施形態では、リレー部１５がオフされる前のリレーオフ準備段階において、リレー部１５がオフされる場合に備えて、補機バッテリ４２の充電量を減少させておく。これにより、主機モータ３の回生中にリレー部１５がオフされた場合であっても、ＤＣＤＣコンバータ４１を経由して低圧系に回生電力を供給し、補機バッテリ４２を充電することができるので、主機モータ３の回生駆動を継続可能であり、ドラビリの悪化を防ぐことができる。また、主機モータ３の回生電力を低圧系に供給することで、高圧系における過電圧の発生を抑制することができる。
【００４５】
車両制御部５１は、充電量低減制御において、補機バッテリ４２の電力を負荷４５であるバッテリブロアにて消費させる。これにより、補機バッテリ４２の充電量を適切に減少させることができる。
補機バッテリ４２は、ＤＣＤＣコンバータ４１を経由して主機バッテリ１０と主機モータ３との間に接続される。車両制御部５１は、充電量低減制御において、ＤＣＤＣコンバータ４１を駆動する。これにより、主機モータ３の回生中にリレー部１５がオフされたとき、主機モータ３の回生電力を遅れなく低圧系に供給することができ、過電圧の発生を抑制することができる。
【００４６】
車両制御部５１は、主機モータ３が回生中である場合、充電量低減制御を行う。換言すると、主機モータ３が力行中であれば、リレー部１５をオフしても、回生ブレーキ量の減少に伴うドラビリの悪化が生じないので、主機モータ３が力行中の場合、充電量低減制御を行わない。これにより、リレー部１５がオフされた際のドラビリの悪化を抑制することができる。
【００４７】
車両制御部５１は、補機バッテリ４２の充電量が所定量以上の場合、充電量低減制御を行う。換言すると、補機バッテリ４２の充電量が所定量未満であれば、充電量低減制御を行わない。これにより、負荷４５の駆動に必要な最低限の充電量を残した上で、リレー部１５のオフに備えて、補機バッテリ４２の充電量を適切に減少させることができる。
【００４８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図５に示す。
本実施形態では、ＤＣＤＣコンバータ４１として、昇降圧型のものを用いる。
本実施形態の充電量低減制御を図５に示すフローチャートに基づいて説明する。本実施形態では、第１実施形態での処理にＳ１１４およびＳ１１５が追加されている。
【００４９】
主機モータ３が回生中であって（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、補機バッテリ４２の充電量が補機充電量閾値Ｖｓ＿ｔｈより大きく（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、かつ、リレー部１５がオフされる可能性がある（Ｓ１０４：ＹＥＳ）に移行するＳ１１４では、バッテリ制御部５３は、主機バッテリ１０を充電可能か否か判断する。本実施形態では、主機バッテリ１０のＳＯＣに基づき、主機バッテリ１０のＳＯＣが判定閾値以下の場合、充電可能であると判断する。主機バッテリ１０を充電不能であると判断された場合（Ｓ１１４：ＮＯ）、すなわち主機バッテリ１０のＳＯＣが判定閾値より大きい場合、Ｓ１０５へ移行し、第１実施形態と同様の充電量低減制御を行う。主機バッテリ１０を充電可能であると判断された場合（Ｓ１１４：ＹＥＳ）、Ｓ１１５へ移行する。
【００５０】
Ｓ１１５では、車両制御部５１は、充電量低減制御を行う。本実施形態では、低圧系の電圧を昇圧するようにＤＣＤＣコンバータ４１を駆動し、補機バッテリ４２の電力を高圧系に供給して主機バッテリ１０を充電することで、補機バッテリ４２の充電量を減らす。これにより、電力のロスを低減することができる。
【００５１】
本実施形態では、車両制御部５１は、充電量低減制御において、補機バッテリ４２の電力を主機バッテリ１０に供給する。これにより、電力のロスを低減しつつ、補機バッテリ４２の充電量を適切に低減することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００５２】
（他の実施形態）
（ア）充電量減少処理
上記実施形態では、モータジェネレータが回生中か否かを判断し、モータジェネレータが回生でない場合、充電量低減制御を行わない。他の実施形態では、Ｓ１０２の判断処理を省略し、モータジェネレータが力行中であっても充電量低減制御が行われるようにしてもよい。同様に、Ｓ１０１の判断処理を省略してもよい。また、Ｓ１０１〜Ｓ１０４の処理は、処理順を入れ替えてもよい。
【００５３】
上記実施形態では、主機バッテリの電圧がリレーオフ準備値より高い場合、リレー部がオフされる可能性があるリレーオフ準備段階であると判断する。他の実施形態では、主機バッテリの電圧が低圧異常確定閾値より高い値に設定される低圧側のリレーオフ準備値より低い場合、リレーオフ準備段階であると判断してもよい。
他の実施形態では、主機バッテリの電圧が高圧異常確定値を超えて、所定時間の経過後にリレー部がオフされることを前提とし、高圧異常確定値を超える電圧が最初に検出された時からを、リレーオフ準備段階であると判断してもよい。低圧異常についても同様である。
【００５４】
他の実施形態では、主機バッテリの電圧に替えて、主機バッテリの電流、温度またはＳＯＣが仮異常状態となった場合、リレーオフ準備段階であると判断してもよい。仮異常状態では、異常確定されていないので、リレー部はオフされない。また、電圧の場合と同様、異常確定の判定に係る判定値を超えた状態が所定期間に亘って継続された場合に異常確定される場合、異常確定の判定に係る判定値を超えた最初の検出時からを、リレーオフ準備段階であると判断してもよい。
【００５５】
他の実施形態では、主機バッテリ以外の部品の異常によってもリレー部をオフする場合、リレー部オフのトリガとなる部品が仮異常状態となった場合、リレーオフ準備段階であると判断してもよい。リレー部オフのトリガとなり得る部品としては、例えば、ＤＣＤＣコンバータ、主機モータ、インバータ等である。また他の実施形態では、モータジェネレータや回路部のスイッチング素子の温度が所定範囲から外れた場合、リレーオフ準備段階であると判断してもよい。
【００５６】
他の実施形態では、車両の外部環境状態に基づき、リレーオフ準備段階であると判断してもよい。
例えば、車両が悪路走行中である場合、リレーオフ準備段階であると判断してもよい。悪路走行では、リレー部の保持力が低下し、意図しないリレー部のオフが生じる虞があるためである。また、悪路走行では、各種センサ類の検出性能が低下し、検出誤差が大きくなることによる誤判定により、リレー部がオフされる虞があるためである。悪路走行中か否かの判断は、車両に搭載されたＧセンサやヨーレートセンサ等の検出値に基づいて判断してもよいし、ナビ情報に基づいて判断してもよい。
また、車両が、トンネル内等の電磁ノイズの多い環境を走行している場合、リレーオフ準備段階であると判断してもよい。電磁ノイズが多いと、各種センサ類の検出性能が低下し、検出誤差増大に伴う誤判定により、リレー部がオフされる虞があるためである。
【００５７】
また例えば、車両の外気圧が低い場合、或いは、車両が高地走行中である場合、リレーオフ準備段階であると判断してもよい。高地等の気圧が低下した状態では、異常が発生しやすく、リレー部がオフされる虞があるためである。
また、車両の外気温が所定範囲外のとき、リレーオフ準備段階であると判断してもよい。バッテリは、寒冷および酷暑に弱く、またＳＯＣの演算誤差の増大に伴い、リレー部がオフされる虞があるためである。
【００５８】
第１実施形態では、充電量低減制御において、バッテリブロアを最大駆動することで、第２電源の充電量を減少させる。他の実施形態では、バッテリブロアの駆動は最大駆動に限らず、第２電源の充電量を減少させられれば、どのような駆動状態としてもよい。また、充電量低減制御にて、バッテリブロア以外の負荷により第２電源の充電量を減少させるようにしてもよい。また、複数の負荷により、第２電源の充電量を減少させてもよい。
【００５９】
（イ）制御装置
上記実施形態では、制御装置には、車両制御部、ＭＧ制御部、バッテリ制御部およびブレーキ制御部の４つのＥＣＵが含まれる。他の実施形態では、制御装置を構成するＥＣＵは、３つ以下、あるいは、５つ以上であってもよい。また、各ＥＣＵが通信等にて情報を授受可能であれば、充電量低減制御に係る各処理は、いずれのＥＣＵにて実施してもよい。
【００６０】
（ウ）主機モータ
上記実施形態では、主機モータは、永久磁石式の３相交流の回転電機である。他の実施形態では、主機モータとしてどのようなものを用いてもよい。
（エ）電源
上記実施形態では、第１電源がニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池であり、第２電源が鉛蓄電池等の二次電池である。他の実施形態では、第１電源および第２電源として、どのような種類の二次電池を用いてもよいし、電気二重層キャパシタ等を用いてもよい。上記実施形態では、第１電源が第２電源より高電圧である。他の実施形態では、第２電源の電圧は、必ずしも第１電源の電圧より低圧でなくてもよい。
【００６１】
（オ）車両
上記実施形態では、電源システム制御装置が適用される車両は、１つの主機モータの動力を用いて走行するＥＶ車両である。他の実施形態では、主機モータは、複数であってもよい。他の実施形態では、電源システム制御装置が適用される車両は、ＥＶ車両に限らず、車両の駆動源として、主機モータに加えエンジンを備えるハイブリッド車であってもよい。また他の実施形態では、例えば図６に示すような燃料電池車１９０であってもよい。燃料電池車１９０には、Ｈ2タンク１９１および燃料電池スタック１９２が搭載されており、燃料電池スタック１９２にて発電された電力は、インバータ２０に供給される。
上記実施形態では、車両は前輪駆動車である。他の実施形態では、車両は、後輪駆動車であってもよいし、四輪駆動車であってもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００６２】
３・・・主機モータ
１０・・・主機バッテリ（第１電源）
１５・・・リレー部
４１・・・ＤＣＤＣコンバータ
４２・・・補機バッテリ（第２電源）
４５・・・負荷
５０・・・制御装置（電源システム制御装置）
５１・・・車両制御部（充電状態制御部）
５３・・・バッテリ制御部（リレー制御部）
９０、１９０・・・車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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