(57)【要約】【課題】突入電流の発生が回避されるタイミングでバッテリと補助電源部の間のリレーをオンにすることができる車両用の電源システム及び電源システム制御方法を提供すること。【解決手段】車両の負荷に電力を供給するバッテリと、バッテリに接続される補助電源部と、バッテリと補助電源部の間の接続状態のオン／オフを切り替えるリレーと、リレーをオン状態とすることが可能であるか否かを判断するリレー制御部と、バッテリの電圧変動の情報を取得するバッテリ電圧変動情報取得部と、を備え、リレー制御部は、バッテリの電圧変動の情報に基づいて、リレーをオン状態とすることが可能であるか否かを判断する車両用の電源システムを提供する。【選択図】図３
2018019533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の負荷に電力を供給するバッテリと、
前記バッテリに接続される補助電源部と、
前記バッテリと前記補助電源部の間の接続状態のオン／オフを切り替えるリレーと、
前記リレーをオン状態とすることが可能であるか否かを判断するリレー制御部と、
前記バッテリの電圧変動の情報を取得するバッテリ電圧変動情報取得部と、を備え、
前記リレー制御部は、前記バッテリの電圧変動の情報に基づいて、前記リレーをオン状態とすることが可能であるか否かを判断する、
車両用の電源システム。
【請求項２】
請求項１に記載の電源システムであって、
前記バッテリの電圧変動の情報は、前記バッテリの単位時間当たりの電圧の変化であるバッテリ電圧微分値を含む、
電源システム。
【請求項３】
請求項２に記載の電源システムであって、
前記リレー制御部は、
前記バッテリ電圧微分値の絶対値が所定の電圧微分閾値より小さいか否かを判定し、
前記バッテリ電圧微分値の絶対値が前記電圧微分閾値より小さい場合に前記リレーをオン状態とすることが可能であると判断する、
電源システム。
【請求項４】
請求項３に記載の電源システムであって、
前記電圧微分閾値は、前記リレーにおいて許容される電流以下の電流が前記リレーに流れるように定められる、
電源システム。
【請求項５】
請求項２に記載の電源システムであって、
前記バッテリの電圧変動の情報は、前記バッテリの電圧と前記補助電源部の電圧の差であるバッテリ‐補助電源部間電圧差をさらに含み、
前記リレー制御部は、
前記バッテリ電圧微分値の絶対値及び前記バッテリ‐補助電源部間電圧差に基づいて、前記バッテリの電圧の所定時間後の予測値であるバッテリ電圧変動予測値を演算し、
前記バッテリ電圧変動予測値に基づいて、前記リレーをオン状態とすることが可能であるか否かを判断する、
電源システム。
【請求項６】
請求項５に記載の電源システムであって、
前記バッテリ電圧変動予測値は、前記バッテリ電圧微分値の絶対値と前記バッテリ‐補助電源部間電圧差の和である、
電源システム。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の電源システムであって、
前記リレー制御部は、
前記バッテリ電圧変動予測値が所定の変動予測値閾値より小さいか否かを判定し、
前記バッテリ電圧変動予測値が所定の変動予測値閾値より小さい場合に前記リレーをオン状態とすることが可能であると判断する、
電源システム。
【請求項８】
請求項７に記載の電源システムであって、
前記変動予測値閾値は、前記リレーにおいて許容される電流以下の電流が前記リレーに流れるように定められる、
電源システム。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の電源システムであって、
前記リレー制御部は、前記リレーをオン状態とすることが可能であると判断するまで、前記バッテリへの電力の入出力を制限する、
電源システム。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載の電源システムであって、
前記リレーに並列に接続されて、前記リレー制御部によりオン／オフが制御されるチャージリレーをさらに備え、
前記リレー制御部は、前記チャージリレーをオンにした後に、前記リレーをオン状態とすることが可能であるか否かを判断する、
電源システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電源システムであって、
前記リレー制御部は、前記チャージリレーをオンにした後の前記バッテリの電圧の変動が所定値より大きい場合に、前記チャージリレーをオフにする、
電源システム。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか１項に記載の電源システムであって、
前記バッテリ電圧変動情報取得部は、前記バッテリの電圧変動の情報として車両のシフトの状態を取得し、
前記リレー制御部は、
前記シフトの状態がパーキングレンジ又はニュートラルレンジであるか否かを判定し、
前記シフトの状態がパーキングレンジ又はニュートラルレンジである場合に前記リレーをオン状態とすることが可能であると判断する、
電源システム。
【請求項１３】
請求項１〜１２の何れか１項に記載の電源システムであって、
前記バッテリ電圧変動情報取得部は、前記バッテリの電圧変動の情報として車速、アクセル開度、ブレーキ操作量のうちの少なくとも一つを含むバッテリ電圧増減示唆量を取得し、
前記リレー制御部は、前記バッテリ電圧増減示唆量に基づいて前記リレーをオン状態とすることが可能であるか否かを判断する、
電源システム。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れか１項に記載の電源システムであって、
前記補助電源部は燃料電池を含む、
電源システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の電源システムであって、
前記燃料電池は、固体酸化物形燃料電池を含む、
電源システム。
【請求項１６】
車両の負荷に電力を供給するバッテリと補助電源部の間のリレーの制御を実行する車両用の電源システム制御方法であって、
前記バッテリの電圧変動の情報を取得し、
前記バッテリの電圧変動の情報に基づいて、前記リレーをオン状態とすることが可能であるか否かを判断する、
車両用の電源システム制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用の電源システム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の電源システムにおいて、モータ等の負荷に電力を供給するバッテリと他の負荷や補助電源等の他の回路構成要素の間に配置されるリレーは、バッテリ−回路構成要素間の電圧の差ができるだけ小さい状態であるときにオンにして、突入電流の発生による接点荒れや溶着を防止する必要がある。
【０００３】
このような突入電流を抑制するための構成として、いわゆるチャージリレーが知られている（例えば特許文献１参照）。このチャージリレーは、スイッチと抵抗器からなる回路であり、リレーに対して並列に接続される。そして、予めチャージリレーをオンにすることでバッテリ−回路構成要素間の電圧の差を緩やかに解消させることができ、上記リレーをオンにした際の突入電流の発生を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−６０８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、車両の走行状態などの要因によっては、負荷の要求電圧が変動し、これに応じてバッテリ電圧も変動する。
【０００６】
したがって、例えば、バッテリと他の回路構成要素、特にバッテリ以外の補助電源部（ＤＣ／ＤＣコンバータ及び燃料電池など）を備える車両において、バッテリと補助電源の間のリレーに上記チャージリレーを設け、当該チャージリレーをオンにしても、上記バッテリ電圧の変動によりバッテリと補助電源部の間に電圧の差が解消されず、リレーに突入電流が流れ得る状態となる恐れがある。すなわち、チャージリレーを用いても、突入電流が発生し得る状況を回避できず、リレーをオンにすることができない状況が生じることがある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、突入電流の発生が回避されるタイミングでバッテリと補助電源部の間のリレーをオンにすることができる車両用の電源システム及び電源システム制御方法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】
【０００８】
本発明のある態様によれば、車両の負荷に電力を供給するバッテリと、バッテリに接続される補助電源部と、バッテリと補助電源部の間の接続状態のオン／オフを切り替えるリレーと、リレーをオン状態とすることが可能であるか否かを判断するリレー制御部と、を備えた車両用の電源システムが提供される。そして、この電源システムは、バッテリの電圧変動の情報を取得するバッテリ電圧変動情報取得部を備えている。さらに、リレー制御部は、バッテリの電圧変動の情報に基づいて、リレーをオン状態とすることが可能であるか否かを判断する。
【発明の効果】
【０００９】
これによれば、突入電流の発生を抑制する観点から、バッテリと補助電源部の間のリレーをオン状態とする好適なタイミングを判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態における車両用電源システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、バッテリ電圧の変動及びこれにより生じるバッテリ‐補助電源部電圧差の変動を概略的に示すグラフである。
【図３】図３は、第１実施形態のリレーオン状態許可判断処理を説明するフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の第２実施形態における車両用電源システムの構成を示す図である。
【図５】図５は、第２実施形態のリレーオン状態許可判断処理を説明するフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の第３実施形態のリレーオン状態許可判断処理を説明するフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の第４実施形態における車両用電源システムの構成を示す図である。
【図８】図８は、第４実施形態におけるチャージリレーのオン／オフ制御及びリレーオン状態許可判断処理を説明するフローチャートである。
【図９】図９は、チャージリレーをオンにした後のバッテリ電圧等の挙動の概要を示すグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の第５実施形態における車両用電源システムの構成を示す図である。
【図１１】図１１は、第５実施形態のリレーオン状態許可判断処理を説明するフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の第６実施形態における車両用電源システムの構成を示す図である。
【図１３】図１３は、第６実施形態のリレーオン状態許可判断処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態にかかる車両用の電源システムの概略構成を説明する図である。
【００１３】
図示のように、電源システム１００は、車両の負荷である駆動モータ１０に電力を供給するバッテリとしてのメインバッテリ１２と、メインバッテリ１２に接続される補助電源部１３と、メインバッテリ１２と補助電源部１３の間の接続状態のオン／オフを切り替えるリレーとしての補助電源部接続切替リレー１８と、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるか否かを判断するリレー制御部としてのコントローラ２０と、メインバッテリ１２の電圧を検出するメインバッテリ電圧センサ２２と、を備えている。
【００１４】
なお、本実施形態では、コントローラ２０とメインバッテリ電圧センサ２２が、バッテリ電圧変動情報取得部を構成する。また、補助電源部１３は、ＤＣＤＣコンバータ１４と、ＳＯＦＣ（固体酸化物形燃料電池：solid oxide fuel cell）１６と、を有している。
【００１５】
駆動モータ１０は、三相交流モータで構成されており、メインバッテリ１２やＳＯＦＣ１６からの電力供給を受けて電源システム１００が搭載される車両の駆動力を生成する。なお、駆動モータ１０は、例えば回生ブレーキの作動状態などの走行状態に応じて発電機として機能し、メインバッテリ１２に回生電力を供給する。
【００１６】
また、駆動モータ１０には、メインバッテリ１２及びＳＯＦＣ１６から供給される直流電力を交流電力に変換する一方で、当該駆動モータ１０で発電した交流の回生電力を直流電力に変換する駆動インバータ２４が設けられている。
【００１７】
メインバッテリ１２は、例えば、リチウムイオンバッテリー等の二次電池で構成される。また、メインバッテリ１２は、図示しない外部充電装置からの電力やＳＯＦＣ１６の発電電力の供給を受けて充電する一方で、充電されている電力を駆動モータ１０からの要求に基づき、当該駆動モータ１０に供給する。
【００１８】
また、メインバッテリ１２と駆動モータ１０の接続状態と非接続状態の切り替えは、メインバッテリ１２と駆動インバータ２４の間に設けられた主リレー２６のオン／オフによって制御される。
【００１９】
ＤＣＤＣコンバータ１４は、ＳＯＦＣ１６の発電電力を昇圧してメインバッテリ１２や駆動モータ１０に供給する。ＤＣＤＣコンバータ１４は、キャパシタ素子を備えた昇圧チョッパ方式やチャージポンプ方式等の回路構成を有している。
【００２０】
ＳＯＦＣ１６は、セラミック等の固体酸化物で形成された電解質層を、アノード（燃料極）とカソード（空気極）により挟み込んで得られるセルを積層して構成される。ＳＯＦＣ１６は、燃料極に燃料ガスの供給を受けるとともに、空気極に酸化ガスの供給を受けることで発電する。なお、本実施形態におけるＳＯＦＣ１６は、例えばメインバッテリ１２の充電電力が走行要求に対して不足している場合に発電を行い、当該発電電力をメインバッテリ１２に供給する補助電源として用いられる。
【００２１】
補助電源部接続切替リレー１８は、メインバッテリ１２とＤＣＤＣコンバータ１４の間に設けられ、当該メインバッテリ１２とＤＣＤＣコンバータ１４（補助電源部１３）の間の接続のオン／オフを切り替えるリレーである。
【００２２】
コントローラ２０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたコンピュータ、特にマイクロコンピュータで構成される。
【００２３】
特に本実施形態においてコントローラ２０は、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるか否かを判断する処理を実行する。この処理については後に詳細に説明する。
【００２４】
メインバッテリ電圧センサ２２は、メインバッテリ１２の正極端子と負極端子の間の電圧（以下では、「バッテリ電圧Ｖｂ_ｄ」とも記載する）を検出する。メインバッテリ電圧センサ２２は、バッテリ電圧Ｖｂ_ｄの検出値をコントローラ２０に出力する。
【００２５】
以上説明した電源システム１００において、例えば、メインバッテリ１２の充電電力が不足しておらず、ＳＯＦＣ１６を停止させている場合には、補助電源部接続切替リレー１８がオフ状態に維持されている。
【００２６】
一方で、メインバッテリ１２の充電電力が不足してＳＯＦＣ１６による補助的な電力供給が要求される場合には、補助電源部接続切替リレー１８がオンに操作されてＳＯＦＣ１６の発電電力がメインバッテリ１２に供給される。
【００２７】
このとき、補助電源部接続切替リレー１８の両端間の電圧が大きいと、当該リレーのオン操作時に突入電流が発生する恐れがある。したがって、当該両端間の電圧の差を減少させるべく、ＤＣＤＣコンバータ１４は、ＳＯＦＣ１６の出力電圧をバッテリ電圧Ｖｂ_ｄに近づくように昇圧する。以下では、ＤＣＤＣコンバータ１４により昇圧されるＳＯＦＣ１６の出力電圧、すなわちＤＣＤＣコンバータ１４の出力電圧を「補助電源部電圧Ｖａ_ｄ」とも記載する。
【００２８】
しかしながら、駆動モータ１０の要求電力は車両の走行状況等に応じて逐次変動する。したがって、この駆動モータ１０の要求電力の変動に合わせてメインバッテリ１２の電力の入出力が頻繁に行われることとなり、メインバッテリ１２の充電電力が変動するのでバッテリ電圧Ｖｂ_ｄも変動する。
【００２９】
したがって、上述した補助電源部接続切替リレー１８の両端間の電圧に相当する、補助電源部電圧Ｖａ_ｄに対するバッテリ電圧Ｖｂ_ｄの差（以下では、「バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶ」とも記載する）が変動する。
【００３０】
図２は、バッテリ電圧Ｖｂ_ｄの変動及びこれにより生じるバッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶの変動を概略的に示すグラフである。なお、図において、補助電源部電圧Ｖａ_ｄを点線で示している。
【００３１】
本実施形態では、図示のように、ＤＣＤＣコンバータ１４によって補助電源部電圧Ｖａ_ｄがバッテリ電圧Ｖｂ_ｄに近い値に調節されている状況を想定している。しかしながら、このような状況であっても、上述した駆動モータ１０の要求電力の変動に起因するバッテリ電圧Ｖｂ_ｄの変動によって、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶが変動する。
【００３２】
ここで、例えばバッテリ電圧Ｖｂ_ｄが補助電源部電圧Ｖａ_ｄに対して一定以上大きくなったタイミング（バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶがプラス側に一定以上に増大したタイミング）で、補助電源部接続切替リレー１８に対してオン操作を行うと、メインバッテリ１２からＤＣＤＣコンバータ１４の図示しないキャパシタ等に向かって突入電流が流れる恐れがある。
【００３３】
また、逆に補助電源部電圧Ｖａ_ｄがバッテリ電圧Ｖｂ_ｄに対して一定以上大きくなったタイミング（バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶがマイナス側に一定以上に増大したタイミング）で、補助電源部接続切替リレー１８に対してオン操作を行うと、ＤＣＤＣコンバータ１４のキャパシタ等からメインバッテリ１２に向かって突入電流が流れる恐れがある。
【００３４】
本実施形態にかかる電源システム１００では、上述した要因で生じる突入電流を抑制すべく、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるか否かを判断する処理を実行する。
【００３５】
図３は、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるか否かを判断する処理（以下、単に「リレーオン状態許可判断処理」とも記載する）を説明するフローチャートである。
【００３６】
なお、以下で説明するリレーオン状態許可判断処理は、例えば、ＳＯＦＣ１６の起動シーケンス処理が終了した後などに発せられる補助電源部接続切替リレー１８の接続要求を受けて行われる。
【００３７】
ステップＳ１１０において、コントローラ２０は、バッテリ電圧Ｖｂ_ｄを取得する。具体的に、コントローラ２０は、メインバッテリ電圧センサ２２で検出されるバッテリ電圧Ｖｂ_ｄを所定の制御周期（例えば数ｍｓｅｃ）ごとに受信し、メモリ等の記憶領域に格納する。
【００３８】
ステップＳ１２０において、コントローラ２０は、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜を演算する。具体的に、コントローラ２０は、上記メモリ等に制御周期ごとに格納されたバッテリ電圧Ｖｂ_ｄを参照して、連続する制御周期の間におけるバッテリ電圧Ｖｂ_ｄの変化をバッテリ電圧微分値として求め、その絶対値をとってバッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜を演算する。つまり、このバッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜は、バッテリ電圧Ｖｂ_ｄの単位時間当たりの変化に相当する。
【００３９】
したがって、本実施形態では、コントローラ２０は、バッテリ電圧Ｖｂ_ｄの変動の情報であるバッテリ電圧変動情報として、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜を取得することとなる。
【００４０】
ステップＳ１３０において、コントローラ２０は、演算したバッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜が、所定の電圧微分閾値α１より小さいか否かを判定する。ここで、電圧微分閾値α１は、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることで突入電流を生じさせる程度のバッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶの変動をもたらすかどうかという観点から設定される。
【００４１】
すなわち、電圧微分閾値α１は、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とした場合に、補助電源部接続切替リレー１８に流れる電流が接点荒れや溶着を回避する観点から許容される電流以下となるようなバッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜の上限値として定められる。
【００４２】
そして、上記ステップＳ１３０においてバッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜が電圧微分閾値α１より小さいと判定されると、ステップＳ１４０において、コントローラ２０は、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であると判断し、リレーオン操作を許可する。なお、その後は、コントローラ２０のリレーオン許可判断に基づいて、コントローラ２０自身又は他の図示しないリレー操作制御部が補助電源部接続切替リレー１８をオンにする操作を実行する。
【００４３】
一方で、上記ステップＳ１３０においてコントローラ２０はバッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜が電圧微分閾値α１以上であると判断されると、ステップＳ１５０において、コントローラ２０は、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることができないと判断し、リレーオン操作を不許可とする。すなわち、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とする操作が禁止されることとなる。
【００４４】
そして、コントローラ２０は、ステップＳ１５０の処理を実行した後にステップＳ１３０に戻り、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜が、電圧微分閾値α１より小さいか否かの判断を再び実行する。
【００４５】
したがって、コントローラ２０は、リレーオン操作を不許可と判断した場合であっても、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であると判断されるまで、ステップＳ１３０以降の処理を繰り返すこととなる。すなわち、これは、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることができるタイミングになったら、リレーオン操作が許可されることを意味する。
【００４６】
以上説明した第１実施形態にかかる車両用の電源システム１００及び電源システム制御方法によれば、以下の作用効果を奏する。
【００４７】
本実施形態の電源システム１００は、車両の負荷としての駆動モータ１０に電力を供給するバッテリとしてのメインバッテリ１２と、メインバッテリ１２に接続される補助電源部１３としてのＤＣＤＣコンバータ１４及びＳＯＦＣ１６と、メインバッテリ１２と補助電源部１３との間の接続状態のオン／オフを切り替えるリレーとしての補助電源部接続切替リレー１８と、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるか否かを判断するリレー制御部としてのコントローラ２０と、を備える。
【００４８】
さらに、電源システム１００は、メインバッテリ１２の電圧変動の情報としてのバッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜を取得するバッテリ電圧変動情報取得部（メインバッテリ電圧センサ２２及びコントローラ２０）を備える。そして、リレー制御部としてのコントローラ２０は、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜に基づいて、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるか否かを判断する（図３のステップＳ１３０）。
【００４９】
これによれば、メインバッテリ１２の電圧変動を示すバッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜を参照して、バッテリ電圧Ｖｂ_ｄと補助電源部電圧Ｖａ_ｄの差であるバッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶの変動状態を把握することができる。したがって、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶの変動が小さくなって上記突入電流が生じ難いタイミングを狙って、補助電源部接続切替リレー１８のオン操作を許可することができる。これにより、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶが小さく突入電流の発生を抑制し得る好適なタイミングで、補助電源部接続切替リレー１８のオン操作が実行されることとなる。
【００５０】
また、本実施形態では、メインバッテリ１２の電圧変動の情報は、メインバッテリ１２の単位時間当たりの電圧の変化であるバッテリ電圧微分値に基づく。より具体的には、メインバッテリ１２の電圧変動が直接的に反映されるバッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜をバッテリ電圧変動情報として用いるので、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるか否かの判断をより高精度に実行することができる。
【００５１】
さらに、本実施形態の電源システム１００では、リレー制御部としてのコントローラ２０は、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜が所定の電圧微分閾値α１より小さいか否かを判定し（図３のステップＳ１３０）、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜が電圧微分閾値α１より小さい場合に補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であると判断する（図３のステップＳ１３０及びステップＳ１４０）。
【００５２】
これにより、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることができるか否かの判断を、高精度且つ容易な演算処理で実行することができる。
【００５３】
そして、上記電圧微分閾値α１は、補助電源部接続切替リレー１８において許容される電流以下の電流が補助電源部接続切替リレー１８に流れるように定められる。
【００５４】
すなわち、電圧微分閾値α１が、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることで突入電流を生じさせる程度のバッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶの変動をもたらすかどうかという観点から設定されるので、補助電源部接続切替リレー１８に対してオン操作を実行した際の突入電流の発生をより確実に防止することができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、メインバッテリ１２の電圧変動の情報としてバッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜を採用し、これに基づき補助電源部接続切替リレー１８のオン操作の許可判断を実行する態様を説明した。
【００５６】
しかしながら、突入電流をより一層安全に防止する観点から、上記リレーオン操作の許可判断において、コントローラ２０がリレーオン操作の許可を出した時点から実際に補助電源部接続切替リレー１８がオン状態となるまでの時間（ディレイ時間）を考慮するようにしても良い。
【００５７】
例えば、補助電源部接続切替リレー１８やコントローラ２０等の仕様に応じた上記ディレイ時間を予め実験等により求めておき、ディレイ時間が長いほど電圧微分閾値α１を低くして、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるとの判断がより厳しく行われるようにしても良い。
【００５８】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施形態では、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶをバッテリ電圧変動情報として取得し、バッテリ電圧変動情報から得られる後述のバッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐを演算し、このバッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐに基づいて補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるか否かの判断を行う。
【００５９】
図４は、第２実施形態にかかる車両用の電源システム１００の概略構成を説明する図である。図示のように本実施形態の電源システム１００には、ＤＣＤＣコンバータ１４の出力電圧に相当する補助電源部電圧Ｖａ_ｄを検出する補助電源部電圧検出センサ２８が設けられている。この補助電源部電圧検出センサ２８は、補助電源部電圧Ｖａ_ｄの検出値をコントローラ２０に出力する。
【００６０】
図５は、本実施形態におけるリレーオン状態許可判断処理を説明するフローチャートである。
【００６１】
ステップＳ２１０〜ステップＳ２２０において、コントローラ２０は、図３のステップＳ１１０〜ステップＳ１２０と同様に、バッテリ電圧Ｖｂ_ｄを取得してバッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜の演算を実行する。
【００６２】
ステップＳ２３０において、コントローラ２０は、補助電源部電圧Ｖａ_ｄを取得する。具体的に、コントローラ２０は、補助電源部電圧検出センサ２８で検出される補助電源部電圧Ｖａ_ｄを受信する。
【００６３】
ステップＳ２４０において、コントローラ２０は、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶを演算する。具体的に、コントローラ２０は、ステップＳ２１０で取得したバッテリ電圧Ｖｂ_ｄからステップＳ２３０で取得した補助電源部電圧Ｖａ_ｄを減算して、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶを求める。
【００６４】
ステップＳ２５０において、コントローラ２０は、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶにバッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜を加算してバッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐを演算する。すなわち、このバッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐとは、バッテリ電圧Ｖｂ_ｄの変動を考慮した次回以降の制御周期におけるバッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶの予測値に相当する。
【００６５】
ステップＳ２６０において、コントローラ２０は、演算したバッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐが、所定の変動予測値閾値α２より小さいか否かを判定する。ここで、変動予測値閾値α２とは、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることで突入電流を発生する程度にバッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶが大きくなるかという観点から定められるバッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐの値である。
【００６６】
すなわち、変動予測値閾値α２は、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とした場合に、補助電源部接続切替リレー１８に流れる電流が接点荒れや溶着を回避する観点から許容される電流以下となるようなバッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐの上限値として定められる。
【００６７】
そして、コントローラ２０はバッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐが所定の変動予測値閾値α２より小さいと判定すると、ステップＳ２７０において、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であると判断し、リレーオン操作を許可する。なお、その後は、コントローラ２０のリレーオン許可判断に基づいて、コントローラ２０自身又は他のリレー操作制御部が補助電源部接続切替リレー１８をオンにする制御を実行する。
【００６８】
一方で、コントローラ２０はバッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐが所定の変動予測値閾値α２以上であると判断すると、ステップＳ２８０において、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることができないと判断し、リレーオン操作を不許可とする。
【００６９】
そして、コントローラ２０は、ステップＳ２８０の処理を実行した後にステップＳ２６０に戻り、バッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐが、所定の変動予測値閾値α２より小さいか否かの判断を再び実行する。
【００７０】
したがって、コントローラ２０は、リレーオン操作を不許可と判断した場合であっても、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であると判断されるまで、ステップＳ２６０以降の処理を繰り返すこととなる。すなわち、これは、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることができるタイミングになったら、リレーオン操作が許可されることを意味する。
【００７１】
以上説明した第２実施形態にかかる車両用の電源システム１００によれば、以下の作用効果を奏する。
【００７２】
本実施形態の電源システム１００では、メインバッテリ１２の電圧変動の情報が、バッテリ電圧Ｖｂ_ｄと補助電源部電圧Ｖａ_ｄの差であるバッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶをさらに含む。そして、リレー制御部としてのコントローラ２０は、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜及びバッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶに基づいて、バッテリ電圧Ｖｂ_ｄが所定時間後の予測値であるバッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐを演算し（図５のステップＳ２５０）、バッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐに基づいて補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるか否かを判断する（図５のステップＳ２６０）。
【００７３】
特に、本実施形態では、上記バッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐは、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜とバッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶの和である。
【００７４】
これにより、補助電源部接続切替リレー１８における突入電流の発生要因であるバッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶの変動を考慮した予測値であるバッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐに基づいて、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるかどうかの判断が行われることとなる。したがって、補助電源部接続切替リレー１８における突入電流の発生を抑制し得るタイミングをより的確に把握することができるので、補助電源部接続切替リレー１８の接点荒れや溶着の問題をより確実に防止することができる。
【００７５】
特に、本実施形態では、コントローラ２０は、バッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐが所定の変動予測値閾値α２より小さいか否かを判定し（図５のステップＳ２６０）、バッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐが変動予測値閾値α２より小さい場合に補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であると判断する（図５のステップＳ２６０及びステップＳ２７０）。
【００７６】
これにより、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることができるか否かの判断を、高精度且つ容易な演算処理で実行することができる。
【００７７】
そして、上記変動予測値閾値α２は、補助電源部接続切替リレー１８において許容される電流以下の電流が補助電源部接続切替リレー１８に流れるように定められる。
【００７８】
すなわち、変動予測値閾値α２が、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることで突入電流を生じさせる程度のバッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶの変動をもたらすかどうかという観点から設定されるので、補助電源部接続切替リレー１８に対してオン操作を実行した際の突入電流の発生をより確実に防止することができる。
【００７９】
なお、本実施形態では、バッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐを、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜とバッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶの和をとって求めている。しかしながら、これに限らず、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜とバッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶの和に適宜補正を加えた演算、又は他の演算方法によってバッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐを求めるようにしても良い。
【００８０】
（第３実施形態）
以下、第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。特に、本実施形態では、第１実施形態におけるバッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜に基づいたリレーオン状態許可判断処理をベースとして、リレーオン操作が不許可とされた場合にメインバッテリ１２への電力の入出力を制限する処理が行われる。
【００８１】
図６は、本実施形態におけるリレーオン状態許可判断処理を説明するフローチャートである。
【００８２】
図示のように、本実施形態において、コントローラ２０は、図３のステップＳ１１０〜ステップＳ１５０の処理と同様にステップＳ３１０〜ステップＳ３５０を実行する。
【００８３】
そして、本実施形態では、コントローラ２０は、ステップＳ３５０においてリレーオンの不許可とした後に、ステップＳ３６０においてメインバッテリ１２への電力の入出力を制限する処理を行う。
【００８４】
具体的に、メインバッテリ１２への電力の入力を制限する処理としては、例えば、車両の回生ブレーキをオフにし、ブレーキ操作に対して通常の摩擦ブレーキのみを作動させるようにして、メインバッテリ１２への回生電力の供給を停止する処理である。
【００８５】
また、メインバッテリ１２から電力の出力を制限する処理としては、例えば駆動モータ１０からのメインバッテリ１２への電力要求に対して、駆動インバータ２４によるメインバッテリ１２からの取り出し電力を制限する処理である。
【００８６】
そして、コントローラ２０は、ステップＳ３６０の処理を実行した後にステップＳ３３０に戻り、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜が、電圧微分閾値α１より小さいか否かの判断を再び実行する。
【００８７】
したがって、コントローラ２０は、リレーオン操作を不許可と判断した場合であっても、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であると判断されるまで、ステップＳ３６０におけるメインバッテリ１２への電力の入出力を制限が継続されることとなる。
【００８８】
以上説明した第３実施形態にかかる車両用の電源システム１００によれば、以下の作用効果を奏する。
【００８９】
本実施形態の電源システム１００では、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であると判断するまで、メインバッテリ１２への電力の入出力を制限する（図６のステップＳ３３０〜ステップＳ３６０）。
【００９０】
これにより、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能ではないと判断される状態、すなわち突入電流が発生し得る状態においては、メインバッテリ１２からの電力の入出力を制限してバッテリ電圧Ｖｂ_ｄの変動を抑制し、補助電源部接続切替リレー１８の突入電流が発生し難い状況に移行させることができる。すなわち、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能なタイミングを積極的に作り出すことができるので、バッテリ電圧Ｖｂ_ｄの変動が長時間継続するシーンにおいても、この状態を解消し、適切なタイミングで補助電源部接続切替リレー１８をオンとすることができる。
【００９１】
なお、本実施形態では、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜が電圧微分閾値α１より大きい場合にリレー操作を不許可と判断して、メインバッテリ１２への電力の入出力を制限している。しかしながら、上記第２実施形態で説明したように、バッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐが変動予測値閾値α２より大きい場合にリレー操作を不許可と判断して、メインバッテリ１２への電力の入出力を制限するようにしても良い。
【００９２】
これにより、より高精度に突入電流の要因となるバッテリ電圧Ｖｂ_ｄの変動を検知しつつ、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とするタイミングを積極的に作り出すことができる。
【００９３】
（第４実施形態）
以下、第４実施形態について説明する。なお、上記各実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施形態では、上記第２実施形態の電源システム１００の構成をベースとして、補助電源部接続切替リレー１８に並列に接続されたチャージリレーをさらに有し、チャージリレーをオンにした後に、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるか否かの判断を行う。
【００９４】
図７は、第４実施形態にかかる車両用の電源システム１００の概略構成を説明する図である。図示のように、本実施形態の電源システム１００では、第２実施形態の電源システム１００の各構成に加えて、補助電源部接続切替リレー１８に並列に接続されたスイッチ３０ａと抵抗器３０ｂからなるチャージリレー３０を備えている。
【００９５】
このチャージリレー３０では、補助電源部接続切替リレー１８がオフ状態である場合にスイッチ３０ａがオンにされると、比較的高い抵抗値を有する抵抗器３０ｂの作用によって、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶの正負に応じてＤＣＤＣコンバータ１４のキャパシタの充放電を行うように緩やかに電流が流れる。なお、以下の説明において、チャージリレー３０のオン又はオフとは、チャージリレー３０のスイッチ３０ａのオン又はオフと同義である。
【００９６】
したがって、チャージリレー３０をオンにすることにより、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶが緩やかに減少する。なお、チャージリレー３０のオン／オフは、コントローラ２０により制御される。
【００９７】
図８は、本実施形態におけるチャージリレー３０のオン／オフ制御及びリレーオン状態許可判断処理を説明するフローチャートである。
【００９８】
本実施形態では、ステップＳ４１０において、コントローラ２０が、補助電源部接続切替リレー１８の接続要求を受けると、チャージリレー３０をオンにする。補助電源部電圧Ｖａ_ｄがバッテリ電圧Ｖｂ_ｄに緩やかに近づく。
【００９９】
そして、補助電源部電圧Ｖａ_ｄがバッテリ電圧Ｖｂ_ｄに近づいて、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶが所定値以下となると、コントローラ２０は、ステップＳ４２０〜ステップＳ４６０のリレーオン状態許可判断処理を実行する。なお、リレーオン状態許可判断処理の具体的内容は、第１実施形態における図３のステップＳ１１０〜ステップＳ１５０の処理の内容と同様である。
【０１００】
そして、本実施形態では、コントローラ２０は、ステップＳ４６０においてリレーオンを不許可にした場合、ステップＳ４７０において、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜が、所定値α３よりも大きいか否かを判定する。すなわち、発生しているバッテリ電圧Ｖｂ_ｄの変動が一定以上に大きいか否かを判定することを意味する。
【０１０１】
そして、コントローラ２０は、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜が所定値α３よりも大きいと判定すると、ステップＳ４８０に進み、チャージリレー３０をオフにする。すなわち、メインバッテリ１２への電力の入出力が頻繁に行われていてバッテリ電圧Ｖｂ_ｄの変動が一定以上に大きく、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶがゼロに近づくまでに時間がかかると予想される場合には、チャージリレー３０をオフにして当該チャージリレー３０にかかる負担を軽減する。
【０１０２】
一方、コントローラ２０は、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜が所定値α３以下であると判定すると、ステップＳ４４０に戻って以降の処理を実行する。すなわち、補助電源部接続切替リレー１８をオンとすることが可能になるまで、チャージリレー３０をオンにしたまま待機する状態になる。
【０１０３】
さらに、コントローラ２０は、上記ステップＳ４５０においてリレーオンを許可した場合には、実際に補助電源部接続切替リレー１８をオンする操作が終了する所定時間の経過を待って、ステップＳ４８０に進み、チャージリレー３０をオフにする。
【０１０４】
以下、本実施形態において、チャージリレー３０をオンにした後のバッテリ電圧Ｖｂ_ｄ、補助電源部電圧Ｖａ_ｄ、及びバッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶの挙動の一例について説明する。
【０１０５】
図９は、チャージリレー３０をオンにした後のバッテリ電圧Ｖｂ_ｄ、補助電源部電圧Ｖａ_ｄ、及びバッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶの挙動の概要を示すグラフである。なお、図の一点鎖線は、バッテリ電圧Ｖｂ_ｄの変動が生じていない場合の定常バッテリ電圧Ｖｂ_ｄ_ｓｔとして示している。
【０１０６】
図９の例では、バッテリ電圧Ｖｂ_ｄに対して補助電源部電圧Ｖａ_ｄが比較的低い状態でチャージリレー３０をオンにすることが想定されている。そして、図の時刻ｔ０においてチャージリレー３０がオンにされると、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶに起因してＤＣＤＣコンバータ１４のキャパシタへの充電が開始される。
【０１０７】
特に、図においては、チャージリレー３０をオンにした後の所定時間は、メインバッテリ１２がほぼ定常バッテリ電圧Ｖｂ_ｄ_ｓｔをとっており、補助電源部電圧Ｖａ_ｄがこの値に近づくように増加している。
【０１０８】
そして、時刻ｔ１において補助電源部電圧Ｖａ_ｄがほぼ定常バッテリ電圧Ｖｂ_ｄ_ｓｔに到達する。すなわち、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶが比較的小さくなる。
【０１０９】
しかしながら、時刻ｔ１付近ではバッテリ電圧Ｖｂ_ｄの変動が生じ始めている。この状態ではチャージリレー３０をオンにしていても、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶが生じているので、補助電源部接続切替リレー１８をオンにすると突入電流が発生する恐れがある。
【０１１０】
これに対して、本実施形態では、コントローラ２０は、チャージリレー３０をオンにした後に、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜が、電圧微分閾値α１より小さいか否かを判定し（ステップＳ４４０）、小さいと判定されると補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であると判断し、リレーオン操作を許可している（ステップＳ４５０）。
【０１１１】
したがって、チャージリレー３０をオンにして、補助電源部電圧Ｖａ_ｄがバッテリ電圧Ｖｂ_ｄにある程度近づくまでの間の突入電流の発生を抑制しつつ、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶの変動による突入電流の発生も防止することができる。
【０１１２】
特に、コントローラ２０は、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜が所定値α３よりも大きく、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶがゼロに近づくまでに時間がかかると予想される場合には、チャージリレー３０をオフにしている（ステップＳ４８０）。これにより、長時間の間、チャージリレー３０をオン状態に維持することによる当該チャージリレー３０に与える負担が軽減される。
【０１１３】
以上説明した第４実施形態にかかる車両用の電源システム１００によれば、以下の作用効果を奏する。
【０１１４】
本実施形態の電源システム１００は、補助電源部接続切替リレー１８に接続されて、リレー制御部としてのコントローラ２０によりオン／オフが制御されるチャージリレー３０をさらに備える。そして、コントローラ２０は、チャージリレー３０をオンにした後に、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるか否かを判断する（図８のステップＳ４１０及びステップＳ４４０）。
【０１１５】
すなわち、コントローラ２０は、先ず、チャージリレー３０をオンすることで、補助電源部電圧Ｖａ_ｄをバッテリ電圧Ｖｂ_ｄに緩やかに近づけて、この状態でリレーオン状態許可判断処理（ステップＳ４２０〜ステップＳ４６０）を実行することができる。
【０１１６】
したがって、補助電源部電圧Ｖａ_ｄとバッテリ電圧Ｖｂ_ｄとの差が大きい状態で、補助電源部接続切替リレー１８の接続要求が発生した場合であっても、この補助電源部電圧Ｖａ_ｄとバッテリ電圧Ｖｂ_ｄとの差が大きい状態を緩やかに解消しつつ、バッテリ電圧Ｖｂ_ｄの変動による突入電流の発生を抑制し得る好適なタイミングで、補助電源部接続切替リレー１８のオン操作を実行することができる。
【０１１７】
特に、本実施形態では、コントローラ２０は、チャージリレー３０をオンにした後のバッテリ電圧Ｖｂ_ｄの変動が所定値α３より大きい場合に、チャージリレー３０をオフにする（ステップ４７０及びステップＳ４８０）。
【０１１８】
これにより、例えば、高負荷時や回生時等のメインバッテリ１２への電力の入出力が頻繁に行われていてバッテリ電圧Ｖｂ_ｄの変動が一定以上に大きく、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶがゼロに近づくまでに時間がかかると予想される場合には、チャージリレー３０をオフにすることとなる。したがって、長時間の間、チャージリレー３０をオン状態に維持することによって、チャージリレー３０に電流が流れ続けて抵抗器３０ｂが過熱してしまうことを回避することができる。すなわち、チャージリレー３０に与える負担が軽減される。
【０１１９】
なお、車両の走行中に補助電源部接続切替リレー１８の接続要求が出された場合、バッテリ電圧Ｖｂ_ｄの変動が生じているときに補助電源部接続切替リレー１８のオン操作を実行する必要がある。
【０１２０】
このような状況においても、本実施形態にかかる制御によって、突入電流の発生を抑制し得る好適なタイミングで補助電源部接続切替リレー１８をオンさせることができる。
【０１２１】
なお、本実施形態では、第１実施形態と同様にバッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜と電圧微分閾値α１の大小を判定によって、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるか否かを判断している（図８のステップＳ４４０〜ステップＳ４６０）。
【０１２２】
しかしながら、これに代えて、第２実施形態の図５におけるバッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐと変動予測値閾値α２の大小を判定によって、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるか否かを判断しても良い。
【０１２３】
（第５実施形態）
以下、第５実施形態について説明する。なお、上記各実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施形態では、上記第１実施形態〜第４実施形態において演算したバッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜に代えて、車両のシフト状態をバッテリ電圧変動情報として取得し、当該シフト状態に基づいて補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるか否かの判断を行う。
【０１２４】
図１０は、第５実施形態にかかる車両用の電源システム１００の概略構成を説明する図である。図示のように、本実施形態の電源システム１００では、第１実施形態の電源システム１００の構成に対してメインバッテリ電圧センサ２２が省かれているとともに、電源システム１００が搭載される車両のシフトの状態を検出するシフト状態検出部３２が設けられている。
【０１２５】
シフト状態検出部３２は、検出したシフトの状態（パーキングレンジ、ニュートラルレンジ、ドライブレンジ、又はリバースレンジ等）の信号をコントローラ２０に送信する。
【０１２６】
図１１は、本実施形態におけるリレーオン状態許可判断処理を説明するフローチャートである。
【０１２７】
本実施形態では、ステップＳ５１０において、コントローラ２０は、補助電源部接続切替リレー１８の接続要求を受けると、シフト状態検出部３２から車両のシフト状態を取得する。
【０１２８】
ステップＳ５２０において、コントローラ２０は、取得した車両のシフト状態に基づいて、シフトがパーキングレンジ又はニュートラルレンジであるか否かを判断する。
【０１２９】
そして、コントローラ２０はシフトがパーキングレンジ又はニュートラルレンジであると判断すると、ステップＳ５３０において、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であると判断し、リレーオン操作を許可する。
【０１３０】
一方で、コントローラ２０はシフトがパーキングレンジ及びニュートラルレンジのいずれでも無いと判断すると、ステップＳ５４０において、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることができないと判断し、リレーオン操作を不許可とする。
【０１３１】
以上説明した第５実施形態にかかる車両用の電源システム１００によれば、以下の作用効果を奏する。
【０１３２】
本実施形態の電源システム１００では、バッテリ電圧変動情報取得部としてのシフト状態検出部３２は、バッテリ電圧変動情報として車両のシフトの状態を検出する。そして、リレー制御部としてのコントローラ２０は、シフトの状態がパーキングレンジ又はニュートラルレンジであるか否かを判定し（ステップＳ５２０）、シフトの状態がパーキングレンジ又はニュートラルレンジである場合に補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であると判断する（ステップＳ５３０）。
【０１３３】
これにより、車両の要求負荷の変動がほぼ無いと考えられるパーキングレンジ又はニュートラルレンジを狙って、補助電源部接続切替リレー１８をオンにすることができるので、補助電源部接続切替リレー１８における突入電流の発生及びこれに起因する補助電源部接続切替リレー１８の接点荒れや溶着をより確実に抑制することができる。
【０１３４】
特に、上述の突入電流の発生をより効果的に抑制しつつも、メインバッテリ１２の電圧変動の演算を実行するための構成であるメインバッテリ電圧センサ２２を省略することができるとともに、当該演算によるコントローラ２０への負荷も低減することができる。
【０１３５】
なお、本実施形態の電源システム１００において、上記第４実施形態で説明したチャージリレー３０を設け、コントローラ２０が補助電源部接続切替リレー１８の接続要求を受けてチャージリレー３０をオンにした後に、図１１のステップＳ５１０以降の処理を行うようにしても良い。
【０１３６】
また、本実施形態の電源システム１００の構成に、メインバッテリ電圧センサ２２や補助電源部電圧検出センサ２８を付加し、図１１のステップＳ５２０のシフト状態がパーキングレンジ及びニュートラルレンジのいずれでも無いと判断された場合に、図３で示す第１実施形態のリレーオン状態許可判断処理、又は図５で示す第２実施形態のリレーオン状態許可判断処理を実行するようにしても良い。
【０１３７】
これにより、負荷変動がほぼ無いシフト状態がパーキングレンジ又はニュートラルレンジを検知したら、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜やバッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐ等の演算処理を行うことなく補助電源部接続切替リレー１８のオン操作を許可することができる。また、シフト状態がパーキングレンジ及びニュートラルレンジのいずれでも無い場合には、負荷変動が生じる可能性があるので、この場合にのみバッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜やバッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐ等の演算を行うようにして、より高精度な補助電源部接続切替リレー１８のオン／オフ制御を実行することができる。
【０１３８】
さらに、図１１のステップＳ５２０のシフト状態がパーキングレンジ及びニュートラルレンジのいずれでも無いと判断された場合に、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶと所定の閾値の大小判定を行っても良い。すなわち、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶが閾値より高い場合には補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能ではないと判断し、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶが閾値より低い場合に補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であると判断する。
【０１３９】
これにより、負荷変動がほぼ無いシフト状態がパーキングレンジ又はニュートラルレンジを検知したら、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶを演算することなく補助電源部接続切替リレー１８のオン操作を許可することができる。また、シフト状態がパーキングレンジ及びニュートラルレンジのいずれでも無く負荷変動が生じる可能性がある場合には、簡易な演算方法で求めることのできるバッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶに基づいてリレーオン許可判断を実行するので、コントローラ２０の処理負担をできるだけ軽減しつつ、高精度な補助電源部接続切替リレー１８のオン／オフ制御を実行することができる。
【０１４０】
（第６実施形態）
以下、第６実施形態について説明する。なお、上記各実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施形態では、上記第１実施形態〜第４実施形態において演算したバッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜に代えて、車速Ｖａ、アクセル開度Ａｐ、及びブレーキ操作量Ｂｏをバッテリ電圧変動情報として取得し、当該バッテリ電圧増減示唆量に基づいて補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるか否かの判断を行う。
【０１４１】
図１２は、第６実施形態にかかる車両用の電源システム１００の概略構成を説明する図である。図示のように、本実施形態の電源システム１００では、第１実施形態の電源システム１００の構成に対してメインバッテリ電圧センサ２２が省かれている。
【０１４２】
そして、電源システム１００には、当該電源システム１００が搭載される車両の車速Ｖａを検出する車速センサ４０、アクセル開度Ａｐを検出するアクセル開度センサ４２、ブレーキ操作量Ｂｏを検出するブレーキ操作量センサ４４が設けられている。
【０１４３】
車速センサ４０は、例えば駆動モータ１０の回転数等に基づいて車速Ｖａを検出する。アクセル開度センサ４２は、運転者によるアクセルペダルの操作量に基づいてアクセル開度Ａｐを検出する。ブレーキ操作量センサ４４は、運転者によるブレーキペダルの操作量に基づいてブレーキ操作量Ｂｏを検出する。
【０１４４】
図１３は、本実施形態におけるリレーオン状態許可判断処理を説明するフローチャートである。
【０１４５】
本実施形態では、ステップＳ６１０において、コントローラ２０は、補助電源部接続切替リレー１８の接続要求を受けると、車速センサ４０で検出された車速Ｖａを取得する。
【０１４６】
ステップＳ６２０において、コントローラ２０は、アクセル開度センサ４２で検出されたアクセル開度Ａｐを取得する。
【０１４７】
さらに、ステップＳ６３０において、コントローラ２０は、ブレーキ操作量センサ４４で検出されたブレーキ操作量Ｂｏを取得する。
【０１４８】
ステップＳ６４０において、コントローラ２０は、取得したアクセル開度Ａｐが、所定の閾値β未満であるか否かを判断する。ここで、閾値βは、アクセル開度Ａｐの増大に応じたメインバッテリ１２からの取り出し電力（駆動モータ１０への供給電力）の増大が、上記突入電流を発生させるバッテリ電圧Ｖｂ_ｄの過剰な減少を回避するように定められる。
【０１４９】
そして、コントローラ２０は、アクセル開度Ａｐが閾値β未満であると判断すると、ステップＳ６５０に進む。
【０１５０】
ステップＳ６５０において、コントローラ２０は、取得したブレーキ操作量Ｂｏが、所定の閾値γ未満であるか否かを判断する。ここで、閾値γは、ブレーキ操作量Ｂｏの増大に応じたメインバッテリ１２への回生電力（メインバッテリ１２へ入力される電力）の増大が、上記突入電流を発生させるバッテリ電圧Ｖｂ_ｄの過剰な増大を回避するように定められる。
【０１５１】
そして、コントローラ２０は、ブレーキ操作量Ｂｏが閾値γ未満であると判断すると、ステップＳ６６０に進む。
【０１５２】
ステップＳ６６０において、コントローラ２０は、取得した車速Ｖａが、所定の閾値γ未満であるか否かを判断する。ここで、閾値γは、車速Ｖａの増大に応じたメインバッテリ１２からの取り出し電力（駆動モータ１０への供給電力）の増大が、上記突入電流を発生させるバッテリ電圧Ｖｂ_ｄの過剰な減少を回避するように定められる。
【０１５３】
そして、コントローラ２０は、ブレーキ操作量Ｂｏが閾値γ未満であると判断すると、ステップＳ６７０に進む。
【０１５４】
ステップＳ６７０において、コントローラ２０は、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であると判断し、リレーオン操作を許可する。なお、その後は、コントローラ２０のリレーオン操作の許可判断に基づいて、コントローラ２０自身又は他のリレー操作制御部が補助電源部接続切替リレー１８をオンにする制御を実行する。
【０１５５】
一方、コントローラ２０は、上記ステップＳ６４０〜ステップＳ６６０の何れかでＮｏと判断した場合、すなわちアクセル開度Ａｐが閾値βより大きい場合、ブレーキ操作量Ｂｏが閾値γより大きい場合、又は車速Ｖａが閾値γより大きい場合の何れかの場合には、ステップＳ６８０に進む。
【０１５６】
ステップＳ６８０において、コントローラ２０は、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることができないと判断し、リレーオン操作を不許可とする。すなわち、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とする制御が禁止されることとなる。
【０１５７】
以上説明した第６実施形態にかかる車両用の電源システム１００によれば、以下の作用効果を奏する。
【０１５８】
本実施形態の電源システム１００では、バッテリ電圧変動情報取得部としての車速センサ４０、アクセル開度センサ４２、及びブレーキ操作量センサ４４が、それぞれ、メインバッテリ１２の電圧変動の情報として、車速Ｖａ、アクセル開度Ａｐ、及びブレーキ操作量Ｂｏからなるバッテリ電圧増減示唆量を取得し（図１３のステップＳ６１０〜ステップＳ６３０）、リレー制御部としてのコントローラ２０は、バッテリ電圧増減示唆量に基づいて補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるか否かを判断する（ステップＳ６４０〜ステップＳ６８０）。
【０１５９】
これにより、メインバッテリ１２からの取り出し電力の増減（バッテリ電圧Ｖｂ_ｄの増減）に相関する車速Ｖａ、アクセル開度Ａｐ、及びブレーキ操作量Ｂｏを取得して、これらに基づいて補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であるか否かを判断することができる。
【０１６０】
したがって、車両の走行中であっても、車両の要求負荷の変動が少ないタイミングを検知して、補助電源部接続切替リレー１８をオンにすることができ、補助電源部接続切替リレー１８における突入電流の発生及びこれに起因する補助電源部接続切替リレー１８の接点荒れや溶着をより確実に抑制することができる。
【０１６１】
なお、本実施形態の電源システム１００において、上記第４実施形態で説明したチャージリレー３０を設け、コントローラ２０が補助電源部接続切替リレー１８の接続要求を受けてチャージリレー３０をオンにした後に、図１３のステップＳ６１０以降の処理を行うようにしても良い。
【０１６２】
また、本実施形態の電源システム１００の構成に、メインバッテリ電圧センサ２２や補助電源部電圧検出センサ２８を付加し、図１３のステップＳ６４０〜ステップＳ６６０の何れかでＮｏと判断された場合に、図３で示す第１実施形態のリレーオン状態許可判断処理、又は図５で示す第２実施形態のリレーオン状態許可判断処理を実行するようにしても良い。
【０１６３】
これにより、図１３のステップＳ６４０〜ステップＳ６６０が全てＹｅｓとなる状況、すなわちメインバッテリ１２からの取り出し電力の増減が発生しないと推測される場合には、バッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜やバッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐ等の演算処理を行うことなく補助電源部接続切替リレー１８のオン操作を許可することができる。
【０１６４】
一方で、ステップＳ６４０〜ステップＳ６６０の何れかでＮｏと判断された場合には、メインバッテリ１２からの取り出し電力の増減が生じる可能性があるので、この場合にのみバッテリ電圧微分絶対値｜ｄＶｂ_ｄ／ｄｔ｜やバッテリ電圧変動予測値ΔＶｅｘｐ等の演算を行うようにして、より高精度な補助電源部接続切替リレー１８のオン／オフ制御を実行することができる。
【０１６５】
さらに、図１３のステップＳ６４０〜ステップＳ６６０の何れかでＮｏと判断された場合に、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶと所定の閾値の大小判定を行っても良い。すなわち、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶが閾値より高い場合には補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能ではないと判断し、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶが閾値より低い場合に補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とすることが可能であると判断する。
【０１６６】
これにより、図１３のステップＳ６４０〜ステップＳ６６０が全てＹｅｓとなる状況、すなわちメインバッテリ１２からの取り出し電力の増減が発生しないと推測される場合には、バッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶを演算することなく補助電源部接続切替リレー１８のオン操作を許可することができる。
【０１６７】
一方、図１３のステップＳ６４０〜ステップＳ６６０の何れかでＮｏと判断されてメインバッテリ１２からの取り出し電力の増減が生じる可能性がある場合には、簡易な演算方法で求めることのできるバッテリ‐補助電源部間電圧差ΔＶに基づいてリレーオン許可判断を実行するので、コントローラ２０の処理負担をできるだけ軽減しつつ、高精度な補助電源部接続切替リレー１８のオン／オフ制御を実行することができる。
【０１６８】
さらに、本実施形態では、車速Ｖａ、アクセル開度Ａｐ、及びブレーキ操作量Ｂｏの全てをバッテリ電圧増減示唆量として取得している。しかしながら、これらの内の２つ又は１つのみをバッテリ電圧増減示唆量として取得し、取得したバッテリ電圧増減示唆量以外の量を検出するセンサを適宜省略しても良い。
【０１６９】
また、車速Ｖａ、アクセル開度Ａｐ、及びブレーキ操作量Ｂｏに代えて、又はこれらとともに、車両の加速度や傾斜角等をバッテリ電圧増減示唆量として取得しても良い。特に、少なくとも車速Ｖａ、加速度、及び車体傾斜角をバッテリ電圧増減示唆量として採用することにより、補助電源部接続切替リレー１８をオン状態とする許可判断の精度より向上する。
【０１７０】
具体的に、車速Ｖａが大きい場合であっても、車両が定常状態である場合や下り坂を走行している場合など、メインバッテリ１２からの取り出し電力が上記突入電流を発生させるほど大きいとは限らない場合が考えられる。この場合には、加速度センサによる加速度検出値や傾斜センサによる車体傾斜角検出値を、補助電源部接続切替リレー１８のオン操作の許可判断に用いることで、より高精度にメインバッテリ１２からの取り出し電力が記突入電流を発生させる程度に大きくなるシーンを特定することができる。
【０１７１】
以上、本発明の各実施形態について説明したが、上記各実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記各実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【０１７２】
上記実施形態では、補助電源部１３としてＤＣＤＣコンバータ１４及び燃料電池の一種である固体酸化物形燃料電池としてのＳＯＦＣ１６が用いられているが、他の発電機、例えばエンジン及びオルタネータからなる発電機を用いるようにしても良い。また、ＳＯＦＣ１６に代えて、高分子電解質膜型燃料電池（ＰＥＭＦＣ）等の他のタイプの燃料電池を採用しても良い。
【０１７３】
また、補助電源部１３を発電機以外の補助バッテリとして構成しても良い。さらに、車両の負荷としては、駆動モータ１０に限らず、車両の走行状態等に応じて負荷が変動し得る空気コンプレッサや冷却水循環ポンプ等の種々の装置を採用しても良い。
【０１７４】
さらに、上記各実施形態は、適宜組み合わせ可能である。
【符号の説明】
【０１７５】
１０    駆動モータ（車両の負荷）
１２    メインバッテリ（バッテリ）
１４    ＤＣＤＣコンバータ（補助電源部）
１６    ＳＯＦＣ（補助電源部）
１８    補助電源部接続切替リレー（リレー）
２０    コントローラ（リレー制御部）
２２    メインバッテリ電圧センサ（バッテリ電圧変動情報取得部）
２４    駆動インバータ
２８    コンバータ電圧検出センサ（バッテリ電圧変動情報取得部）
３０    チャージリレー
３２    シフト状態検出部（バッテリ電圧変動情報取得部）
４０    車速センサ（バッテリ電圧変動情報取得部）
４２    アクセル開度センサ（バッテリ電圧変動情報取得部）
４４    ブレーキ操作量センサ（バッテリ電圧変動情報取得部）
１００    電源システム
【図１】
2018019533.tif 000003
【図２】
2018019533.tif 000004
【図３】
2018019533.tif 000005
【図４】
2018019533.tif 000006
【図５】
2018019533.tif 000007
【図６】
2018019533.tif 000008
【図７】
2018019533.tif 000009
【図８】
2018019533.tif 000010
【図９】
2018019533.tif 000011
【図１０】
2018019533.tif 000012
【図１１】
2018019533.tif 000013
【図１２】
2018019533.tif 000014
【図１３】
2018019533.tif 000015