(57)【要約】【課題】電動機とコンバータとを搭載した車両の燃費を向上させる。【解決手段】電源システムの制御方法は、コンバータを作動させるステップ（Ｓ３０２）と、バッテリからキャパシタを充電するステップ（Ｓ３０４）と、キャパシタの電圧値ＶＳを検知するステップ（Ｓ３０６）と、電圧値ＶＳが所定の範囲に含まれる場合に（Ｓ３０８にてＹＥＳ）、コンバータの作動を停止するステップ（Ｓ３１０）と、電圧値ＶＳが所定の範囲から逸脱する場合に（Ｓ３０８にてＮＯ）、電圧値がシステム電圧下限値ＶＬを下回ると（Ｓ３１４にてＹＥＳ）、バッテリからキャパシタを充電するステップ（Ｓ３１６）と、電圧値がシステム電圧値ＶＬを下回らない場合には（Ｓ３１４にてＮＯ）、キャパシタからバッテリを充電するステップ（Ｓ３１８）とを含む。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力源として電動機を搭載した車両の制御装置であって、前記電動機には、キャパシタと電力変換回路を介した二次電池とのいずれかから電力が供給され、前記二次電池は前記電力変換回路を介して前記キャパシタを充電し、前記制御装置は、
前記電動機に対する負荷の状態に基づいて、前記電力変換回路の作動を制御するための制御手段を含む、車両の制御装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記負荷の状態が予め定められた状態よりも低い場合には、前記電動機に電力を供給するように前記キャパシタを制御するためのキャパシタ制御手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記負荷の状態が前記予め定められた状態よりも低い場合には、前記二次電池から前記電動機への電力の供給を遮断するように、前記電力変換回路を制御するための手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記負荷の状態が予め定められた状態よりも高い場合には、電力が前記二次電池から前記電動機に供給されるように、前記電力変換回路を制御するための手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項４】
前記車両は、端子の電圧が予め定められた発電停止電圧値を上回ると発電を停止する燃料電池をさらに搭載し、前記燃料電池は前記キャパシタに並列に接続され、
前記電動機は、発電機能を有し、
前記制御装置は、前記電動機による発電中に、前記発電停止電圧値と前記キャパシタの電圧値との差が予め定められた電圧値を下回る場合には、前記キャパシタの電圧値が予め定められた条件を満足するように、前記二次電池から前記キャパシタへの充電を制御するための充電制御手段をさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の制御装置。
【請求項５】
前記充電制御手段は、前記キャパシタの電圧値が予め定められた時間に前記発電停止電圧値を上回るように、前記二次電池から前記キャパシタへの充電を制御するための手段を含む、請求項４に記載の車両の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記車両の始動が検知されると、電力が前記二次電池から前記キャパシタに供給されるように、前記電力変換回路を制御するための手段をさらに含む、請求項１〜５のいずれかに記載の車両の制御装置。
【請求項７】
駆動力源として電動機を搭載した車両の制御方法であって、前記電動機には、キャパシタと電力変換回路を介した二次電池とのいずれかから電力が供給され、前記二次電池は前記電力変換回路を介してキャパシタを充電し、前記制御方法は、
前記電動機に対する負荷の状態に基づいて、前記電力変換回路の作動を制御する制御ステップを含む、車両の制御方法。
【請求項８】
前記制御方法は、前記負荷の状態が予め定められた状態よりも低い場合には、前記電動機に電力を供給するように前記キャパシタを制御するキャパシタ制御ステップをさらに含み、
前記制御ステップは、前記負荷の状態が前記予め定められた状態よりも低い場合には、前記二次電池から前記電動機への電力の供給を遮断するように、前記電力変換回路を制御するステップを含む、請求項７に記載の車両の制御方法。
【請求項９】
前記制御ステップは、前記負荷の状態が予め定められた状態よりも高い場合には、電力が前記二次電池から前記電動機に供給されるように、前記電力変換回路を制御するステップを含む、請求項７に記載の車両の制御方法。
【請求項１０】
前記車両は、端子の電圧が予め定められた発電停止電圧値を上回ると発電を停止する燃料電池をさらに搭載し、前記燃料電池は前記キャパシタに並列に接続され、
前記電動機は、発電機能を有し、
前記制御方法は、前記電動機による発電中に、前記発電停止電圧値と前記キャパシタの電圧値との差が予め定められた電圧値を下回る場合には、前記キャパシタの電圧値が予め定められた条件を満足するように、前記二次電池から前記キャパシタへの充電を制御する充電制御ステップをさらに含む、請求項７〜９のいずれかに記載の車両の制御方法。
【請求項１１】
前記充電制御ステップは、前記キャパシタの電圧値が予め定められた時間に前記発電停止電圧値を上回るように、前記二次電池から前記キャパシタへの充電を制御するステップを含む、請求項１０に記載の車両の制御方法。
【請求項１２】
前記制御方法は、前記車両の始動が検知されると、電力が前記二次電池から前記キャパシタに供給されるように、前記電力変換回路を制御するステップをさらに含む、請求項７〜１１のいずれかに記載の車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動力源として電動機を搭載した車両を制御する技術に関し、特に、電動機への電力の供給を制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の駆動力源として電動機を使用する場合、その車両を適切に走行させつつエネルギ効率を向上させるためには、その電動機に対する負荷に応じた電力を供給し、回生時には効率よくエネルギを回収することが求められる。
【０００３】
このような要求に対応するために、たとえば特開２０００−２９５７１５号公報（特許文献１）は、蓄電装置の電力により電動機を駆動する電源システムを開示する。この電源システムは、複数の電気二重層キャパシタセルが直列に接続された少なくとも２個の蓄電装置と、それぞれの蓄電装置の間に接続されたチョッパとを含む。
【０００４】
特許文献１に開示された電源システムによると、電動機に高出力が必要とされる場合（たとえば、加速時）には、チョッパにより蓄電装置からの供給電圧を高めることにより、電動機の出力を高めることができる。一方、高出力を必要としない場合（たとえば、低速走行時）には、チョッパにより蓄電装置からの電圧が降圧される。その結果、インバータへの入力電圧が下げられると電動機の出力が低下するため、電動機の効率の低下が防止される。このようにして、電源システムは、車両の走行状態に基づいて電動機の効率を向上させることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２９５７１５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された電源システムによると、キャパシタの容量により放電電力量あるいは回生電力量が制限されるため、車両が短時間に加減速する場合には有効であっても、長時間の走行には適切に使用できないという問題があった。
【０００７】
また、この電源システムの作動時にはチョッパが常時作動するため、蓄電装置の充放電時にチョッパにおける電力損失が発生し、車両の燃費が悪化する場合があった。
【０００８】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両の走行状態に応じて、走行性能を低下させることなく燃費を向上することができる車両の制御装置および制御方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る車両の制御装置は、駆動力源として電動機を搭載した車両の制御装置であって、電動機には、キャパシタと電力変換回路を介した二次電池とのいずれかから電力が供給され、二次電池は電力変換回路を介してキャパシタを充電し、制御装置は、電動機に対する負荷の状態に基づいて、電力変換回路の作動を制御するための制御手段を含む。
【００１０】
第１の発明によると、制御手段が電動機に対する負荷の状態に基づいて電力変換回路（コンバータ等）の作動を制御すると、電動機を駆動するための電力は、キャパシタ（電気二重層コンデンサ）および二次電池のいずれかから供給される。この負荷は、たとえば車両の走行状態（要求トルク、アクセル開度、車速など）により変動する。負荷の状態により電力変換回路を作動させないとき、キャパシタから電動機に電力を供給させることができるので、電力変換回路におけるエネルギの損失は発生せず、燃費を向上させることができる。また、キャパシタから電動機への電力の供給は速やかに実行されるため、電動機の応答性を向上させることができる。一方、電力変換回路を作動させるとき、二次電池による電力の供給が可能になるため、電動機に対して電力を安定して供給することができる。したがって、車両を駆動するために十分な駆動力（トルク）を電動機に発生させることができ、電動機の負荷が大きい場合にも車両の走行性能の低下を防止することができる。これにより、車両の走行状態に応じて、走行性能を低下させることなく燃費を向上することができる車両の制御装置を提供することができる。
【００１１】
第２の発明に係る車両の制御装置は、第１の発明の構成に加えて、制御装置は、負荷の状態が予め定められた状態よりも低い場合には、電動機に電力を供給するようにキャパシタを制御するためのキャパシタ制御手段をさらに含む。制御手段は、負荷の状態が予め定められた状態よりも低い場合には、二次電池から電動機への電力の供給を遮断するように、電力変換回路を制御するための手段を含む。
【００１２】
第２の発明によると、電動機に対する負荷の状態が予め定められた状態を下回る（たとえば、要求トルク、アクセル開度等が所定の値よりも小さい）場合には、電動機を駆動するための電力はキャパシタから迅速に供給される。このとき、電力変換回路を作動させないため、電力変換回路におけるエネルギの損失は発生しない。したがって、電動機の負荷が所定の負荷よりも小さい場合には、燃費を向上させつつ車両をスムーズに走行させることができる。
【００１３】
第３の発明に係る車両の制御装置は、第１の発明の構成に加えて、制御手段は、負荷の状態が予め定められた状態よりも高い場合には、電力が二次電池から電動機に供給されるように、電力変換回路を制御するための手段を含む。
【００１４】
第３の発明によると、電動機に対する負荷の状態が予め定められた負荷の状態を上回る（たとえば、要求トルク、アクセル開度等が所定の値よりも大きい）場合には、電力変換回路を作動させて、二次電池から電動機に電力を供給することができる。このようにすると、電動機に対して十分な電力を安定して供給することができるため、走行性能を低下させることなく車両を走行させることができる。
【００１５】
第４の発明に係る車両の制御装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、端子の電圧が予め定められた発電停止電圧値を上回ると発電を停止する燃料電池をさらに搭載した車両を制御する。この燃料電池は、キャパシタに並列に接続されている。電動機は、発電機能を有する。この制御装置は、電動機による発電中に、発電停止電圧値とキャパシタの電圧値との差が予め定められた電圧値を下回る場合には、キャパシタの電圧値が予め定められた条件を満足するように、二次電池からキャパシタへの充電を制御するための充電制御手段をさらに含む。
【００１６】
第４の発明によると、電動機の発電中に発電停止電圧値とキャパシタの電圧値との差が予め定められた電圧値を下回る場合には、充電制御手段は、キャパシタの電圧値が予め定められた条件（たとえばキャパシタの電圧値が燃料電池の発電停止電圧値を上回ること）を満足するように、二次電池からキャパシタへの充電を制御する（たとえば、キャパシタが急速に充電される）。なお、発電停止電圧値とは、燃料電池の構成態様などに基づいて推定される、燃料電池の発電が停止する電圧値をいう。このようにすると、所定の条件が成立した場合には燃料電池が発電しなくなり、キャパシタの充電も行なわれなくなる。したがって回生時には、電動機が発電した電力により二次電池を効率よく充電することができる。
【００１７】
第５の発明に係る車両の制御装置は、第４の発明の構成に加えて、充電制御手段は、キャパシタの電圧値が予め定められた時間に発電停止電圧値を上回るように、二次電池からキャパシタへの充電を制御するための手段を含む。
【００１８】
第５の発明によると、電動機の発電中に発電停止電圧値とキャパシタの電圧値との差が予め定められた電圧値を下回ると、キャパシタの電圧値が所定の時間内に上昇して燃料電池の発電停止電圧値を上回る。この時間は、燃料電池の構成、容量などに基づいて定められる。このようにすると、燃料電池の発電が速やかに停止され、キャパシタも充電されなくなるため、回生時には二次電池を効率よく充電することができる。
【００１９】
第６の発明に係る車両の制御装置は、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、車両の始動が検知されると、電力が二次電池からキャパシタに供給されるように、電力変換回路を制御するための手段をさらに含む。
【００２０】
第６の発明によると、車両の始動が検知されるとキャパシタは二次電池によって充電される。キャパシタが十分に充電されていると、電動機に電力を迅速に供給することができるため、車両の走行性能を向上させることができる。
【００２１】
第７の発明に係る車両の制御方法は、駆動力源として電動機を搭載した車両の制御方法であって、電動機には、キャパシタと電力変換回路を介した二次電池とのいずれかから電力が供給され、二次電池は電力変換回路を介してキャパシタを充電し、制御方法は、電動機に対する負荷の状態に基づいて、電力変換回路の作動を制御する制御ステップを含む。
【００２２】
第７の発明によると、制御ステップが電動機に対する負荷の状態に基づいて電力変換回路（コンバータ等）の作動を制御すると、電動機を駆動するための電力は、キャパシタ（電気二重層コンデンサ）および二次電池のいずれかから供給される。この負荷は、たとえば車両の走行状態（要求トルク、アクセル開度、車速など）により変動する。負荷の状態により電力変換回路を作動させないとき、キャパシタから電動機に電力を供給させることができるので、電力変換回路におけるエネルギの損失は発生せず、燃費を向上させることができる。また、キャパシタから電動機への電力の供給は速やかに実行されるため、電動機の応答性を向上させることができる。一方、電力変換回路を作動させるとき、二次電池による電力の供給が可能になるため、電動機に対して電力を安定して供給することができる。したがって、車両を駆動するために十分な駆動力（トルク）を電動機に発生させることができ、電動機の負荷が大きい場合にも車両の走行性能の低下を防止することができる。これにより、車両の走行状態に応じて、走行性能を低下させることなく燃費を向上することができる車両の制御方法を提供することができる。
【００２３】
第８の発明に係る車両の制御方法は、第７の発明の構成に加えて、制御方法は、負荷の状態が予め定められた状態よりも低い場合には、電動機に電力を供給するようにキャパシタを制御するキャパシタ制御ステップをさらに含む。制御ステップは、負荷の状態が予め定められた状態よりも低い場合には、二次電池から電動機への電力の供給を遮断するように、電力変換回路を制御するステップを含む。
【００２４】
第８の発明によると、電動機に対する負荷の状態が予め定められた状態を下回る（たとえば、要求トルク、アクセル開度等が所定の値よりも小さい）場合には、電動機を駆動するための電力はキャパシタから迅速に供給される。このとき、電力変換回路を作動させないため、電力変換回路におけるエネルギの損失は発生しない。したがって、電動機の負荷が所定の負荷よりも小さい場合には、燃費を向上させつつ車両をスムーズに走行させることができる。
【００２５】
第９の発明に係る車両の制御方法は、第７の発明の構成に加えて、制御ステップは、負荷の状態が予め定められた状態よりも高い場合には、電力が二次電池から電動機に供給されるように、電力変換回路を制御するステップを含む。
【００２６】
第９の発明によると、電動機に対する負荷の状態が予め定められた負荷の状態を上回る（たとえば、要求トルク、アクセル開度等が所定の値よりも大きい）場合には、電力変換回路を作動させて、二次電池から電動機に電力を供給することができる。このようにすると、電動機に対して十分な電力を安定して供給することができるため、走行性能を低下させることなく車両を走行させることができる。
【００２７】
第１０の発明に係る車両の制御方法は、第７〜９のいずれかの発明の構成に加えて、端子の電圧が予め定められた発電停止電圧値を上回ると発電を停止する燃料電池をさらに搭載した車両を制御する。この燃料電池は、キャパシタに並列に接続されている。電動機は、発電機能を有する。この制御方法は、電動機による発電中に、発電停止電圧値とキャパシタの電圧値との差が予め定められた電圧値を下回る場合には、キャパシタの電圧値が予め定められた条件を満足するように、二次電池からキャパシタへの充電を制御する充電制御ステップをさらに含む。
【００２８】
第１０の発明によると、電動機の発電中に発電停止電圧値とキャパシタの電圧値との差が予め定められた電圧値を下回る場合には、充電制御ステップは、キャパシタの電圧値が予め定められた条件（たとえばキャパシタの電圧値が燃料電池の発電停止電圧値を上回ること）を満足するように、二次電池からキャパシタへの充電を制御する（たとえば、キャパシタが急速に充電される）。なお、発電停止電圧値とは、燃料電池の構成態様などに基づいて推定される、燃料電池の発電が停止する電圧値をいう。このようにすると、所定の条件が成立した場合には燃料電池が発電しなくなり、キャパシタの充電も行なわれなくなる。したがって回生時には、電動機が発電した電力により二次電池を効率よく充電することができる。
【００２９】
第１１の発明に係る車両の制御方法は、第１０の発明の構成に加えて、充電制御ステップは、キャパシタの電圧値が予め定められた時間に発電停止電圧値を上回るように、二次電池からキャパシタへの充電を制御するステップを含む。
【００３０】
第１１の発明によると、電動機の発電中に発電停止電圧値とキャパシタの電圧値との差が予め定められた電圧値を下回ると、キャパシタの電圧値が所定の時間内に上昇して燃料電池の発電停止電圧値を上回る。この時間は、燃料電池の構成、容量などに基づいて定められる。このようにすると、燃料電池の発電が速やかに停止され、キャパシタも充電されなくなるため、回生時には二次電池を効率よく充電することができる。
【００３１】
第１２の発明に係る車両の制御方法は、第７〜１１のいずれかの発明の構成に加えて、車両の始動が検知されると、電力が二次電池からキャパシタに供給されるように、電力変換回路を制御するステップをさらに含む。
【００３２】
第１２の発明によると、車両の始動が検知されるとキャパシタは二次電池によって充電される。キャパシタが十分に充電されていると、電動機に電力を迅速に供給することができるため、車両の走行性能を向上させることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００３４】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る電源制御システムを搭載した車両の制御ブロック図について説明する。この電源制御システムは、たとえば電気自動車あるいはハイブリッド自動車のように、電動機により駆動力を発生させる車両に搭載される。
【００３５】
図１に示すように、この車両は、バッテリＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１００と、モータジェネレータ（以下、モータジェネレータをＭ／Ｇと表わす。）１１０と、インバータ１２０と、スタック１３０と、キャパシタ１４０と、コンバータ１５０と、バッテリ１６０と、電圧計１７０，１８０とを含む。バッテリＥＣＵ１００は、後述する処理を行う演算回路（図示しない）およびメモリ（図示しない）を含む。このメモリには、データ（マップデータ、基準データ等）、プログラム等が予め記憶されている。バッテリＥＣＵ１００は、メインＥＣＵ（図示しない）に接続されている。
【００３６】
電圧計１７０は、キャパシタ１４０の電圧値を検出し、バッテリＥＣＵ１００に信号を送信する。電圧計１８０は、バッテリ１６０の電圧値を検出し、バッテリＥＣＵ１００に信号を送信する。
【００３７】
バッテリＥＣＵ１００は、メインＥＣＵ（図示しない）から受信する信号に基づいて、車両の走行状態（イグニッションのＯＮ／ＯＦＦの状態、アクセル開度、Ｍ／Ｇ１１０の回転数、車速、ブレーキスイッチの状態等）などを検出する。バッテリＥＣＵ１００は、受信した信号に基づいて所定の演算を実行して、制御信号を生成する。バッテリＥＣＵ１００は、その制御信号をインバータ１２０、コンバータ１５０、あるいはスタック１３０に送信する。
【００３８】
Ｍ／Ｇ１１０は、たとえば３相交流電動機である。インバータ１２０は、たとえばＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御が可能なインバータであるが、これに限られない。
【００３９】
スタック１３０は、たとえば燃料電池である。スタック１３０は、端子の電圧が所定の電圧まで上昇すると発電を停止するという性質を有する。なお、この所定の電圧は、スタック１３０の構成態様（発電容量、電極、電解液の材料等）その他の特性に基づいて予め設定することができる。
【００４０】
コンバータ１５０は、双方向に降圧することができるコンバータである。コンバータ１５０は、バッテリＥＣＵ１００から受信する信号に基づいて所定のスイッチング動作を実行することにより、バッテリ１６０からシステム側（キャパシタ１４０側）への電力の供給と、システム側からバッテリ１６０への電力の供給を切り換える。
【００４１】
図２を参照して、コンバータ１５０の作動特性について、バッテリ電圧値ＶＢとシステム電圧値ＶＳとの関係に基づいて説明する。ここで、バッテリ電圧値ＶＢは、バッテリ１６０の電圧値を表わす。システム電圧値ＶＳは、キャパシタ１４０の電圧値を表わす。バッテリ電圧値ＶＢは、システム電圧上限値ＶＨとシステム電圧下限値ＶＬとの間に含まれる。システム電圧上限値ＶＨは、スタック１３０が発電を停止する電圧値である。
【００４２】
このシステム電圧下限値とシステム電圧上限値とは、バッテリＥＣＵ１００のメモリ（図示しない）に予め記憶されている。これらの電圧値は、キャパシタ１４０の容量などに基づいて予め設定することができる。
【００４３】
図２において、システム電圧値ＶＳがバッテリ電圧値ＶＢよりも大きいとき、コンバータ１５０は作動する。これにより、システム電圧値ＶＳはコンバータ１５０を介して降圧され、バッテリ１６０が充電される。このような場合としては、たとえば車両の減速時に、Ｍ／Ｇ１１０が回生動作を実行して発電している場合がある。
【００４４】
また、システム電圧値ＶＳがバッテリ電圧値ＶＢよりも小さいとき、コンバータ１５０が作動して、バッテリ１６０がＭ／Ｇ１１０に電力を供給するとともに、キャパシタ１４０を充電する。このような場合は、たとえば車両が発進するとき、あるいは坂路を走行する場合など、Ｍ／Ｇ１１０に高出力が要求される場合である。
【００４５】
一方、システム電圧値ＶＳがシステム電圧上限値ＶＨとシステム電圧下限値ＶＬとの間（以下、この領域を「コンバータ停止領域」という。）にあるとき、コンバータ１５０は停止する。このとき、キャパシタ１４０からＭ／Ｇ１１０に電力が供給され、バッテリ１６０はコンバータ１５０を介して放電しない。したがって、コンバータ１５０における電力の損失が防止される。このような場合としては、たとえば車両が市街地を低速走行する場合がある。キャパシタ１４０の放電時の応答性はバッテリ１６０の応答性よりも優れているため、車両の走行特性を向上させることができる。
【００４６】
図３を参照して、本実施の形態に係る電源制御システムを実現するバッテリＥＣＵ１００の制御構造について説明する。以下の処理は、バッテリＥＣＵ１００のメモリに予め記憶されているプログラムに基づいて実行される。
【００４７】
ステップ（以下、ステップをＳと表わす。）３０２にて、バッテリＥＣＵ１００は、所定の条件が成立するとコンバータ１５０を作動させる。この所定の条件とは、たとえば車両の運転者がイグニッションキーをＯＮにした場合である。
【００４８】
Ｓ３０４にて、バッテリＥＣＵ１００は、コンバータ１５０を介してバッテリ１６０にキャパシタ１４０を充電させる。その結果、キャパシタ１４０の電圧値（システム電圧値ＶＳ）は所定の値まで上昇する。
【００４９】
Ｓ３０６にて、バッテリＥＣＵ１００は、システム電圧値ＶＳを検知する。この検知は、電圧計１７０から受信する信号に基づいて行なわれる。
【００５０】
Ｓ３０８にて、バッテリＥＣＵ１００は、検知したシステム電圧値ＶＳがコンバータ停止領域にあるか否かを判断する。システム電圧値ＶＳがコンバータ停止領域にあるとき（Ｓ３０８にてＹＥＳ）、処理はＳ３１０に移される。もしそうでないと（Ｓ３０８にてＮＯ）、処理はＳ３１２に移される。
【００５１】
Ｓ３１０にて、バッテリＥＣＵ１００は、コンバータ１５０に制御信号を送信してコンバータ１５０の作動を停止させる。コンバータ１５０の作動が終了すると、バッテリ１６０の充放電は行なわれなくなる。
【００５２】
Ｓ３１２にて、バッテリＥＣＵ１００は、コンバータ１５０に制御信号を送信して、コンバータ１５０の作動を継続する。
【００５３】
Ｓ３１４にて、バッテリＥＣＵ１００は、システム電圧値ＶＳがシステム電圧下限値ＶＬを下回っているか否かを判断する。システム電圧値ＶＳがシステム電圧下限値ＶＬを下回っていると（Ｓ３１４にてＹＥＳ）、処理はＳ３１６に移される。もしそうでないと（Ｓ３１４にてＮＯ）、処理はＳ３１８に移される。
【００５４】
Ｓ３１６にて、バッテリＥＣＵ１００は、バッテリ１６０にキャパシタ１４０を充電させる。その結果、システム電圧値ＶＳは所定の電圧値まで上昇するため、キャパシタ１４０からＭ／Ｇ１１０に対する放電要求があったとき、電力はＭ／Ｇ１１０に対して速やかに供給される。
【００５５】
Ｓ３１８にて、バッテリＥＣＵ１００は、コンバータ１５０を介してバッテリ１６０の充電を実行する。この充電には、キャパシタ１４０による充電、および回生時に発電するＭ／Ｇ１１０による充電が含まれる。
【００５６】
Ｓ３２０にて、バッテリＥＣＵ１００は、電源システムをＯＦＦにするか否かを判断する。この判断は、たとえばイグニッションの状態に基づいて行なわれる。この場合、イグニッションがＯＦＦに設定されると、電源システムもＯＦＦにされる。電源システムをＯＦＦにすると判断すると（Ｓ３２０にてＹＥＳ）、処理はＳ３２２に移される。もしそうでないと（Ｓ３２０にてＮＯ）、処理はＳ３０６に戻され、電源システムの作動は継続する。
【００５７】
Ｓ３２２にて、バッテリＥＣＵ１００は、コンバータ１５０を介してキャパシタ１４０の残留電荷をバッテリ１６０へチャージバックする。
【００５８】
以上の構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る電源制御システムの動作について、コンバータ１５０が作動する場合とコンバータ１５０が作動しない場合とに分けて説明する。また、コンバータ１５０が作動する場合を、バッテリ１６０がキャパシタ１４０を充電する場合と、キャパシタ１４０がバッテリ１６０を充電する場合とに分けて説明する。なお、以下の動作の説明において、同じ動作の説明は繰り返さない。
【００５９】
［バッテリ１６０がキャパシタ１４０を充電する場合］
運転者がイグニッションをＯＮにすると、コンバータが起動する（Ｓ３０２）。キャパシタ１４０がバッテリ１６０によって充電され（Ｓ３０４）、システム電圧値ＶＳが検知される（Ｓ３０６）。
【００６０】
車両の始動時には、キャパシタ１４０は放電された状態であり、システム電圧値ＶＳはコンバータ停止領域に含まれないため（Ｓ３０８にてＮＯ）、コンバータ１５０の作動が継続される（Ｓ３１２）。システム電圧値ＶＳがシステム電圧下限値ＶＬを下回る場合には（Ｓ３１４にてＹＥＳ）、バッテリ１６０からキャパシタ１４０への充電が継続して行なわれる（Ｓ３１６）。
【００６１】
車両の走行中は電源システムはＯＦＦされないため（Ｓ３２０にてＮＯ）、電源制御システムは、所定の間隔でシステム電圧値ＶＳを検知し（Ｓ３０６）、コンバータ１５０の作動を継続する。
【００６２】
［コンバータ１５０の作動が停止する場合］
車両の走行中にキャパシタ１４０の充電が進行して、システム電圧値ＶＳがコンバータ停止領域まで上昇すると（Ｓ３０８にてＹＥＳ）、電源制御システムはコンバータ１５０の作動を停止する（Ｓ３１０）。これにより、Ｍ／Ｇ１１０は、キャパシタ１４０およびスタック１３０から供給される電力に基づいて、車両の駆動力を発生する。このとき、バッテリ１６０の放電によるエネルギの損失がコンバータ１５０において発生しないため、車両の燃費は低下しない。
【００６３】
［バッテリ１６０がキャパシタ１４０を充電する場合］
運転者がブレーキを踏むと、Ｍ／Ｇ１１０は回生動作を開始して発電する。システム電圧値ＶＳが上昇してコンバータ停止領域から逸脱すると（Ｓ３０８にてＮＯ）、コンバータ１５０は再び作動する（Ｓ３１２）。Ｍ／Ｇ１１０の発電によりシステム電圧値ＶＳはシステム電圧下限値ＶＬを上回っているため（Ｓ３１４にてＮＯ）、キャパシタ１４０からバッテリ１６０への充電が実行される（Ｓ３１８）。
【００６４】
車両が停止して、運転者がイグニッションをＯＦＦにすると（Ｓ３２０にてＹＥＳ）、バッテリＥＣＵ１００は、キャパシタ１４０の残留電荷をバッテリ１６０にチャージバックさせる（Ｓ３２２）。これにより、キャパシタ１４０は十分に放電され、バッテリ１６０は、充電されたエネルギだけ電圧値が上昇する。
【００６５】
以上のようにして、本実施の形態に係る電源制御システムによると、コンバータ１５０の作動は、車両の走行中に検知されるキャパシタ１４０の電圧値（システム電圧値ＶＳ）に基づいて切り換えられる。
【００６６】
すなわち、電力の供給に応答性が要求される場合には、電力はキャパシタ１４０からＭ／Ｇ１１０に供給される。この場合、バッテリ１６０による放電を行う必要がないため、コンバータ１５０の作動は停止する。これにより、コンバータ１５０において、バッテリ１６０の放電にともなうエネルギの損失を防止することができるため、車両の燃費を向上させることができる。
【００６７】
一方、Ｍ／Ｇ１１０の駆動電力の供給に安定性あるいは持続性が要求される場合には、コンバータ１５０が作動する。このとき、電力はバッテリ１６０からＭ／Ｇ１１０に供給されるため、Ｍ／Ｇ１１０を安定して駆動させることができる。その結果、車両はスムーズに走行を継続することができる。
【００６８】
このようにして、本実施の形態に係る電源制御システムによると、車両の燃費および走行性能を向上させることができる。これにより、車両の走行状態に応じて、走行性能を低下させることなく燃費を向上することができる車両の制御装置を提供することができる。
【００６９】
＜第１の変形例＞
以下、図４を参照して、本発明の実施の形態の第１の変形例について説明する。図４は、本変形例に係る電源制御システムを搭載した車両の制御ブロック図を表わす。この電源制御システムは、コンバータ４５０が昇圧可能なコンバータである点で、図１に示した電源制御システムと異なる。
【００７０】
図４において、Ｍ／Ｇ１１０が回生状態であるとき、バッテリＥＣＵ４００は、昇圧した電圧をコンバータ４５０に出力させることにより、キャパシタ１４０を急速に充電する。これにより、システム電圧値ＶＳが急速に上昇してスタック１３０の発電が速やかに停止するため、スタック１３０の燃費を向上させることができる。
【００７１】
＜第２の変形例＞
以下、図５を参照して、本発明の実施の形態の第２の変形例について説明する。図５は、本変形例に係る電源制御システムを搭載した車両の制御ブロック図を表わす。この電源制御システムは、コンバータ５５０が双方向に昇圧可能なコンバータである点で、図１あるいは図４に示した電源制御システムと異なる。
【００７２】
図５において、Ｍ／Ｇ１１０が回生状態であるとき、バッテリＥＣＵ５００は、昇圧した電圧をコンバータ５５０に出力させることにより、キャパシタ１４０を急速に充電する。これにより、システム電圧値ＶＳが急速に上昇してスタック１３０の発電が速やかに停止するため、スタック１３０の燃費を向上させることができる。
【００７３】
また、バッテリ１６０を充電する場合、バッテリＥＣＵ５００は、昇圧された電圧をコンバータ５５０に出力させることにより、バッテリ１６０を充電することができる。これにより、システム側の電圧値が充電のために高くない場合であっても、バッテリ１６０を効率よく充電することができる。
【００７４】
以上により、本変形例に係る電源制御システムによると、双方向に昇圧可能なコンバータ５５０によってシステム側およびバッテリ１６０側のいずれに対しても、所定の電圧値を有する電力を供給することができる。これにより、Ｍ／Ｇ１１０を効率よく駆動することができ、また、バッテリ１６０を効率よく充電することができる。
【００７５】
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て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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電源制御システムを搭載した車両の制御ブロック図である。
【図２】図１に示したコンバータの作動特性を表わす図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電源制御システムを実現するバッテリＥＣＵ１００の制御構造を表わすフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態の変形例に係る電源制御システムを搭載した車両の制御ブロック図（その１）である。
【図５】本発明の実施の形態の変形例に係る電源制御システムを搭載した車両の制御ブロック図（その２）である。
【符号の説明】
１００，４００，５００  バッテリＥＣＵ、１１０  モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）、１２０  インバータ、１３０  スタック、１４０  キャパシタ、１５０，４５０，５５０  コンバータ、１６０  バッテリ、１７０，１８０  電圧計。
【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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