JP2014143868A - 車両の電源システムおよびそれを備える車両 - Google Patents

Abstract

【課題】走行用の電力を蓄える第１の蓄電装置と、補機用の電力を蓄える第２の蓄電装置とを備える車両の電源システムにおいて、第２の蓄電装置の電力が枯渇するのをより確実に抑制する。
【解決手段】ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、主蓄電装置ＭＢと補機電池ＡＢとの間に設けられる。制御装置５０は、車両１００の駐車中にＤＣ／ＤＣコンバータ３１により補機電池ＡＢを充電するくみ出し充電制御を実行する。制御装置５０は、駐車時間が所定期間を経過したときから車両１００が起動されるまでの期間における主蓄電装置ＭＢのＳＯＣ低下量を推定し、推定されたＳＯＣ低下量に基づいてくみ出し下限ＳＯＣを設定し、くみ出し下限ＳＯＣよりもＳＯＣが低いときにくみ出し充電制御を非実行とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両の電源システムおよびそれを備える車両に関し、特に、走行用の電力を蓄える第１の蓄電装置と、補機用の電力を蓄える第２の蓄電装置とを備える車両の電源システムおよびそれを備える車両に関する。

特開２０１０−２０６８８５号公報（特許文献１）は、車両の動力源である高圧バッテリから、車載の電気部品に電力を供給する低圧バッテリを充電可能な車両の充電制御装置を開示する。この充電制御装置においては、車両が走行できない給電モード時に低圧バッテリの電圧が所定のしきい値以下になると、高圧バッテリに蓄えられた電力を用いて低圧バッテリが充電される。

なお、この充電制御装置においては、高圧バッテリのＳＯＣ（State Of Charge）が下限値以下であると、高圧バッテリから低圧バッテリの充電は行なわれない。高圧バッテリのＳＯＣの下限値は、エンジンによりジェネレータを駆動して高圧バッテリを充電可能なハイブリッド車両の場合、エンジンの始動に最低限必要なＳＯＣのレベルに設定される（特許文献１参照）。

特開２０１０−２０６８８５号公報 特開２０１０−１８３７５８号公報 特開２００５−２４８７４４号公報

駐車中においても、バッテリのＳＯＣは、自己放電やセル間の均等化による電力消費等によって低下する。このようなＳＯＣの低下を考慮して、上記の充電制御装置では、高圧バッテリのＳＯＣの下限値が設定される。しかしながら、高圧バッテリの過放電防止のためにＳＯＣ下限値が不必要に高い値に設定されると、高圧バッテリから低圧バッテリの充電が不必要に制限される。その結果、低圧バッテリの枯渇（バッテリ上がり）が発生するケースが増加し得る。

この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、走行用の電力を蓄える第１の蓄電装置と、補機用の電力を蓄える第２の蓄電装置とを備える車両の電源システムにおいて、第２の蓄電装置の電力が枯渇するのをより確実に抑制することである。

この発明によれば、車両の電源システムは、第１の蓄電装置と、第２の蓄電装置と、電圧変換装置と、制御装置とを備える。第１の蓄電装置は、走行用の電力を蓄える。第２の蓄電装置は、補機用の電力を蓄える。電圧変換装置は、第１の蓄電装置と第２の蓄電装置との間に設けられ、第１の蓄電装置から出力される電力を電圧変換して第２の蓄電装置を充電する。制御装置は、車両の駐車時間が所定期間を経過すると、電圧変換装置により第２の蓄電装置を充電する充電制御を実行する。制御装置は、推定部と、設定部と、充電制御部とを含む。推定部は、所定期間の経過時から車両が起動されるまでの期間における、第１の蓄電装置の充電状態を示す状態量（以下、単に「状態量」と称する。）の低下量を推定する。設定部は、推定された低下量に基づいて状態量の下限を設定する。充電制御部は、設定された下限よりも状態量が低いときに充電制御を非実行とする。

好ましくは、充電制御部は、車両の駐車時間が所定期間を経過したときに状態量が下限以上である場合、充電制御を実行し、駐車時間が所定期間を経過したときに状態量が下限よりも低い場合、充電制御を非実行とする。

好ましくは、車両の電源システムは、入力部をさらに備える。入力部は、車両の駐車開始から車両が起動されるまでの駐車予定期間を利用者が設定するためのものである。推定部は、駐車予定期間から所定期間を差引くことによって、所定期間の経過時から車両が起動されるまでの期間を算出する。

好ましくは、制御装置は、検出部をさらに含む。検出部は、車両の外気温度に関する情報を検出する。設定部は、外気温度に関する上記情報に基づいて状態量の下限を調整する。

さらに好ましくは、設定部は、外気温度が低いほど状態量の下限が高くなるように状態量の下限を調整する。

好ましくは、車両は、内燃機関と、始動装置とを含む。始動装置は、第１の蓄電装置から電力を受けて内燃機関を駆動することにより内燃機関を始動させる。設定部は、状態量の低下量と、始動装置により内燃機関を始動可能な状態量とに基づいて、状態量の下限を設定する。

さらに好ましくは、内燃機関を始動可能な状態量は、内燃機関の始動に必要な電力を示す第１の電力と、第１の蓄電装置が出力可能な電力を示す第２の電力とに基づいて決定される。制御装置は、検出部をさらに含む。検出部は、車両の外気温度に関する情報を検出する。設定部は、外気温度に関する上記情報に基づいて第１および第２の電力を設定する。

さらに好ましくは、設定部は、外気温度が低いほど、第１の電力が大きくなり、かつ、第２の電力が小さくなるように、第１および第２の電力を設定する。

また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの電源システムと、電源システムから電力を受けて駆動力を発生する駆動装置とを備える。

この発明においては、車両の駐車時間が所定期間を経過したときから車両が起動されるまでの期間における、第１の蓄電装置の状態量の低下量が推定され、その推定された低下量に基づいて状態量の下限が設定される。すなわち、第１の蓄電装置の過放電防止のために状態量の下限を不必要に高める必要はなく、車両が起動されるまでの期間における状態量の低下量を考慮して第２の蓄電装置の充電制御の可否が適切に判断される。したがって、この発明によれば、第２の蓄電装置の電力が枯渇するのをより確実に抑制することができる。

この発明の実施の形態１による電源システムが搭載される車両の全体構成図である。 図１に示す制御装置の構成を詳細に示した図である。 図２に示すＨＶ統合ＥＣＵの、くみ出し充電に関する部分の機能ブロック図である。 制御装置により実行されるくみ出し充電制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。 図４に示すステップＳ１０において実行される、くみ出し充電の起動処理の手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２による電源システムが搭載される車両の全体構成図である。 図６に示す実施の形態２における制御装置の構成を詳細に示した図である。 図７に示されるＨＶ統合ＥＣＵの、くみ出し充電に関する部分の機能ブロック図である。 エンジン始動要件ＳＯＣを説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電源システムが搭載される車両の全体構成図である。図１を参照して、車両１００は、エンジン２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割装置４と、車輪６と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power Control Unit）」と称する。）２０と、主蓄電装置ＭＢと、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧと、電圧センサ６１と、電流センサ６２とを備える。また、車両１００は、補機電池ＡＢと、補機負荷３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１と、制御装置５０と、システム起動スイッチ８１と、カーナビゲーション装置８２とをさらに備える。

車両１００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン２を駆動源として搭載する。動力分割装置４には、エンジン２、モータジェネレータＭＧ１、および車輪６の駆動軸が連結される。エンジン２が発生する動力は、動力分割装置４によって２つの経路に分割される。すなわち、一方は車輪６の駆動軸へ伝達される経路であり、他方はモータジェネレータＭＧ１へ伝達される経路である。

モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２により駆動される発電機として主に動作し、かつ、エンジン２の始動用モータとして動作するものとして車両１００に組込まれる。モータジェネレータＭＧ２は、車輪６の駆動軸に連結され、車輪６を駆動するモータとして車両１００に組込まれる。なお、モータジェネレータＭＧ２と車輪６の駆動軸との間に減速機を組込んでもよい。

動力分割装置４は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車によって構成される。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン２のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータＭＧ１の回転軸に連結される。リングギヤは、車輪６の駆動軸（モータジェネレータＭＧ２の回転軸）に連結される。

主蓄電装置ＭＢは、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池や、電気二重層キャパシタ等によって構成される。主蓄電装置ＭＢの電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。主蓄電装置ＭＢは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２へ供給される走行用電力を蓄える。また、主蓄電装置ＭＢは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２により発電された電力をＰＣＵ２０から受けて充電される。

また、車両１００が駐車された状態が所定期間（たとえば１２日間）継続すると、主蓄電装置ＭＢに蓄えられている電力が補機電池ＡＢへ供給されて補機電池ＡＢが充電される（以下、駐車中に実行されるこの補機電池ＡＢの充電を「くみ出し充電」とも称する。）。なお、「駐車」とは、システム起動スイッチ８１がオフ操作されることによって車両システムが停止している状態を示す。

電圧センサ６１は、主蓄電装置ＭＢの電圧ＶＢを検出し、その検出値を制御装置５０へ出力する。電流センサ６２は、主蓄電装置ＭＢに対して入出力される電流ＩＢを検出し、その検出値を制御装置５０へ出力する。

システムメインリレーＳＭＲＢは、主蓄電装置ＭＢの正極と正極線ＰＬ１との間に接続される。システムメインリレーＳＭＲＧは、主蓄電装置ＭＢの負極と負極線ＮＬとの間に接続される。システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧは、制御装置５０からの信号に応答してオン／オフされる。特に図示しないが、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧのいずれかに並列に、主蓄電装置ＭＢからＰＣＵ２０へ突入電流が流れるのを防止するためのプリチャージ回路が設けられる。

ＰＣＵ２０は、コンバータ２１と、インバータ２２，２３と、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。コンバータ２１は、正極線ＰＬ１と正極線ＰＬ２との間に設けられる。コンバータ２１は、制御装置５０からの信号ＰＷＣに基づいて、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間の電圧を正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間の電圧（すなわち、主蓄電装置ＭＢの出力電圧）以上に昇圧する。コンバータ２１は、たとえば、電流可逆型の昇圧チョッパ回路によって構成される。

インバータ２２，２３は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬに接続される。インバータ２２は、制御装置５０からの信号ＰＷＩ１に基づいて、エンジン２の出力を用いてモータジェネレータＭＧ１が発電した交流電力を直流電力に変換し、その変換した直流電力を正極線ＰＬ２へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１によるエンジン２の始動時、インバータ２２は、正極線ＰＬ２から受ける直流電力を交流電力に変換し、その変換した交流電力をモータジェネレータＭＧ１へ出力する。インバータ２３は、制御装置５０からの信号ＰＷＩ２に基づいて、正極線ＰＬ２から受ける直流電力を交流電力に変換し、その変換した交流電力をモータジェネレータＭＧ２へ出力する。インバータ２２，２３の各々は、たとえば、三相分の電力用半導体スイッチング素子を含むブリッジ回路によって構成される。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、交流電動機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された永久磁石型交流同期モータによって構成される。モータジェネレータＭＧ１は、動力分割装置４を介して受けるエンジン２の動力を用いて交流電力を発生し、その発生した交流電力をインバータ２２へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２の始動時、インバータ２２から受ける交流電力によって、エンジン２をクランキングするためのトルクを発生する。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２の動力を用いて発電する発電装置として機能するとともに、主蓄電装置ＭＢから電力を受けてエンジン２を駆動することによりエンジン２を始動させる始動装置としても機能する。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ２３から受ける交流電力によって、車輪６を駆動するためのトルクを発生する。

平滑コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間に電気的に接続され、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間の電圧変動の交流成分を平滑化する。平滑コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間に電気的に接続され、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間の電圧変動の交流成分を平滑化する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬと、正極線Ｐ１および負極線Ｎ１との間に接続される。正極線Ｐ１および負極線Ｎ１には、補機電池ＡＢおよび補機負荷３０が接続される。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、主蓄電装置ＭＢと補機電池ＡＢとの間に設けられている。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、制御装置５０からの信号ＣＭＤに基づいて、主蓄電装置ＭＢから出力される電力を電圧変換（降圧）して補機電池ＡＢを充電する。

補機負荷３０は、車両１００に搭載される各種補機を統括的に示したものである。補機電池ＡＢは、再充電可能な直流電源であり、たとえば、鉛やニッケル水素、リチウムイオン等の二次電池によって構成される。補機電池ＡＢの電圧は、主蓄電装置ＭＢの電圧よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。補機電池ＡＢに代えてキャパシタを用いてもよい。補機電池ＡＢは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１から供給される電力を蓄え、その蓄えられた電力を補機負荷３０および制御装置５０へ供給する。補機電池ＡＢは、制御装置５０へ動作電力を供給するので、補機電池ＡＢの蓄電量が低下すると、制御装置５０が動作不可となり、その結果車両１００が動作不可となる。

制御装置５０は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行するソフトウェア処理および／または電子回路によるハードウェア処理により、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ、ＰＣＵ２０、エンジン２、およびＤＣ／ＤＣコンバータ３１を制御する。

制御装置５０により実行される主要な制御の一つとして、制御装置５０は、車両１００の駐車中に補機電池ＡＢが上がってしまうのを防止するために、駐車中に上述のくみ出し充電を実行するための制御（くみ出し充電制御）を実行する。概略的には、制御装置５０は、車両１００の駐車時間を計測し、駐車時間が所定期間（たとえば１２日間）経過すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１を駆動するための信号ＣＭＤを生成してＤＣ／ＤＣコンバータ３１へ出力する。

主蓄電装置ＭＢのＳＯＣが低下しているにも拘わらずくみ出し充電が実行されると、次回の車両システム起動後に主蓄電装置ＭＢの電力を用いてモータジェネレータＭＧ１によりエンジン２を始動できなくなる。そこで、制御装置５０は、くみ出し充電の実行条件として主蓄電装置ＭＢのＳＯＣの下限を設定し、その設定された下限よりもＳＯＣが低い場合にはくみ出し充電を非実行とする。

ここで、制御装置５０は、くみ出し充電の実行条件としてのＳＯＣ下限（以下「くみ出し下限ＳＯＣ」と称する。）を、上記所定期間の経過時から車両１００が次に起動されるまでの期間（以下「残駐車期間」とも称する。）における主蓄電装置ＭＢのＳＯＣの低下量に基づいて設定する。一例として、制御装置５０は、車両１００が起動されるまでの残駐車期間のＳＯＣ低下量を、エンジン２の始動に最低限必要なＳＯＣ（以下「エンジン始動要件ＳＯＣ」と称する。）に加算した値をくみ出し下限ＳＯＣとする。残駐車期間は、カーナビゲーション装置８２においてユーザにより設定される駐車日数に基づいて算出される。ＳＯＣ低下量は、自己放電やセル間の均等化による電力消費等を考慮して予め設定される低下レートに基づいて算出される。

システム起動スイッチ８１は、ユーザが車両システムを起動／停止するためのスイッチであり、従来のイグニッションキーに相当するものである（システム起動スイッチ８１に代えてイグニッションキーを採用してもよい。）。ユーザによりシステム起動スイッチ８１がオン操作されると、システム起動スイッチ８１は、車両１００のシステム起動を指示する起動指令を制御装置５０へ出力する。また、ユーザによりシステム起動スイッチ８１がオフ操作されると、システム起動スイッチ８１は、車両１００のシステム停止を指示する停止指令を制御装置５０へ出力する。

カーナビゲーション装置８２は、車両１００の走行ルートを表示する。カーナビゲーション装置８２は、種々の設定をユーザが入力可能に構成され、この実施の形態１では、車両１００の駐車予定期間（車両システムを停止した状態で継続して放置される期間）をユーザが入力可能に構成される。カーナビゲーション装置８２は、車両１００の駐車予定期間（たとえば駐車日数）がユーザにより入力されると、その入力値を制御装置５０へ出力する。

図２は、図１に示した制御装置５０の構成を詳細に示した図である。図２を参照して、制御装置５０は、タイマＩＣ（Integrated Circuit）５１と、照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５２と、ＨＶ統合ＥＣＵ５４と、ＭＧ−ＥＣＵ５５と、電池ＥＣＵ５６と、スイッチＩＧＣＴ１，ＩＧＣＴ２とを含む。

制御装置５０は、補機電池ＡＢから動作電力を受ける。この動作電力は、タイマＩＣ５１および照合ＥＣＵ５２には常時供給されているが、ＨＶ統合ＥＣＵ５４にはスイッチＩＧＣＴ１を介して供給され、ＭＧ−ＥＣＵ５５にはさらにスイッチＩＧＣＴ２を介して供給される。スイッチＩＧＣＴ１，ＩＧＣＴ２は、リレーのような機械的なものでも、トランジスタのような半導体素子を用いるものでもよい。

照合ＥＣＵ５２およびスイッチＩＧＣＴ１，ＩＧＣＴ２は、ＨＶ統合ＥＣＵ５４およびＭＧ−ＥＣＵ５５に対する電源供給を制御する電源制御部５７として動作する。照合ＥＣＵ５２は、リモートキー（図示せず）からの信号が車両１００に適合するものであるか否かを照合する。照合結果が適合を示す場合には、照合ＥＣＵ５２は、スイッチＩＧＣＴ１を導通状態にする。これにより、補機電池ＡＢからＨＶ統合ＥＣＵ５４へ動作電力が供給され、ＨＶ統合ＥＣＵ５４が起動する。

ＨＶ統合ＥＣＵ５４が起動すると、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、スイッチＩＧＣＴ２を導通状態にする。これにより、補機電池ＡＢからＭＧ−ＥＣＵ５５へ動作電力が供給され、ＭＧ−ＥＣＵ５５が起動する。また、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、カーナビゲーション装置８２から車両１００の駐車日数の設定値を受け、タイマＩＣ５１から駐車時間の計測値を受ける。さらに、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、主蓄電装置ＭＢの状態を示す信号（主蓄電装置ＭＢの電圧や電流の検出値等）を電池ＥＣＵ５６から受ける。そして、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、その受けた各種信号に基づいて、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧおよびＭＧ−ＥＣＵ５５を制御する。

電池ＥＣＵ５６は、主蓄電装置ＭＢの状態を監視する。電池ＥＣＵ５６は、主蓄電装置ＭＢの電圧や電流等の検出値に基づいて主蓄電装置ＭＢのＳＯＣを算出し、その算出結果をＨＶ統合ＥＣＵ５４へ出力する。ＭＧ−ＥＣＵ５５は、ＨＶ統合ＥＣＵ５４の制御の下で、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１およびＰＣＵ２０（図１）を制御する。

上述のように、制御装置５０は、補機電池ＡＢから動作電力を受けるので、補機電池ＡＢの蓄電量が低下すると、制御装置５０が動作不可となり、その結果車両１００が動作不可となる。車両１００がシステム停止した状態で放置されると、補機電池ＡＢの蓄電量は時間の経過に伴なって低下する。そこで、車両１００が長期間起動されない場合には、蓄電量が低下した補機電池ＡＢの充電量を回復させるために、上述のくみ出し充電が実行される。

タイマＩＣ５１は、システム起動スイッチ８１がオフ操作されることによって車両１００がシステム停止してからの時間すなわち駐車時間を計測し、その計測値をＨＶ統合ＥＣＵ５４へ出力する。また、タイマＩＣ５１は、くみ出し充電の実行タイミングを生成する。すなわち、タイマＩＣ５１は、システム起動スイッチ８１がオフ操作されてから、内蔵のメモリに設定された所定時間が経過すると、照合ＥＣＵ５２へ起動指令を出力する。

照合ＥＣＵ５２は、タイマＩＣ５１から起動指令を受けると、リモートキーからの信号が無くてもスイッチＩＧＣＴ１を導通状態にする。これにより、補機電池ＡＢからＨＶ統合ＥＣＵ５４へ動作電力が供給され、ＨＶ統合ＥＣＵ５４が起動する。ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、主蓄電装置ＭＢのＳＯＣに基づいてくみ出し充電の実行可否を判定する。そして、くみ出し充電を実行可能と判定されると、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、スイッチＩＧＣＴ２およびシステムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを導通状態にし、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の駆動を指示する駆動指令をＭＧ−ＥＣＵ５５へ出力する。一方、くみ出し充電を実行不可と判定されると、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、スイッチＩＧＣＴ２およびシステムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを導通状態にはせず、くみ出し充電を非実行とする。

なお、図２に示される制御装置５０の構成は一例であり、種々の変形が可能である。また、図２では、制御装置５０は複数のＥＣＵを含んでいるが、いくつかのＥＣＵを統合してより少ない数のＥＣＵで制御装置５０を構成してもよいし、逆により多い数のＥＣＵで制御装置５０を構成してもよい。

図３は、図２に示したＨＶ統合ＥＣＵ５４の、くみ出し充電に関する部分の機能ブロック図である。図３を参照して、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、ＳＯＣ低下量推定部９１と、下限ＳＯＣ設定部９２と、くみ出し充電制御部９３とを含む。

ＳＯＣ低下量推定部９１は、車両１００が次に起動されるまでの残駐車期間における主蓄電装置ＭＢのＳＯＣの低下量を推定する。より詳しくは、ＳＯＣ低下量推定部９１は、ユーザにより設定された駐車日数の設定値をカーナビゲーション装置８２から受ける。また、ＳＯＣ低下量推定部９１は、システム起動スイッチ８１がオフ操作されてからの駐車時間の計測値をタイマＩＣ５１から受ける。そして、ＳＯＣ低下量推定部９１は、ユーザにより設定された駐車日数の設定値からタイマＩＣ５１により計測される駐車時間の計測値を減算することによって残駐車期間を算出し、残駐車期間のＳＯＣ低下量を予め設定される低下レートを用いて算出する。

下限ＳＯＣ設定部９２は、ＳＯＣ低下量推定部９１により推定されたＳＯＣ低下量に基づいて、くみ出し充電の実行可否を判定するための下限ＳＯＣ（くみ出し下限ＳＯＣ）を設定する。より詳しくは、下限ＳＯＣ設定部９２は、ＳＯＣ低下量推定部９１により推定されたＳＯＣ低下量をエンジン始動要件ＳＯＣに加算することによって得られる値をくみ出し下限ＳＯＣとして設定する。エンジン始動要件ＳＯＣは、インバータ２２によりモータジェネレータＭＧ１を駆動することによってエンジン２を始動するのに必要な電力に基づいて決定される。

くみ出し充電制御部９３は、下限ＳＯＣ設定部９２により設定されたくみ出し下限ＳＯＣに基づいてくみ出し充電の実行可否を判定し、くみ出し充電を実行可能と判定すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の駆動を指示する駆動指令を生成してＭＧ−ＥＣＵ５５へ出力する。より詳しくは、くみ出し充電制御部９３は、システム起動スイッチ８１がオフ操作されてからの駐車時間の計測値をタイマＩＣ５１から受ける。そして、くみ出し充電制御部９３は、駐車時間が所定期間（たとえば１２日間）経過すると、主蓄電装置ＭＢのＳＯＣを下限ＳＯＣ設定部９２から受けるくみ出し下限ＳＯＣと比較し、主蓄電装置ＭＢのＳＯＣがくみ出し下限ＳＯＣよりも高ければ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の駆動指令をＭＧ−ＥＣＵ５５へ出力する。主蓄電装置ＭＢのＳＯＣがくみ出し下限ＳＯＣ以下のときは、くみ出し充電制御部９３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の駆動指令をＭＧ−ＥＣＵ５５へ出力しない。

図４は、制御装置５０により実行されるくみ出し充電制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。図４とともに図２を参照して、ユーザによってシステム起動スイッチ８１がオフ操作されると、くみ出し充電の起動処理を実行するサブルーチンが呼び出される（ステップＳ１０）。

図５は、図４に示したステップＳ１０において実行される、くみ出し充電の起動処理の手順を説明するためのフローチャートである。図５とともに図２を参照して、まず、タイマＩＣ５１において、車両１００の駐車時間を計測するための駐車時間タイマがリセットされる（ステップＳ１１０）。駐車時間タイマがリセットされると、タイマＩＣ５１は、駐車時間タイマのカウントアップを開始する（ステップＳ１２０）。

次いで、タイマＩＣ５１は、タイマリセット要件が成立したが否かを判定する（ステップＳ１３０）。具体的には、システム起動スイッチ８１がオン操作されると、タイマリセット要件が成立する。タイマリセット要件が成立したと判定されると（ステップＳ１３０においてＹＥＳ）、ステップＳ１１０へ処理が戻される。

ステップＳ１３０においてタイマリセット要件は非成立であると判定されると（ステップＳ１３０においてＮＯ）、タイマＩＣ５１は、カウントアップされている駐車時間タイマの値（以下「カウント値」と称する。）が、メモリに設定された所定値（たとえば１２日間に相当する値）と一致したか（または超えたか）否かを判定する。すなわち、所定の期間（たとえば１２日間）駐車状態で車両１００が放置されたか否かが判定される。

カウント値がメモリの所定値と一致しない（所定値を超えていない）と判定されたときは（ステップＳ１４０においてＮＯ）、ステップＳ１２０へ処理が戻される。カウント値がメモリの所定値と一致した（または所定値を超えた）と判定されると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、タイマＩＣ５１は、照合ＥＣＵ５２へシステム起動指令を出力する（ステップＳ１５０）。照合ＥＣＵ５２は、システム起動指令を受けると、スイッチＩＧＣＴ１を導通させる。これにより、ＨＶ統合ＥＣＵ５４が起動する。

再び図４を参照して、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、電池ＥＣＵ５６からの信号に基づいて主蓄電装置ＭＢのＳＯＣを検出する（ステップＳ２０）。主蓄電装置ＭＢのＳＯＣは、電池ＥＣＵ５６において算出してもよいし、ＨＶ統合ＥＣＵ５４において算出してもよい。次いで、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、上述の方法により、主蓄電装置ＭＢのくみ出し下限ＳＯＣを算出する（ステップＳ３０）。そして、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、ステップＳ２０において検出された主蓄電装置ＭＢのＳＯＣが、ステップＳ３０において算出されたくみ出し下限ＳＯＣ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０）。

主蓄電装置ＭＢのＳＯＣがくみ出し下限ＳＯＣ以上であると判定されると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、スイッチＩＧＣＴ２およびシステムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを導通状態にする。そして、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の駆動指令をＭＧ−ＥＣＵ５５へ出力し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１を作動させることによってくみ出し充電を実行する（ステップＳ５０）。

次いで、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、くみ出し充電の終了要件が成立したか否かを判定する（ステップＳ６０）。たとえば、車両１００のいずれかのドアが開いた、または、くみ出し充電の実行時間が所定時間（たとえば１０分間）以上継続した、または、主蓄電装置ＭＢのＳＯＣが所定値より低下した、等が終了要件に該当する。ここで、所定時間（たとえば１０分間）は、ステップＳ１４０（図５）の所定値（たとえば１２日間に相当する値）と関連して決定されており、たとえば、１２日間の放電分を充電するために十分な時間が１０分間である場合に、所定値（１２日）に対して所定時間（１０分）と決定される。

上記では、ドアが開いたことを終了要件の一例としたが、他にもエンジンフードが開いた場合、ドアロックが解除された場合、ブレーキペダルが踏まれた場合、オートアラームシステムが警報状態になった場合、リモートキーが検出された場合などを終了要件としてもよい。これらのいずれの場合も、ユーザが車両に触れているか、車両近くにいるか、警報作動により車両近くに来ると見込まれるかであるので、ユーザによって車両システムが起動される可能性が高いと考えられる。このように終了要件を設けることにより、くみ出し充電を安全に実行することができる。

ステップＳ６０においてくみ出し充電の終了要件は成立していないと判定されると（ステップＳ６０においてＮＯ）、ステップＳ５０へ処理が戻される。一方、くみ出し充電の終了要件が成立したと判定されると（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、くみ出し充電の終了処理が実行される（ステップＳ７０）。具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１へ停止指令が出力され、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧが遮断状態にされる。

くみ出し充電の終了処理が実行されると、次回のタイマ起動条件が設定される（ステップＳ８０）。具体的には、くみ出し充電が途中で中止されたり開始されなかったりした場合には、補機電池ＡＢが上がるのをできる限り回避するように次回のくみ出し充電処理の起動タイミングが設定される。

一方、ステップＳ４０において主蓄電装置ＭＢのＳＯＣがくみ出し下限ＳＯＣよりも低いと判定されると（ステップＳ４０においてＮＯ）、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、ステップＳ７０へ処理を移行する。すなわち、主蓄電装置ＭＢのＳＯＣがくみ出し下限ＳＯＣよりも低いとき、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、スイッチＩＧＣＴ２およびシステムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを導通状態にせず、かつ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１も駆動させることもなく、くみ出し充電を非実行とする。

以上のように、この実施の形態１においては、車両１００が起動されるまでの残駐車期間における、主蓄電装置ＭＢのＳＯＣ低下量が推定され、その推定されたＳＯＣ低下量に基づいてＳＯＣの下限（くみ出し下限ＳＯＣ）が設定される。すなわち、主蓄電装置ＭＢの過放電防止のためにくみ出し下限ＳＯＣを不必要に高める必要はなく、残駐車期間におけるＳＯＣ低下量を考慮してくみ出し充電制御の可否が適切に判断される。したがって、この実施の形態１によれば、補機電池ＡＢの電力が枯渇するのを抑制することができる。

［実施の形態２］
エンジン２の始動性や主蓄電装置ＭＢから出力可能な電力は、温度によって変化するので、エンジン２の始動に必要なＳＯＣを示すエンジン始動要件ＳＯＣも、温度によって変化する。そこで、この実施の形態２では、外気温度に基づいてくみ出し下限ＳＯＣが調整される。

図６は、実施の形態２による電源システムが搭載される車両の全体構成図である。図６を参照して、この車両１００Ａは、図１に示した車両１００の構成において、外気温センサ７１をさらに備え、制御装置５０に代えて制御装置５０Ａを備える。

外気温センサ７１は、車両１００の周囲の外気温度を検出し、その検出値を制御装置５０へ出力する。なお、この外気温センサ７１は、くみ出し充電の実行可否を判断するときのエンジン２および主蓄電装置ＭＢの温度を推定するためのものであるので、外気温センサ７１に代えて、エンジン２の冷却水の温度を検出するエンジン水温センサおよび／または主蓄電装置ＭＢの温度を検出する温度センサを用いてもよい。

制御装置５０Ａは、制御装置５０と同様に、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行するソフトウェア処理および／または電子回路によるハードウェア処理により、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ、ＰＣＵ２０、エンジン２、およびＤＣ／ＤＣコンバータ３１を制御する。

制御装置５０Ａは、基本的には実施の形態１における制御装置５０と同様の手法によって、くみ出し充電の実行可否の判断、およびくみ出し充電を実行可能と判定された場合のくみ出し充電制御を実行する。ここで、制御装置５０Ａは、外気温センサ７１から受ける外気温度の検出値に基づいて、くみ出し充電の実行可否を判定するためのくみ出し下限ＳＯＣを調整する。具体的には、外気温度が低いほどくみ出し下限ＳＯＣが高くなるようにくみ出し下限ＳＯＣが調整される。制御装置５０Ａのその他の構成は、実施の形態１における制御装置５０と基本的に同じである。

図７は、図６に示した実施の形態２における制御装置５０Ａの構成を詳細に示した図である。図７を参照して、制御装置５０Ａは、図２に示した制御装置５０の構成において、ＨＶ統合ＥＣＵ５４に代えてＨＶ統合ＥＣＵ５４Ａを含む。図８は、図７に示されるＨＶ統合ＥＣＵ５４Ａの、くみ出し充電に関する部分の機能ブロック図である。

図８とともに図７を参照して、ＨＶ統合ＥＣＵ５４Ａは、図３に示したＨＶ統合ＥＣＵ５４の構成において、下限ＳＯＣ設定部９２に代えて下限ＳＯＣ設定部９２Ａを含む。下限ＳＯＣ設定部９２Ａは、ＳＯＣ低下量推定部９１により推定されたＳＯＣ低下量に基づいてくみ出し下限ＳＯＣを設定する。より詳しくは、下限ＳＯＣ設定部９２Ａは、ＳＯＣ低下量推定部９１により推定されたＳＯＣ低下量をエンジン始動要件ＳＯＣに加算することによって得られる値をくみ出し下限ＳＯＣとして設定する。

エンジン始動要件ＳＯＣは、エンジン２の始動に必要な電力であるエンジン始動電力と、主蓄電装置ＭＢが出力可能な電力を示す出力可能電力Ｗｏｕｔとに基づいて決定される。ここで、下限ＳＯＣ設定部９２Ａは、外気温センサ７１により検出される外気温度に基づいて、上記のエンジン始動電力および主蓄電装置ＭＢの出力可能電力Ｗｏｕｔを設定する。

図９は、エンジン始動要件ＳＯＣを説明するための図である。図９を参照して、横軸は主蓄電装置ＭＢのＳＯＣを示す。線Ａ１〜Ａ３は、エンジン始動電力を示し、それぞれ外気温度が−３０℃，−２５℃，−２０℃のときのエンジン始動電力を示す。すなわち、下限ＳＯＣ設定部９２Ａは、外気温度が低いほどエンジン始動電力が大きくなるようにエンジン始動電力を設定する。線Ｂ１〜Ｂ３は、主蓄電装置ＭＢの出力可能電力Ｗｏｕｔを示し、それぞれ外気温度が−３０℃，−２５℃，−２０℃のときの出力可能電力Ｗｏｕｔを示す。すなわち、下限ＳＯＣ設定部９２Ａは、外気温度が低いほど出力可能電力Ｗｏｕｔが小さくなるように出力可能電力Ｗｏｕｔを設定する。

そして、下限ＳＯＣ設定部９２Ａは、線Ｂ１が線Ａ１と交差するときのＳＯＣの値Ｓ１を、外気温度が−３０℃のときのエンジン始動要件ＳＯＣとして決定する。同様に、下限ＳＯＣ設定部９２Ａは、線Ｂ２が線Ａ２と交差するときのＳＯＣの値Ｓ２を、外気温度が−２５℃のときのエンジン始動要件ＳＯＣとして決定する。なお、外気温度が−２０℃のときは、エンジン始動電力に対して主蓄電装置ＭＢの出力可能電力Ｗｏｕｔが十分であるので、下限ＳＯＣ設定部９２Ａは、エンジン始動要件ＳＯＣを下限値Ｓ０とする。

再び図８を参照して、下限ＳＯＣ設定部９２Ａは、上述のように設定されるエンジン始動要件ＳＯＣに、ＳＯＣ低下量推定部９１により推定されるＳＯＣ低下量を加算した値をくみ出し下限ＳＯＣとして設定する。ＨＶ統合ＥＣＵ５４Ａのその他の構成は、図３に示したＨＶ統合ＥＣＵ５４と同じである。

以上のように、この実施の形態２によれば、外気温度に基づいてくみ出し下限ＳＯＣが調整されるので、補機電池ＡＢの電力が枯渇するのを抑制しつつ、低温下でエンジン２を始動できなくなることを抑制することができる。

なお、上記の各実施の形態においては、主蓄電装置ＭＢのＳＯＣ低下量に基づいてくみ出し下限ＳＯＣが設定され、その設定されたくみ出し下限ＳＯＣに基づいて、くみ出し充電を実行するか否かを判断するものとしたが、ＳＯＣに代えて主蓄電装置ＭＢの電圧を用いてもよい。すなわち、車両１００の残駐車期間における主蓄電装置ＭＢの電圧低下量に基づいてくみ出し下限電圧を設定し、その設定されたくみ出し下限電圧に基づいて、くみ出し充電を実行するか否かを判断するようにしてもよい。

なお、上記の実施の形態においては、車両１００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン２を駆動源として搭載するハイブリッド車両としたが、この発明の適用範囲は、上記のようなハイブリッド車両に限定されるものではなく、エンジン２を搭載しない電気自動車や、エネルギー源として燃料電池をさらに搭載した燃料電池車等も含むものである。また、ＰＣＵ２０は、コンバータ２１を備えるものとしたが、この発明は、コンバータ２１を備えないＰＣＵを搭載した車両にも適用可能である。

なお、上記において、主蓄電装置ＭＢは、この発明における「第１の蓄電装置」の一実施例に対応し、補機電池ＡＢは、この発明における「第２の蓄電装置」の一実施例に対応する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、この発明における「電圧変換装置」の一実施例に対応し、外気温センサ７１は、この発明における「検出部」の一実施例に対応する。さらに、ＰＣＵ２０およびモータジェネレータＭＧ２は、この発明における「駆動装置」の一実施例を形成する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２ エンジン、４ 動力分割装置、６ 車輪、２０ ＰＣＵ、２１ コンバータ、２２，２３ インバータ、３０ 補機負荷、３１ ＤＣ／ＤＣコンバータ、５０，５０Ａ 制御装置、５１ タイマＩＣ、５２ 照合ＥＣＵ、５４，５４Ａ ＨＶ統合ＥＣＵ、５５ ＭＧ−ＥＣＵ、５６ 電池ＥＣＵ、５７ 電源制御部、６１ 電圧センサ、６２ 電流センサ、７１ 外気温センサ、８１ システム起動スイッチ、８２ カーナビゲーション装置、９１ ＳＯＣ低下量推定部、９２，９２Ａ 下限ＳＯＣ設定部、９３ くみ出し充電制御部、１００，１００Ａ 車両、ＭＢ 主蓄電装置、ＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ システムメインリレー、ＰＬ１，ＰＬ２，Ｐ１ 正極線、ＮＬ，Ｎ１ 負極線、Ｃ１，Ｃ２ 平滑コンデンサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＡＢ 補機電池、ＩＧＣＴ１，ＩＧＣＴ２ スイッチ。

Claims (9)

1. 車両の電源システムであって、
   走行用の電力を蓄える第１の蓄電装置と、
   補機用の電力を蓄える第２の蓄電装置と、
   前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置との間に設けられ、前記第１の蓄電装置から出力される電力を電圧変換して前記第２の蓄電装置を充電するための電圧変換装置と、
   前記車両の駐車時間が所定期間を経過すると、前記電圧変換装置により前記第２の蓄電装置を充電する充電制御を実行する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記所定期間の経過時から前記車両が起動されるまでの期間における、前記第１の蓄電装置の充電状態を示す状態量の低下量を推定する推定部と、
   前記低下量に基づいて前記状態量の下限を設定する設定部と、
   前記状態量が前記下限よりも低いときに前記充電制御を非実行とする充電制御部とを含む、車両の電源システム。
2. 前記充電制御部は、前記車両の駐車時間が前記所定期間を経過したときに前記状態量が前記下限以上である場合、前記充電制御を実行し、前記駐車時間が前記所定期間を経過したときに前記状態量が前記下限よりも低い場合、前記充電制御を非実行とする、請求項１に記載の車両の電源システム。
3. 前記車両の駐車開始から前記車両が起動されるまでの駐車予定期間を利用者が設定するための入力部をさらに備え、
   前記推定部は、前記駐車予定期間から前記所定期間を差引くことによって、前記所定期間の経過時から前記車両が起動されるまでの期間を算出する、請求項１または２に記載の車両の電源システム。
4. 前記制御装置は、前記車両の外気温度に関する情報を検出する検出部をさらに含み、
   前記設定部は、前記情報に基づいて前記状態量の下限を調整する、請求項１または２に記載の車両の電源システム。
5. 前記設定部は、前記外気温度が低いほど前記状態量の下限が高くなるように前記状態量の下限を調整する、請求項４に記載の車両の電源システム。
6. 前記車両は、
   内燃機関と、
   前記第１の蓄電装置から電力を受けて前記内燃機関を駆動することにより前記内燃機関を始動させる始動装置とを含み、
   前記設定部は、前記低下量と、前記始動装置により前記内燃機関を始動可能な前記状態量とに基づいて、前記状態量の下限を設定する、請求項１または２に記載の車両の電源システム。
7. 前記内燃機関を始動可能な前記状態量は、前記内燃機関の始動に必要な電力を示す第１の電力と、前記第１の蓄電装置が出力可能な電力を示す第２の電力とに基づいて決定され、
   前記制御装置は、前記車両の外気温度に関する情報を検出する検出部をさらに含み、
   前記設定部は、前記情報に基づいて前記第１および第２の電力を設定する、請求項６に記載の車両の電源システム。
8. 前記設定部は、前記外気温度が低いほど、前記第１の電力が大きくなり、かつ、前記第２の電力が小さくなるように、前記第１および第２の電力を設定する、請求項７に記載の車両の電源システム。
9. 請求項１に記載の車両の電源システムと、
   前記電源システムから電力を受けて駆動力を発生する駆動装置とを備える車両。

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