JP2014140265A - 車両用電源制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】本明細書は、出力電圧の異なる２個のバッテリと、高電圧のバッテリの出力を降圧して低電圧のバッテリの電源系へ供給する降圧コンバータを備える電源制御システムに関し、降圧コンバータにおける変換ロスを低減する。
【解決手段】電源制御システム２は、メインバッテリ３、補機バッテリ４、降圧コンバータ１２、第１冷却器２０の電動ポンプ２６を備える。冷却器コントローラ２５は、冷却対象の温度に応じて電動ポンプ２６の目標出力を決定する。降圧コンバータ１２を制御する電源コントローラ１５は、次の処理を実行する。電動ポンプ２６の目標出力がポンプ最大出力未満の場合は、補機バッテリ４の出力電圧が既定の第１目標電圧に一致するように降圧コンバータ１２をフィードバック制御する。他方、目標出力がポンプ最大出力である場合は、降圧コンバータ１２を、第１目標電圧よりも高い一定電圧を出力電圧の指令値とするオープンループ制御に切り換える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用の電源制御システムに関する。特に、出力電圧の異なる２個のバッテリを搭載した車両において、低電圧系の電源制御に関する。

出力電圧の異なる２個のバッテリを搭載した車両が知られている。典型的には、多くの電気自動車が２個のバッテリを搭載している。一つは、走行用モータを駆動するための電力を蓄えるバッテリであり、他の一つは、電子デバイスやルームランプ、カーナビなど、走行用モータよりも駆動電圧が低いデバイスに電力を供給するためのバッテリである。本明細書では、前者を第１バッテリと称し、後者を第２バッテリと称することがある。あるいは、より具体的に、前者をメインバッテリと称し、後者を補機バッテリと称することがある。また、電子デバイスやルームランプ、カーナビなど、走行用モータよりも駆動電圧が低いデバイス群を「補機」と総称することがある。

従来のエンジン車は、上記の補機バッテリに相当する１個のバッテリを搭載しており、エンジンに連動するオルタネータでそのバッテリを充電する。出力電圧の異なる２個のバッテリを搭載した車両では、オルタネータではなく、メインバッテリの電圧を降圧して補機バッテリを充電するシステムが採用されることがある。あるいは、補機バッテリの出力電力では補機を駆動するのに十分でない場合には、メインバッテリの電圧を降圧して補機に供給することがある。そのような電源制御システムでは、メインバッテリの電圧を降圧して補機バッテリを電源とする電力線に電力を供給する降圧コンバータを備える。出力電圧の異なる２個のバッテリと上記の降圧コンバータを備えた電源制御システムの例が特許文献１と２に開示されている。なお、特許文献１の技術は電気自動車に限定してはいないが、開示された技術は電気自動車に好適なものである。

特許文献１の技術は、降圧コンバータが電圧を降圧する際に生じる損失（変換ロス）を抑制することを目的としている。特許文献１の技術は次の通りである。降圧コンバータのコントローラは、補機バッテリを電源とする電力線の電圧変動に影響を与える大負荷の補機の動作前には降圧コンバータの出力電圧を第１電圧に設定し、動作後には、降圧コンバータの出力電圧を第１電圧よりも低い第２電圧に変更する。

また、特許文献２は、補機バッテリの電力線に接続される補機の負荷変動に応じて降圧コンバータの出力電圧を調整し、補機バッテリの過充電や過放電を抑制する技術を開示する。

特開２００６−２９８２４０号公報 特開２００４−３２０８７７号公報

本明細書が開示する技術も、出力の異なる２個のバッテリ（メインバッテリと補機バッテリ）と、メインバッテリの出力電圧を降圧して補機バッテリを電源とする電力線に電力を供給する降圧コンバータを備えた車両用の電源制御システムに関する。本明細書が開示する技術は、負荷変動の大きい冷媒循環用の電動ポンプに着目し、電動ポンプと連動して降圧コンバータの出力を調整する。本明細書が開示する技術は、降圧コンバータの出力を抑制してメインバッテリの消費を抑制することと、負荷変動の大きい電動ポンプを動作させるだけの電力供給を確保することの両立を図ることを目的とする。

補機バッテリを電源とする電力線には様々な補機が接続される。従来は、それら複数の補機に起因する負荷変動に耐え得るように、降圧コンバータは出力電圧が一定となるように制御されていた。本明細書が開示する電源制御システムでは、出力電圧が一定となるように降圧コンバータを制御するのではなく、補機バッテリの出力電圧が予め定められた目標電圧となるように降圧コンバータをフィードバック制御する。そうすることで、余剰な電力をメインバッテリから補機バッテリへ供給することを防止するとともに、降圧コンバータの変換ロスを低減する（降圧コンバータの出力電圧を抑制することで、変換ロスも小さくなる）。なお、補機バッテリの電圧は、補機バッテリの残量（ＳＯＣ：State Of Charge）と一意の関係にあるため、「補機バッテリの出力電圧が予め定められた目標電圧となるように降圧コンバータをフィードバック制御する」ことは、補機バッテリの残量が予め定められた目標残量となるように降圧コンバータをフィードバック制御することと等価であることに留意されたい。また、以下では、降圧コンバータを制御するデバイスを電源コントローラと称する。

他方、車両は発熱するデバイスを冷却する冷却器を備えており、冷媒を循環させる電動ポンプを制御するコントローラ（冷却器コントローラ）は、補機バッテリの電圧（あるいは補機バッテリの残量）に関わらず、冷却対象の温度に依存して冷媒流量、即ち電動ポンプの出力（目標出力）を決定する。そこで、電源コントローラは、冷却器コントローラが決定した電動ポンプの目標出力がポンプ最大出力の場合は、降圧コンバータを、目標電圧よりも高い一定電圧を出力電圧の指令値（目標出力電圧）とするオープンループ制御に切り換える。なお、ポンプ最大出力とは、複数の異なる目標出力のうち、最も高い目標出力のことをいう。また、ポンプ最大出力の大きさは、予め定められている。

こうして、電動ポンプがポンプ最大出力未満で動作させる場合には降圧コンバータの出力を抑制して省エネルギを図るとともに、電動ポンプをポンプ最大出力で動作させる場合には、ポンプ最大出力を実現できるだけの電力供給を確保する。

なお、より汎用的に、上記の「メインバッテリ」は「第１バッテリ」に、上記の「補機バッテリ」は「出力電圧が第１バッテリよりも低い第２バッテリ」と表現することができる。また、より好ましくは、電源コントローラは、冷却器コントローラが決定した電動ポンプの目標出力がポンプ最大出力であり、かつ、第２バッテリの出力電圧が予め定められた下限電圧以下の場合に、上記したフィードバック制御からオープンループ制御に切り換えるのがよい。第２バッテリに余力がある場合には、フィードバック制御で降圧コンバータの出力を抑制する方が、降圧コンバータの変換ロスを抑制できるからである。なお、「第２バッテリに余力がある」とは、第２バッテリの残量が所定の閾値よりも高いことを意味する。また、このことは、第２バッテリの出力電圧が所定の閾値よりも高いことと等価である。なぜならば、バッテリの出力電圧と残量は一意の関係にあるからである。

上記の制御は、第２バッテリ（補機バッテリ）の余力に基づいて降圧コンバータの制御を切り換えるものである。これとは別に、電動ポンプがポンプ最大出力を維持するために必要な電圧に基づいて降圧コンバータの制御を切り換えることも好適である。そのような制御切り換え処理は、次の構成で実現することができる。即ち、電源制御システムは、さらに、電動ポンプに流れる電流を計測する電流センサを備え、電源コントローラは、次の処理を実行する。電源コントローラは、電動ポンプの実際の出力がポンプ最大出力に等しい場合における電流センサの計測値から、電動ポンプ（の出力）をポンプ最大出力に維持するのに必要な電圧を決定する。そのような電圧を以下、「要求電圧」と称する。次いで、電源コントローラは、第２バッテリの出力電圧が、算出された要求電圧以下の場合にフィードバック制御からオープンループ制御に切り換える。

補機バッテリを電源とする電力線には、他にも複数のデバイス（補機群）が接続されており、それらの補機群の駆動を確保することも重要である。そこで、さらに好ましくは、電源コントローラは、補機バッテリを電源とする電力線に接続されている他の複数のデバイスの夫々について、そのデバイスを駆動するのに必要な電圧（要求電圧）を算出し、電動ポンプの要求電圧と複数のデバイスの夫々の要求電圧のうち、最も高い要求電圧よりも補機バッテリの出力電圧が低い場合にフィードバック制御からオープンループ制御に切り換えるのがよい。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「実施例」にて説明する。

実施例の電源制御システムのブロック図である。 電動ポンプの目標出力を説明するグラフである。 電源コントローラが実行する電源制御のフローチャート図である。 電源制御の第１変形例のフローチャート図である。 電源制御の第２変形例のフローチャート図である。 電源制御の第３変形例のフローチャート図である。

図面を参照して実施例の電源制御システム２を説明する。図１に、電源制御システム２のブロック図を示す。本実施例の電源制御システム２は、電気自動車に搭載される。その電気自動車は、走行用のモータ５で走行する。モータ５を駆動するための主なデバイスは、メインバッテリ３と、パワーコントロールユニット１０である。以下、パワーコントロールユニット１０を略してＰＣＵ１０（ＰＣＵ：Power Control Unit）と称する。

ＰＣＵ１０は、メインバッテリ３の直流電力をモータ５の駆動に適した交流電力に変換するデバイスである。ＰＣＵ１０には、メインバッテリ３の電圧を昇圧する昇圧コンバータ１３と、昇圧された直流電力を交流に変換するインバータ１４が組み込まれている。メインバッテリ３の出力電圧は例えば３００ボルトであり、昇圧コンバータ１３は、その３００ボルトを６００ボルトに昇圧する。電圧が高い方が、損失が小さくなる。

ＰＣＵ１０には、また、メインバッテリ３の電圧を降圧して補機電源系４０（後述）に電力を供給する降圧コンバータ１２が含まれている。昇圧コンバータ１３、インバータ１４、及び、降圧コンバータ１２は、内部に複数のスイッチング素子を備えており、それらのスイッチング動作によりその特性、即ち、出力が決まる。スイッチング素子は、ＩＧＢＴなどのトランジスタであり、そのゲートに供給されるＰＷＭ信号のデューティ比が、スイッチング素子への指令に相当する。

昇圧コンバータ１３、インバータ１４、及び、降圧コンバータ１２は、電源コントローラ１５が制御する。なお、電源コントローラ１５もＰＣＵ１０の内部デバイスの一つである。走行用モータ５の目標出力は、車速やアクセル開度などの情報に基づいて、上位のコントローラ（不図示）が決定する。電源コントローラ１５は、上位のコントローラからの指令を受け、決定された目標出力に応じて、昇圧コンバータ１３とインバータ１４のスイッチング素子を制御するためのＰＷＭ信号を生成する。また、電源コントローラ１５は、補機バッテリ４（後述）の出力電圧に基づいて、降圧コンバータ１２のスイッチング素子を制御するためのＰＷＭ信号を生成する。降圧コンバータ１２の制御については後に詳しく説明する。

電気自動車は、主としてメインバッテリ３とＰＣＵ１０とモータ５で構成される駆動電源系の他に、補機電源系４０を備える。補機とは、モータ５の定格電圧（本実施例では６００ボルト）よりも低い駆動電圧を有するデバイス群の総称である。例えば、電動ポンプ２６、カーナビゲーション４３、パワーウインドウ４４などが「補機」に属する。なお、電源制御システム２は、電動ポンプ２６に流れる電流を計測する電流センサ５２を備える。

補機電源系４０は、補機バッテリ４と、補機群（電動ポンプ２６、カーナビゲーション４３、パワーウインドウ４４など）で構成される。補機バッテリ４と補機群は、電力線４２で接続されている。補機バッテリ４は、メインバッテリ３よりも出力電圧が低い。補機バッテリ４の出力電圧は、典型的には１２ボルトあるいは２４ボルトであり、メインバッテリ３の出力電圧（３００ボルト）よりも一桁低い。補機バッテリ４には、その電圧を計測する電圧センサ５３が取り付けられている。電圧センサ５３の計測結果は電源コントローラ１５に送られる。図１において丸付き符号の１が付された破線が、電圧センサ５３から電源コントローラ１５にセンサデータを送信する信号線を表している。図１では、その他にも、矢印が付された破線は信号線を表している。

他方、電気自動車のモータ５は大出力であるため発熱が大きい。モータ５に電力を供給するＰＣＵ１０も発熱量が大きい。そこで電気自動車は、主としてＰＣＵ１０を冷却する第１冷却器２０と、主としてモータ５を冷却する第２冷却器３０を備えている。それらの冷却器について説明する。

第１冷却器２０は、ラジエータ２１、熱交換器２３、ＰＣＵ１０とラジエータ２１と熱交換器２３に通じている冷媒管２２と、冷媒を循環させる電動ポンプ２６を備える。前述したように、電動ポンプ２６は補機群に属し、補機バッテリ４を電源とする電力線４２から電力供給を受けて動作する。また、冷媒管２２には、内部の冷媒の温度を計測する温度センサ２４が備えられている。第１冷却器２０の冷媒は、ＬＬＣ（Long Life Coolant）であり、具体的には、不凍液であるが、場合によっては水であってもよい。

第２冷却器３０は、オイルを冷媒とする冷却器であり、モータ５、熱交換器２３、オイルクーラ３２（ラジエータ）、及び、ポンプ３３の間でオイルを通す冷媒管３１と、ポンプ３３を備える。ポンプ３３は機械式であり、モータ５の回転力で動作する。また、第２冷却器３０では、主としてオイルクーラ３２でオイルの温度を下げるが、第１冷却器２０の冷媒によって補助的にオイルの温度を下げる。熱交換器２３が、第２冷却器３０の冷媒であるオイルから第１冷却器２０の冷媒であるＬＬＣへ熱を伝達させてオイルの温度を下げる。第２冷却器３０は、モータ５の温度を計測する温度センサ３４も備える。

第１冷却器２０と第２冷却器３０は、冷却器コントローラ２５によって制御される。具体的には、冷却器コントローラ２５は、第１冷却器２０の冷媒温度に基づいて電動ポンプ２６の目標出力を決定する。第１冷却器２０の冷媒温度は、冷媒管２２に取り付けられた温度センサ２４で計測される。

電動ポンプ２６は、デューティ比制御方式であり、冷却器コントローラ２５が、電動ポンプ２６に与えるデューティ比を、冷媒温度に基づいて決定する。このデューティ比が、電動ポンプ２６の目標出力に対応する。図２に、冷媒温度と電動ポンプ２６への出力指令（即ち目標出力）に相当するデューティ比の関係の一例を示す。冷却器コントローラ２５は、冷媒温度が上昇するに伴い、電動ポンプ２６を駆動するデューティ比を高める。具体的には、冷媒温度がＴ１未満のときにはデューティ比はゼロ、即ち、電動ポンプ２６は停止させる。冷却器コントローラ２５は、冷媒温度がＴ１以上Ｔ２未満のときにはデューティ比をＤ１に設定する。冷媒温度がＴ２以上Ｔ３未満の場合にはデューティ比をＤ１よりも大きいＤ２に設定する。冷媒温度がＴ３以上Ｔ４未満の場合にはデューティ比をＤ２よりも大きいＤ３に設定する。冷媒温度がＴ４以上の場合にはデューティ比をＤ３よりも大きいＤ４に設定する。別言すれば、冷却器コントローラ２５は、冷媒温度に応じて電動ポンプ２６の目標出力を決定する。図３の例では、デューティ比Ｄ４が、複数の異なる目標出力のうちの最大出力、即ち、ポンプ最大出力に相当する。

なお、冷却器コントローラ２５は、温度センサ３４によりモータ５の温度をモニタしており、モータ５の温度が所定の閾値を超えた場合も、電動ポンプ２６の目標出力を高める。電動ポンプ２６の目標出力を高めて、熱交換器２３を通る冷媒の流量を増やすことによって、第２冷却器３０の冷媒（オイル）の温度を下げることができる。

冷却器コントローラ２５は、冷媒温度に応じて電動ポンプ２６の目標出力を決定するが、電動ポンプ２６に供給される電力が十分でないと、決定された目標出力を実現できない。前述したように、電動ポンプ２６は、補機電源系４０の電力線４２から電力の供給を受けて動作する。電動ポンプ２６の消費電力は大きいため、電動ポンプ２６を高出力で駆動するには、補機電源系４０が、対応する十分な電力を供給可能でなくてはならない。次に、補機電源系４０について詳しく説明する。

前述したように、駆動電源系の降圧コンバータ１２は、メインバッテリ３の電力を使って補機電源系４０の電力線４２に電力を供給する。補機バッテリ４の残量（ＳＯＣ：State Of Charge）と補機バッテリ４の出力電圧には一意の関係がある。それゆえ、補機バッテリ４の残量が少ないと、補機バッテリ４の出力電圧が下がる。補機バッテリ４の出力電圧が降圧コンバータ１２の出力電圧よりも下がると、補機バッテリ４は降圧コンバータ１２から電力の供給を受けて充電する。また、補機バッテリ４の出力電圧が十分に高くない場合には、降圧コンバータ１２の出力は、補機群（電動ポンプ２６、カーナビゲーション４３、パワーウインドウ４４など）にも供給される。従って、降圧コンバータ１２の制御が補機電源系４０では重要となる。従来は、電動ポンプ２６の目標出力がポンプ最大出力の場合であっても十分対応できるように、降圧コンバータ１２の出力電圧が設定されていた。しかし、従来は、電動ポンプ２６の目標出力がポンプ最大出力未満の場合であっても降圧コンバータ１２の出力は一定であったため、余分な電力がメインバッテリ３から補機電源系へ流れていた。また、降圧コンバータ１２で生じる変換ロスも大きい。

そこで、本実施例の電源制御システム２では、降圧コンバータ１２を次の通り制御する。即ち、冷却器コントローラ２５が決定した電動ポンプ２６の目標出力が予め定められたポンプ最大出力未満の場合は、電源コントローラ１５は、補機バッテリ４の出力電圧が予め定められた目標電圧（第１目標電圧）に一致するように降圧コンバータ１２をフィードバック制御する。第１目標電圧は、電動ポンプ２６の目標出力がポンプ最大出力の場合に供給電力が不足する虞のある値に設定してよい。電動ポンプ２６の目標出力がポンプ最大出力未満の場合には降圧コンバータ１２の出力を抑制し、メインバッテリ３の電力消費を抑える。なお、補機バッテリ４の出力電圧は、電圧センサ５３で計測され、電源コントローラ１５に送られる。

他方、電源コントローラ１５は、電動ポンプ２６の目標出力がポンプ最大出力の場合には、降圧コンバータ１２に所定の一定の目標電圧（第２目標電圧）を指令値として与えるオープンループ制御に切り換える。このときの目標電圧（第２目標電圧）は、前述した第１目標電圧よりも高い値に設定されている。即ち、電源コントローラ１５は、電動ポンプ２６の目標出力がポンプ最大出力の場合には、補機バッテリ４の出力電圧に関わらず、降圧コンバータ１２に、一定の目標電圧（第２目標電圧）を出力させる。こうして、電動ポンプ２６が最大ポンプ出力を達成できるだけの電力を確保する。

上記の処理を、図３のフローチャートに従って説明する。電源コントローラ１５は、冷却器コントローラ２５から、電動ポンプ２６の目標出力のデータを常に受信し、これをモニタしている。そして、電動ポンプ２６の目標出力がポンプ最大出力未満の場合（Ｓ２：ＮＯ）には、電源コントローラ１５は、補機バッテリ４の出力電圧が第１目標電圧に一致するように降圧コンバータ１２をフィードバック制御する（Ｓ４）。他方、電動ポンプ２６の目標出力がポンプ最大出力である場合（Ｓ２：ＹＥＳ）には、電源コントローラ１５は、降圧コンバータ１２に対して第２目標電圧を指令し、オープンループ制御に切り換える（Ｓ３）。ここで、第２目標電圧は第１目標電圧よりも高い。図３のフローチャートの処理は、制御周期毎に繰り返される。

次に、電源コントローラ１５が実行する処理の第１変形例を説明する。第１変形例の処理のフローチャートを図４に示す。この変形例では、ステップＳ１２、Ｓ１３、及び、Ｓ１４の処理は、それぞれ、図３のステップＳ２、Ｓ３、及び、Ｓ４の処理と同じである。この変形例では、ステップＳ１５の処理が加わっていることが、図３の処理と異なっている。この変形例では、電源コントローラ１５は、電動ポンプ２６の目標出力がポンプ最大出力であり（Ｓ１２：ＹＥＳ）、かつ、補機バッテリ４の出力電圧が予め定められた下限値以下の場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）に、降圧コンバータ１２をフィードバック制御からオープンループ制御に切り換える（Ｓ１３）。ステップＳ１２あるいはＳ１５のいずれかの条件が成立しない場合（Ｓ１２：ＮＯ、あるいは、Ｓ１５：ＮＯ）には、電源コントローラ１５は降圧コンバータ１２をフィードバック制御する（Ｓ１４）。

図４の処理では、補機バッテリ４の出力電圧が下限値よりも高い場合、即ち、補機バッテリ４の残量（ＳＯＣ）が十分に高い場合には、補機バッテリ４が蓄える電力で電動ポンプ２６をポンプ最大出力で駆動することができるので、降圧コンバータ１２の出力を高めない。即ち、電源コントローラ１５は、降圧コンバータ１２に対して、補機バッテリ４の出力電圧を第１目標電圧に一致させるフィードバック制御を維持する。補機バッテリ４の出力電圧が下限値よりも低い場合、即ち、補機バッテリ４の残量（ＳＯＣ）が、電動ポンプ２６をポンプ最大出力で駆動するのに十分でない場合に、電源コントローラ１５は、降圧コンバータ１２の出力を高める。なお、補機バッテリ４の出力電圧の下限値は、フィードバック制御における目標電圧（第１目標電圧）よりも高い値に設定される。この場合、補機バッテリ４の残量が比較的に高く、フィードバック制御において降圧コンバータ１２が出力ゼロとなる。

さらに電源コントローラ１５が実行する処理の第２の変形例を説明する。第２変形例の処理のフローチャートを図５に示す。この変形例では、ステップＳ２２、Ｓ２３、及び、Ｓ２４の処理は、それぞれ、図３のステップＳ２、Ｓ３、及び、Ｓ４の処理と同じである。この変形例では、ステップＳ２５〜Ｓ２７の処理が加わっていることが、図３の処理と異なっている。この変形例では、電源コントローラ１５は、電動ポンプ２６の目標出力がポンプ最大出力の場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、電流センサ５２で電動ポンプ２６に実際に流れている電流をモニタする（Ｓ２５）。そして、モニタした電流値から、電動ポンプ２６の出力をポンプ最大出力に維持するのに必要な電圧（要求電圧）を算出する（Ｓ２６）。そして、電源コントローラ１５は、補機バッテリ４の出力電圧が算出した要求電圧よりも低い場合には（Ｓ２７：ＹＥＳ）、降圧コンバータ１２をオープンループ制御に切り換える（Ｓ２３）。なお、電動ポンプ２６の目標出力がポンプ最大出力よりも低い場合（Ｓ２２：ＮＯ）、あるいは、補機バッテリ４の出力電圧が要求電圧よりも高い場合（Ｓ２７：ＮＯ）、電源コントローラ１５は、フィードバック制御を維持する（Ｓ２４）。

ここで、要求電圧は、［要求電圧］＝［第１目標電圧］＋［電動ポンプに流れる電流］×［降圧コンバータから電動ポンプまでの電流経路の配線抵抗］で求まる。ここで、［電動ポンプに流れる電流］×［降圧コンバータから電動ポンプまでの電流経路の配線抵抗］の値は、降圧コンバータ１２から電動ポンプ２６までの配線における電圧降下分に相当する。即ち、この変形例では、補機バッテリ４の出力が第１目標電圧に一致するように降圧コンバータ１２をフィードバック制御したのでは、配線の電圧降下によって、電動ポンプ２６がポンプ最大出力を実現できない場合に、電源コントローラ１５は降圧コンバータ１２をオープンループ制御し、十分な電力を電動ポンプ２６に供給する。

さらに第３の変形例を説明する。この変形例における処理のフローチャートを図６に示す。この変形例では、ステップＳ３２、Ｓ３３、及び、Ｓ３４の処理は、それぞれ、図３のステップＳ２、Ｓ３、及び、Ｓ４の処理と同じである。また、ステップＳ３５、Ｓ３６の処理は、図５のステップＳ２５、Ｓ２６の処理と同じである。従ってこの変形例では、ステップＳ３７〜Ｓ３８の処理が加わっていることが、図５の処理と異なっている。この変形例では、電源コントローラ１５は、電動ポンプ２６の目標出力がポンプ最大出力の場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、電流センサ５２で電動ポンプ２６に実際に流れている電流をモニタする（Ｓ３５）。そして、モニタした電流値から、電動ポンプ２６の出力をポンプ最大出力に維持するのに必要な電圧（要求電圧）を算出する（Ｓ３６）。ここまでの処理は、図５の処理と同じである。

次に、電源コントローラ１５は、補機電源系４０（電力線４２）に接続されている他の補機についても、それらを駆動するのに必要な電圧（補機の要求電圧）を算出する。なお、補機の要求電圧は、予め電源コントローラ１５が記憶していてもよい。その場合、電源コントローラ１５は、補機が駆動しているか否かをモニタし、補機が駆動していれば、その補機の要求電圧をメモリから呼び出せばよい。あるいは、電動ポンプ２６と同様に、補機の駆動電圧（即ち要求電圧）が状態に応じて複数段階で変化し得る場合には、電源コントローラ１５は、その補機から要求電圧のデータを取得してもよい。なお、図１において、補機４３、４４から伸びている破線（丸付き数字の「３」が示す破線）が、補機から電源コントローラ１５に情報を伝える信号線を表している。

そして、電源コントローラ１５は、補機バッテリ４の出力電圧が、電動ポンプ２６を含む補機群のいずれかの要求電圧よりも低い場合には（Ｓ３８：ＹＥＳ）、降圧コンバータ１２をオープンループ制御に切り換える（Ｓ３３）。なお、電動ポンプ２６の目標出力がポンプ最大出力よりも低い場合（Ｓ３２：ＮＯ）、あるいは、補機バッテリ４の出力電圧がいずれの補機の要求電圧よりも高い場合（Ｓ３８：ＮＯ）、電源コントローラ１５は、降圧コンバータ１２のフィードバック制御を維持する（Ｓ３４）。

この変形例では、補機バッテリ４の残量（即ち補機バッテリ４の出力電圧）が、電動ポンプ２６だけでなく他の補機を駆動するのにも十分である場合（ステップＳ３８：ＮＯ）には、降圧コンバータ１２のフィードバック制御を維持する。この変形例は、図５に示した処理を、電動ポンプ２６だけでなく他の補機にも拡張した態様に相当する。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例、及び、いずれの変形例でも、降圧コンバータ１２の制御をオープンループ制御に切り換えるのは、電動ポンプ２６の目標出力がポンプ最大出力の場合である。これは次の理由による。電動ポンプ２６の目標出力がポンプ最大出力よりも小さく、かつ、補機電源系４０の供給電力が、その目標出力を実現するのに十分でない場合、電動ポンプ２６は、決定された目標出力を達成できない。その場合、冷却能力が不足し、冷媒温度が上昇する。そうすると、冷却器コントローラ２５は、先に設定した目標出力では不十分と判断し、目標出力を高める。そのような処理が続くと、電動ポンプ２６の目標出力はポンプ最大出力まで高められることになる。そうすると、図３〜図６に示したフローチャートの処理におけるステップＳ２（あるいはＳ１２、Ｓ２２、Ｓ３２）の分岐判断がＹＥＳとなる。

本明細書が開示した技術は、出力の異なる２個のバッテリと、高出力のバッテリから低出力のバッテリへ電力を供給する降圧コンバータを備える電源制御システムに好適である。そのような電源制御システムは、電気自動車に搭載されることが多い。なお、本明細書における「電気自動車」には、走行用にモータとともにエンジンを備えるハイブリッド車、及び、燃料電池車を含むことに留意されたい。

メインバッテリ３が第１バッテリの一例に相当し、補機バッテリ４が第２バッテリの一例に相当する。第１冷却器２０の冷却対象はＰＣＵ１０であるが、第１冷却器１０では、そのＰＣＵ１０の温度の推定値として、冷媒の温度を用いる。従って冷媒管２２に備えられた温度センサ２４は、実際には冷媒の温度を計測するものであるが、技術的な意義としては、冷却対象であるＰＣＵ１０の温度を計測する点に留意されたい。

実施例では「以下」、「未満」、「以上」などの用語を使ったが、「以下」と「未満」は入れ替えてもよいし、「以上」は、「を超える」に置き換えてもよい。「以下」であるか「未満」であるかの相違、あるいは、「以上」であるか「を超える」であるかの相違は重要ではない。本明細書が開示する技術においては、所定の値を境として、制御が切り換わることが重要であることに留意されたい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：電源制御システム
３：メインバッテリ
４：補機バッテリ
５：モータ
１０：パワーコントロールユニット
１２：降圧コンバータ
１３：昇圧コンバータ
１４：インバータ
１５：電源コントローラ
２０：第１冷却器
２１：ラジエータ
２２：冷媒管
２３：熱交換器
２４：温度センサ
２５：冷却器コントローラ
２６：電動ポンプ
３０：第２冷却器
３１：冷媒管
３２：オイルクーラ
３３：ポンプ
３４：温度センサ
４０：補機電源系
４２：電力線
４３：カーナビゲーション（補機）
４４：パワーウインドウ（補機）
５２：電流センサ
５３：電圧センサ

Claims (4)

1. 第１バッテリと、
   出力電圧が第１バッテリよりも低い第２バッテリと、
   第２バッテリを電源とする電力線から電力の供給を受けて冷却器の冷媒を循環させる電動ポンプと、
   第１バッテリの電圧を降圧して前記電力線に電力を供給する降圧コンバータと、
   冷却対象の温度に応じて電動ポンプの目標出力を決定する冷却器コントローラと、
   降圧コンバータを制御する電源コントローラと、
   を備えており、電源コントローラは、
   冷却器コントローラが決定した電動ポンプの目標出力が予め定められたポンプ最大出力未満の場合は、第２バッテリの出力電圧が予め定められた目標電圧に一致するように降圧コンバータをフィードバック制御し、
   冷却器コントローラが決定した電動ポンプの目標出力がポンプ最大出力である場合は、降圧コンバータを、前記目標電圧よりも高い一定電圧を出力電圧の指令値とするオープンループ制御に切り換える、
   ことを特徴とする車両用の電源制御システム。
2. 電源コントローラは、冷却器コントローラが決定した電動ポンプの目標出力がポンプ最大出力であり、かつ、第２バッテリの出力電圧が予め定められた下限電圧以下の場合に、前記フィードバック制御から前記オープンループ制御に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の電源制御システム。
3. 前記電動ポンプに流れる電流を計測する電流センサをさらに備えており、
   電源コントローラは、電流センサの計測値から、電動ポンプをポンプ最大出力に維持するのに必要な要求電圧を決定し、第２バッテリの出力電圧が前記要求電圧以下の場合に前記フィードバック制御から前記オープンループ制御に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の電源制御システム。
4. 電源コントローラは、第２バッテリを電源とする前記電力線に接続されている他の複数のデバイスの夫々について、当該デバイスを駆動するのに必要な要求電圧を算出し、電動ポンプの要求電圧と複数のデバイスの夫々の要求電圧のうち、最も高い要求電圧よりも第２バッテリの出力電圧が低い場合に前記フィードバック制御から前記オープンループ制御に切り換えることを特徴とする請求項３に記載の電源制御システム。

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