JP2002371879A

JP2002371879A - 電力供給装置

Info

Publication number: JP2002371879A
Application number: JP2001181877A
Authority: JP
Inventors: Tomoharu Maeda; 智治前田; Hironobu Kusafuka; 浩伸草深
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2002-12-26
Anticipated expiration: 2021-06-15
Also published as: JP4595253B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コンバータの出力電圧が過剰に高くなった場合
に、低電圧バッテリ等の低電圧蓄電手段が影響を受けて
正常に機能しなくなるのを回避する。【解決手段】電力供給装置は、モータジェネレータ（Ｍ
Ｇ）により発電された電力を蓄電する高電圧バッテリ
と、そのバッテリの電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバー
タと、コンバータにより降圧された電力を蓄電する低電
圧バッテリと、コンバータ等を制御するコントローラと
を備える。コントローラは、コンバータの出力電圧Ｖｃ
が予め定められた第１判定値Ａよりも高い場合に、コン
バータによる低電圧バッテリの充電を禁止する（ステッ
プ１２０，１４０）。また、コントローラは、充電禁止
状態が所定時間Ｔ継続した後にコンバータの出力電圧Ｖ
ｃが、低電圧バッテリの定格電圧値と第１判定値Ａとの
中間の第２判定値Ｂよりも高い場合、ＭＧによる発電を
禁止する（ステップ１５０〜１７０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、互いに定格電圧の
異なる２種類の電源として高電圧蓄電手段及び低電圧蓄
電手段を有する電力供給装置に関し、より詳しくは、発
電機により発電された電力を高電圧蓄電手段に蓄電し、
その電圧をコンバータによって降圧して低電圧蓄電手段
に充電するようにした電力供給装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】エンジン自動停止自動再始動装置を有す
る車両においては、所定の停止条件成立に応じてエンジ
ンが自動停止されるとともに、所定の再始動条件成立に
応じてエンジンが自動再始動される。従来、この車両の
電源として、定格電圧の異なる２種類のバッテリを用い
る技術が、例えば特開２０００−３１４３３３号公報に
記載されている。一方は、例えば３６ボルトの定格電圧
を有する高電圧バッテリであり、モータジェネレータ
（ＭＧ）に接続されている。高電圧バッテリは、エンジ
ン運転時にＭＧによって発電された電力を蓄電し、自動
再始動に際し同ＭＧに電力を供給する。他方は、例えば
１２ボルトの定格電圧を有する低電圧バッテリであり、
ＤＣ／ＤＣコンバータを介して高電圧バッテリに接続さ
れている。この低電圧バッテリは、前記コンバータによ
って降圧された電力を蓄電し、制御機器等に電力を供給
する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記車両に
おいては、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が適正範囲
を超えて高くなった場合、動作保証範囲よりも高い電圧
の電力が低電圧バッテリに供給される。このような出力
電圧が異常に高くなる現象は、例えば、高電圧側から低
電圧側への短絡によりＤＣ／ＤＣコンバータで内部リー
クが起こった場合に見られる。その結果、低電圧バッテ
リや、同バッテリから電力供給を受けている制御機器等
が正常に機能しなくなるおそれがある。

【０００４】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、ＤＣ／ＤＣコンバータ等の
コンバータの出力電圧が過剰に高くなった場合に、低電
圧バッテリ等の低電圧蓄電手段が影響を受けて正常に機
能しなくなるのを回避できる電力供給装置を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項１に記載の発明では、発電機により発電された電力を
蓄電する高電圧蓄電手段と、前記高電圧蓄電手段の電圧
を降圧するコンバータと、前記コンバータにより降圧さ
れた電力を蓄電する低電圧蓄電手段とを備える電力供給
装置において、前記コンバータの出力電圧が予め定めら
れた第１判定値よりも高い場合に、前記コンバータによ
る前記低電圧蓄電手段の充電を禁止する充電禁止手段を
さらに備えている。

【０００６】上記の構成によれば、発電機によって発電
された電力は高電圧蓄電手段に蓄電される。この高電圧
蓄電手段の電圧はコンバータによって降圧され、低電圧
蓄電手段に充電される。ところで、コンバータの出力電
圧が所定の第１判定値よりも高くなると、そのコンバー
タによる低電圧蓄電手段の充電が充電禁止手段によって
禁止される。従って、何らかの原因によりコンバータの
出力電圧が過剰に高くなったとしても、そのことが原因
で、低電圧蓄電手段が過剰な電力供給を受けて正常に機
能しなくなるのを回避できる。

【０００７】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記充電禁止手段によって前記低電
圧蓄電手段への充電が禁止されているときであっても、
前記発電機による発電を許可する発電許可手段をさらに
備えるものとする。

【０００８】上記の構成によれば、低電圧蓄電手段への
充電が禁止されていても、前記発電機が発電を継続する
ことにより高電圧蓄電手段が充電され得るため、高電圧
蓄電手段に接続されている電気負荷の動作継続が可能と
なる。

【０００９】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２に記載の発明において、前記充電禁止手段は、前記コ
ンバータの出力電圧が予め定められた第１判定値より高
い場合に、前記コンバータによる前記低電圧蓄電手段の
充電を所定時間禁止するものであるとする。

【００１０】上記の構成によれば、低電圧蓄電手段への
充電を禁止してから前記コンバータの出力電圧が低下す
るまでの時間を十分確保できる。請求項４に記載の発明
では、請求項１〜３のいずれか１つに記載の発明におい
て、前記第１判定値は、前記コンバータの出力電圧が通
常採り得る範囲の上限値よりも高い値に設定されている
とする。

【００１１】上記の構成によれば、コンバータの出力電
圧が、通常採り得る範囲の上限値を越えて設定された第
１判定値よりも高くなると、すなわち、出力電圧が過剰
に高くなると、充電禁止手段が機能してコンバータによ
る低電圧蓄電手段の充電が禁止される。

【００１２】請求項５に記載の発明では、請求項１〜４
のいずれか１つに記載の発明において、前記充電禁止手
段による充電禁止状態が所定時間継続した後に、前記コ
ンバータの出力電圧が、前記低電圧蓄電手段の定格電圧
値よりも高い場合には、前記発電機による発電を禁止す
る発電禁止手段をさらに備えるものとする。

【００１３】また、請求項６に記載の発明では、請求項
１〜４のいずれか１つに記載の発明において、前記充電
禁止手段による充電禁止状態が所定時間継続した後に、
前記コンバータの出力電圧が、前記低電圧蓄電手段の定
格電圧値と前記第１判定値との中間の第２判定値よりも
高い場合には、前記発電機による発電を禁止する発電禁
止手段をさらに備えるものとする。

【００１４】ここで、充電禁止手段による充電禁止状態
が所定時間継続されたにもかかわらずコンバータの出力
電圧が低くならない場合には、その原因の１つとして、
コンバータが短絡していて高電圧側から低電圧側へ電流
がリークしていることが考えられる。この状態で発電機
の発電が続けられると、低電圧蓄電手段に過剰な電力が
供給されるおそれがある。これに対し、請求項５に記載
の発明では、コンバータの出力電圧が低電圧蓄電手段の
定格電圧値よりも高いと、前記充電禁止に加え発電機に
よる発電が禁止される。従って、コンバータが短絡した
場合には、低電圧蓄電手段に異常を引き起こす原因の１
つである高電圧の電力が発生されなくなる。その結果、
低電圧蓄電手段が過剰な電力供給を受けて正常に機能し
なくなるのを回避できる。

【００１５】この効果は、請求項６に記載の発明のよう
に、低電圧蓄電手段の定格電圧値に代えて、同定格電圧
値と第１判定値との中間の第２判定値を用いた場合にも
同様に得られる。すなわち、コンバータの出力電圧が第
２判定値よりも高い場合にも、前記充電禁止に加え発電
機による発電が禁止される。従って、この場合にも、請
求項５に記載の発明と同様に、低電圧蓄電手段が過剰な
電力供給を受けて正常に機能しなくなるのを回避でき
る。

【００１６】請求項７に記載の発明では、請求項６に記
載の発明において、前記発電禁止手段による発電禁止に
ともない前記コンバータの出力電圧が前記第２判定値以
下となる場合には、前記充電禁止手段による充電禁止を
解除する充電禁止解除手段をさらに備えるものとする。

【００１７】コンバータの出力電圧が第２判定値よりも
高くなる原因が前述したようなコンバータの短絡であっ
た場合、発電が禁止されると、高電圧蓄電手段の電力が
コンバータによって降圧されることなくそのまま低電圧
蓄電手段に供給される。これは、高電圧蓄電手段と低電
圧蓄電手段とが電気的に直結された状態となるからであ
る。その結果、コンバータの出力電圧が第２判定値より
も高くなる可能性が高い。それにもかかわらずコンバー
タの出力電圧が第２判定値以下となる場合には、前述し
たように出力電圧が第２判定値よりも高くなった原因
が、前記コンバータの短絡以外の原因によることがわか
る。この原因としては、例えば定格電圧よりも高い電圧
を有するバッテリ等の電源を用いてジャンパスタートを
行い、その後、同ジャンパスタートを解除したことが考
えられる。

【００１８】ジャンパスタートは、例えば路上等におい
て、消費電気量の増加等により、車両に搭載されたバッ
テリが放電気味となりバッテリ容量が不足して電圧が低
下し、電装品が作動しなくなった場合（いわゆるバッテ
リあがりの場合）に、エンジンを始動させるために行わ
れる処置である。ジャンパスタートでは、電気量の不足
した低電圧蓄電手段に、他の蓄電手段がケーブル等によ
って電気的に接続される。他の蓄電手段に接続されたほ
かのエンジンが高い回転速度で回転されることにより、
発電能力が高められる。この状態で、電気量の不足した
低電圧蓄電手段に電力が供給される。ここで、他の蓄電
手段の定格電圧が、前記電気量の不足した低電圧蓄電手
段の定格電圧と同程度であれば問題はない。

【００１９】しかし、ジャンパスタートに際し、他の蓄
電手段として、電気量の不足した低電圧蓄電手段よりも
定格電圧の高いものが用いられると、前述したように発
電が停止されてもコンバータの出力電圧が下がりにく
く、第２判定値よりも高くなる場合が起こり得る。この
場合、電気量の不足している低電圧蓄電手段側のエンジ
ンが始動されて、他の蓄電手段との接続が外されると、
前記コンバータの出力電圧が第２判定値以下となり得
る。この状況下では、エンジンが始動されたからといっ
ても低電圧蓄電手段の電気量は依然として不足している
ため、充電が必要である。

【００２０】これに対し、請求項７に記載の発明では、
発電禁止手段によって発電が禁止された後にコンバータ
の出力電圧が第２判定値以下となった場合には、充電禁
止解除手段によって充電禁止状態が解除される。この解
除にともないコンバータによる低電圧蓄電手段の充電が
再開される。このように蓄電の必要なジャンパスタート
後に充電が行われるため、不足している低電圧蓄電手段
の電気量を早期に回復させることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電力供給装置を、
アイドリングストップ機能を有する車両に具体化した一
実施形態について、図面に従って説明する。アイドリン
グストップ機能とは、例えば車両走行中における信号待
ちといった一時的な車両停止時にエンジンの運転を停止
させ、運転者の始動要求に応じてエンジンの運転を再開
させる機能のことである。なお、本実施形態では、エン
ジンの通常の運転停止・開始と区別するために、アイド
リングストップ制御中のエンジンの運転停止を「自動停
止」といい、運転再開を「自動始動」というものとす
る。

【００２２】図１に示すように、車両には動力源として
エンジン１１が搭載されている。エンジン１１の出力軸
であるクランク軸１２には自動変速機１３が接続されて
いる。自動変速機１３用のオイルポンプ１４は、クラン
ク軸１２に直結されたトルクコンバータ（図示略）等に
より駆動される。また、クランク軸１２にはモータジェ
ネレータ（以下「ＭＧ」という）１５が、電磁クラッチ
１６、プーリ１７、ベルト１８、プーリ１９及び減速機
構２１を介して駆動連結されている。ＭＧ１５は、エン
ジン１１を再始動させるためのモータとして機能する。
また、ＭＧ１５は、エンジン１１の運転時には、そのエ
ンジン１１によって駆動されて発電するオルタネータ
（発電機）として機能する。

【００２３】減速機構２１として、本実施形態では遊星
歯車式と呼ばれるタイプが用いられている。減速機構２
１は、サンギヤ２２、キャリア２３、リングギヤ２４、
ピニオンギヤ２５等を含み、ブレーキ２６及びワンウェ
イクラッチ２７を介してＭＧ１５及びプーリ１９の間に
組込まれている。なお、ワンウェイクラッチ２７をクラ
ッチに置き換えてもよい。

【００２４】エンジン１１の周囲には各種補機が配置さ
れている。これらの補機としては、例えば、パワーステ
アリング用ポンプ２８及びエアコン用コンプレッサ２９
があるが、そのほかにもエンジンオイルポンプ、エンジ
ンウォータポンプ（いずれも図示略）等が挙げられる。
各補機の出力軸に取り付けられたプーリ３１，３２は、
前記ベルト１８により前記プーリ１７，１９に駆動連結
されている。

【００２５】ＭＧ１５には、インバータ３３を介して、
高電圧蓄電手段である高電圧バッテリ３４が電気的に接
続されている。インバータ３３はスイッチング動作によ
り、高電圧バッテリ３４からＭＧ１５への電気エネルギ
の供給を可変にして、ＭＧ１５の回転速度を可変にす
る。また、インバータ３３は、前記スイッチング動作に
よりＭＧ１５で発電された電力を高電圧バッテリ３４に
供給する。

【００２６】高電圧バッテリ３４は、周知のように電気
エネルギを化学エネルギに変えて貯蔵し、必要に応じて
電気エネルギとして取り出すことのできる、いわゆる二
次電池である。高電圧バッテリ３４は専らＭＧ１５を駆
動するための電源として用いられるものであり、ＭＧ１
５がオルタネータ（発電機）として機能しているときに
は、発電された電力を蓄電する。高電圧バッテリ３４に
は、コンバータの一種であるＤＣ／ＤＣコンバータ３５
を介して、低電圧蓄電手段である低電圧バッテリ３６が
接続されている。低電圧バッテリ３６もまた前記高電圧
バッテリ３４と同様に二次電池であり、前記各種補機
や、後述するコントローラ３７等を駆動するための電源
として用いられている。ここで、高電圧バッテリ３４の
定格電圧が３６ボルトであるのに対し、低電圧バッテリ
３６の定格電圧は１２ボルトである。ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３５は、高電圧バッテリ３４の電圧を降圧して低電
圧バッテリ３６に充電する。

【００２７】車両には、各種センサ及び各種スイッチか
らの信号に基づき電磁クラッチ１６の断続制御、及びイ
ンバータ３３のスイッチング制御等を行うコントローラ
３７が設けられている。各種センサ及び各種スイッチと
しては、例えばエアコンスイッチ３８、自動停止走行
（エコラン）モードスイッチ３９、シフトポジションセ
ンサ４０、冷却水温センサ４１、車速センサ４２、ブレ
ーキセンサ４３、アクセル開度センサ４４等が挙げられ
る。

【００２８】エンジン１１が自動停止した状態では、コ
ントローラ３７は電磁クラッチ１６に切断（オフ）信号
を出力する。この信号に応じ、プーリ１７とクランク軸
１２とが動力非伝達状態となる。一方、エンジン１１の
停止中に補機を作動させる場合は、補機の負荷等が考慮
されたトルクでＭＧ１５の出力軸が回転するように、コ
ントローラ３７はインバータ３３に対して相応のスイッ
チング信号を出力する。なお、このときブレーキ２６を
作動状態（リングギヤ固定）にし、電磁クラッチ１６を
切断状態にしておく。このような状態にすることによ
り、ＭＧ１５とプーリ１９とはＭＧ１５から見て回転を
減速し動力を伝達する状態となり、補機等を駆動するの
に必要な動力を容易に確保できる。

【００２９】また、エンジン１１が運転されている際
に、ＭＧ１５を発電機として使用したり補機等を駆動し
たりするには、ブレーキ２６を解除（非作動）状態にし
電磁クラッチ１６を接続状態にする。このようにする
と、エンジン１１側から動力が伝達され、ＭＧ１５で動
力を吸収することにより、ＭＧ１５とプーリ１９とがワ
ンウェイクラッチ２７により直結された状態となる。そ
の結果、エンジン１１の回転速度が高くなっても、ＭＧ
１５や補機等が高速で運転されるのを防止できる。な
お、ワンウェイクラッチ２７をクラッチに置き換えても
実質的に上記と同様な作用が得られる。

【００３０】次に、エコランモードでエンジン１１を再
始動する場合、コントローラ３７は電磁クラッチ１６を
接続（オン）させる信号を出力する。また、減速機構２
１のブレーキ２６を作動（オン）させる信号を出力し、
リングギヤ２４を回転不能にロックしておく。この状態
でＭＧ１５を回転させると、サンギヤ２２の回転はピニ
オンギヤ２５に伝達される。ここで、リングギヤ２４が
ロックされているので、ピニオンギヤ２５は自転しなが
らサンギヤ２２の周りを公転する。ピニオンギヤ２５を
保持するキャリア２３もサンギヤ２２の周りを公転し、
キャリア２３と同軸のプーリ１９も回転する。このとき
のプーリ１９の回転速度は、サンギヤ２２及びリングギ
ヤ２４の歯数によって決まる減速比で、ＭＧ１５の軸の
回転速度が減速されたものとなる。ＭＧ１５からエンジ
ン１１の始動に十分なトルクが伝達され、エンジン１１
が再始動される。これは、ＭＧ１５を小型にできるとい
う効果につながる。この際、プーリ１９が回転するので
同時に補機も駆動される。

【００３１】エンジン１１の自動停止後の自動始動は、
コントローラ３７が所定の制御プログラムを実行するこ
とによって実現される。コントローラ３７は、例えば以
下の条件が成立している場合に、エンジン１１を自動停
止すべきと判定する。その条件とは、車速が零であり、
ブレーキペダルが踏まれていて、アクセルペダルが踏ま
れておらず、エンジン１１の冷却水温や自動変速機１３
の作動油温が所定範囲内にあり、バッテリ３４，３６の
ＳＯＣ（充電状態）が所定範囲内であり、かつシフトレ
バーのポジションに関してＤレンジ又はＮレンジが選択
されていること等である。あるいは、ただ単にＰレンジ
が選択されていること等である。この場合には、コント
ローラ３７はエンジン１１への燃料供給を停止させるた
めの信号を出力する。一方、例えば、アクセルペダルが
踏まれたとき、又はブレーキペダルが戻されたとき、コ
ントローラ３７はエンジン１１を自動始動すべきである
と判定する。この場合、コントローラ３７はエンジン１
１への燃料供給を再開してエンジン１１を自動始動させ
るための信号を出力する。

【００３２】コントローラ３７は、前述した電磁クラッ
チ１６の断続制御、及びインバータ３３のスイッチング
制御のほかにも、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５の出力電圧
Ｖｃを監視し、同出力電圧Ｖｃが過剰に高い場合にはフ
ェイルセーフ処理を行う。次に、図２に示すフローチャ
ートに従いフェイルセーフ処理の具体的内容について説
明する。

【００３３】このフェイルセーフルーチンの各処理は、
コンバータ異常フラグＦに基づき、所定のタイミング
で、例えば所定時間毎に繰り返し実行される。コンバー
タ異常フラグＦは、例えばエンジン１１の始動時に
「０」に設定され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５の出力電
圧Ｖｃが所定の第１判定値Ａよりも高くなった場合に、
出力電圧異常として「１」に設定される。ここで、異常
判定の精度を高めるうえでは、Ｖｃ＞Ａの状態がある程
度の期間にわたって続いた場合に、コンバータ異常フラ
グＦが「１」に設定されることが望ましい。第１判定値
Ａは、出力電圧Ｖｃの適正範囲（通常採り得る範囲）の
上限値よりも大きな値に設定されている。

【００３４】コントローラ３７はまず、ステップ１１０
において、コンバータ異常フラグＦが「０」であるか否
かを判定する。この判定条件が満たされている（Ｆ＝
０）と、ステップ１２０において、出力電圧Ｖｃが第１
判定値Ａよりも高いか否かを判定し、満たされていない
（Ｖｃ≦Ａ）とフェイルセーフルーチンを終了する。従
って、この場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５による
低電圧バッテリ３６への通常の充電制御が行われるとと
もに、ＭＧ１５による通常の発電制御が行われる。ステ
ップ１２０の判定条件が満たされている（Ｖｃ＞Ａ）
と、ステップ１３０においてコンバータ異常フラグＦを
「０」から「１」に切替え、ステップ１４０へ移行す
る。なお、前記ステップ１１０での判定条件が満たされ
ていない（Ｆ＝１）場合には、前述したステップ１２
０，１３０の処理を行うことなくステップ１４０へ移行
する。

【００３５】ステップ１４０では、充電制御を禁止する
ための信号をＤＣ／ＤＣコンバータ３５に出力する。こ
の信号に応じ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５では低電圧バ
ッテリ３６の充電が停止される。このステップ１４０に
おいては充電が停止されるが、発電に関しては特に制限
をしていない。すなわち、ＭＧ１５による通常の発電制
御は継続され得るのである。この結果、発電された電力
は高電圧バッテリ３４には充電される。次に、ステップ
１５０において、充電制御を禁止し始めてから所定時間
Ｔ、例えば３０秒が経過したか否か、すなわち、充電制
御禁止状態が所定時間Ｔ以上継続したか否かを判定す
る。この判定条件が満たされていないとフェイルセーフ
ルーチンを終了し、満たされているとステップ１６０に
おいて、出力電圧Ｖｃが第２判定値Ｂよりも高いか否か
を判定する。第２判定値Ｂは、低電圧バッテリ３６の定
格電圧値（１２ボルト）と第１判定値Ａとの中間の値で
あり、ここでは１５ボルトに設定されている。

【００３６】ステップ１６０の判定条件が満たされてい
る（Ｖｃ＞Ｂ）と、所定時間Ｔにわたって充電を止めて
いるにもかかわらず、出力電圧Ｖｃの高い状態が続いて
いるのは異常であるとして、ステップ１７０において、
ＭＧ１５による発電制御を禁止する信号をインバータ３
３に出力する。この信号に応じてＭＧ１５では発電が停
止される。

【００３７】また、前記ステップ１６０の判定条件が満
たされていない（Ｖｃ≦Ｂ）と、ステップ１８０におい
て、充電禁止を解除する信号をＤＣ／ＤＣコンバータ３
５に出力するとともに、発電禁止を解除する信号をイン
バータ３３に出力する。これらの信号に応じて、ＤＣ／
ＤＣコンバータ３５では低電圧バッテリ３６に充電する
ための制御が再開され、インバータ３３ではＭＧ１５に
発電を行わせるための制御が再開される。そして、ステ
ップ１７０又は１８０の処理を行うと、フェイルセーフ
ルーチンを終了する。

【００３８】上記フェイルセーフルーチンに従うと、例
えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５の出力電圧Ｖｃが第１
判定値Ａ以下である場合、すなわち適正範囲にある場合
には、ステップ１１０→１２０→リターンの順に処理が
行われる。出力電圧Ｖｃが第１判定値Ａを上回ると、そ
の回の制御周期では、ステップ１１０→１２０→１３０
→１４０→１５０→リターンの順に処理が行われる。こ
の一連の処理の中で、コンバータ異常フラグＦが「０」
から「１」に切替えられる（ステップ１３０）。

【００３９】次回の制御周期では、ステップ１１０の判
定条件が満たされなくなる。このため、ステップ１２０
の判定条件が満たされてから所定時間Ｔが経過していな
ければ、ステップ１１０→１４０→１５０→リターンの
順に処理が行われる。そして、所定時間Ｔが経過する
と、ステップ１５０の判定条件が満たされる。そのた
め、ステップ１１０→１４０→１５０の順に処理が行わ
れる。

【００４０】ここで、ステップ１６０の判定条件が満た
されている（Ｖｃ＞Ｂ）場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ３
５による充電制御を停止しているにもかかわらず、依然
として出力電圧Ｖｃが高いことになる。このような現象
が起こる原因としては、次の２つが考えられる。１つ目
は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５が短絡していて、ＭＧ１
５で発電された電力がＤＣ／ＤＣコンバータ３５で降圧
されることなく、同コンバータ３５から出力されている
ことである。すなわち、高電圧側から低電圧側へ電流が
リークしていることである。そのまま、ＭＧ１５の発電
が続けられると低電圧バッテリ３６に電力が過剰に供給
されるおそれがある。

【００４１】２つ目は、低電圧バッテリ３６よりも定格
電圧の高い（例えば２４ボルト）バッテリを用いてジャ
ンパスタートが行われていることである。すなわち、バ
ッテリ容量が不足して電圧が低下した低電圧バッテリ３
６に、他の車両に搭載されている２４ボルトバッテリが
ケーブル等によって電気的に接続される。２４ボルトバ
ッテリに接続されたエンジンが高速回転されることによ
り十分な発電が行われ、バッテリ容量の不足した低電圧
バッテリ３６に電力が供給される。このようなバッテリ
は、寒冷地仕様の自動車、トラック等の大型の車両にお
いて見られる。これらのどちらかが原因となって、出力
電圧Ｖｃが高くなっているものと考えられる。ただし、
この段階では、その原因を特定することは困難である。

【００４２】本実施形態では、こういった場合、ステッ
プ１６０の判定処理を経た後に、ステップ１７０→リタ
ーンの順に処理が行われる。ステップ１７０の処理によ
りＭＧ１５による発電制御が停止される。ここで、出力
電圧Ｖｃが第２判定値Ｂよりも高くなる真の原因がＤＣ
／ＤＣコンバータ３５の短絡であった場合、高電圧バッ
テリ３４と低電圧バッテリ３６とが電気的に直結された
状態となる。そのため、発電の禁止により、高電圧バッ
テリ３４の電力がコンバータ３５で降圧されることなく
そのまま低電圧バッテリ３６に供給される。ＤＣ／ＤＣ
コンバータ３５からは、高電圧バッテリ３４の定格電圧
である３６ボルトから電圧降下分を考慮した値が出力さ
れることとなる。ここで、定格電圧から電圧降下分を考
慮した値（電圧値）を試験的に求め、そのような電圧降
下分を考慮した値よりも小さな値に第２判定値Ｂを設定
することができる。

【００４３】次回の制御周期では、ステップ１１０→１
４０→１５０→１６０の順に処理が行われるが、前述し
たように出力電圧Ｖｃが３６ボルトから電圧降下分を差
し引いた値であることから、ステップ１６０の判定条件
が満たされる。このため、ステップ１６０の処理を経た
後、ステップ１７０→リターンの順に処理が行われるこ
ととなる。発電制御が引き続き停止される。

【００４４】これに対し、先に説明した原因がジャンパ
スタートによるものであった場合、２４ボルトバッテリ
において電圧降下があるものの、上述したように第２判
定値Ｂが設定されることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５
の出力電圧Ｖｃは第２判定値Ｂ（＝１５ボルト）よりも
高くなる。この現象は、低電圧バッテリ３６と同程度の
定格電圧のバッテリを用いた場合には起こらない。そし
て、バッテリ容量の不足している低電圧バッテリ３６に
接続されているエンジンが始動された後に、ケーブルが
外される等して、２４ボルトバッテリと低電圧バッテリ
３６との電気的な接続が絶たれると、２４ボルトバッテ
リからの電力供給がなくなるため、出力電圧Ｖｃは第２
判定値Ｂよりも低くなる。そのため、この場合には、ス
テップ１６０の判定処理を経た後、ステップ１８０→リ
ターンの順に処理が行われる。ステップ１８０の処理に
より、充電制御及び発電制御がともに再開される。

【００４５】以上詳述した本実施形態によれば、以下の
効果が得られる。（１）ＤＣ／ＤＣコンバータ３５の出力電圧Ｖｃが第１
判定値Ａよりも高くなると、そのコンバータ３５による
低電圧バッテリ３６の充電制御を禁止するようにしてい
る。従って、何らかの原因により出力電圧Ｖｃが過剰に
高くなったとしても、そのことが原因で、低電圧バッテ
リ３６が過剰な電力供給を受けて正常に機能しなくなる
のを回避できる。このようにして、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ３５の異常時であっても低電圧バッテリ３６が正常に
機能するのを保証できる。

【００４６】（２）バッテリは化学反応により電気エネ
ルギを発生する。このため、低電圧バッテリ３６の電圧
は、ＭＧ１５による発電が止められると、すぐに下がる
とは限らない。従って、仮に充電制御の停止直後に、出
力電圧Ｖｃと第２判定値Ｂとの比較判定を行った場合、
しばらくすれば電圧が下がる場合であっても、下がらな
いとして誤判定をするおそれがある。

【００４７】これに対し、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ３５の出力電圧Ｖｃが第１判定値Ａより高い
場合に、同コンバータ３５による低電圧バッテリ３６の
充電を所定時間Ｔ禁止するようにしている。そして、充
電制御の停止状態が所定時間Ｔ継続した後（図２のステ
ップ１５０）に、出力電圧Ｖｃと第２判定値Ｂとの比較
判定（ステップ１６０）を行うようにしている。このた
め、充電を禁止してから出力電圧Ｖｃが低下するまでの
時間を十分確保して、前述した誤判定を少なくすること
ができる。

【００４８】（３）充電禁止状態が所定時間Ｔにわたっ
て継続しているにもかかわらず出力電圧Ｖｃが下がらず
第２判定値Ｂよりも高い場合、ＭＧ１５による発電を禁
止するようにしている。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ
３５が短絡した場合には、低電圧バッテリ３６に異常を
引き起こす原因の１つである、高電圧の電力が発生され
なくなる。その結果、低電圧バッテリ３６に電力が過剰
に供給されて、同低電圧バッテリ３６が正常に機能しな
くなるのを回避できる。これにともない、低電圧バッテ
リ３６から電力供給を受けているコントローラ３７をは
じめとする各種電子機器の正常な作動を保証することが
可能となる。

【００４９】（４）発電が禁止された後に出力電圧Ｖｃ
が第２判定値Ｂ以下となった場合には充電禁止を解除
し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５による低電圧バッテリ３
６の通常の充電制御を再開するようにしている。このよ
うに蓄電の必要なジャンパスタート後に充電を行うた
め、不足している低電圧バッテリ３６のバッテリ容量
（電源として使用する際に役立つ電気量）を早期に回復
させることができる。低電圧バッテリ３６からコントロ
ーラ３７等の各種電子機器に所定の電力を供給し、同電
子機器を正常に機能させて、制御対象を適正に制御する
ことができる。その結果、エンジン１１の始動はもちろ
んのこと車両を走行させることが確実に可能となる。

【００５０】（５）ジャンパスタート後には、低電圧バ
ッテリ３６のバッテリ容量が依然として不足しているた
め充電が必要である。これに対し本実施形態では、発電
禁止後に出力電圧Ｖｃが第２判定値Ｂ以下となる場合に
は、発電禁止を解除するようにしている。このため、発
電を再開させて高電圧バッテリ３４を充電し、上記
（４）の効果をより一層確実なものとすることができ
る。

【００５１】（６）低電圧バッテリ３６への充電が禁止
されているときであっても、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５
による発電を許可するようにしている。このように発電
が継続されることにより高電圧バッテリ３４が充電され
得るため、高電圧バッテリ３４に接続されている電気負
荷は動作し続けることが可能となる。

【００５２】なお、本発明は次に示す別の実施形態に具
体化することができる。・第１判定値Ａ、第２判定値Ｂ及び所定時間Ｔの各値を
適宜変更してもよい。・本発明の電力供給装置は、車両に限らず、高電圧蓄電
手段及び低電圧蓄電手段といった２つの電源（蓄電手
段）を有するものであれば広く適用可能である。

【００５３】・前記実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ３５の出力電圧Ｖｃについての異常をコントローラ３
７が監視及び判断したが、同コンバータ３５自身にこれ
らの処理を行わせてもよい。

【００５４】・図２のステップ１８０の処理として、充
電禁止解除及び発電禁止解除の一方を省略してもよい。・図２のステップ１６０の処理として、第２判定値Ｂに
代えて、低電圧バッテリ３６の定格電圧値（１２ボル
ト）を用いてもよい。すなわち、充電禁止状態が所定時
間Ｔ継続した後に、出力電圧Ｖｃが低電圧バッテリ３６
の定格電圧値よりも高い場合には、ＭＧ１５による発電
を禁止するようにしてもよい。このようにしても前記実
施形態と同様の作用及び効果を奏する。要は、ステップ
１６０では、充電禁止によっても依然として出力電圧Ｖ
ｃが高いかどうかを判定できればよい。

【００５５】その他、前記各実施形態から把握できる技
術的思想について、それらの効果とともに記載する。（Ａ）請求項６又は７に記載の電力供給装置において、
前記発電禁止手段による発電禁止後に前記コンバータの
出力電圧が前記第２判定値以下となる場合には、前記発
電禁止手段による発電禁止を解除する発電禁止解除手段
をさらに備える。

【００５６】上記の構成によれば、発電禁止の解除によ
り発電が再開されて、高電圧蓄電手段が充電されるた
め、請求項５に記載の発明と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施形態についてその構
成を示す略図。

【図２】フェイルセーフ処理の手順を示すフローチャー
ト。

【符号の説明】

１５…ＭＧ（モータジェネレータ）、３４…高電圧バッ
テリ、３５…ＤＣ／ＤＣコンバータ、３６…低電圧バッ
テリ、３７…コントローラ、Ｖｃ…出力電圧、Ａ…第１
判定値、Ｂ…第２判定値、Ｔ…所定時間。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3G093 BA21 BA22 DA05 DA06 DB05 DB11 DB15 DB19 DB25 FA11 FB05 5G003 AA04 AA07 BA02 CA14 FA04 GB03 GB06 GC05 5H030 AS08 BB01 FF43

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発電機により発電された電力を蓄電する高
電圧蓄電手段と、前記高電圧蓄電手段の電圧を降圧するコンバータと、前記コンバータにより降圧された電力を蓄電する低電圧
蓄電手段とを備える電力供給装置において、前記コンバータの出力電圧が予め定められた第１判定値
よりも高い場合に、前記コンバータによる前記低電圧蓄
電手段の充電を禁止する充電禁止手段をさらに備えるこ
とを特徴とする電力供給装置。
【請求項２】前記充電禁止手段によって前記低電圧蓄電
手段への充電が禁止されているときであっても、前記発
電機による発電を許可する発電許可手段をさらに備える
請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項３】前記充電禁止手段は、前記コンバータの出
力電圧が予め定められた第１判定値より高い場合に、前
記コンバータによる前記低電圧蓄電手段の充電を所定時
間禁止するものである請求項１又は２に記載の電力供給
装置。
【請求項４】前記第１判定値は、前記コンバータの出力
電圧が通常採り得る範囲の上限値よりも高い値に設定さ
れている請求項１〜３のいずれか１つに記載の電力供給
装置。
【請求項５】前記充電禁止手段による充電禁止状態が所
定時間継続した後に、前記コンバータの出力電圧が、前
記低電圧蓄電手段の定格電圧値よりも高い場合には、前
記発電機による発電を禁止する発電禁止手段をさらに備
える請求項１〜４のいずれか１つに記載の電力供給装
置。
【請求項６】前記充電禁止手段による充電禁止状態が所
定時間継続した後に、前記コンバータの出力電圧が、前
記低電圧蓄電手段の定格電圧値と前記第１判定値との中
間の第２判定値よりも高い場合には、前記発電機による
発電を禁止する発電禁止手段をさらに備える請求項１〜
４のいずれか１つに記載の電力供給装置。
【請求項７】前記発電禁止手段による発電禁止にともな
い前記コンバータの出力電圧が前記第２判定値以下とな
る場合には、前記充電禁止手段による充電禁止を解除す
る充電禁止解除手段をさらに備える請求項６に記載の電
力供給装置。