JP2017085859A - 車両用電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】副蓄電装置を電装系の電気回路に接続することに起因した車両の加速のもたつきを緩和ないし回避する。【解決手段】内燃機関に連動して回転する発電機と、主蓄電装置と、発電機との間に断接切換可能なスイッチを介在させた態様で主蓄電装置と並列に発電機に接続する副蓄電装置と、車両の加速時、主蓄電装置の電圧と副蓄電装置の電圧との差分が所定の判定値よりも小さいことを条件としてスイッチをＯＮに切り換えることを許容する一方、主蓄電装置の電圧と副蓄電装置の電圧との差分が判定値以上である場合には、差分が所定値よりも小さくなるか、発電を行っている発電機の出力電圧が副蓄電装置の電圧よりも小さくなるか、発電機の出力電圧を副蓄電装置の電圧よりも小さくするように指令した後所定時間が経過するまで、スイッチをＯＮに切り換えることを許容せず、その判定値を車両の加速の度合いに応じて変更する制御部とを具備する電源装置を構成した。【選択図】図４

Description

本発明は、車両の電装系に必要な電力を供給するための電源装置に関する。

一般に、車両には、当該車両に実装された各種電気負荷に必要な電力を供給するために、電力源となる発電機と、発電機が発電した電力を蓄える蓄電装置とが搭載される。従来、蓄電装置としては鉛バッテリが用いられている。近時では、鉛バッテリが大電力の充放電に不向きである等の理由から、主蓄電装置である鉛バッテリに加えて、電力の充放電に適した二次電池、例えばニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリ等、またはキャパシタが、副蓄電装置として用いられることも増えつつある。

主蓄電装置と副蓄電装置とを併用する電源装置では、両蓄電装置を発電機に対して並列に接続し、発電機が何れの蓄電装置も充電できるように、また何れの蓄電装置からでも電気負荷に給電できるように構成する。発電機と副蓄電装置との間には、両者の電気的な接続を断接切換できるよう、リレーや半導体スイッチング素子等のスイッチを介在させる（例えば、下記特許文献を参照）。

特開２０１５−１４４５２４号公報

通常、発電機は、電装系のシステム電圧を予め定められた目標電圧以上に維持するべく発電を行う。例えば、目標電圧が１２．５Ｖであるとして、主蓄電装置の端子電圧がこれを上回る１２．８Ｖである場合には、発電を行わない。そして、電気負荷が増大し、主蓄電装置の端子電圧が１２．５Ｖを下回った場合に、システム電圧を１２．５Ｖに回復させるように発電を行う。

現在発電機が発電を行っておらず、加速要求に対応して車両を加速させる最中に、スイッチをＯＦＦからＯＮに切り換えて副蓄電装置を発電機に接続すると、主蓄電装置と副蓄電装置との電位差によっては、副蓄電装置に向けて大きな突入電流が流れる。このときに、主蓄電装置の端子電圧が低下して目標電圧を下回ると、発電機による発電が開始され、発電機の内燃機関に対する機械的な負荷が増大する。そのために、車両の加速にもたつきが生じることがあった。

無論、発電機が発電を行っている状態で副蓄電装置を接続しようとする際にも、主蓄電装置の端子電圧または発電機の出力電圧と副蓄電装置の端子電圧との乖離が大きければ、スイッチをＯＦＦからＯＮに切り換えた瞬間に大きな突入電流が発生して、発電機から蓄電装置に与える電力が急増、発電機の負荷が増大する。その帰結として、車両の加速が遅れてしまう。

本発明は、上記の問題に初めて着目してなされたものであり、副蓄電装置を電装系の電気回路に接続することに起因した車両の加速のもたつきを緩和ないし回避することを所期の目的としている。

本発明では、車両に搭載された内燃機関の出力軸の回転に連動して回転する発電機と、発電機に接続する主蓄電装置と、発電機との間に断接切換可能なスイッチを介在させた態様で主蓄電装置と並列に発電機に接続する副蓄電装置と、車両の加速時において、主蓄電装置の電圧と副蓄電装置の電圧との差分が所定の判定値よりも小さいことを条件として前記スイッチをＯＦＦからＯＮに切り換えることを許容する一方、主蓄電装置の電圧と副蓄電装置の電圧との差分が判定値以上である場合には、主蓄電装置の電圧と副蓄電装置の電圧との差分が所定値よりも小さくなるか、発電機の出力電圧が副蓄電装置の電圧よりも小さくなるか、または、発電を行っている発電機の出力電圧を副蓄電装置の電圧よりも小さくするように指令した後所定時間が経過するまで、スイッチをＯＦＦからＯＮに切り換えることを許容せず、その判定値を車両の加速の度合いに応じて変更する制御部とを具備する車両用電源装置を構成した。

本発明によれば、副蓄電装置を電装系の電気回路に接続することに起因した車両の加速のもたつきを緩和ないし回避することができる。

本発明の一実施形態における内燃機関及び制御部の概略構成を示す図。 同実施形態における内燃機関と発電機兼電動機との接続の構造を模式的に示す図。 同実施形態の車両用電源装置の電気回路を示す図。 同実施形態の制御部が実行する処理の手順例を示すフロー図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に示す車両用内燃機関１００は、火花点火式の４ストロークエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。

外部ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置２は、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものである。ＥＧＲ装置２は、排気通路４における触媒４１の上流側と吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流側とを連通する外部ＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。ＥＧＲ通路２１の入口は、排気通路４における排気マニホルド４２またはその下流の所定箇所に接続している。ＥＧＲ通路２１の出口は、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク３３に接続している。

図２に示すように、本実施形態における内燃機関１００には、スタータモータ（セルモータ）１４０、発電機兼電動機であるＩＳＧ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｔａｒｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ。または、モータジェネレータ）１１０及びコンプレッサ１３０その他の補機が付随している。

スタータモータ１４０は、主として冷間始動時（運転者がイグニッションスイッチまたはイグニッションキーを操作して内燃機関１００を始動）に内燃機関１００のクランクシャフト１０を回転駆動する、クランキング専用の電動機である。スタータモータ１４０は、その出力軸にピニオンギア１４１を有し、このピニオンギア１４１が内燃機関１００の出力軸であるクランクシャフト１０に固定されたリングギア１０３に噛合することで、クランクシャフト１０に回転駆動力を伝達する。ピニオンギア１４１は、スタータモータ１４０による内燃機関１００のクランキング中以外は、リングギア１０３から離脱している。

ＩＳＧ１１０は、クランクシャフト１０ひいては車両の車軸（そして、駆動輪）を駆動する電動機としての機能と、クランクシャフト１０から駆動力の伝達を受けて発電する発電機としての機能とを兼ね備える。ＩＳＧ１１０は、巻掛伝動機構１１２、１１３、１０１を介して内燃機関１００のクランクシャフト１０の一端側と接続している。

ＩＳＧ１１０は、例えばインナーロータ方式の交流同期機であり、永久磁石及びロータコイル（励磁（界磁）巻線）１１６を両備したロータ（回転子）と、ロータの外周面に対向する三相交流のステータコイル（固定子巻線）１１５を備えたステータ（固定子）とを要素としてなる。ロータは、ロータ軸１１１の外周に固着している。ロータ軸１１１及びクランクシャフト１０には、それぞれプーリ（または、スプロケット）１１２、１０１が固着しており、これらプーリ１１２、１０１に巻き掛けたベルト（または、チェーン）１１３により、クランクシャフト１０とロータ軸１１１との間で相互に（双方向に）回転駆動力を伝達する。

ＩＳＧ１１０は、主としてアイドルストップした内燃機関１００の再始動時や、車軸に供給する走行駆動力を増強するモータアシスト時に、車載の蓄電装置６１から電力の供給を受けてクランクシャフト１０を回転駆動する。翻って、クランクシャフト１０により回転駆動されて発電する場合には、その発電した電力を同蓄電装置６１に充電する。車両が減速する際には、ＩＳＧ１１０による回生制動を行い、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収することができる。

蓄電装置６１は、バッテリ及び／またはキャパシタを含む。本実施形態では、車両に、主蓄電装置６１１及び副蓄電装置６１２を搭載している。主蓄電装置６１１は、例えば車両用として周知の鉛バッテリ等である。副蓄電装置６１２は、例えばニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリ、キャパシタ等である。この副蓄電装置６１２は、主蓄電装置６１１では必ずしも回収できない回生電力を回収して蓄えることができる。主蓄電装置６１１の定格電圧と、副蓄電装置６１２の定格電圧とは同等とし、例えば１２Ｖとする。

副蓄電装置６１２とＩＳＧ１１０等とを接続する電気回路上には、断接切換可能なスイッチ６１３を設けてある。スイッチ６１３は、例えばリレーや半導体スイッチング素子（パワートランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴその他のパワーデバイス）である。このスイッチ６１３は、内燃機関１００の冷間始動時及び冷間始動直後の時期には切断（開放）されており、主蓄電装置６１１が満充電または満充電に近い状態まで充電された後にはじめて接続される。

車両に実装されているエアコンディショナの冷媒圧縮用のコンプレッサ１３０もまた、ＩＳＧ１１０と同様、巻掛伝動機構１０２、１３４、１３３を介して内燃機関１００のクランクシャフト１０の一端側と接続している。コンプレッサ１３０の入力軸１３２及びクランクシャフト１０には、それぞれプーリ（または、スプロケット）１３３、１０２が固着しており、これらプーリ１３３、１０２に巻き掛けたベルト（または、チェーン）１３４によって、クランクシャフト１０から入力軸１３２に回転駆動力を伝達する。ベルト１３４は、コンプレッサ１３０以外の補機である潤滑油ポンプ（図示せず）や冷却水ポンプ（図示せず）等にも駆動力を伝達することがある。なお、コンプレッサ１３０の本体と入力軸１３２との間には、断接切換可能なマグネットクラッチ１３１を設けており、エアコンディショナを稼働しないときには当該クラッチ１３１を切断する。

内燃機関１００と車軸とを繋ぐトランスミッション１２０は、クランクシャフト１０の他端側に設置する。

周知の通り、車両には各種の電気負荷７が実装されている。電気負荷７の具体例としては、エアコンディショナの送風用ブロワ、リアガラスの曇りを取るデフォッガ、オーディオ機器、カーナビゲーションシステム、照明灯（ヘッドランプ、テールランプ、ストップランプ（ブレーキランプ）、フォグランプ、ウィンカ（ターンシグナルランプ）等）、内燃機関の冷却水を空冷するラジエータのファン、電動パワーステアリング装置、等が挙げられる。これら電気負荷７は、発電機として働くＩＳＧ１１０及び／または蓄電装置６１から、必要な電力の供給を受ける。

図３に、ＩＳＧ１１０の等価回路を示す。ＩＳＧ１１０を発電機として動作させる場合、三相コイルであるステータコイル１１５には三相交流の誘起電流が発生する。この誘起電流は、ダイオードを用いた整流器１１３によって直流電流とした上で蓄電装置６１や電気負荷７に供給される。

ＩＳＧ１１０に付帯するコントローラ１１４は、本実施形態の制御部たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０から発される、ＩＳＧ１１０の出力電圧の目標値を指令する制御信号ｎを受け付ける。そして、その指令された目標電圧に蓄電装置６１の端子電圧（換言すれば、電装系に供給する電源電圧）を追従せしめるべく、半導体スイッチング素子１１９をスイッチ動作させてロータコイル１１６に印加する励磁電流の大きさを調節するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を実施する。ＩＳＧ１１０の出力電圧即ちステータコイル１１５に誘起される発電電圧は、ロータコイル１１６を流れる励磁電流が大きいほど大きくなる。

発電機として作動するＩＳＧ１１０は、内燃機関１００から見れば機械的な負荷となる。ＩＳＧ１１０の出力電圧が蓄電装置６１の端子電圧を超越するとき、蓄電装置６１が充電され、かつＩＳＧ１１０から電気負荷７に電力が供給される。つまり、ＩＳＧ１１０がクランクシャフト１０の回転のエネルギを費やして電気エネルギを生成する仕事をする。蓄電装置６１への充電量及び電気負荷７への給電量は、ＩＳＧ１１０の出力電圧と蓄電装置６１の端子電圧との電位差に依存する。

逆に、ＩＳＧ１１０の出力電圧が蓄電装置６１の端子電圧に満たないかこれに近いときには、蓄電装置６１が充電されず、またＩＳＧ１１０から電気負荷７に電力が供給されない（蓄電装置６１から電気負荷７に電力供給されることはある）。つまり、ＩＳＧ１１０がクランクシャフト１０の回転のエネルギを費やす仕事をしないか、またはその仕事が小さくなる。要するに、ＥＣＵ０からＩＳＧ１１０に高い発電電圧を指令すると、エンジン回転に対するＩＳＧ１１０の機械負荷が増し、低い発電電圧を指令すると、エンジン回転に対するＩＳＧ１１０の機械負荷が減る。

因みに、コントローラ１１４は、電気負荷７の増大等に伴いＩＳＧ１１０による発電量を増加させる際、励磁電流をステップ的に急増させるのではなく、励磁電流を徐々に増大させる徐励機能を有する。この徐励機能により、内燃機関１００に対する機械的な負荷の一時的な集中を避け、アイドル運転ないし低負荷運転領域におけるエンジン回転の低落を防いでいる。

また、コントローラ１１４は、ＥＣＵ０から発される、励磁電流の上限値を指令する制御信号ｎを受け付けるとともに、ロータコイル１１６を流れる励磁電流の大きさをセンサ１１７を介して検出し、励磁電流を指令された上限値以下に規制する。励磁電流に上限を設けるのは、内燃機関１００に対する機械的な負荷が過大となってエンジン回転が不安定化することを予防する意図である。故に、例えば、冷媒圧縮用コンプレッサ１３０の作動時と非作動時とでは、前者の方が励磁電流の上限値が低くなる。

励磁電流の上限値へのクリップは、ＩＳＧ１１０の発電電圧の目標電圧値への追従に優先する。つまり、コントローラ１１４は、蓄電装置６１の端子電圧が未だＥＣＵ０から指令された目標電圧未満であるとしても、ロータコイル１１６を流れる励磁電流が既にＥＣＵ０から指令された上限に達している場合には、それ以上励磁電流を増大させない。

他方、ＩＳＧ１１０をクランクシャフト１０を駆動する電動機として動作させる場合には、ロータコイル１１６に所要の励磁電流を通電しつつ、ステータコイル１１５に半導体スイッチング素子を用いたインバータ１１８を介して三相交流電流を印加して、ロータの周囲に回転磁界を発生させる。インバータ１１８の各相のハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチはそれぞれ、コントローラ１１４によって点弧／消弧される。このときのコントローラ１１４は、ＥＣＵ０から発される、電動機として働くＩＳＧ１１０の出力のレベルを指令する制御信号ｎを受け付ける。そして、その指令された出力レベルにＩＳＧ１１０の出力を追従せしめるべく、ロータコイル１１６に印加する励磁電流の大きさ、及び／または、ステータコイル１１５に印加する三相電流の大きさを調節するＰＷＭ制御を実施する。内燃機関１００のクランクシャフト１０に回転駆動力を付与するＩＳＧ１１０の出力は、ロータコイル１１６を流れる励磁電流が大きいほど大きくなり、またステータコイル１１５を流れる三相電流が大きいほど大きくなる。

ＥＣＵ０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。その入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフト１０の回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサ（エンジン回転センサ）から出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、内燃機関１００に対する要求負荷）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧を検出するセンサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｅ、吸気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号ｆ、主蓄電装置６１１の端子電圧及び／または端子電流（特に、バッテリ電圧やバッテリ電流）を検出するセンサから出力される電圧／電流信号ｇ、副蓄電装置６１２の端子電圧及び／または端子電流（特に、バッテリ電圧やバッテリ電流）を検出するセンサから出力される電圧／電流信号ｈ、ＩＳＧ１１０のコントローラ１１４からもたらされるステータス信号ｓ等が入力される。ステータス信号ｓは、ＩＳＧ１１０に関する各種の情報、例えば回転数や温度、ロータコイル１１６を流れる励磁電流の大きさ、現在の動作モード（即ち、発電しているか、内燃機関１００をクランキングしているか、内燃機関１００をモータアシストしているか、発電機としても電動機としても働かない無負荷状態か）等の情報を含む。

ＥＣＵ０の出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３に対して開度操作信号ｌ、ＩＳＧ１１０のコントローラ１１４に対してこれを制御するための制御信号ｎ、副蓄電装置６１２をＩＳＧ１１０及び電気負荷７に接続する電気回路上のスイッチ６１３に対してＯＮ／ＯＦＦ切換信号ｏ、マグネットクラッチ１３１に通電する電気回路上のスイッチ６２に対してクラッチ締結信号ｐ等を出力する。制御信号ｎは、ＩＳＧ１１０の動作モードを指示するとともに、発電機として動作させる場合にＩＳＧ１１０から出力させる発電電圧の目標値や、電動機として動作させる場合のＩＳＧ１１０の出力レベル等を指令する信号である。また、ＯＮ／ＯＦＦ切換信号ｏは、スイッチ６１３のＯＮ状態とＯＦＦ状態との切り換えを惹起し、以て副蓄電装置６１２をＩＳＧ１１０等に接続した状態と副蓄電装置６１２をＩＳＧ１１０等から切り離した状態との切り換えを行うための制御信号である。具体的には、リレー６１３を駆動するソレノイドへの通電信号であったり、半導体スイッチング素子６１３を点弧させるための信号であったりする。

ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関１００の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関１００の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｓを入力インタフェースを介して取得し、要求されるスロットルバルブ３２開度、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング、要求ＥＧＲ率、エアコンディショナの冷媒圧縮用コンプレッサ１３０の稼働の要否、ＩＳＧ１１０の発電量または出力等といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｎ、ｏ、ｐを出力インタフェースを介して印加する。

加えて、ＥＣＵ０は、内燃機関１００の始動時、特に冷間始動において、スタータモータ１４０に制御信号ｑを入力し、ピニオンギア１４１をリングギア１０３に噛合させて内燃機関１００のクランキングを行う。

本実施形態のＥＣＵ０は、アクセル開度が０または０に近い閾値以下となったときに、スイッチ６１３をＯＮにして副蓄電装置６１２をＩＳＧ１１０に接続し、ＩＳＧ１１０が発電する電力を副蓄電装置６１２に回収する回生制動を実施する。または、既に蓄電装置６１が十分に充電されている場合において、副蓄電装置６１２に蓄えている電力をＩＳＧ１１０に供給し、ＩＳＧ１１０を電動機として作動させて車軸に走行駆動力を付与するモータアシスト（コースト走行のアシスト）を実施する。

一方で、アクセル開度が所定以上となったとき、即ち車両の加速要求があったときには、回生制動は実施しないが、副蓄電装置６１２に蓄えている電力を電気負荷７に供給することはある。車両の加速時において、もしも電装系のシステム電圧即ち主蓄電装置６１１の端子電圧（または、ＩＳＧ１１０の出力電圧）が副蓄電装置６１２の端子電圧を大きく上回っていると、スイッチ６１３をＯＮにした瞬間に、主蓄電装置６１１やＩＳＧ１１０の側から副蓄電装置６１２側に向けて大きな突入電流が流れる。これに起因して、ＩＳＧ１１０から蓄電装置６１に与える電力が急増し、ＩＳＧ１１０の内燃機関１００に対する機械的な負荷が増大して、トランスミッション１２０を介して車軸に入力するべき回転駆動力が減殺され、車両の加速にもたつきを生じさせることがあり得る。

そこで、本実施形態のＥＣＵ０は、車両の加速の遅れを緩和ないし回避するために、以下に述べる処理を実行する。図３に示すように、ＥＣＵ０は、車両の加速時、即ちアクセル開度が所定以上である（ステップＳ１）ときに、主蓄電装置６１１の端子電圧（または、ＩＳＧ１１０の出力電圧）から副蓄電装置６１２の端子電圧（開回路電圧）を減算した差分である電位差を求め（ステップＳ２）、その電位差を判定値と比較する（ステップＳ３）。

電位差が判定値よりも小さいならば、スイッチ６１３をＯＮにして副蓄電装置６１２を接続したときに大きな突入電流が流れて車両の加速が遅れるおそれは小さいと考えられるため、スイッチ６１３をＯＦＦからＯＮに切り換えることを許容する（ステップＳ４）。なお、副蓄電装置６１２の端子電圧が主蓄電装置６１１の端子電圧を上回っている場合には、ステップＳ２にて算出する電位差が負値となり、当然に判定値を下回ることとなるため、スイッチ６１３のＯＮへの切り換えを許容する。

対して、電位差が判定値以上に大きいならば、スイッチ６１３をＯＮにして副蓄電装置６１２を接続したときに大きな突入電流が流れて車両の加速が遅れるおそれがある。よって、スイッチ６１３をＯＦＦからＯＮに切り換えることを禁止する（ステップＳ５）。その上で、電装系のシステム電圧である主蓄電装置６１１の端子電圧と副蓄電装置６１２の端子電圧との電位差が判定値を下回るのを待って（ステップＳ２、ステップＳ３）から、スイッチ６１３をＯＦＦからＯＮに切り換えることを許容する（ステップＳ４）。

また、現在ＩＳＧ１１０が発電を行っているのであれば（ステップＳ６）、そのＩＳＧ１１０の出力電圧が副蓄電装置６１２の端子電圧（開回路電圧）を下回るのを待って（ステップＳ７）から、スイッチ６１３をＯＦＦからＯＮに切り換えることを許容する（ステップＳ４）。ステップＳ７では、ＩＳＧ１１０のコントローラ１１４に副蓄電装置６１２の端子電圧を下回る発電電圧を指令する信号ｎを与えた後、実際にＩＳＧ１１０の出力電圧または主蓄電装置６１１の端子電圧が副蓄電装置６１２の端子電圧を下回るまで待ってもよいし、あるいは、ＩＳＧ１１０のコントローラ１１４に副蓄電装置６１２の端子電圧を下回る発電電圧を指令する信号ｎを与えた後、所定時間が経過したときに、ＩＳＧ１１０の出力電圧または主蓄電装置６１１の端子電圧が（大きな突入電流を発生させないために）必要十分に低下したであろうと見なしてステップＳ４に遷移することとしてもよい。

但し、ステップＳ６及びステップＳ７は、実行しない（スイッチ６１３のＯＮの許可条件として採用しない）ものとしてもよい。

加えて、アクセル開度が全開または全開に近い閾値以上であるときには、大きな加速力が要求されており、その運転者の加速要求を阻害することのないよう、スイッチ６１３をＯＦＦからＯＮに切り換えることを禁止することとしても構わない。

ステップＳ４における判定値は、車両の加速の度合いに応じて設定する。具体的には、アクセル開度が比較的小さい場合の判定値を、アクセル開度が比較的大きい場合の判定値よりも小さい値に設定する。アクセル開度が大きい急加速時には、内燃機関の出力するエンジントルクに対するＩＳＧ１１０の機械的な負荷が相対的に小さくなり、故に車両の加速度に与える影響が小さくなる。従って、主蓄電装置６１１と副蓄電装置６１２との電位差がある程度大きくとも、スイッチ６１３をＯＮにして副蓄電装置６１２を接続したことに起因する加速の遅れは限定的となる。よって、判定値をより大きな値に設定し、スイッチ６１３のＯＦＦからＯＮへの切り換えを容認しやすくする。

翻って、アクセル開度が小さい緩加速時には、エンジントルクに対するＩＳＧ１１０の機械的な負荷が相対的に大きくなり、車両の加速度に与える影響も大きくなって、スイッチ６１３をＯＮにして副蓄電装置６１２を接続したことに起因する加速の遅れが顕在化する。よって、判定値をより小さな値に設定し、スイッチ６１３のＯＦＦからＯＮへの切り換えを容認しがたくする。

本実施形態では、車両に搭載された内燃機関１００の出力軸１０の回転に連動して回転する発電機１１０と、発電機１１０に接続する主蓄電装置６１１と、発電機１１０との間に断接切換可能なスイッチ６１３を介在させた態様で主蓄電装置６１１と並列に発電機１１０に接続する副蓄電装置６１２と、車両の加速時において、主蓄電装置６１１の電圧と副蓄電装置６１２の電圧との差分が所定の判定値よりも小さいことを条件として前記スイッチ６１３をＯＦＦからＯＮに切り換えることを許容する一方、主蓄電装置６１１の電圧と副蓄電装置６１２の電圧との差分が判定値以上である場合には、主蓄電装置６１１の電圧と副蓄電装置６１２の電圧との差分が所定値よりも小さくなるか、発電を行っている発電機１１０の出力電圧が副蓄電装置６１２の電圧よりも小さくなるか、発電を行っている発電機１１０の出力電圧を副蓄電装置６１２の電圧よりも小さくするように指令した後所定時間が経過するまで、スイッチ６１３をＯＦＦからＯＮに切り換えることを許容せず、その判定値を車両の加速の度合いに応じて変更する制御部０とを具備する車両用電源装置を構成した。

本実施形態によれば、副蓄電装置６１２を発電機１１０に接続する際の突入電流の発生に起因する車両の加速のもたつきを緩和ないし回避できる。また、本実施形態の車両では、車両の加速中には回生制動を行わない。さらには、副蓄電装置６１２の電圧が十分に高くない、つまり副蓄電装置６１２が十分に充電されていない状況下では、加速中のモータアシストを行わない蓋然性が高い。このため、車両の加速時にスイッチ６１３をＯＮに（して副蓄電装置６１２を接続）することが遅れたとしても、特段の支障は生じない。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、内燃機関に付随する発電機は、内燃機関のクランクシャフトまたは車軸から回転駆動力の伝達を受けて発電できるものであればよく、電動機としての機能を必ずしも兼ね備えていなくともよい。

その他各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は、車両に搭載される電源装置に適用できる。

０…制御部（ＥＣＵ）
１０…出力軸（クランクシャフト）
１００…内燃機関
１１０…発電機（ＩＳＧ）
６１１…主蓄電装置
６１２…副蓄電装置
６１３…スイッチ

Claims (1)

1. 車両に搭載された内燃機関の出力軸の回転に連動して回転する発電機と、
   発電機に接続する主蓄電装置と、
   発電機との間に断接切換可能なスイッチを介在させた態様で主蓄電装置と並列に発電機に接続する副蓄電装置と、
   車両の加速時において、主蓄電装置の電圧と副蓄電装置の電圧との差分が所定の判定値よりも小さいことを条件として前記スイッチをＯＦＦからＯＮに切り換えることを許容する一方、主蓄電装置の電圧と副蓄電装置の電圧との差分が判定値以上である場合には、主蓄電装置の電圧と副蓄電装置の電圧との差分が所定値よりも小さくなるか、発電を行っている発電機の出力電圧が副蓄電装置の電圧よりも小さくなるか、または、発電を行っている発電機の出力電圧を副蓄電装置の電圧よりも小さくするように指令した後所定時間が経過するまで、スイッチをＯＦＦからＯＮに切り換えることを許容せず、その判定値を車両の加速の度合いに応じて変更する制御部と
   を具備する車両用電源装置。

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