JP2006197691A

JP2006197691A - 駆動装置用の電力装置およびこれを搭載する自動車並びに電力装置の制御方法

Info

Publication number: JP2006197691A
Application number: JP2005005203A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Kashiwa; 康弘栢
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2025-01-12
Also published as: JP4254714B2

Abstract

【課題】駆動装置の正常な駆動を確保しつつ駆動装置の補機の消費電力を抑制する。
【解決手段】駆動装置の駆動に必要な電力を供給する高圧バッテリと駆動装置を正常に駆動させるために操作者の操作を伴わずに作動する補機やその他の操作者の操作を伴って作動する補機に電力を供給する低圧バッテリと高圧系の電力を低圧に変換して低圧系に供給するＤＣ／ＤＣコンバータとを備える電力装置において、操作者の操作に伴って作動する補機の作動が指示されているとき、駆動装置を正常に駆動させるための補機が高負荷で作動すべき状態にあるとき（出力電圧低下許可フラグＦが値０のとき）には出力電圧Ｖｏｕｔに高電圧ＶＨｉを設定し（Ｓ１３０）、駆動装置を正常に駆動させるための補機が高負荷で作動すべき状態にないとき（出力電圧低下許可フラグＦが値１のとき）には出力電圧Ｖｏｕｔに低電圧ＶＬｏを設定して（Ｓ１４０）、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、駆動装置用の電力装置およびこれを搭載する自動車並びに電力装置の制御方法に関する。

従来、この種の電力装置としては、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して高圧バッテリ（３６Ｖ）と低圧バッテリ（１２Ｖ）とが接続されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、ＤＣ／ＤＣコンバータから低圧バッテリへの出力電圧と基準電圧との偏差に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータを制御することにより、低圧バッテリの充放電を制御している。
特開２００２−３１５３１３号公報

ところで、ＤＣ／ＤＣコンバータや低圧バッテリからの電力により駆動装置を含むシステムの補機を作動させる際には、その作動電圧を低くした方が電力消費を抑制することができる。しかしながら、常に作動電圧を低くした状態で補機を作動させるものとすると、補機の性能が低下して駆動装置の正常な駆動を確保できない場合が生じたり、低圧バッテリの電圧が低くなり過ぎる（低圧バッテリがあがる）場合が生じる。

本発明の駆動装置用の電力装置およびこれを搭載する自動車並びに電力装置の制御方法は、駆動装置の正常な駆動を確保しつつ補機類を作動させる際の電力消費を抑制することを目的の一つとする。また、本発明の駆動装置用の電力装置およびこれを搭載する自動車並びに電力装置の制御方法は、補機類用蓄電手段の過放電を抑制することを目的の一つとする。

本発明の駆動装置用の電力装置およびこれを搭載する自動車並びに電力装置の制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１の駆動装置用の電力装置は、
駆動装置用の電力装置であって、
前記駆動装置の駆動に必要な電力を供給可能な高圧系の駆動用蓄電手段と、
前記駆動装置を含むシステムの複数の補機類に電力を供給可能な低圧系の補機類用蓄電手段と、
前記高圧系の電力を低圧に変換して前記低圧系に供給可能な電圧変換供給手段と、
前記複数の補機類のうち前記駆動装置を正常に機能させるために操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態を検出する状態検出手段と、
前記電圧変換供給手段における前記低圧系への出力電圧の要求と前記検出された操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態とに基づいて前記低圧系の出力電圧を制御する出力電圧制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の第１の駆動装置用の電力装置では、駆動装置を含むシステムの複数の補機類のうち駆動装置を正常に機能させるために操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態を検出し、高圧系の電力を低圧に変換して低圧系に供給可能な電圧変換供給手段における低圧系への出力電圧の要求と検出された操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態とに基づいて低圧系の出力電圧を制御する。従って、駆動装置を正常に機能させるために操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態を考慮しながら低圧系への出力電圧の要求に対応することができる。この結果、駆動装置の正常な駆動を確保しつつ補機類を作動させる際の電力消費を抑制することができる。

こうした本発明の第１の駆動装置用の電力装置において、前記低圧系への出力電圧の要求は、前記複数の補機類のうち操作者の操作を伴って作動する補機類の作動要求に基づいて行なわれる要求であるものとすることもできる。こうすれば、操作者の操作を伴って作動する補機類の作動要求と駆動装置を正常に機能させるために操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態とを考慮して低圧系への出力電圧を制御することができる。

また、本発明の第１の駆動装置用の電力装置において、前記出力電圧制御手段は、前記低圧系への出力電圧の要求として第１の電圧が要求されているときに前記検出された操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態が所定の高負荷状態で駆動すべき状態にないときには前記出力電圧が前記第１の電圧となるよう前記電圧変換供給手段を制御し、前記低圧系への出力電圧の要求として前記第１の電圧が要求されているときに前記検出された操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態が前記高負荷状態で駆動すべき状態にあるときには前記出力電圧の要求に拘わらず前記出力電圧が前記第１の電圧よりも高い第２の電圧となるよう前記電圧変換供給手段を制御する手段であるものとすることもできるし、前記出力電圧制御手段は、前記低圧系への出力電圧の要求として通常の電圧が要求されているときには該通常の電圧となるよう前記電圧変換供給手段を制御し、前記低圧系への出力電圧の要求として前記通常の電圧よりも低い電圧が要求されているときには前記検出された操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態として該通常の電圧以下で該補機類が作動すべき負荷状態の大小に基づいて前記低圧系の出力電圧が高低するよう前記電圧変換供給手段を制御する手段であるものとすることもできる。

さらに、本発明の第１の駆動装置用の電力装置において、前記操作者の操作を伴わずに作動する補機類は、前記駆動装置の駆動の際に前記駆動用蓄電手段の電力が入出力される電気駆動系の温度に基づいて該電気駆動系を冷却する冷却装置であり、前記状態検出手段は、前記電気駆動系の温度を検出する手段であり、前記出力電圧制御手段は、前記検出された電気駆動系の温度に基づいて前記低圧系の出力電圧を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電気駆動系を正常に機能させることができる。ここで、「電気駆動系の温度を検出」には、電気駆動系の温度を直接検出するものの他、電気駆動系を冷却する冷却媒体の温度を検出するものも含まれる。

また、本発明の第１の駆動装置用の電力装置において、前記操作者の操作を伴わずに作動する補機類は、前記駆動用蓄電手段の温度に基づいて該駆動用蓄電手段を冷却する冷却装置であり、前記状態検出手段は、前記駆動用蓄電手段の温度を検出する手段であり、前記出力電圧制御手段は、前記検出された駆動用蓄電手段の温度に基づいて前記低圧系の出力電圧を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、駆動用蓄電手段を良好な状態に維持することができる。

また、本発明の第１の駆動装置用の電力装置において、前記出力電圧制御手段は、前記操作者の操作を伴わずに作動する補機類を所定の最大負荷近傍で作動させる最大負荷作動要求がなされたときには、前記出力電圧の要求に拘わらず前記低圧系の出力電圧が高くなる方向に変更されるよう前記電圧変換供給手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、補機類の最大負荷作動要求に対応でき、より確実に駆動装置の正常な駆動を確保することができる。

また、本発明の第１の駆動装置用の電力装置において、前記補機類用蓄電手段の残容量を検出する残容量検出手段を備え、前記出力電圧制御手段は、更に前記検出された補機類用蓄電手段の残容量に基づいて前記低圧系の出力電圧を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、補機類用蓄電手段の過放電を抑制することができる。

本発明の第２の駆動装置用の電力装置は、
駆動装置用の電力装置であって、
前記駆動装置の駆動に必要な電力を供給可能な高圧系の駆動用蓄電手段と、
前記駆動装置を含むシステムの複数の補機類に電力を供給可能な低圧系の補機類用蓄電手段と、
前記高圧系の電力を低圧に変換して前記低圧系に供給可能な電圧変換供給手段と、
前記電圧変換供給手段における前記低圧系への出力電圧の要求として第１の電圧が要求されているときには前記出力電圧が該第１の電圧となるよう前記電圧変換供給手段を制御し、前記低圧系への出力電圧の要求として前記第１の電圧よりも低い第２の電圧が要求されているときには前記出力電圧が該第２の電圧となるよう前記電圧変換供給手段を制御すると共に前記複数の補機類のうち前記駆動装置を正常に機能させるために作動する補機類を該第２の電圧により作動させる際の仕事量の低下が抑制されるよう該補機類を制御する補機類用制御手段に対して駆動指令を出力する制御手段と
を備えることを要旨とする。

この本発明の第２の駆動装置用の電力装置では、高圧系の電力を低圧に変換して低圧系に供給可能な電圧変換供給手段における低圧系への出力電圧の要求として第１の電圧が要求されているときには出力電圧が第１の電圧となるよう電圧変換供給手段を制御し、低圧系への出力電圧の要求として第１の電圧よりも低い第２の電圧が要求されているときには出力電圧が第２の電圧となるよう電圧変換供給手段を制御すると共に複数の補機類のうち駆動装置を正常に機能させるために作動する補機類を第２の電圧により作動させる際の仕事量の低下が抑制されるよう補機類を制御する補機類用制御手段に対して駆動指令を出力する。従って、駆動装置の正常な駆動を確保しつつ補機類を作動させる際の電力消費を抑制することができる。

本発明の自動車は、
上述した各態様のいずれかの本発明の駆動装置用の電力装置、即ち、基本的には、駆動装置用の電力装置であって、前記駆動装置の駆動に必要な電力を供給可能な高圧系の駆動用蓄電手段と、前記駆動装置を含むシステムの複数の補機類に電力を供給可能な低圧系の補機類用蓄電手段と、前記高圧系の電力を低圧に変換して前記低圧系に供給可能な電圧変換供給手段と、前記複数の補機類のうち前記駆動装置を正常に機能させるために操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態を検出する状態検出手段と、前記電圧変換供給手段における前記低圧系への出力電圧の要求と前記検出された操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態とに基づいて前記低圧系の出力電圧を制御する出力電圧制御手段とを備える本発明の第１の駆動装置用の電力装置、または、駆動装置用の電力装置であって、前記駆動装置の駆動に必要な電力を供給可能な高圧系の駆動用蓄電手段と、前記駆動装置を含むシステムの複数の補機類に電力を供給可能な低圧系の補機類用蓄電手段と、前記高圧系の電力を低圧に変換して前記低圧系に供給可能な電圧変換供給手段と、前記電圧変換供給手段における前記低圧系への出力電圧の要求として第１の電圧が要求されているときには前記出力電圧が該第１の電圧となるよう前記電圧変換供給手段を制御し前記低圧系への出力電圧の要求として前記第１の電圧よりも低い第２の電圧が要求されているときには前記出力電圧が該第２の電圧となるよう前記電圧変換供給手段を制御すると共に前記複数の補機類のうち前記駆動装置を正常に機能させるために作動する補機類を該第２の電圧により作動させる際の仕事量の低下が抑制されるよう該補機類の駆動指令を出力する制御手段とを備える本発明の第２の駆動装置用の電力装置を搭載し、該駆動装置の駆動により出力される動力により走行する
ことを要旨とする。

この本発明の自動車では、上述した各態様の本発明の第１または第２の駆動装置用の電力装置を搭載するから、本発明の駆動装置用の電力装置が奏する効果と同様の効果、例えば、駆動装置の正常な駆動を確保しつつ補機類を作動させる際の電力消費を抑制することができる効果や補機類用蓄電手段の過放電を抑制することができる効果などを奏することができる。

本発明の電力装置の制御方法は、
駆動装置の駆動に必要な電力を供給可能な高圧系の駆動用蓄電手段と、前記駆動装置を含むシステムの複数の補機類に電力を供給可能な低圧系の補機類用蓄電手段と、前記高圧系の電力を低圧に変換して前記低圧系に供給可能な電圧変換供給手段と、を備える電力装置の制御方法であって、
（ａ）前記複数の補機類のうち前記駆動装置を正常に機能させるために操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態を検出し、
（ｂ）前記電圧変換供給手段における前記低圧系への出力電圧の要求と前記検出された操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態とに基づいて前記低圧系の出力電圧を制御する
ことを要旨とする。

この本発明の電力装置の制御方法によれば、駆動装置を含むシステムの複数の補機類のうち駆動装置を正常に機能させるために操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態を検出し、高圧系の電力を低圧に変換して低圧系に供給可能な電圧変換供給手段における低圧系への出力電圧の要求と検出された操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態とに基づいて低圧系の出力電圧を制御する。従って、駆動装置を正常に機能させるために操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態を考慮しながら低圧系への出力電圧の要求に対応することができる。この結果、駆動装置の正常な駆動を確保しつつ補機類を作動させる際の電力消費を抑制することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態としての駆動装置用の電力装置５０を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、ガソリンなどの燃料により動力を出力する内燃機関としてのエンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフトにキャリアが接続されると共にデファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸にリングギヤが接続された遊星歯車機構３０と、遊星歯車機構３０のサンギヤに接続された発電可能なモータＭＧ１と、駆動軸に動力を出力する発電可能なモータＭＧ２と、インバータ３２，３４を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりする高圧バッテリ５２と、モータＭＧ１，ＭＧ２とインバータ３２，３４と熱交換器としてのラジエータ４２とを接続する循環路４４内の冷却媒体（冷却水）を循環させてモータＭＧ１，ＭＧ２やインバータ３２，３４を冷却する冷却ポンプ４６や高圧バッテリ５２を送風により冷却する冷却ファン４８や運転者の指示により作動するその他の補機６０（例えば、前面灯や室内灯，エアコンディショナ）等に電力を供給する低圧バッテリ５４と、高圧バッテリ５２に接続された高圧系の電力ラインと低圧バッテリ５４に接続された低圧系の電力ラインとに接続され高圧系の電力を低圧に変換して低圧系に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ５６と、主としてＤＣ／ＤＣコンバータ５６をコントロールする電子制御ユニット７０とを備える。なお、実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２を制御するエンジン用電子制御ユニットやモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータ用制御ユニット，車両の駆動系全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニットなどを備えるが、これらは本発明の中核をなさないから、図示および説明は省略する。

冷却ポンプ４６や冷却ファン４８やその他の補機６０は、補機用電子制御ユニット（以下、補機用ＥＣＵという）６４により制御されている。この補機用ＥＣＵ６４は、循環路４４内を循環する冷却水の温度を検出する温度センサ４７からのモータインバータ冷却水温Ｔｗや高圧バッテリ５２に取り付けられた温度センサ５３からの高圧バッテリ温度Ｔｂ，運転者により操作され補機６０の作動を指示する補機作動スイッチ６２からの信号などを入力し、モータインバータ冷却水温Ｔｗに基づいてモータインバータ冷却水温Ｔｗが高いほど高負荷となる傾向に制御目標値を設定して冷却ポンプ４６を自動的に制御し、高圧バッテリ温度Ｔｂに基づいて高圧バッテリ温度Ｔｂが高いほど高負荷となる傾向に制御目標値を設定して冷却ファン４８を自動的に制御し、補機作動スイッチ６２からの信号に基づいて補機６０を制御する。

電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。電子制御ユニット７０には、低圧バッテリ５４の出力端子に取り付けられた電流センサ６７からの充放電電流などが入力ポートを介して入力されている。また、電子制御ユニット７０は、補機用ＥＣＵ６４と通信ポートを介して通信しており、各種データや制御信号のやりとりを行っている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０における電力装置５０としては、図中の一点鎖線で囲まれた高圧バッテリ５２，低圧バッテリ５４，ＤＣ／ＤＣコンバータ５６，電子制御ユニット７０とセンサ群４７，５３，６２，６７とにより構成されている。なお、駆動装置としては、主としてエンジン２２と遊星歯車機構３０とモータＭＧ１，ＭＧ２と高圧バッテリ５２とにより構成されており、デファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸に走行用の動力を出力する。

次に、実施例の電力装置５０の動作、特に、ＤＣ／ＤＣコンバータ５６の出力電圧を制御する際の動作について説明する。図２は、実施例の電力装置５０の電子制御ユニット７０により実行される出力電圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、２０ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

出力電圧制御ルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、補機用ＥＣＵ６４から通信により出力された補機作動スイッチ６２からの補機作動スイッチ信号や出力電圧低下許可フラグＦなどのデータを入力し（ステップＳ１００）、補機作動スイッチ６２の状態を調べると共に（ステップＳ１１０）、出力電圧低下許可フラグＦの値を調べる（ステップＳ１２０）。補機作動スイッチ６２がＯＦＦされていたり、補機作動スイッチ６２がＯＮされていても出力電圧低下許可フラグＦが値０のときには、出力電圧Ｖｏｕｔに所定の高電圧ＶＨｉ（例えば、１４．０Ｖ）を設定し（ステップＳ１３０）、補機作動スイッチ６２がＯＮされており且つ出力電圧低下許可フラグＦが値１のときには、出力電圧Ｖｏｕｔに所定の低電圧ＶＬｏ（例えば、１３．５Ｖ）を設定し（ステップＳ１４０）、低圧系の出力電圧が設定した出力電圧ＶｏｕｔとなるようＤＣ／ＤＣコンバータ５６を制御して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。これにより、補機６０を低電圧ＶＬｏで作動させることができるから、その消費電力を抑制することができる。ここで、出力電圧低下許可フラグＦは、主として駆動装置を正常に駆動させるための補機（冷却ポンプ４６や冷却ファン４８）の作動を確保するために設定されるものであり、実施例では、図３の出力電圧低下許可フラグ設定処理により設定されたものを入力するものとした。以下、出力電圧低下許可フラグ設定処理の詳細について説明する。

出力電圧低下許可フラグ設定処理では、まず、モータインバータ冷却水温Ｔｗや高圧バッテリ温度Ｔｂ，低圧バッテリ５４の残容量（低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏ）などのデータを入力する（ステップＳ２００）。ここで、モータインバータ冷却水温Ｔｗと高圧バッテリ温度Ｔｂは、それぞれ温度センサ４７と温度センサ５３により検出されたものを補機用ＥＣＵ６４から通信により入力するものとした。また、低圧バッテリ５４の残容量ＳＯＣは、電流センサ６７により検出された低圧バッテリ５４の充放電電流を積算することにより演算して求めることができる。

こうしてデータを入力すると、モータＭＧ１，ＭＧ２やインバータ３２，３４が正常な温度状態にあるかを示す第１フラグＦ１の値を調べる（ステップＳ２１０）。第１フラグＦが値１と判定されたときにはモータインバータ冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗ１よりも高いか否かを判定し（ステップＳ２２０）、モータインバータ冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗ１よりも高いと判定されたときには第１フラグＦ１に値０を設定し（ステップＳ２３０）、モータインバータ冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗ１以下と判定されたり第１フラグＦ１が値０と判定されたときにはモータインバータ冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗ２よりも低いか否かを判定する（ステップＳ２４０）。モータインバータ冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗ２よりも低いと判定されたときには第１フラグＦ１に値１を設定し（ステップＳ２５０）、モータインバータ冷却水温Ｔｗが所定温度Ｔｗ２以上と判定されたときにはそのまま次の処理に進む。ここで、所定温度Ｔｗ１，Ｔｗ２は、モータＭＧ１，ＭＧ２やインバータ３２，３４が正常に駆動できる温度範囲を定めたものであり、モータインバータ冷却水温Ｔｗの僅かな変化に対して第１フラグＦ１の値が頻繁に切り替わらないようヒステリシスを持たせている。

次に、高圧バッテリ５２が正常な温度状態にあるかを示す第２フラグＦ２の値を調べる（ステップＳ２６０）。第２フラグＦ２が値１と判定されたときには高圧バッテリ温度Ｔｂが所定温度Ｔｂ１よりも高いか否かを判定し（ステップＳ２７０）、高圧バッテリ温度Ｔｂが所定温度Ｔｂ１よりも高いと判定されたときには第２フラグＦ２に値０を設定し（ステップＳ２８０）、高圧バッテリ温度Ｔｂが所定温度Ｔｂ１以下と判定されたり第２フラグＦ２が値０と判定されたときには高圧バッテリ温度Ｔｂが所定温度Ｔｂ２よりも低いか否かを判定する（ステップＳ２９０）。高圧バッテリ温度Ｔｂが所定温度Ｔｂ２よりも低いと判定されたときには第２フラグＦ２に値１を設定し（ステップＳ３００）、高圧バッテリ温度Ｔｂが所定温度Ｔｗ２以上と判定されたときにはそのまま次の処理に進む。ここで、所定温度Ｔｂ１，Ｔｂ２は、高圧バッテリ５２が正常に充放電できる温度範囲を定めたものであり、高圧バッテリ温度Ｔｂの僅かな変化に対して第２フラグＦ２の値が頻繁に切り替わらないようヒステリシスを持たせている。

さらに、低圧バッテリ５４の残容量が良好な残容量にあるかを示す第３フラグＦ３の値を調べる（ステップＳ３１０）。第３フラグＦ３が値１と判定されたときには低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏが所定量Ｓ１よりも少ないか否かを判定し（ステップＳ３２０）、低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏが所定量Ｓ１よりも少ないと判定されたときには第３フラグＦ３に値０を設定し（ステップＳ３３０）、低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏが所定量Ｓ１以上のときには低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏが所定量Ｓ２よりも多いか否かを判定し（ステップＳ３４０）、低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏが所定量Ｓ２よりも多いと判定されたときには第３フラグＦ３に値１を設定し（ステップＳ３５０）、低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏが所定量Ｓ２以下と判定されたときにはそのまま次の処理に進む。ここで、所定量Ｓ１，Ｓ２は、低圧バッテリ５４が過放電しない程度の残容量の範囲を定めたものであり、低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏの僅かな変化に対して第３フラグＦ３の値が頻繁に切り替わらないようヒステリシスを持たせている。

こうして各フラグＦ１，Ｆ２，Ｆ３を設定すると、フラグＦ１，Ｆ２，Ｆ３のいずれもが値１に設定されているか否かを判定する（ステップＳ３６０）。フラグＦ１，Ｆ２，Ｆ３のいずれもが値１に設定されていると判定されたときには、モータＭＧ１，ＭＧ２やインバータ３２，３４が良好な温度状態にあり冷却ポンプ４６の負荷が小さく且つ高圧バッテリ５２が良好な温度状態にあり冷却ファン４８の負荷が小さく更に低圧バッテリ５４の残容量が良好な状態にあり低圧バッテリ５４があがるおそれもないため、ＤＣ／ＤＣコンバータ５６の出力電圧を小さくしてもよいと判断して、出力電圧許可フラグＦに値１を設定し（ステップＳ３７０）、フラグＦ１，Ｆ２，Ｆ３のいずれかに値０が設定されていると判定されたときには出力電圧低下許可フラグＦに値０を設定して（ステップＳ３８０）、処理を終了する。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、運転者の操作を伴って作動する補機６０における補機作動スイッチ６２の状態（ＤＣ／ＤＣコンバータ５６の出力電圧の要求）と、駆動装置の正常な駆動を確保するために運転者の操作を伴わずに作動する補機としての冷却ポンプ４６や冷却ファン４８におけるモータインバータ冷却水温Ｔｗや高圧バッテリ温度Ｔｂとに基づいて出力電圧Ｖｏｕｔを設定し、設定した出力電圧Ｖｏｕｔに基づいてＤＣコンバータ５６を制御するから、冷却ポンプ４６や冷却ファン４８を正常に作動させて駆動装置の正常な駆動を確保しつつ補機６０の消費電力を抑制することができる。しかも、低圧バッテリ５４の残容量（低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏ）も考慮して出力電圧Ｖｏｕｔを設定するから、低圧バッテリ５４を良好な状態に維持することができ、その過放電を抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータインバータ冷却水温Ｔｗによる判定と高圧バッテリ温度Ｔｂによる判定と低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏによる判定とに基づいて出力電圧低下許可フラグＦを設定するものとしたが、いずれか２つの判定に基づいて出力電圧低下許可フラグＦを設定するものとしてもよいし、１つだけの判定に基づいて出力電圧低下許可フラグＦを設定するものとしてもよいし、駆動装置を正常に機能させるために操作者の操作を伴わずに作動する他の如何なる補機が作動すべき状態による判定に基づいて出力電圧低下許可フラグＦを設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータインバータ冷却水温Ｔｗによる判定や高圧バッテリ温度Ｔｂによる判定，低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏによる判定に基づいて設定される出力電圧許可フラグＦの値に基づいて出力電圧Ｖｏｕｔを低電圧ＶＬｏか高電圧ＶＨｉかのいずれかに設定するものとしたが、モータインバータ冷却水温Ｔｗや高圧バッテリ温度Ｔｂの高低や低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏの多少に基づいて高低するよう出力電圧Ｖｏｕｔを設定するものとしてもよい。この場合、図２の出力電圧制御ルーチンおよび図３の出力電圧低下許可フラグ設定処理に代えて図４の出力電圧制御ルーチンを実行すればよい。図４の出力電圧制御ルーチンでは、まず、補機作動スイッチ信号やモータインバータ冷却水温Ｔｗ，高圧バッテリ温度Ｔｂ，低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏなどのデータを入力し（ステップＳ４００）、補機作動スイッチ６２の状態を調べ（ステップＳ４１０）、補機作動スイッチ６２がＯＦＦされていると判定されたときには出力電圧Ｖｏｕｔに高電圧ＶＨｉを設定し（ステップＳ４２０）、ＤＣ／ＤＣコンバータ５６を制御して（ステップＳ４７０）、処理を終了する。一方、補機作動スイッチ６２がＯＮされていると判定されたときには、モータインバータ冷却水温Ｔｗに基づいて仮出力電圧Ｖｏｕｔ１を設定し（ステップＳ４３０）、高圧バッテリ温度Ｔｂに基づいて仮出力電圧Ｖｏｕｔ２を設定し（ステップＳ４４０）、低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏに基づいて仮出力電圧Ｖｏｕｔ３を設定し（ステップＳ４５０）、設定した各仮出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３のうち最も大きいものを出力電圧Ｖｏｕｔに設定し（ステップＳ４６０）、設定した出力電圧Ｖｏｕｔに基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ５６を制御して（ステップＳ４７０）、処理を終了する。ここで、仮出力電圧Ｖｏｕｔ１は、実施例では、モータインバータ冷却水温Ｔｗと仮出力電圧Ｖｏｕｔ１との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、モータインバータ冷却水温Ｔｗが与えられるとマップから対応する出力電圧Ｖｏｕｔ１を導出することにより設定するものとした。このマップの一例を図５に示す。また、仮出力電圧Ｖｏｕｔ２は、実施例では、高圧バッテリ温度Ｔｂと仮出力電圧Ｖｏｕｔ２との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、高圧バッテリ温度Ｔｂが与えられるとマップから対応する仮出力電圧Ｖｏｕｔ２を導出することにより設定するものとした。このマップの一例を図６に示す。さらに、仮出力電圧Ｖｏｕｔ３は、実施例では、低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏと仮出力電圧Ｖｏｕｔ３との関係を予め求めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏが与えられるとマップから対応する仮出力電圧Ｖｏｕｔ３を導出することにより設定するものとした。このマップの一例を図７に示す。図５ないし図７に示すように、いずれのマップにおいても前述した高電圧ＶＨｉ以下の範囲内で仮出力電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，Ｖｏｕｔ３が設定されるようマップを作成した。なお、この変形例の出力電圧制御ルーチンでは、モータインバータ冷却水温Ｔｗと高圧バッテリ温度Ｔｂと低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏとの３つに基づいて出力電圧Ｖｏｕｔを設定するものとしたが、いずれか２つに基づいて出力電圧Ｖｏｕｔを設定するものとしてもよいし、１つだけに基づいて出力電圧Ｖｏｕｔを設定するものとしてもよいし、駆動装置を正常に機能させるために操作者の操作を伴わずに作動する他の如何なる補機が作動すべき状態に基づいて出力電圧Ｖｏｕｔを設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、高電圧ＶＨｉ以下の範囲で出力電圧Ｖｏｕｔを設定してＤＣ／ＤＣコンバータ５６を制御するものとしたが、冷却ポンプ４６や冷却ファン４８に最大負荷要求がなされたとき例えばモータインバータ冷却水温Ｔｗがその上限温度の近傍に達したときや高圧バッテリ温度Ｔｂがその上限温度の近傍に達したときには、高電圧ＶＨｉよりも高い電圧（例えば、１４．５Ｖ）に出力電圧Ｖｏｕｔを設定してＤＣ／ＤＣコンバータ５６を制御するものとしてもよい。これにより、最大負荷要求にも対応することができ、駆動装置の正常な駆動をより確実に確保することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ＤＣ／ＤＣコンバータ５６の出力電圧の要求（補機作動スイッチ６２）と駆動装置の正常な駆動を確保するために運転者の操作を伴わずに作動する補機の状態（モータインバータ冷却水温Ｔｗや高圧バッテリ温度Ｔｂ，低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏ）とに基づいて出力電圧Ｖｏｕｔを設定してＤＣ／ＤＣコンバータ５６を制御するものとしたが、例えば、図８に例示する変形例の出力電圧制御ルーチンに示すように、補機作動スイッチ信号を入力し（ステップＳ５００）、補機作動スイッチ６２がＯＦＦされているときには（ステップＳ５１０）出力電圧Ｖｏｕｔに高電圧ＶＨｉを設定し（ステップＳ５２０）、補機作動スイッチ６２がＯＮされているときには（ステップＳ５１０）出力電圧Ｖｏｕｔに低電圧ＶＬｏを設定すると共に（ステップＳ５３０）低電圧ＶＬｏによる冷却ポンプ４６や冷却ファン４８の仕事量の低下分を見込んで冷却ポンプ４６や冷却ファン４８を制御するよう補機用ＥＣＵ６４に指示（制御目標値の上乗せを指示）し（ステップＳ５４０）、設定した出力電圧Ｖｏｕｔに基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ５６を制御する（ステップＳ５５０）ものとしてもよい。

実施例では、駆動装置としてエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを搭載したハイブリッド自動車２０に適用するものとしたが、これに限られず、駆動用の電力を供給する高圧系の駆動用蓄電装置と複数の補機に電力を供給する低圧系の補機類用蓄電装置と駆動用蓄電装置と補機類用蓄電装置とに接続され高圧系の電力を低圧に変換して低圧系に供給できる電圧変換装置とを備える電力装置を搭載する如何なる駆動装置に適用するものとしてもよい。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、自動車産業などの産業に利用可能である。

本発明の一実施形態としての駆動装置用の電力装置５０を搭載したハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電力装置５０の電子制御ユニット７０により実行される出力電圧制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。出力電圧低下許可フラグ設定処理の一例を示すフローチャートである。変形例の出力電圧制御ルーチンを示すフローチャートである。モータインバータ冷却水温Ｔｗと仮出力電圧Ｖｏｕｔ１との関係を示すマップである。高圧バッテリ温度Ｔｂと仮出力電圧Ｖｏｕｔ２との関係を示すマップである。低圧バッテリ残容量ＳＯＣｌｏと仮出力電圧Ｖｏｕｔ３との関係を示すマップである。変形例の出力電圧制御ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、３０遊星歯車機構、３２，３４インバータ、３８デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ駆動輪、４２ラジエータ、４４循環路、４６冷却ポンプ、４７温度センサ、４８冷却ファン、５０電力装置、５２高圧バッテリ、５３温度センサ、５４低圧バッテリ、５６ＤＣ／ＤＣコンバータ、６０補機、６２補機作動スイッチ、６４補機用電子制御ユニット（補機用ＥＣＵ）、６７電流センサ、７０電子制御ユニット、７２ＣＰＵ、７４ＲＯＭ、７６ＲＡＭ、ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

駆動装置用の電力装置であって、
前記駆動装置の駆動に必要な電力を供給可能な高圧系の駆動用蓄電手段と、
前記駆動装置を含むシステムの複数の補機類に電力を供給可能な低圧系の補機類用蓄電手段と、
前記高圧系の電力を低圧に変換して前記低圧系に供給可能な電圧変換供給手段と、
前記複数の補機類のうち前記駆動装置を正常に機能させるために操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態を検出する状態検出手段と、
前記電圧変換供給手段における前記低圧系への出力電圧の要求と前記検出された操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態とに基づいて前記低圧系の出力電圧を制御する出力電圧制御手段と
を備える駆動装置用の電力装置。
前記低圧系への出力電圧の要求は、前記複数の補機類のうち操作者の操作を伴って作動する補機類の作動要求に基づいて行なわれる要求である請求項１記載の駆動装置用の電力装置。
前記出力電圧制御手段は、前記低圧系への出力電圧の要求として第１の電圧が要求されているときに前記検出された操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態が所定の高負荷状態で駆動すべき状態にないときには前記出力電圧が前記第１の電圧となるよう前記電圧変換供給手段を制御し、前記低圧系への出力電圧の要求として前記第１の電圧が要求されているときに前記検出された操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態が前記高負荷状態で駆動すべき状態にあるときには前記出力電圧の要求に拘わらず前記出力電圧が前記第１の電圧よりも高い第２の電圧となるよう前記電圧変換供給手段を制御する手段である請求項１または２記載の駆動装置用の電力装置。
前記出力電圧制御手段は、前記低圧系への出力電圧の要求として通常の電圧が要求されているときには前記出力電圧が該通常の電圧となるよう前記電圧変換供給手段を制御し、前記低圧系への出力電圧の要求として前記通常の電圧よりも低い電圧が要求されているときには前記検出された操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態として該補機類が作動すべき負荷状態の大小に基づいて前記通常の電圧以下の範囲で前記低圧系の出力電圧が高低するよう前記電圧変換供給手段を制御する手段である請求項１または２記載の駆動装置用の電力装置。
請求項１ないし４いずれか記載の駆動装置用の電力装置であって、
前記操作者の操作を伴わずに作動する補機類は、前記駆動装置の駆動の際に前記駆動用蓄電手段の電力が入出力される電気駆動系の温度に基づいて該電気駆動系を冷却する冷却装置であり、
前記状態検出手段は、前記電気駆動系の温度を検出する手段であり、
前記出力電圧制御手段は、前記検出された電気駆動系の温度に基づいて前記低圧系の出力電圧を制御する手段である
駆動装置用の電力装置。
請求項１ないし５いずれか記載の駆動装置用の電力装置であって、
前記操作者の操作を伴わずに作動する補機類は、前記駆動用蓄電手段の温度に基づいて該駆動用蓄電手段を冷却する冷却装置であり、
前記状態検出手段は、前記駆動用蓄電手段の温度を検出する手段であり、
前記出力電圧制御手段は、前記検出された駆動用蓄電手段の温度に基づいて前記低圧系の出力電圧を制御する手段である
駆動装置用の電力装置。
前記出力電圧制御手段は、前記操作者の操作を伴わずに作動する補機類を所定の最大負荷近傍で作動させる最大負荷作動要求がなされたときには、前記出力電圧の要求に拘わらず前記低圧系の出力電圧が高くなる方向に変更されるよう前記電圧変換供給手段を制御する手段である請求項１ないし６いずれか記載の駆動装置用の電力装置。
請求項１ないし７いずれか記載の駆動装置用の電力装置であって、
前記補機類用蓄電手段の残容量を検出する残容量検出手段を備え、
前記出力電圧制御手段は、更に前記検出された補機類用蓄電手段の残容量に基づいて前記低圧系の出力電圧を制御する手段である
駆動装置用の電力装置。
駆動装置用の電力装置であって、
前記駆動装置の駆動に必要な電力を供給可能な高圧系の駆動用蓄電手段と、
前記駆動装置を含むシステムの複数の補機類に電力を供給可能な低圧系の補機類用蓄電手段と、
前記高圧系の電力を低圧に変換して前記低圧系に供給可能な電圧変換供給手段と、
前記電圧変換供給手段における前記低圧系への出力電圧の要求として第１の電圧が要求されているときには前記出力電圧が該第１の電圧となるよう前記電圧変換供給手段を制御し、前記低圧系への出力電圧の要求として前記第１の電圧よりも低い第２の電圧が要求されているときには前記出力電圧が該第２の電圧となるよう前記電圧変換供給手段を制御すると共に前記複数の補機類のうち前記駆動装置を正常に機能させるために作動する補機類を該第２の電圧により作動させる際の仕事量の低下が抑制されるよう該補機類を制御する補機類用制御手段に対して駆動指令を出力する制御手段と
を備える駆動装置用の電力装置。
請求項１ないし９いずれか記載の駆動装置用の電力装置を搭載し、該駆動装置の駆動により出力される動力により走行する自動車。
駆動装置の駆動に必要な電力を供給可能な高圧系の駆動用蓄電手段と、前記駆動装置を含むシステムの複数の補機類に電力を供給可能な低圧系の補機類用蓄電手段と、前記高圧系の電力を低圧に変換して前記低圧系に供給可能な電圧変換供給手段と、を備える電力装置の制御方法であって、
（ａ）前記複数の補機類のうち前記駆動装置を正常に機能させるために操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態を検出し、
（ｂ）前記電圧変換供給手段における前記低圧系への出力電圧の要求と前記検出された操作者の操作を伴わずに作動する補機類の状態とに基づいて前記低圧系の出力電圧を制御する
電力装置の制御方法。