JP2008213776A - 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、イグニッションスイッチをＯＦＦした際のハイブリッドシステムの起動性を確保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】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。イグニッションスイッチ状態検出手段は、車両のイグニッションスイッチのオン／オフ状態を検出する。制御部は、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、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられたことをイグニッションスイッチ状態検出手段が検出したとき、昇圧回路の昇圧動作を開始し降圧回路の降圧動作を停止する。
【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、上記特許文献１で開示された電源制御装置は、車両のイグニッションスイッチをＯＦＦ（つまり、内燃機関の点火装置等へ供給する電流をＯＦＦする）したときの電力供給について考慮されていない。例えば、イグニッションスイッチをＯＦＦした際、電動パワーステアリング装置の電動モータへの通電を直ちに停止すると、ステアリングホイールへの補助力（アシスト力）が突然消失することになる。

このような操舵フィーリングの悪化を防ぐために、ハイブリッドシステム未搭載の一般的な車両では徐変処理が行われることがある。この徐変処理は、イグニッションスイッチをＯＮからＯＦＦに切り替えてから電動パワーステアリング装置の電動モータへの通電を停止するまでの期間において、当該電動モータへ供給する電流量を漸減させる制御であり、上記アシスト力が徐々に変化することになる。これによって、イグニッションスイッチをＯＦＦした後の操舵フィーリングが向上する。

しかしながら、上述した徐変処理を上記ハイブリッドシステムを搭載した車両へ単純に適用した場合、当該徐変処理中は、上記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）を遮断できない。また、上記徐変処理中にイグニッションスイッチをＯＮしても上記ハイブリッドシステムが起動しないため、ハ
イブリッドシステムの起動性が低下してしまう。

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、イグニッションスイッチをＯＦＦした際のハイブリッドシステムの起動性を確保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、イグニッションスイッチ状態検出手段、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。イグニッションスイッチ状態検出手段は、車両のイグニッションスイッチのオン／オフ状態を検出する。制御部は、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、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられたことをイグニッションスイッチ状態検出手段が検出したとき、昇圧回路の昇圧動作を開始し降圧回路の降圧動作を停止する。

第２の発明は、上記第１の発明において、通電制御部を、さらに備える。通電制御部は、降圧回路または昇圧回路から電気負荷へ供給される電力の通電制御を行う。通電制御部は、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられたことをイグニッションスイッチ状態検出手段が検出した検出時点から、電気負荷への電流量を漸減して通電制御する。

第３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、車両のステアリングホイールの回転操作に対するアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置である。通電制御部は、検出時点から電動パワーステアリング装置のアシスト力が漸減するように当該電動パワーステアリング装置への電流量を漸減して通電制御する。

第４の発明は、上記第２の発明において、制御部は、検出時点で昇圧回路の昇圧動作を開始し、当該検出時点から第１の時間経過後に降圧回路の降圧動作を停止する。

第５の発明は、上記第４の発明において、通電制御部は、検出時点から所定時間経過後に、電気負荷への電流量を０まで漸減する。制御部は、検出時点から所定時間以上の第２の時間経過後に、昇圧回路の昇圧動作を停止する。

第６の発明は、上記第４の発明において、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／切断するリレーの動作を、さらに制御する。制御部は、検出時点から第１の時間より長い第３の時間経過後にリレーを遮断して接点を切断する。

第７の発明は、上記第１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８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、昇圧ステップ、およびイグニッションスイッチ状態検出ステップを含む。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。イグニッショ
ンスイッチ状態検出ステップは、車両のイグニッションスイッチのオン／オフ状態を検出する。昇圧ステップでは、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられたことをイグニッションスイッチ状態検出ステップで検出されたとき、昇圧動作が開始される。降圧ステップでは、昇圧ステップが昇圧動作を開始した後、降圧動作が停止される。

上記第１の発明によれば、イグニッションスイッチをＯＮからＯＦＦした際に低電圧系供給回路からの電力供給に切り替えられ、高電圧系のメインリレーを早期にオフすることができるため、再度イグニッションスイッチをＯＮしたときのハイブリッドシステム等の起動性を向上することができる。

上記第２の発明によれば、イグニッションスイッチをＯＮからＯＦＦした際に、低電圧系電力を供給して電気負荷の徐変処理を行うことによって、イグニッションスイッチをＯＮからＯＦＦに変更した後に電気負荷が作動状態から停止状態に移行する際の動作フィーリングを向上させることができる。

上記第３の発明によれば、イグニッションスイッチをＯＮからＯＦＦした際に、低電圧系電力を供給して電動パワーステアリング装置の徐変処理を行うことによって、イグニッションスイッチをＯＮからＯＦＦに変更した後の操舵フィーリングを向上させることができる。

上記第４の発明によれば、イグニッションスイッチをＯＮからＯＦＦした時点で高電圧系電力から低電圧系電力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５の発明によれば、電気負荷に対する徐変処理中の電力供給が確保されるため、電気負荷の徐変処理中の動作を安定させることができる。

上記第６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７の発明によれば、車両に搭載された電動パワーステアリング装置への電力供給が、イグニッションスイッチをＯＮからＯＦＦした際に低電圧系供給回路からの電力供給に切り替えられるため、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突然消失す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５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５は、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。

具体的には、ＥＰＳ−ＥＣＵ６は、制御部および電動モータ７の通電制御を行う駆動回
路を含んでいる。また、電動モータ７は、ステアリングホイールに与える回転操作に応じてアシスト力を付与するもので、減速機構等を介して操舵軸にトルク伝達可能に取付けられている。また、操舵軸にはトルクセンサが装着され、当該トルクセンサは、操舵軸に作用する操舵トルクを検出して当該操舵トルクを示す操舵トルク信号を上記制御部へ出力する。

上記制御部は、マイクロコンピュータ、各種インターフェース、およびメモリを内蔵している。そして、制御部は、インターフェースを介して、トルクセンサ、車速センサ、エンジン回転数センサ、およびシフト位置センサと接続される。また、制御部は、インターフェースを介して、上記駆動回路と接続され、指令に基づいて当該駆動回路の導通状態を制御する。

駆動回路は、ゲートが上記制御部に接続された複数のスイッチング素子（例えば、６個のＭＯＳＦＥＴ）を備えており、高電圧系バッテリ１および低電圧系バッテリ８からの電力供給を受けている。そして、上記制御部の制御に応じて、スイッチング素子が選択的に導通状態にされ、電動モータ７の何れかの相に電流が流れて電動モータ７が一方方向または他方方向へが回転する。なお、上述した説明では、電動モータ７が３相ブラシレスモータで構成されて３相インバータで駆動制御する例を用いたが、本発明は種々のモータや駆動回路を採用できる。

ＥＰＳ−ＥＣＵ６の制御部は、例えば上記トルクセンサから得られる操作トルク情報と上記車速センサから得られる車速情報とを用いて、ステアリングホイールに与える目標アシストトルクを演算する。具体的には、制御部は、車速域（低速、中低速、中高速、高速等）毎に操作トルクに対応する目標アシストトルクを設定する。そして、制御部は、操作トルクが大きい程目標アシストトルクが大きくなり、同じ操作トルクに対して車速が速い程目標アシストトルクが小さくなるように設定する。

制御部は、演算された目標アシストトルクを電動モータ７が発生するように、駆動回路の各スイッチング素子の通電時間（例えば、デューティ比）を求め、この通電時間に応じて当該スイッチング素子のＯＮ−ＯＦＦ制御を行う。

ここで、ＥＰＳ−ＥＣＵ６の制御部は、車両のイグニッションスイッチ１０がＯＮからＯＦＦに変更された際、上記目標アシストトルクを直ちに０に設定するのではなく、上記操作トルク情報と車速情報とを用いて、目標アシストトルクが次第に低下するように設定する。この設定によって、イグニッションスイッチ１０がＯＮからＯＦＦに変更された際、ステアリングホイールに与えられるアシスト力が徐々に減少して０となる。具体的には、イグニッションスイッチ１０をＯＮからＯＦＦに切り替えてから電動パワーステアリング装置の電動モータ７への通電を停止するまでの期間において、当該電動モータ７へ供給する電流量を漸減させ、やがて電動モータ７への通電が停止される（徐変処理）。この徐変処理によって、イグニッションスイッチ１０をＯＦＦした後の操舵フィーリングが向上する。

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やイグニッションスイッチ１０をＯＦＦした直後の期間等では、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やイグニッションスイッチ１０をＯＦＦした直後の期間等では、低電圧系バッテリ８からＥＰＳ−ＥＣＵ６へ電力が供給される。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。また、マイコン５３は、低電圧系バッテリ８から電力供給を受ける。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。また、マイコン５３は、イグニッションスイッチ１０のＯＮ−ＯＦＦ操作を監視している。なお、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への情報通知（具体的には、ＤＣ−ＤＣコンバータ５の状態を示す通知）が不要となるため、マイコン５３からＨＶ−ＥＣＵ１１への通信線を廃止することができる。

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、ＳＭＲ２のＯＮ−ＯＦＦ制御も行う。ここで、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されることに応じて、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されることに応じて、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、イグニッションスイッチ１０がＯＮからＯＦＦに変更されたことに応じた電動パワーステアリング装置への電力供給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、イグニッションスイッチ１０がＯＮからＯＦＦに変更されたか否かを判断する（ステップＳ５１）。そして、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、イグニッションスイッチ１０がＯＮからＯＦＦに変更された場合、処理を次のステップＳ５２に進める。一方、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、イグニッションスイッチ１０がＯＮ状態である場合、当該ステップＳ５１の処理を繰り返す。

ステップＳ５２において、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、処理を次のステップに進める。例えば、上記ステップＳ５２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Ｓ５３）。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Ｓ５４）。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を介して低電圧系バッテリ８から電力供給が安定するまでに要する時間であり、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およびＳ５３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Ｓ５４でＹｅｓ）、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、ＳＭＲ２を遮断し（ステップＳ５５）、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。

図３において、マイコン５３は、イグニッションスイッチ１０がＯＮからＯＦＦに変更されたか否かを判断する（ステップＳ６１）。そして、マイコン５３は、イグニッションスイッチ１０がＯＮからＯＦＦに変更された場合、処理を次のステップＳ６２に進める。一方、マイコン５３は、イグニッションスイッチ１０がＯＮ状態である場合、当該ステップＳ６１の処理を繰り返す。

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）、処理を次のステップに進める。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からの電力供給のみで作動している状態となる。

次に、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ｔ３経過するのを待つ（ステップＳ６６）。ここで、所定時間ｔ３は、上述したＥＰＳ−ＥＣＵ６の徐変処理に要する時間以上に設定され、上記所定時間ｔ１およびｔ２より長い時間（例えば、５ｓ以上）に設定される。

所定時間ｔ３が経過すると（ステップＳ６６でＹｅｓ）、マイコン５３は、昇圧回路５２による昇圧動作を停止し（ステップＳ６７）、当該フローチャートによる処理を終了する。この昇圧回路５２による昇圧動作を停止することによって、低電圧系バッテリ８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、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。

次に、図４および図５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は、本実施形態に係る電力供給システムにおける動作タイミングの一例を示すタイミングチャートである。図５は、従来の電力供給システムにおいて、単純に上記徐変処理を導入した動作タイミングの一例を示すタイミングチャートである。なお、図４および図５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において、イグニッションスイッチ１０がＯＮからＯＦＦに変更された際の動作タイミングを示している。

まず、図５を参照して、従来の電力供給システムにおいて、単純に上記徐変処理を導入した場合の動作タイミングについて説明する。図５において、イグニッションスイッチ１０がＯＮからＯＦＦに変更されると、ＥＰＳ−ＥＣＵ６の徐変処理が開始される（図示矢印Ｃ）。

次に、ＥＰＳ−ＥＣＵ６の制御部は、目標アシストトルクが次第に低下するように設定することによって、アシスト力を徐々に減少させて０％とする徐変処理を行う。そして、ＥＰＳ−ＥＣＵ６の制御部は、アシスト力が０％になるとステアリングホイールに与えるアシストを終了したことを示すＥＰＳ状態通知をマイコン５３へ通知する（図示矢印Ｄ）。

次に、ＤＣ−ＤＣコンバータ５のマイコン５３は、降圧回路５１による降圧動作を停止する。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への電力供給が停止される。そして、マイコン５３は、降圧動作を停止すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ５において高電圧系バッテリ１から電力を使用することを停止したことを示すＤＣＤＣコンバータ状態通知をＨＶ−ＥＣＵ１１に通知する（図示矢印Ｅ）。

次に、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、ＳＭＲ２を遮断する。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。このように、上述した徐変処理を従来のハイブリッドシステムを搭載した車両へ単純に適用した場合、当該徐変処理中は、ＳＭＲ２を遮断できない。また、徐変処理中にイグニッションスイッチ１０をＯＮしてもハイブリッドシステムが起動しないため、ハイブリッドシステムの起動性が低下する。

図４を参照して、本実施形態に係る電力供給システムにおける動作タイミングについて説明する。図４において、イグニッションスイッチ１０がＯＮからＯＦＦに変更される。
そして、ＥＰＳ−ＥＣＵ６の制御部は、イグニッションスイッチ１０がＯＮからＯＦＦに変更されたことに応じて（図示矢印Ａ）、目標アシストトルクが次第に低下するように設定することによって、アシスト力を徐々に減少させて０％とする徐変処理を行う。

一方、ＤＣ−ＤＣコンバータ５のマイコン５３は、イグニッションスイッチ１０がＯＮからＯＦＦに変更されたことに応じて（図示矢印Ｂ）、昇圧回路５２を駆動して昇圧動作を開始する。そして、マイコン５３は、イグニッションスイッチ１０がＯＮからＯＦＦに変更されてから所定時間ｔ２が経過すると（図示期間ｔ２）、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。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、イグニッションスイッチ１０がＯＮからＯＦＦに変更された直後であっても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直ちに低下することがない。

そして、マイコン５３は、イグニッションスイッチ１０がＯＮからＯＦＦに変更されてから所定時間ｔ３が経過すると（図示期間ｔ３）、昇圧回路５２による昇圧動作を停止する。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への電力供給が停止される。ここで、所定時間ｔ３は、ＥＰＳ−ＥＣＵ６の徐変処理に要する時間以上に設定されているため、電動パワーステアリング装置へ電力供給が必要な期間中については、安定した電力供給が行われている。

また、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、イグニッションスイッチ１０がＯＮからＯＦＦに変更されてから所定時間ｔ１が経過すると、ＳＭＲ２を遮断する（図示期間ｔ１）。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、所定時間ｔ１は、所定時間ｔ３より短い時間、すなわちＥＰＳ−ＥＣＵ６の徐変処理に要する時間より短い時間であり、ＥＰＳ−ＥＣＵ６の徐変処理中にＳＭＲ２を遮断することができる。つまり、徐変処理中であってもハイブリッドシステムの再起動が可能であるため、ハイブリッドシステムの起動性が向上する。

また、図４から明らかなように、ＥＰＳ−ＥＣＵ６からマイコン５３へ通知されるアシストを終了したことを示すＥＰＳ状態通知や、マイコン５３からＨＶ−ＥＣＵ１１に通知される高電圧系バッテリ１から電力を使用することを停止したことを示すＤＣＤＣコンバータ状態通知が不要となるため、これらの通知を送信するための通信線や通知内容を伝達するため処理が不要となる。

このように、本実施形態に係る電源制御装置によれば、イグニッションスイッチをＯＮからＯＦＦした際に低電圧系供給回路からの電力供給に切り替えられ、高電圧系供給回路のメインリレーを早期に遮断することができるため、再度イグニッションスイッチをＯＮしたときのハイブリッドシステム等の起動性を向上することができる。また、イグニッションスイッチをＯＮからＯＦＦした際に、低電圧系電力を供給して電動パワーステアリング装置の徐変処理を行うことによって、イグニッションスイッチをＯＮからＯＦＦに変更した後の操舵フィーリングを向上させることができる。さらに、電動パワーステアリング装置の徐変処理に関して、ＥＰＳ−ＥＣＵ６からマイコン５３への情報通知や、マイコン５３からＨＶ−ＥＣＵ１１への情報通知が不要となる。したがって、他の処理においてもこれらの間の情報通知が不要であれば、これらの通知を送信するための通信線や通知内容を伝達するため処理が不要となる。

なお、上述したステップＳ５２における各電気負荷を停止する処理と、ステップＳ５３におけるＨＶタイマーＴｈｖをスタートする処理とを、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、イグニッションスイッチをＯＮからＯＦＦした後に所定時間電力供給が必要となる他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Ｓ５２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、マイコン５３、およびＥＰＳ−ＥＣＵ６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、マイコン５３、およびＥＰＳ−ＥＣＵ６の何れか１つの制御部が、上述したＨＶ−ＥＣＵ１１、マイコン５３、およびＥＰＳ−ＥＣＵ６の動作を行ってもかまわない。また、ＨＶ−ＥＣＵ１１、マイコン５３、およびＥＰＳ−ＥＣＵ６とは異なる単独の制御部が、上述したＨＶ−ＥＣＵ１１、マイコン５３、およびＥＰＳ−ＥＣＵ６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、マイコン５３、およびＥＰＳ−ＥＣＵ６の動作を行ってもかまわない。

また、上述した判定時間等は、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、イグニッションスイッチをＯＮからＯＦＦした際のハイブリッドシステム等の起動性を向上することができ、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 (8)

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、
   前記車両のイグニッションスイッチのオン／オフ状態を検出するイグニッションスイッチ状態検出手段と、
   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、前記イグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられたことを前記イグニッションスイッチ状態検出手段が検出したとき、前記昇圧回路の昇圧動作を開始し前記降圧回路の降圧動作を停止する、電源制御装置。
2. 前記降圧回路または前記昇圧回路から前記電気負荷へ供給される電力の通電制御を行う通電制御部を、さらに備え、
   前記通電制御部は、前記イグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられたことを前記イグニッションスイッチ状態検出手段が検出した検出時点から、前記電気負荷への電流量を漸減して通電制御する、請求項１に記載の電源制御装置。
3. 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、前記車両のステアリングホイールの回転操作に対するアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置であり、
   前記通電制御部は、前記検出時点から前記電動パワーステアリング装置のアシスト力が漸減するように当該電動パワーステアリング装置への電流量を漸減して通電制御する、請求項２に記載の電源制御装置。
4. 前記制御部は、前記検出時点で前記昇圧回路の昇圧動作を開始し、当該検出時点から第１の時間経過後に前記降圧回路の降圧動作を停止する、請求項２に記載の電源制御装置。
5. 前記通電制御部は、前記検出時点から所定時間経過後に、前記電気負荷への電流量を０まで漸減し、
   前記制御部は、前記検出時点から前記所定時間以上の第２の時間経過後に、前記昇圧回路の昇圧動作を停止する、請求項４に記載の電源制御装置。
6. 前記制御部は、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／切断するリレーの動作を、さらに制御し、
   前記制御部は、前記検出時点から前記第１の時間より長い第３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、請求項４に記載の電源制御装置。
7. 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１に記載の電源制御装置。
8. 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、
   前記車両のイグニッションスイッチのオン／オフ状態を検出するイグニッションスイッチ状態検出ステップとを含み、
   前記昇圧ステップでは、前記イグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられたことを前記イグニッションスイッチ状態検出ステップで検出されたとき、昇圧動作が開始
   され、
   前記降圧ステップでは、前記昇圧ステップが昇圧動作を開始した後、降圧動作が停止される、電源制御方法。

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