JP2008179182A - 電源制御装置および電源制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のバッテリなどから電気負荷に電力を供給するシステムにおいて、高電位電力系統に設けられたメインリレーの耐久性低下を防止しながら、電気負荷に安定した電力を供給する電源制御装置および電源制御方法を提供する。
【解決手段】電源制御装置は、降圧回路、昇圧回路、および制御部を備える。降圧回路は、高電圧系バッテリから供給される電力を所定電圧まで降圧し、電気負荷に供給する。昇圧回路は、低電圧系バッテリから供給される電力を所定電圧まで昇圧し、電気負荷に供給する。制御部は、高電圧系バッテリと降圧回路との間の電力供給ライン上に設けられた接点を接続／切断するリレー、降圧回路、および昇圧回路の動作をそれぞれ制御する。制御部は、所定条件成立後から第１の時間経過後に降圧回路の降圧動作を停止させ、その所定条件成立後からその第１の時間より長い第２の時間経過後にリレーを遮断して接点を切断する。
【選択図】図４

Description

本発明は、電気負荷に電力を供給する電源制御装置および電源制御方法に関し、特に、複数のバッテリから電気負荷に電力を供給する電源制御装置および電源制御方法に関する。

従来、内燃機関と電気モータとを組み合わせたハイブリッドシステムを搭載した車両が実用化されている。このようなハイブリッドシステムにおいては、電気モータに高電位（例えば、約２８８Ｖ）の電力を供給するバッテリが用いられる。このバッテリは、高電圧のニッケル水素電池等が用いられ、一般的に主機バッテリとも呼ばれる。

また、上記ハイブリッドシステムを搭載した車両においても、内燃機関のみをパワートレインとしていた車両に搭載されている補機に低電位（例えば、約１２Ｖ）の電力を供給するバッテリも用いられる。このバッテリは、鉛蓄電池等が用いられ、一般的に補機バッテリとも呼ばれる。

また、上記ハイブリッドシステムを搭載した車両には、ステアリングホイールに与えられる回転操作に応じて、電動モータにより回転操作力を補助する電動パワーステアリング装置も搭載される。例えば、上記高電位と上記低電位との間となる中電位（例えば、約４２Ｖ）の電力を電動パワーステアリング装置へ供給する電源制御装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。上記特許文献１で開示された電源制御装置は、上記ハイブリッドシステムを搭載した車両において、主機バッテリからの高電位を上記中電位までＤＣ−ＤＣコンバータで降圧して当該電動パワーステアリング装置へ電力供給が行われる。そして、上記高電位電力系統の異常時などでは、一時的なバックアップ電源として補機バッテリからの低電位を上記中電位まで昇圧して上記電動パワーステアリング装置へ電力供給が行われる。
特開２００６−２１３２７３号公報

しかしながら、上記ハイブリッドシステムや主機バッテリの異常が発生すると、当該主機バッテリの電源供給ライン上に設けられたシステムメインリレー（以下、ＳＭＲと記載する）が遮断される。例えば、図５のタイミングチャートに示すように、ＳＭＲが遮断されたことに応じて、高電位電力系統の電圧が低下する。この高電位電力系統の電圧が閾値ｔまで低下したことをトリガとして、バックアップ電源からの電力供給に切り替える場合、電動パワーステアリング装置による回転操作力の補助が一時的に停止する期間が生じる。

具体的には、高電位電力系統の電圧が閾値ｔまで低下した後、ＤＣ−ＤＣコンバータが上記高電位から上記中電位まで降圧する動作を停止するまでの期間が生じる（図５に示す期間Ｂ）。また、高電位電力系統の電圧が閾値ｔまで低下した後、ＤＣ−ＤＣコンバータが上記低電位を上記中電位まで昇圧する動作を開始するまでの期間が生じる（図５に示す期間Ｃ）。これらの期間Ｂおよび期間Ｃは、ＤＣ−ＤＣコンバータの降圧回路および昇圧回路の応答遅れによる期間に加えて、上記電圧低下がシステム異常によるものか否かの判断をするための期間（例えば、１００ｍｓ）が含まれる。例えば、ハイブリッドシステムの電気モータに大きな負荷が加わること等に応じて、高電位電力系統の電圧が一時的に低下することがある。このような電圧低下とシステム異常による電圧低下とを区別するため
に、ある程度の判定期間が必要であり、このような判定処理を行うための期間を経て降圧回路の停止および昇圧回路の駆動が開始される。

一方、電動パワーステアリング装置に供給される電力の電圧は、高電位電力系統の電圧低下に応じて中電位から０Ｖまで低下する。その後、供給電圧は、昇圧回路の駆動開始に伴って０Ｖから当該中電位まで上昇する。したがって、電動パワーステアリング装置が駆動可能となる電圧以下まで供給電圧が低下する期間、すなわち電動パワーステアリング装置が回転操作力を補助できない期間（図５に示すＥＰＳアシスト停止期間ＡＳ）が生じる。

また、ＳＭＲを遮断する際、ＤＣ−ＤＣコンバータの降圧回路が駆動状態にあり、ＳＭＲが通電状態で遮断される。つまり、ＳＭＲ遮断時に、ＳＭＲの接点等が溶着する恐れがある。

このように、上記ハイブリッドシステム異常等に応じてＳＭＲを遮断すると、ＥＰＳアシスト停止期間が生じ、ＳＭＲ溶着等が発生することが考えられる。しかしながら、上記特許文献１で開示された電源制御装置は、ＳＭＲの遮断、降圧回路の駆動停止、および昇圧回路の駆動開始のタイミングについて考慮されていない。

それ故に、本発明の目的は、複数のバッテリなどから電気負荷に電力を供給するシステムにおいて、高電位電力系統に設けられたメインリレーの耐久性低下を防止しながら、電気負荷に安定した電力を供給する電源制御装置および電源制御方法を提供することである。

上述したような目的を達成するために、本発明は、以下に示すような特徴を有している。
第１の発明は、車両の電気負荷に対して電力を供給する電源制御装置である。電源制御装置は、降圧回路、昇圧回路、および制御部を備える。降圧回路は、高電圧系バッテリから供給される電力を所定電圧まで降圧し、電気負荷に供給する。昇圧回路は、低電圧系バッテリから供給される電力を所定電圧まで昇圧し、電気負荷に供給する。制御部は、高電圧系バッテリと降圧回路との間の電力供給ライン上に設けられた接点を接続／切断するリレー、降圧回路、および昇圧回路の動作をそれぞれ制御する。制御部は、所定条件成立後から第１の時間経過後に降圧回路の降圧動作を停止させ、その所定条件成立後からその第１の時間より長い第２の時間経過後にリレーを遮断して接点を切断する。

第２の発明は、上記第１の発明において、制御部は、所定条件が成立したとき、所定条件成立後から第１の時間が経過する前に昇圧回路の昇圧動作を開始する。

第３の発明は、上記第１の発明において、リレーと降圧回路との間の電力供給ラインには、さらに別の電気負荷が接続される。制御部は、さらに別の電気負荷の動作も制御可能である。制御部は、所定条件が成立したとき、所定条件成立後から第２の時間が経過する前に別の電気負荷の動作を停止する。

第４の発明は、上記第２の発明において、電源制御装置が電力を供給する電気負荷の少なくとも１つは、車両の電動パワーステアリング装置である。

第５の発明は、車両の電気負荷に対して電力を供給する電源制御方法である。電源制御方法は、降圧ステップと、昇圧ステップと、接続／切断ステップとを含む。降圧ステップは、高電圧の電力を所定電圧まで降圧し、電気負荷に供給する。昇圧ステップは、低電圧
の電力を所定電圧まで昇圧し、電気負荷に供給する。接続／切断ステップはを含み、電気負荷へ供給する高電圧の電力が通電される電力供給ライン上に設けられた接点を接続／切断する。降圧ステップでは、所定条件成立後から第１の時間経過後に降圧動作が停止される。接続／切断ステップでは、所定条件成立後から第１の時間より長い第２の時間経過後に接点が切断される。

上記第１の発明によれば、システムメインリレー等のリレーの遮断時に降圧回路が停止状態であるため、当該リレーの接点等が溶着することを防止することができ、当該リレーの耐久性を向上させることができる。また、上記リレーが時間経過に基づいて遮断されるため、降圧回路等の使用状態を確認する必要がなく、遮断の応答性を高めることができる。

上記第２の発明によれば、高電圧系電力から低電圧系電力（バックアップ電源）の電力供給に切り替える際、降圧回路の駆動期間と昇圧回路の駆動期間とがオーバラップするため、電気負荷に供給される電力の出力電圧が常に所定電圧で安定する。これによって、電気負荷に供給する出力電圧が当該電気負荷を動作可能とする電圧以下まで低下することがないため、電気負荷の動作を安定させることができる。

上記第３の発明によれば、リレーを遮断する際、高電圧系バッテリの電源供給ラインに接続された他の電気負荷も停止状態であるため、無通電状態でリレーを遮断することができ、リレーの接点等が溶着を確実に防止することができる。

上記第４の発明によれば、車両の運転中に、当該車両に搭載された電動パワーステアリング装置による回転操作力の補助が一時的に停止する期間が生じることを防止することができる。

また、本発明の電源制御方法によれば、上述した電源制御装置と同様の効果を得ることができる。

以下、図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態に係る電源制御装置を含む電力供給システムについて説明する。典型的には、当該電力供給システムは、ハイブリッドシステムを搭載した車両に設置される。なお、図１は、電力供給システムの一部の構成の一例を示す概略構成図である。図２は、電源制御装置に含まれるＨＶ−ＥＣＵ１１の動作の一例を示すフローチャートである。図３は、電源制御装置に含まれるマイコン５３の動作の一例を示すフローチャートである。図４は、当該電力供給システムにおける電力供給制御のタイミングチャートである。

図１において、電力供給システムは、高電圧系バッテリ１および低電圧系バッテリ８からの電力を、車両に設けられた各電気負荷に供給する。代表的には、高電圧系バッテリ１からの電力が供給される電気負荷として、インバータ３およびエアコン４がある。ここで、インバータ３は、高電圧系バッテリ１から供給される直流電力を３相に変換して、車両走行用の電気モータ（主機モータ）を通電制御する。また、高電圧系バッテリ１または低電圧系バッテリ８からの電力が供給される電気負荷として、電動パワーステアリング装置がある。図１の例では、高電圧系バッテリ１または低電圧系バッテリ８からの電力が、ＥＰＳ−ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｔｅｅｒｉｎｇ−Ｅｌｅｃｔｏｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：電動パワーステアリング電子制御装置）６を介して電動モータ７に供給される。なお、高電圧系バッテリ１および低電圧系バッテリ８は、上述した電気負荷の例以外の電気負荷に対しても電力供給するが、ここでは詳細な説明を省略
する。

高電圧系バッテリ１は、主にハイブリッドシステムにおける電気モータに高電位（例えば、約２８８Ｖ）の電力を供給するバッテリである。高電圧系バッテリ１は、高電圧のニッケル水素電池等が用いられ、一般的に主機バッテリとも呼ばれる。また、高電圧系バッテリ１の電源供給ライン上には、システムメインリレー（以下、ＳＭＲと記載する）２が設けられ、当該ＳＭＲ２をＯＮ−ＯＦＦすることによって、高電圧系バッテリ１からの電力供給または電力遮断が切り替えられる。高電圧系バッテリ１の電源供給ラインには、ＳＭＲ２の負荷側に上述したインバータ３およびエアコン４等の電気負荷が分岐接続される。

低電圧系バッテリ８は、主に車両の補機に低電位（例えば、約１２Ｖ）の電力を供給するバッテリである。低電圧系バッテリ８は、鉛蓄電池等が用いられ、一般的に補機バッテリとも呼ばれる。なお、低電圧系バッテリ８は、上記車両に設けられた様々な電気負荷に対しても電力供給するが、ここでは詳細な説明を省略する。なお、高電圧系バッテリ１の電源供給ラインには、上記高電位を上記低電位まで降圧する降圧回路９が接続され、当該降圧回路９で降圧された電力が低電圧系バッテリ８に充電される。また、降圧回路９も他の電気負荷と同様に、高電圧系バッテリ１の電源供給ラインにおいてＳＭＲ２の負荷側から分岐接続される。

また、上記車両には、運転者がステアリングホイールに与える回転操作に応じて、電動モータ７により回転操作力を補助する電動パワーステアリング装置が搭載される。電動モータ７は、その回転操作に応じてステアリングシャフトの回転方向への駆動力を生じさせ、ステアリングホイールに与えられる回転操作に応じたアシスト力を付与する。例えば、電動モータ７は、３相モータで構成され、ＥＰＳ−ＥＣＵ６によってその駆動が制御される。

ＥＰＳ−ＥＣＵ６は、電動モータ７への通電量を演算し、当該通電量に応じて電動モータ７を駆動制御する。例えば、ＥＰＳ−ＥＣＵ６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５からの電力が供給される３相インバータを含み、当該３相インバータから電動モータ７の各相にそれぞれ電力が供給される。ＥＰＳ−ＥＣＵ６は、電動モータ７のモータ回転角、電動モータ７の各相を流れる電流量、操舵トルク、および車両の車速等の情報に基づいて、電動モータ７への通電量を制御する。

電動パワーステアリング装置へは、上記高電位と上記低電位との間となる中電位（例えば、約４２Ｖ）の電力が供給される。本実施形態の電力供給システムでは、中電位専用の蓄電機構は設けず、電動パワーステアリング装置の消費電力を考慮して、主に高電圧系バッテリ１からの高電位を上記中電位までＤＣ−ＤＣコンバータ５で降圧して、当該電動パワーステアリング装置へ電力供給が行われる。この場合、上記高電位電力系統の異常時などでは、一時的なバックアップ電源として低電圧系バッテリ８からの低電位を上記中電位までＤＣ−ＤＣコンバータ５で昇圧して上記電動パワーステアリング装置へ電力供給する。

ＤＣ−ＤＣコンバータ５は、降圧回路５１、昇圧回路５２、およびマイコン５３を備えている。ＤＣ−ＤＣコンバータ５は、上述したように高電圧系バッテリ１からの高電位を上記中電位まで降圧または低電圧系バッテリ８からの低電位を上記中電位まで昇圧して電気負荷に電力供給する。

高電圧系バッテリ１から出力される高電位の直流電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５の降圧回路５１に入力される。典型的には、降圧回路５１は、インバータ、トランス、および
整流回路等を含んでいる。降圧回路５１に入力された高電位電力は、インバータで交流に変換され、トランスへ出力される。トランスは、インバータで変換された電力を高電位から中電位へ降圧して、整流回路に出力する。そして、整流回路は、中電位の交流電力を直流に変換し、ＥＰＳ−ＥＣＵ６へ出力する。

高電位電力系統の異常時などでは、低電圧系バッテリ８からＥＰＳ−ＥＣＵ６へ電力がバックアップ供給される。低電圧系バッテリ８から出力される低電位の直流電力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５の昇圧回路５２に入力される。典型的には、昇圧回路５２は、電力供給ライン上に設けられた昇圧コイルおよびダイオードと、昇圧コイルおよびダイオードの間から接地するスイッチング素子（例えば、ＭＯＳ）等を含んでいる。そして、昇圧コイルに低電圧系バッテリ８からの断続的な電流を流すことによって当該昇圧コイル内に電力を生じさせて、低電位の電力を中電位まで昇圧させる。そして、昇圧した中電位の電力をダイオードで整流してＥＰＳ−ＥＣＵ６へ出力する。

マイコン５３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５の出力電圧をモニタして、当該出力電圧が目標電圧となるように降圧回路５１および昇圧回路５２の作動を制御する。例えば、マイコン５３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５の出力電圧を監視し、当該出力電圧が所定電圧（上記中電位）となるように降圧回路５１または昇圧回路５２の作動をフィードバック制御する。また、マイコン５３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５の出力電流を監視し、ＥＰＳ−ＥＣＵ６への過電流等について防止する。マイコン５３は、イグニッションスイッチ１０を介して、低電圧系バッテリ８に接続される。これによって、マイコン５３は、イグニッションスイッチ１０のＯＮ−ＯＦＦ操作と連動して、低電圧系バッテリ８から電力供給を受けることになる。そして、本実施形態においては、マイコン５３は、ハイブリッド制御装置（ＨＶ−Ｅｌｅｃｔｏｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ；以下、ＨＶ−ＥＣＵと記載する）１１と通信線を介して接続され、ＨＶ−ＥＣＵ１１によってその動作が制御される。

ＨＶ−ＥＣＵ１１は、マイクロコンピュータ等によって構成される。ＨＶ−ＥＣＵ１１は、車両の運転状態に応じたエンジン出力やモータトルクを演算し、インバータ３等の出力を制御する。また、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、車両のハイブリッドシステムの他に、ＤＣ−ＤＣコンバータ５の作動やＳＭＲ２のＯＮ−ＯＦＦ制御も行う。ここで、ＨＶ−ＥＣＵ１１およびＤＣ−ＤＣコンバータ５が本発明の電源制御装置の一例に相当し、ＨＶ−ＥＣＵ１１およびマイコン５３が本発明の制御部の一例に相当する。

以下、図２および図３を参照して、電力供給システムの動作について説明する。図２は、電源制御装置に含まれるＨＶ−ＥＣＵ１１の動作の一例を示すフローチャートであるが、ＨＶ−ＥＣＵ１１が用いる記憶領域（図示せず）に制御プログラムとして記憶されている。そして、イグニッションスイッチ１０がＯＮされることによって、当該制御プログラムをＨＶ−ＥＣＵ１１が実行することによって、後述する電力供給動作が実現する。また、図３は、電源制御装置に含まれるマイコン５３の動作の一例を示すフローチャートであるが、マイコン５３が用いる記憶領域（図示せず）に制御プログラムとして記憶されている。そして、イグニッションスイッチ１０がＯＮされることによって、当該制御プログラムをマイコン５３が実行することによって、後述する電力供給動作が実現する。なお、後述する説明においては、ハイブリッドシステムの異常等に応じて、電動パワーステアリング装置への電力供給が高電位電力系統から低電位電力系統（バックアップ電源）からの電力供給に切り替える動作について主に説明し、他の動作については詳細な説明を省略する。

図２において、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、ハイブリッドシステムに異常が発生しているか否かを判断する（ステップＳ５１）。例えば、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、車両に搭載されたハイ
ブリッドシステム内における異常や高電圧系バッテリ１の異常等の発生有無の確認を行う。そして、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、ハイブリッドシステム等に異常が発生している場合、処理を次のステップＳ５２に進める。一方、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、ハイブリッドシステム等が正常である場合、処理を次のステップＳ５７に進める。

ステップＳ５２において、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５へ高圧電源使用停止要求を送信し、処理を次のステップに進める。具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、上述したＨＶ−ＥＣＵ１１およびマイコン５３間の信号線を介して、マイコン５３に高圧電源使用停止要求を送信する。

次に、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、高電圧系バッテリ１の電源供給ラインに接続された電気負荷を停止し（ステップＳ５３）、処理を次のステップに進める。例えば、上記ステップＳ５３で停止する電気負荷は、インバータ３、エアコン４、および降圧回路９（図１参照）等である。

次に、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、ＨＶタイマーＴｈｖによるカウントをスタートする（ステップＳ５４）。そして、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、ＨＶタイマーＴｈｖのカウントをスタートしてから所定時間ｔ１経過するのを待つ（ステップＳ５５）。ここで、所定時間ｔ１は、上記電気負荷が停止し、ＤＣ−ＤＣコンバータ５からのバックアップ電力供給が安定するまでに要する時間に設定され、後述する所定時間ｔ２より長い時間（例えば、２００ｍｓ）に設定される。なお、上記ステップＳ５２〜Ｓ５４の処理は、それらの処理順序を入れ替えてもかまわない。

所定時間ｔ１が経過すると（ステップＳ５５でＹｅｓ）、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、ＳＭＲ２を遮断し（ステップＳ５６）、当該フローチャートによる処理を終了する。このＳＭＲ２を遮断することによって、高電圧系バッテリ１からの電力が遮断状態に切り替えられる。

一方、上記ステップＳ５１において、ハイブリッドシステム等が正常であると判断された場合、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、車両の電源がＯＦＦ（例えば、イグニッションスイッチ１０がＯＦＦ）されたか否かを判断する（ステップＳ５７）。そして、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、車両の電源がＯＦＦされた場合、当該フローチャートによる処理を終了する。一方、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、車両の電源がＯＮ状態の場合、上記ステップＳ５１に戻って処理を繰り返す。

図３において、マイコン５３は、ＨＶ−ＥＣＵ１１から高圧電源使用停止要求を受信したか否かを判断する（ステップＳ６１）。ここで、高圧電源使用停止要求は、上記ステップＳ５２の処理によって、信号線を介してＨＶ−ＥＣＵ１１がマイコン５３に送信する指令である。そして、マイコン５３は、高圧電源使用停止要求を受信した場合、次のステップＳ６２に処理を進める。一方、マイコン５３は、高圧電源使用停止要求を受信していない場合、次のステップＳ６６に処理を進める。

ステップＳ６２において、マイコン５３は、昇圧回路５２の昇圧動作を開始し、次のステップに処理を進める。このマイコン５３の制御に応じて、昇圧回路５２は、低電圧系バッテリ８からの低電位電力を中電位まで昇圧してＥＰＳ−ＥＣＵ６へ出力する動作を開始する。

次に、マイコン５３は、マイコンタイマーＴｍによるカウントをスタートする（ステップＳ６３）。そして、マイコン５３は、マイコンタイマーＴｍのカウントをスタートしてから所定時間ｔ２経過するのを待つ（ステップＳ６４）。ここで、所定時間ｔ２は、低電
圧系バッテリ８からの低電位電力を中電位まで昇圧する昇圧回路５２からの電力供給が安定するまでに要する時間に設定され、上記所定時間ｔ１より短い時間（例えば、数十ｍｓ）に設定される。なお、上記ステップＳ６２およびＳ６３の処理は、それらの処理順序を入れ替えてもかまわない。

所定時間ｔ２が経過すると（ステップＳ６４でＹｅｓ）、マイコン５３は、降圧回路５１による降圧動作を停止し（ステップＳ６５）、当該フローチャートによる処理を終了する。この降圧回路５１による降圧動作を停止することによって、高電圧系バッテリ１から電動パワーステアリング装置への電力供給が停止される。つまり、電動パワーステアリング装置は、低電圧系バッテリ８からの電力供給（バックアップ電力）のみで作動している状態となる。

一方、上記ステップＳ６１において、高圧電源使用停止要求をＨＶ−ＥＣＵ１１から受信していない場合、マイコン５３は、車両の電源がＯＦＦ（例えば、イグニッションスイッチ１０がＯＦＦ）されたか否かを判断する（ステップＳ６６）。そして、マイコン５３は、車両の電源がＯＦＦされた場合、当該フローチャートによる処理を終了する。一方、マイコン５３は、車両の電源がＯＮ状態の場合、上記ステップＳ６１に戻って処理を繰り返す。

次に、図４を用いて、上記図２および図３に示したフローチャートに基づいた電力供給システムの動作タイミングについて説明する。なお、図４に示すタイミングチャートは、高電位電力供給系統から供給された高電位の電力を降圧回路５１で中電位に降圧して電気負荷に供給している状態から、低電位電力系統（バックアップ電源）からの電力供給に切り替えるまでの動作タイミングを示している。

図４において、上記ハイブリッドシステムの異常が発生すると、ＨＶ−ＥＣＵ１１がＤＣ−ＤＣコンバータ５へ高圧電源使用停止要求を送信する。次に、ＤＣ−ＤＣコンバータ５のマイコン５３は、高圧電源使用停止要求の受信に応じて、昇圧回路５２を駆動させて昇圧動作を開始する（図示矢印Ｄ）。

また、ＤＣ−ＤＣコンバータ５のマイコン５３は、高圧電源使用停止要求の受信から所定時間ｔ２が経過すると（図示期間Ｅ）、降圧回路５１による降圧動作を停止する。つまり、降圧回路５１が駆動して降圧動作を行っている期間と、昇圧回路５２が駆動して昇圧動作を行っている期間とがオーバラップする（図示期間Ｆ）。したがって、高電圧系バッテリ１から供給された高電位の電力を降圧回路５１で中電位に降圧して電力供給する期間と、低電圧系バッテリ８から供給された低電位の電力を昇圧回路５２で中電位に昇圧して電力供給する期間とがオーバラップするため、ＤＣ−ＤＣコンバータ５の出力電圧が常に中電位で安定する。これによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ５から電動パワーステアリング装置に供給する電力の供給電圧は、当該電動パワーステアリング装置が駆動可能となる要求電圧以下まで低下することがなく（図５に示すＥＰＳアシスト停止期間ＡＳが生じない）、電動パワーステアリング装置が運転者の回転操作力を安定して補助することができる。

また、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５へ高圧電源使用停止要求を送信してから所定時間ｔ１が経過すると、ＳＭＲ２を遮断する（図示Ｇ）。このＳＭＲ２を遮断することによって、高電圧系バッテリ１からの電力が遮断状態に切り替えられる。ここで、図４から明らかなように、このＳＭＲ２を遮断する際、ＤＣ−ＤＣコンバータ５の降圧回路５１が停止状態にある。つまり、高電圧系バッテリ１の電源供給ラインの電流量は、降圧回路５１へ供給していた分だけ減少しているため、ＳＭＲ２遮断時にＳＭＲ２の接点等が溶着することを防止することができる。また、上記ステップＳ５３における動作によ
って、高電圧系バッテリ１の電源供給ラインに接続された他の電気負荷も停止しているため、無通電状態でＳＭＲ２を遮断することができ、ＳＭＲ２の接点等が溶着を確実に防止することができる。

このように、本実施形態に係る電源制御装置によれば、バックアップ電源からの電力供給に切り替える際、ＤＣ−ＤＣコンバータ５から供給される電力の出力電圧が常に中電位で安定する。これによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ５の出力電圧が電動パワーステアリング装置を駆動可能とする電圧以下まで低下することがないため、電動パワーステアリング装置の回転操作力を安定して補助することができる。また、ＳＭＲ２遮断時に降圧回路５１が停止状態であるため、ＳＭＲ２の接点等が溶着することを防止することができ、ＳＭＲ２の耐久性を向上させることができる。また、ＳＭＲ２は、時間経過に基づいて遮断されるため、ＤＣ−ＤＣコンバータ５の使用状態を確認する必要がなく、遮断の応答性を高めることができる。

なお、上述したステップＳ５２における高圧電源使用停止要求を送信する処理、ステップＳ５３における各電気負荷を停止する処理、およびステップＳ５４におけるＨＶタイマーＴｈｖをスタートする処理を、それぞれ順序を入れ替えて行ってもかまわない。また、これらステップＳ５２〜ステップＳ５４の少なくとも２つの処理を、同時に行ってもかまわない。

また、上述したステップＳ６２における昇圧動作を開始する処理とステップＳ６３におけるマイコンタイマーＴｍをスタートする処理とは、それらの順序を逆に行ってもかまわない。また、これらステップＳ６２およびステップＳ６３の処理を、同時に行ってもかまわない。

また、上述した説明では、中電位電力を供給する電気負荷の一例として、電動パワーステアリング装置を用いたが、他の電気負荷を供給対象としてもかまわない。例えば、前後のスタビライザーバーにアクチュエータを内蔵し、スタビライザーの効力を車両姿勢に応じて可変制御することによりコーナリング時のロールを抑制する電動アクティブスタビライザや、電動ブレーキ制御装置や、電動モータの回転力を上下動に変換して車体の振動を抑制する電磁サスペンション等の電気負荷を供給対象としてもかまわない。

また、上記ステップＳ５３の動作では、ＨＶ−ＥＣＵ１１が高電圧系バッテリ１の電源供給ラインに接続された電気負荷を停止したが、車両に搭載された他の制御部が当該電気負荷を停止してもかまわない。また、上述した説明では、ＨＶ−ＥＣＵ１１およびマイコン５３を一例とする複数の制御部がそれぞれ動作する一例を示したが、他の態様によって動作してもかまわない。例えば、ＨＶ−ＥＣＵ１１およびマイコン５３の何れか一方の制御部が、上述したＨＶ−ＥＣＵ１１およびマイコン５３の動作を行ってもかまわない。また、ＨＶ−ＥＣＵ１１およびマイコン５３とは異なる単独の制御部が、上述したＨＶ−ＥＣＵ１１およびマイコン５３の動作を行ってもかまわない。この場合、単独の制御部は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５の内部に設けてもいいし、ＤＣ−ＤＣコンバータ５の外部に設けてもいい。また、既に車両に設置されている他の制御部が、上述したＨＶ−ＥＣＵ１１およびマイコン５３の動作を行ってもかまわない。

また、上述した各種電圧値や判定時間等は、単なる一例に過ぎず他の値や判定時間であっても、本発明を実現できることは言うまでもない。

また、上述した説明では、ハイブリッドシステムを搭載した車両に設置される一例を用いたが、電気走行自動車等の車両に設置されてもかまわない。

以上、本発明を詳細に説明してきたが、前述の説明はあらゆる点において本発明の例示にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。

本発明に係る電源制御装置および電源制御方法は、複数のバッテリなどから電気負荷に電力を供給するシステムにおいて、高電位電力系統に設けられたメインリレーの耐久性低下を防止しながら、電気負荷に安定した電力を供給することができ、ハイブリッドシステム等の複数のバッテリから電気負荷に電力を供給するシステムに適用できる。

本発明の一実施形態に係る電源制御装置を含む電力供給システムの一部の構成を示す概略構成図 図１のＨＶ−ＥＣＵ１１の動作の一例を示すフローチャート 図１のマイコン５３の動作の一例を示すフローチャート 図１の電力供給システムにおける電力供給制御のタイミングチャート 従来の電力供給システムにおける電力供給制御のタイミングチャート

符号の説明

１…高電圧系バッテリ
２…ＳＭＲ
３…インバータ
４…エアコン
５…ＤＣ−ＤＣコンバータ
６…ＥＰＳ−ＥＣＵ
７…電動モータ
８…低電圧系バッテリ
９、５１…降圧回路
１０…イグニッションスイッチ
１１…ＨＶ−ＥＣＵ
５２…昇圧回路
５３…マイコン

Claims (5)

1. 車両の電気負荷に対して電力を供給する電源制御装置であって、
   高電圧系バッテリから供給される電力を所定電圧まで降圧し、前記電気負荷に供給する降圧回路と、
   低電圧系バッテリから供給される電力を前記所定電圧まで昇圧し、前記電気負荷に供給する昇圧回路と、
   前記高電圧系バッテリと前記降圧回路との間の電力供給ライン上に設けられた接点を接続／切断するリレー、前記降圧回路、および前記昇圧回路の動作をそれぞれ制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、所定条件成立後から第１の時間経過後に前記降圧回路の降圧動作を停止させ、当該所定条件成立後から当該第１の時間より長い第２の時間経過後に前記リレーを遮断して前記接点を切断する、電源制御装置。
2. 前記制御部は、前記所定条件が成立したとき、前記所定条件成立後から第１の時間が経過する前に前記昇圧回路の昇圧動作を開始する、請求項１に記載の電源制御装置。
3. 前記リレーと前記降圧回路との間の電力供給ラインには、さらに別の電気負荷が接続され、
   前記制御部は、さらに前記別の電気負荷の動作も制御可能であり、
   前記制御部は、前記所定条件が成立したとき、前記所定条件成立後から第２の時間が経過する前に前記別の電気負荷の動作を停止する、請求項１に記載の電源制御装置。
4. 前記電源制御装置が電力を供給する電気負荷の少なくとも１つは、前記車両の電動パワーステアリング装置である、請求項２に記載の電源制御装置。
5. 車両の電気負荷に対して電力を供給する電源制御方法であって、
   高電圧の電力を所定電圧まで降圧し、前記電気負荷に供給する降圧ステップと、
   低電圧の電力を前記所定電圧まで昇圧し、前記電気負荷に供給する昇圧ステップと、
   前記電気負荷へ供給する前記高電圧の電力が通電される電力供給ライン上に設けられた接点を接続／切断する接続／切断ステップとを含み、
   前記降圧ステップでは、所定条件成立後から第１の時間経過後に降圧動作が停止され、
   前記接続／切断ステップでは、前記所定条件成立後から前記第１の時間より長い第２の時間経過後に前記接点が切断される、電源制御方法。
   

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