JP2012095428A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の停止時に、キャパシタに蓄えられた電力を効率的にバッテリに回収させつつ、必要に応じて処理時間を短縮する。
【解決手段】電源装置１００は、モータ２１を備える車両１に搭載され、該モータに、昇圧回路１２０を介して電気的に接続されたバッテリ１１０と、該モータに、昇降圧回路１４０を介して電気的に接続されたキャパシタ１３０と、車両に係るイグニッションキーがオフされた際に、キャパシタに蓄積された電力を、昇降圧回路及び昇圧回路を介して、バッテリに回収させる場合、キャパシタに係る電圧を降圧するように、昇降圧回路及び昇圧回路のうちスイッチング損失が小さい回路を制御する制御手段１５０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばハイブリッド車両、電気自動車等の車両に搭載される電源装置の技術分野に関する。

この種の装置として、例えば、モータ・ジェネレータに昇降圧コンバータを介して接続された蓄電装置と、モータ・ジェネレータに充電用昇降圧コンバータを介して接続されると共に、蓄電装置に昇降圧コンバータ及び充電用昇降圧コンバータを介して接続されるキャパシタとを備える装置が提案されている（特許文献１参照）。ここでは特に、蓄電装置が過充電状態にあると判定された場合、モータ・ジェネレータによって発電された電力がキャパシタに蓄えられること、並びに、キャパシタに蓄えられた電力が、蓄電装置の充電及びモータ・ジェネレータの力行のために使用されること、が記載されている。

或いは、モータ・ジェネレータ及びキャパシタの各々に昇圧コンバータを介して接続されるバッテリを備える装置が提案されている（特許文献２参照）。ここでは特に、イグニッションキーがオフされた場合、キャパシタの端子間電圧を、昇圧コンバータによりバッテリの直流電圧まで降圧して、キャパシタからバッテリに対して放電動作を行う（即ち、バッテリを充電する）ことが記載されている。

或いは、平滑用コンデンサを有するインバータを介してモータに接続されたメインバッテリと、該メインバッテリと並列に接続された大容量コンデンサとを備える装置が提案されている（特許文献３参照）。ここでは特に、キースイッチがオフされた時に、大容量コンデンサ及び平滑用コンデンサに残っている電荷エネルギーを、メインバッテリに回収させることが記載されている。

特開２０１０−１１４９７３号公報 特開２００６−１５８１７３号公報 特開平１０−１６４７０９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、キャパシタに蓄えられた電力を蓄電装置に回収させる場合、充電用昇降圧コンバータ及び昇降圧コンバータのうちどちらのコンバータで降圧を行うのかは考慮されていない。すると、例えばスイッチング損失に起因して比較的大きなエネルギー損失が発生する可能性があるという技術的問題点がある。また、特許文献２及び３に記載の技術では、キャパシタに蓄えられた電力をバッテリに回収させる際の処理時間を短縮することが困難である可能性があるという技術的問題点がある。

本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、キャパシタに蓄えられた電力を効率的にバッテリに回収させつつ、必要に応じて処理時間を短縮することが可能な電源装置を提案することを課題とする。

本発明の電源装置は、上記課題を解決するために、モータを備える車両に搭載され、前記モータに、昇圧回路を介して電気的に接続されたバッテリと、前記モータに、昇降圧回路を介して電気的に接続されたキャパシタと、前記車両に係るイグニッションキーがオフされた際に、前記キャパシタに蓄積された電力を、前記昇降圧回路及び前記昇圧回路を介して、前記バッテリに回収させる場合、前記キャパシタに係る電圧を降圧するように、前記昇降圧回路及び前記昇圧回路のうちスイッチング損失が小さい回路を制御する制御手段とを備える。

本発明の電源装置によれば、当該電源装置は、モータを備える車両に搭載される。尚、車両は、モータのみを備える電気自動車であってもよいし、モータ及びエンジンを備えるハイブリッド車両であってもよい。

ここで、「モータ」は、車両の駆動モータであってもよいし、例えばハイブリッド車両におけるエンジン制御のモータであってもよい。或いは、モータ・ジェネレータ（電動発電機）において実現されるモータであってもよい。即ち、モータとして機能し得る限りにおいて、典型的にはハイブリッド車両に用いられるモータ・ジェネレータを意味してもかまわない。

当該電源装置は、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池等であるバッテリと、キャパシタとを備えて構成されている。尚、本発明に係る「キャパシタ」は、バッテリに電力が過剰に入力されることを抑制するためのキャパシタであり、バッテリに電力が過剰に入力されると予測される場合に、電力の一部を一時的に蓄えることが可能である。

バッテリは、モータに昇圧回路を介して電気的に接続されている。他方、キャパシタは、モータに昇降圧回路を介して電気的に接続されている。そして、バッテリ及びキャパシタは、昇圧回路及び昇降圧回路を介して、互いに電気的に接続されている。

例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる制御手段は、車両に係るイグニッションキーがオフされた際に、キャパシタに蓄積された電力を、昇降圧回路及び昇圧回路を介して、バッテリに回収させる場合、キャパシタに係る電圧を降圧するように、昇降圧回路及び昇圧回路のうちスイッチング損失が小さい回路を制御する。

「車両に係るイグニッションキーがオフされた際」とは、車両の運転者によりイグニッションキーがオフされた際を意味し、車両に係る駆動システムの停止が指示された時点から所定の停止処理が終了する時点までの少なくとも一部の期間を意味する。

「キャパシタに係る電圧」とは、キャパシタの端子間電圧を意味する。「スイッチング損失」とは、昇圧回路及び昇降圧回路の各々における、例えばトランジスタ等のスイッチング素子がオン又はオフされる際の過渡時に、回路の動作周波数に応じて生じるエネルギー損失を意味する。

駆動システムの停止時には、安全上、キャパシタに蓄えられた電力を放電させるか、キャパシタを電気的に切り離す必要がある。本発明では、キャパシタに蓄えられた電力をバッテリに回収させることにより、キャパシタに蓄えられた電力を放電させている。尚、バッテリが満充電状態となった場合には、キャパシタに蓄えられた電力を、例えば放電抵抗やモータ等で使用して熱として消費すればよい。

本発明では特に、車両に係るイグニッションキーがオフされた際に、キャパシタに蓄積された電力を、昇降圧回路及び昇圧回路を介して、バッテリに回収させる場合、制御手段により、キャパシタに係る電圧を降圧するように、昇降圧回路及び昇圧回路のうちスイッチング損失が小さい回路が制御される。

このため、キャパシタに蓄えられた電力をバッテリに回収させる場合のエネルギー損失を抑制することができる。従って、キャパシタに蓄えられた電力を効率的にバッテリに回収させることができる。

バッテリが満充電状態となった場合には、例えば昇降圧回路及び昇圧回路の少なくとも一方のスイッチング損失を意図的に大きくすれば、キャパシタに蓄えられた電力が放電されるまでの期間を比較的短くすることができる。

本発明の電源装置の一態様では、前記スイッチング損失が小さい回路は、前記昇降圧回路である。

この態様によれば、イグニッションキーがオフされた際に、昇降圧回路によりキャパシタに係る電圧が降圧され、キャパシタに蓄積された電力がバッテリに回収される。

本発明の電源装置の他の態様では、前記車両は、ユーザが操作可能であり、且つ前記ユーザにより操作されることにより前記車両の燃費が向上するような制御処理が実施される、燃費向上操作手段を更に備え、前記燃費向上操作手段が前記ユーザにより操作された場合であって、前記イグニッションキーがオフされた際に、前記キャパシタに蓄積された電力を前記バッテリに回収させる場合、前記制御手段は、前記キャパシタに係る電圧を降圧するように、前記昇降圧回路及び前記昇圧回路のうちスイッチング損失が小さい回路を制御し、前記燃費向上操作手段が前記ユーザにより操作されない場合であって、前記イグニッションキーがオフされた際に、前記キャパシタに蓄積された電力を前記バッテリに回収させる場合、前記制御手段は、前記昇降圧回路及び前記昇圧回路の少なくとも一方の回路のスイッチング損失が最大となるように、前記少なくとも一方の回路を制御する。

この態様によれば、当該電源装置が搭載される車両には、ユーザ（典型的には、運転者）が操作可能であり、且つ該ユーザにより操作されることにより車両の燃費が向上するような制御処理が実施される、燃費向上操作手段が備えられている。

「車両の燃費が向上するような制御処理」とは、投入されたエネルギーに対して得られる効果が可能な限り大きくなるような制御処理を意味する。具体的には、車両がハイブリッド車両である場合、例えば、エンジンの回転数が低めに抑えられるように、変速段の早めのシフトアップが実施される処理である。或いは、例えばエアコンディショナを内気循環にすると共に風量を抑制する処理である。

燃費向上操作手段がユーザにより操作された場合、制御手段は、ユーザが燃費効率を重視していると推定し、イグニッションキーがオフされた際に、キャパシタに蓄積された電力をバッテリに回収させる場合、キャパシタに係る電圧を降圧するように、昇降圧回路及び昇圧回路のうちスイッチング損失が小さい回路を制御する。

他方、燃費向上操作手段がユーザにより操作されない場合、制御手段は、ユーザが停止処理にかかる時間の短縮を望んでいると推定し、イグニッションキーがオフされた際に、キャパシタに蓄積された電力をバッテリに回収させる場合、昇降圧回路及び昇圧回路の少なくとも一方の回路のスイッチング損失が最大となるように、少なくとも一方の回路を制御する。すると、昇降圧回路及び昇圧回路の少なくとも一方の回路で消費される電力が大きくなるので、比較的早期に、キャパシタに蓄えられた電力を放電することができる。

この結果、ユーザの意思を反映させることができるので、実用上非常に有利である。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

第１実施形態に係る電源装置が搭載される車両の構成を示すブロック図である。 車両システムの停止に係る一連の処理の一例を示す概念図である。 第１実施形態に係るキャパシタ電圧の時間変動の一例を示す概念図である。 第１実施形態に係るスイッチング素子の動作の時間変動の一例を示す概念図である。 第１実施形態に係るエネルギー回収処理を示すフローチャートである。 第１実施形態の変形例に係るエネルギー回収処理を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るキャパシタ電圧の時間変動の一例を示す概念図である。 第２実施形態に係るエネルギー回収処理を示すフローチャートである。 第２実施形態の変形例に係るエネルギー回収処理を示すフローチャートである。 第３実施形態に係るエネルギー回収処理を示すフローチャートである。 第４実施形態に係るエネルギー回収処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の電源装置に係る実施形態を、図面に基づいて説明する。

＜第１実施形態＞
本発明の電源装置に係る第１実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。

先ず、本実施形態に係る電源装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る電源装置が搭載される車両の構成を示すブロック図である。尚、図１では、本実施形態に直接関係のある部材のみを示し、その他の部材については図示を省略している。

図１において、例えばハイブリッド自動車や電気自動車等である車両１は、モータ２１、エコモードスイッチ２２、電源装置１００及び制御装置１５０を備えて構成されている。ここで、「エコモードスイッチ２２」は、本発明に係る「燃費向上操作手段」の一例であり、該エコモードスイッチ２２が、例えば運転者等のユーザにより操作されることによって、車両１の燃費が向上するような制御処理が制御装置１５０により実施される。

電源装置１００は、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池である電池１１０、昇圧コンバータ１２０、キャパシタ１３０、バッファ回路１４０、インバータ１６０、平滑コンデンサ１７０、キャパシタ１３０の電圧を検出する電圧センサ３１、平滑コンデンサ１７０の電圧を検出する電圧センサ３２、並びに、昇圧コンバータ１３０、バッファ回路１４０及びインバータ１６０を夫々制御する制御装置１５０を備えて構成されている。

インバータ１６０は、モータ２１に電気的に接続されている。該インバータ１６０と並列に、電圧の変動を抑制するための平滑コンデンサが電気的に接続されている。電池１１０は、昇圧コンバータ１２０を介して、インバータ１６０に電気的に接続されている。キャパシタ１３０は、バッファ回路１４０を介して、インバータ１６０に電気的に接続されている。

電池１１０の陽極と昇圧コンバータ１２０とは、スイッチＳＭＲ１及び充電抵抗Ｒを有する回路、並びにスイッチＳＭＲ２を有する回路によって、電気的に接続されている。他方、電池１１０の陰極と昇圧コンバータ１２０とは、スイッチＳＭＲ３を有する回路によって電気的に接続されている。

昇圧コンバータ１２０は、スイッチ素子Ｑ１及びＱ２、リアクトル１２１並びにフィルタコンデンサ１２２を備えて構成されている。制御装置１５０は、スイッチ素子Ｑ１及びＱ２を夫々高速でオン／オフすることによって、リアクトル１２１においてエネルギーの蓄積／放出を繰り返させる。その結果、電池１１０の電圧よりも高い電圧が平滑コンデンサ１７０に生じる。尚、スイッチ素子Ｑ１及びＱ２各々のオン／オフ比が変更されることによって、昇圧後の電圧が変更される。

バッファ回路１４０は、スイッチ素子Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５及びＱ６、並びにリアクトル１４１を備えて構成されている。制御装置１５０は、スイッチ素子Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５及びＱ６を夫々高速でオン／オフすることによって、リアクトル１４１においてエネルギーの蓄積／放出が繰り返させる。その結果、キャパシタ１３０の電圧が、平滑コンデンサ１７０に対して昇圧又は降圧される。

本実施形態に係る「電池１１０」、「昇圧コンバータ１２０」、「バッファ回路１４０」及び「制御装置１５０」は、夫々、本発明に係る「バッテリ」、「昇圧回路」、「昇降圧回路」及び「制御手段」の一例である。

上記のように構成された車両１では、運転者によりイグニッションキー（図示せず）がオフされた際に、車両システムの停止に係る一連の処理が実施される。具体的には、図２に示すように、時刻ｔ１にイグニッションキーがオフされたとすると、時刻ｔ２において、電池１１０と昇圧コンバータ１２０との間に存在するスイッチＳＭＲ１、ＳＭＲ２及びＳＭＲ３が遮断される。そして、時刻ｔ３において、制御装置１５０（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：ＥＣＵ）の電源がオフされ、車両システムが停止される。この際、キャパシタ１３０に蓄えられた電力が放電される。図２は、車両システムの停止に係る一連の処理の一例を示す概念図である。

本実施形態では特に、イグニッションキーがオフされた際に、キャパシタ１３０に蓄えられた電力は、バッファ回路１４０及び昇圧コンバータ１２０を介して、電池１１０に回収される。

この際、制御装置１５０は、キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃを降圧するように、昇圧コンバータ１２０及びバッファ回路１４０のうちスイッチング損失が小さい回路を制御する。つまり、制御回路１５０は、昇圧コンバータ１２０及びバッファ回路１４０のうちスイッチング損失が小さい回路に降圧動作をさせる。

ここで、「昇圧コンバータ１２０及びバッファ回路１４０のうちスイッチング損失が小さい回路」とは、キャパシタ１３０の上限電圧が平滑コンデンサ１７０の上限電圧よりも小さい場合は、バッファ回路１４０であり、キャパシタ１３０の上限電圧が平滑コンデンサの上限電圧よりも大きい場合は、昇圧コンバータである。これは、昇圧コンバータ１２０及びバッファ回路１４０各々を構成するスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５及びＱ６の耐電圧に起因している。

本実施形態では、キャパシタ１３０の上限電圧が平滑コンデンサ１７０の上限電圧よりも小さい場合について、即ち、バッファ回路１４０により降圧する場合について、図３乃至図５を参照して説明する。図３は、本実施形態に係るキャパシタ電圧の時間変動の一例を示す概念図である。図４は、本実施形態に係るスイッチング素子の動作の時間変動の一例を示す概念図である。尚、図３は、図４における時刻ｔ１４までの時間変動を示している。

ここでは、キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃが２５０Ｖ、電池１１０の直流電圧Ｖｂが２００Ｖである時に、キャパシタ１３０に蓄えられた電力が電池１１０に回収される場合を例に挙げる。尚、車両１の走行時には、平滑コンデンサの１７０の端子間電圧ＶＨは、６５０Ｖであるとする。

図５のフローチャートにおいて、運転者によりイグニッションキーがオフされた場合（図３における“ＩＧＯＦＦ”及び図４における時刻ｔ１１参照）、制御装置１５０は、平滑コンデンサ１７０の端子間電圧ＶＨを降圧するように、昇圧コンバータ１２０のスイッチング素子Ｑ１及びＱ２を夫々制御する（図４における時刻ｔ１２乃至ｔ１３参照）。この過程で、平滑コンデンサ１７０に蓄えられた電力が電池１１０に回収される（ステップＳ１０１）。尚、図４において、時刻ｔ１３までは、制御装置１５０により、スイッチング素子Ｑ１及びＱ２は、夫々高速でオン／オフされている。

次に、制御装置１５０は、電圧センサ３２により検出された平滑コンデンサ１７０の端子間電圧ＶＨが、電池１１０の直流電圧Ｖｂ（ここでは、２００Ｖ）と等しいか否かを判定する（ステップＳ１０２）。平滑コンデンサ１７０の端子間電圧ＶＨが、電池１１０の直流電圧Ｖｂと等しくないと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、制御装置１５０は、ステップＳ１０１の処理を実施する。

平滑コンデンサ１７０の端子間電圧ＶＨが、電池１１０の直流電圧Ｖｂと等しいと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御装置１５０は、昇圧コンバータ１２０のスイッチング素子Ｑ１をオンに、スイッチング素子Ｑ２をオフにして、昇圧コンバータ１２０に係るスイッチング制御を停止する（図４における時刻ｔ１３参照）（ステップＳ１０３）。

これにより、平滑コンデンサ１７０の端子間電圧ＶＨが、電池１１０の直流電圧Ｖｂに固定される（図３（ｂ）及び図４の最上段参照）。加えて、昇圧コンバータ１２０におけるスイッチング損失が極めて少なくなる（図３（ｂ）下から２段目、及び図４最下段参照）。尚、この場合、昇圧コンバータ１２０におけるスイッチング損失は、スイッチング素子Ｑ１がオンであることに起因するスイッチング損失のみである。

次に、制御装置１５０は、キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃを昇圧又は降圧するように、バッファ回路１４０のスイッチング素子Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５及びＱ６を夫々制御する（図示せず）。この過程で、キャパシタ１３０に蓄えられた電力が電池１１０に回収される（ステップＳ１０４）。

次に、制御装置１５０は、電圧センサ３１により検出されたキャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃが、所定値と等しいか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ここで、「所定値」は、バッファ回路１４０によりキャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃを、電池１１０の直流電圧Ｖｂまで昇圧させることが困難になる値として設定されている。

キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃが、所定値と等しくないと判定された場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、制御装置１５０は、ステップＳ１０４の処理を実施する。他方、キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃが、所定値と等しいと判定された場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、制御装置１５０は、スイッチＳＭＲ１、ＳＭＲ２及びＳＭＲ３、並びに昇圧コンバータ１２０のスイッチング素子Ｑ１を全てオフにし、エネルギー回収処理を終了する（図４における時刻ｔ１４参照）。

尚、制御装置１５０は、スイッチＳＭＲ１、ＳＭＲ２及びＳＭＲ３を全てオフした後、キャパシタ１３０及び平滑コンデンサ１７０各々の残留電力を放電させるために、例えばモータ２１やバッファ回路１４０等を制御する（図４における時刻ｔ１４乃至ｔ１５参照）。

上述の如く、本実施形態では、イグニッションキーがオフされた際に、キャパシタ１３０に蓄えられた電力をバッテリ１１０に回収させる場合、制御手段により、キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃを降圧するように、昇圧コンバータ１２０及びバッファ回路１４０のうちスイッチング損失が小さい回路が制御される。このため、キャパシタ１３０に蓄えられた電力を、効率良くバッテリ１１０に回収させることができる。

＜変形例＞
次に、第１実施形態に係る電源装置１の変形例について、図６のフローチャートを参照して説明する。本変形例では、エネルギー回収処理中に電池１１０が満充電となる場合の処理について説明する。

図６において、上述したステップＳ１０４の処理の後、制御装置１５０は、キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃが所定値と等しいか否か、又は電池１１０が満充電状態であるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。

キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃが所定値と等しいと判定された場合、及び電池１１０が満充電状態であると判定された場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、制御装置１５０は、スイッチＳＭＲ１、ＳＭＲ２及びＳＭＲ３、並びに昇圧コンバータ１２０のスイッチング素子Ｑ１を全てオフにし、エネルギー回収処理を終了する。

他方、キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃが所定値と等しくなく、且つ電池１１０が満充電状態でないと判定された場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、制御装置１５０は、ステップＳ１０４の処理を実施する。

＜第２実施形態＞
本発明の電源装置に係る第２実施形態を、図７及び図８を参照して説明する。第２実施形態では、制御装置が実施する処理が異なっている以外は、第１実施形態の構成と同様である。よって、第２実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図７及び図８を参照して説明する。

本実施形態では特に、イグニッションキーがオフされた際に、キャパシタ１３０に蓄えられた電力の一部が電池１１０に回収されると共に、キャパシタ１３０に蓄えられた電力の他の部分がモータ２１で消費される。このように構成すれば、例えば外気温が氷点下等である低温時において、電池１１０の入出力電力が制限されているような場合に、キャパシタ１３０に蓄えられた電力を比較的速やかに放電することができる。

以下、本実施形態において、運転者によりイグニッションキーがオフされた際に、制御装置１５０が実施する処理について、図７及び図８を参照して説明する。図７は、図３と同趣旨の、本実施形態に係るキャパシタ電圧の時間変動の一例を示す概念図である。

図８のフローチャートにおいて、運転者によりイグニッションキーがオフされた場合（図７における“ＩＧＯＦＦ”参照）、制御装置１５０は、平滑コンデンサ１７０の端子間電圧ＶＨを可能な限り昇圧するように、昇圧コンバータ１２０、バッファ回路１４０及びインバータ１６０を夫々制御する（ステップＳ３０１）。

ここで、「平滑コンデンサ１７０の端子間電圧ＶＨを可能な限り昇圧」とは、典型的には、車両１において予め定められている最大電圧まで昇圧させることを意味するが、例えば電池１１０やキャパシタ１３０等の状態に起因して、該最大電圧まで昇圧させることが困難な場合には、例えば電池１１０やキャパシタ１３０等の状態に応じた条件下で昇圧可能な電圧の最大値を意味する。

続いて、制御装置１５０は、例えばキャパシタ１３０に蓄えられた電力の一部が、電池１１０が受け入れ可能な最大電力レートで、電池１１０に回収されるように、昇圧コンバータ１２０を制御すると共に、モータ２１におけるエネルギー消費が最大となるようにインバータ１６０を制御する（ステップＳ３０２）。

この際、平滑コンデンサ１７０の端子間電圧ＶＨが可能な限り昇圧されているので、図７の下から３段目に示すように、昇圧コンバータ１２０におけるスイッチング損失は最大となっている。また、図７の最下段に示すように、インバータ１６０におけるスイッチング損失も最大となっている。更に、図７の下から２段目に示すように、バッファ回路１４０におけるスイッチング損失も最大となっている。

このように、昇圧インバータ１２０、バッファ回路１４０及びインバータ１６０各々におけるスイッチング損失が最大となっているので、キャパシタ１３０に蓄えられた電力の放電に係る処理を比較的速やかに完了することができる。従って、イグニッションキーがオフされてから、車両１のシステムの停止に係る一連の処理が終了するまでの期間を短縮することができる。

次に、制御装置１５０は、電圧センサ３１により検出されたキャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃが、所定値と等しいか否かを判定する（ステップＳ３０３）。キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃが、所定値と等しくないと判定された場合（ステップＳ３０３：Ｎｏ）、制御装置１５０は、ステップＳ３０１の処理を実施する。

他方、キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃが、所定値と等しいと判定された場合（ステップＳ３０３：Ｙｅｓ）、制御装置１５０は、スイッチＳＭＲ１、ＳＭＲ２及びＳＭＲ３を全てオフにする（ステップＳ３０４）。

次に、制御装置１５０は、キャパシタ１３０及び平滑コンデンサ１７０各々の残留電力が放電されるように、バッファ回路１４０等を制御する（ステップＳ３０５）。続いて、制御装置１５０は、キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃがゼロであり、且つ平滑コンデンサ１７０の端子間電圧ＶＨがゼロであるか否か（即ち、キャパシタ１３０及び平滑コンデンサ１７０各々の残留電力の放電が完了したか否か）を判定する（ステップＳ３０６）。

キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃがゼロであり、且つ平滑コンデンサ１７０の端子間電圧ＶＨがゼロであると判定された場合（ステップＳ３０６：Ｙｅｓ）、制御装置１５０は処理を終了する。他方、キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃがゼロでない、又は平滑コンデンサ１７０の端子間電圧ＶＨがゼロでないと判定された場合（ステップＳ３０６：Ｎｏ）、制御装置１５０は、ステップＳ３０５の処理を実施する。

＜変形例＞
次に、第２実施形態に係る電源装置１の変形例について、図９のフローチャートを参照して説明する。本変形例では、エネルギー回収処理中に電池１１０が満充電となる場合の処理について説明する。

図９において、上述したステップＳ３０２の処理の後、制御装置１５０は、電池１１０が満充電状態であるか否かを判定する（ステップＳ４０１）。電池１１０が満充電状態であると判定された場合（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、制御装置１５０は、スイッチＳＭＲ１、ＳＭＲ２及びＳＭＲ３を全てオフにする（ステップＳ４０２）。

続いて、制御装置１５０は、平滑コンデンサ１７０の端子間電圧ＶＨを可能な限り昇圧するように、インバータ１６０等を制御して（ステップＳ４０３）、キャパシタ１３０に蓄えられた電力をモータ２１で消費させる（ステップＳ４０４）。

次に、制御装置１５０は、キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃが所定値と等しいか否かを判定する（ステップＳ４０５）。キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃが所定値と等しくないと判定された場合（ステップＳ４０５：Ｎｏ）、制御装置１５０は、ステップＳ４０３の処理を実施する。

他方、キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃが、所定値と等しいと判定された場合（ステップＳ４０５：Ｙｅｓ）、制御装置１５０は、キャパシタ１３０及び平滑コンデンサ１７０各々の残留電力が放電されるように、バッファ回路１４０等を制御する（ステップＳ４０８）。

続いて、制御装置１５０は、キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃがゼロであり、且つ平滑コンデンサ１７０の端子間電圧ＶＨがゼロであるか否かを判定する（ステップＳ４０９）。キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃがゼロであり、且つ平滑コンデンサ１７０の端子間電圧ＶＨがゼロであると判定された場合（ステップＳ４０９：Ｙｅｓ）、制御装置１５０は処理を終了する。他方、キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃがゼロでない、又は平滑コンデンサ１７０の端子間電圧ＶＨがゼロでないと判定された場合（ステップＳ４０９：Ｎｏ）、制御装置１５０は、ステップＳ４０８の処理を実施する。

ステップＳ４０１の処理において、電池１１０が満充電状態でないと判定された場合（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、制御装置１５０は、キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃが所定値と等しいか否かを判定する（ステップＳ４０６）。

キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃが所定値と等しくないと判定された場合（ステップＳ４０６：Ｎｏ）、制御装置１５０は、ステップＳ３０１の処理を実施する。他方、キャパシタ１３０の端子間電圧Ｖｃが所定値と等しいと判定された場合（ステップＳ４０６：Ｙｅｓ）、制御装置１５０は、スイッチＳＭＲ１、ＳＭＲ２及びＳＭＲ３を全てオフにする（ステップＳ４０７）。

＜第３実施形態＞
本発明の電源装置に係る第３実施形態を、図１０のフローチャートを参照して説明する。第３実施形態では、制御装置が実施する処理が異なっている以外は、第１実施形態の構成と同様である。よって、第３実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図１０を参照して説明する。

本実施形態では特に、運転者により、シフト操作装置（図示せず）におけるシフトポジションが、Ｐ（パーキング）レンジに切り替えられた際に（即ち、イグニッションキーがオフされるより前に）、制御装置１５０により、キャパシタ１３０に蓄えられた電力の少なくとも一部が電池１１０に回収されるように、昇圧コンバータ１２０等が制御される。これは、シフトポジションがＰレンジに切り替えられた場合、運転者は、次にイグニッションキーをオフする可能性が高いことに起因している。

図１０において、制御装置１５０は、シフトポジションがＰレンジに切り替えられたか否かを判定する（ステップＳ５０１）。シフトポジションがＰレンジに切り替えられたと判定された場合（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ）、制御装置１５０は、図５又は図６のフローチャートに示された処理を実施して、キャパシタ１３０に蓄えられた電力の少なくとも一部を電池１１０に回収させる（ステップＳ５０２）。

他方、シフトポジションがＰレンジに切り替えられていないと判定された場合（ステップＳ５０１：Ｎｏ）、制御装置１５０は、車両１の走行状態に応じて、昇圧コンバータ１２０等を制御する（ステップＳ５０３）。

このように、イグニッションキーがオフされる前から、キャパシタ１３０に蓄えられた電力を電池１１０に回収させることにより、イグニッションキーがオフされた後のキャパシタ１３０に蓄えられた電力の放電に係る処理を比較的速やかに完了することができると共に、キャパシタ１３０に蓄えられた電力の少なくとも一部を、効率良くバッテリ１１０に回収させることができる。

＜第４実施形態＞
本発明の電源装置に係る第４実施形態を、図１１のフローチャートを参照して説明する。第４実施形態では、エコモードスイッチの状態に応じて、制御装置が実施する処理が異なるが、車両の構成は、第１実施形態の構成と同様である。よって、第４実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図１１を参照して説明する。

本実施形態では特に、運転者により、エコモードスイッチ２２がオン状態である場合には、エネルギー効率が向上するような処理が実施され、エコモードスイッチ２２がオフ状態である場合には、キャパシタ１３０に蓄えられた電力の放電に係る処理が比較的速やかに完了するような処理が実施される。

図１１において、制御装置１５０は、エコモードスイッチ２２がオン状態であるか否か（即ち、運転者にエネルギー効率向上の意思があるか否か）を判定する（ステップＳ６０１）。

エコモードスイッチ２２がオン状態であると判定された場合（ステップＳ６０１：Ｙｓｅ）、制御装置１５０は、図５又は図６のフローチャートに示された処理を実施して、キャパシタ１３０に蓄えられた電力の少なくとも一部を電池１１０に回収させる（ステップＳ６０２）。

他方、エコモードスイッチ２２がオフ状態であると判定された場合（ステップＳ６０１：Ｎｏ）、制御装置１５０は、図８又は図９のフローチャートに示された処理を実施して、比較的速やかに、キャパシタ１３０に蓄えられた電力を放電させる（ステップＳ６０３）。

尚、エコモードスイッチ２２がオン状態の場合は、イグニッションキーがオフされてから、車両１のシステムの停止に係る一連の処理が終了するまでの期間が、エコモードスイッチ２２がオフ状態の場合よりも長くなるので、その旨が、例えば画像や音声等により運転者に報知されることが望ましい。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電源装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１…車両、２１…モータ、２２…エコモードスイッチ、１００…電源装置、１１０…電池、１２０…昇圧コンバータ、１３０…キャパシタ、１４０…バッファ回路、１５０…制御装置、１６０…インバータ、１７０…平滑コンデンサ

Claims (3)

1. モータを備える車両に搭載され、
   前記モータに、昇圧回路を介して電気的に接続されたバッテリと、
   前記モータに、昇降圧回路を介して電気的に接続されたキャパシタと、
   前記車両に係るイグニッションキーがオフされた際に、前記キャパシタに蓄積された電力を、前記昇降圧回路及び前記昇圧回路を介して、前記バッテリに回収させる場合、前記キャパシタに係る電圧を降圧するように、前記昇降圧回路及び前記昇圧回路のうちスイッチング損失が小さい回路を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする電源装置。
2. 前記スイッチング損失が小さい回路は、前記昇降圧回路であることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記車両は、ユーザが操作可能であり、且つ前記ユーザにより操作されることにより前記車両の燃費が向上するような制御処理が実施される、燃費向上操作手段を更に備え、
   前記燃費向上操作手段が前記ユーザにより操作された場合であって、前記イグニッションキーがオフされた際に、前記キャパシタに蓄積された電力を前記バッテリに回収させる場合、前記制御手段は、前記キャパシタに係る電圧を降圧するように、前記昇降圧回路及び前記昇圧回路のうちスイッチング損失が小さい回路を制御し、
   前記燃費向上操作手段が前記ユーザにより操作されない場合であって、前記イグニッションキーがオフされた際に、前記キャパシタに蓄積された電力を前記バッテリに回収させる場合、前記制御手段は、前記昇降圧回路及び前記昇圧回路の少なくとも一方の回路のスイッチング損失が最大となるように、前記少なくとも一方の回路を制御する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電圧装置。

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