(57)【要約】【課題】車両の電源システムにおいて、ＤＣ／ＤＣコンバータの故障発生時に、低電圧バッテリの電力消費を抑え、退避走行可能な距離を伸ばすことにある。【解決手段】車両走行に不可欠な車載電気負荷（７）を直接低電圧バッテリ（４）に接続し、車両走行に不可欠ではない車載電気負荷（８、９）は電源遮断手段（１０、１１）を介して低電圧バッテリ（４）に接続し、異常検知手段（１３）によりＤＣ／ＤＣコンバータ（５）の異常を検知した時には電源遮断手段（１０、１１）により車両走行に不可欠ではない車載電気負荷（８、９）への電源供給を遮断する制御手段（１２）を設けている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を駆動するモータを設け、このモータに電力を供給する高電圧バッテリを設け、車載電気負荷に電力を供給する低電圧バッテリを設け、前記高電圧バッテリの電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータを設け、このＤＣ／ＤＣコンバータにより降圧された電圧により前記低電圧バッテリを充電する車両の電源システムにおいて、車両走行に不可欠な車載電気負荷は直接前記低電圧バッテリに接続し、車両走行に不可欠ではない車載電気負荷は該車載電気負荷への電源供給を遮断する電源遮断手段を介して前記低電圧バッテリに接続し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの異常を検知する異常検知手段を設け、この異常検知手段により前記ＤＣ／ＤＣコンバータの異常を検知した時には前記電源遮断手段により前記車両走行に不可欠ではない車載電気負荷への電源供給を遮断する制御手段を設けたことを特徴とする車両の電源システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記低電圧バッテリの電源電圧値を検出する電圧検出手段を備え、前記車両走行に不可欠ではない車載電気負荷をさらに優先度合に応じて少なくとも２つに分けるとともに、優先度合の高い方は前記電圧検出手段により検出された電圧値に応じて前記複数の電源遮断手段により前記車両の走行に不可欠ではない車載電気負荷への電源供給を遮断することを特徴とする車両の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の電源システムに係り、特に駆動系へ電力を供給する高電圧バッテリと、制御系や補機へ電力を供給する低電圧バッテリとの２つのバッテリ、及び高電圧バッテリの電圧を降圧して低電圧バッテリヘの充電を行うＤＣ／ＤＣコンバータを備えた車両の電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
走行用のモータを備えた電気自動車及びハイブリッド車等の電動車両は、一般的に、モータを駆動するための高電圧バッテリと、電装装置及び補機類を駆動するための低電圧バッテリ（ガソリン車と同様、１２Ｖ系の鉛蓄電池等）との、電圧の異なる２つのバッテリを備え、さらに、高電圧バッテリの電圧を降圧し、低電圧バッテリの充電を行うＤＣ／ＤＣコンバータを備えている。
また、このような車両では、走行用のモータやエンジン、バッテリ等の各コンポーネントの情報を管理し、統合制御を行う制御手段（統合ＥＣＵ）を備え、若しくは、いずれかのコンポーネントの制御手段に、上記の統合制御を行う機能を持たせることが多くなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１０７６２０号公報
【特許文献２】特開２００２−２００９４８号公報
【特許文献３】特開２００５−２２９７０６号公報
【０００４】
特許文献１に係る電気自動車用ＤＣ／ＤＣコンバータの異常監視装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータに過電流や過電圧、短絡や断線等の内部故障等に対する保護機能を備え、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧の低下及び／又はその異常上昇を検出したときに、その異常警報を発するものである。
特許文献２に係る車両用配電装置は、車載電気負荷全般への給電が不可能な場合でも、重要な車載電気負荷には給電をして車両走行機能の低下を最小限に抑制するものである。
特許文献３に係る車両の制御装置は、電力変換機構（ＤＣ／ＤＣコンバータ）に異常が生じても、できる限り通常状態の走行を実施するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来、上記の特許文献１では、ＤＣ／ＤＣコンバータに異常が発生した場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータからの車載電気負荷である１２Ｖ系補機への電力供給や、１２Ｖ系バッテリヘの充電が停止される結果、１２Ｖ系補機の駆動により１２Ｖバッテリの電圧の低下を招く。さらに、このため、電気自動車やハイブリッド車の場合には、ガソリン車と比較して、１２Ｖ系補機の電気負荷が大きく、また、ブレーキ負圧を発生させるバキュームポンプ等も１２Ｖ系補機であることから、車両の走行性能に大きな影響を及ぼすことになる。
このような不具合を解消するために、上記の特許文献２に記載のように、重要度が低い車載電気負荷への給電を遮断して、重要度の高い車載電気負荷への優先給電を可能とする給電制御装置を設ける方法や、上記の特許文献３に記載のように、車載電気負荷の駆動を制限する制御を実施する等、様々な手段が提案されている。
しかしながら、上述の特許文献２では、新たに、１２Ｖ電源系の給電制御装置の追加が必要となり、コストの増加を招く不都合があり、また、電気自動車及びハイブリッド車等の電動車両の構成及びＤＣ／ＤＣコンバータの異常を想定していない。
また、上述の特許文献３では、車載電気負荷の駆動制限を行う制御手段（統合ＥＣＵ）の制御対象外である車載電気負荷（例えば、運転者のスイッチ操作で機械的に作動するオーディオ機器等）に対しては、効果が得られなく、また、全ての車載電気負荷を制御手段の制御対象とする場合には、既存のガソリン車で用いられている部品との共通化ができなくなる、制御手段の高性能化か必要となり、コストが増加するという不都合があった。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、低電圧バッテリの電力消費を抑え、退避走行可能な距離を伸ばすことができる車両の電源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】
【０００７】
この発明は、車輪を駆動するモータを設け、このモータに電力を供給する高電圧バッテリを設け、車載電気負荷に電力を供給する低電圧バッテリを設け、前記高電圧バッテリの電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータを設け、このＤＣ／ＤＣコンバータにより降圧された電圧により前記低電圧バッテリを充電する車両の電源システムにおいて、車両走行に不可欠な車載電気負荷は直接前記低電圧バッテリに接続し、車両走行に不可欠ではない車載電気負荷は該車載電気負荷への電源供給を遮断する電源遮断手段を介して前記低電圧バッテリに接続し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの異常を検知する異常検知手段を設け、この異常検知手段により前記ＤＣ／ＤＣコンバータの異常を検知した時には前記電源遮断手段により前記車両走行に不可欠ではない車載電気負荷への電源供給を遮断する制御手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の車両の電源システムは、ＤＣ／ＤＣコンバータに異常が発生した場合に、走行に不可欠な車載電気負荷への電源供給を継続する一方、走行に不可欠ではない車載電気負荷への電源供給を停止するため、低電圧バッテリの電力消費を抑え、退避走行可能な距離を伸ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は車両の電源システムの構成図である。（実施例）
【図２】図２は車両の電源制御のフローチャートである。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、低電圧バッテリの電力消費を抑え、退避走行可能な距離を伸ばす目的を、ＤＣ／ＤＣコンバータに異常が発生した場合、走行に不可欠な車載電気負荷への電源供給を継続する一方、走行に不可欠ではない車載電気負荷への電源供給を停止して実現するものである。
【実施例】
【００１１】
図１、図２は、この発明の実施例を示すものである。
図１において、１は電気自動車やハイブリッド車等の電動車両に搭載された電源システムである。
この電源システム１は、車輪を駆動する走行用のモータ２と、このモータ２に電力を供給する高電圧バッテリ３と、後述の車載電気負荷７、８、９に電力を供給する低電圧バッテリ４（１２Ｖ系の鉛蓄電池等）と、高電圧バッテリ３の電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ５とを設け、このＤＣ／ＤＣコンバータ５により降圧された電圧により低電圧バッテリ４を充電する。
高電圧バッテリ３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５及びインバータ６に接続されている。また、モータ２は、インバータ６により駆動制御される。高電圧バッテリ３の電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５により降圧され、低電圧バッテリ４及び後述の車載電気負荷７、８、９へと供給される。
【００１２】
また、この電源システム１において、車両走行に不可欠な車載電気負荷としての第一の車載電気負荷（１２Ｖ系補機）７は、直接低電圧バッテリ４に接続する一方、車両走行に不可欠ではない車載電気負荷である第二の車載電気負荷（１２Ｖ系補機）８・第三の車載電気負荷（１２Ｖ系補機）９は、第一の電源遮断手段１０・第二の電源遮断手段１１を介して低電圧バッテリ４に接続している。
第一の車載電気負荷７は、車両走行する上で必要不可欠な１２Ｖ系の補機類であり、低電圧バッテリ４及びＤＣ／ＤＣコンバータ５に直接的に接続している。
第二の車載電気負荷８は、車両走行する上で第一の車載電気負荷７よりも優先順位の低い１２Ｖ系の補機類であり、第一の電源遮断手段１０を介して低電圧バッテリ４及びＤＣ／ＤＣコンバータ５に接続している。
第三の車載電気負荷９は、車両走行する上で第二の車載電気負荷８よりも優先順位の低い１２Ｖ系の補機類であり、第二の電源遮断手段１１を介して低電圧バッテリ４及びＤＣ／ＤＣコンバータ５に接続している。
第一の電源遮断手段１０・第二の電源遮断手段１１は、第二の車載電気負荷８・第三の車載電気負荷９への電源供給を遮断するものであり、ＤＣ／ＤＣコンバータ５及びインバータ６をはじめ、様々なコンポーネントを統合制御する制御手段（統合ＥＣＵ）１２に連絡し、この制御手段１２により作動制御される。
なお、この第一の電源遮断手段１０・第二の電源遮断手段１１は、緊急時に電源を遮断することが目的であるため、通常時は、電気的に接続され、通電時にのみ、電気的に切り離される機構を有する接点のリレー等を用いる方が、効率や信頼性の面から好ましいものである。
また、電源システム１では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５の異常を検知するように、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に異常検知手段１３を備えている。
制御手段１２には、第一の電源遮断手段１０と、第二の電源遮断手段１１と、異常検知手段１３とが連絡している。
【００１３】
そして、制御手段１２は、異常検知手段１３によりＤＣ／ＤＣコンバータ５の異常を検知した時に、第一の電源遮断手段１０・第二の電源遮断手段１１を作動することにより第二の車載電気負荷８・第三の車載電気負荷９への電源供給を遮断する。
これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に異常が発生した場合、走行に不可欠な１２Ｖ系補機の第一の車載電気負荷７への電源供給を継続する一方、走行に不可欠ではない１２Ｖ系補機の第二の車載電気負荷８・第三の車載電気負荷９への電源供給を停止するため、低電圧バッテリ４の電力消費を抑え、退避走行可能な距離を伸ばすことができる。
また、１２Ｖ系補機の第二車載電気負荷８・第三車載電気負荷９を制御する制御手段１２が１２Ｖ系補機の第二車載電気負荷８・第三車載電気負荷９を停止するのではなく、制御手段１２が第一の電源遮断手段１０・第二の電源遮断手段１１を用いて１２Ｖ系補機の第二車載電気負荷８・第三車載電気負荷９への電源供給を停止するため、既存のガソリン車と１２Ｖ系補機の第二車載電気負荷８・第三車載電気負荷９や制御手段１２等の部品の共通化を図ることができる。
【００１４】
また、制御手段１２は、低電圧バッテリ４の電源電圧値を検出する電圧検出手段１４を備え、車両走行に不可欠ではない車載電気負荷である第二車載電気負荷８・第三車載電気負荷９をさらに優先度合に応じて少なくとも２つに分けるとともに、優先度合の高い方は、電圧検出手段１４により検出された電圧値に応じて、複数の電源遮断手段である第一の電源遮断手段１０・第二の電源遮断手段１１により第二車載電気負荷８・第三車載電気負荷９への電源供給を遮断する。電圧検出手段１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５及び低電圧バッテリ４に接続している。
これにより、低電圧バッテリ４の電圧が低下した場合には、電圧低下の度合いにより、優先順位に応じて１２Ｖ系補機の第二車載電気負荷８・第三車載電気負荷９への電源供給を停止するため、状況に合った退避走行を行うことができる。
【００１５】
次に、この実施例に係る電源制御を、図２のフローチャートに基づいて説明する。
図２に示すように、制御手段１２のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、ＤＣ／ＤＣコンバータ５に異常があるか否かを判断する（ステップＡ０２）。
このステップＡ０２がＮＯの場合には、低電圧バッテリ４の電圧＜第一の判定値Ａか否かを判断する（ステップＡ０３）。この第一の判定値Ａは、低電圧バッテリ４の電圧低下状態を判定する閾値である。
このステップＡ０３がＹＥＳの場合、又は、前記ステップＡ０２がＹＥＳの場合には、第二の電源遮断手段１１を作動（オン）して（ステップＡ０４）、低電圧バッテリ４の電圧＜第二の判定値Ｂか否かを判断する（ステップＡ０５）。この第二の判定値Ｂは、低電圧バッテリ４の電圧低下状態を判定する閾値である。ここで、第一の判定値Ａと第二の判定値Ｂとの大小関係は、Ａ＞Ｂである。
このステップＡ０５がＹＥＳの場合には、第一の電源遮断手段１０を作動（オン）し（ステップＡ０６）、プログラムをリターンする（ステップＡ０７）。
一方、前記ステップＡ０３がＮＯの場合には、第二の電源遮断手段１１及び第一の電源遮断手段１０を作動させず、プログラムをリターンする（ステップＡ０７）。また、前記ステップＡ０５がＮＯの場合には、第一の電源遮断手段１０を作動させず、プログラムをリターンする（ステップＡ０７）。
【００１６】
即ち、この実施例においては、電気自動車及びハイブリッド車の１２Ｖ系補機を備えた電源システム１において、低電圧バッテリ４及びＤＣ／ＤＣコンバータ５を含む１２Ｖ系システムの異常発生時に、異常を検出した制御手段１２からの信号により、車両の退避走行を行うために必要不可欠でない１２Ｖ系補機の第二車載電気負荷８・第三車載電気負荷９への電源供給を遮断できる機能を、低コストで実施できる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
この発明に係る車両の電源システムを、各種車両に適用可能である。
【符号の説明】
【００１８】
１  車両の電源システム
２  モータ
３  高電圧バッテリ
４  低電圧バッテリ
５  ＤＣ／ＤＣコンバータ
６  インバータ
７  第一の車載電気負荷（車両走行に不可欠な車載電気負荷）
８  第二の車載電気負荷（車両走行に不可欠ではない車載電気負荷）
９  第三の車載電気負荷（車両走行に不可欠ではない車載電気負荷）
１０  第一の電源遮断手段
１１  第二の電源遮断手段
１２  制御手段（統合ＥＣＵ）
１３  異常検知手段
１４  電圧検出手段
【図１】
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【図２】
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