(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
高電圧配線と低電圧配線との間に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記高電圧配線に接続され、前記エンジンの回転を用いて発電する発電機と、
前記高電圧配線にリレーを介して接続される高電圧二次電池と、
前記高電圧配線に接続される高電圧補機と、
前記低電圧配線に接続される低電圧二次電池と、
前記低電圧配線に接続される低電圧補機と、
を備える車両の電源制御装置であって、
前記電源制御装置は、
（ｉ）前記高電圧二次電池が前記リレーによって前記高電圧配線から切り離されている状態での前記高電圧補機と前記低電圧補機の合計消費電力が、前記合計消費電力が変動して前記高電圧配線の電圧が変動しても前記高電圧配線の電圧を許容範囲に収めることができる合計消費電力の上限である第１の閾値よりも大きい第１の場合には、前記合計消費電力が前記第１の閾値以下の場合に比べて、前記発電機の出力電圧の制御目標値を低く設定し、
（ｉｉ）前記高電圧二次電池が前記リレーによって前記高電圧配線から切り離されている状態での前記合計消費電力が、前記合計消費電力が変動して前記高電圧配線の電圧が変動しても前記高電圧配線の電圧を許容範囲に収めることができる前記合計消費電力の下限である第２の閾値よりも小さい第２の場合には、前記合計消費電力が前記第２の閾値以上の場合に比べて、前記発電機の出力電圧の制御目標値を高く設定する、
電源制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電源制御装置であって、
前記電源制御装置は、
（ｉｉｉ）前記高電圧二次電池が前記リレーによって前記高電圧配線から切り離されている状態で前記合計消費電力が前記第１の閾値以下で前記第２の閾値以上である第３の場合には、前記発電機の出力電圧の制御目標値を前記第１の場合と前記第２の場合の中間の値に設定する、
電源制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電源制御装置であって、
（ｉ）前記第１の場合には、さらに、前記合計消費電力が前記第１の閾値以下の場合に比べて、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記低電圧配線側の電圧の制御目標値を高く設定し、
（ｉｉ）前記第２の場合には、さらに、前記合計消費電力が前記第２の閾値以上の場合に比べて、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記低電圧配線側の電圧の制御目標値を低く設定する、
電源制御装置。
【請求項４】
請求項２に従属する請求項３に記載の電源制御装置であって、
（ｉｉｉ）前記第３の場合には、さらに、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記低電圧配線側の電圧の制御目標値を前記第１の場合と前記第２の場合の中間の値に設定する、
電源制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電源制御装置であって、
前記高電圧補機は、前記車両の制動制御に用いられる第１補機と、前記制動制御に用いられない第２補機と、を含み、
前記電源制御装置は、前記高電圧二次電池が前記リレーによって前記高電圧配線から切り離されている状態で前記第１補機の消費電力が変動した場合に、前記第１補機と前記第２補機の消費電力の合計値の変動を緩和するように前記第２補機の消費電力を変更する、
電源制御装置。
【請求項６】
車両であって、
エンジンと、
高電圧配線と低電圧配線との間に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記高電圧配線に接続され、前記エンジンの回転を用いて発電する発電機と、
前記高電圧配線にリレーを介して接続される高電圧二次電池と、
前記高電圧配線に接続される高電圧補機と、
前記低電圧配線に接続される低電圧二次電池と、
前記低電圧配線に接続される低電圧補機と、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電源制御装置と、
を備える車両。
【請求項７】
エンジンと、高電圧配線と低電圧配線との間に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータと、前記高電圧配線に接続され、前記エンジンの回転を用いて発電する発電機と、前記高電圧配線にリレーを介して接続される高電圧二次電池と、前記高電圧配線に接続される高電圧補機と、前記低電圧配線に接続される低電圧二次電池と、前記低電圧配線に接続される低電圧補機と、を備える車両における電源の制御方法であって、
（ｉ）前記高電圧二次電池が前記リレーによって前記高電圧配線から切り離されている状態での前記高電圧補機と前記低電圧補機の合計消費電力が、前記合計消費電力が変動して前記高電圧配線の電圧が変動しても前記高電圧配線の電圧を許容範囲に収めることができる合計消費電力の上限である第１の閾値よりも大きい第１の場合には、前記合計消費電力が前記第１の閾値以下の場合に比べて、前記発電機の出力電圧の制御目標値を低く設定し、
（ｉｉ）前記高電圧二次電池が前記リレーによって前記高電圧配線から切り離されている状態での前記合計消費電力が、前記合計消費電力が変動して前記高電圧配線の電圧が変動しても前記高電圧配線の電圧を許容範囲に収めることができる合計消費電力の下限である第２の閾値よりも小さい第２の場合には、前記合計消費電力が前記第２の閾値以上の場合に比べて、前記発電機の出力電圧の制御目標値を高く設定する、
電源の制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載の電源の制御方法であって、
（ｉｉｉ）前記高電圧二次電池が前記リレーによって前記高電圧配線から切り離されている状態で前記合計消費電力が前記第１の閾値以下で前記第２の閾値以上である第３の場合には、前記発電機の出力電圧の制御目標値を前記第１の場合と前記第２の場合の中間の値に設定する
電源の制御方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の電源の制御方法であって、
（ｉ）前記第１の場合には、さらに、前記合計消費電力が前記第１の閾値以下の場合に比べて、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記低電圧配線側の電圧の制御目標値を高く設定し、
（ｉｉ）前記第２の場合には、さらに、前記合計消費電力が前記第２の閾値以上の場合に比べて、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記低電圧配線側の電圧の制御目標値を低く設定する、
電源の制御方法。
【請求項１０】
請求項８に従属する請求項９に記載の電源の制御方法であって、
（ｉｉｉ）前記第３の場合には、さらに、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記低電圧配線側の電圧の制御目標値を前記第１の場合と前記第２の場合の中間の値に設定する、
電源の制御方法。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか一項に記載の電源の制御方法であって、
前記高電圧補機は、前記車両の制動制御に用いられる第１補機と、前記制動制御に用いられない第２補機と、を含み、
前記高電圧二次電池が前記リレーによって前記高電圧配線から切り離されている状態で前記第１補機の消費電力が変動した場合に、前記第１補機と前記第２補機の消費電力の合計値の変動を緩和するように前記第２補機の消費電力を変更する、電源の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源制御装置、車両及び電源の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ハイブリッド車両のバッテリの故障時に、バッテリをモータおよびジェネレータから切離した状態で走行する「バッテリレス走行制御」を行う車両が記載されている。このバッテリレス走行制御では、エンジン回転速度が目標値となるようにエンジンのスロットル開度をフィードバック制御しつつジェネレータに発電させ、ジェネレータが発電した電力でモータを駆動させて車両を走行させる。特許文献１では、更に、高速走行時に電源系統の電圧が不安定になることを防止するために、バッテリレス走行制御中にスロットル開度のフィードバック制御の応答性を高める技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１０３５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
最近の車両には、高電圧で駆動される高電圧補機と、低電圧で駆動される低電圧補機とを備えるものがある。仮に、バッテリレス走行制御中に高電圧補機の消費電力が急激に増加したり減少したりした場合には、これに応じて高電圧系統に急激な電圧変動が生じ、その電圧が許容範囲から外れてしまう可能性がある。低電圧補機の消費電力が急激に変動する場合も同様である。特許文献１に記載されているスロットル開度のフィードバック制御の応答性を高める技術では、このような高電圧系統の電圧変動を十分に小さくできず、その電圧が許容範囲から外れてしまう可能性がある。このような課題は、ハイブリッド車両に限らず、高電圧系統と低電圧系統の両方の電源系統を有する車両に共通する課題であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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り、以下の形態として実現することが可能である。
本発明の一形態によれば、エンジンと、高電圧配線と低電圧配線との間に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータと、前記高電圧配線に接続され、前記エンジンの回転を用いて発電する発電機と、前記高電圧配線にリレーを介して接続される高電圧二次電池と、前記高電圧配線に接続される高電圧補機と、前記低電圧配線に接続される低電圧二次電池と、前記低電圧配線に接続される低電圧補機と、を備える車両の電源制御装置が提供される。前記電源制御装置は、（ｉ）前記高電圧二次電池が前記リレーによって前記高電圧配線から切り離されている状態での前記高電圧補機と前記低電圧補機の合計消費電力が、前記合計消費電力が変動して前記高電圧配線の電圧が変動しても前記高電圧配線の電圧を許容範囲に収めることができる合計消費電力の上限である第１の閾値よりも大きい第１の場合には、前記合計消費電力が前記第１の閾値以下の場合に比べて、前記発電機の出力電圧の制御目標値を低く設定し、（ｉｉ）前記高電圧二次電池が前記リレーによって前記高電圧配線から切り離されている状態での前記合計消費電力が、前記合計消費電力が変動して前記高電圧配線の電圧が変動しても前記高電圧配線の電圧を許容範囲に収めることができる前記合計消費電力の下限である第２の閾値よりも小さい第２の場合には、前記合計消費電力が前記第２の閾値以上の場合に比べて、前記発電機の出力電圧の制御目標値を高く設定する。
高電圧二次電池がリレーにより高電圧配線から切り離された状態では、高電圧二次電池は、電圧変動に対するバッファーとして機能できないので、高電圧補機と低電圧補機の合計消費電力が急減すると、高電圧配線の電圧が上昇し、高電圧補機と低電圧補機の合計消費電力が急増すると、高電圧配線の電圧が下降する。上記形態では、高電圧補機と低電圧補機の合計消費電力が第１の閾値よりも大きい第１の場合に、高電圧補機と低電圧補機の合計消費電力が第１の閾値以下の場合に比べて発電機の出力電圧の制御目標値を低く設定し、高電圧補機と低電圧補機の合計消費電力が第２の閾値よりも小さい第２の場合に、高電圧補機と低電圧補機の合計消費電力が第２の閾値以上の場合に比べて発電機の出力電圧の制御目標値を高く設定しているので、高電圧補機と低電圧補機の合計消費電力が変動して高電圧配線の電圧が変動しても、高電圧配線の電圧を許容範囲に収めることができる。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、エンジンと、高電圧配線と低電圧配線との間に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータと、前記高電圧配線に接続され、前記エンジンの回転を用いて発電する発電機と、前記高電圧配線にリレーを介して接続される高電圧二次電池と、前記高電圧配線に接続される高電圧補機と、前記低電圧配線に接続される低電圧二次電池と、前記低電圧配線に接続される低電圧補機と、を備える車両の電源制御装置が提供される。前記電源制御装置は、（ｉ）前記高電圧二次電池が前記リレーによって前記高電圧配線から切り離されている状態で前記高電圧補機と前記低電圧補機の合計消費電力が第１の閾値よりも大きい第１の場合には、前記合計消費電力が前記第１の閾値以下の場合に比べて、前記発電機の出力電圧の制御目標値を低く設定し、（ｉｉ）前記高電圧二次電池が前記リレーによって前記高電圧配線から切り離されている状態で前記高電圧補機と前記低電圧補機の合計消費電力が前記第１の閾値以下である第２の閾値よりも小さい第２の場合には、前記合計消費電力が前記第２の閾値以上の場合に比べて、前記発電機の出力電圧の制御目標値を高く設定する。
高電圧二次電池がリレーにより高電圧配線から切り離された状態では、高電圧二次電池は、電圧変動に対するバッファーとして機能できないので、高電圧補機と低電圧補機の合計消費電力が急減すると、高電圧配線の電圧が上昇し、補機の合計消費電力が急増すると、高電圧配線の電圧が下降する。上記形態では、補機の合計消費電力が第１の閾値よりも大きい第１の場合に、補機の合計消費電力が第１の閾値以下の場合に比べて発電機の出力電圧の制御目標値を低く設定しているので、補機の合計消費電力が急減して高電圧配線の電圧が増加しても、その電圧を許容範囲に収めることができる。逆に、補機の合計消費電力が第２の閾値よりも小さい第２の場合に、補機の合計消費電力が第２の閾値以上の場合に比べて発電機の出力電圧の制御目標値を高く設定しているので、補機の合計消費電力が急増して高電圧配線の電圧が減少しても、その電圧を許容範囲に収めることができる。
【０００７】
（２）上記形態の電源制御装置において、前記電源制御装置は、（ｉｉｉ）前記高電圧二次電池が前記リレーによって前記高電圧配線から切り離されている状態で前記高電圧補機と前記低電圧補機の合計消費電力が第１の閾値以下で前記第２の閾値以上である第３の場合には、前記発電機の出力電圧の制御目標値を前記第１の場合と前記第２の場合の中間の値に設定してもよい。
第３の場合には、発電機の出力電圧の制御目標値を第１の場合と第２の場合の中間の値に設定するので、補機の合計消費電力が変化して、高電圧配線の電圧が変動しても、その電圧を許容範囲に収めることができる。
【０００８】
（３）上記形態の電源制御装置において、（ｉ）前記第１の場合には、さらに、前記合計消費電力が前記第１の閾値以下の場合に比べて、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記低電圧配線側の電圧の制御目標値を高く設定し、（ｉｉ）前記第２の場合には、さらに、前記合計消費電力が前記第２の閾値以上の場合に比べて、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記低電圧配線側の電圧の制御目標値を低く設定してもよい。
ＤＣ−ＤＣコンバータは、高電圧配線に供給される電力を低電圧補機に供給する。第１の場合に低電圧補機の消費電力が減少した場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータから低電圧配線への電力供給が過剰となるが、電源制御装置は、ＤＣ−ＤＣコンバータの低電圧配線側の電圧の制御目標値を相対的に大きい値としているので、ＤＣ−ＤＣコンバータを通過した余剰電力を低電圧二次電池に充電でき。この結果、高電圧配線の電圧が変動しても、その電圧を許容範囲に収めることが容易である。逆に、第２の場合に低電圧補機の消費電力が増加した場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータから低電圧配線への電力供給が不足となるが、電源制御装置は、ＤＣ−ＤＣコンバータの低電圧配線側の電圧の制御目標値を相対的に小さい値としているので、不足する電力を低電圧二次電池に放電させることで補うことができる。この結果、高電圧配線の電圧が変動しても、その電圧を許容範囲に収めることが容易である。
【０００９】
（４）上記形態の電源制御装置において、（ｉｉｉ）前記第３の場合には、さらに、前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記低電圧配線側の電圧の制御目標値を前記第１の場合と前記第２の場合の中間の値に設定してもよい。
こうすれば、第３の場合に、高電圧配線の電圧が変動しても、その電圧を許容範囲に収めることが容易である。
【００１０】
（５）上記形態の電源制御装置であって、前記高電圧補機は、前記車両の制動制御に用いられる第１補機と、前記制動制御に用いられない第２補機と、を含み、前記電源制御装置は、前記高電圧二次電池が前記リレーによって前記高電圧配線から切り離されている状態で前記第１補機の消費電力が変動した場合に、前記第１補機と前記第２補機の消費電力の合計値の変動を緩和するように前記第２補機の消費電力を変更するものとしてもよい。
この形態によれば、第１補機の消費電力が変動した場合、電源制御装置は、第１補機の消費電力の変動を緩和するように第２補機の消費電力を変更するので、第１補機の消費電力が変動しても、第１補機と第２補機の合計消費電力の変動は、小さい。その結果、第１補機の消費電力が変動しても、高電圧補機に掛かる電圧を許容範囲に収めることが可能となる。
【００１１】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、電源制御装置の他、電源制御装置を備えた車両や、電源制御方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態における車両を示す説明図。
【図２】第１の実施形態における制御フローチャート。
【図３】第１の実施形態における補機の合計消費電力と高電圧配線の電圧ＶＨの一例を示す説明図。
【図４】比較例における補機の合計消費電力と高電圧配線の電圧ＶＨを示す説明図。
【図５】第２の実施形態における制御フローチャート。
【図６】第３の実施形態における制御フローチャート。
【図７】第３の実施形態において、第１補機の消費電力が増加したときの電圧と消費電力を示す説明図。
【図８】第３の実施形態において、第１補機の消費電力が減少したときの電圧と消費電力を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の実施形態：
図１は、第１の実施形態における車両１０を示す説明図である。車両１０は、エンジン１００と、発電機１１０と、高電圧補機１２０と、高電圧二次電池１４０と、バッテリセンサ１４２と、リレー１４４と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０と、高電圧配線１６０と、低電圧補機１７０と、低電圧二次電池１８０と、低電圧配線１９０と、電源制御装置２００と、変速機２１０と、動力分配器２２０と、駆動軸２３０と、駆動輪２４０と、を備える。
【００１４】
第１の実施形態では、エンジン１００として内燃機関が用いられている。発電機１１０は、エンジン１００の回転軸１０１にベルトやギアなどの動力伝達機構１０２を介して接続されており、エンジン１００の回転を用いて発電を行う発電機である。高電圧補機１２０は、高電圧配線１６０に接続されている比較的高電圧で動作する補機である。高電圧補機１２０は、第１補機１２２と、第２補機１３０と、に分類される。第１補機１２２は、高電圧補機１２０のうち、特に、車両の制動制御と、駆動制御に関与する補機であり、アンチロックブレーキシステム１２４（以下「ＡＢＳ１２４」と呼ぶ。「ＡＢＳ」は登録商標である。）と、トラクション制御システム１２６（以下「ＴＲＣ１２６」と呼ぶ。「ＴＲＣ」は登録商標である。）を含む。第２補機１３０は、高電圧補機１２０であるが、車両の制動制御と、駆動制御に関与しない補機であり、例えば、空調用のファン１３２と、空調用のコンプレッサ１３４と、エンジン１００の冷却液ポンプ１３６と、ラジエータファン１３８とを含む。低電圧補機１７０は、低電圧配線１９０に接続されている比較的低電圧で動作する補機である。低電圧補機１７０は、例えば、ラジオとステレオなどの音響装置と、室内灯等（図示せず）とを含む。なお、高電圧補機１２０と、低電圧補機１７０とは、高電圧配線１６０と低電圧配線１９０のどちらに接続されているか、により区別されているだけである。したがって、例えば、車両１０は、エンジン１００の冷却液ポンプ１３６やラジエータファン１３８が低電圧補機１７０として低電圧配線１９０に接続される構成や、ラジオやステレオなどの音響装置が高電圧補機１２０として高電圧配線１６０に接続される構成を有していても良い。なお、ＡＢＳ１２４やＴＲＣ１２６のような第１補機１２２は、動作したときの消費電力が大きいため、高電圧補機１２０として高電圧配線１６０に接続されていることが好ましい。高電圧補機１２０には、高電圧補機１２０の消費電力を測定する電力計１２１が設けられている。また、低電圧補機１７０には、低電圧補機１７０の消費電力を測定する電力計１７２が設けられている。
【００１５】
高電圧二次電池１４０は、例えば公称電圧が４８Ｖの二次電池であり、低電圧二次電池１８０は、例えば公称電圧が１２Ｖの二次電池である。なお、高電圧二次電池１４０と、低電圧二次電池１８０の電圧は、上述した４８Ｖと１２Ｖでなくてもよい。すなわち、車両１０は、電圧の異なる２種類の二次電池１４０、１７０を備えており、その中で、相対的に電圧が高い方の二次電池が高電圧二次電池１４０であり、相対的に電圧が低い方の二次電池が低電圧二次電池１８０である。高電圧二次電池１４０は、高電圧配線１６０を介して、発電機１１０及び高電圧補機１２０と接続されている。そのため、高電圧二次電池１４０は、発電機１１０が発生させた電力を蓄電することができる。また、高電圧二次電池１４０の電力を用いて、高電圧補機１２０を動作させることができる。低電圧二次電池１８０は、低電圧配線１９０に接続され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０及び低電圧補機１７０と接続されている。そのため、低電圧二次電池１８０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０を介して供給された電力を蓄電することができる。また、低電圧二次電池１８０の電力を用いて、低電圧補機１７０を動作させることができる。バッテリセンサ１４２は、高電圧二次電池１４０の出力電圧と出力電流を検知する。リレー１４４は、高電圧二次電池１４０を、高電圧配線１６０から切り離すリレースイッチである。バッテリセンサ１８２は、低電圧二次電池１８０の出力電圧と出力電流を検知する。
【００１６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０は、高電圧配線１６０と低電圧配線１９０に接続されている。その結果、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０は、高電圧配線１６０を介して発電機１１０と高電圧補機１２０と高電圧二次電池１４０とに接続され、また、低電圧配線１９０を介して低電圧補機１７０と低電圧二次電池１８０とに接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０は、高電圧配線１６０と低電圧配線１９０の間で電圧変換を行う。ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０は、高電圧側の電力に余裕がある場合、あるいは、低電圧側の電力が足りない場合、電源制御装置２００からの指示により、高電圧側から低電圧側に電力を供給する。逆に、低電圧側の電力に余裕がある場合、あるいは、高電圧側の電力が足りない場合、電源制御装置２００からの指示により、低電圧側から高電圧側に電力を供給する。
【００１７】
電源制御装置２００は、高電圧補機１２０の消費電力と、低電圧補機１７０の消費電力と、高電圧二次電池１４０のＳＯＣと、低電圧二次電池１８０のＳＯＣを用いて、エンジン１００の回転数と、発電機１１０の出力電圧と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０の電圧変換の制御を行う。なお、高電圧二次電池１４０のＳＯＣは、バッテリセンサ１４２を用いて取得可能であり、低電圧二次電池１８０のＳＯＣは、バッテリセンサ１８２を用いて取得可能である。電源制御装置２００は、さらに、高電圧配線１６０の電圧が許容範囲に収まるように制御する。この点については、後述する。
【００１８】
変速機２１０は、エンジン１００の回転軸１０１の回転を変速して、動力分配器２２０に伝達する。動力分配器２２０は、エンジン１００から供給された駆動力を左右の駆動輪２４０に分配する。駆動軸２３０は、動力分配器２２０により分配された駆動力を駆動輪２４０に伝達する。
【００１９】
図２は、第１の実施形態における制御フローチャートである。ステップＳ１００では、電源制御装置２００は、バッテリセンサ１４２の測定結果から、高電圧二次電池１４０（図２では「ＨＶＢＴ」と記載）がフェールしているか否かを判断する。ここで、「フェール」とは、高電圧二次電池１４０から電力を取り出せない、あるいは高電圧二次電池１４０に電力を充電出来ない状態を意味し、例えば、高電圧二次電池１４０そのものが故障した場合の他、高電圧二次電池１４０と高電圧配線１６０とが断線した場合、等を含む。高電圧二次電池１４０がフェールしていない場合には、電源制御装置２００は、本フローチャートによる処理を終了し、上述したように、高電圧補機１２０の消費電力と、低電圧補機１７０の消費電力と、高電圧二次電池１４０のＳＯＣと、低電圧二次電池１８０のＳＯＣを用いて、エンジン１００の回転数と、発電機１１０の出力電圧と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０の電圧変換の制御（通常制御）を行う。一方、高電圧二次電池１４０がフェールしている場合には、電源制御装置２００は、ステップＳ１０５において、リレー１４４を用いて高電圧二次電池１４０を高電圧配線１６０から切り離し、ステップＳ１１０に移行する。
【００２０】
ステップＳ１１０では、電源制御装置２００は、高電圧補機１２０の消費電力と、低電圧補機１７０の消費電力の和である合計消費電力Ｐｈを算出する。なお、低電圧補機１７０にＤＣ−ＤＣコンバータ１５０から電力が供給されている場合には、低電圧二次電池１８０の充放電電力を考慮しなければ、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０を通過する電力は、低電圧補機１７０の消費電力にほぼ等しいと考えてもよい。したがって、電源制御装置２００は、低電圧補機１７０の消費電力の代わりに、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０を通過する電力を用いて合計消費電力Ｐｈを算出してもよい。
【００２１】
高電圧二次電池１４０がフェールしている場合にも、電源制御装置２００は、合計消費電力Ｐｈと等しい電力を発電できるように、エンジン１００の回転数と発電機１１０の出力電圧を制御する。すなわち、高電圧補機１２０の消費電力が変動した場合、その変動に追従するように発電機１１０の出力電力をフィードバック制御する。しかし、発電機１１０は、エンジン１００の回転を用いて発電するため、例えば高電圧補機１２０の消費電力が増加してから発電機１１０の出力電力が増加するまで間に、タイムラグがある。その結果、高電圧配線１６０の電圧が、その許容範囲から外れる可能性がある。すなわち、高電圧補機１２０の消費電力が急増すると、発電機１１０の出力電力が増加するまで間、高電圧配線１６０の電圧が低下し、許容範囲の下限を下まわる可能性がある。高電圧配線１６０の電圧が許容範囲の下限を下まわると、高電圧補機１２０が正常に動作しない可能性がある。逆に、高電圧補機１２０の消費電力が急減する場合には、高電圧配線１６０の電圧が上昇し、許容範囲の上限を超える可能性がある。高電圧配線１６０の電圧が許容範囲の上限を超えると、高電圧補機１２０が故障する可能性がある。
【００２２】
ステップＳ１２０では、電源制御装置２００は、補機の合計消費電力Ｐｈが第１の閾値Ｐｍ１よりも大きいという第１の条件を満たすか否か（すなわち、第１の場合に該当するか否か）を判断する。Ｐｈ＞Ｐｍ１の場合には、ステップＳ１３０に移行する。一方、Ｐｈ≦Ｐｍ１の場合には、ステップＳ１４０に移行する。
【００２３】
ステップＳ１４０では、電源制御装置２００は、補機の合計消費電力Ｐｈが第２の閾値Ｐｍ２よりも小さいという第２の条件を満たすか否か（すなわち、第２の場合に該当するか否か）を判断する。第２の閾値Ｐｍ２は、第１の閾値Ｐｍ１以下の値に予め設定される。本実施形態では、Ｐｍ２＜Ｐｍ１である。Ｐｈ＜Ｐｍ２の場合には、ステップＳ１５０に移行する。一方、Ｐｍ２≦Ｐｈの場合には、ステップＳ１６０に移行する。ステップＳ１６０は、第３の場合に該当する。
【００２４】
ステップＳ１３０、１５０、Ｓ１６０では、発電機１１０の出力電圧の制御目標値が、３つの値ＶｍＬ，ＶｍＭ，ＶｍＨのいずれかに設定される。これらの３つの値は、ＶｍＬ＜ＶｍＭ＜ＶｍＨの関係にある。ステップＳ１６０では、電源制御装置２００は、発電機１１０の出力電圧の制御目標値をＶｍＭに設定し、補機の合計消費電力Ｐｈと等しい電力を発電させる。なお、この制御目標値ＶｍＭは、高電圧配線１６０の電圧の許容範囲の中央値に近い値である。
【００２５】
ステップＳ１３０では、電源制御装置２００は、発電機１１０の出力電圧の制御目標値をＶｍＬに設定する。すなわち、この第１の場合には、補機の合計消費電力Ｐｈが第１の閾値Ｐｍ１以下の場合（ステップＳ１６０、Ｓ１５０）に比べて、発電機１１０の出力電圧の制御目標値を低く設定する。
【００２６】
ステップＳ１５０では、電源制御装置２００は、発電機１１０の出力電圧の制御目標値をＶｍＨに設定する。すなわち、この第２の場合には、補機の合計消費電力Ｐｈが第２の閾値Ｐｍ２以上の場合（ステップＳ１３０、Ｓ１６０）に比べて、発電機１１０の出力電圧の制御目標値を高く設定する。
【００２７】
図３は、第１の実施形態における補機の合計消費電力Ｐｈと高電圧配線１６０の電圧ＶＨの変化の例を示す説明図である。この例では、補機の合計消費電力Ｐｈは以下のように変化し、括弧内に示すステップが実行される。
（１）時刻ｔ０〜ｔ１：Ｐｈ＞Ｐｍ１  （ステップＳ１３０）
（２）時刻ｔ１〜ｔ２：Ｐｍ２≦Ｐｈ≦Ｐｍ１  （ステップＳ１６０）
（３）時刻ｔ２〜ｔ３：Ｐｈ＜Ｐｍ２  （ステップＳ１５０）
（４）時刻ｔ３〜ｔ４：Ｐｍ２≦Ｐｈ≦Ｐｍ１  （ステップＳ１６０）
（５）時刻ｔ４以降：Ｐｈ＞Ｐｍ１  （ステップＳ１３０）
【００２８】
図３の上部に示す高電圧配線１６０の電圧ＶＨ変化を見れば分かるように、補機の合計消費電力Ｐｈに応じて発電機１１０の出力電圧の制御目標値が３つの値ＶｍＬ，ＶｍＭ，ＶｍＬのいずれかに設定されてフィードバック制御が実行される。従って、補機の合計消費電力Ｐｈが急減したり急増したりした場合にも、高電圧配線１６０の電圧ＶＨがその許容範囲（ＶＨｌｉｍ〜ＶＬｌｉｍ）内に収まっている。
【００２９】
図４は、比較例における補機の合計消費電力Ｐｈと高電圧配線１６０の電圧ＶＨの変化の例を示す説明図である。この比較例では、高電圧配線１６０の電圧ＶＨの制御目標値は、補機の合計消費電力Ｐｈに関わらずＶｍＭである。従って、補機の合計消費電力Ｐｈが急変した場合に、高電圧配線１６０の電圧ＶＨが、その許容範囲の上限ＶＨｌｉｍを超えたり、下限ＶＬｌｉｍを下回ったりする可能性が高い。
【００３０】
以上、第１の実施形態によれば、電源制御装置２００は、高電圧二次電池１４がリレー１４４によって高電圧配線１６０から切り離されており、かつ、Ｐｈ＞Ｐｍ１が成立する第１の場合には、発電機１１０の出力電圧の制御目標値をＰｈ≦Ｐｍ１の場合に比べて低いＶｍＬに設定する。一方、高電圧二次電池１４がリレー１４４によって高電圧配線１６０から切り離されており、かつ、Ｐｈ＜Ｐｍ２が成立する第２の場合には、発電機１１０の出力電圧の制御目標値をＰｈ≧Ｐｍ２の場合に比べて高いＶｍＨに設定する。その結果、補機の合計消費電力Ｐｈが変動しても、高電圧配線１６０の電圧ＶＨが許容範囲（ＶＬｌｉｍ〜ＶＨｌｉｍ）からはずれる可能性を低減することが可能となる。
【００３１】
また、高電圧二次電池１４がリレー１４４によって高電圧配線１６０から切り離されており、かつ、Ｐｍ２≦Ｐｈ≦Ｐｍ１が成立する第３の場合には、発電機１１０の出力電圧の制御目標値を第１の場合の値ＶｍＬと第２の場合の値ＶｍＨの中間の値ＶｍＭに設定する。この第３の場合には、補機の合計消費電力Ｐｈが変化して高電圧配線１６０の電圧ＶＨが変動しても、許容範囲からはずれる可能性が低く、許容範囲に収めることが可能となる。
【００３２】
上記実施形態では、Ｐｍ２＜Ｐｍ１としたが、Ｐｍ１＝Ｐｍ２としてもよい。このとき、ステップＳ１６０は不要である。この場合に、Ｐｈ＝Ｐｍ１＝Ｐｍ２のときにステップＳ１３０が実行されるように、ステップＳ１２０の判断をＰｈ≧Ｐｍ１としてもよい。或いは、Ｐｈ＝Ｐｍ１＝Ｐｍ２のときにステップＳ１５０が実行されるように、ステップＳ１４０の判断をＰｈ≦Ｐｍ２としてもよい。これらの点は、以下の第２の実施形態においても同様である。
【００３３】
第２の実施形態：
図５は、第２の実施形態における制御フローチャートである。図２に示す第１の実施形態のフローチャートとは、ステップＳ１３５、Ｓ１５５、Ｓ１６５の動作が異なっており、他のステップの動作は第１の実施形態と同じである。ステップＳ１６５では、電源制御装置２００は、図２のステップＳ１６０の処理に加えて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０の低電圧配線１９０側の電圧の制御目標値を予め定められた値Ｖｐｂに設定する。この制御目標値Ｖｐｂは、例えば、低電圧二次電池１８０の開放電圧と等しい値に設定される。ステップＳ１３５では、電源制御装置２００は、ステップＳ１３０の処理に加えて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０の低電圧配線１９０側の電圧の制御目標値を、Ｖｐｂよりも大きい値（Ｖｐｂ＋Ｖｄｃ１）に設定する。ここで、Ｖｄｃ１は、Ｖｐｂ＋Ｖｄｃ１が低電圧二次電池１８０の許容電圧範囲の上限以下となるように決定される。ステップＳ１５５では、電源制御装置２００は、ステップＳ１５０の処理に加えて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０の低電圧配線１９０側の電圧の制御目標値を、Ｖｐｂよりも小さい値（Ｖｐｂ−Ｖｄｃ２）に設定する。ここで、Ｖｄｃ２は、Ｖｐｂ―Ｖｄｃ２が低電圧二次電池１８０の許容電圧範囲の下限以上となるように決定される。
【００３４】
第２の実施形態では、電源制御装置２００は、高電圧二次電池１４がリレー１４４によって高電圧配線１６０から切り離されており、かつ、Ｐｍ１＜Ｐｈが成立する第１の場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０の低電圧配線１９０側の電圧の制御目標値を、Ｐｍ１≧Ｐｈの場合に比べて大きい値（Ｖｐｂ＋Ｖｄｃ１）に設定する。この状態で、低電圧補機１７０の消費電力が減少すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０から低電圧配線１９０への電力供給が過剰となるが、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０の低電圧配線１９０側の電圧の制御目標値が大きい値（Ｖｐｂ＋Ｖｄｃ１）に設定されているので、その余剰電力を、低電圧二次電池１８０に充電できる。この結果、低電圧補機１７０の消費電力が減少する場合であっても、高電圧配線１６０の電圧ＶＨを、許容範囲に収めることが容易である。
【００３５】
一方、電源制御装置２００は、高電圧二次電池１４がリレー１４４によって高電圧配線１６０から切り離されており、かつ、Ｐｈ＜Ｐｍ２が成立する第２の場合には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０の低電圧配線１９０側の電圧の制御目標値を、Ｐｈ≧Ｐｍ２の場合に比べて小さい値（Ｖｐｂ−Ｖｄｃ２）に設定する。この状態で、低電圧補機１７０の消費電力が増加すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０からの電力供給が不足するが、ＤＣ−ＤＣコンバータ１５０の低電圧配線１９０側の電圧の制御目標値が小さい値（Ｖｐｂ−Ｖｄｃ２）に設定されているので、不足する電力を低電圧二次電池１８０に放電させることで補うことができる。すなわち、低電圧補機１７０の消費電力が増加する場合であっても、高電圧配線１６０の電圧ＶＨを、許容範囲に収めることが容易である。
【００３６】
第３の実施形態：
図６は、第３の実施形態における制御フローチャートである。なお、第３の実施形態の制御処理は、第１の実施形態の図２の制御処理、または、第２の実施形態の図５の制御処理と並行して実行が可能である。ステップＳ２００、Ｓ２０５では、電源制御装置２００は、第１の実施形態のステップＳ１００、Ｓ１０５と同様に、高電圧二次電池１４０がフェールしたときに、リレー１５５で切断する。ステップＳ２０６では、電源制御装置２００は、高電圧補機１２０のうちの第１補機１２２（図１）の消費電力Ｐｈ１を取得する。なお、第３の実施形態では、高電圧補機１２０用の電力計１２１として、第１補機１２２の消費電力を測定する第１電力計と、第２補機１３０の消費電力を測定する第２電力計の２つを設けることが好ましい。ステップＳ２０８では、電源制御装置２００は、ステップＳ２０６以降のルーチンの実行が２回目以降か否かを判断する。ステップＳ２０６以降のルーチンの実行が１回目である場合には、電源制御装置２００は、ステップＳ２１０、Ｓ２２０、Ｓ２３０を実行せずに、ステップＳ２４０に移行する。一方、２回目以降の場合には、電源制御装置２００は、ステップＳ２１０に移行する。ステップＳ２１０では、電源制御装置２００は、第１補機１２２の消費電力Ｐｈ１の前回と今回の値の差分の絶対値｜ΔＰｈ１｜が予め定められた閾値Ｔｈ１よりも大きいか否かを判断する。電源制御装置２００は、｜ΔＰｈ１｜＞Ｔｈ１の場合には、ステップＳ２２０に移行し、｜ΔＰｈ１｜≦Ｔｈ１の場合には、ステップＳ２４０に移行する。
【００３７】
ステップＳ２２０では、電源制御装置２００は、第２補機１３０（図１）の中から強制的に消費電力を変更する補機を選択する。第２補機１３０は、上述したように、高電圧補機１２０であるが、車両の制動制御や駆動制御に関与しない補機であり、例えば、空調用のファン１３２と、空調用のコンプレッサ１３４と、エンジン１００の冷却液ポンプ１３６と、ラジエータファン１３８とを含む。電源制御装置２００は、第１補機１２２の消費電力が増加した場合には、第２補機１３０のうち、現在の消費電力が大きな第２補機のうち１つ以上を選択することが好ましい。例えば、現在、空調用のファン１３２と、空調用のコンプレッサ１３４の消費電力が大きければ、電源制御装置２００は、空調用のファン１３２と、空調用のコンプレッサ１３４のいずれか、または両方を選択する。一方、第１補機１２２の消費電力が減少した場合には、第２補機１３０のうち、現在の消費電力が小さな第２補機あるいは、動作しておらず消費電力がゼロの第２補機を１つ以上選択することが好ましい。例えば、現在エンジン１００の冷却液ポンプ１３６と、ラジエータファン１３８の消費電力が小さい場合には、電源制御装置２００は、エンジン１００の冷却液ポンプ１３６と、ラジエータファン１３８のいずれか、または両方を選択する。なお、上記した現在の消費電力は、一例であり、車両１０の状態によっては、エンジン１００の冷却液ポンプ１３６と、ラジエータファン１３８の消費電力が大きく、空調用のファン１３２と、空調用のコンプレッサ１３４の消費電力が小さい場合も有り得る。
【００３８】
ステップＳ２３０では、電源制御装置２００は、｜ΔＰｈ１＋ΔＰｈ２｜＜Ｔｈ２を満たすように、第２補機１３０の消費電力Ｐｈ２を制御する。ここで、ΔＰｈ２は、第２補機１３０の消費電力Ｐｈ２をどれだけ変化させるかを示す値である。また、Ｔｈ２は、ステップＳ２１０における閾値Ｔｈ１よりも小さな値に設定された閾値である。消費電力が増加する場合をプラス、消費電力が減少する場合をマイナスとすると、上記の不等式を満たすためには、第１補機１２２の消費電力Ｐｈ１が増加するとき（ΔＰｈ１＞０のとき）は、ΔＰｈ２＜０とすればよく、第１補機１２２の消費電力Ｐｈ１が減少するとき（ΔＰｈ１＜０のとき）は、ΔＰｈ２＞０とすればよい。なお、電源制御装置２００は、｜ΔＰｈ２｜≦｜ΔＰｈ１｜を満たすようにΔＰｈ２を設定することが好ましい。この理由は、第１補機１２２の消費電力Ｐｈ１が変化した以上に第２補機の消費電力Ｐｈ２を変化させる必要は無いからである。以上のように、電源制御装置２００は、高電圧二次電池１４がリレー１４４によって高電圧配線１６０から切り離されており、かつ、第１補機１２２の消費電力Ｐｈ１が増加した場合には、第２補機１３０の消費電力Ｐｈ２を減少させるように第２補機１３０の消費電力Ｐｈ２を変更し、第１補機１２２の消費電力Ｐｈ１が減少した場合には、第２補機１３０の消費電力Ｐｈ２を増加させるように第２補機１３０の消費電力Ｐｈ２を変更する。すなわち、第１補機１２２の消費電力Ｐｈ１と第２補機１３０の消費電力Ｐｈ２の和の変動を緩和するように第２補機１３０の消費電力Ｐｈ２を変更する。
【００３９】
図７は、第３の実施形態において、第１補機の消費電力Ｐｈ１が増加したときの電圧と消費電力の変化の例を示す説明図である。時刻ｔ２０において、第１補機１２２の消費電力Ｐｈ１が増加した場合を例にとって説明する。仮に、電源制御装置２００が図６の制御を実行せず、第２補機１３０の消費電力Ｐｈ２を変更しなかった場合には、第１補機１２２の消費電力Ｐｈ１の増大に追従して発電機１１０の出力電力が増大できないと、高電圧配線１６０の電圧ＶＨが、許容範囲の下限（ＶＬｌｉｍ）を下まわる可能性がある。
【００４０】
これに対し、第１補機１２２の消費電力Ｐｈ１が増加した場合に、電源制御装置２００が図６の制御を実行し、第２補機１３０の消費電力Ｐｈ２を減少させるように第２補機１３０の消費電力Ｐｈ２を変更した場合には、第１補機１２２の消費電力Ｐｈ１と第２補機１３０の消費電力Ｐｈ２の和は、第２補機１３０の消費電力Ｐｈ２を変更しなかった場合に比べてゆっくりとしか増加しない。したがって、発電機１１０の出力電力が第１補機１２２の消費電力Ｐｈ１と第２補機１３０の消費電力Ｐｈ２の和に追従できる。その結果、高電圧配線１６０の電圧ＶＨが、許容範囲の下限（ＶＬｌｉｍ）を下まわり難くすることができる。
【００４１】
図８は、第３の実施形態において、第１補機１２２の消費電力が減少したときの電圧と消費電力の変化の例を示す説明図である。時刻ｔ２１において、第１補機１２２の消費電力Ｐｈ１が減少した場合を例にとって説明する。仮に、電源制御装置２００が図６の制御を実行せず、第２補機１３０の消費電力Ｐｈ２を変更しなかった場合には、第１補機１２２の消費電力Ｐｈ１の減少に追従して発電機１１０の出力電力が減少できないと、高電圧配線１６０の電圧ＶＨが、許容範囲の上限（ＶＨｌｉｍ）を超える可能性がある。
【００４２】
これに対し、第１補機１２２の消費電力Ｐｈ２が減少した場合に、電源制御装置２００が図６の制御を実行し、第２補機１３０の消費電力Ｐｈ２を増加させるように第２補機１３０の消費電力Ｐｈ２を変更した場合、第１補機１２２の消費電力と第２補機１３０の消費電力の和は、第２補機１３０の消費電力を変更しなかった場合に比べてゆっくりとしか減少しない。したがって、発電機１１０の出力電力が第１補機１２２の消費電力Ｐｈ１と第２補機１３０の消費電力Ｐｈ２の和に追従できる。その結果、実線のグラフで示すように、高電圧配線１６０の電圧ＶＨが、許容範囲の上限（ＶＨｌｉｍ）を超え難くすることができる。
【００４３】
電源制御装置２００は、ステップＳ２２０で選択する第２補機１３０について、消費電力を変動させても運転者に違和感を与えにくい第２補機１３０を選択することが好ましい。例えば、空調用のファン１３２や、空調用のコンプレッサ１３４であれば、消費電力が多少変動しても、車内温度への影響は直ぐには現れない。したがって、運転者に違和感を与えにくい。
【００４４】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４５】
１０…車両
１００…エンジン
１０１…回転軸
１０２…動力伝達機構
１１０…発電機
１２０…高電圧補機
１２１…電力計
１２２…第１補機
１２４…アンチロックブレーキシステム
１２６…トラクション制御システム
１３０…第２補機
１３２…ファン
１３４…コンプレッサ
１３６…冷却液ポンプ
１３８…ラジエータファン
１４０…高電圧二次電池
１４２…バッテリセンサ
１４４…リレー
１５０…ＤＣ−ＤＣコンバータ
１６０…高電圧配線
１７０…低電圧補機
１７２…電力計
１８０…低電圧二次電池
１８２…バッテリセンサ
１９０…低電圧配線
２００…電源制御装置
２１０…変速機
２２０…動力分配器
２３０…駆動軸
２４０…駆動輪
【図１】
0006384441.tif 000002
【図２】
0006384441.tif 000003
【図３】
0006384441.tif 000004
【図４】
0006384441.tif 000005
【図５】
0006384441.tif 000006
【図６】
0006384441.tif 000007
【図７】
0006384441.tif 000008
【図８】
0006384441.tif 000009