JP5521933B2 - 車両の電源制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両などに搭載される電源制御装置に関する。

この種の技術が、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１には、高圧側バッテリ出力が低下してエンジンを始動させることができないような場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータの電圧指令を、補機バッテリの出力電圧よりも低く且つＥＣＵの動作電圧よりも高い電圧に設定すること、及び、エンジン始動完了後に、ＤＣ／ＤＣコンバータの電圧指令を補機バッテリの出力電力以上に設定することが記載されている。こうすることで、ＥＣＵの作動不良を防止しつつ、ＤＣ／ＤＣコンバータにおける電力消費の抑制を図っている。

特開２００８−７４１９５号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、供給される電圧によって作動状態が変化するような特性（以下、適宜「電圧特性」と呼ぶ。）を有する補機を用いている場合、補機電圧変化により補機の動作などが変動してしまう可能性があった。例えば、補機がエアコンを有しており、当該エアコンが作動している場合には、風量の変動が生じ得る。また、例えば、補機がライトを有しており、当該ライトが作動している場合には、ライトの明滅が生じ得る。以下では、補機電圧変化による補機の特性の変化を、適宜「特性変化」と呼ぶ。このような特性変化が発生した場合には、乗員や他車両に違和感を生じさせてしまう可能性がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、内燃機関の始動時において補機の特性変化を適切に抑制することが可能な車両の電源制御装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの観点では、内燃機関と、バッテリの電力を用いて前記内燃機関を始動させるモータと、電圧によって作動状態が変化する特性を有する補機と、を有する車両に適用され、前記バッテリよりも低い電源電圧を出力し、前記補機を駆動する補機バッテリと、前記バッテリと前記補機バッテリとに接続され、電圧変換を行う電圧変換器と、前記内燃機関の始動時において、前記補機が作動しているか否かに応じて、前記電圧変換器の電圧目標値に対して設定する下限値を変化させる電圧目標下限値設定手段と、を備え、前記補機は、ライトを有しており、前記電圧目標下限値設定手段は、前記ライトが作動している場合において、周囲環境の照度が低い場合、前記照度が高い場合に比して、前記下限値と前記電圧変換器における現在の電圧との差を小さくする。

上記の車両の電源制御装置は、バッテリ（メインバッテリ）の電力によりモータを駆動させることで内燃機関を始動させる車両に好適に適用される。例えば、車両の電源制御装置は、ハイブリッド車両に適用される。補機バッテリは、バッテリよりも低い電源電圧を出力し、電圧特性を有するような補機を駆動する。電圧変換器は、バッテリと補機バッテリとに接続され、電圧変換を行う。例えば、電圧変換器は、ＤＣ／ＤＣコンバータである。電圧目標下限値設定手段は、内燃機関の始動時において、電圧特性を有する補機が作動しているか否かに応じて、電圧変換器の電圧目標値に対して設定する下限値を変化させる。この下限値は、電圧変換器の電圧が当該下限値を下回らないように制限するために用いられる制御値である。

上記の車両の電源制御装置によれば、内燃機関の始動時における補機の特性変化を適切に抑制することができる。具体的には、始動時において電圧変換器の目標電圧を低下させた場合に発生し得る、補機の特性変化を適切に抑制することができる。これにより、乗員や他車両に発生し得る違和感を適切に抑制することが可能となる。
また、上記の車両の電源制御装置では、前記補機は、ライトを有しており、前記電圧目標下限値設定手段は、前記ライトが作動している場合において、周囲環境の照度が低い場合、前記照度が高い場合に比して、前記下限値と前記電圧変換器における現在の電圧との差を小さくする。
この態様では、電圧目標下限値設定手段は、ライトが作動している場合において、周囲環境の照度（環境照度）が低い場合に、電圧変換器の電圧目標値における下限値と、電圧変換器における現在の電圧との差を小さくする。つまり、電圧目標下限値設定手段は、環境照度が低いほど、下限値を大きくする。これにより、環境照度が低い場合に生じ得る、ライト輝度変化による違和感を適切に抑制することができる。また、当該態様では、環境照度が高い場合には、環境照度が低い場合に比して下限値が小さくされる傾向にあるため、始動電力を低減することが可能となる。

上記の車両の電源制御装置において好適には、前記電圧目標下限値設定手段は、前記補機が作動している場合、前記補機が作動していない場合に比して、前記下限値を大きくすることができる。

本発明の他の観点では、内燃機関と、バッテリの電力を用いて前記内燃機関を始動させるモータと、電圧によって作動状態が変化する特性を有する補機と、を有する車両に適用され、前記バッテリよりも低い電源電圧を出力し、前記補機を駆動する補機バッテリと、前記バッテリと前記補機バッテリとに接続され、電圧変換を行う電圧変換器と、前記内燃機関の始動時において、前記補機が作動しているか否かに応じて、前記電圧変換器の電圧目標値に対して設定する下限値を変化させる電圧目標下限値設定手段と、を備え、前記補機は、エアコンを有しており、前記電圧目標下限値設定手段は、前記エアコンが作動している場合において、車速が低い場合、前記車速が高い場合に比して、前記下限値と前記電圧変換器における現在の電圧との差を小さくする。

この態様では、電圧目標下限値設定手段は、エアコンが作動している場合において、車速が低い場合に、電圧変換器の電圧目標値における下限値と、電圧変換器における現在の電圧との差を小さくする。つまり、電圧目標下限値設定手段は、車速が低いほど、下限値を大きくする。これにより、車速が低い場合に生じ得る、エアコン風量変化による違和感を適切に抑制することができる。また、当該態様では、車速が高い場合には、車速が低い場合に比して下限値が小さくされる傾向にあるため、始動電力を低減することが可能となる。

好ましくは、前記電圧目標下限値設定手段は、前記補機が作動している場合において、当該補機の特性変化が所定値以下となるように、前記下限値を設定する。例えば、「所定値」は、人間が違和感を覚えるような特性変化の値に設定される。これにより、始動時に生じる補機の特性変化を、人間に違和感を与えないような範囲内に適切に抑えることが可能となる。

本実施形態におけるハイブリッド車両の概略構成図を示す。 補機の特性変動の一例を示す。 第１実施形態における制御を説明するための図を示す。 エアコン風量レベルを考慮してＤＣ／ＤＣ電圧変化量を求める例を示す。 第１実施形態における制御フローを示す。 補機消費電力の算出方法を説明するための図を示す。 第２実施形態において、環境照度に応じた制御を行う理由を説明するための図を示す。 第２実施形態における制御を説明するための図を示す。 第３実施形態において、車速に応じた制御を行う理由を説明するための図を示す。 第３実施形態における制御を説明するための図を示す。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

＜第１実施形態＞
まず、本発明における第１実施形態について説明する。

（装置構成）
図１は、第１実施形態における車両の電源制御装置が搭載されたハイブリッド車両１００の概略構成図を示す。なお、図１中の破線矢印は、信号の入出力を示している。

ハイブリッド車両１００は、主に、エンジン（内燃機関）１と、車軸２と、駆動輪３と、第１のモータジェネレータＭＧ１と、第２のモータジェネレータＭＧ２と、動力分割機構４と、インバータ５と、メインバッテリ６と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７と、補機バッテリ８と、補機９と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と、を備える。

車軸２は、エンジン１及び第２のモータジェネレータＭＧ２の動力を車輪３に伝達する動力伝達系の一部である。車輪３は、ハイブリッド車両１００の車輪であり、説明の簡略化のため、図１では特に左右前輪のみが表示されている。エンジン１は、例えばガソリンエンジンで構成され、ハイブリッド車両１００の主たる推進力を出力する動力源として機能する。エンジン１は、ＥＣＵ２０によって種々の制御が行われる。

第１のモータジェネレータＭＧ１は、主としてメインバッテリ６を充電するための発電機、或いは第２のモータジェネレータＭＧ２に電力を供給するための発電機として機能するように構成されており、エンジン１の出力により発電を行う。第２のモータジェネレータＭＧ２は、主としてエンジン１の出力をアシスト（補助）する電動機として機能するように構成されている。例えば、第２のモータジェネレータＭＧ２は、メインバッテリ６からの電力を用いてエンジン１を始動させるように動作する。

また、第２のモータジェネレータＭＧ２は、エンジンブレーキ時やフットブレーキによる制動時において、回生ブレーキとして機能することにより制動力を発生する。これらのモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。以下では、第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２のことを適宜「モータジェネレータＭＧ」と表記する。

動力分割機構４は、サンギヤやリングギヤなどを有して構成されるプラネタリギヤ（遊星歯車機構）に相当し、エンジン１の出力を第１のモータジェネレータＭＧ１及び車軸２へ分配することが可能に構成されている。

インバータ５は、メインバッテリ６と、第１のモータジェネレータＭＧ１及び／又は第２のモータジェネレータＭＧ２との間の電力の入出力を制御する直流交流変換機である。例えば、インバータ５は、第１のモータジェネレータＭＧ１によって発電された交流電力を直流電力に変換してメインバッテリ６に供給すると共に、メインバッテリ６から取り出した直流電力を交流電力に変換して第２のモータジェネレータＭＧ２に供給する。

メインバッテリ６は、第１のモータジェネレータＭＧ１及び／又は第２のモータジェネレータＭＧ２を駆動するための電源として機能することが可能に構成されると共に、第１のモータジェネレータＭＧ１及び／又は第２のモータジェネレータＭＧ２が発電した電力を充電可能に構成された蓄電池である。

ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、本発明における電圧変換器の一例に相当し、メインバッテリ６の電力を降圧して、補機バッテリ８、補機９及びＥＣＵ２０に供給する。具体的には、ＤＣ／ＤＣコンバータ７は、ＥＣＵ２０から供給される制御信号Ｓ７に応じてメインバッテリ６から供給された直流電圧を降圧し、その降圧した直流電圧を補機バッテリ８、補機９及びＥＣＵ２０に供給する。

補機バッテリ８は、補機９及びＥＣＵ２０に電力を供給するバッテリであり、メインバッテリ６よりも低い電源電圧を出力する。補機バッテリ８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７からの直流電圧により充電される。

補機９は、言い換えると「補機負荷」であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ７を介して補機バッテリ８から供給される電力により駆動される。例えば、補機９としては、エアコン（エアーコンディショナー）や、ライト（灯火装置）や、点火装置や、電動ポンプや、パワーウィンドウや、オーディオ等が挙げられる。

ＥＣＵ２０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備え、ハイブリッド車両１００内の各構成要素に対して種々の制御を行う。具体的には、ＥＣＵ２０は、上記したエンジン１、第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２、インバータ５、メインバッテリ６、ＤＣ／ＤＣコンバータ７、補機バッテリ８、及び補機９との間で信号Ｓ１〜Ｓ３、Ｓ５〜Ｓ９の授受を行うことで、これらの構成要素を制御する。ＥＣＵ２０は、例えばハイブリッドＥＣＵ、エンジンＥＣＵ、及びモータＥＣＵを具備して構成されている。詳細は後述するが、ＥＣＵ２０は、本発明における電圧目標下限値設定手段として機能する。

（制御方法）
次に、第１実施形態においてＥＣＵ２０が行う制御について具体的に説明する。

前述したように、エンジン始動時においてＤＣ／ＤＣコンバータ７の電圧指令を制限することで補機消費電力の低減を図る技術があるが、当該技術では、補機９が電圧（言い換えると電気負荷。より詳しくは補機９の端子電圧）によって作動状態が変化するような特性を有していると、補機電圧変化により補機９の動作などが変動してしまう可能性がある。つまり、エンジン始動時において、電圧特性を有する補機９は、補機電圧変化により特性変化が発生する可能性がある。より具体的には、当該技術では、エンジン始動中にＤＣ／ＤＣコンバータ７における電圧の目標値を低下させた際に、その電圧がＥＣＵ２０の作動電圧範囲内であっても、電圧特性を有する補機９では、始動中にのみ特性変化が生じてしまう可能性がある。

例えば、補機９がエアコンを有しており、当該エアコンが作動している場合には、図２に示すように、エアコンに供給される電圧（補機９の端子電圧）の変動により、エアコン風量が変動する傾向にある。なお、エアコンはエアコンブロアに相当し、エアコン風量はエアコンブロアの風量に相当する。他方で、補機９がライトを有しており、当該ライトが作動している場合には、補機電圧変化によりライトの明滅が生じ得る。このような補機９の特性変化が生じた場合には、乗員や他車両に違和感を生じさせてしまう可能性がある。例えば、エンジン１の間欠始動においては、車両走行中であることや、始動頻度が多いことから、このような不具合が顕著に現れる傾向にあると言える。

したがって、第１実施形態では、ＥＣＵ２０は、エンジン始動時において、電圧特性を有する補機９が作動しているか否かに応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ７の電圧目標値に対して設定する下限値を変化させる。当該下限値は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７の電圧（以下、適宜「ＤＣ／ＤＣ電圧」と表記する。）が当該下限値を下回らないように制限するために用いられる制御値である。以下では、当該下限値を「始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値」と呼び、適宜「ＶＤＣ＿ｃｒｋ」の符号を用いる。具体的には、ＥＣＵ２０は、電圧特性を有する補機９が作動している場合、当該補機９が作動していない場合に比して、始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値を大きくする。また、ＥＣＵ２０は、補機９が作動している場合に、補機９の特性変化が所定値（以下、「特性変化所定値」と呼ぶ。）以下となるように始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値を設定する。

詳しくは、電圧特性を有する複数の補機９が存在するものとすると、まず、ＥＣＵ２０は、当該複数の補機９のうちでオンとなっている補機９について、それらの特性変化が特性変化所定値以下となるようなＤＣ／ＤＣコンバータ７における電圧の変化量（以下、適宜「ＤＣ／ＤＣ電圧変化量」と呼ぶ。）を求める。この場合、ＥＣＵ２０は、各補機９ごとに定められた特性変化所定値を用い、複数の補機９のうちでオンとなっている補機９のそれぞれについて、特性変化が特性変化所定値以下となるようなＤＣ／ＤＣ電圧変化量を求める。

そして、ＥＣＵ２０は、求められた複数のＤＣ／ＤＣ電圧変化量のうちの最小の電圧変化量を求めて、当該最小のＤＣ／ＤＣ電圧変化量をＤＣ／ＤＣ電圧における変化幅の上限（以下、「変化幅上限」と呼び、適宜「ΔＶＤＣｍａｘ」の符号を用いる。）に設定する。つまり、ＥＣＵ２０は、オンとなっている補機９のうち、ＤＣ／ＤＣ電圧変化に対する特性変化が最も大きい補機９より得られるＤＣ／ＤＣ電圧変化量を、ＤＣ／ＤＣ電圧の変化幅上限に設定する。こうしているのは、ＤＣ／ＤＣ電圧の変化を変化幅上限によって制限することで、オンとなっている全ての補機９の特性変化を特性変化所定値以下に制限するためである。

この後、ＥＣＵ２０は、現在のＤＣ／ＤＣ電圧（以下、「現在ＤＣ／ＤＣ電圧」と呼び、適宜「ＶＤＣ＿ｎｏｗ」の符号を用いる。）から変化幅上限を減算した電圧を、始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値に設定する。つまり、ＥＣＵ２０は、始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値を「ＶＤＣ＿ｎｏｗ−ΔＶＤＣｍａｘ」によってガードする。この場合、ＥＣＵ２０は、現在ＤＣ／ＤＣ電圧から変化幅上限を減算した電圧が、ＥＣＵ２０を作動させるために必要なＤＣ／ＤＣ電圧（以下、「ＥＣＵ作動電圧」と呼び、適宜「ＶＤＣ＿ｌｏｗ」の符号を用いる。）よりも小さい場合には、現在ＤＣ／ＤＣ電圧から変化幅上限を減算した電圧ではなく、ＥＣＵ作動電圧を始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値に設定する。こうしているのは、エンジン始動時におけるＤＣ／ＤＣ電圧がＥＣＵ作動電圧を下回らないようにすることで、ＥＣＵ２０の作動を確保するためである。

この後、ＥＣＵ２０は、上記のように設定した始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値以上の電圧を目標値として用いて、ＤＣ／ＤＣコンバータ７における電圧変換に関する制御を行って、エンジン１を始動させる制御を行う。これにより、エンジン始動時における補機９の特性変化を適切に抑制することが可能となる。

ここで、図３を参照して、第１実施形態における制御の具体例について説明する。図３は、横軸にＤＣ／ＤＣ電圧を示し、縦軸に補機特性（補機９の動作状態に対応する）を示している。具体的には、上から順に、ＥＣＵ２０の作動状態、エアコン風量、ライト輝度を示している。ここでは、補機９としてエアコン及びライトを例示しており、エアコンの特性変化としてエアコン風量の変化を用いており、また、ライトの特性変化としてライト輝度の変化を用いている。

エアコンがオンとなっている場合、ＥＣＵ２０は、エアコン風量の変化に対して定められた特性変化所定値（以下、「風量変化所定値」と呼ぶ。）を用いて、エアコン風量の変化が風量変化所定値以下となるようなＤＣ／ＤＣ電圧変化量（以下、適宜「ΔＶＤＣ＿Ａ」の符号を用いる。）を求める。具体的には、ＥＣＵ２０は、ＤＣ／ＤＣ電圧とエアコン風量との関係を示すグラフ５１に基づいて、現在ＤＣ／ＤＣ電圧ＶＤＣ＿ｎｏｗを基準にして、風量変化所定値に対応するＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ａを求める。なお、ＤＣ／ＤＣ電圧とエアコン風量との関係を示すグラフ５１は、予め実験やシミュレーションなどを行うことで求められて、メモリなどに記憶される。ＥＣＵ２０は、当該メモリに記憶されたグラフ５１を用いて、ＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ａを求める。

他方で、ライトがオンとなっている場合、ＥＣＵ２０は、ライト輝度の変化に対して定められた特性変化所定値（以下、「輝度変化所定値」と呼ぶ。）を用いて、ライト輝度の変化が輝度変化所定値以下となるようなＤＣ／ＤＣ電圧変化量（以下、適宜「ΔＶＤＣ＿Ｂ」の符号を用いる。）を求める。具体的には、ＥＣＵ２０は、ＤＣ／ＤＣ電圧とライト輝度との関係を示すグラフ５２に基づいて、現在ＤＣ／ＤＣ電圧ＶＤＣ＿ｎｏｗを基準にして、輝度変化所定値に対応するＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ｂを求める。なお、ＤＣ／ＤＣ電圧とライト輝度との関係を示すグラフ５２は、予め実験やシミュレーションなどを行うことで求められて、メモリなどに記憶される。ＥＣＵ２０は、当該メモリに記憶されたグラフ５２を用いてＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ａを求める。

図３に示す例では、ＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ａ、ΔＶＤＣ＿ＢにおいてΔＶＤＣ＿Ｂが最小であるため、ＥＣＵ２０は、ＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ｂを変化幅上限ΔＶＤＣｍａｘに設定する。そして、ＥＣＵ２０は、現在ＤＣ／ＤＣ電圧ＶＤＣ＿ｎｏｗから変化幅上限ΔＶＤＣｍａｘ（ΔＶＤＣ＿Ｂ）を減算した電圧がＥＣＵ作動電圧ＶＤＣ＿ｌｏｗよりも大きいため、現在ＤＣ／ＤＣ電圧ＶＤＣ＿ｎｏｗから変化幅上限ΔＶＤＣｍａｘを減算した電圧を、始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値に設定する。

なお、補機９の特性変化が特性変化所定値以下となるＤＣ／ＤＣ電圧変化量を求める場合に、各補機９におけるＤＣ／ＤＣ電圧変化と特性変化との関係（例えばグラフ５１、５２など）を変化させるパラメータを考慮しても良い。補機９によっては、ＤＣ／ＤＣ電圧変化と特性変化との関係が固定でなく、何らかのパラメータによって当該関係が変化する場合がある。言い換えると、特性変化が特性変化所定値以下となるようなＤＣ／ＤＣ電圧変化量が、何らかのパラメータに応じて変化する場合がある。そのため、ＥＣＵ２０は、例えば、このようなパラメータに応じたＤＣ／ＤＣ電圧変化と特性変化との関係を選定し、選定された関係から、特性変化が特性変化所定値以下となるＤＣ／ＤＣ電圧変化量を求めることができる。

図４は、エアコン風量レベルを考慮してＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ａを求める例を示す図である。図４は、横軸にＤＣ／ＤＣ電圧を示し、縦軸にエアコン風量を示している。

図４に示すように、エアコン風量レベル（ＨＩ、Ｍ、ＬＯ）に応じて、ＤＣ／ＤＣ電圧とエアコン風量との関係が変化することがわかる。例えば、エアコン風量レベルが「ＨＩ」である場合には、グラフ６１で示すようなＤＣ／ＤＣ電圧とエアコン風量との関係となり、エアコン風量レベルが「Ｍ」である場合には、グラフ６２で示すようなＤＣ／ＤＣ電圧とエアコン風量との関係となり、エアコン風量レベルが「ＬＯ」である場合には、グラフ６３で示すようなＤＣ／ＤＣ電圧とエアコン風量との関係となる。つまり、エアコン風量レベルが高いほど、ＤＣ／ＤＣ電圧の変化に対するエアコン風量の変化量が大きくなる傾向にある。

そのため、ＥＣＵ２０は、エアコン風量レベルが高いほど、ＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ａを小さくする。例えば、ＥＣＵ２０は、エアコン風量レベルが「ＨＩ」である場合にはグラフ６１よりＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ａａを求め、エアコン風量レベルが「Ｍ」である場合にはグラフ６２よりＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ａｂを求め、エアコン風量レベルが「ＬＯ」である場合にはグラフ６３よりＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ａｃを求める（ΔＶＤＣ＿Ａａ＜ΔＶＤＣ＿Ａｂ＜ΔＶＤＣ＿Ａｃ）。

なお、例えばグラフ６１〜６３に示すようなエアコン風量レベルに応じたＤＣ／ＤＣ電圧とエアコン風量との関係は、予め実験やシミュレーションなどを行うことで求められて、メモリなどに記憶される。そして、ＥＣＵ２０は、当該メモリに記憶された関係を用いて、ＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ａを求める。

なお、補機９の特性変化を制限するために用いられる「特性変化所定値」は、基本的には、人間の官能を考慮して予め設定される。例えば、特性変化所定値は、人間が違和感を覚えるような補機９の特性変化に対応する値に設定される。補機９がエアコンであれば、人間が違和感を覚えるようなエアコン風量変化に対応する値が風量変化所定値に設定され、補機９がライトであれば、人間が違和感を覚えるようなライト輝度変化に対応する値が輝度変化所定値に設定される。

（制御フロー）
次に、図５を参照して、第１実施形態における制御フローについて説明する。当該制御フローは、ＥＣＵ２０によって繰り返し実行される。なお、当該処理は、例えばエンジン１の始動時に実行される。

ステップＳ１０１では、ＥＣＵ２０は、電圧特性を有する補機９がオンとなっているか否かを判定する。この場合、ＥＣＵ２０は、補機９に供給している指令信号や補機９から供給される信号などに応じて、当該判定を行う。補機９がオンである場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進み、補機９がオンでない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ２０は、オンとなっている補機９のＤＣ/ＤＣ電圧変化量に基づいて変化幅上限を設定する。具体的には、ＥＣＵ２０は、各補機９ごとに定められた特性変化所定値を用いて、電圧特性を有する複数の補機９のうちでオンとなっている補機９のそれぞれについて、特性変化が各々の特性変化所定値以下となるＤＣ／ＤＣ電圧変化量を求める。そして、ＥＣＵ２０は、求められた複数のＤＣ／ＤＣ電圧変化量のうちの最小の電圧変化量を、ＤＣ／ＤＣ電圧における変化幅上限に設定する。この処理は、「ΔＶＤＣｍａｘ＝ｍｉｎ（ΔＶＤＣ＿Ａ、ΔＶＤＣ＿Ｂ、…）」といった具合に表現される。ステップＳ１０２の終了後、処理はステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、ＥＣＵ２０は、変化幅上限に基づいて始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値を設定する。具体的には、ＥＣＵ２０は、始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値を、現在ＤＣ／ＤＣ電圧から変化幅上限を減算した電圧でガードする。この場合、ＥＣＵ２０は、現在ＤＣ／ＤＣ電圧から変化幅上限を減算した電圧とＥＣＵ作動電圧とのうち大きいほうの電圧を、始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値に設定する。この処理は、「ＶＤＣ＿ｃｒｋ←ｍａｘ（ＶＤＣ＿ｌｏｗ、ＶＤＣ＿ｎｏｗ−ΔＶＤＣｍａｘ）」といった具合に表現される。ステップＳ１０３の終了後、処理はステップＳ１０５に進む。

一方、ステップＳ１０４では、ＥＣＵ２０は、電圧特性を有する補機９がオンとなっていないため、始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値をＥＣＵ作動電圧に設定する。この処理は、「ＶＤＣ＿ｃｒｋ←ＶＤＣ＿ｌｏｗ」といった具合に表現される。そして、処理はステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、ＥＣＵ２０は、補機９の消費電流（補機消費電流）を取得する。例えば、ＥＣＵ２０は、補機９の電流を検出する電流センサから補機消費電流を取得する。そして、処理はステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６では、ＥＣＵ２０は、エンジン始動時の補機９の消費電力（補機消費電力）を算出する。具体的には、ＥＣＵ２０は、ステップＳ１０５で取得された補機消費電流、及びステップＳ１０３又はステップＳ１０４で設定された始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値に基づいて、補機消費電力を算出する。そして、処理はステップＳ１０７に進む。

ここで、図６を参照して、補機消費電力の算出方法の一例について説明する。図６は、横軸にＤＣ／ＤＣ電圧を示し、縦軸に補機消費電力を示している。ＥＣＵ２０は、図６に示すようなＤＣ／ＤＣ電圧と補機消費電力と補機消費電流とによって規定されたマップを用いて、現在の補機消費電流及び始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値ＶＤＣ＿ｃｒｋに対応する補機消費電力を求める（例えば矢印７０参照）。なお、当該マップは、補機消費電流が大きくなるほど補機消費電力が大きくなるように規定されている。また、当該マップは、所定の実験や所定の演算式などに基づいて予め設定される。

図５に戻って、ステップＳ１０７以降の処理を説明する。ステップＳ１０７では、ＥＣＵ２０は、メインバッテリ７の電池出力が、エンジン１を始動させるために必要な電力（以下、「エンジン始動電力」と呼ぶ。）と、ステップＳ１０６で算出された補機消費電力とを加算した電力以下であるか否かを判定する。電池出力がエンジン始動電力と補機消費電力とを加算した電力以下である場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８では、ＥＣＵ２０は、メインバッテリ７の電力を用いてモータジェネレータＭＧを駆動することでエンジン１を始動させると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ７の目標電圧（以下、「ＤＣ／ＤＣ目標電圧」と呼ぶ。）を、ステップＳ１０３又はステップＳ１０４で設定された始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値に応じた電圧に設定する（ＶＤＣ←ＶＤＣ＿ｃｒｋ）。そして、処理はステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９では、ＥＣＵ２０は、エンジン回転数などに基づいて、エンジン１が完爆の状態にあるか否かを判定する。エンジン１が完爆の状態にある場合（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１１０に進む。これに対して、エンジン１が完爆の状態にない場合（ステップＳ１０９；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０９に戻る。

一方で、電池出力がエンジン始動電力と補機消費電力とを加算した電力よりも大きい場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１０に進む。この場合には、エンジン１における始動時ショックなどの発生を抑制すべく、エンジン１を始動させない。

ステップＳ１１０では、ＥＣＵ２０は、ＤＣ／ＤＣ目標電圧を、通常走行時に用いる電圧に設定する。そして、処理は終了する。

以上説明した第１実施形態によれば、エンジン始動時における補機９の特性変化を適切に抑制することができる。よって、乗員や他車両に発生し得る違和感を適切に抑制することが可能となる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。上記したように、補機９の特性変化が特性変化所定値以下となるようなＤＣ／ＤＣ電圧変化量を求めていたが（図３など参照）、第２実施形態では、この「特性変化所定値」を変化させる点で、第１実施形態と異なる。具体的には、第２実施形態では、人間の官能として感じられる補機９の特性変化を変化させる要因に基づいて、特性変化所定値を変化させる。このように特性変化所定値を変化させることは、人間の官能として感じられる特性変化を変化させる要因に基づいて、補機９についてのＤＣ／ＤＣ電圧変化量を変えることに相当し、しいては始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値を変化させることに相当する。

詳しくは、第２実施形態では、補機９は少なくともライトを有しており、当該ライトが作動している場合において、ハイブリッド車両１００における周囲環境の照度（以下、適宜「環境照度」と呼ぶ。）が低い場合、環境照度が高い場合に比して、ライトに対して用いる特性変化所定値（つまり輝度変化所定値）を小さくする。言い換えると、環境照度が低いほど、ライトについてのＤＣ／ＤＣ電圧変化量を小さくする。この場合、ＤＣ／ＤＣ電圧変化量を小さくすると変化幅上限も小さくなる傾向にあるため、最終的に設定される始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値は、環境照度が低いほど大きくなる傾向にある。

なお、基本的には、第２実施形態に係る制御も、図１に示したハイブリッド車両１００に適用される。つまり、第２実施形態に係る制御も、ＥＣＵ２０によって実行される。また、ここで特に説明しない構成や制御などについては、第１実施形態と同様であるものとする。

図７を参照して、上記のように環境照度に応じた制御を行う理由について具体的に説明する。図７は、横軸に、エンジン始動時におけるライトの輝度変化量（ライトの電圧変動によって生じるものである）を示しており、縦軸に、ライト輝度変化についての官能影響（言い換えると官能上の影響）を示している。図７には、環境照度が低い（暗い）場合及び環境照度が高い（明るい）場合の２つの場合について、ライト輝度変化量と官能影響との関係を例示している。なお、環境照度は、環境照度を検出可能に構成された環境照度計の検出値が用いられる。この環境照度計は、ハイブリッド車両１００に搭載される。

図７に示すように、環境照度によって、ライト輝度変化に対する官能影響が変わることがわかる。つまり、電圧変動に対するライト輝度変化は、ハイブリッド車両１００の外部における環境照度によって、人間が官能として感じられる変化が変わることがわかる。具体的には、環境照度が低いほど、ライト輝度変化による官能影響が大きいことがわかる。よって、環境照度が低いほど、ライト輝度変化が運転者や他車両に違和感を与えやすいと言える。

したがって、第２実施形態では、環境照度に起因する、ライト輝度変化に対する官能影響の変化を抑制すべく、ＥＣＵ２０は、ライトがオンとなっている場合に、環境照度が低いほど、輝度変化所定値を小さくする。言い換えると、ＥＣＵ２０は、環境照度が低いほど、変化幅上限を求めるために用いられる、ライトについてのＤＣ／ＤＣ電圧変化量を小さくする。即ち、ＥＣＵ２０は、環境照度が低いほど、始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値と現在ＤＣ／ＤＣ電圧との差（変化幅上限に対応する）を小さくする。なお、ＥＣＵ２０は、環境照度計が検出した環境照度を取得し、取得された環境照度に基づいて上記した処理を行う。

図８を参照して、第２実施形態における制御の具体例について説明する。図８（ａ）は、横軸にＤＣ／ＤＣ電圧を示し、縦軸にライト輝度を示している。図８（ａ）では、環境照度が低い場合に、符号８１で示す輝度変化所定値を用い、環境照度が高い場合に、符号８２で示す輝度変化所定値を用いる例を示している。環境照度が低い場合に用いられる輝度変化所定値８１は、環境照度が高い場合に用いられる輝度変化所定値８２よりも小さい。なお、予め実験などを行うことで、環境照度に応じて使用すべき輝度変化所定値が求められる。そして、こうして求められた環境照度と使用すべき輝度変化所定値との関係はメモリなどに記憶され、ＥＣＵ２０は、当該メモリに記憶された関係に基づいて、環境照度計が検出した環境照度に対応する輝度変化所定値に設定する。

図８（ａ）に示す例では、ＥＣＵ２０は、環境照度が低い場合には、グラフ８０より輝度変化所定値８１に対応するＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ｂ１を求め、環境照度が高い場合には、グラフ８０より輝度変化所定値８２に対応するＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ｂ２を求める。環境照度が低い場合に用いられるＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ｂ１は、環境照度が高い場合に用いられるＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ｂ２よりも小さい。なお、ＥＣＵ２０は、このようにＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ｂを求めた後、第１実施形態と同様の方法により、ＤＣ／ＤＣ電圧変化量に基づいて変化幅上限を設定して、当該変化幅上限に基づいて始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値を設定する。

ここで、上記のように環境照度に応じて変化させた輝度変化所定値からＤＣ／ＤＣ電圧変化量を求めることに限定はされず、環境照度に応じて変化させたＤＣ／ＤＣ電圧変化量を用いて、環境照度からＤＣ／ＤＣ電圧変化量を直接求めても良い。この例を、図８（ｂ）に示す。図８（ｂ）は、横軸に環境照度を示し、縦軸にライトについてのＤＣ／ＤＣ電圧変化量を示している。これより、環境照度が低いほど、小さな値を有するＤＣ／ＤＣ電圧変化量が求められることがわかる。図８（ｂ）に示すような環境照度とＤＣ／ＤＣ電圧変化量との関係は、予め実験などを行うことで求められて、メモリなどに記憶される。ＥＣＵ２０は、当該メモリに記憶された関係に基づいて、環境照度計が検出した環境照度に対応するＤＣ／ＤＣ電圧変化量を求める。

以上説明した第２実施形態によれば、環境照度に起因する、ライト輝度変化に対する官能影響の変化を、適切に抑制することができる。具体的には、環境照度が低い場合に生じ得る、ライト輝度変化による違和感を適切に抑制することができる。

また、第２実施形態によれば、環境照度が高い場合に、環境照度が低い場合に比して、輝度変化所定値が大きくされ、ライトについてのＤＣ／ＤＣ電圧変化量が大きくされる傾向にある。そのため、環境照度が高い場合には、最終的に設定される始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値が小さくなる傾向にあると言える。よって、第２実施形態によれば、環境照度が高い場合における始動電力を効率的に低減することが可能となる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態でも、人間の官能として感じられる補機９の特性変化を変化させる要因に基づいて、特性変化所定値を変化させる点で、第２実施形態と同様である。しかしながら、第２実施形態では、環境照度に応じてライトに用いる特性変化所定値（輝度変化所定値）を変化させていたが、第３実施形態では、ハイブリッド車両１００の車速に応じて、エアコンに用いる特性変化所定値（風量変化所定値）を変化させる。具体的には、第３実施形態では、エアコンが作動している場合において、車速が低い場合、車速が高い場合に比して、エアコンに対して用いる風量変化所定値を小さくする。言い換えると、車速が低いほど、エアコンについてのＤＣ／ＤＣ電圧変化量を小さくする。この場合、ＤＣ／ＤＣ電圧変化量を小さくすると変化幅上限も小さくなる傾向にあるため、最終的に設定される始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値は、車速が低いほど大きくなる傾向にある。

なお、基本的には、第３実施形態に係る制御も、図１に示したハイブリッド車両１００に適用される。つまり、第３実施形態に係る制御も、ＥＣＵ２０によって実行される。また、ここで特に説明しない構成や制御などについては、第１実施形態と同様であるものとする。

図９を参照して、上記のように車速に応じた制御を行う理由について具体的に説明する。図９は、横軸に、エンジン始動時におけるエアコン風量変化量（エアコンの電圧変動によって生じるものである）を示しており、縦軸に、エアコン風量変化についての官能影響（言い換えると官能上の影響）を示している。図９には、低車速の場合及び高車速の場合の２つの場合について、エアコン風量変化量と官能影響との関係を例示している。

図９に示すように、車速によって、エアコン風量変化に対する官能影響が変わることがわかる。つまり、電圧変動に対するエアコン風量変化は、車速によって、人間が官能として感じられる変化が変わることがわかる。具体的には、車速が低いほど、エアコン風量変化による官能影響が大きいことがわかる。よって、車速が低いほど、エアコン風量変化が乗員に違和感を与えやすいと言える。これは、エアコン風量変化は騒音として人体に影響を与えるが、低車速の場合には走行騒音が比較的小さいため、エアコン風量変化による騒音が走行騒音によって紛れないからである。逆に、車速が高いほど、エアコン風量変化による官能影響が小さくなる。これは、高車速の場合には走行騒音が大きくなるため、エアコン風量変化による騒音が走行騒音によって紛れるからである。

以上のことから、第３実施形態では、車速に起因する、エアコン風量変化に対する官能影響の変化を抑制すべく、ＥＣＵ２０は、エアコンがオンとなっている場合に、車速が低いほど風量変化所定値を小さくし、車速が高いほど風量変化所定値を大きくする。言い換えると、ＥＣＵ２０は、変化幅上限を求めるために用いられるエアコンについてのＤＣ／ＤＣ電圧変化量を、車速が低いほど小さくし、車速が高いほど大きくする。即ち、ＥＣＵ２０は、車速が低いほど、始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値と現在ＤＣ／ＤＣ電圧との差（変化幅上限に対応する）を小さくし、車速が高いほど、始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値と現在ＤＣ／ＤＣ電圧との差を大きくする。なお、ＥＣＵ２０は、車速センサが検出した車速を取得し、取得された車速に基づいて上記した処理を行う。

図１０を参照して、第３実施形態における制御の具体例について説明する。図１０（ａ）は、横軸にＤＣ／ＤＣ電圧を示し、縦軸にエアコン風量を示している。図１０（ａ）では、車速が低い場合に、符号９１で示す風量変化所定値を用い、車速が高い場合に、符号９２で示す風量変化所定値を用いる例を示している。車速が低い場合に用いられる風量変化所定値９１は、車速が高い場合に用いられる風量変化所定値９２よりも小さい。なお、予め実験などを行うことで、車速に応じて使用すべき風量変化所定値が求められる。そして、こうして求められた車速と使用すべき風量変化所定値との関係はメモリなどに記憶され、ＥＣＵ２０は、当該メモリに記憶された関係に基づいて、車速センサが検出した車速に対応する風量変化所定値に設定する。

図１０（ａ）に示す例では、ＥＣＵ２０は、車速が低い場合には、グラフ９０より風量変化所定値９１に対応するＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ａ１を求め、車速が高い場合には、グラフ９０より風量変化所定値９２に対応するＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ａ２を求める。車速が低い場合に用いられるＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ａ１は、車速が高い場合に用いられるＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ａ２よりも小さい。なお、ＥＣＵ２０は、このようにＤＣ／ＤＣ電圧変化量ΔＶＤＣ＿Ａを求めた後、第１実施形態と同様の方法により、ＤＣ／ＤＣ電圧変化量に基づいて変化幅上限を設定して、当該変化幅上限に基づいて始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値を設定する。

ここで、上記のように車速に応じて変化させた風量変化所定値からＤＣ／ＤＣ電圧変化量を求めることに限定はされず、車速に応じて変化させたＤＣ／ＤＣ電圧変化量を用いて、車速からＤＣ／ＤＣ電圧変化量を直接求めても良い。この例を、図１０（ｂ）に示す。図１０（ｂ）は、横軸に車速を示し、縦軸にエアコンについてのＤＣ／ＤＣ電圧変化量を示している。これより、車速が低いほど、小さな値を有するＤＣ／ＤＣ電圧変化量が求められ、車速が高いほど、大きな値を有するＤＣ／ＤＣ電圧変化量が求められることがわかる。図１０（ｂ）に示すような車速とＤＣ／ＤＣ電圧変化量との関係は、予め実験などを行うことで求められて、メモリなどに記憶される。ＥＣＵ２０は、当該メモリに記憶された関係に基づいて、車速センサが検出した車速に対応するＤＣ／ＤＣ電圧変化量を求める。

以上説明した第３実施形態によれば、車速に起因する、エアコン風量変化に対する官能影響の変化を、適切に抑制することができる。具体的には、車速が低い場合に生じ得る、エアコン風量変化による違和感を適切に抑制することができる。

また、第３実施形態によれば、車速が高い場合に、車速が低い場合に比して、風量変化所定値が大きくされ、エアコンについてのＤＣ／ＤＣ電圧変化量が大きくされる傾向にある。そのため、車速が高い場合には、最終的に設定される始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値が小さくなる傾向にあると言える。よって、第３実施形態によれば、車速が高い場合における始動電力を効率的に低減することが可能となる。

なお、上記した第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせて実施しても良い。具体的には、第２実施形態で示したように環境照度に応じて輝度変化所定値を変化させると共に、車速に応じて風量変化所定値を変化させることとしても良い。言い換えると、環境照度に応じてライトに用いるＤＣ／ＤＣ電圧変化量を変化させると共に、車速に応じてエアコンに用いるＤＣ／ＤＣ電圧変化量を変化させても良い。こうすることで、環境照度及び車速を考慮した始動時ＤＣ／ＤＣ電圧目標下限値を適切に設定することができる。したがって、特性変化による違和感の発生をより効果的に抑制することができると共に、始動電力を効率的に低減することができる。
［変形例］
本発明は、ハイブリッド車両への適用に限定はされず、バッテリ電力によりモータを駆動させてエンジンを始動可能に構成された種々の車両に適用することができる。

また、実施形態は、上述した実施形態の例に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能である。

１ エンジン
４ 動力分割機構
５ インバータ
６ メインバッテリ
７ ＤＣ／ＤＣコンバータ
８ 補機バッテリ
９ 補機
２０ ＥＣＵ
ＭＧ１ 第１のモータジェネレータ
ＭＧ２ 第２のモータジェネレータ
１００ ハイブリッド車両

Claims (4)

1. 内燃機関と、バッテリの電力を用いて前記内燃機関を始動させるモータと、電圧によって作動状態が変化する特性を有する補機と、を有する車両に適用され、
   前記バッテリよりも低い電源電圧を出力し、前記補機を駆動する補機バッテリと、
   前記バッテリと前記補機バッテリとに接続され、電圧変換を行う電圧変換器と、
   前記内燃機関の始動時において、前記補機が作動しているか否かに応じて、前記電圧変換器の電圧目標値に対して設定する下限値を変化させる電圧目標下限値設定手段と、を備え、
   前記補機は、ライトを有しており、
   前記電圧目標下限値設定手段は、前記ライトが作動している場合において、周囲環境の照度が低い場合、前記照度が高い場合に比して、前記下限値と前記電圧変換器における現在の電圧との差を小さくすることを特徴とする車両の電源制御装置。
2. 内燃機関と、バッテリの電力を用いて前記内燃機関を始動させるモータと、電圧によって作動状態が変化する特性を有する補機と、を有する車両に適用され、
   前記バッテリよりも低い電源電圧を出力し、前記補機を駆動する補機バッテリと、
   前記バッテリと前記補機バッテリとに接続され、電圧変換を行う電圧変換器と、
   前記内燃機関の始動時において、前記補機が作動しているか否かに応じて、前記電圧変換器の電圧目標値に対して設定する下限値を変化させる電圧目標下限値設定手段と、を備え、
   前記補機は、エアコンを有しており、
   前記電圧目標下限値設定手段は、前記エアコンが作動している場合において、車速が低い場合、前記車速が高い場合に比して、前記下限値と前記電圧変換器における現在の電圧との差を小さくすることを特徴とする車両の電源制御装置。
3. 前記電圧目標下限値設定手段は、前記補機が作動している場合、前記補機が作動していない場合に比して、前記下限値を大きくする請求項１または２に記載の車両の電源制御装置。
4. 前記電圧目標下限値設定手段は、前記補機が作動している場合において、当該補機の特性変化が所定値以下となるように、前記下限値を設定する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両の電源制御装置。

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