JP2022034128A - 車両の電源システム - Google Patents

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Abstract

【課題】一時的に大きな電力を消費する機器へ、他の機器への影響を抑制しつつ、電力を融通できる車両の電源システムを提供する。【解決手段】車両（１）の電源システム（Ｅ１）は、第１機器バッテリ（４１）から制御系機器（２１、２２）へ電力を伝送する第１電力ライン（Ｌ１）と、第２機器バッテリ（４２）から特定機器（６）へ電力を伝送する第２電力ライン（Ｌ２）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ（４３）と第１電力ライン（Ｌ１）との間に接続され、第１電力ライン側へ電流を流す向きのダイオード（２６ａ）を有する第１スイッチ（２６）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ（４３）と第１スイッチ（２６）との間から第２電力ライン（Ｌ２）へ電力伝送可能な中継ライン（Ｌ３）と、中継ラインの電路を開閉する第２スイッチ（２５）とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の電源システムに関する。
特許文献１には、低電圧バッテリとＤＣ／ＤＣコンバータとの両方からスタータモータに電力を供給できる車両の電源システムが示されている。さらに、上記の電源システムでは、スタータモータを駆動する際に、エンジンの内部損失（フリクション）に応じてＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を変化させる制御が行われる。
特開２０１１－０４６２４８号公報
車両に搭載される機器には、スタータモータ、パワーステアリングシステムなど、一時的に大きな電力を消費する機器がある。また、車両には、様々な電気機器に電力を供給する第１の機器バッテリに加えて、特定の機器に電力を供給する第２の機器バッテリ、並びに、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの複数の電源が設けられることがある。
複数の電源を有する場合、一時的に大きな電力を消費する特定の機器に対して、１つの電源からの電力に加えて、他の機器の電源から電力を融通させることで、個々の電源の容量を大きくしなくても、特定の機器を正常に動作させることができる。しかしながら、他の機器の電源から電力を融通させる際、なんら工夫がないと、電圧降下など他の機器の電源に影響が生じ、他の機器の正常な動作が妨げられる恐れがある。
本発明は、一時的に大きな電力を消費する機器に対して、他の機器の電源から電力を融通することができ、かつ、電力を融通する際に、電圧降下などの他の機器の電源に影響が生じることを抑制できる車両の電源システムを提供することを目的とする。
請求項１記載の発明は、
走行モータに電力を供給する走行用バッテリと、前記走行モータ以外の複数の機器に電力を供給する第１機器バッテリ及び第２機器バッテリと、前記走行用バッテリの電力から前記複数の機器へ供給可能な電源電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記複数の機器に含まれる制御系機器及び前記制御系機器より大きな電力を消費する特定機器と、を備えた車両に搭載される車両の電源システムであって、
前記第１機器バッテリから前記制御系機器へ電力を伝送する第１電力ラインと、
前記第２機器バッテリから前記特定機器へ電力を伝送する第２電力ラインと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記第１電力ラインとの間に接続され、前記第１電力ライン側へ電流を流す向きのダイオードを有する第１スイッチと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記第１スイッチとの間から前記第２電力ラインへ電力伝送可能な中継ラインと、
前記中継ラインの電路を開閉する第２スイッチと、
を備えることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両の電源システムにおいて、
前記特定機器の負荷に関する情報に基づいて前記第１スイッチと前記第２スイッチとを切り替える切替制御部を更に備えることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の車両の電源システムにおいて、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、出力能力の切り替え機能を有し、
前記切替制御部は、前記特定機器の負荷に関する情報に基づいて前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力能力を第１能力と前記第１能力より高い第２能力とに切り替えることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の車両の電源システムにおいて、
前記切替制御部は、
前記特定機器の負荷の推定値が第１閾値未満のときに前記第１スイッチを閉、前記第２スイッチを開に制御し、
前記負荷の推定値が前記第１閾値以上でかつ第２閾値未満のときに前記第１スイッチを開、前記第２スイッチを閉、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力能力を第１能力に制御し、
前記負荷の推定値が前記第２閾値以上のときに前記第１スイッチを開、前記第２スイッチを閉、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力能力を第２能力に制御することを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両の電源システムにおいて、
前記特定機器は、エンジンの内部損失に応じて負荷が変わる再始動モータであることを特徴とする。
本発明によれば、第１スイッチを閉じることで、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力を低い損失で第１電力ラインへ送って第１機器バッテリ及び制御系機器へ電力を供給できる。また、第１スイッチを開き、第２スイッチを閉じることで、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力を第２電力ラインへ送って特定機器に電力を補充することができ、さらに、第１電力ラインから第２電力ラインへ電流が引き抜かれることを抑制できる。一方、このときでも、第１スイッチのダイオードを介してＤＣ／ＤＣコンバータから第１電力ラインへ電力を供給することができる。したがって、特定機器が一時的に大きな電力を消費する場合に、第１スイッチ及び第２スイッチを適宜切り替えることで、ＤＣ／ＤＣコンバータの電力を融通して、特定機器を正常に動作させることができ、さらに、電力が融通される際にも、第１電力ラインに電圧降下などの影響が生じることを抑制できる。したがって、第１機器バッテリ、第２機器バッテリ及びＤＣ／ＤＣコンバータの個々の容量を大きくしなくても、大きな電力を消費する特定機器を電力の融通により正常に動作させることができ、さらに、電力の融通があっても第１電力ラインから電力を受ける制御系機器の安定動作が得られる。
本発明の実施形態に係る電源システムを搭載した車両を示す構成図である。 システム制御部により実行される再始動時処理を示すフローチャートである。 システム制御部により実行されるレディオン時処理を示すフローチャートである。 レディオン時の動作を説明するタイムチャートである。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電源システムを搭載した車両を示す構成図である。実施形態に係る車両１は、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）であり、駆動輪２と、駆動輪２に動力を出力するエンジン４と、エンジン４を駆動するための補機５と、エンジン４を始動又は再始動させるＩＳＧ（Integrated Starter Generator）６と、駆動輪２に動力を出力する走行モータ１１と、走行モータ１１を駆動するインバータ１２と、インバータ１２に走行用の電力を供給する走行用バッテリ１３と、運転者の運転操作を受ける運転操作部２０と、車両１の走行制御を行う走行制御部２１と、車両１のシステム制御を行うシステム制御部２２と、暖房用のヒータを含む車載機器７とを備える。ＩＳＧ６は、本発明に係る特定機器及び再始動モータの一例に相当する。システム制御部２２は、本発明に係る切替制御部の一例に相当する。
走行用バッテリ１３は、リチウムイオン二次電池又はニッケル水素二次電池などであり、機器用の電源電圧（１２Ｖ系）よりも高い電圧を出力する。
ＩＳＧ６は、車両１の動力の一部を吸収して発電を行う発電機としての機能と、エンジン４に始動又は再始動用の動力を出力する電動機としての機能とを有する。ＩＳＧ６はエンジン４を始動又は再始動させる際に一時的な大きな電力を消費する。
運転操作部２０は、アクセル操作部、制動操作部、操舵操作部、起動操作部等を含む。運転操作部２０から走行制御部２１へはアクセル操作部及び制動操作部の操作量の信号が送られる。走行制御部２１は、これらの信号に応じて補機５又はインバータ１２を駆動し、エンジン４及び走行用バッテリ１３を動作させる。起動操作部は、イグニションキーシリンダ又は起動ボタンなどであり、車両１を起動する操作ができる。起動操作によりシステム制御部２２が制御系機器（走行制御部２１及びシステム制御部２２）を起動しかつエンジン４を始動して、車両１の走行が可能となる。
さらに、車両１は、車速センサ３１と、エンジン４の回転速度を検出する回転センサ３２と、エンジン４の冷却液の温度を計測する液温センサ３３とを備える。車速センサ３１、回転センサ３２及び液温センサ３３は、システム制御部２２へ検出信号を出力する。
車両１は、さらに、制御系機器（走行制御部２１及びシステム制御部２２）等へ電力を供給する第１機器バッテリ４１と、ＩＳＧ６に電力を供給する第２機器バッテリ４２と、走行用バッテリ１３の高電圧を機器用の電源電圧（１２Ｖ系）に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ４３と、電源電圧が供給される第１電力ラインＬ１、第２電力ラインＬ２及び中継ラインＬ３と、電源供給経路を切り替えるリレー（第２スイッチに相当）２５及び半導体スイッチ２６（第１スイッチに相当）とを備える。第１電力ラインＬ１、第２電力ラインＬ２、中継ラインＬ３、リレー２５、半導体スイッチ２６及びシステム制御部２２が、実施形態に係る電源システムＥ１に相当する。
第１機器バッテリ４１及び第２機器バッテリ４２は、例えば鉛バッテリであり、機器用の電源電圧（１２Ｖ系）を出力する。第１電力ラインＬ１は、第１機器バッテリ４１、補機５、制御系機器、運転操作部２０及び車載機器７と接続され、第１機器バッテリ４１から補機５、制御系機器、運転操作部２０及び車載機器７へ電力を伝送する。第２電力ラインＬ２は、第２機器バッテリ４２とＩＳＧ６とが接続され、第２機器バッテリ４２からＩＳＧ６へ電力を伝送する。半導体スイッチ２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力端子と第１電力ラインＬ１との間に接続される。半導体スイッチ２６は第１電力ラインＬ１へ電流を流す向きにされたダイオード２６ａを含む。ダイオード２６ａは、半導体スイッチ２６の開閉部と並列に接続され、寄生ダイオードであってもよい。中継ラインＬ３は、第２電力ラインＬ２と接続点Ｎ１を結び、これらの間で電力を伝送する。接続点Ｎ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３と半導体スイッチ２６との間の電路に位置する。リレー２５は、中継ラインＬ３の電路に位置し、当該電路を開閉する。リレー２５及び半導体スイッチ２６はシステム制御部２２が制御する。
ＤＣ／ＤＣコンバータ４３は、通常の出力能力（第１能力に相当）と、通常よりも高い出力能力（第２能力に相当）とに切替え可能な機能を有する。通常の出力能力のときには、最大出力電流が第１電流値に制限され、高い出力能力に切替えられると、最大出力電流が第１電流値より大きな第２電流値まで上げられる。ただし、高い出力能力への切替えは、継続時間が所定時間に制限され、かつ、前回の切り替えから次に切り替えまでの時間間隔が所定間隔に制限される。なお、出力能力の切り替えは、上記の方式に限られず、例えば出力電圧を昇降する方式が採用されてもよい。
上記の電源システムＥ１においては、ＩＳＧ６の発電により第２機器バッテリ４２が充電され、走行モータ１１の回生運転により走行用バッテリ１３が充電される。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３を介して走行用バッテリ１３の電力又は走行モータ１１の回生電力により第１機器バッテリ４１が充電される。
＜アイドリングストップ機能＞
システム制御部２２は、車両１の一時的な走行停止時、あるいは、ＨＥＶ走行時の回生充電の停止時に、エンジン４のアイドリング運転を停止するアイドリングストップ機能を有する。アイドリング運転を停止した後、システム制御部２２は、エンジン４の再始動要求が生じた場合に、エンジン４を再始動する。
＜エンジンの内部損失の推定＞
エンジン４の内部損失は、エンジン４の温度に応じて変化する。さらに、エンジン４の内部損失は、温度以外の要素、例えば総走行距離及び経年及びメンテナンス状況に応じて変化する。内部損失は、温度以外の要素により変化した場合でも、温度に応じた変化パターンはほぼ同様である。したがって、計測等によって或る温度におけるエンジンの内部損失が分かれば、その後、温度が変化しても、温度に応じた変化量を加算又は減算することで、計測時とは異なる温度での内部損失を推定することができる。
システム制御部２２は、後述のレディオン時処理において、エンジン４の冷間時における内部損失を計測する。システム制御部２２は、エンジン４の再始動時に、上記計測された冷間時の内部損失と、エンジン４の温度（冷却液温度）とから、再始動時におけるエンジン４の内部損失を推定することができる。
＜エンジンの再始動時処理＞
図２は、システム制御部が実行する再始動時処理を示すフローチャートである。再始動時処理は、エンジン４のアイドリング運転が停止された後、エンジン４の再始動要求が生じた場合に開始される。再始動時処理が開始されると、システム制御部２２は、まず、エンジン４の冷却液の温度と、レディオン時に計測された冷間時のエンジン４の内部損失とから、前述した方法により、現在のエンジン４の内部損失を推定する（ステップＳ１）。
なお、温度に起因する内部損失の変化が、温度以外の要素に起因する内部損失の変化に比べて大きく、支配的である場合には、システム制御部２２は、エンジン４の内部損失の計測処理を行わなくてもよい。そして、システム制御部２２は、再始動要求があったときの冷却液の温度のみからエンジン４の内部損失を推定してもよい。
次に、システム制御部２２は、推定した内部損失を第１閾値及び第２閾値と比較し、エンジン４の内部損失が第２閾値未満（「小」）か、第１閾値未満で第２閾値以上（「中」）か、第１閾値以上（「大」）かを判別する（ステップＳ２、Ｓ３）。第２閾値は、例えば第２機器バッテリ４２の最大出力でエンジン４を再始動できる内部損失の値に設定され、第１閾値は、例えば第２機器バッテリ４２の最大出力とＤＣ／ＤＣコンバータ４３の通常の出力能力との合計でエンジン４を再始動できる内部損失の値に設定される。
ステップＳ２、Ｓ３の判別の結果、エンジン４の内部損失が小であれば、システム制御部２２は、まず、半導体スイッチ２６を閉に切り替え（ステップＳ４）、次に、リレー２５を開に切り替える（ステップＳ５）。そして、システム制御部２２は、ＩＳＧ６を駆動してエンジン４を再始動させる処理を実行する（ステップＳ１１）。上記のリレー２５の切り替えにより、第１電力ラインＬ１と第２電力ラインＬ２とが切り離されるので、ＩＳＧ６が大きな電力を消費しても第１電力ラインＬ１に影響が及ぶことがない。また、上記の半導体スイッチ２６の切り替えにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３から第１電力ラインＬ１へ少ない損失で電力を送ることができる。
ステップＳ２、Ｓ３の判別の結果、エンジン４の内部損失が中であれば、システム制御部２２は、まず、半導体スイッチ２６を開に切り替え（ステップＳ６）、次に、リレー２５を閉に切り替える（ステップＳ７）。そして、システム制御部２２は、ＩＳＧ６を駆動してエンジン４を再始動させる処理を実行する（ステップＳ１１）。上記のリレー２５と半導体スイッチ２６の切り替えにより、第２機器バッテリ４２とＤＣ／ＤＣコンバータ４３とから電力が供給されて、ＩＳＧ６が駆動される。ここで、ＩＳＧ６の一時的な電力消費により第２電力ラインＬ２及び中継ラインＬ３の電圧が降下したとする。しかし、この場合でも、半導体スイッチ２６が開であることで、第１電力ラインＬ１から第２電力ラインＬ２へ電流が引き抜かれることがない。したがって、第１電力ラインＬ１の電圧が安定し、制御系回路がリセットされるような事態が生じない。さらに、車載機器７の電力消費が大きく、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力に余裕がある場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の電力の一部が半導体スイッチ２６のダイオード２６ａを介して第１電力ラインＬ１に送られる。したがって、車載機器７の電力消費が大きくても、第１電力ラインＬ１の電圧が不安定になることが抑制される。
さらに、上記のステップＳ６、Ｓ７の切替えの順番により、先に半導体スイッチ２６が開くことで、第１電力ラインＬ１と第２電力ラインＬ２とが直接に接続されることがない。したがって、仮に、第２機器バッテリ４２の電圧が低く、第１機器バッテリ４１の電圧が高いときでも、第１機器バッテリ４１から第２機器バッテリ４２へ電流が引き込まれることが防止される。よって、リレー２５及び半導体スイッチ２６の切り替え期間に、第１電力ラインＬ１の電圧が不安定になることが抑制される。なお、半導体スイッチ２６とリレー２５の切替え期間に、システム制御部２２がＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力電圧を第１電力ラインＬ１の電圧以上に制御してもよく、この制御により、ステップＳ６とステップＳ７の順を逆にしても、上記の電流の引き込みを防止できる。
ステップＳ２、Ｓ３の判別の結果、エンジン４の内部損失が大であれば、システム制御部２２は、まず、半導体スイッチ２６を開に切り替え（ステップＳ８）、次に、リレー２５を閉に切り替える（ステップＳ９）。さらに、システム制御部２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力能力を高に切り替え（ステップＳ１０）、その後、ＩＳＧ６を駆動してエンジン４を再始動させる処理を実行する（ステップＳ１１）。上記の切り替えにより、第２機器バッテリ４２と高出力のＤＣ／ＤＣコンバータ４３とからＩＳＧ６に電力が供給されて、ＩＳＧ６が駆動される。ここで、ＩＳＧ６の一時的な電力消費により第２電力ラインＬ２及び中継ラインＬ３の電圧が降下したとする。しかし、この場合でも、半導体スイッチ２６が開であることで、第１電力ラインＬ１から電流が引き抜かれることがない。したがって、第１電力ラインＬ１の電圧が安定し、制御系回路がリセットされるような事態が生じない。さらに、車載機器７の電力消費が大きく、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力に余裕がある場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の電力の一部が半導体スイッチ２６のダイオード２６ａを介して第１電力ラインＬ１に送られる。したがって、車載機器７の電力消費が大きくても、第１電力ラインＬ１の電圧が不安定になることが抑制される。
さらに、上記のステップＳ８、Ｓ９の切替えの順番により、先に半導体スイッチ２６が開くことで、第１電力ラインＬ１と第２電力ラインＬ２とが直接に接続されることがない。したがって、仮に、第２機器バッテリ４２の電圧が低く、第１機器バッテリ４１の電圧が高いときでも、第１機器バッテリ４１から第２機器バッテリ４２へ電流が引き込まれることが防止される。よって、リレー２５及び半導体スイッチ２６の切り替え期間に、第１電力ラインＬ１の電圧が不安定になることが抑制される。
ステップＳ１１で再始動の処理を実行したら、システム制御部２２は、エンジン４が完爆して再始動が完了するのを待ち（ステップＳ１２）、再始動が完了したら、リレー２５を開き（ステップＳ１３）、次に半導体スイッチ２６を閉じる（ステップＳ１４）。元々、これらの切替え状態であれば、システム制御部２２は、その切替状態を保持する。そして、再始動時処理が終了する。
ステップＳ１３、Ｓ１４の順番により、第１電力ラインＬ１と第２電力ラインＬ２が直接に接続されず、第１機器バッテリ４１から第２機器バッテリ４２へ電流が流れることが防止される。
上記の再始動時処理により、第２機器バッテリ４２の容量を大きくしなくても、エンジン４の内部損失が小さいときから大きいときまで、負荷に応じた電力の供給を行って、ＩＳＧ６を正常に駆動することができる。さらに、ＩＳＧ６の負荷が大きく、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３からの電力が融通される場合でも、電圧低下などの影響が第１電力ラインＬ１に及ぶことが抑制され、制御系機器の電源電圧の安定化を図ることができる。
なお、図２の例では、ＩＳＧ６への電力の供給パターンとして、ステップＳ４、Ｓ５の切替えにより実現される第１の供給パターン、ステップＳ６、Ｓ７の切替えにより実現される第２の供給パターン、ステップＳ８～Ｓ１０の切替えにより実現される第３の供給パターンを示した。しかし、ＩＳＧ６の電力の供給パターンは、上記のパターンに限られない。例えば第２の供給パターン又は第３の供給パターンに、システム制御部２２が車載機器７の駆動を停止する切替え処理が加えられてもよい。また、ステップＳ８～Ｓ１０の切替えと、車載機器７の駆動を停止する切替え処理とを合わせた電力の供給パターンを、第４の供給パターンとして設け、ＩＳＧ６の負荷が特大の場合に選択されるようにしてもよい。車載機器７の駆動が停止されることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３からＩＳＧ６へ電力が補充される量を多くすることができる。ここで、駆動を停止する車載機器７には、暖房機器（ヒータ等）、メータパネルの補助表示器、リアデフロスタ、空調用のブロアファンなど、停止の影響が少ない機器を適用できる。
＜エンジンの内部損失の測定方法＞
続いて、エンジン４の内部損失の測定方法の一例について説明する。図３は、システム制御部により実行されるレディオン時処理を示すフローチャートである。図４は、エンジンの内部損失の計測処理を説明するタイムチャートである。
システム制御部２２は、運転者が運転操作部２０の起動操作部を操作することで開始されるレディオン時処理においてエンジン４の内部損失を測定する。レディオン時処理が開始されると、システム制御部２２は、まず、他の制御部を起動させるなどのシステム起動処理を行い（ステップＳ１１）、次に、コールドスタート時の条件を満たすか判定する（ステップＳ１２）。コールドスタート時は、例えば、車両１の起動後最初のエンジン４の始動時であり、ソークタイマの値（前回休止時から起動時までの時間）が閾値以上であり、かつ、エンジン４の冷却液温度が閾値以下となる条件である。ここで、ソークタイマの閾値は、エンジン４の駆動による熱が十分に外部に放出される時間長に設定される。冷却液温度の閾値は、動作時のエンジン４の熱が十分に外部に放出されたときの温度に設定される。そして、ステップＳ１２の条件を満たさなければ、そのまま、システム制御部２２は、エンジン４を始動し（ステップＳ１３）、レディオン時処理を終了する。
一方、ステップＳ１２で条件を満たすと判定されると、システム制御部２２は、ＩＳＧ６の出力とエンジン４の回転速度のデータ取得を開始する（ステップＳ１４）。ＩＳＧ６の出力は、第２機器バッテリ４２の出力電流から検出できる。そして、システム制御部２２は、エンジン４の始動処理を開始する（ステップＳ１５）。
図４に示すように、タイミングｔ０に始動処理が開始されると、まず、第２機器バッテリ４２の電力によりＩＳＧ６からエンジン４に回転動力が出力され、エンジン４の回転速度が上昇する（期間Ｔ１）。そして、エンジン４の回転速度が上がって補機５による燃料噴射と点火動作とが開始され、続いて、燃料の爆発のみでエンジン４が回転する完爆状態となる（タイミングｔ１）。エンジン４が完爆したことは、エンジン４の回転速度が完爆時の閾値以上に上昇したこと、あるいは、点火タイミングとクランクタイミングとの位相差等から識別できる。
システム制御部２２は、期間Ｔ１におけるＩＳＧ出力とエンジン４の回転速度の時系列データを取得し、これらのデータからエンジン４の内部損失を計算する（ステップＳ１６）。エンジン４の内部損失が大きいとＩＳＧ６の出力エネルギーに対してエンジン４の回転速度の上昇率は高くならず、逆にエンジンの内部損失が小さいとＩＳＧ６の出力エネルギーに対してエンジン４の回転速度の上昇率は高くなる。つまり、エンジン４の回転速度の上昇率をＩＳＧ６の出力エネルギーで規格化した値は、エンジン４の内部損失に相関し、上記の値から内部損失を求めることができる。システム制御部２２は、上記規格化した値と、内部損失との関係を表わす関数又はデータテーブルを予め保持し、これらを用いて内部損失を計算する。上記の関数又はデータテーブルは、実験又はシミュレーションにより求めることができる。
内部損失が計算されたら、システム制御部２２は、レディオン時処理を終了する。このような処理により、システム制御部２２は、冷間時のエンジン４の内部損失を計測することができる。そして、ここで計測された内部損失を用いて、再始動時処理のステップＳ１で再始動時の温度におけるエンジン４の内部損失を推定することができる。
なお、ステップＳ１６において、システム制御部２２は、期間Ｔ１における、始動開始から完爆までの時間、始動開始から完爆までのＩＳＧ６の仕事量（図４の面積Ｓ）、期間Ｔ１におけるエンジン４の回転速度の変化率（傾きの平均値等）などから、エンジン４の内部損失を求めてもよい。また、システム制御部２２は、エンジン４の始動時に内部損失を計測するのではなく、例えば、エンジン４の停止中（走行の停止中又は走行モータ１１による走行中など）に、エンジン４を駆動して内部損失を計測するようにしてもよい。
以上のように、本実施形態の車両１及び電源システムＥ１によれば、ダイオード２６ａ付きの半導体スイッチ２６と、中継ラインＬ３の電路を開閉するリレー２５とを有するので、これらの切替えにより、ＩＳＧ６の負荷に合わせて、第２機器バッテリ４２単独でＩＳＧ６に電力を供給したり、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３からＩＳＧ６に電力を補充するなど、電力の供給パターンを適宜切り替えることができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３から電力を補充する際にも、電圧降下などの影響が第１電力ラインＬ１に及ぶことを抑制できる。
さらに、本実施形態の車両１及び電源システムＥ１によれば、システム制御部２２がエンジン４の内部損失の推定値に基づいて半導体スイッチ２６及びリレー２５の切替えを行うので、ＩＳＧ６の負荷の大小に応じて電力の供給パターンを選択できる。
さらに、本実施形態の車両１及び電源システムＥ１によれば、システム制御部２２が、エンジン４の内部損失の推定値に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ４３を高い出力能力に切り替える。したがって、ＩＳＧ６の負荷が大きいときにＤＣ／ＤＣコンバータ４３からの電力の補充を多くすることができ、これによりＩＳＧ６を適正に駆動することができる。
さらに、本実施形態の車両１及び電源システムＥ１によれば、エンジン４の内部損失の大小に基づき選択される電力の供給パターンに、第２機器バッテリ４２単独で電力を供給するパターンと、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３に電力を補充させるパターンと、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３により多くの電力の補充を行わせるパターンとが含まれる。このような電力の供給パターンにより、第２機器バッテリ４２の容量の適正化を図りつつ、負荷に応じたＩＳＧ６への適切な電力の供給を実現できる。
さらに、本実施形態の車両１及び電源システムＥ１によれば、第２機器バッテリ４２から電力が供給される特定機器がＩＳＧ６である。ＩＳＧ６は、エンジン４の始動又は再始動時に一時的に大きな電力を消費し、さらに、アイドリングストップ機能を有する車両１では、エンジン４の温度（内部損失）に応じて負荷が変化する。したがって、ＩＳＧ６を１つの機器バッテリの電力のみで駆動する場合、稼働率が低いのに大きな容量の機器バッテリが必要となる。そこで、本実施形態の電源システムＥ１の特定機器としてＩＳＧ６を採用することで、第２機器バッテリ４２の容量を過大にすることなく、ＩＳＧ６の適正な駆動が可能となる。
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、第２電力ラインＬ２に接続される特定機器としてＩＳＧ６を示した。しかし、特定機器としては、一時的に大きな電力を消費し、かつ、負荷が変わる機器であれば、どのような機器が適用されてもよい、このような機器としては、例えばパワーステアリングシステムのアシストモータ、ＡＢＳ（Anti-lock Brake System）又はＴＣＳ（Traction Control System）において制動装置の液圧を調整する液圧調整装置などがある。その他、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
１ 車両
２ 駆動輪
４ エンジン
５ 補機
６ ＩＳＧ
１１ 走行モータ
１２ インバータ
１３ 走行用バッテリ
２１ 走行制御部
２２ システム制御部（切替制御部）
３１ 車速センサ
３２ 回転センサ
３３ 液温センサ
４１ 第１機器バッテリ
４２ 第２機器バッテリ
４３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
Ｌ１ 第１電力ライン
Ｌ２ 第２電力ライン
Ｌ３ 中継ライン
２５ リレー（第２スイッチ）
２６ 半導体スイッチ（第１スイッチ）
２６ａ ダイオード
Ｅ１ 電源システム

Claims (5)

  1. 走行モータに電力を供給する走行用バッテリと、前記走行モータ以外の複数の機器に電力を供給する第１機器バッテリ及び第２機器バッテリと、前記走行用バッテリの電力から前記複数の機器へ供給可能な電源電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記複数の機器に含まれる制御系機器及び前記制御系機器より大きな電力を消費する特定機器と、を備えた車両に搭載される車両の電源システムであって、
    前記第１機器バッテリから前記制御系機器へ電力を伝送する第１電力ラインと、
    前記第２機器バッテリから前記特定機器へ電力を伝送する第２電力ラインと、
    前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記第１電力ラインとの間に接続され、前記第１電力ライン側へ電流を流す向きのダイオードを有する第１スイッチと、
    前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記第１スイッチとの間から前記第２電力ラインへ電力伝送可能な中継ラインと、
    前記中継ラインの電路を開閉する第２スイッチと、
    を備えることを特徴とする車両の電源システム。
  2. 前記特定機器の負荷に関する情報に基づいて前記第１スイッチと前記第２スイッチとを切り替える切替制御部を更に備えることを特徴とする請求項１記載の車両の電源システム。
  3. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、出力能力の切り替え機能を有し、
    前記切替制御部は、前記特定機器の負荷に関する情報に基づいて前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力能力を第１能力と前記第１能力より高い第２能力とに切り替えることを特徴とする請求項２記載の車両の電源システム。
  4. 前記切替制御部は、
    前記特定機器の負荷の推定値が第１閾値未満のときに前記第１スイッチを閉、前記第２スイッチを開に制御し、
    前記負荷の推定値が前記第１閾値以上でかつ第２閾値未満のときに前記第１スイッチを開、前記第２スイッチを閉、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力能力を第１能力に制御し、
    前記負荷の推定値が前記第２閾値以上のときに前記第１スイッチを開、前記第２スイッチを閉、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力能力を第２能力に制御することを特徴とする請求項３記載の車両の電源システム。
  5. 前記特定機器は、エンジンの内部損失に応じて負荷が変わる再始動モータであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両の電源システム。
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