(57)【要約】【課題】車両に搭載される補機に電力を適切に供給可能な駆動システムを提供する。【解決手段】駆動システムは補機１６０に電力を供給する。駆動システムは、高圧バッテリ１１２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４と、バッテリ１１６と、冷却器１１９と、温度センサ１１７，１１８と、ＥＣＵ１５０とを備える。ＥＣＵ１５０は、温度Ｔｂ，Ｔｗに基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１１４を制御する。ＥＣＵ１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧が高くなるほど許容電流が低下するように、その許容電流を設定する。好ましくは、ＥＣＵ１５０は、冷却水の温度Ｔｗが基準温度を超えた場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧が高くなるほど許容電流を低下させる。【選択図】図３
2011130555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された負荷としての補機を駆動するための駆動システムであって、
主蓄電装置と、
前記補機に接続され、前記主蓄電装置の電圧と異なる電圧を出力する副蓄電装置と、
前記主蓄電装置から供給された直流電圧の電圧レベルを変換して、変換された直流電圧を前記副蓄電装置および前記補機に出力するように構成された電圧変換器と、
前記副蓄電装置および前記電圧変換器の少なくとも一方の温度を検出するように構成された温度検出部と、
前記電圧変換器を制御するように構成された制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記電圧変換器の出力電圧を制御するための電圧指令値を生成する電圧指令部と、
前記電圧変換器の許容電流を制限するための電流制限部とを含み、
前記電圧指令部は、前記温度検出部によって検出された温度が基準温度を超えた場合に、前記電圧変換器の出力電圧が低下するように前記電圧指令値を生成し、
前記電流制限部は、前記電圧変換器の前記出力電圧が高くなるほど前記許容電流が小さくなるように、前記許容電流を制限する、駆動システム。
【請求項２】
前記温度検出部は、
前記副蓄電装置の温度を検出する第１の検出部と、
前記電圧変換器の温度を検出する第２の検出部とを含み、
前記電流制限部は、前記第２の検出部によって検出された温度が前記基準温度に対応する温度以下である場合には前記許容電流を所定の最大値に設定する一方で、前記第２の検出部によって検出された温度が前記対応する温度を超えた場合には、前記電圧指令値が高くなるほど前記許容電流を低下させる、請求項１に記載の駆動システム。
【請求項３】
前記駆動システムは、
前記電圧変換器を冷媒によって冷却するための冷却器をさらに備え、
前記第２の検出部は、前記電圧変換器の温度として前記冷媒の温度を検出する、請求項２に記載の駆動システム。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記補機の負荷が小さくなるように前記補機を制御するための負荷低減部をさらに含み、
前記負荷低減部は、前記第１の検出部によって検出された温度が前記基準温度よりも低く、かつ、前記第２の検出部によって検出された温度が前記対応する温度よりも高い状態が所定期間以上継続した場合には、前記補機の負荷を低減させる、請求項２に記載の駆動システム。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記補機の負荷が小さくなるように前記補機を制御するための負荷低減部をさらに含み、
前記負荷低減部は、前記許容電流が所定の閾値を超えた状態が所定期間以上継続した場合には、前記補機の負荷を低減させる、請求項１に記載の駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は駆動システムに関し、特に車両に搭載された補機を駆動するための駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動源として回転電機を備えるハイブリッド車両、電気自動車等の車両は、一般に、回転電機を駆動するための高圧電源から出力された電圧を、より低いレベルの電圧に変換して補機（たとえば制御装置、ライト、ヒータ等）および補機バッテリに供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータを備える。
【０００３】
たとえば特開２００９−１８９２０８号公報（特許文献１）は、車両に搭載された電圧変換器を制御するための制御装置を開示する。この制御装置は、車両の始動を指示する信号を取得したときに電圧変換器の補機側の端子電圧を取得する。そして制御装置は、その電圧が所定の閾値を超える場合に、電圧変換器を停止させる。制御装置は、電圧変換器を停止させた後に電圧変換器の補機側の端子電圧を再度取得するとともに、その電圧が補機バッテリの開放電圧以下である場合に、電圧変換器の起動を許可する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８９２０８号公報
【特許文献２】再公表２００７−１２２７８７号公報
【特許文献３】特開２００２−２３３０７０号公報
【特許文献４】特開２００９−１９５０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特開２００９−１８９２０８号公報によれば、補機側の端子電圧が閾値を超えた場合に電圧変換器による電圧変換が完全に停止される。しかし電圧変換器が停止することにより、補機バッテリおよび補機への電力供給が停止される。この状態で補機が動作し続けるとバッテリあがりが生じる可能性、あるいは補機の動作が不安定になる可能性がある。さらに特開２００９−１８９２０８号公報は、電圧変換器を適切に保護するための技術を開示するものの、電圧変換器の動作の制御について具体的に説明していない。
【０００６】
本発明の目的は、車両に搭載される補機に電力を適切に供給可能な駆動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】
【０００７】
本発明は要約すれば、車両に搭載された負荷としての補機を駆動するための駆動システムであって、主蓄電装置と、補機に接続され、主蓄電装置の電圧と異なる電圧を出力する副蓄電装置と、主蓄電装置から供給された直流電圧の電圧レベルを変換して、変換された直流電圧を副蓄電装置および補機に出力するように構成された電圧変換器と、副蓄電装置および電圧変換器の少なくとも一方の温度を検出するように構成された温度検出部と、電圧変換器を制御するように構成された制御装置とを備える。制御装置は、電圧変換器の出力電圧を制御するための電圧指令値を生成する電圧指令部と、電圧変換器の許容電流を制限するための電流制限部とを含む。電圧指令部は、温度検出部によって検出された温度が基準温度を超えた場合に、電圧変換器の出力電圧が低下するように電圧指令値を生成する。電流制限部は、電圧変換器の出力電圧が高くなるほど許容電流が小さくなるように、許容電流を制限する。
【０００８】
好ましくは、温度検出部は、副蓄電装置の温度を検出する第１の検出部と、電圧変換器の温度を検出する第２の検出部とを含む。電流制限部は、第２の検出部によって検出された温度が基準温度に対応する温度以下である場合には許容電流を所定の最大値に設定する一方で、第２の検出部によって検出された温度が対応する温度を超えた場合には、電圧指令値が高くなるほど許容電流を低下させる。
【０００９】
好ましくは、駆動システムは、電圧変換器を冷媒によって冷却するための冷却器をさらに備える。第２の検出部は、電圧変換器の温度として冷媒の温度を検出する。
【００１０】
好ましくは、制御装置は、補機の負荷が小さくなるように補機を制御するための負荷低減部をさらに含む。負荷低減部は、第１の検出部によって検出された温度が基準温度よりも低く、かつ、第２の検出部によって検出された温度が対応する温度よりも高い状態が所定期間以上継続した場合には、補機の負荷を低減させる。
【００１１】
好ましくは、制御装置は、補機の負荷が小さくなるように補機を制御するための負荷低減部をさらに含む。負荷低減部は、許容電流が所定の閾値を超えた状態が所定期間以上継続した場合には、補機の負荷を低減させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、車両に搭載される補機に電力を適切に供給できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る駆動システムの各要素の配置を説明するための図である。
【図２】図１に示した駆動システムの接続を説明するための図である。
【図３】実施の形態１に係る駆動システムの構成を説明するための図である。
【図４】図３に示したＥＣＵの機能ブロック図である。
【図５】補機バッテリの充電電圧の範囲と、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧との関係を模式的に示した図である。
【図６】本実施の形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータに要求されると考えられる特性を説明するための図である。
【図７】冷却水の温度と電池温度との関係を説明するための図である。
【図８】実施の形態１によるＤＣ／ＤＣコンバータの特性を説明するための図である。
【図９】熱的律束点の緩和を説明するための図である。
【図１０】実施の形態２に係る駆動システムの構成を説明するための図である。
【図１１】図１０に示したＥＣＵの機能ブロック図である。
【図１２】図１１に示したＥＣＵによる第１および第２の期間の計測の場合分けを説明するための図である。
【図１３】実施の形態２による制御を説明するためのタイムチャートである。
【図１４】実施の形態２による制御を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図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。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る駆動システムの各要素の配置を説明するための図である。図２は、図１に示した駆動システムの接続を説明するための図である。図１および図２を参照して、車両１０１には乗員座席の前方にエンジンルーム１０２が設けられており、乗員座席の後方にトランクルーム１０４が設けられている。
【００１５】
車両１０１は、内燃機関としてのエンジンとバッテリで駆動するモータとを併用するハイブリッド自動車である。エンジンルーム１０２にはエンジン１２６とモータジェネレータ１２８、１２９と、モータジェネレータ１２８、１２９との間で三相交流電力を授受するインバータ１２７とが配置される。
【００１６】
モータジェネレータ１２８は、主としてエンジンの回転によって電力を発生するジェネレータとして動作する。またモータジェネレータ１２９は、主としてエンジン１２６とともに前輪１２１を駆動するモータとして動作する。回生制動時には、モータジェネレータ１２９は電力を発生するジェネレータとして動作する。
【００１７】
エンジンルーム１０２内にはヒュージブルリンク（以下、ヒューズとも称する）を収容し電力を分配する分岐部として、ヒューズボックス１２０が配置される。エンジンルーム１０２には、走行系負荷１１０（電子制御燃料噴射（ＥＦＩ）ユニット１２４の他、ＡＢＳ（Antilock  Brake  System）、ヘッドランプ、シフトコントロール、ハイブリッドＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）、ホーンなど車両の走行に必須なもの）と非走行系負荷１０８（ファン、ヒータ、ＥＰＳ（Electric  Power  Steering）、オーディオ、フォグランプ、パワーウインドウ、ワイパーなど）と、走行系負荷１１０および非走行系負荷１０８に電力を分岐するためのヒューズボックス１２０とが配置される。なお、以下の説明で用いられる「補機」とは、走行系負荷１１０および非走行系負荷１０８の総称である。
【００１８】
車両進行方向に向かって左側のドア１０６にはサイドミラー１０９が設けられており、サイドミラー１０９の前方部分のエンジンルーム１０２内にはＥＦＩユニット１２４（走行系負荷１１０に相当）が配置されている。
【００１９】
車両１０１は、トランクルーム１０４内に、インバータにモータ駆動用の電力を供給するための主蓄電装置としての高圧バッテリ１１２と、補機に接続された副蓄電装置としてのバッテリ１１６（補機バッテリ）とを含む。
【００２０】
エンジンルーム１０２内には、さらにＤＣ／ＤＣコンバータ１１４および冷却器１１９が配置される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４は、高圧バッテリ１１２から供給された直流電圧の電圧レベル（たとえば２００Ｖであるが、この値に限定されない）をより低いレベル（たとえば１２Ｖ）に変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧は、ヒューズボックス１２０を介して補機およびバッテリ１１６に供給される。
【００２１】
冷却器１１９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４およびインバータ１２７の両方を冷却するためのものである。冷媒には気体を用いてもよいし液体を用いてもよい。本発明の実施の形態では、冷媒に液体（冷却水）が用いられるものとする。なお、冷却器１１９はＤＣ／ＤＣコンバータ１１４のみを冷却するものであってもよい。
【００２２】
バッテリ１１６のマイナス端子は接地され、プラス端子はヒュージブルリンク１２２を介して電源線１３４に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力はヒューズボックス１２０に接続される。
【００２３】
電源線１３４はトランクルーム１０４から、エンジンルーム１０２内のヒューズボックス１２０に向けて配索される。ヒューズボックス１２０は、ヒュージブルリンク１４２，１４４，１４６を含む。ヒュージブルリンク１４２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力と電源線１３４の一方端との間に接続される。ヒュージブルリンク１４４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力と非走行系負荷１０８との間に接続される。ヒュージブルリンク１４６は、電源線１３４の一方端と走行系負荷１１０との間に接続される。
【００２４】
図３は、実施の形態１に係る駆動システムの構成を説明するための図である。図３を参照して、実施の形態１に係る駆動システムは補機１６０に電力を供給する。図３では、走行系負荷１１０および非走行系負荷１０８は、補機１６０として１つの機能ブロックにより総括的に示されている。
【００２５】
駆動システムは、高圧バッテリ１１２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４と、バッテリ１１６と、冷却器１１９と、温度センサ１１７，１１８と、ＥＣＵ１５０とを備える。高圧バッテリ１１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４、バッテリ１１６および冷却器１１９の各々は既に説明されているので、これらの要素に関する説明はここでは繰返さない。
【００２６】
温度センサ１１７および１１８は、バッテリ１１６およびＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の少なくとも一方の温度を検出するための温度検出部を構成する。温度センサ１１７は、バッテリ１１６の温度Ｔｂを検出するとともに、その温度Ｔｂ（以下では電池温度とも呼ぶ）をＥＣＵ１５０に送信する。温度センサ１１８は、冷却器１１９の冷媒（冷却水）の温度Ｔｗを検出するとともに、その温度Ｔｗ（以下では水温とも呼ぶ）をＥＣＵ１５０に送信する。温度Ｔｗは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の温度として検出される。
【００２７】
ＥＣＵ１５０は、温度Ｔｂ，Ｔｗに基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１１４を制御する。なお、ＥＣＵ１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４およびバッテリ１１６から供給される電力により動作するので、補機１６０の一部である。ただし、本発明の実施の形態に係る駆動システムの構成の理解のために、図３では、ＥＣＵ１５０が補機１６０とは別の機能ブロックとして記載されている。
【００２８】
図４は、図３に示したＥＣＵの機能ブロック図である。図４を参照して、ＥＣＵ１５０は、電圧指令生成部１５２と、電流制限部１５４と、コンバータ制御部１５６とを含む。
【００２９】
電圧指令生成部１５２は、バッテリ１１６の温度Ｔｂに基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧の指令値Ｖｏ（電圧指令値）を生成するとともに、その指令値Ｖｏをコンバータ制御部１５６に出力する。
【００３０】
電流制限部１５４は、温度Ｔｗおよび指令値Ｖｏに基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の許容電流を設定する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の動作中に許容電流を上回る電流がＤＣ／ＤＣコンバータ１１４から出力された場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４が損傷する可能性がある。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４を過電流から保護するために、電流制限部１５４はＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の動作状況に応じて許容電流を設定する。
【００３１】
冷却水の温度Ｔｗが基準温度より低い場合には、電流制限部１５４は、許容電流を最大電流Ｉｍａｘに設定する。一方で冷却水の温度Ｔｗが基準温度を超えた場合には、電流制限部１５４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧が高くなるほど許容電流が低下するように、その許容電流を設定する。電流制限部１５４は、指令値ＶｏによってＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧を把握する。
【００３２】
冷却水の温度Ｔｗが基準温度を超えた場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の許容電流が最大電流Ｉｍａｘよりも小さくなる。このように許容電流を制限する機能を、以下では「過電流リミッタ機能」と呼ぶことにする。
【００３３】
コンバータ制御部１５６は、電圧指令生成部１５２によって生成された指令値Ｖｏ、電流制限部１５４によって設定された許容電流、および補機に要求される電力の値（電力要求値）に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４を制御するための制御信号を生成するとともに、その制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ１１４に出力する。
【００３４】
コンバータ制御部１５６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧の値が指令値Ｖｏと一致するようにＤＣ／ＤＣコンバータ１１４を制御する。たとえばコンバータ制御部１５６は、指令値ＶｏとＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧の値との偏差に基づくフィードバック制御を実行することにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４を制御する。このような制御の場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧の値が電圧センサによって検出され、コンバータ制御部１５６はその電圧センサの検出値を受ける。
【００３５】
コンバータ制御部１５６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧および電力要求値によって定まる電流値が許容電流より小さい場合にはＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の制御を継続する。一方、その電流値が許容電流を超える場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４を過電流から保護するためにＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力を制限する。たとえばコンバータ制御部１５６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４を停止させる。
【００３６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の制御方式は特に限定されない。たとえばＤＣ／ＤＣコンバータ１１４が半導体スイッチング素子を含んでいるのであれば、コンバータ制御部１５６は、ＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）方式に従ってＤＣ／ＤＣコンバータ１１４を制御できる。
【００３７】
バッテリ１１６の過充電あるいは過放電を防ぐためには、バッテリ１１６の充電電圧を適切に制御する必要がある。バッテリ１１６の温度が高いにもかかわらずバッテリ１１６の充電電圧が高い場合には、たとえばバッテリの劣化といった、バッテリ１１６の特性への影響が生じる可能性がある。
【００３８】
本実施の形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧がバッテリ１１６の温度に応じて変化するように、ＥＣＵ１５０はＤＣ／ＤＣコンバータ１１４を制御する。具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧はバッテリ１１６の温度が所定温度を超えると低下する。
【００３９】
図５は、補機バッテリの充電電圧の範囲と、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧との関係を模式的に示した図である。図５を参照して、補機バッテリ（バッテリ１１６）の充電電圧は電池温度に応じて定められる。電池温度がＴ１未満である場合には充電電圧はＶｈｉｇｈである。電池温度がＴ１以上かつＴ２以下の範囲では、温度が高くなるほど充電電圧が低下する。電池温度がＴ２より大きい場合には、充電電圧はＶｌｏｗである。Ｔ１，Ｔ２の値はＴ２＞Ｔ１であれば特に限定されず、補機バッテリの種類（たとえば鉛蓄電池）、特性などに基づいて適切に定めることができる。
【００４０】
電圧指令生成部１５２は、図５に示される充電電圧と電池温度との関係に基づいて指令値Ｖｏを生成する。たとえば図５に示した関係は、マップとして電圧指令生成部１５２の内部に記憶される。
【００４１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧の範囲は、バッテリ１１６の充電電圧の範囲を含む必要がある。このためＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧の範囲として要求される範囲は、Ｖ２以上かつＶ１以下に定められる。電圧Ｖ２は電圧Ｖｌｏｗより小さく、電圧Ｖ１は電圧Ｖｈｉｇｈより大きい。
【００４２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電流の最大値は、補機の負荷が最大となるときの補機の消費電流よりも大きくなるように定められる。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電流の最大値を最大電流Ｉｍａｘとする。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電流がＩｍａｘを超えた場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４が過電流から保護されるようにＥＣＵ１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４を制御する。
【００４３】
図６は、本実施の形態に係るＤＣ／ＤＣコンバータに要求されると考えられる特性を説明するための図である。車両の様々な使用状況を考慮すると、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力特性として、図６に示す特性が要求されると考えられる。図６を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧はＶ２以上かつＶ１以下の範囲内になければならない。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流の最大値は、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧および電池温度によらず、Ｉｍａｘでなければならない。
【００４４】
本実施の形態では冷却器１１９によってＤＣ／ＤＣコンバータ１１４が冷却される。冷媒の温度がＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の特性に影響する。このため、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の特性としては、冷却水の最大温度であるＴｗｍａｘにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４が最大電流Ｉｍａｘおよび最大電圧Ｖ１を出力できることが要求される。
【００４５】
ここで本実施の形態では、冷却器１１９は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４だけでなく、モータジェネレータを駆動するためのインバータ１２７も冷却している。このため冷却水の水温（実際の水温）と電池温度とが異なりうる。図７には、電池温度とが等しい場合の水温と、電池温度に対応した実際の水温が示される。たとえば車両の走行時の損失、冷却器１１９の冷却性能等の理由によって、電池温度Ｔ２とその温度Ｔ２に対応する冷却水の温度Ｔｗ２との間に差（ばらつき）が生じ得る。
【００４６】
図７によれば、冷却水の温度Ｔｗ２が電池温度Ｔ２よりも高いので、図６に示された特性が得られるようにＤＣ／ＤＣコンバータ１１４を構成するための条件がさらに制約される。上記特性を満たすためには、たとえばＤＣ／ＤＣコンバータを構成する電子部品（半導体スイッチング素子等）に、高温で動作可能な部品を選択する必要がある。このため、たとえばＤＣ／ＤＣコンバータのコストが上昇する可能性がある。したがって実施の形態１では、ＤＣ／ＤＣコンバータの仕様が緩和されるようにＤＣ／ＤＣコンバータの特性が定められる。
【００４７】
図８は、実施の形態１によるＤＣ／ＤＣコンバータの特性を説明するための図である。図８を参照して、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧がＶ２である場合には許容電流として最大電流Ｉｍａｘが設定される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧がＶ２からＶ１へと上昇するにつれて許容電流が最大電流Ｉｍａｘより小さくなる。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧がＶ１（最大電圧）の場合の許容電流は最大電流Ｉｍａｘよりも小さいＩ１となる。
【００４８】
電流制限部１５４は、冷却水の水温Ｔｗが温度Ｔｗ２（基準温度）を上回る場合には、図８に示した特性に従い、電圧指令生成部１５２からの指令値Ｖｏに基づいて許容電流を設定する。冷却水の水温Ｔｗが温度Ｔｗ２以下である場合には、電流制限部１５４は図６に示した特性が実現されるように、許容電流を設定する。すなわち電流制限部１５４は、許容電流を最大電流Ｉｍａｘに設定する。
【００４９】
図８に示される特性によれば、冷却水の温度が高い場合でも、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の最大出力電流として仕様上の最大値である最大電流Ｉｍａｘを保証できる。さらにＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧としてＶｌｏｗ以上の電圧を確保できる。Ｖｌｏｗ以上の電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ１１４から出力されてバッテリ１１６に供給される。このためバッテリ１１６が上がることを防止できる。
【００５０】
図８に示した特性の場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧が高くなるにつれて許容電流が低下するので、図８において斜線で示した領域に対応する電流をカットすることができる。したがってＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力を削減できる。
【００５１】
図６に示した特性によれば、熱的な律束点は（Ｖ１，Ｉｍａｘ）である。これに対して図８に示した特性によれば、熱的な律束点は（Ｖ１，Ｉ１）に対応する動作点となる。実施の形態１によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧の最大値における許容電流がＩｍａｘからＩ１に低下することで、熱的律束点を緩和できる。熱的律束点とは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の動作に対する、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の発熱あるいは素子から外部への放熱による影響が最も大きくなる動作点である。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４は、この熱的律束点において正常に動作する必要がある。
【００５２】
図９は、熱的律束点の緩和を説明するための図である。図９を参照して、冷却水の水温Ｔｗが温度Ｔｗ２を超えた場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の最大損失を示す点は、線Ｌ１上の点Ｐ１から移動する。図６に示した特性によれば、温度にかかわらず熱的な律束点が（Ｖ１，Ｉｍａｘ）であるため、最大損失は変化しない。したがって、最大損失を示す点は、線Ｌ１上の点Ｐ１から線Ｌ２上の点Ｐ２へと移動する。線Ｌ１，線Ｌ２の各々は熱的に同等な線である。たとえば線Ｌ１，線Ｌ２の各々は、熱抵抗を一定としたときの最大損失および水温の関係を示した線である。
【００５３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４と冷却水との間の熱抵抗をＲとし、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の発熱量をＷとし、ＤＣ／ＤＣコンバータと冷却水の温度Ｔｗとの温度差をΔＴとするとＲ×Ｗ＝ΔＴとの関係が成立する。冷却水の温度が高くなることによって、ＤＣ／ＤＣコンバータと冷却水の温度Ｔｗとの温度差ΔＴが小さくなる。一方、熱的律束点が変わらないため最大損失は変化しない。このため、最大損失が同じままΔＴが小さくなる場合には熱抵抗Ｒを下げる必要がある。熱抵抗Ｒを小さくするためには、たとえばＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の放熱面積を大きくするといった対策が必要となる。しかしながら、このような対策によってＤＣ／ＤＣコンバータ１１４のコストが上昇する。
【００５４】
一方、本実施の形態では、冷却水の温度Ｔｗが温度Ｔｗ２を超えた場合に、図８に示した特性に従ってＤＣ／ＤＣコンバータ１１４が制御されるとともに、熱的な律束点が（Ｖ１，Ｉｍａｘ）から（Ｖ１，Ｉ１）へと変化する。これによりＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の最大損失を低下させることができる。冷却水の温度ＴｗがＴｗｍａｘに達することでΔＴが小さくなるが、Ｗも小さくなる。
【００５５】
この結果、冷却水の温度が高くなった場合でもＤＣ／ＤＣコンバータ１１４を動作させることができる。冷却水の温度が温度Ｔｗ２を超えた場合でも、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電流の最大値として仕様上の最大値（Ｉｍａｘ）を保証でき、かつ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧としてＶｌｏｗ以上の電圧を保証できる。Ｖｌｏｗ以上の電圧がバッテリ１１６に供給されることでバッテリ上がりを防止できる。このため補機を安定的に動作させることができる。
【００５６】
以上のように実施の形態１によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータに要求される仕様を緩和できるので、ＤＣ／ＤＣコンバータの環境温度（冷却水の温度）が高い場合にも補機に適切に電力を供給できる。
【００５７】
さらに実施の形態１によれば、冷却水の温度がＴｗ２を超えた場合にＤＣ／ＤＣコンバータの許容電流が制限される。冷却水の温度がＴｗ２に達したときには、バッテリ１１６の温度がＴ２となる。バッテリ１１６の温度がＴ２の時には、バッテリ１１６の保護等の理由によりバッテリ１１６の充電電圧がＶ２に低下する。ＤＣ／ＤＣコンバータの許容電流が制限されることによってＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力も制限される。この結果、ＤＣ／ＤＣコンバータの特性をバッテリの特性に整合させることができる。
【００５８】
（変形例）
上記の形態によれば、冷却水の水温ＴｗがＴｗ２以下であるときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の動作特性は、図６に示した特性となる。ただし、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の特性は、冷却水の水温Ｔｗにかかわらず図８に示した特性であってもよい。すなわちＴｗ＞Ｔｗ２の場合だけでなく、Ｔｗ≦Ｔｗ２の場合にも、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の特性が図８に示した特性となるように、電流制限部１５４が許容電流を設定してもよい。
【００５９】
この構成によれば、最大電流Ｉｍａｘに近い大電流（たとえばＩ１より大きくＩｍａｘ以下の電流）が流れる場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電圧が低下するようにＥＣＵ１５０がＤＣ／ＤＣコンバータ１１４を制御する。これにより、上記したような、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の仕様の緩和という効果に加えて、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の消費電力を低減する効果も得ることができる。
【００６０】
［実施の形態２］
実施の形態２に係る車両の構成は、図１および図２に示した構成と同様であるので以後の説明は繰返さない。
【００６１】
補機の動作状況によっては、冷却水の温度と電池温度とのずれが大きくなる可能性がある。たとえばインバータの発熱により冷却器の冷却水の温度が上昇した場合には、冷却水の温度と電池温度との差が大きくなることが起こりうる。
【００６２】
実施の形態１によれば、冷却水の温度Ｔｗが温度Ｔｗ２（基準温度）を超えたときにはＤＣ／ＤＣコンバータの特性が変更される（図８参照）。温度Ｔｗ２は電池温度Ｔ２に対応する温度として予め定められる。しかしながら冷却水の温度と電池温度とのずれが大きい場合には補機バッテリ（バッテリ１１６）の温度がＴ２よりも低い可能性がある。この場合には、想定された条件と異なる条件にしたがってＤＣ／ＤＣコンバータの動作特性が変更されることになる。
【００６３】
実施の形態２では、このような場合において、補機の負荷が低減するようにＥＣＵが補機を制御する。補機バッテリ（バッテリ１１６）の温度がＴ２よりも低い場合、バッテリ１１６の充電電圧はＶ２よりも高くなる。このため補機の消費電力が大きくなる。一方、冷却水の温度はすでに温度Ｔｗ２を超えているので、ＤＣ／ＤＣコンバータと冷却水との温度差が小さくなる。このためＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力が制限される。補機の負荷を低下させることによってＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力が小さくなるので、ＤＣ／ＤＣコンバータと冷却水との温度差が小さい場合であってもＤＣ／ＤＣコンバータを保護できる。
【００６４】
図１０は、実施の形態２に係る駆動システムの構成を説明するための図である。図１０および図３を参照して、実施の形態２に係る駆動システムは、ＥＣＵ１５０に代えてＥＣＵ１５０Ａを含む点において実施の形態１に係る駆動システムと異なっている。なお図３と同様に、図１０では、ＥＣＵ１５０Ａが補機１６０とは別の機能ブロックとして記載されている。
【００６５】
ＥＣＵ１５０Ａは、所定の条件の成立時に補機１６０の負荷が小さくなるように補機１６０を制御する。補機１６０の負荷を低下させる例としては、たとえばヒータの温度を低下することが挙げられる。
【００６６】
図１１は、図１０に示したＥＣＵの機能ブロック図である。図１１および図４を参照して、ＥＣＵ１５０Ａは、電流制限部１５４に代えて電流制限部１５４Ａを含む点、時間計測部１５８および負荷低減部１５９をさらに含む点において、ＥＣＵ１５０と異なる。ＥＣＵ１５０Ａの他の部分の構成は、ＥＣＵ１５０の対応する部分の構成と同様である。
【００６７】
電流制限部１５４ＡはＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の許容電流を設定する。電流制限部１５４Ａによる許容電流の設定方法は、電流制限部１５４による許容電流の設定方法と同様である。電流制限部１５４Ａは、時間計測部１５８に対して、過電流リミッタ機能が有効であるか否かを示すフラグＦＬを時間計測部１５８に出力する。フラグＦＬがオンしている場合には、過電流リミッタ機能が有効である。したがってＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の特性は図８に示した特性となる。一方、フラグＦＬがオフしている場合には、過電流リミッタ機能は無効である。したがってＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の特性は図６に示した特性となる。
【００６８】
時間計測部１５８は、フラグＦＬがオン状態であって、冷却水の温度Ｔｗが温度Ｔｗ２より大きく、かつ指令値ＶｏがＶｈｉｇｈである期間（第１の期間）を計測する。一方、冷却水の温度Ｔｗが温度Ｔｗ２より小さい場合、あるいは、温度Ｔｗが温度Ｔｗ２より大きくても指令値ＶｏがＶｌｏｗである場合には、時間計測部１５８は第１の期間と異なる期間として第２の期間を計測する。時間計測部１５８は、第１の期間および第２の期間の各々の計測値を負荷低減部１５９に出力する。
【００６９】
負荷低減部１５９は、第１の期間と第２の期間とを比較することにより、第１の期間が第２の期間よりも長いか否かを判定する。すなわち負荷低減部１５９は、第２の期間を基準時間として用いることにより、第１の期間が基準時間よりも長いか否かを判定する。第１の期間が基準時間よりも長い場合には、負荷低減部１５９は、補機１６０に対して、負荷を低減するためのモードを指示するためのモード信号を送信する。補機１６０は、モード信号に応じて、その負荷を低減する。たとえば上記のようにヒータの温度が低下する。
【００７０】
図１２は、図１１に示したＥＣＵによる第１および第２の期間の計測の場合分けを説明するための図である。図１２を参照して、ＥＣＵ１５０Ａは、水温が高く、かつ、指令値Ｖｏが高電圧を示すし、かつ、過電流リミッタ機能が有効であることを示すフラグがオンである状態において、第１の期間を計測する。水温が高い状態とは、冷却水の温度Ｔｗが温度Ｔｗ２を超えた状態である。指令値Ｖｏが高い状態とは、Ｖｏ＝Ｖｈｉｇｈとなる状態である。
【００７１】
一方、ＥＣＵ１５０Ａは、水温が低い状態、または、水温が高いものの指令値Ｖｏが低電圧を示している状態では第２の期間を計測する。水温が低い状態とは、冷却水の温度Ｔｗが温度Ｔｗ２より小さい状態である。指令値Ｖｏが低い状態とは、Ｖｏ＝Ｖｌｏｗとなる状態である。
【００７２】
図１３は、実施の形態２による制御を説明するためのタイムチャートである。図１３を参照して、時刻ｔａにおいて車両１０１が始動される。時刻ｔａでは水温Ｔｗが温度Ｔｗ２よりも低く、電池温度ＴｂはＴ１である。電池温度ＴｂがＴ１であるため、時刻ｔａでは指令値ＶｏがＶｈｉｇｈとなる。ＥＣＵ１５０Ａは、時刻ｔａから第２の期間Ｔｐ２の計測を開始する。
【００７３】
車両が始動した後には、たとえばインバータ１２７の発熱によって冷却水の温度が上昇する。このため時刻ｔｂにおいて水温Ｔｗが温度Ｔｗ２に達する。しかしながら時刻ｔｂにおいて電池温度ＴｂがＴ１であるので、指令値ＶｏはＶｈｉｇｈのままである。ＥＣＵ１５０Ａは、時刻ｔｂから第１の期間Ｔｐ１の計測を開始する。第１の期間Ｔｐ１が第２の期間Ｔｐ２（時刻ｔａから時刻ｔｂまでの期間）よりも長くなった場合には、ＥＣＵ１５０Ａは補機１６０の負荷を低減させる。
【００７４】
補機１６０が動作を継続することにより、時刻ｔｃにおいて電池温度ＴｂがＴ１から上昇を開始する。ＥＣＵ１５０Ａは、指令値ＶｏをＶｈｉｇｈより低下させるとともに、第１の期間の計測を終了する。時刻ｔｃ以後、電池温度ＴｂがＴ２を上回るとともに指令値ＶｏはＶｌｏｗとなる。従って、時刻ｔｃ以後の期間は、第２の期間となる。この場合には、補機１６０の負荷は制限されない。
【００７５】
図１４は、実施の形態２による制御を説明するためのフローチャートである。図１４を参照して、ステップＳ１０において、ＥＣＵ１５０Ａは、水温Ｔｗが温度Ｔｗ２より高いか否かを判定する。水温Ｔｗが温度Ｔｗ２より高いと判定された場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２０に進む。一方、水温Ｔｗが温度Ｔｗ２より低いと判定された場合（ステップＳ１０においてＮＯ）、処理はステップＳ５０に進む。
【００７６】
ステップＳ２０において、ＥＣＵ１５０Ａは、指令値ＶｏがＶｈｉｇｈに等しいか否かを判定する。指令値ＶｏがＶｈｉｇｈに等しいと判定された場合（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、処理はステップＳ３０に進む。一方、指令値ＶｏがＶｈｉｇｈと異なると判定された場合（ステップＳ２０においてＮＯ）、処理はステップＳ５０に進む。
【００７７】
ステップＳ３０において、ＥＣＵ１５０Ａは、過電流リミッタ機能が有効か否かを示すフラグＦＬがオンしているか否かを判定する。フラグＦＬがオンであると判定された場合（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、処理はステップＳ４０に進む。一方、フラグＦＬがオフであると判定された場合（ステップＳ３０においてＮＯ）、処理はステップＳ５０に進む。
【００７８】
ステップＳ４０において、ＥＣＵ１５０Ａは、第１の期間Ｔｐ１を計測する。この場合、たとえばＥＣＵ１５０Ａは、第１の期間Ｔｐ１のカウント値を増加させる。
【００７９】
ステップＳ５０において、ＥＣＵ１５０Ａは、第２の期間Ｔｐ２を計測する。この場合、たとえばＥＣＵ１５０Ａは、第２の期間Ｔｐ２のカウント値を増加させる。
【００８０】
ステップＳ６０において、ＥＣＵ１５０Ａは、第１の期間Ｔｐ１が第２の期間Ｔｐ２よりも長いか否かを判定する。第１の期間Ｔｐ１が第２の期間Ｔｐ２よりも長いと判定された場合（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、処理はステップＳ７０に進む。一方、第１の期間Ｔｐ１が第２の期間Ｔｐ２よりも短いと判定された場合（ステップＳ６０においてＮＯ）、処理はステップＳ８０に進む。
【００８１】
ステップＳ７０において、ＥＣＵ１５０Ａは、補機の負荷を低減させる。すなわち、第１の期間Ｔｐ１が第２の期間Ｔｐ２よりも長い場合には、ＥＣＵ１５０Ａは補機の消費電力を制限する。
【００８２】
ステップＳ８０において、ＥＣＵ１５０Ａは、補機の負荷を通常時の負荷に設定する。すなわち、補機の負荷は、その動作状況に応じた負荷となる。
【００８３】
以上のように実施の形態２によれば、電池温度と冷却水の温度との差が大きい場合において、補機の負荷を低減させる。冷却器の動作状況等の理由により、冷却水の温度Ｔｗが温度Ｔｗ２を超えているものの指令値Ｖｏが高くなる可能性がある。補機バッテリの温度が低いため補機バッテリの充電電圧が高くなる。ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電力を大きくするとＤＣ／ＤＣコンバータの発熱量が大きくなる。しかしＤＣ／ＤＣコンバータの冷却水の温度が高いため、ＤＣ／ＤＣコンバータの温度が高くなり、ＤＣ／ＤＣコンバータが損傷する可能性がある。補機の負荷を低減させることによって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の保護を図ることができる。
【００８４】
補機の動作は制限されるものの継続されるので、補機バッテリ（バッテリ１１６）の温度が上昇する。この結果、バッテリ１１６の温度Ｔｂと水温Ｔｗとの差を小さくできる。これにより、車両の使用環境に対応したＤＣ／ＤＣの動作特性（すなわち図８に示した動作特性）を得ることが可能となる。
【００８５】
（変形例）
実施の形態１の変形例と同様に、冷却水の水温Ｔｗにかかわらず、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の特性が図８に示した特性であってもよい。この場合に、時間計測部１５８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電流の値が所定の閾値（たとえば図８に示すＩ１でもよい）を超えた時間を計測してもよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電流は電流センサによって計測可能であり、時間計測部は、その電流センサからの計測値を取得する。
【００８６】
最大電流Ｉｍａｘに近い電流がＤＣ／ＤＣコンバータから出力される状態が継続すると、ＤＣ／ＤＣコンバータの発熱量が大きくなる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が低い状態が継続されるので、バッテリ１１６が上がる可能性あるいは補機の動作が不安定になる可能性がある。
【００８７】
この変形例において、時間計測部１５８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の出力電流の値が所定の閾値を超えた時間を計測する。その時間が基準時間よりも長い場合に負荷低減部１５９は補機の負荷を低減する。この変形例も、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の保護を図ることができる。さらに補機の動作が不安定になることを回避できる。
【００８８】
なお、実施の形態１および２では、補機用のバッテリ１１６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の近傍に配置されることが好ましい。たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１４がバッテリ１１６とともに車両のトランクルームに配置されてもよいし、バッテリ１１６がＤＣ／ＤＣコンバータ１１４とともに車両のエンジンルームに配置されてもよい。これによりバッテリ１１６の温度とＤＣ／ＤＣコンバータ１１４の温度（冷却水の温度）との差を小さくすることができる。
【００８９】
また、本発明に係る駆動装置を適用可能な車両はハイブリッド車両に限定されることなく、たとえば電気自動車、燃料自動車等にも適用できる。これらの車両は、モータを駆動するための主蓄電装置と、補機を駆動するための副蓄電装置（補機バッテリ）と、主蓄電装置および副蓄電装置間の電圧レベルを変換するための電圧変換器とを備える可能性がある。したがって本発明を上記の車両に適用できる。
【００９０】
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】
【００９１】
１０１  車両、１０２  エンジンルーム、１０４  トランクルーム、１０６  ドア、１０８  非走行系負荷、１０９  サイドミラー、１１０  走行系負荷、１１２  高圧バッテリ、１１４  ＤＣ／ＤＣコンバータ、１１６  バッテリ（補機バッテリ）、１１７，１１８  温度センサ、１１９  冷却器、１２０  ヒューズボックス、１２１  前輪、１２２  ヒュージブルリンク、１２４  電子制御燃料噴射ユニット、１２６  エンジン、１２７  インバータ、１２８，１２９  モータジェネレータ、１３４  電源線、１４２，１４４，１４６  ヒュージブルリンク、１５２  電圧指令生成部、１５４，１５４Ａ  電流制限部、１５６  コンバータ制御部、１５８  時間計測部、１５９  負荷低減部、１６０  補機。
【図１】
2011130555.tif 000003
【図２】
2011130555.tif 000004
【図３】
2011130555.tif 000005
【図４】
2011130555.tif 000006
【図５】
2011130555.tif 000007
【図６】
2011130555.tif 000008
【図７】
2011130555.tif 000009
【図８】
2011130555.tif 000010
【図９】
2011130555.tif 000011
【図１０】
2011130555.tif 000012
【図１１】
2011130555.tif 000013
【図１２】
2011130555.tif 000014
【図１３】
2011130555.tif 000015
【図１４】
2011130555.tif 000016