JP2018122697A - 電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】回生状態における充電妨げイベントに起因した回生電力の急変によるドラバビリティの悪化を低減すること。【解決手段】電源システムは、発電機と、直流で動作する電圧変換装置と、前記発電機に、前記電圧変換装置を介して電気的に接続されるバッテリと、前記発電機に、前記バッテリと並列な関係で、前記電圧変換装置を介さずに、電気的に接続される電気負荷群と、前記発電機により回生電力が生成される回生状態において、前記回生電力に基づいて前記電圧変換装置を介して前記バッテリの充電を行う制御装置とを含み、前記制御装置は、前記回生状態において前記充電を妨げるイベントを検出した場合に、該イベントを検出しない場合に比べて、前記電気負荷群の消費電力を増加させる。【選択図】図２

Description

本開示は、電源システムに関する。

ブレーキ回生協調制御の実行中に、補機で消費される補機消費電力が低下することにより車両の減速度が変化する走行条件にあるときには、電動機により回生可能な回生可能電力として消費される補機電力を車速に応じて決定される所定の補機電力上限値によって制限する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開2013-162645号公報

しかしながら、発電機により回生電力が生成される回生状態において、回生電力に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ（直流で動作する電圧変換装置）を介してバッテリの充電が行われている状況下で、突然、充電を妨げるイベント（以下、「充電妨げイベント」と称する）が発生した場合、かかる充電妨げイベントの発生前後で、回生電力がバッテリでの受け入れ電力の減少分だけ低減する。かかる回生電力の急変が生じると、該急変に起因した車両の減速度の変化が生じ、ドラバビリティの悪化を生む虞がある。

そこで、一側面によれば、本発明は、回生状態における充電妨げイベントに起因した回生電力の急変によるドラバビリティの悪化を低減する電源システムを提供する。

本発明の一態様によれば、車両に搭載される電源システムであって、
エンジンに機械的に接続される発電機と、
直流で動作する電圧変換装置と、
前記発電機に、前記電圧変換装置を介して電気的に接続されるバッテリと、
前記発電機に、前記バッテリと並列な関係で、前記電圧変換装置を介さずに、電気的に接続される電気負荷と、
前記発電機により回生電力が生成される回生状態において、前記回生電力に基づいて前記電圧変換装置を介して前記バッテリの充電を行うように構成される制御装置とを含み、
前記制御装置は、前記回生状態において前記充電を妨げるイベントを検出した場合に、該イベントを検出しない場合に比べて、前記電気負荷の消費電力を増加させるように構成される、電源システムが提供される。

上記態様によれば、回生状態において充電を妨げるイベントを検出した場合に、該イベントを検出しない場合に比べて、電気負荷群の消費電力が増加される。充電を妨げるイベントとは、例えばＤＣ−ＤＣコンバータの異常やバッテリの異常により生じうる。かかる場合に、電気負荷群の消費電力が増加されるので、充電妨げイベントに起因した回生電力の急変によるドラバビリティの悪化を低減できる。

上記態様において、前記バッテリは、リチウムイオンバッテリであり、
鉛バッテリを更に含み、
前記鉛バッテリは、前記発電機に、前記リチウムイオンバッテリと並列な関係で、前記電圧変換装置を介さずに、電気的に接続されてもよい。

これにより、例えば前記バッテリを鉛バッテリよりも高い電圧のリチウムイオンバッテリとする２電源システムにおいて、充電妨げイベントに起因した回生電力の急変によるドラバビリティの悪化を低減できる。ＤＣ−ＤＣコンバータを介したリチウムイオンバッテリの充電は、昇圧を伴い、比較的大きな電力を必要とするため、充電を妨げるイベントが生じると、回生電力の急変が生じやすい。従って、上述の効果がより有用となる。

上記態様において、複数の前記電気負荷は、所定の第１特性の第１電気負荷と、所定の第２特性の第２電気負荷とを含み、
前記制御装置は、前記回生状態において前記充電を妨げるイベントを検出した場合に、前記第１電気負荷を、前記第２電気負荷よりも優先して利用する態様で、複数の前記電気負荷の消費電力を増加させるように構成され、
前記第１電気負荷は、前記第２電気負荷よりも、消費電力の増加時の挙動が乗員に気付かれ難い負荷であってよい。これにより、電気負荷群に含まれる各電気負荷の特性に応じて、乗員に気付かれ難い態様で電気負荷群の消費電力を増加できる。

一側面によれば、回生状態における充電妨げイベントに起因した回生電力の急変によるドラバビリティの悪化を低減する電源システムを提供できる。

電源システム１の概略的な電気回路構成を示す図である。 電源システム１の制御系の概略的な構成を示す図である。 制御装置７０の動作例の概略を示す概略フローチャートである。 回生状態においてリチウム電池充電妨げイベントが検出された場合の各状態量の時系列の一例を概略的に示す図である。 特性に応じた電気負荷群１０の分類の一例を示す図である。 図５の負荷特性マップを用いた負荷電力増加処理の説明図である。 図５の負荷特性マップを用いた負荷電力増加処理の説明図である。 特性に応じた電気負荷群１０の分類の一例を示す図である。 消費電力の立ち上がり方（応答性）の説明図である。 図７の負荷特性マップを用いた負荷電力増加処理の説明図である。 負荷特性マップを用いた負荷電力増加処理の一例を示す概略フローチャートである。 負荷特性マップを用いた負荷電力増加処理の他の一例を示す概略フローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。

図１は、電源システム１の概略的な電気回路構成を示す図である。電源システム１は、エンジン２を駆動源とする車両に搭載される。エンジン２には、トランスミッション等の駆動系３が機械的に接続される。

電源システム１は、電気負荷群１０と、鉛バッテリ２０と、リチウムイオンバッテリ２２と、直流で動作する電圧変換装置であるＤＣ−ＤＣコンバータ３０（以下、「昇降圧コンバータ３０」と称する）と、オルタネータ４０とを含む。

電気負荷群１０は、鉛バッテリ２０から電力供給を受ける低電圧系の複数の電気負荷１１、１２を含む。図１に示す例では、電気負荷群１０は、２つの電気負荷１１、１２を含むが、実際には、より多数の電気負荷を含みうる。電気負荷群１０は、基本的に、制御装置７０から独立して動作するが、後述のように、特定の場合に、制御装置７０からの指令に基づいて電力を消費する。即ち、後述の負荷電力増加処理が実行される場合、電気負荷群１０は、制御装置７０からの指令に基づいて消費電力を調整する。

鉛バッテリ２０は、例えば１２Ｖを定格電圧とする。

リチウムイオンバッテリ２２は、例えば２４Ｖ又は４８Ｖを定格電圧とする。リチウムイオンバッテリ２２は、昇降圧コンバータ３０と共に、鉛バッテリ２０及び電気負荷群１０に対して並列に設けられる。

昇降圧コンバータ３０は、昇圧動作時、オルタネータ４０により生成された電圧を昇圧してリチウムイオンバッテリ２２を充電する。昇降圧コンバータ３０は、降圧動作時、リチウムイオンバッテリ２２の電圧を降圧して低電圧側（鉛バッテリ２０及び電気負荷群１０側）に出力する。

オルタネータ４０は、エンジン２に機械的に接続される。オルタネータ４０は、エンジン２の動力を用いて発電を行う発電機である。オルタネータ４０により生成される電力は鉛バッテリ２０やリチウムイオンバッテリ２２の充電や電気負荷群１０の作動等に利用される。

電源システム１は、更に、鉛バッテリ２０の充放電電流を検出する電流センサ２０１と、鉛バッテリの電圧を検出する電圧センサ２０２と、リチウムイオンバッテリ２２の充放電電流を検出する電流センサ２２１と、リチウムイオンバッテリ２２の電圧を検出する電圧センサ２２２とを含む。また、電源システム１は、更に、昇降圧コンバータ３０の出力電流を検出する電流センサ３０１と、昇降圧コンバータ３０の出力電圧を検出する電圧センサ３０２とを含む。尚、電流センサ３０１及び電圧センサ３０２は、昇降圧コンバータ３０に内蔵されてもよい。また、電源システム１は、更に、電気負荷群１０に流れる負荷電流を検出する電流センサ３０４を含む。

図２は、電源システム１の制御系の概略的な構成を示す図である。電源システム１は、制御装置７０を含む。制御装置７０は、マイコン及びＩＣ（Integrated Circuit）を含むＥＣＵ（Electronic Control Unit）により実現される。制御装置７０には、センサ群９０及び昇降圧コンバータ３０が接続される。センサ群９０は、電流センサ２０１、２２１、３０１、３０４、及び電圧センサ２０２、２２２、３０２を含む。

制御装置７０は、発電機制御部７１と、コンバータ制御部７２と、電力算出部７４と、充電異常検出部７５と、消費電力増加制御部７６と、記憶部７７とを含む。発電機制御部７１、コンバータ制御部７２、電力算出部７４、充電異常検出部７５及び消費電力増加制御部７６は、マイコンにより実現される（即ち、マイコンのＣＰＵがＲＯＭ等に記憶されたプログラムを実行することで実現される）。記憶部７７は、例えばマイコンのフラッシュメモリなどのメモリにより実現される。

発電機制御部７１は、車両の走行状態に応じて発電機の発電電圧を制御する制御（充電制御）を行う。充電制御は、通常充電制御と、イベント時充電制御とを含む。

通常充電制御では、発電機制御部７１は、車両走行状態と、鉛バッテリ２０のＳＯＣ（State Of Charge）とに基づいて、オルタネータ４０の発電電圧（発電指示電圧）を決定し、発電指示電圧に応じた制御信号をオルタネータ４０に与える。車両走行状態は、例えば、停車状態、加速状態、定常車速状態、減速状態等である。車両走行状態に応じたオルタネータ４０の発電電圧の決定方法は任意である。本実施例では、一例として、発電機制御部７１は、車両走行状態が定常車速状態（車速が略一定となる状態）であるときは、鉛バッテリ２０のＳＯＣが一定値α（＜１００％）となるようにオルタネータ４０の発電電圧を指示する（例えば発電指示電圧＝１２．５Ｖ〜１３．８Ｖ）。また、車両走行状態が加速状態であるときは、加速性を高めるために、オルタネータ４０の発電を実質的に停止する。車両走行状態が減速状態であるときは、オルタネータ４０の回生発電を実行する（本例では発電指示電圧＝１４．８Ｖ）。以下では、オルタネータ４０により回生発電が生成される状態を、「回生状態」と称し、回生状態でオルタネータ４０により生成される電力を、「回生電力」と称する。

イベント時充電制御は、後述のリチウム電池充電妨げイベントが検出されている状態に移行した後に、実行される。異常時充電制御は、通常充電制御に対して、減速状態における制御方法が異なる。例えば、イベント時充電制御では、減速状態においても、定常車速状態のときと同様、鉛バッテリ２０のＳＯＣが一定値α（＜１００％）となるようにオルタネータ４０の発電電圧を指示する。

コンバータ制御部７２は、発電機制御部７１による通常充電制御中、昇降圧コンバータ３０の出力電圧の目標値を決定する。そして、コンバータ制御部７２は、出力電圧の目標値が実現されるように昇降圧コンバータ３０の出力電圧を制御する。例えば、コンバータ制御部７２は、ＰＷＭ（Ｐulse Ｗidth Ｍodulation）制御により目標値に応じた駆動信号を生成し、駆動信号を昇降圧コンバータ３０の各スイッチング素子（図示せず）のゲートに印加する。

コンバータ制御部７２は、回生状態では、回生電力に基づいて、昇降圧コンバータ３０を介してリチウムイオンバッテリ２２の充電を行う。即ち、コンバータ制御部７２は、回生状態では、昇降圧コンバータ３０を昇圧動作させることで、リチウムイオンバッテリ２２を充電する。

コンバータ制御部７２は、発電機制御部７１によるイベント時充電制御中は、昇降圧コンバータ３０の動作を停止させる。

電力算出部７４は、電気負荷群１０の消費電力（以下、「負荷電力」と称する）を算出する。電力算出部７４は、電流センサ３０４及び電圧センサ２０２からの情報に基づいて、負荷電力を算出する。また、電力算出部７４は、電流センサ２０１及び電圧センサ２０２からの情報に基づいて、鉛バッテリ２０への充電電力（以下、「第１充電電力」と称する）を算出する。また、電力算出部７４は、電流センサ３０１及び電圧センサ３０２からの情報に基づいて、リチウムイオンバッテリ２２への充電電力（以下、「第２充電電力」と称する）を算出する。

充電異常検出部７５は、回生状態において、昇降圧コンバータ３０を介してリチウムイオンバッテリ２２の充電を妨げるイベント（以下、「リチウム電池充電妨げイベント」と称する）を検出する。リチウム電池充電妨げイベントは、例えば、昇降圧コンバータ３０の異常や、リチウムイオンバッテリ２２の異常により生じる。また、昇降圧コンバータ３０の異常は、昇降圧コンバータ３０の部分的な異常を含みうる。例えば、マルチフェーズ式の昇降圧コンバータ３０が用いられる場合、昇降圧コンバータ３０の部分的な異常としては、一部のフェーズでの異常がある。充電異常検出部７５は、電圧センサ３０２から異常な電圧値（過大な電圧値や過小な電圧値）が一定時間継続して得られた場合に、リチウム電池充電妨げイベントを検出してもよい。あるいは、充電異常検出部７５は、リチウムイオンバッテリ２２の温度を検出するサーミスタ（図示せず）から異常な温度値（過大な温度値や過小な温度値）が一定時間継続して得られた場合に、リチウム電池充電妨げイベントを検出してもよい。

消費電力増加制御部７６は、充電異常検出部７５によりリチウム電池充電妨げイベントが検出された場合、そうでない場合に比べて、負荷電力を増加させる負荷電力増加処理を行う。例えば、負荷電力増加処理は、電気負荷群１０のうち、リチウム電池充電妨げイベント検出時に非動作中の電気負荷を動作させること、電気負荷群１０のうち、リチウム電池充電妨げイベント検出時に動作中の電気負荷の出力を増加させること等を含んでよい。負荷電力増加処理の更なる説明は後述する。

本実施例によれば、回生状態においてリチウム電池充電妨げイベントが検出された場合に、負荷電力が増加されるので、かかるリチウム電池充電妨げイベントの発生前後での、該リチウム電池充電妨げイベントに起因した回生電力の変化を、低減できる。これにより、回生状態におけるリチウム電池充電妨げイベントに起因した回生電力の急変（即ちオルタネータ４０のトルクの急変）によるドラバビリティの悪化（例えば、車両の減速度の変化に起因したドラバビリティの悪化）を低減できる。

次に、図３を参照して、制御装置７０の動作例について説明する。

図３は、制御装置７０の動作例の概略を示す概略フローチャートである。図３の処理は、例えば、イグニッションスイッチのオン状態において所定周期毎に実行される。

ステップＳ３００では、発電機制御部７１は、異常フラグＦ１が"１"であり、かつ、負荷電力増加中フラグＦ２が"０"であるか否かを判定する。異常フラグＦ１が"１"であることは、リチウム電池充電妨げイベントが既に検出されている状態（リチウム電池充電妨げイベントが解消されていない状態）を表す。異常フラグＦ１の初期値は"０"であり、異常フラグＦ１が"１"となると、修理等により"０"にリセットされるまで、"１"が維持されてよい。負荷電力増加中フラグＦ２が"０"であることは、負荷電力増加処理の必要性がない状態を表し、負荷電力増加中フラグＦ２が"１"であることは、負荷電力増加処理の必要性が有り得る状態を表す。負荷電力増加中フラグＦ２の初期値は"０"である。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ３３０に進み、それ以外の場合（即ち異常フラグＦ１が"０"又は負荷電力増加中フラグＦ２が"１"である場合）は、ステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２では、発電機制御部７１は、通常充電制御を行う。通常充電制御は、上述のとおりである。

ステップＳ３０４では、発電機制御部７１は、負荷電力増加中フラグＦ２が"０"であるか否かを判定する。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ３０５に進み、それ以外の場合は、ステップＳ３２２に進む。

ステップＳ３０５では、電力算出部７４は、負荷電力、第１充電電力、及び第２充電電力を算出する。これらの算出方法は、上述のとおりである。そして、電力算出部７４は、負荷電力、第１充電電力、及び第２充電電力を合計することで、現在の回生電力Ｐｒ０（以下、「異常前回生電力Ｐｒ０」と称する）を算出する。

ステップＳ３０６では、充電異常検出部７５は、リチウム電池充電妨げイベントが発生したか否かを判定する。リチウム電池充電妨げイベントの検出方法は、上述のとおりである。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ３０８に進み、それ以外の場合は、今回周期の処理はそのまま終了する。

ステップＳ３０８では、充電異常検出部７５は、異常フラグＦ１を"１"にセットする。

ステップＳ３１０では、コンバータ制御部７２は、昇降圧コンバータ３０を停止させる。但し、コンバータ制御部７２は、昇降圧コンバータ３０又はリチウムイオンバッテリ２２の異常を回復させるための処理や他の保護処理を行ってもよい。

ステップＳ３１２では、充電異常検出部７５は、回生状態であるか否かを判定する。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ３１４に進み、それ以外の場合は、今回周期の処理はそのまま終了する。

ステップＳ３１４では、充電異常検出部７５は、負荷電力増加中フラグＦ２を"１"にセットする。

ステップＳ３１６では、充電異常検出部７５は、今回の回生状態での初回の処理であるか否かを判定する。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ３１７に進み、それ以外の場合は、ステップＳ３１８に進む。

ステップＳ３１７では、充電異常検出部７５は、初回異常フラグＦ３を"１"にセットする。初回異常フラグＦ３が"１"であることは、今回の回生状態での初回の処理でリチウム電池充電妨げイベントが生じたことを表す。初回異常フラグＦ３の初期値は"０"である。

ステップＳ３１８では、電力算出部７４は、負荷電力及び第１充電電力を算出する。これらの算出方法は、上述のとおりである。そして、電力算出部７４は、負荷電力及び第１充電電力を合計することで、リチウム電池充電妨げイベント検出後における現在の回生電力Ｐｒ１（以下、「異常後回生電力Ｐｒ１」と称する）を算出する。

ステップＳ３２０では、消費電力増加制御部７６は、直近のステップＳ３８０８で得た異常前回生電力Ｐｒ０と、ステップＳ３１８で得た異常後回生電力Ｐｒ１とに基づいて、負荷電力増加処理を行う。例えば、消費電力増加制御部７６は、異常前回生電力Ｐｒ０と異常後回生電力Ｐｒ１の差分が略０となるように、負荷電力増加処理を行う。負荷電力増加処理の更なる具体例は、後述する。

ステップＳ３２２では、充電異常検出部７５は、回生状態であるか否かを判定する。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ３２３に進み、それ以外の場合は、ステップＳ３２４に進む。

ステップＳ３２３では、充電異常検出部７５は、初回異常フラグＦ３が"０"であるか否かを判定する。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ３２０に進み、それ以外の場合は、今回周期の処理は終了する。

ステップＳ３２４では、消費電力増加制御部７６による負荷電力増加処理が停止され、充電異常検出部７５は、負荷電力増加中フラグＦ２を"０"にリセットするとともに、初回異常フラグＦ３を"０"にリセット又は維持する。このようにして、負荷電力増加処理が実行された回生状態が終了すると、負荷電力増加中フラグＦ２が"０"にリセットされる。

ステップＳ３３０では、発電機制御部７１は、イベント時充電制御を行う。イベント時充電制御は、上述のとおりである。尚、イベント時充電制御中は、乗員に、リチウム電池充電妨げイベントに対する修理等を促すために、メータ（図示せず）等に警報が出力されてよい。

図３に示す処理によれば、回生状態においてリチウム電池充電妨げイベントが検出された場合に負荷電力増加処理が実行されるので、該リチウム電池充電妨げイベントに起因したドラバビリティの悪化を低減できる。

図４は、図３に示す処理の効果の概念的な説明図であり、回生状態においてリチウム電池充電妨げイベントが検出された場合の各状態量の時系列の一例を概略的に示す図である。図４には、上から順に、第２充電電力、負荷電力、及び回生電力の時系列が示される。

図４では、時刻ｔ０にて回生状態が開始され、回生状態における時刻ｔ１にリチウム電池充電妨げイベントが検出された場合が示される。図４に示すように、時刻ｔ１にリチウム電池充電妨げイベントが検出されると、第２充電電力が急減するものの、負荷電力増加処理が実行されることで、負荷電力が増加される。即ち、第２充電電力の減少が、負荷電力の増加により相殺される。この結果、回生状態において回生電力が有意に急変せず、ドラバビリティの悪化を低減できる。

次に、図５以降を参照して、負荷電力増加処理の幾つかの具体例について説明する。

図５は、特性に応じた電気負荷群１０の分類の一例を示す図である。図５では、縦軸に、負荷電力が増加するまでのスピード（応答性）を表し、上に行くほど、負荷電力が増加するまでのスピードが遅いことを表す。

図５では、電気負荷群１０の各負荷は、第１優先負荷Ｇ１、Ｇ１１と、第２優先負荷Ｇ２、Ｇ２２と、第３優先負荷Ｇ３、Ｇ３３と、不使用負荷Ｇ４とに分類される。

第１優先負荷Ｇ１、Ｇ１１は、消費電力を増加するのが有効な負荷（例えば消費電力が増加することで快適性を増加できる負荷）であり、かつ、消費電力の増加に起因した挙動を乗員が気付き難い負荷（即ち乗員に消費電力の増加時の挙動が気付かれ難い負荷）である。このため、第１優先負荷Ｇ１、Ｇ１１は、負荷電力増加処理で使用されるのが最も好適な負荷である。第１優先負荷Ｇ１、Ｇ１１は、例えばリチウムイオンバッテリ２２を冷却するための冷却ファンなどでありうる。

第２優先負荷Ｇ２、Ｇ２２は、消費電力を増加するのが有効ではないが、前席及び後席の乗員が消費電力の増加に起因した挙動を気付き難い負荷（即ち前席及び後席の乗員に消費電力の増加時の挙動が気付かれ難い負荷）である。このため、第２優先負荷Ｇ２、Ｇ２２は、負荷電力増加処理で使用されるのが好適な負荷である。第２優先負荷Ｇ２、Ｇ２２は、例えば、デフォッガなどでありうる。

第３優先負荷Ｇ３、Ｇ３３は、消費電力を増加するのが有効ではないが、前席の乗員が消費電力の増加に起因した挙動を気付き難い負荷である（但し、後席の乗員が消費電力の増加に起因した挙動を気付き易い負荷である）。このため、第３優先負荷Ｇ３、Ｇ３３は、負荷電力増加処理で使用されるのが、ある程度好適な負荷である。第３優先負荷Ｇ３、Ｇ３３は、後部座席用の空調装置や、後部座席用のヒートシータである。

不使用負荷Ｇ４は、前席の乗員が消費電力の増加に起因した挙動を気付き易い負荷である。

第１優先負荷Ｇ１、Ｇ１１と、第２優先負荷Ｇ２、Ｇ２２と、第３優先負荷Ｇ３、Ｇ３３と、不使用負荷Ｇ４の分類は、負荷特性マップとして、記憶部７７に記憶される。この場合、消費電力増加制御部７６は、異常前回生電力Ｐｒ０と、異常後回生電力Ｐｒ１と、負荷特性マップとに基づいて、負荷電力増加処理を行うことができる。

図６Ａ及び図６Ｂは、図５の負荷特性マップを用いた負荷電力増加処理の説明図であり、横軸に時間を取り、縦軸に負荷電力を取り、負荷電力増加処理による負荷電力の変化特性が示される。

図６Ａに示す例では、回生状態における時刻ｔ１にリチウム電池充電妨げイベントが検出された場合に、負荷電力増加処理により第１優先負荷Ｇ１、Ｇ１１の消費電力が増加される例が示される。図６Ａでは、応答性が早い方の第１優先負荷Ｇ１の消費電力が曲線６０で示され、応答性が遅い方の第１優先負荷Ｇ１１の消費電力が曲線６１で示される。このようにして、応答性の相違を利用して、リチウム電池充電妨げイベント検出後の回生状態の全体にわたり、リチウム電池充電妨げイベントに起因した回生電力の変化を低減できる。

図６Ｂに示す例では、回生状態における時刻ｔ１にリチウム電池充電妨げイベントが検出された場合に、負荷電力増加処理により第１優先負荷Ｇ１、Ｇ１１及び第２優先負荷Ｇ２、Ｇ２２の消費電力が増加される例が示される。図６Ｂでは、応答性が早い方の第１優先負荷Ｇ１及び第２優先負荷Ｇ２の合計の消費電力が曲線６２で示され、応答性が遅い方の第１優先負荷Ｇ１１及び第２優先負荷Ｇ２２の合計の消費電力が曲線６３で示される。このようにして、異常前回生電力Ｐｒ０と異常後回生電力Ｐｒ１との差が比較的大きい場合は、第１優先負荷Ｇ１、Ｇ１１に加えて第２優先負荷Ｇ２、Ｇ２２も利用して、リチウム電池充電妨げイベント検出後の回生状態の全体にわたり、リチウム電池充電妨げイベントに起因した回生電力の変化を低減できる。

図７は、特性に応じた電気負荷群１０の分類の一例を示す図である。図７では、縦軸に、負荷電力が増加するまでのスピード（応答性）を表し、上に行くほど、負荷電力が増加するまでのスピードが遅いことを表す。図７では、図５と異なり、応答性の相違が３段階で分けられている。図８には、横軸に時間を取り、縦軸に負荷電力を取り、消費電力の立ち上がり方（応答性）が概略的に示される。図８には、３段階（"早い"、"中くらい"、"遅い"）の各特性が示される。

図７では、電気負荷群１０の各負荷は、第１優先負荷Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ１１１と、第２優先負荷Ｈ２、Ｈ２２、Ｈ２２２と、第３優先負荷Ｈ３、Ｈ３３、Ｈ３３３と、不使用負荷Ｇ４とに分類される。

第１優先負荷Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ１１１は、消費電力を増加するのが有効な負荷（例えば消費電力が増加することで快適性を増加できる負荷）であり、かつ、消費電力の増加に起因した挙動を乗員が気付き難い負荷である。このため、第１優先負荷Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ１１１は、負荷電力増加処理で使用されるのが最も好適な負荷である。

第１優先負荷Ｈ１は、例えば消費電力がセーブモード（スリープモード）になっている負荷である。第１優先負荷Ｈ１１は、例えばリチウムイオンバッテリ２２を冷却するための冷却ファンである。第１優先負荷Ｈ１１１は、間欠動作している負荷である。

第２優先負荷Ｈ２、Ｈ２２、Ｈ２２２は、消費電力を増加するのが有効ではないが、前席及び後席の乗員が消費電力の増加に起因した挙動を気付き難い負荷である。このため、第２優先負荷Ｈ２、Ｈ２２、Ｈ２２２は、負荷電力増加処理で使用されるのが好適な負荷である。

第２優先負荷Ｈ２は、例えばデフォッガである。第２優先負荷Ｈ２２は、例えばドアロックアクチュエータ（再ロック動作）や、パワーウインドモータである。第２優先負荷Ｈ２２２は、ミリ波レーダなどのレーダ装置である。

第３優先負荷Ｈ３、Ｈ３３、Ｈ３３３は、消費電力を増加するのが有効ではないが、前席の乗員が消費電力の増加に起因した挙動を気付き難い負荷である（但し、後席の乗員が消費電力の増加に起因した挙動を気付き易い負荷である）。このため、第３優先負荷Ｈ３、Ｈ３３、Ｈ３３３は、負荷電力増加処理で使用されるのが、ある程度好適な負荷である。

第３優先負荷Ｈ３は、例えば後部座席用のシートヒータである。第３優先負荷Ｈ３３は、例えば周辺監視用のカメラや、後部座席用の空調装置である。第３優先負荷Ｈ３３３は、例えば前席及び後席用の空気清浄システムである。

同様に第１優先負荷Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ１１１と、第２優先負荷Ｈ２、Ｈ２２、Ｈ２２２と、第３優先負荷Ｈ３、Ｈ３３、Ｈ３３３と、不使用負荷Ｇ４の分類は、負荷特性マップとして、記憶部７７に記憶される。この場合、消費電力増加制御部７６は、異常前回生電力Ｐｒ０と、異常後回生電力Ｐｒ１と、負荷特性マップとに基づいて、負荷電力増加処理を行うことができる。

図９は、図７の負荷特性マップを用いた負荷電力増加処理の説明図であり、横軸に時間を取り、縦軸に負荷電力を取り、負荷電力増加処理による負荷電力の変化特性が示される。

図９に示す例では、回生状態における時刻ｔ１にリチウム電池充電妨げイベントが検出された場合に、負荷電力増加処理により第１優先負荷Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ１１１の消費電力が増加される例が示される。図９では、応答性が"早い"の第１優先負荷Ｈ１の消費電力が曲線６４で示され、応答性が"中くらい"の第１優先負荷Ｈ１１の消費電力が曲線６５で示され、応答性が"遅い"の第１優先負荷Ｈ１１１の消費電力が曲線６６で示される。このようにして、図５よりもきめ細かい応答性の相違を利用して、リチウム電池充電妨げイベント検出後の回生状態の全体にわたり、リチウム電池充電妨げイベントに起因した回生電力の変化を低減できる。

尚、図９に示す例では、第１優先負荷Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ１１１の消費電力が増加されているが、これに限られない。例えば、リチウム電池充電妨げイベントの検出時のエンジン回転数等に基づいて、その後の回生期間が短いと予測される場合は、第１優先負荷Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ１１１のうちの、第１優先負荷Ｈ１だけの消費電力が増加されてもよい。

図１０は、負荷特性マップを用いた負荷電力増加処理の一例を示す概略フローチャートである。図１０に示す処理は、図３のステップＳ３２０の処理として実現できる。ここでは、図７に示す負荷特性マップを用いる例について説明するが、図５に示す負荷特性マップを用いることも可能である。

ステップＳ１０００では、消費電力増加制御部７６は、初回の処理（負荷電力増加中フラグＦ２が"１"にセットされた処理周期）であるか否かを判定する。

ステップＳ１００１では、消費電力増加制御部７６は、異常前回生電力Ｐｒ０と異常後回生電力Ｐｒ１の差分ΔＰｒ（＝Ｐｒ０−Ｐｒ１）を算出する。

ステップＳ１００２では、消費電力増加制御部７６は、差分ΔＰｒが第１優先負荷Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ１１１の消費電力の増加により賄えるか否かを判定する。具体的には、消費電力増加制御部７６は、第１優先負荷Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ１１１の現在の状態に基づいて、増加できる消費電力ΔＰＨ１を算出し、消費電力ΔＰＨ１≧差分ΔＰｒであるか否かを判定する。尚、第１優先負荷Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ１１１の現在の状態が既に動作中の状態である場合、増加できる消費電力ΔＰＨ１は、ゼロになる。消費電力ΔＰＨ１は、第１優先負荷Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ１１１の消費電力特性（例えば定格の消費電力）に基づいて算出できる。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ１００４に進み、それ以外の場合は、ステップＳ１００６に進む。

ステップＳ１００４では、消費電力増加制御部７６は、第１優先負荷Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ１１１の消費電力を増加させる。

ステップＳ１００６では、消費電力増加制御部７６は、後部座席に乗員がいるか否かを判定する。後部座席に乗員がいるか否かは、後部座席のシートセンサや、乗車時の後部ドアのドアスイッチの開閉の有無等に基づいて判断できる。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ１００８に進み、それ以外の場合は、ステップＳ１０１０に進む。

ステップＳ１００８では、消費電力増加制御部７６は、第１優先負荷Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ１１１、及び、第２優先負荷Ｈ２、Ｈ２２、Ｈ２２２の消費電力を増加させる。ステップＳ１０１０では、消費電力増加制御部７６は、第１優先負荷Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ１１１の消費電力を増加させるとともに、第２優先負荷Ｈ２、Ｈ２２、Ｈ２２２、及び、第３優先負荷Ｈ３、Ｈ３３、Ｈ３３３のいずれか一方又は双方の消費電力を増加させる。

ステップＳ１０１２では、消費電力増加制御部７６は、負荷電力増加処理が停止済みか否かを判定する。負荷電力増加処理の停止は、後出のステップＳ１０１４で実現される。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、今回周期の処理は終了し、それ以外の場合は、ステップＳ１０１３に進む。

ステップＳ１０１３では、消費電力増加制御部７６は、負荷電力増加処理の停止条件が成立したか否かを判定する。負荷電力増加処理の停止条件は、エンジン回転数の低下に伴って回生電力が十分小さくなり、負荷電力増加処理を継続すると鉛バッテリ２０からの持ち出し電流が生じうる状態において満たされる。負荷電力増加処理の停止条件は、例えば、エンジン回転数が所定閾値以下となった場合や、オルタネータ４０の発電電圧（検出値）が発電指示電圧に対して有意に低くなった場合に満たされてよい。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ１０１４に進み、それ以外の場合は、ステップＳ１０１６に進む。

ステップＳ１０１４では、消費電力増加制御部７６は、負荷電力増加処理を停止（終了）する。即ち、消費電力増加制御部７６は、消費電力の増加状態を解消し、負荷電力増加処理に係る負荷を元の状態（負荷電力増加処理の開始時の状態）に戻す。尚、上述のように、負荷電力増加処理の停止条件は、回生電力が十分小さくなっている段階で満たされるので、この段階で負荷電力増加処理を停止させても、回生電力の急変によるドラバビリティの悪化は実質的に生じない。

ステップＳ１０１６では、消費電力増加制御部７６は、消費電力の増加状態を維持する。

図１０に示す処理によれば、後部座席の状態に応じて、第３優先負荷Ｈ３、Ｈ３３、Ｈ３３３の消費電力を増加されるので、乗員が気付き難い態様で負荷電力増加処理を実現できる。

図１１は、負荷特性マップを用いた負荷電力増加処理の他の一例を示す概略フローチャートである。図１１に示す処理は、図３のステップＳ３２０の処理として実現できる。ここでは、図７に示す負荷特性マップを用いる例について説明するが、図５に示す負荷特性マップを用いることも可能である。

ステップＳ１１００、ステップＳ１１０１、ステップＳ１１０２、ステップＳ１１０４、ステップＳ１１１２、ステップＳ１１１３、ステップＳ１１１４、及びステップＳ１１１６は、図１０のステップＳ１０００、ステップＳ１００１、ステップＳ１００２、ステップＳ１００４、ステップＳ１０１２、ステップＳ１０１３、ステップＳ１０１４、及びステップＳ１０１６とそれぞれ同一であり、説明を省略する。

ステップＳ１１０６では、消費電力増加制御部７６は、更に、第２優先負荷Ｈ２、Ｈ２２、Ｈ２２２の現在の状態に基づいて、増加できる消費電力ΔＰＨ２を算出し、消費電力ΔＰＨ１＋ΔＰＨ２≧差分ΔＰｒであるか否かを判定する。尚、第２優先負荷Ｈ２、Ｈ２２、Ｈ２２２の現在の状態が既に動作中の状態である場合、増加できる消費電力ΔＰＨ２は、ゼロになる。消費電力ΔＰＨ２は、第２優先負荷Ｈ２、Ｈ２２、Ｈ２２２の消費電力特性（例えば定格の消費電力）に基づいて算出できる。判定結果が"ＹＥＳ"の場合は、ステップＳ１１０８に進み、それ以外の場合は、ステップＳ１１１０に進む。

ステップＳ１１０８では、消費電力増加制御部７６は、第１優先負荷Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ１１１、及び、第２優先負荷Ｈ２、Ｈ２２、Ｈ２２２の消費電力を増加させる。

ステップＳ１１１０では、消費電力増加制御部７６は、第１優先負荷Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ１１１、第２優先負荷Ｈ２、Ｈ２２、Ｈ２２２、及び、第３優先負荷Ｈ３、Ｈ３３、Ｈ３３３の消費電力を増加させる。

図１０に示す処理によれば、差分ΔＰｒが比較的大きい場合など、差分ΔＰｒが第１優先負荷Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ１１１の消費電力の増加により賄えない場合には、乗員に気付かれないことよりもドラバビリティを重視して、第２優先負荷Ｈ２、Ｈ２２、Ｈ２２２等が利用される。これにより、差分ΔＰｒが比較的大きい場合など、差分ΔＰｒが第１優先負荷Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ１１１の消費電力の増加により賄えない場合でも、差分ΔＰｒに起因したドラバビリティの悪化を低減できる。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

例えば、上述した実施例では、電力算出部７４は、電流センサ３０４及び電圧センサ２０２からの情報に基づいて、負荷電力を算出するが、これに限られない。例えば、電力算出部７４は、電気負荷群１０の各電気負荷の状態（作動中の状態又は非作動状態）と、各電気負荷の消費電力特性（例えば定格の消費電力）とに基づいて、電気負荷群１０の各電気負荷の消費電力を個別に算出し、各電気負荷の消費電力を合計することで、負荷電力を算出してもよい。

１ 電源システム
２ エンジン
３ 駆動系
１０ 電気負荷群
１１ 電気負荷
１２ 電気負荷
２０ 鉛バッテリ
２２ リチウムイオンバッテリ
３０ 昇降圧コンバータ
４０ オルタネータ
６０ 曲線
７０ 制御装置
７１ 発電機制御部
７２ コンバータ制御部
７４ 電力算出部
７５ 充電異常検出部
７６ 消費電力増加制御部
７７ 記憶部
９０ センサ群
２０１ 電流センサ
２０２ 電圧センサ
２２１ 電流センサ
２２２ 電圧センサ
３０１ 電流センサ
３０２ 電圧センサ
３０４ 電流センサ

Claims (7)

1. 車両に搭載される電源システムであって、
   エンジンに機械的に接続される発電機と、
   直流で動作する電圧変換装置と、
   前記発電機に、前記電圧変換装置を介して電気的に接続されるバッテリと、
   前記発電機に、前記バッテリと並列な関係で、前記電圧変換装置を介さずに、電気的に接続される電気負荷と、
   前記発電機により回生電力が生成される回生状態において、前記回生電力に基づいて前記電圧変換装置を介して前記バッテリの充電を行うように構成される制御装置とを含み、
   前記制御装置は、前記回生状態において前記充電を妨げるイベントを検出した場合に、該イベントを検出しない場合に比べて、前記電気負荷の消費電力を増加させるように構成される、電源システム。
2. 前記バッテリは、リチウムイオンバッテリであり、
   鉛バッテリを更に含み、
   前記鉛バッテリは、前記発電機に、前記リチウムイオンバッテリと並列な関係で、前記電圧変換装置を介さずに、電気的に接続される、請求項１に記載の電源システム。
3. 前記電気負荷は、複数設けられる、請求項２に記載の電源システム。
4. 複数の前記電気負荷は、所定の第１特性の第１電気負荷と、所定の第２特性の第２電気負荷とを含み、
   前記制御装置は、前記回生状態において前記イベントを検出した場合に、前記第１電気負荷を、前記第２電気負荷よりも優先して利用する態様で、複数の前記電気負荷の消費電力を増加させるように構成され、
   前記第１電気負荷は、前記第２電気負荷よりも、消費電力の増加時の挙動が乗員に気付かれ難い負荷である、請求項３に記載の電源システム。
5. 前記第２電気負荷は、後部座席用の空調装置、後部座席用のヒートシータ、前席用の空気清浄システム、又は、後席用の空気清浄システムを含む、請求項４に記載の電源システム。
6. 前記電気負荷は、前記制御装置の制御に基づいて電力を消費する、請求項１に記載の電源システム。
7. 前記イベントは、前記電圧変換装置の異常、又は前記バッテリの異常を含む、請求項１に記載の電源システム。

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