(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと、発電手段と、作動時に突入電流を発生するとともに供給される電力によって作動する第１の電力システムと、必要に応じ前記第１の電力システムの作動時に作動の制限が可能な第２の電力システムと、前記バッテリの状態を管理するバッテリ状態管理装置とを備える車両システムであって、
前記バッテリ状態管理装置は、
前記バッテリの充放電電流を検知し、かつ、前記バッテリの放電特性を取得するバッテリ監視手段と、
前記バッテリの放電特性と放電電流とに基づいて、前記バッテリの端子電圧が所定の限界電圧に低下するまで放電可能な許容電力を演算する許容電力演算手段と、
前記第１および第２の電力システムに対して前記許容電力を通知する許容電力通知手段と、
を備え、前記許容電力の代わりに許容電流が用いられ、
前記第１の電力システムは、作動時に突入電流量を前記許容電力演算手段に通知し、
前記許容電力通知手段は、前記許容電流を通知する際に、前記許容電力演算手段によって演算された許容電力から前記突入電流量を減算した値を、前記第１および第２の電力システムに対して通知する許容電流とし、
前記第１および第２の電力システムは、通知された許容電流に基づいて、前記バッテリの端子電圧が前記限界電圧以上を維持できるように、それぞれの作動状態を変更することを特徴とする車両システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記許容電力通知手段は、前記第１の電力システムの作動時における突入電流量を減算して演算した許容電流を、前記第１の電力システムの突入作動期間内は保持して通知することを特徴とする車両システム。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１の電力システムは、作動時に突入電流が発生する突入期間を前記バッテリ状態管理装置に通知し、
前記許容電流の保持動作がこの通知された前記突入期間内維持されることを特徴とする車両システム。
【請求項４】
請求項２において、
前記バッテリ監視手段は、前記第１の電力システムから突入電流量を通知された後に、前記第１の電力システムの作動に伴う突入電流を観測しており、
突入電流のピーク電流の発生が終了するまでの間、前記許容電流の保持動作が維持されることを特徴とする車両システム。
【請求項５】
請求項１において、
前記第１の電力システムは、この第１の電力システムの数をＫとしたときに、通知される許容電流が突入電流のＫ倍以上確保されている場合に、作動許可を待たずに作動を開始することを特徴とする車両システム。
【請求項６】
請求項１において、
前記第２の電力システムは、通知される許容電流が少ないほど作動制限率が高くなるように設定されることを特徴とする車両システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機や各種の電力システムなどからなる車両システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電源（発電機およびバッテリ）から複数の搭載機器に電力を供給する際に、グループ毎に電力供給を制御するようにした統合的な電源制御システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、各搭載機器の負荷電流を検知し、供給と消費電力も統合管理するようにした電源装置が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３００７３４号公報（第３−６頁、図１−４）
【特許文献２】特開２００４−１９４３６４号公報（第３−８頁、図１−４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１、２に開示されている手法で、車両の各搭載機器の電力供給を管理するために統合的なシステムを採用するには以下に示す問題があった。
【０００４】
電力配分を集中管理するためにシステムが大規模となり、コストがかかる。また、車両の車格や利用目的等に応じシステムに含まれる各搭載機器の組み合わせとして各種のバリエーションが発生するが、これらのバリエーション毎に集中管理するシステム内容の変更が発生し、システム設計に工数がかかる。
【０００５】
また、電力システムとして、バッテリが上がらないように定常時の電力供給は発電機によって行うように充放電の収支を設計するのが電源系の設計の定石であり、全ての電気負荷を対象に統合的な管理をしたいとする要求は必ずしも高いものではなかった。
【０００６】
しかし、近年、電動パワーステアリング、電動ブレーキ、電動スタビライザなどの従来機械式であった搭載機器が電動化され、これらの機器は常時作動はしないが、車の走行状態に応じて適宜作動するようになっている。これらの機器の作動中は、定常の電力を供給する発電機の発電能力を上回るために、一時的な電力供給をバッテリに頼ることになる。しかし、バッテリが低容量あるいは寿命にともなう内部抵抗の増加などの状態になると、十分に電力を供給しつつ給電ラインの電圧を維持できなくなり、作動に伴い電圧低下を引き起こし、十分に機器の性能を引き出せなくなるおそれがある。
【０００７】
また、上述したシステムは、一般にはモータ等を含んで実現されるため、特に作動開始時点での突入電流が問題になるが、この点について十分な配慮がされていない。
【０００８】
さらに、大電力負荷に対する電源供給を統合的に管理する従来のシステムでは、システムに一時的にでも障害が発生すると、システムの全て作動に支障をきたす心配があり、システムの安全性について改善が求められていた。また、システム全体を集中的に統合する場合には、システムを拡充する際にシステム全体の見直しが必要になるためシステム拡張が容易ではなく、しかも、統合的に判断した後に各電気負荷の作動を制御することになるため応答性が悪くなる。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、安全性と応答性およびシステムの拡充性を向上させることができる車両システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明の車両システムは、バッテリと、発電手段と、作動時に突入電流を発生するとともに供給される電力によって作動する第１の電力システムと、必要に応じ第１の電力システムの作動時に作動の制限が可能な第２の電力システムと、バッテリの状態を管理するバッテリ状態管理装置とを備える車両システムであって、バッテリ状態管理装置は、バッテリの充放電電流を検知し、かつ、バッテリの放電特性を取得するバッテリ監視手段と、バッテリの放電特性と放電電流とに基づいて、バッテリの端子電圧が所定の限界電圧に低下するまで放電可能な許容電力を演算する許容電力演算手段と、第１および第２の電力システムに対して許容電力を通知する許容電力通知手段とを備え、第１および第２の電力システムは、許容電力に基づいて、バッテリの端子電圧が限界電圧以上を維持できるように、それぞれの作動状態を変更する。車両の各電力システムに対して、バッテリが放電可能な許容電力を通知することで、電力面で余裕のない場合に各電力システムが自律的にシステム作動条件を決定することができるので、集中的に統合するシステムに比べ、安全性と応答性およびシステムの拡充性を向上させることができる。
【００１１】
また、上述した許容電力の代わりに許容電流を用いることが望ましい。これにより、許容電力を算出するために必要な電流と電圧の乗算処理が不要になり、演算処理の高速化とシステムコストの低減が可能となる。
【００１４】
また、上述した第１の電力システムは、作動時に突入電流量を許容電力演算手段に通知し、許容電力通知手段は、許容電流を通知する際に、許容電力演算手段によって演算された許容電力から突入電流量を減算した値を、第１および第２の電力システムに対して通知する許容電流とすることが望ましい。第１の電力システムの作動に必要な突入電流量を予め確保するために第２の電力システムに許容電流を減少させて通知することで、許容電流が少ない場合に第２の電力システムが作動制限を実行し、その分第１の電力システムが使用可能な許容電流を増加させることができるため、第１の電力システムに対応する大電力負荷が作動する前に電力確保を図ることが可能になる。
【００１５】
また、上述した許容電力通知手段は、第１の電力システムの作動時における突入電流量を減算して演算した許容電流を、第１の電力システムの突入作動期間内は保持して通知することが望ましい。第２の電力システムが作動制限を実行して第１の電力システムが使用可能な許容電流が増加しても、第２の電力システムに通知する許容電流としては第１の電力システムの作動に必要な突入電流量を確保し続けるので、第１の電力システムに対する電力確保を確実に実行することが可能になる。
【００１６】
また、上述した第１の電力システムは、作動時に突入電流が発生する突入期間をバッテリ状態管理装置に通知し、許容電流の保持動作がこの通知された突入期間内維持されることが望ましい。第１の電力システムの作動に必要な突入電流量を確保する期間を、第１の電力システム毎に必要な時間だけ確保することができ、第２の電力システムの作動に必要以上の制限を加えることを回避することができる。
【００１７】
また、上述したバッテリ監視手段は、第１の電力システムから突入電流量を通知された後に、第１の電力システムの作動に伴う突入電流を観測しており、突入電流のピーク電流の発生が終了するまでの間、許容電流の保持動作が維持されることが望ましい。第１の電力システムの作動にともなう突入電流のピーク電流の発生が終了すると、予め確保した突入電流分を開放するので、第２の電力システムの作動に必要以上の制限を加えることを回避することができる。
【００１８】
また、上述した許容電流が突入電流を上回る場合に、第１の電力システムに、作動許可を通知する電力負荷作動管理手段を備えることが望ましい。第１の電力システムの作動に伴う突入電流による電圧低下が許容範囲内であることを担保しつつ、第１の電力システムの作動が可能となる。
【００１９】
また、上述した第１の電力システムは、この第１の電力システムの数をＫとしたときに、通知される許容電流が突入電流のＫ倍以上確保されている場合に、作動許可を待たずに作動を開始することが望ましい。第１の電力システムの作動に伴う突入電流に対して、バッテリの許容電流が十分大きい場合に、第１の電力システムの作動応答性を高めることができる。
【００２０】
また、上述した第２の電力システムは、通知される許容電流が少ないほど作動制限率が高くなるように設定されることが望ましい。第１の電力システムの作動に伴う突入電流に対して、電流を確保するための第２の電力システムによる作動制限を自律的に実行することができ、第１の電力システムの安定性と第２の電力システムの作動の安定性をともに高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を適用した一実施形態の車両システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、一実施形態の車両システムの全体構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の車両システムは、大電力システム１０、１２、作動制限対象システム２０、２２、発電手段３０、３２、バッテリ４０、バッテリ状態管理装置５０を含んで構成されている。大電力システム１０、１２のそれぞれは、作動時に突入電流を発生するとともに供給される電力によって作動する電気負荷を含んでおり、この電気負荷の作動制御を行う。作動制限対象システム２０、２２のそれぞれは、大電力システム１０、１２の作動時に必要に応じて作動の制限が可能な電気負荷を含んでおり、この電気負荷の作動制御を行う。発電手段３０、３２は、エンジンによって駆動されて発電を行うものであり、例えば車両用発電機などが該当する。バッテリ４０は、発電手段３０、３２の少なくとも一方から供給される電力によって充電され、必要に応じて大電力システム１０、１２、作動制限対象システム２０、２２に対して電力を供給する。バッテリ状態管理装置５０は、バッテリ４０の状態を管理し、大電力システム１０、１２、作動制限対象システム２０、２２に対して作動状態を管理あるいは制御する。
【００２２】
上述した大電力システム１０、１２、作動制限対象システム２０、２２、発電手段３０、３２、バッテリ４０、バッテリ状態管理装置５０は、通信線１００および電力ケーブル（図示せず）を介して相互に接続されている。通信線１００を介して送受信されるメッセージには、以下に示すものが含まれる（括弧内の符号は図１に含まれる符号に対応している）。
【００２３】
・許容電流メッセージ（ａ）
・発電状態メッセージ（ｄ、ｅ）
・負荷作動メッセージ（ｂ、ｃ）
図２は、各種メッセージのフォーマットを示す図である。「許容電流メッセージ」は、図２（Ａ）に示すように、識別符号（ＩＤ１）、許容電流、大電流負荷作動フラグを含んでいる。「発電状態メッセージ」は、図２（Ｂ）に示すように、識別符号（ＩＤ２）、定格発電電流、発電電圧、出力電流、稼働率を含んで構成されている。「負荷作動メッセージ」は、図２（Ｃ）に示すように、識別符号（ＩＤ３）、突入期間Ｔｓ、突入電流Ｉｐ、定常電流Ｉａを含んでいる。
【００２４】
図３は、大電力システム１０、１２の作動状態とその駆動電流の関係を示す図である。図３において、「負荷作動」は大電力システム１０、１２に対応する大電流負荷（具体例は後述する）が作動状態にあることを示している。また、大電力システム１０、１２に対応する大電流負荷が作動を開始すると突入電流が発生する。点線で示すように、実際には作動直後に急激に電流が増し、ピークに達した後は電流は急激に減少した後なだらかに変化して次第に定常状態に近づく。作動開始から電流が定常状態に近づくまでを突入期間Ｔｓとし、この突入期間Ｔｓの間は一定の突入電流Ｉｐが流れ、その後定常電流Ｉａが流れるものとして、大電力システム１０、１２の駆動電流を扱うものとする。
【００２５】
図４は、バッテリ放電特性と許容電流の関係を示す図である。図４において、Ｖｏはバッテリ４０の開放電圧を、ＶＢ＿limitは限界電圧を、Ｉｓは現在のバッテリ４０の放電電流を、Ｉmax は許容電流を、Ｒｉはバッテリ４０の内部抵抗を、Ｖは電流Ｉに対応するバッテリ放電特性をそれぞれ示している。図４に示すバッテリ放電特性Ｖを用いることにより、現在のバッテリ放電電流Ｉｓ等がわかると、バッテリ４０の端子電圧が限界電圧ＶＢ＿limitまで低下する許容電流Ｉmax を演算することが可能となる。
【００２６】
図５は、本実施形態の車両システムの動作状態の説明図である。大電力システム１０は、負荷の作動条件決定部１０Ａと負荷の作動制御部１０Ｂを含んでいる。負荷の作動制御部１０Ｂは、制御信号とフィードバック信号を入出力することにより、対応する大電流負荷である電動パワーステアリング９０の作動制御を行う。大電力システム１２は、負荷の作動条件決定部１２Ａと負荷の作動制御部１２Ｂを含んでいる。負荷の作動制御部１２Ｂは、制御信号とフィードバック信号を入出力することにより、対応する大電流負荷である電動ブレーキ９２の作動制御を行う。
【００２７】
作動制限対象システム２０は、負荷の作動条件決定部２０Ａと負荷の作動制御部２０Ｂを含んでいる。負荷の作動制御部２０Ｂは、制御信号とフィードバック信号を入出力することにより、対応する負荷制限対象負荷であるヒータ９４の作動制御を行う。作動制限対象システム２２は、負荷の作動条件決定部２２Ａと負荷の作動制御部２２Ｂを含んでいる。負荷の作動制御部２２Ｂは、制御信号とフィードバック信号を入出力することにより、対応する負荷制限対象負荷であるブロアユニット９６の作動制御を行う。
【００２８】
バッテリ状態管理装置５０は、バッテリ監視部５２、許容電流演算部５４、大電力負荷作動管理部５６、許容電流通知部５８を含んでいる。バッテリ監視部５２は、バッテリ４０の充放電電流、バッテリ４０の端子電圧、およびバッテリ４０の温度を検知するとともに、バッテリ４０の放電特性を取得する。この放電特性については、後にバッテリ４０の温度に応じて適宜補正すると更に精度が高まるのでよい。許容電流演算部５４は、バッテリの放電特性と放電電流に基づいて、バッテリ４０の端子電圧が所定の限界電圧ＶＢ＿limitに低下するまで放電可能な許容電流Ｉmax を演算する。大電力負荷作動管理部５６は、演算された許容電流Ｉmax が突入電流Ｉｐを上回る場合に、大電力システム１０、１２に作動許可を与える。許容電流通知部５８は、大電力システム１０、１２、作動制限対象システム２０、３０に対して、演算された許容電流とともに作動許可を通知する。この通知は、上述した許容電流メッセージを用いて行われる。
【００２９】
上述した大電力システム１０、１２が第１の電力システムに、作動制限対象システム２０、２２が第２の電力システムに、バッテリ監視部５２がバッテリ監視手段に、許容電流演算部５４が許容電力演算手段に、許容電流通知部５８が許容電力通知手段に、大電力負荷作動管理部５６が電力負荷作動管理手段にそれぞれ対応する。
【００３０】
本実施形態の車両システムはこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。図６および図７は、バッテリ状態管理装置５０の動作手順を示す流れ図である。キースイッチ（図示せず）がオンされてバッテリ状態管理装置５０が動作可能状態になると、まず、バッテリ監視部５２は、バッテリ４０の放電特性を取得する（ステップ１００）。例えば、スタータ（図示せず）を用いてエンジンを始動する際のバッテリ４０の電圧・電流特性が放電特性として取得される。
【００３１】
次に、バッテリ監視部５２は、バッテリ電流を取得する（ステップ１０１）。許容電流演算部５４は、発電手段３０、３２からそれぞれの稼働率を取得する（ステップ１０２）。この稼働率の取得は、発電状態メッセージ（図２（Ｂ））を受信することにより行われる。大電力負荷作動管理部５６は、大電力システム１０、１２内の負荷の作動条件決定部１０Ａ、１２Ａのそれぞれから大電流負荷の作動状態を取得する（ステップ１０３）。なお、図６において符号Ａで示されたステップ１０１〜１０３の動作は、メインループ（後述するステップ１０９までの動作が終了後にステップ１０１に戻るループ）に対して短い周期（例えば１０ｍｓ以下）で行うと、電流の観測精度と大電力負荷の作動に対する即応性が高まるため、望ましい。しかも、これらの動作の所要時間は、発電手段３０、３２の電力供給応答時間の１／１０以下に設定することが望ましい。
【００３２】
次に、許容電流演算部５４は、放電特性とバッテリ放電電流とに基づいて、バッテリ４０の端子電圧が所定の限界電圧ＶＢ＿limitに低下するまで放電可能な許容電流Ｉmax を演算する（ステップ１０４）。
【００３３】
許容電流演算部５４は、稼働率に余裕があるか否かに応じて、異なる演算式を用いて許容電流Ｉmax を演算する（ステップ１０４）。具体的には、稼働率が１００％（稼働率に余裕がない場合）か、１００％未満（稼働率に余裕がある場合）かによって、以下に示すように式を使い分ける。
【００３４】
Ｉmax ＝（Ｖｏ−ＶＢ＿limit）／Ｒｉ−Ｉｓ      （稼働率＝１００％）
Ｉmax ＝（Ｖｏ−ＶＢ＿limit）／Ｒｉ            （稼働率＜１００％）
なお、稼働率に余裕がある場合は、許容電流Ｉmax を演算する際に、現在のバッテリ放電電流Ｉｓ＝０として演算している。
【００３５】
次に、大電力負荷作動管理部５６は、大電力システム１０、１２のそれぞれに対応する大電力負荷（電動パワーステアリング９０と電動ブレーキ９２）の作動通知があったか否かを判定する(ステップ１０５）。この作動通知は、図２（Ｃ）に示した負荷作動メッセージを用いて行われる。通知がない場合には否定判断が行われ、次に、許容電流通知部５８は、図２（Ａ）に示した許容電流メッセージに含まれる「大電流負荷作動フラグ」を不許可に変更するとともに（ステップ１０６）、変数Ｉmax＿out をステップ１０４で演算した許容電流Ｉmax の値を用いて初期化する（ステップ１０７）。次に、許容電流通知部５８は、図２（Ａ）に示した許容電流メッセージの「許容電流」として、Ｉmax とＩmax＿out の小さい方を選択して設定し（ステップ１０８）、この許容電流メッセージを送信して大電力システム１０、１２内の負荷の作動条件決定部１０Ａ、１２Ａに許容電流と大電流負荷作動フラグを通知する（ステップ１０９）。その後、ステップ１０１に戻って処理が繰り返される。
【００３６】
また、大電力システム１０、１２のそれぞれに対応する大電力負荷の作動通知があった場合にはステップ１０５の判定において肯定判断が行われ、次に、大電力負荷作動管理部５６は、バッテリ４０の放電余裕の判定を行う（ステップ１１０）。この判定は、ステップ１０４で演算された許容電流Ｉmax と突入電流Ｉｐとを比較することにより行われる。具体的には、Ｉmax ＞Ｉｐの場合には放電余裕ありと判断され、それ以外の場合には放電余裕なしと判断される。
【００３７】
「放電余裕あり」と判断された場合には、次に、大電力負荷作動管理部５６は作動許可の有無判定を行う（ステップ１１１）。この判定は、その時点で、図２（Ａ）に示した許容電流メッセージに含まれる「大電流負荷作動フラグ」が許可を示しているか不許可を示しているかを調べることにより行われる。「不許可」と判断された場合には、次に、許容電流通知部５８は、許容電流メッセージに含まれる「大電流負荷作動フラグ」を許可に変更するとともに（ステップ１１２）、許可に変更時の許容電流Ｉmax から突入電流Ｉｐを減算した値を変数Ｉmax＿out に設定する（ステップ１１３）。その後、ステップ１０８に移行する。
【００３８】
また、ステップ１１１の作動許可の有無判定において「許可」と判断された場合には、次に、大電力負荷作動管理部５６は大電力システム１０、１２に対応する大電力負荷の作動時間ｔが突入期間Ｔｓ内であるか否かを判定する（ステップ１１４）。突入期間内の場合（ｔ＜Ｔｓ）には、次に、許容電流通知部５８は、ステップ１１３に移行して、許容電流Ｉmax から突入電流Ｉｐを減算した値を変数Ｉmax＿out に設定する。一方、突入期間が経過した場合（ｔ≧Ｔｓ）には、許可電流通知部５８は、変数Ｉmax＿out を許容電流Ｉmax の値を用いて初期化する（ステップ１１５）。その後、ステップ１０８に移行する。
【００３９】
また、ステップ１１０の放電余裕の判定において「放電余裕なし」と判断された場合には、次に、大電力負荷作動管理部５６は作動許可の有無判定を行う（ステップ１１６）。「許可」と判断された場合には、ステップ１１４の突入期間内であるか否かの判定に移行する。また、「不許可」と判断された場合、すなわち、放電余裕がなく、しかも、大電流負荷作動フラグが「不許可」を示している場合には、大電流負荷の作動電流を確保しにくいことを示しており、次に、許容電流通知部５８は、許容電流Ｉmax から突入電流Ｉｐを減算した値を変数Ｉmax＿out に設定する（ステップ１１７）。その後、ステップ１０８に移行する。このようにしてバッテリ状態管理装置５０による一連の動作手順が実施される。
【００４０】
図８は、大電力システム１０、１２の動作手順を示す流れ図である。なお、２つの大電力システム１０、２０は個別に図８に示す動作手順で動作しており、以下では、一方の大電力システム１０の動作について説明を行うものとする。
【００４１】
キースイッチがオンされて大電力システム１０が動作可能状態になると、まず、負荷の作動条件決定部１０Ａは、作動要否の判定を行った後（ステップ２００）、許可電流通知部５８から送られてくる許容電流メッセージ（図２（Ａ））を受信し、このメッセージに含まれる許容電流Ｉmax と大電流負荷作動フラグを取得する（ステップ２０１）。
【００４２】
次に、負荷の作動条件決定部１０Ａは、対応する負荷（電動パワーステアリング９０）の作動条件を決定する（ステップ２０２）。許容電流Ｉmax を取得しているので、許容電流Ｉmax を考慮して大電力負荷ができるだけ早く作動できるようにすることが可能になる。
【００４３】
次に、負荷の作動条件決定部１０Ａは、バッテリ状態管理装置５０内の大電力負荷作動管理部５６に負荷の作動通知（図２（Ｃ））を送る（ステップ２０３）。この作動通知は、図２（Ｃ）に示した負荷作動メッセージを用いて行われる。この通知を送ることにより、バッテリ状態管理装置５０によって、安定的に動作できる動作電流を確保することができるため、車両システム全体の作動の安定を増すことができるようになる。
【００４４】
次に、負荷の作動条件決定部１０Ａは、Ｉmax ／Ｉｐが余裕度を判定する基準値よりも大きいか否かを判定する（ステップ２０４）。例えば、本実施形態のように同時に作動する可能性がある２つの大電力システム１０、１２が存在する場合には基準値は２に設定される（一般には大電力システムの数をＫとしたときにこの基準値がＫに設定される）。これにより、Ｉmax ／Ｉｐが基準値（＝２）以上のときには、大電流負荷作動フラグによる作動許可を待たずに大電力負荷が作動できるようにすると、バッテリ４０の状態が良好なときに負荷の応答遅れを少なくすることができる。
【００４５】
Ｉmax ／Ｉｐが基準値以下の場合、すなわち、許容電流Ｉmax に余裕がない場合には否定判断が行われ、次に、負荷の作動条件決定部１０Ａは、大電流負荷作動フラグ（図２（Ａ））の内容を確認する（ステップ２０５）。このフラグが不許可を示している場合には、作動許可を示す大電流負荷作動フラグの取得を待って（ステップ２０６）、ステップ２０４に戻って処理が繰り返される。
【００４６】
また、許容電流Ｉmax に余裕があってステップ２０４の判定において肯定判断が行われた場合、あるいは、大電流負荷作動フラグが作動許可を示している場合（ステップ２０５）には、負荷の作動制御部１０Ｂは、対応する大電流負荷の作動を開始させる（ステップ２０７）。このようにして大電力システム１０による一連の動作手順が実施される。
【００４７】
図９は、作動制限対象システム２０、２２の動作手順を示す流れ図である。なお、２つの作動制限対象システム２０、２２は個別に図９に示す動作手順で動作しており、以下では、一方の作動制限対象システム２０について説明を行うものとする。
【００４８】
キースイッチがオンされて作動制限対象システム２０が動作可能状態になると、まず、負荷の作動条件決定部２０Ａは、作動要否の判定を行った後（ステップ３００）、許可電流通知部５８から送られてくる許容電流メッセージ（図２（Ａ））を受信し、このメッセージに含まれる許容電流Ｉmax を取得する（ステップ３０１）。
【００４９】
つぎに、負荷の作動条件決定部２０Ａは、対応する負荷（ヒータ９４）を制限なしで作動させるために必要な作動可能電流よりも許容電流Ｉmax の方が大きいか否かを判定する（ステップ３０２）。許容電流Ｉmax が作動可能電流以下であって余裕がない場合には否定判断が行われ、負荷の作動制御部２０Ｂは、負荷の作動制限を実行する（ステップ３０３）。反対に、許容電流Ｉmax が作動可能電流よりも大きく余裕がある場合には肯定判断が行われ、負荷の作動制御部２０Ｂは、負荷の作動制限をせずに通常の負荷作動を実行する（ステップ３０４）。
【００５０】
図１０は、作動制限率の説明図である。例えば、ステップ３０２の判定において用いられる作動可能電流が５０Ａに設定されているものとする。図１０において、横軸は許容電流Ｉmax を、縦軸は作動制限率をそれぞれ示している。図１０に示すように、許容電流Ｉmax が５０Ａ以下の場合には許容電流Ｉmax に余裕がない場合であり、作動制限率が３３％、すなわち負荷電流が３３％少なくなるようにヒータ９４の作動制御が行われる。一方、許容電流Ｉmax が５０Ａよりも多い場合には許容電流Ｉmax に余裕がある場合であり、作動制限率が０％、すなわち負荷電流を制限せずにヒータ９４の作動制御が行われる。このようにして作動制限対象システム２０による一連の動作手順が実施される。
【００５１】
図１１は、本実施形態の車両システムの動作シーケンス図である。図１１において、通知Ａはバッテリ状態管理装置５０から大電力システム１０、１２、作動制限対象システム２０、２２に送られる許容電流メッセージ（図２（Ａ））を、通知Ｃは大電力システム１０、１２からバッテリ管理装置５０に送られる負荷作動メッセージ（図２（Ｃ））をそれぞれ示している。また、横軸は時間の進行に対応している。
【００５２】
ｔ１において、大電力システム１０（あるいは２０）から負荷作動メッセージがバッテリ管理装置５０に送られると、このメッセージに含まれる突入電流Ｉｐだけ許容電流Ｉmax が少なくなる。大電力システム１０に対応する大電流負荷が動作を開始するのは、ｔ２においてバッテリ状態管理装置５０から送られてくる作動許可を示す許可電流メッセージを受信してからであり、ｔ３において実際の作動に伴う突入電流が発生する。また、ｔ２においてバッテリ状態管理装置５０から送られてくる許可電流メッセージは作動制限対象システム２０、２２においても受信され、このメッセージに含まれる許容電流Ｉmax に基づいて、ｔ４から作動制限が開始される。この作動制限は、突入電流の減少に伴って許容電流が増加するまで維持される。
【００５３】
このように、本実施形態の車両システムでは、作動制限対象システム２０、２２に対して、バッテリ４０が放電可能な許容電流を通知することで、電力面で余裕のない場合に各作動制限対象システム２０、２２が自律的にシステム作動条件を決定することができるので、集中的に統合するシステムに比べ、安全性と応答性およびシステムの拡充性を向上させることができる。
【００５４】
また、バッテリ状態管理装置５０内の許容電流演算部５４は、発電手段３０、３２より発電の稼働率を取得し、稼働率に余裕がある場合は、許容電流Ｉmax を演算する際に、バッテリ４０の現在の放電電流Ｉｓを０として演算している。発電手段３０、３２に余力がある場合は、バッテリ４０は充電状態であり、放電特性を用いた電圧、電流状態とは異なる特性となるが、余力があれば放電特性に対して放電電流が０とみなすことで、許容電流の演算精度を落とすことなく、演算処理の簡素化を図ることができる。
【００５５】
また、大電力システム１０、１２の作動に必要な突入電流Ｉｐを予め確保するために作動制限対象システム２０、２２にこの突入電流Ｉｐ分減少させた許容電流Ｉmax を通知することで、許容電流が少ない場合に作動制限対象システム２０、２２が作動制限を実行し、その分、大電力システム１０、１２が使用可能な許容電流を増加させることができるため、大電力システム１０、１２に対応する大電力負荷が作動する前に電力確保を図ることが可能になる。
【００５６】
また、許容電流が突入電流を上回る場合に、大電力システム１０、１２に作動許可を通知しており、大電力システム１０、１２の作動に伴う突入電流による電圧低下が許容範囲内であることを担保しつつ、大電力システム１０、１２の作動が可能となる。
【００５７】
また、大電力システム１０、１２は、この大電力システムの数をＫ（＝２）としたときに、通知される許容電流が突入電流のＫ倍以上確保されている場合に、作動許可を待たずに作動を開始している。これにより、大電力システム１０、１２の作動に伴う突入電流に対して、バッテリ４０の許容電流が十分大きい場合に、大電力システム１０、１２の作動応答性を高めることができる。
【００５８】
また、作動制限対象システム２０、２２は、通知される許容電流が少ないほど作動制限率が高くなるように設定されている。大電力システム１０、１２の作動に伴う突入電流に対して、電流を確保するための作動制限対象システム２０、２２による作動制限を自律的に実行することができ、大電力システム１０、１２の安定性と作動制限対象システム２０、２２の作動の安定性をともに高めることができる。
【００５９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、許容電流演算部５４は、発電手段３０、３２から発電状態メッセージによって定格発電電流と出力電流を取得した際に、稼働率に余裕がある場合に、許容電流Ｉmax を演算するときに、各発電手段３０、３２の定格発電電流と出力電流の差分を余裕電流として加算するようにしてもよい。発電手段３０、３２に余力がある場合は、放電特性から求められる許容放電電流に、さらにその余裕電流分を加算することで、大電力システム１０、１２および作動制限対象システム２０、２２に対して電力面の余裕度をより的確に提供できるので、各システムの作動をより安定させることができる。
【００６０】
図１２は、変形例におけるバッテリ放電特性と許容電流の関係を示す図である。図１２において、Ｉ＿alt＿maxは発電手段３０、３２の定格発電電流を、Ｉ＿altは発電手段３０、３２の現在の出力電流をそれぞれ示している。なお、それ以外の符号等については、図４と同じであり、説明は省略する。定格発電電流と出力電流の差分（Ｉ＿alt＿max−Ｉ＿alt）は、稼働率に余裕がある場合には、大電力システム１０、１２等の使用状態に応じて増加可能な電流であるため、この余裕電流分を加算してその時点の許容電流Ｉmax を演算することが望ましい。
【００６１】
図１３および図１４は、バッテリ状態管理装置５０の変形例の動作手順を示す流れ図である。図１３に示す動作手順は、図６に示した動作手順に対して、ステップ１０１の次にステップ１２０が追加されているとともに、ステップ１０４がステップ１０４Ａに置き換えられている。追加されたステップ１２０では許容電流演算部５４による大電力システム１０、１２の突入ピーク電流検出が行われる。例えば、大電力システム１０、１２から実際の突入電流（図３の点線で示されている）が通知され、この突入電流が突入ピーク電流として検出される。また、置き換えられたステップ１０４Ａでは、稼働率に余裕がある場合（稼働率＜１００％）の許容電流Ｉmax 演算の式が以下のように変更されている。
【００６２】
Ｉmax ＝（Ｖｏ−ＶＢ＿limit）／Ｒｉ＋（Σ定格発電電流−Σ出力電流）
この式の右辺第二項は、上述した定格発電電流と出力電流の差分（Ｉ＿alt＿max−Ｉ＿alt）を全ての発電手段３０、３２について合計していることを示している。この合計値が加算されて許容電流Ｉmax が演算される。
【００６３】
また、図１４に示す動作手順は、図７に示した動作手順に対して、ステップ１１４がステップ１１４Ａに置き換えられている。このステップ１１４Ａでは、大電力負荷作動管理部５６による突入状態の判定が行われる。具体的には、大電力負荷作動管理部５６は、ステップ１２０においてピーク電流を検出しているサンプリング毎に、電流の増加減少を判断し、例えば３回連続して減少判定されるとピーク電流のタイミングを過ぎたと判断し、突入状態の終了を判定している。この突入状態の終了判定、あるいは、作動を許可してから突入期間Ｔｓが経過した場合には突入状態が終了したと判断されてステップ１１５に移行し、それ以外の場合には突入状態が未終了と判断されてステップ１１３に移行する。このように、実際の突入ピーク電流の発生が終了すると、予め確保した突入電流分を開放して許容電流Ｉmax が設定されるので、作動制限対象システム２０、２２の作動に必要以上の制限を加えることを回避することができる。なお、図１３および図１４に示した変形例では、ステップ１０４Ａへの置き換え（Ｘ）と、ステップ１２０の追加およびステップ１１４Ａへの置き換え（Ｙ）とを同時に行うようにしたが、いずれか一方のみ（ＸあるいはＹ）を行うようにしてもよい。
【００６４】
また、上述した実施形態では、許容電流Ｉmaxを用いたが、バッテリ４０や大電力システム１０等に作動電力を供給する電力ケーブルの電位は、発電手段３０、３２の発電状態等に応じて変動する。このため、バッテリ４０の端子電圧が限界電圧ＶＢ＿limitまで低下する正確な余裕度を算出するには、許容電流Ｉmax ではなく許容電力を用いることが必要になる。したがって、バッテリ状態の管理精度を向上させるために、許容電流の代わりに許容電力を用いるようにしてもよい、
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】一実施形態の車両システムの全体構成を示す図である。
【図２】通知メッセージのフォーマットを示す図である。
【図３】大電力システムの作動状態とその駆動電流の関係を示す図である。
【図４】バッテリ放電特性と許容電流の関係を示す図である。
【図５】本実施形態の車両システムの動作状態の説明図である。
【図６】バッテリ状態管理装置の動作手順を示す流れ図である。
【図７】バッテリ状態管理装置の動作手順を示す流れ図である。
【図８】大電力システムの動作手順を示す流れ図である。
【図９】作動制限対象システムの動作手順を示す流れ図である。
【図１０】作動制限率の説明図である。
【図１１】本実施形態の車両システムの動作シーケンス図である。
【図１２】変形例におけるバッテリ放電特性と許容電流の関係を示す図である。
【図１３】バッテリ状態管理装置の変形例の動作手順を示す流れ図である。
【図１４】バッテリ状態管理装置の変形例の動作手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０、１２  大電力システム
１０Ａ、１２Ａ、２０Ａ、２２Ａ  負荷の作動条件決定部
１０Ｂ、１２Ｂ、２０Ｂ、２２Ｂ  負荷の作動制御部
２０、２２  作動制限対象システム
３０、３２  発電手段
３０Ａ、３２Ａ  発電状態検出部
４０  バッテリ
５０  バッテリ状態管理装置
５２  バッテリ監視部
５４  許容電流演算部
５６  大電力負荷作動管理部
５８  許容電流通知部
９０  電動パワーステアリング
９２  電動ブレーキ
９４  ヒータ
９６  ブロアユニット
【図１】
0004513842.tif 000002
【図２】
0004513842.tif 000003
【図３】
0004513842.tif 000004
【図４】
0004513842.tif 000005
【図５】
0004513842.tif 000006
【図６】
0004513842.tif 000007
【図７】
0004513842.tif 000008
【図８】
0004513842.tif 000009
【図９】
0004513842.tif 000010
【図１０】
0004513842.tif 000011
【図１１】
0004513842.tif 000012
【図１２】
0004513842.tif 000013
【図１３】
0004513842.tif 000014
【図１４】
0004513842.tif 000015