JP2014155299A - 車両の電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギ効率の低下を防止しつつ、駐車中に補機が使用された場合にも補機バッテリに適切な補充電を行なうことが可能な車両の電源システムを提供する。
【解決手段】メイン電池ＭＢと、メイン電池ＭＢと異なる電圧を出力し、車両の補機負荷回路５に電力を供給する補機バッテリ７と、メイン電池ＭＢおよび補機バッテリ７の間に接続され、メイン電池ＭＢから給電された電力を用いて補機バッテリ７を充電するＤＣ／ＤＣコンバータ６と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６を制御する制御装置３０とを備える。制御装置３０は、車両の電源システムに対する停止指令が入力されてから電源システムに対する起動命令が再度与えられるまでに設定時間が経過するとＤＣ／ＤＣコンバータ６によって補機バッテリ７の充電を行なう。制御装置３０は、電源システムが停止中の補機負荷回路５の補機使用時間積算値に応じて設定時間を変更する。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両の電源システムに関し、特に主蓄電装置から副蓄電装置に充電が可能に構成された車両の電源システムに関する。

駆動力を発生させるモータなどが接続された主負荷回路を設け、主負荷回路への電力を供給する主蓄電装置（以下、メインバッテリと記す）と、ヘッドライトやカーナビゲーション装置などの補機に電力を供給する副蓄電装置（以下、補機バッテリと記す）とが搭載されている車両が知られている（特開２００６−１７４６１９号公報（特許文献１）参照）。

特開２００６−１７４６１９号公報 特開２００５−０２０８５４号公報

このような車両では、メインバッテリと、補機バッテリとの間に設けられたリレー装置により、電力の供給と遮断とが切換えられる。たとえば、イグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に切換えられた後に再びオン状態に切換えられ車両が起動するまでの間は、一定時間ごとにリレー装置が接続され充電制御が行なわれる。この充電制御により、時間の経過に伴って自然放電などで蓄電量が減少した補機バッテリは、メインバッテリから電力が供給されて充電され、電圧低下が回復する。

しかしながら、車両が動かない状況でも補機類を使用する場合がある。このような場合には、補機バッテリから電力が補機類に供給される。補機の使用による蓄電量の減少も考慮して充電間隔を決めるのでは充電間隔を短く設定する必要があり、充電に関する回路で電力が消費されエネルギ効率が低下する。

本発明の目的は、エネルギ効率の低下を防止しつつ、駐車中に補機が使用された場合にも補機バッテリに適切な補充電を行なうことが可能な車両の電源システムを提供することである。

この発明は、要約すると、車両の電源システムであって、主蓄電装置と、主蓄電装置と異なる電圧を出力し、車両の補機負荷回路に電力を供給する副蓄電装置と、主蓄電装置および副蓄電装置の間に接続され、主蓄電装置から給電された電力を用いて副蓄電装置を充電する充電回路と、充電回路を制御する制御装置とを備える。制御装置は、車両の電源システムに対する停止指令が入力されてから電源システムに対する起動命令が再度与えられるまでに所定時間が経過すると充電回路によって副蓄電装置の充電を行なう。制御装置は、電源システムが停止中の補機負荷回路の使用時間に応じて所定時間を変更する。

好ましくは、制御装置は、起動命令に応じて充電回路を起動させて副蓄電装置に充電を行ない、電源システムに対する停止命令が入力されると充電回路を停止させる。

好ましくは、主蓄電装置は、車両を推進させるモータに電力を供給する。
好ましくは、制御装置は、所定時間を記憶し、駐車時間が所定時間に到達したことを検出するタイマＩＣと、使用時間に応じてタイマＩＣに記憶されている所定時間を書き換えるとともに、タイマＩＣの検出結果に応じて充電回路を起動する制御部とを含む。

本発明によれば、エネルギ効率の不要な低下を防止しつつ、駐車中に補機が使用された場合にも補機バッテリに適切な補充電を行なうことが可能となる。

車両の電源システムが搭載された車両１の構成を示す回路図である。 図１の制御装置３０のより詳細な構成を示す図である。 制御装置３０で実行される汲み出し充電に関する制御を説明するためのフローチャートである。 図３のステップＳ１５における汲み出し終了処理について説明するためのフローチャートである。 図３のステップＳ８において実行される期間Ｔｒｅｆの更新について説明するための図である。 図３に示したフローチャートにしたがって制御が実行された場合の動作の一例を説明するための波形図である。 図３の変形例のフローチャートである。 図７に示したフローチャートにしたがって制御が実行された場合の動作の一例を説明するための波形図である。

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。

図１は、車両の電源システムが搭載された車両１の構成を示す回路図である。
図１を参照して、車両１は、蓄電装置であるメイン電池ＭＢと、電圧コンバータ１２と、平滑用コンデンサＣ１，ＣＨと、電圧センサ１０，１３，２１と、エアコン４０と、補機負荷回路５と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６と、補機バッテリ７と、インバータ１４，２２と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構３と、車輪２と、制御装置３０とを含む。

本実施の形態に示される車両の電源システムは、モータジェネレータＭＧ２を駆動するインバータ１４に給電を行なう正極母線ＰＬ２をさらに備える。電圧コンバータ１２は、メイン電池ＭＢと正極母線ＰＬ２との間に設けられ、電圧変換を行なう電圧変換器である。エアコン４０とＤＣ／ＤＣコンバータ６は、正極母線ＰＬ１Ａおよび負極母線ＳＬ２に接続される。補機負荷回路５には、ＤＣ／ＤＣコンバータ６から、たとえば１４Ｖの直流電圧が電源電圧として供給される。また、補機バッテリ７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６から充電電圧が与えられ充電される。

平滑用コンデンサＣ１は、正極母線ＰＬ１と負極母線ＳＬ２間に接続される。電圧センサ２１は、平滑用コンデンサＣ１の両端間の電圧ＶＬを検出して制御装置３０に対して出力する。電圧コンバータ１２は、平滑用コンデンサＣ１の端子間電圧を昇圧する。

平滑用コンデンサＣＨは、電圧コンバータ１２によって昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ１３は、平滑用コンデンサＣＨの端子間電圧ＶＨを検知して制御装置３０に出力する。

インバータ１４は、電圧コンバータ１２から与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１に出力する。インバータ２２は、電圧コンバータ１２から与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２に出力する。

動力分割機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分割機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。遊星歯車機構は、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転が定まれば、他の１つの回転軸の回転は強制的に定まる。この３つの回転軸がエンジン４、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。なおモータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって車輪２に結合されている。また動力分割機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組み込んでもよい。

車両１は、さらに、メイン電池ＭＢの正極と正極母線ＰＬ１との間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲＢと、メイン電池ＭＢの負極（負極母線ＳＬ１）とノードＮ２との間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲＧとを含む。

システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧは、制御装置３０から与えられる制御信号にそれぞれ応じて導通／非導通状態が制御される。

電圧センサ１０は、メイン電池ＭＢの端子間の電圧ＶＢを測定する。電圧センサ１０とともにメイン電池ＭＢの充電状態を監視するために、メイン電池ＭＢに流れる電流ＩＢを検出する電流センサ１１が設けられている。メイン電池ＭＢとしては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることができる。負極母線ＳＬ２は、後に説明するように電圧コンバータ１２の中を通ってインバータ１４および２２側に延びている。

インバータ１４は、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬ２に接続されている。インバータ１４は、電圧コンバータ１２から昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン４を始動させるために、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力を電圧コンバータ１２に戻す。このとき電圧コンバータ１２は、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。

電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ１として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。

インバータ２２は、インバータ１４と並列的に、正極母線ＰＬ２と負極母線ＳＬ２に接続されている。インバータ２２は車輪２を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対して電圧コンバータ１２の出力する直流電圧を三相交流電圧に変換して出力する。またインバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された電力を電圧コンバータ１２に戻す。このとき電圧コンバータ１２は、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。

電流センサ２５は、モータジェネレータＭＧ２に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ２として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。

制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各トルク指令値および回転速度と、電流ＩＢおよび電圧ＶＢ，ＶＬ，ＶＨの各値と、モータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２と、起動信号ＩＧＯＮとを受ける。そして制御装置３０は、電圧コンバータ１２に対して昇圧指示を行なう制御信号ＰＷＵ，降圧指示を行なう制御信号ＰＷＤおよび動作禁止を指示するシャットダウン信号を出力する。

さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対して電圧コンバータ１２の出力である直流電圧を、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示を行なう制御信号ＰＷＭＩ１と、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して電圧コンバータ１２側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣ１とを出力する。

同様に制御装置３０は、インバータ２２に対してモータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に直流電圧を変換する駆動指示を行なう制御信号ＰＷＭＩ２と、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して電圧コンバータ１２側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣ２とを出力する。

車両１は、さらに、充電時のリレーＣＨＲＢ，ＣＨＲＧと、充電器４２と、コネクタ４４とを含む。コネクタ４４は、ＣＣＩＤ（Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ Ｄｅｖｉｃｅ）リレー４６を介して商用電源８に接続される。商用電源８は、たとえば交流１００Ｖの電源である。

制御装置３０は、充電器４２に充電電流ＩＣおよび充電電圧ＶＣを指示する。充電器４２は、交流を直流に変換するとともに電圧を調圧してバッテリに与える。なお、外部充電可能とするために、他にも、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータコイルの中性点を交流電源に接続する方式などを用いても良い。

制御装置３０は、システム起動スイッチ５１、ドア開閉検出センサ５２、エンジンフード開閉検出センサ５３、ブレーキペダルストロークセンサ５４、オートアラームシステム５５、リモートキー５６からの信号を受け、車両の状態を判断する。

制御装置３０は、駐車中の補機バッテリ７のバッテリ上がりを防止するために、ＤＣ／ＤＣコンバータ６を作動させ、メイン電池から補機バッテリ７に充電を実行する。駐車時間が所定時間（たとえば１０日間）継続するごとに、補機バッテリが所定時間（たとえば１０分間）自動的に充電される。ただし、メイン電池の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が所定値（制御中心ＳＯＣ）以上の場合のみ上記充電が行なわれる。

このようにすることによって、駐車中に補機バッテリ７で放電された分（たとえば１０日間の放電分）の電気エネルギーが適宜（たとえば１０分間の充電によって）メイン電池から補われる。

図２は、図１の制御装置３０のより詳細な構成を示す図である。図２を参照して、制御装置３０は、タイマＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）３１と、照合ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３２と、ボデーＥＣＵ３３と、ＨＶ統合ＥＣＵ３４と、ＭＧ−ＥＣＵ３５と、電池ＥＣＵ３６と、スイッチＩＧＣＴ，ＩＧＣＴ２とを含む。

制御装置３０は、補機バッテリ７から電源電圧が供給される。この電源電圧は、タイマＩＣ３１および照合ＥＣＵ３２には常時供給されているが、ＨＶ統合ＥＣＵ３４およびＭＧ−ＥＣＵ３５には、それぞれスイッチＩＧＣＴおよびＩＧＣＴ２を介して供給される。スイッチＩＧＣＴおよび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良い。

照合ＥＣＵ３２およびスイッチＩＧＣＴ，ＩＧＣＴ２は、ＨＶ統合ＥＣＵ３４およびＭＧ−ＥＣＵ３５に対する電源供給を制御する電源制御部３７として動作する。

照合ＥＣＵ３２は、リモートキー５６からの信号が車両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ＥＣＵ３２はスイッチＩＧＣＴを導通させて、ＨＶ統合ＥＣＵ３４に電源を供給し、その結果ＨＶ統合ＥＣＵ３４は起動する。この場合には、車室内の各種操作部の操作によって車両を動かすことが可能となる。

ボデーＥＣＵ３３は、車室内の操作部（スタートスイッチなど）の状態などを含む車両状態を検出してＨＶ統合ＥＣＵ３４に送信する。

電池ＥＣＵ３６は、メイン電池ＭＢの電流、電圧を監視し、充電状態ＳＯＣを含む電池状態を検出してＨＶ統合ＥＣＵ３４に送信する。

ＨＶ統合ＥＣＵ３４は、ボデーＥＣＵ３３から送信された車両状態、電池ＥＣＵ３６から送信された電池状態などに基づいて、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧおよびＭＧ−ＥＣＵ３５を制御する。

ＭＧ−ＥＣＵ３５は、ＨＶ統合ＥＣＵ３４の制御の下で、ＤＣ／ＤＣコンバータ６、および図１のインバータ１４，２２、電圧コンバータ１２を制御する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ６、および図１のインバータ１４，２２、電圧コンバータ１２は、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）として集中的に配置される場合が多い。

このように、補機バッテリ７は、車両の制御用の電源として重要な役割を果たしている。補機バッテリ７がバッテリ上がりを起こすと、車両が起動できなくなる。そこで、長時間駐車して車両のシステムが起動されない場合には、時間の経過に伴って自然放電などで蓄電量が減少した補機バッテリを回復させる必要がある。

そこで、タイマＩＣ３１は、図１のシステム起動スイッチ５１などの操作によって車両システムがオフ状態になってから、内蔵するメモリに設定された所定時間が経過すると、起動指令を照合ＥＣＵ３２に出力する。

照合ＥＣＵ３２は、起動指令をタイマＩＣから受けた場合には、リモートキー５６からの信号が無いときであってもスイッチＩＧＣＴを導通させて、ＨＶ統合ＥＣＵ３４に電源を供給し、その結果ＨＶ統合ＥＣＵ３４は起動する。この場合にはＨＶ統合ＥＣＵ３４は、メイン電池ＭＢのＳＯＣが所定値以上あることを条件として、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを導通させ、スイッチＩＧＣＴ２を導通させ、ＭＧ−ＥＣＵ３５にＤＣ／ＤＣコンバータ６による汲み出し充電を行なわせる。メイン電池ＭＢから電力を汲み出して、補機バッテリ７に移すような充電のことを汲み出し充電と称する。

ＨＶ統合ＥＣＵ３４は、タイマＩＣ３１のメモリに記憶された設定値を必要に応じて書き換えることができる。たとえば、駐車中に補機負荷（たとえばオーディオやエアコンなど）が使用され、補機バッテリ７の蓄電量が補機負荷未使用の場合（自然放電や待機電流に相当）よりも減少する場合がある。駐車中の補機負荷回路の使用が検出された場合にはＨＶ統合ＥＣＵ３４は、タイマＩＣ３１のメモリに記憶された設定値を書き換えて、初期設定時よりも早期に充電を開始させる。

なお、図２に示したのは、制御装置３０の構成の一例であり、種々の変形が可能である。図２では複数のＥＣＵを含んでいるが、ＥＣＵは統合をさらに進めてより少ない数のＥＣＵで制御装置３０を構成しても良いし、逆により多い数のＥＣＵで制御装置３０を構成しても良い。

図３は、制御装置３０で実行される汲み出し充電に関する制御を説明するためのフローチャートである。ユーザによるシステム起動スイッチオフ（ＩＧオフ）で図３の処理が開始される。図２、図３を参照して、ステップＳ１では、制御装置３０は、タイマＩＣ３１が計測する駐車時間のタイマをリセットする。たとえば、ＨＶ統合ＥＣＵ３４がＩＧオフを検出して、タイマＩＣ３１のカウント値Ｔｐをゼロに設定する。

続いて、ステップＳ２では、充電間隔（日）を示す設定値Ｔｒｅｆを初期値（たとえば１０日）に設定し、補機負荷使用時間を示す補機使用時間積算値Ｔａｃｃを初期値（たとえばゼロ）に設定する。

続いて、ステップＳ３では、タイマＩＣ３１が、駐車時間を計測するために駐車時間タイマのカウント値Ｔｐをカウントアップする。そしてステップＳ４においてタイマリセット要件が成立したが否かが判断される。

タイマリセット要件は、たとえば、図１のシステム起動スイッチ５１が操作され車両システムの状態がオン（ＩＧオン）状態に遷移したり、コネクタ４４が車両に接続され外部充電が開始されたり、ドアが開いたりすることを含む。ステップＳ４において、タイマリセット要件が成立した場合には、ステップＳ１に処理が戻りタイマＩＣ３１の駐車時間タイマがリセットされる。

ステップＳ４において、タイマリセット要件が成立しない場合には、ステップＳ５に処理が進む。ステップＳ５では、ボデーＥＣＵから送信されてきた補機使用状態情報に基づいて、ＨＶ統合ＥＣＵ３４は、補機（ＡＣＣ：アクセサリ）が使用されているか否かを判断する。補機は、たとえば、エアコンやオーディオ機器などを含む。

ステップＳ５において、補機が使用されていると判断された場合にはステップＳ６に処理が進められ、ＨＶ統合ＥＣＵ３４は、補機使用時間積算値Ｔａｃｃを更新する。この補機使用時間積算値Ｔａｃｃは、補機が使用されている時間の積算値を示す。補機での使用電力を一定値だと仮定すると、補機使用時間積算値Ｔａｃｃは補機バッテリから放電された電力量に略比例する値である。ステップＳ６で補機使用時間積算値Ｔａｃｃが更新された後には、再びステップＳ３以下の処理が実行される。

ステップＳ５において、補機が使用されていないと判断された場合には、ステップＳ７に処理が進められる。ステップＳ７では、補機使用時間積算値Ｔａｃｃが更新されたか否かが判断される。ステップＳ７において補機使用時間積算値Ｔａｃｃの更新ありと判断された場合にはステップＳ８、ステップＳ９の処理が実行されたのちにステップＳ１０に処理が進められる一方、補機使用時間積算値Ｔａｃｃの更新なしと判断された場合にはステップＳ８ステップＳ９の処理が実行されずにステップＳ１０に処理が進められる。

ステップＳ８では、補機使用時間積算値Ｔａｃｃに基づいて、メイン電池の電力をＤＣ／ＤＣコンバータ６を用いて補機バッテリ７に汲みだすまでの期間Ｔｒｅｆを更新する処理が行なわれる。続いて、ステップＳ９では、補機使用時間積算値Ｔａｃｃがゼロにリセットされる。

ステップＳ１０では、タイマＩＣ３１がカウントアップしている駐車時間タイマの値（以下カウント値Ｔｐ）が、メモリに設定された所定値Ｔｒｅｆ（たとえば、１０日間に相当する値）と一致したか（または超えたか）否かが判断される。すなわち、ステップＳ１０では、所定の期間（たとえば１０日間）駐車状態で車両が放置されたか否かが判断される。この所定の期間は、補機が使用された場合には、補機使用時間に基づいて短縮設定される。

ステップＳ１０においてＴｐ≧Ｔｒｅｆが成立していない場合には、ステップＳ３に処理が戻され駐車時間タイマのカウントアップが継続される。一方、ステップＳ１０においてＴｐ≧Ｔｒｅｆが成立した場合には、ステップＳ１１に処理が進められる。

ステップＳ１１では、タイマＩＣ３１が照合ＥＣＵ３２にシステム起動指令を出力する。応じて、照合ＥＣＵ３２は、スイッチＩＧＣＴおよびＩＧＣＴ２を導通させる。これにより、ＨＶ統合ＥＣＵ３４およびＭＧ−ＥＣＵ３５が起動する。

続いて、ステップＳ１２において、起動時にシステムの異常の有無の診断が実行される。たとえば、異常状態は、メイン電池のＳＯＣが所定の範囲よりも外にある場合や、車両の状態が駐車時には考えにくい状態である場合（たとえば、ドアロックがされていない、シフト位置がパーキング（Ｐ）位置でないなど）などが挙げられる。

ＳＯＣの判定についてさらに説明する。ＨＶ統合ＥＣＵ３４は、メイン電池ＭＢの充電状態ＳＯＣが所定値より大きいか否かを判断する。所定値とは、たとえばＳＯＣの制御中心値に設定することができる。制御中心値とは、メイン電池は上限値（たとえば８０％）から下限値（たとえば４０％）の範囲に収まるようにＳＯＣが管理されているが、その範囲の中心値（たとえば６０％）を示す。制御中心値よりＳＯＣが高ければ補機バッテリ７にメイン電池ＭＢから電力を汲み出しても、メイン電池ＭＢには余裕がある状態であるといえる。

ステップＳ１２において、システム異常が無しと判断された場合には、ＨＶ統合ＥＣＵ３４は、ステップＳ１３において、ＭＧ−ＥＣＵ３５に対し補機バッテリを充電する指令を出力する。

ステップＳ１３では、ＨＶ統合ＥＣＵ３４がＭＧ−ＥＣＵ３５を介してＤＣ／ＤＣコンバータ６に補機バッテリ７に対して汲み出し充電を行なうように指令を出力する。その指令に先立って、ＨＶ統合ＥＣＵ３４は、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを導通させメイン電池ＭＢとＤＣ／ＤＣコンバータ６とを接続する。

続いてステップＳ１４では、ＨＶ統合ＥＣＵ３４は充電終了要件が成立したか否かを判断する。充電終了要件とは、たとえば、車両のいずれかのドアが開いた、または、汲み出し充電の充電時間が所定時間（たとえば１０分間）以上継続した、またはメイン電池ＭＢのＳＯＣが所定値より低下した、等が該当する。ここで、所定時間（たとえば１０分間）は、ステップＳ２のＴｒｅｆの初期値（たとえば１０日間に相当する値）と関連して決定されており、たとえば、１０日間の自然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、Ｔｒｅｆ初期値（１０日）に対して所定時間（１０分）と決定される。

また、ドアが開いたことを充電終了要件の一例として記載したが、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が充電終了要件とされても良い。これらのいずれの場合も、ユーザが車両を触っているか、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。

ステップＳ１４において、充電終了要件が成立した場合には、ステップＳ１５に処理が進んで汲みだし終了処理が実行される一方で、充電終了要件が成立しない場合には、ステップＳ１２に処理が戻り汲み出し充電が継続される。

図４は、図３のステップＳ１５における汲み出し終了処理について説明するためのフローチャートである。

図４を参照して、ステップＳ２１において汲み出し終了処理が開始されると、ステップＳ２２では、ＤＣ／ＤＣコンバータ６を停止させる指令をＨＶ統合ＥＣＵ３４がＭＧ−ＥＣＵ３５に送信する。ステップＳ２２に続いてステップＳ２３の処理が行なわれる。

ステップＳ２３では、システム停止指令が実行される。これにより、スイッチＩＧＣＴ２が遮断され、続いてスイッチＩＧＣＴが遮断される。その後、ステップＳ２４において図３、図４の一連のフローチャートの処理が終了となる。

図５は、図３のステップＳ８において実行される期間Ｔｒｅｆの更新について説明するための図である。補機使用時間積算値Ｔａｃｃが増えると駐車時において補機バッテリ７から電力が補機に供給される時間が長くなる。この時の補機における消費電力量相当分だけ補機バッテリ７に充電開始する時点を早める必要がある。したがって、補機使用時間積算値Ｔａｃｃが１分増加すると０．３５日分Ｔｒｅｆを短縮させる。なお、Ｔｒｅｆの初期値の１０日や、短縮させる０．３５日／分はあくまでも一例であり、実際の車両に適合させて適宜設定される。

数値の算出の一例を以下説明する。予め設定された汲み出し開始までの期間を例えば１０日であるとする。図５のグラフの傾きは、通常の一日当たりの暗電流消費（Ｗｈ）に対する補機での電力消費量（Ｗｈ）から決定される。

たとえば、一日当たりの暗電流消費電力量（Ｗｈ）は、車両の暗電流値（待機電流値）を２０ｍＡとすると、
１２Ｖ×２０ｍＡ×２４ｈｏｕｒ＝５．７６Ｗｈ
と計算される。

また、補機消費電力量（Ｗｈ）は、補機の消費電流を１０Ａと想定すると、
１２Ｖ×１０Ａ×Ｔａｃｃ（ｈｏｕｒ）
となるので、一日分の暗電流消費電力量と同じだけ電力を消費する補機使用時間は、
（１２Ｖ×２０ｍＡ×２４ｈｏｕｒ）／（１２Ｖ×１０Ａ）＝２．８８分
と計算される。したがって、図５に示したグラフの傾き（日／分）は、
１日／２．８８分＝０．３５（日／分）となる。

図６は、図３に示したフローチャートにしたがって制御が実行された場合の動作の一例を説明するための波形図である。図６には、車両起動信号ＩＧ、補機使用状態ＡＣＣおよびタイマのカウント比較値であるＴｒｅｆおよびタイマカウント値Ｔｐが示される。

図１、図６を参照して、時刻ｔ０〜ｔ１は、車両が走行中または停車中でも車両の電気システムが起動している状態である（ＩＧ＝ＯＮの状態）。

時刻ｔ１において、運転者がたとえば車両のシステム停止スイッチを押す、イグニッションキーをＯＮ状態から移動させるなどして、車両の電源システムを停止させると、車両起動信号ＩＧ＝ＯＮの状態からＩＧ＝ＯＦＦの状態に状態遷移が発生する。このとき、時刻ｔ１ではエアコンやオーディオ装置などの補機負荷がまだ使用されている状態（ＡＣＣ＝ＯＮ状態）であり、時刻ｔ２になって補機負荷がオフされた状態（ＡＣＣ＝ＯＦＦ状態）に変化した場合、時刻ｔ２においてＴｒｅｆが初期値の１０日から図５の関係に基づいて定まる日数だけ減少した日数に更新される。

一方、時刻ｔ１〜ｔ３の間は、タイマＩＣでのカウントは継続されているので、タイマカウント値Ｔｐは時間に比例して増加する。

時刻ｔ３において、ＴｐがＴｒｅｆに到達すると、システムが起動しその後メイン電池から補機バッテリに充電が行なわれる。したがって、Ｔｒｅｆの初期値を十分長い時間に設定しておき、頻繁に補機バッテリに補充電を行なってエネルギ効率が低下することを避けつつも、補機負荷が使用された場合にはＴｒｅｆを短縮することによって、補機バッテリ７が過放電となることを防止することができる。

図７は、図３の変形例のフローチャートである。図７のフローチャートは、図３のフローチャートのステップＳ６〜Ｓ９に代えて、ステップＳ６Ａ，ステップＳ８Ａを含む。他の部分については、図３のフローチャートの処理と同様であるので、ここでは説明は繰返さない。

図７のフローチャートでは、ステップＳ５の補機負荷使用状態の判断で補機負荷が使用されていると判断されていた場合には、ステップＳ６Ａに処理が進められる。一方、ステップＳ５の補機負荷使用状態の判断で補機負荷が使用されていないと判断されていた場合には、ステップＳ１０に処理が進められる。

ステップＳ６Ａでは、ＨＶ統合ＥＣＵ３４は、補機使用時間積算値Ｔａｃｃを更新する。この補機使用時間積算値Ｔａｃｃは、補機が使用されている時間の積算値を示す。補機での使用電力を一定値だと仮定すると、補機使用時間積算値Ｔａｃｃは補機バッテリから放電された電力量に略比例する値である。さらにステップＳ８Ａに処理が進められ、補機使用時間積算値Ｔａｃｃに基づいて、メイン電池の電力をＤＣ／ＤＣコンバータ６を用いて補機バッテリ７に汲みだすまでの期間に相当するＴｒｅｆを更新する処理が行なわれる。ステップＳ８Ａの処理の次には、ステップＳ１０に処理が進められる。

ステップＳ１０以降の処理については、図３で説明した場合と同様な処理が実行される。

図３のフローチャートの処理では、補機負荷が電源システム停止後に長時間使用されている場合には、補機バッテリ７が過放電となる前に補機負荷の運転が停止されるなどしていた。図７のフローチャートの処理では、補機負荷使用中にメイン電池から補機バッテリ７に並行して充電が行なわれる。

図８は、図７に示したフローチャートにしたがって制御が実行された場合の動作の一例を説明するための波形図である。図８には、車両起動信号ＩＧ、補機使用状態ＡＣＣおよびタイマのカウント比較値であるＴｒｅｆおよびタイマカウント値Ｔｐが示される。

図１、図８を参照して、時刻ｔ１０〜ｔ１１は、車両が走行中または停車中でも車両の電気システムが起動している状態である（ＩＧ＝ＯＮの状態）。

時刻ｔ１１において、運転者がたとえば車両のシステム停止スイッチを押す、イグニッションキーをＯＮ状態から移動させるなどして、車両の電源システムを停止させると、車両起動信号ＩＧ＝ＯＮの状態からＩＧ＝ＯＦＦの状態に状態遷移が発生する。このとき、時刻ｔ１１ではエアコンやオーディオ装置などの補機負荷がまだ使用されている状態（ＡＣＣ＝ＯＮ状態）である。

補機負荷が使用された状態が継続すると、やがて時刻ｔ１２において、Ｔｒｅｆ＝Ｔｐとなる。この時には、図７のステップＳ５、Ｓ６Ａ、Ｓ８Ａ、Ｓ１０と処理が進んだ後に、ステップＳ１１の処理が実行されるので、補機負荷を運転しつつ、時刻ｔ１２以降は補機バッテリ７にメイン電池から電力が供給され補機バッテリ７の過放電を防止しつつ補機負荷の運転が継続される。

なお、メイン電池のＳＯＣが下限値に到達するとこの場合であっても補機負荷の運転は停止される。

最後に、本実施の形態について、再び図面を参照して総括する。図１、図２を参照して、本実施の形態の車両の電源システムは、メイン電池ＭＢと、メイン電池ＭＢと異なる電圧を出力し、車両の補機負荷回路５に電力を供給する補機バッテリ７と、メイン電池ＭＢおよび補機バッテリ７の間に接続され、メイン電池ＭＢから給電された電力を用いて補機バッテリ７を充電するＤＣ／ＤＣコンバータ６と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６を制御する制御装置３０とを備える。制御装置３０は、車両の電源システムに対する停止指令が入力されてから電源システムに対する起動命令が再度与えられるまでに設定時間Ｔｒｅｆが経過するとＤＣ／ＤＣコンバータ６によって補機バッテリ７の充電を行なう。制御装置３０は、電源システムが停止中の補機負荷回路５の補機使用時間積算値Ｔａｃｃに応じて設定時間Ｔｒｅｆを変更する。

好ましくは、制御装置３０は、システム起動スイッチ５１からの起動命令に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ６を起動させて補機バッテリ７に充電を行ない、システム起動スイッチ５１から電源システムに対する停止命令が入力されるとＤＣ／ＤＣコンバータ６を停止させる。

好ましくは、メイン電池ＭＢは、車両を推進させるモータジェネレータＭＧ２に電力を供給する。

好ましくは、図２に示すように、制御装置３０は、設定時間Ｔｒｅｆを記憶し、駐車時間が設定時間Ｔｒｅｆに到達したことを検出するタイマＩＣ３１と、補機使用時間積算値Ｔａｃｃに応じてタイマＩＣに記憶されている設定時間Ｔｒｅｆを書き換えるとともに、タイマＩＣの検出結果に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ６を起動するＨＶ統合ＥＣＵ３４とを含む。

本実施の形態によれば、補機負荷回路使用状態において、補機バッテリ７で多くの電力が消費された場合にも、補機バッテリの使用電力量を算出し、補機バッテリ７がバッテリ上がりを起こす前に、次回の汲み出し充電が実施されるように、タイマＩＣ３１の設定が行なわれる。これにより、補機負荷回路使用後のバッテリ上がりの発生を抑制することができる。

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。

１ 車両、２ 車輪、３ 動力分割機構、４ エンジン、５ 補機負荷回路、６ ＤＣ／ＤＣコンバータ、７ 補機バッテリ、８ 商用電源、１０，１３，２１ 電圧センサ、１１，２４，２５ 電流センサ、１２ 電圧コンバータ、１４，２２ インバータ、３０ 制御装置、３１ タイマＩＣ、３２ 照合ＥＣＵ、３３ ボデーＥＣＵ、３４ ＨＶ統合ＥＣＵ、３５ ＭＧ−ＥＣＵ、３６ 電池ＥＣＵ、３７ 電源制御部、４０ エアコン、４２ 充電器、４４ コネクタ、４６，ＣＨＲＢ，ＣＨＲＧ リレー、５１ システム起動スイッチ、５２ ドア開閉検出センサ、５３ エンジンフード開閉検出センサ、５４ ブレーキペダルストロークセンサ、５５ オートアラームシステム、５６ リモートキー、Ｃ１，ＣＨ 平滑用コンデンサ、ＩＧＣＴ，ＩＧＣＴ２ スイッチ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＰＬ１Ａ，ＰＬ１，ＰＬ２ 正極母線、ＳＬ１，ＳＬ２ 負極母線、ＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ システムメインリレー、ＭＢ メイン電池。

Claims (4)

1. 主蓄電装置と、
   前記主蓄電装置と異なる電圧を出力し、車両の補機負荷回路に電力を供給する副蓄電装置と、
   前記主蓄電装置および前記副蓄電装置の間に接続され、前記主蓄電装置から給電された電力を用いて前記副蓄電装置を充電する充電回路と、
   前記充電回路を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記車両の電源システムに対する停止指令が入力されてから前記電源システムに対する起動命令が再度与えられるまでに所定時間が経過すると前記充電回路によって前記副蓄電装置の充電を行ない、
   前記制御装置は、前記電源システムが停止中の前記補機負荷回路の使用時間に応じて前記所定時間を変更する、車両の電源システム。
2. 前記制御装置は、前記起動命令に応じて前記充電回路を起動させて前記副蓄電装置に充電を行ない、前記電源システムに対する停止命令が入力されると前記充電回路を停止させる、請求項１に記載の車両の電源システム。
3. 前記主蓄電装置は、前記車両を推進させるモータに電力を供給する、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、前記所定時間を記憶し、駐車時間が前記所定時間に到達したことを検出するタイマＩＣと、
   前記使用時間に応じて前記タイマＩＣに記憶されている前記所定時間を書き換えるとともに、前記タイマＩＣの検出結果に応じて前記充電回路を起動する制御部とを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の電源システム。

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