JP2020011529A - 電源システム - Google Patents

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Abstract

【課題】補機用バッテリの異常の有無を適切に診断することを可能とする。【解決手段】駆動用モータと、駆動用モータに供給される電力を蓄電するメインバッテリと、エンジンと、エンジンを始動する始動用モータと、始動用モータ及び補機に供給される電力を蓄電する補機用バッテリと、補機用バッテリの異常の有無を診断する異常診断を実行する制御部を有する制御装置とを備え、メインバッテリは、メインバッテリに蓄電される電力を降圧可能なＤＣＤＣコンバータを介して補機と接続され、補機用バッテリは、補機用バッテリ及び始動用モータと補機及びメインバッテリとの間の電気的な接続を断接可能なスイッチを介して補機と接続され、制御部は、異常診断において、スイッチを開放させた状態で、補機用バッテリの電気的な状態量に基づいて補機用バッテリの異常の有無を診断する、電源システムが提供される。【選択図】図５

Description

本発明は、電源システムに関する。
近年、駆動用モータ及びエンジンを駆動源として走行するハイブリッド車両が広く利用されている。ハイブリッド車両の電源システムには、電力供給源として、駆動用モータに供給される電力を蓄電するメインバッテリと、補機に供給される電力を蓄電する補機用バッテリとが設けられている。このような電源システムでは、例えば、特許文献１に開示されているように、メインバッテリが当該メインバッテリに蓄電される電力を降圧可能なＤＣＤＣコンバータを介して補機及び補機用バッテリと接続されている。ゆえに、メインバッテリに蓄電される電力をＤＣＤＣコンバータにより降圧して補機及び補機用バッテリに供給することができる。
特開２０１６−１５５４３９号公報
ところで、上記の電源システムにおけるエンジンの始動は、具体的には、エンジンを始動する始動用モータが駆動されることにより行われる。始動用モータの駆動には、通常、補機用バッテリに蓄電される電力が用いられる。さらに、上記の電源システムでは、上述したように、メインバッテリがＤＣＤＣコンバータを介して補機及び補機用バッテリと接続されているので、メインバッテリに蓄電される電力を用いて始動用モータを駆動させることもできる。
ここで、始動用モータを駆動するためには比較的大きな電圧を始動用モータに印加する必要があるので、補機用バッテリに短絡等の異常が生じている場合、補機用バッテリに蓄電される電力を用いた始動用モータの駆動が困難となる。このような場合であっても、メインバッテリに蓄電される電力をＤＣＤＣコンバータにより降圧させることによって、当該電力を用いて始動用モータを駆動し、エンジンを始動させることができる。しかしながら、この際、異常が生じている補機用バッテリがメインバッテリから供給される電力によって過充電され、破損するおそれがある。
そこで、補機用バッテリが上記のように過充電されることを抑制するために、補機用バッテリの異常の有無を適切に診断することが望ましいと考えられる。補機用バッテリの異常の有無の診断は、具体的には、補機用バッテリの電気的な状態量に基づいて行われる。例えば、補機用バッテリの開放端電圧に基づいて補機用バッテリの短絡の有無を診断することが考えられる。しかしながら、車両内の補機には、走行時のみならず駐車時においても電力が供給されているので、従来の電源システムでは、補機用バッテリの開放端電圧等の電気的な状態量を適切に検出することが困難であった。ゆえに、補機用バッテリの異常の有無を適切に診断することが困難であった。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、補機用バッテリの異常の有無を適切に診断することが可能な、新規かつ改良された電源システムを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、駆動輪を駆動するための動力を出力可能な駆動用モータと、前記駆動用モータに供給される電力を蓄電するメインバッテリと、前記駆動輪を駆動するための動力を出力可能なエンジンと、前記エンジンを始動する始動用モータと、前記始動用モータ及び補機に供給される電力を蓄電する補機用バッテリと、前記補機用バッテリの異常の有無を診断する異常診断を実行する制御部を有する制御装置と、を備え、前記メインバッテリは、前記メインバッテリに蓄電される電力を降圧可能なＤＣＤＣコンバータを介して前記補機と接続され、前記補機用バッテリは、前記補機用バッテリ及び前記始動用モータと前記補機及び前記メインバッテリとの間の電気的な接続を断接可能なスイッチを介して前記補機と接続され、前記制御部は、前記異常診断において、前記スイッチを開放させた状態で、前記補機用バッテリの電気的な状態量に基づいて前記補機用バッテリの異常の有無を診断する、電源システムが提供される。
前記制御部は、前記異常診断において、前記状態量としての前記補機用バッテリの開放端電圧に基づいて、前記補機用バッテリの異常としての前記補機用バッテリの短絡の有無を診断してもよい。
前記制御部は、前記異常診断において、前記状態量としての前記補機用バッテリの内部抵抗に基づいて、前記補機用バッテリの異常としての前記補機用バッテリの劣化の有無を診断してもよい。
前記制御部は、前記状態量と基準値との比較結果に基づいて前記補機用バッテリの異常の有無を診断してもよい。
前記制御部は、前記補機用バッテリの温度に応じて前記基準値を変化させてもよい。
前記制御部は、前記異常診断において、前記メインバッテリに蓄電される電力を前記ＤＣＤＣコンバータにより降圧させて前記補機に供給してもよい。
前記制御部は、前記補機用バッテリが異常であると診断された場合、前記スイッチを開放させた状態に維持し、前記メインバッテリに蓄電される電力を前記ＤＣＤＣコンバータにより降圧させて前記補機に供給してもよい。
前記制御部は、前記補機用バッテリが異常であると診断された場合、診断結果を報知装置に報知させてもよい。
前記制御部は、前記補機用バッテリが異常であると診断された場合、前記エンジンを自動停止させる自動停止制御を禁止してもよい。
前記始動用モータは、前記エンジンの運動エネルギを用いて発電可能であり、前記始動用モータの発電電力によって、前記補機用バッテリが充電され、前記制御部は、前記補機用バッテリが異常であると診断された場合、前記始動用モータの発電電力の電圧を前記補機用バッテリの正常時より低い値に制御してもよい。
以上説明したように本発明によれば、補機用バッテリの異常の有無を適切に診断することが可能となる。
本発明の実施形態に係る電源システムの概略構成を示す模式図である。 同実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 同実施形態に係る制御装置が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。 同実施形態に係る制御装置が行う異常診断における処理の流れの一例を示すフローチャートである。 診断用リレーが開放されている状態における同実施形態に係る電源システムを示す模式図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
＜１．電源システムの構成＞
まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係る電源システム１の構成について説明する。
図１は、本実施形態に係る電源システム１の概略構成を示す模式図である。図２は、本実施形態に係る制御装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。
電源システム１は、具体的には、ハイブリッド車両に搭載され、車両内の各装置に電力を供給するために用いられるシステムである。
図１に示されるように、電源システム１は、駆動用モータ１１と、エンジン１２と、始動用モータ１３と、メインバッテリ２１と、補機用バッテリ２２と、ＤＣＤＣコンバータ４２と、補機５１と、診断用リレー６２と、制御装置１００とを備える。さらに、電源システム１は、変速機３１と、インバータ４１と、システムメインリレー６１と、表示装置７１と、バッテリセンサ９１とを備える。電源システム１が搭載される車両は、駆動用モータ１１及びエンジン１２を駆動源として走行するハイブリッド車両である。
電源システム１において、診断用リレー６２は、本発明に係るスイッチの一例に相当する。また、表示装置７１は、本発明に係る報知装置の一例に相当する。
駆動用モータ１１は、車両の駆動輪５を駆動させるための動力を出力可能なモータである。駆動用モータ１１としては、例えば、多相交流式（例えば、三相交流式）のモータが用いられる。駆動用モータ１１は、インバータ４１を介してメインバッテリ２１と接続されており、メインバッテリ２１からインバータ４１を介して供給される電力を用いて動力を生成する。この際、メインバッテリ２１から放電される直流電力は、インバータ４１によって交流電力に変換されて駆動用モータ１１に供給される。
また、駆動用モータ１１は、車両の減速時に、駆動輪５の回転エネルギを用いて発電する発電機としての機能（回生機能）を有する。この際、駆動用モータ１１により発電される交流電力は、インバータ４１によって直流電力に変換されてメインバッテリ２１に供給される。それにより、駆動用モータ１１の発電電力によって、メインバッテリ２１が充電される。
エンジン１２は、ガソリン等を燃料として動力を生成する内燃機関であり、車両の駆動輪５を駆動するための動力を出力可能である。エンジン１２の出力軸であるクランクシャフトは、図示しないトルクコンバータ又はクラッチ等を介して変速機３１と接続されている。変速機３１としては、例えば、ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）等の無段変速機構を有するものが用いられる。エンジン１２から出力される動力は、変速機３１により変速されて、駆動輪５に伝達される。なお、上述した駆動用モータ１１は、変速機３１を介して駆動輪５と接続されていてもよく、変速機３１を介さずに駆動輪５と接続されていてもよい。
始動用モータ１３は、エンジン１２を始動するモータである。始動用モータ１３の出力軸は、ギヤを介してエンジン１２のクランクシャフトと接続されており、始動用モータ１３から出力される動力がエンジン１２のクランクシャフトに伝達されるようになっている。始動用モータ１３は、補機用バッテリ２２と接続されており、補機用バッテリ２２から供給される電力を用いて動力を生成する。
始動用モータ１３としては、例えば、直流モータが用いられてもよく、交流モータが用いられてもよい。なお、始動用モータ１３として交流モータが用いられる場合、始動用モータ１３は、図示しないインバータを介して補機用バッテリ２２と接続され、補機用バッテリ２２から放電される直流電力は、当該インバータによって交流電力に変換されて始動用モータ１３に供給される。
また、始動用モータ１３は、エンジン１２の運動エネルギを用いて発電可能である。始動用モータ１３により発電される電力は、補機用バッテリ２２に供給される。それにより、始動用モータ１３の発電電力によって、補機用バッテリ２２が充電される。なお、始動用モータ１３は、エンジン１２の運動エネルギを用いて発電する機能を有していなくてもよい。
メインバッテリ２１は、駆動用モータ１１に供給される電力を蓄電するバッテリである。メインバッテリ２１は、具体的には、補機用バッテリ２２よりも高電圧（例えば、１００Ｖ）のバッテリであり、メインバッテリ２１としては、例えば、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等の二次電池が用いられる。
メインバッテリ２１は、メインバッテリ２１に蓄電される電力を降圧可能なＤＣＤＣコンバータ４２を介して補機５１と接続されている。ゆえに、メインバッテリ２１に蓄電される電力をＤＣＤＣコンバータ４２により降圧させて補機５１に供給することができる。補機５１は、例えば、車両内の空調機器又は音響機器等の各種機器を含む。メインバッテリ２１とＤＣＤＣコンバータ４２との間には、具体的には、システムメインリレー６１が設けられている。システムメインリレー６１は、メインバッテリ２１とＤＣＤＣコンバータ４２との間の電気的な接続を正極側及び負極側の双方において断接可能であり、電源システム１の起動後において、システムメインリレー６１は閉鎖された状態となっている。
また、メインバッテリ２１は、後述する診断用リレー６２を介して補機用バッテリ２２と接続されている。ゆえに、診断用リレー６２が閉鎖されている場合、メインバッテリ２１に蓄電される電力をＤＣＤＣコンバータ４２により降圧させて補機用バッテリ２２及び始動用モータ１３に供給することができる。
補機用バッテリ２２は、始動用モータ１３及び補機５１に供給される電力を蓄電するバッテリである。補機用バッテリ２２は、具体的には、メインバッテリ２１よりも低電圧（例えば、１２Ｖ）のバッテリであり、補機用バッテリ２２としては、例えば、鉛蓄電池、リチウムイオン電池等の二次電池が用いられる。
補機用バッテリ２２は、診断用リレー６２を介して補機５１と接続されている。診断用リレー６２は、補機用バッテリ２２及び始動用モータ１３と補機５１及びメインバッテリ２１との間の電気的な接続を断接可能なスイッチであり、後述する補機用バッテリ２２の異常診断を実行するために設けられている。診断用リレー６２は、補機用バッテリ２２の異常診断の実行時において開放された状態となり、異常診断が実行されていない時には基本的に閉鎖された状態となっている。ゆえに、異常診断が実行されていない時には、基本的に補機用バッテリ２２に蓄電される電力を補機５１に診断用リレー６２を介して供給することができる。
表示装置７１は、情報を視覚的に表示する装置である。例えば、表示装置７１としては、カーナビゲーション情報を表示するディスプレイや点滅又は点灯して光を発するランプ等が用いられる。なお、表示装置７１は、情報を視覚的に表示する機能を有していれば上記以外の他の装置であってもよく、例えば、車両のフロントガラス上に画像を表示する装置等であってもよい。
バッテリセンサ９１は、補機用バッテリ２２の各種状態量を検出し、制御装置１００へ出力する。具体的には、バッテリセンサ９１は、補機用バッテリ２２の電気的な状態量として、補機用バッテリ２２の電圧及び内部抵抗を検出する。さらに、バッテリセンサ９１は、補機用バッテリ２２の温度を検出する。
制御装置１００は、演算処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＣＰＵの実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する記憶素子であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成される。
また、制御装置１００は、電源システム１に搭載される各装置と通信を行う。制御装置１００と各装置との通信は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信を用いて実現される。
なお、本実施形態に係る制御装置１００が有する機能は複数の制御装置により少なくとも部分的に分割されてもよく、複数の機能が１つの制御装置によって実現されてもよい。例えば、制御装置１００が有する機能である駆動用モータ１１の動作を制御する機能、エンジン１２の動作を制御する機能及びそれら以外の機能がそれぞれ別々の制御装置に分割されてもよい。制御装置１００が有する機能が複数の制御装置により少なくとも部分的に分割される場合、当該複数の制御装置は、ＣＡＮ等の通信バスを介して、互いに接続されてもよい。
例えば、図２に示されるように、制御装置１００は、取得部１１０と、制御部１２０とを有する。
取得部１１０は、制御部１２０が行う処理において用いられる各種情報を取得する。また、取得部１１０は、取得した情報を制御部１２０へ出力する。例えば、取得部１１０は、バッテリセンサ９１と通信することによって、バッテリセンサ９１から出力される各種情報を取得する。
制御部１２０は、電源システム１の各装置の動作を制御する。例えば、制御部１２０は、モータ制御部１２１と、エンジン制御部１２２と、リレー制御部１２３と、コンバータ制御部１２４と、表示制御部１２５と、診断部１２６とを含む。
モータ制御部１２１は、駆動用モータ１１の動作を制御する。具体的には、モータ制御部１２１は、インバータ４１のスイッチング素子の動作を制御することによって、駆動用モータ１１とメインバッテリ２１との間の電力の供給を制御する。それにより、モータ制御部１２１は、駆動用モータ１１による動力の生成及び発電を制御することができる。例えば、モータ制御部１２１は、加速要求や車速等の車両の走行状態に応じてエンジン制御部１２２と協調して駆動用モータ１１の出力を制御する。それにより、車両の走行状態に応じて、例えば、駆動用モータ１１及びエンジン１２の双方の出力によって車両が走行するモードやエンジン１２のみの出力によって車両が走行するモード等の各種走行モードを実行することができる。
エンジン制御部１２２は、エンジン１２の動作を制御する。具体的には、エンジン制御部１２２は、エンジン１２における各装置の動作を制御することによって、スロットル開度、点火時期及び燃料噴射量等を制御する。それにより、エンジン制御部１２２は、エンジン１２の出力を制御することができる。例えば、エンジン制御部１２２は、上述したように、加速要求や車速等の車両の走行状態に応じてモータ制御部１２１と協調してエンジン１２の出力を制御する。
さらに、エンジン制御部１２２は、始動用モータ１３の動作を制御する。具体的には、エンジン制御部１２２は、始動用モータ１３と補機用バッテリ２２との間の電力の供給を制御することによって、始動用モータ１３によるエンジン１２の始動及び発電を制御することができる。
例えば、エンジン制御部１２２は、ドライバによるイグニッションスイッチを用いた操作に応じて始動用モータ１３を駆動させ、エンジン１２を始動させる。また、例えば、エンジン制御部１２２は、エンジン１２を自動停止及び再始動させる制御（例えば、アイドリングストップ制御）を実行してもよく、その場合、エンジン１２が自動停止した後において再始動条件が満たされる際に、始動用モータ１３を駆動させ、エンジン１２を再始動させる。
また、エンジン制御部１２２は、例えば、始動用モータ１３の発電電力の電圧を設定されている目標値に近づけるように制御する。ここで、当該目標値は、例えば、制御装置１００の記憶素子に記憶されており、基本的には、正常時の補機用バッテリ２２の開放端電圧に対応する値になっている。
リレー制御部１２３は、システムメインリレー６１及び診断用リレー６２の動作を制御する。具体的には、リレー制御部１２３は、システムメインリレー６１及び診断用リレー６２の各々を駆動する図示しない駆動装置の動作をそれぞれ制御することによって、システムメインリレー６１及び診断用リレー６２の開閉動作をそれぞれ制御する。
より詳細には、リレー制御部１２３は、ドライバによるイグニッションスイッチを用いた操作に応じて、システムメインリレー６１の開閉動作を制御する。例えば、リレー制御部１２３は、イグニッションスイッチがＲＥＡＤＹ−ＯＦＦとなる電源システム１の停止時に、システムメインリレー６１を開放させた状態に維持する。一方、リレー制御部１２３は、イグニッションスイッチの操作により電源システム１が起動した後において、システムメインリレー６１を閉鎖させた状態に維持する。
また、リレー制御部１２３は、補機用バッテリ２２の異常診断の実行時に、診断用リレー６２を開放させた状態に維持する。一方、リレー制御部１２３は、異常診断が実行されていない時には、基本的に診断用リレー６２を閉鎖させた状態に維持する。
コンバータ制御部１２４は、ＤＣＤＣコンバータ４２の動作を制御する。具体的には、コンバータ制御部１２４は、ＤＣＤＣコンバータ４２のスイッチング素子の動作を制御することによって、メインバッテリ２１と補機５１、補機用バッテリ２２及び始動用モータ１３との間の電力の供給を制御する。
表示制御部１２５は、表示装置７１の動作を制御する。具体的には、表示制御部１２５は、表示装置７１に対して表示する内容を示す情報を出力することによって、表示装置７１による表示を制御する。
診断部１２６は、補機用バッテリ２２の異常の有無を診断する異常診断をリレー制御部１２３と協働して実行する。具体的には、診断部１２６は、異常診断において、補機用バッテリ２２の電気的な状態量に基づいて補機用バッテリ２２の異常の有無を診断する。
例えば、診断部１２６は、上記電気的な状態量としての補機用バッテリ２２の開放端電圧に基づいて補機用バッテリ２２の異常としての補機用バッテリ２２の短絡の有無を診断する。補機用バッテリ２２の短絡は、具体的には、補機用バッテリ２２に含まれるセル内で短絡が生じている状態である。補機用バッテリ２２が短絡している場合、補機用バッテリ２２の開放端電圧は、正常時よりも低くなる。
なお、以下では、補機用バッテリ２２の異常診断において、補機用バッテリ２２の短絡の有無が診断される例について主に説明するが、補機用バッテリ２２の短絡以外の他の状態の有無が補機用バッテリ２２の異常の有無として診断されてもよい。例えば、診断部１２６は、上記電気的な状態量としての補機用バッテリ２２の内部抵抗に基づいて補機用バッテリ２２の異常としての補機用バッテリ２２の劣化の有無を診断してもよい。補機用バッテリ２２の劣化は、具体的には、補機用バッテリ２２に含まれるセル内で電極の化学的又は物理的な劣化が生じている状態である。補機用バッテリ２２の劣化が生じている場合、補機用バッテリ２２の内部抵抗は、正常時よりも大きくなる。
上記のように、制御部１２０は、補機用バッテリ２２の異常診断を実行することができる。具体的には、制御部１２０は、異常診断において、診断用リレー６２を開放させた状態で、補機用バッテリ２２の電気的な状態量に基づいて補機用バッテリ２２の異常の有無を診断する。それにより、補機用バッテリ２２の異常の有無を適切に診断することが可能となる。このような、制御部１２０により行われる補機用バッテリ２２の異常診断に関する処理の詳細については、後述にて説明する。
＜２．電源システムの動作＞
続いて、図３〜図５を参照して、本発明の実施形態に係る電源システム１の動作について説明する。
なお、図３及び図４に示される制御フローは、補機用バッテリ２２の短絡の有無が補機用バッテリ２２の異常の有無として診断される例に相当するが、上述したように、補機用バッテリ２２の短絡以外の他の状態（例えば、補機用バッテリ２２の劣化）の有無が補機用バッテリ２２の異常の有無として診断されてもよい。
図３は、本実施形態に係る制御装置１００が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。具体的には、図３に示される制御フローは、制御部１２０により行われる補機用バッテリ２２の異常診断に関する処理の流れの一例を示すものである。なお、図３に示される制御フローは、例えば、電源システム１が起動した後に開始される。
図３に示される制御フローが開始されると、まず、ステップＳ５１０において、制御部１２０は、エンジン１２が始動したか否かを判定する。エンジン１２が始動したと判定された場合（ステップＳ５１０／ＹＥＳ）、ステップＳ５２０へ進む。一方、エンジン１２が始動していないと判定された場合（ステップＳ５１０／ＮＯ）、ステップＳ５１０の判定処理が繰り返される。
ステップＳ５１０でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ５２０において、制御部１２０は、補機用バッテリ２２の異常診断を実行する。当該異常診断では、具体的には、制御部１２０は、補機用バッテリ２２の開放端電圧に基づいて、補機用バッテリ２２の短絡の有無を診断する。
以下、図４及び図５を参照して、異常診断における処理の例について、詳細に説明する。図４は、本実施形態に係る制御装置１００が行う異常診断における処理の流れの一例を示すフローチャートである。具体的には、図４に示される制御フローは、図３に示される制御フローにおけるステップＳ５２０の処理の例に相当する。図５は、診断用リレー６２が開放されている状態における本実施形態に係る電源システム１を示す模式図である。
図４に示される制御フローが開始されると、まず、ステップＳ５２１において、リレー制御部１２３は、診断用リレー６２を開放させる。それにより、図５に示されるように、補機用バッテリ２２及び始動用モータ１３と補機５１及びメインバッテリ２１との間が電気的に遮断された状態になる。ゆえに、補機用バッテリ２２から補機５１への電力の供給及びメインバッテリ２１から補機用バッテリ２２への電力の供給は、停止する。よって、補機用バッテリ２２に電流が流れていない状態が形成される。それにより、制御装置１００は、補機用バッテリ２２に電流が流れていない状態でバッテリセンサ９１により検出された補機用バッテリ２２の電圧の検出値を取得することができるので、補機用バッテリ２２の開放端電圧を適切に取得することができる。
ここで、制御部１２０は、診断用リレー６２が開放されている異常診断において、図５で一点鎖線矢印により示されるように、メインバッテリ２１に蓄電される電力をＤＣＤＣコンバータ４２により降圧させて補機５１に供給する。それにより、診断用リレー６２が開放された状態となる異常診断においても、補機５１への電力の供給を適切に行うことができる。
次に、ステップＳ５２２において、診断部１２６は、補機用バッテリ２２の開放端電圧が基準電圧より低いか否かを判定する。補機用バッテリ２２の開放端電圧が基準電圧より低いと判定された場合（ステップＳ５２２／ＹＥＳ）、ステップＳ５２３へ進む。一方、補機用バッテリ２２の開放端電圧が基準電圧以上であると判定された場合（ステップＳ５２２／ＮＯ）、ステップＳ５２４へ進む。
基準電圧は、具体的には、補機用バッテリ２２が短絡しているか否かを適切に判定し得る値に設定され、例えば、正常時における補機用バッテリ２２の開放端電圧に応じて設定される。基準電圧は、本発明に係る基準値の一例に相当する。診断部１２６は、具体的には、診断用リレー６２が開放された後において、補機用バッテリ２２の開放端電圧の検出値の変動が小さくなり開放端電圧の検出値が安定した際に、開放端電圧と基準電圧との比較を行う。
ステップＳ５２２でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ５２３において、診断部１２６は、補機用バッテリ２２が短絡していると診断する。一方、ステップＳ５２２でＮＯと判定された場合、ステップＳ５２４において、診断部１２６は、補機用バッテリ２２が短絡していないと診断する。
上記のように、制御部１２０は、補機用バッテリ２２の異常の有無を適切に診断する観点では、補機用バッテリ２２の電気的な状態量と基準値との比較結果に基づいて補機用バッテリ２２の異常の有無を診断することが好ましい。
ここで、制御部１２０は、補機用バッテリ２２の異常の有無を適切に診断する観点では、補機用バッテリ２２の温度に応じて上記基準値を変化させることがより好ましい。例えば、制御部１２０は、ステップＳ５２２で補機用バッテリ２２の開放端電圧との比較に用いる基準電圧を、補機用バッテリ２２の温度が低いほど小さくなるように変化させてもよい。補機用バッテリ２２の開放端電圧は、補機用バッテリ２２の温度が低いほど小さくなる傾向を有するので、上記のように補機用バッテリ２２の温度に応じて基準電圧を変化させることによって、補機用バッテリ２２の短絡の有無をさらに適切に診断することができる。
なお、診断部１２６は、上述したように、異常診断において、補機用バッテリ２２の内部抵抗に基づいて補機用バッテリ２２の劣化の有無を診断してもよい。この場合においても、制御部１２０は、診断用リレー６２を開放させた状態で、異常診断を実行する。それにより、制御装置１００は、補機用バッテリ２２に電流が流れていない状態でバッテリセンサ９１により検出された補機用バッテリ２２の内部抵抗の検出値を取得することができるので、補機用バッテリ２２の内部抵抗を適切に取得することができる。また、この場合においても、後述するステップＳ５３０以降の処理については、補機用バッテリ２２の短絡の有無を診断する場合と同様である。
補機用バッテリ２２の劣化の有無を診断する場合において、診断部１２６は、具体的には、補機用バッテリ２２の内部抵抗が基準抵抗より大きい場合、補機用バッテリ２２の劣化が生じていると診断する。一方、補機用バッテリ２２の内部抵抗が基準抵抗以下である場合、補機用バッテリ２２の劣化が生じていないと診断する。
基準抵抗は、具体的には、補機用バッテリ２２の劣化が生じているか否かを適切に判定し得る値に設定され、例えば、正常時における補機用バッテリ２２の内部抵抗に応じて設定される。基準抵抗は、本発明に係る基準値の一例に相当する。診断部１２６は、具体的には、診断用リレー６２が開放された後において、補機用バッテリ２２の内部抵抗の検出値の変動が小さくなり内部抵抗の検出値が安定した際に、内部抵抗と基準抵抗との比較を行う。
ここで、制御部１２０は、補機用バッテリ２２の内部抵抗との比較に用いる基準抵抗を、補機用バッテリ２２の温度が低いほど大きくなるように変化させてもよい。補機用バッテリ２２の内部抵抗は、補機用バッテリ２２の温度が低いほど大きくなる傾向を有するので、上記のように補機用バッテリ２２の温度に応じて基準抵抗を変化させることによって、補機用バッテリ２２の劣化の有無をさらに適切に診断することができる。
なお、補機用バッテリ２２の異常の有無を適切に診断する観点では、制御部１２０は、補機用バッテリ２２の短絡の有無の診断と補機用バッテリ２２の劣化の有無の診断の双方を行うことが好ましい。
以下、図３に示される制御フローにおけるステップＳ５３０以降の処理について説明する。
ステップＳ５３０において、制御部１２０は、補機用バッテリ２２が短絡していると診断されたか否かを判定する。補機用バッテリ２２が短絡していると診断されたと判定された場合（ステップＳ５３０／ＹＥＳ）、ステップＳ５６０へ進む。一方、補機用バッテリ２２が短絡していないと診断されたと判定された場合（ステップＳ５３０／ＮＯ）、ステップＳ５４０へ進む。
ステップＳ５３０でＮＯと判定された場合、ステップＳ５４０において、リレー制御部１２３は、診断用リレー６２を閉鎖させる。それにより、図１に示されるように、補機用バッテリ２２及び始動用モータ１３と補機５１及びメインバッテリ２１との間が電気的に接続された状態になる。ゆえに、補機用バッテリ２２に蓄電される電力を補機５１に供給することができるようになる。また、メインバッテリ２１に蓄電される電力をＤＣＤＣコンバータ４２により降圧させて補機用バッテリ２２に供給し、補機用バッテリ２２を充電することもできるようになる。
次に、ステップＳ５５０において、制御部１２０は、設定時間が経過したか否かを判定する。設定時間が経過したと判定された場合（ステップＳ５５０／ＹＥＳ）、ステップＳ５２０へ戻る。一方、設定時間が経過していないと判定された場合（ステップＳ５５０／ＮＯ）、ステップＳ５５０の判定処理が繰り返される。
設定時間は、例えば、補機用バッテリ２２の異常診断の頻度を過度に多く又は過度に少なくならないように適正化する観点から、適宜設定され得る。
上記のように、ステップＳ５３０の異常診断でＮＯと判定された場合、設定時間経過後にステップＳ５２０に戻り、異常診断が再度実行される。ゆえに、補機用バッテリ２２が短絡していない状態が継続される間、設定時間おきに異常診断が繰り返される。
ステップＳ５３０でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ５６０において、リレー制御部１２３は、診断用リレー６２を開放させた状態に維持する。それにより、異常診断の後においても、図５に示されるように、補機用バッテリ２２及び始動用モータ１３と補機５１及びメインバッテリ２１との間が電気的に遮断された状態が維持される。
ここで、制御部１２０は、メインバッテリ２１に蓄電される電力をＤＣＤＣコンバータ４２により降圧させて補機５１に供給する。それにより、診断用リレー６２を開放させた状態に維持しつつ、補機５１への電力の供給を適切に行うことができる。
次に、ステップＳ５７０において、表示制御部１２５は、診断結果を表示装置７１に表示させる。具体的には、表示制御部１２５は、補機用バッテリ２２が短絡している旨を示す情報を診断結果として表示装置７１に表示させる。この際、表示装置７１による表示の態様は特に限定されず、例えば、表示制御部１２５は、診断結果を示すマークを表示装置７１に表示させてもよく、診断結果を示すテキストを表示装置７１に表示させてもよい。
上記のように、ドライバに診断結果を適切に通知する観点では、制御部１２０は、補機用バッテリ２２が異常であると診断された場合、診断結果を報知装置に報知させることが好ましい。ここで、情報を報知する報知装置として、表示装置７１以外の他の装置が用いられてもよい。例えば、制御部１２０は、診断結果に応じた音を音出力装置に出力させてもよい。
次に、ステップＳ５８０において、エンジン制御部１２２は、エンジン１２を自動停止させる自動停止制御を禁止する。例えば、エンジン制御部１２２は、補機用バッテリ２２が異常であると診断された場合、アイドリングストップ制御を禁止する。なお、上記自動停止制御は、ドライバの操作によらずにエンジン１２を自動的に停止させる制御であればよく、アイドリングストップ制御以外のものであってもよい。例えば、上記自動停止制御は、車速が設定速度より低くなった場合にエンジン１２を自動停止させる制御であってもよい。
次に、ステップＳ５９０において、エンジン制御部１２２は、始動用モータ１３の発電電力の電圧の目標値を補機用バッテリ２２の正常時より低い値に設定する。上述したように、エンジン制御部１２２は、例えば、始動用モータ１３の発電電力の電圧を目標値に近づけるように制御する。ゆえに、目標値を補機用バッテリ２２の正常時より低い値に設定することによって、始動用モータ１３の発電電力の電圧を補機用バッテリ２２の正常時より低い値に制御することができる。
次に、図３に示される制御フローは、終了する。
なお、上記では、補機用バッテリ２２の異常診断が、エンジン１２の始動直後に実行され、その後、設定時間おきに繰り返し実行される例を説明したが、異常診断が実行されるタイミングは、上記の例に特に限定されない。
具体的には、制御部１２０により行われる補機用バッテリ２２の異常診断に関する処理の流れにおいて、初回の異常診断が実行されるトリガは、上記の例に特に限定されない。例えば、基本的にエンジン１２が始動したことをトリガとして異常診断が実行される場合であっても、クランキングが開始された時点からエンジン１２が完爆に至るまでの間の時間が基準時間以上である場合に限り、異常診断が実行されてもよい。それにより、異常診断の頻度が過度に多くなることを抑制することができる。なお、エンジン１２が完爆に至った状態は、エンジン１２においてエンジンサイクルごとに着火が行われるようになっている状態（すなわち、エンジン１２の始動が完了した状態）を意味する。例えば、制御部１２０は、エンジン１２の回転速度が予め設定されている目標回転速度に到達した場合に、エンジン１２が完爆に至ったと判定する。また、基準時間は、例えば、クランキングが開始された時点からエンジン１２が完爆に至るまでの間の時間として補機用バッテリ２２の正常時に想定される程度の長さの時間に設定される。
また、制御部１２０により行われる補機用バッテリ２２の異常診断に関する処理の流れにおいて、異常診断が実行された後に異常診断が再度実行されるトリガは、上記の例に特に限定されない。例えば、エンジン１２が再始動したことをトリガとして、異常診断が再度実行されてもよい。また、例えば、補機用バッテリ２２に流入する電流の電流値の積算値が基準積算値以上になったことをトリガとして、異常診断が再度実行されてもよい。なお、補機用バッテリ２２に流入する電流の電流値は、例えば、バッテリセンサ９１により検出され、基準積算値は、例えば、過充電が生じ得る程度に補機用バッテリ２２に多くの電流が流入したか否かを適切に判定し得る値に設定される。また、例えば、基本的に設定時間が経過したことをトリガとして異常診断が再度実行される場合であっても、設定時間が経過した際に補機用バッテリ２２に流入する電流の電流値の積算値が基準積算値より小さい場合には、異常診断が再度実行されなくてもよい。それにより、異常診断の頻度が過度に多くなることを抑制することができる。
ここで、補機用バッテリ２２の異常診断中にエンジン１２の再始動を行う場合、補機用バッテリ２２から始動用モータ１３に電力を供給する必要があるので、異常診断は中断される。ゆえに、異常診断が中断されることを抑制する観点では、エンジン１２が停止していない時に補機用バッテリ２２の異常診断を行うことが好ましい。なお、補機用バッテリ２２の異常診断は、駐車時において実行されてもよい。その場合、具体的には、駐車時に、システムメインリレー６１を閉鎖された状態にし、診断用リレー６２を開放された状態にして、メインバッテリ２１に蓄電される電力を補機５１に供給することによって、異常診断が実現され得る。
＜３．電源システムの効果＞
続いて、本発明の実施形態に係る電源システム１の効果について説明する。
本実施形態に係る電源システム１では、補機用バッテリ２２は、補機用バッテリ２２及び始動用モータ１３と補機５１及びメインバッテリ２１との間の電気的な接続を断接可能なスイッチとしての診断用リレー６２を介して補機５１と接続されている。また、制御部１２０は、異常診断において、診断用リレー６２を開放させた状態で、補機用バッテリ２２の電気的な状態量に基づいて補機用バッテリ２２の異常の有無を診断する。それにより、異常診断において、補機用バッテリ２２及び始動用モータ１３と補機５１及びメインバッテリ２１との間を電気的に遮断された状態にすることができる。ゆえに、補機用バッテリ２２に電流が流れていない状態を形成することができるので、補機用バッテリ２２の電気的な状態量を適切に取得することができる。よって、補機用バッテリ２２の異常の有無を適切に診断することができる。
さらに、本実施形態によれば、上記のように補機用バッテリ２２の異常の有無を適切に診断することができることによって、異常が生じている補機用バッテリ２２がメインバッテリ２１から供給される電力によって過充電され、破損することを適切に抑制することができる。
また、本実施形態に係る電源システム１では、制御部１２０は、異常診断において、上記状態量としての補機用バッテリ２２の開放端電圧に基づいて、補機用バッテリ２２の異常としての補機用バッテリ２２の短絡の有無を診断することが好ましい。上述したように、診断用リレー６２を開放させた状態で異常診断を実行することによって、異常診断において、補機用バッテリ２２に電流が流れていない状態を形成することができるので、補機用バッテリ２２の開放端電圧を適切に取得することができる。ゆえに、このように適切に取得される開放端電圧に基づいて補機用バッテリ２２の短絡の有無を診断することができるので、補機用バッテリ２２の短絡の有無を適切に診断することができる。
また、本実施形態に係る電源システム１では、制御部１２０は、異常診断において、上記状態量としての補機用バッテリ２２の内部抵抗に基づいて、補機用バッテリ２２の異常としての補機用バッテリ２２の劣化の有無を診断することが好ましい。上述したように、診断用リレー６２を開放させた状態で異常診断を実行することによって、異常診断において、補機用バッテリ２２に電流が流れていない状態を形成することができるので、補機用バッテリ２２の内部抵抗を適切に取得することができる。ゆえに、このように適切に取得される内部抵抗に基づいて補機用バッテリ２２の劣化の有無を診断することができるので、補機用バッテリ２２の劣化の有無を適切に診断することができる。
また、本実施形態に係る電源システム１では、制御部１２０は、上記状態量と基準値との比較結果に基づいて補機用バッテリ２２の異常の有無を診断することが好ましい。それにより、上記基準値を補機用バッテリ２２の仕様に応じて適切に設定することによって、補機用バッテリ２２の異常の有無をより適切に診断することができる。
また、本実施形態に係る電源システム１では、制御部１２０は、補機用バッテリ２２の温度に応じて上記基準値を変化させることが好ましい。ここで、補機用バッテリ２２の電気的な状態量は、補機用バッテリ２２の温度に応じて変化し得る。ゆえに、補機用バッテリ２２の温度に応じて上記基準値を適切に変化させることによって、補機用バッテリ２２の短絡の有無をさらに適切に診断することができる。
また、本実施形態に係る電源システム１では、制御部１２０は、異常診断において、メインバッテリ２１に蓄電される電力をＤＣＤＣコンバータ４２により降圧させて補機５１に供給することが好ましい。上述したように、異常診断は、診断用リレー６２を開放させた状態で実行されるので、異常診断において、補機用バッテリ２２から補機５１への電力の供給は停止している。ゆえに、メインバッテリ２１に蓄電される電力をＤＣＤＣコンバータ４２により降圧させて補機５１に供給することによって、異常診断において、補機５１への電力の供給を適切に行うことができる。
また、本実施形態に係る電源システム１では、制御部１２０は、補機用バッテリ２２が異常であると診断された場合、診断用リレー６２を開放させた状態に維持し、メインバッテリ２１に蓄電される電力をＤＣＤＣコンバータ４２により降圧させて補機５１に供給することが好ましい。それにより、補機用バッテリ２２が異常であると診断された場合に、診断用リレー６２を開放させた状態に維持しつつ、補機５１への電力の供給を適切に行うことができる。ゆえに、メインバッテリ２１から補機用バッテリ２２へ電力が供給されることを適切に抑制することができるので、異常が生じている補機用バッテリ２２が過充電され、破損することをより適切に抑制することができる。
また、本実施形態に係る電源システム１では、制御部１２０は、補機用バッテリ２２が異常であると診断された場合、診断結果を報知装置に報知させることが好ましい。それにより、ドライバに診断結果を適切に通知することができる。ゆえに、ドライバに補機用バッテリ２２の修理を促すことができる。
また、本実施形態に係る電源システム１では、制御部１２０は、補機用バッテリ２２が異常であると診断された場合、エンジン１２を自動停止させる自動停止制御を禁止することが好ましい。それにより、補機用バッテリ２２が異常である場合に、エンジン１２が再始動されることを抑制することができる。ゆえに、エンジン１２を再始動するために、補機用バッテリ２２から始動用モータ１３への電力の供給が行われることを抑制することができる。よって、異常が生じている補機用バッテリ２２の放電が行われることに起因して補機用バッテリ２２が破損することを適切に抑制することができる。
また、本実施形態に係る電源システム１では、制御部１２０は、補機用バッテリ２２が異常であると診断された場合、始動用モータ１３の発電電力の電圧を補機用バッテリ２２の正常時より低い値に制御することが好ましい。それにより、異常が生じている補機用バッテリ２２が過充電されることを抑制しつつ、補機用バッテリ２２を適切に充電することができる。
＜４．むすび＞
以上説明したように、本実施形態に係る電源システム１では、補機用バッテリ２２は、補機用バッテリ２２及び始動用モータ１３と補機５１及びメインバッテリ２１との間の電気的な接続を断接可能なスイッチとしての診断用リレー６２を介して補機５１と接続されている。また、制御部１２０は、異常診断において、診断用リレー６２を開放させた状態で、補機用バッテリ２２の電気的な状態量に基づいて補機用バッテリ２２の異常の有無を診断する。それにより、異常診断において、補機用バッテリ２２に電流が流れていない状態を形成することができ、補機用バッテリ２２の電気的な状態量を適切に取得することができるので、補機用バッテリ２２の異常の有無を適切に診断することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしもフローチャートに示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。例えば、図３に示されるフローチャートにおけるステップＳ５６０，Ｓ５７０，Ｓ５８０，Ｓ５９０の処理は、図３に示される順序で実行されなくてもよく、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。
また、例えば、上記では、図１を参照して、本発明に係る電源システムの一例として電源システム１の構成について説明したが、上述したように、本発明に係る電源システムの構成はこのような例に限定されない。例えば、本発明に係る電源システムは、駆動源としての複数の駆動用モータを備えていてもよい。
１ 電源システム
５ 駆動輪
１１ 駆動用モータ
１２ エンジン
１３ 始動用モータ
２１ メインバッテリ
２２ 補機用バッテリ
３１ 変速機
４１ インバータ
４２ ＤＣＤＣコンバータ
５１ 補機
６１ システムメインリレー
６２ 診断用リレー
７１ 表示装置
９１ バッテリセンサ
１００ 制御装置
１１０ 取得部
１２０ 制御部
１２１ モータ制御部
１２２ エンジン制御部
１２３ リレー制御部
１２４ コンバータ制御部
１２５ 表示制御部
１２６ 診断部

Claims (10)

  1. 駆動輪を駆動するための動力を出力可能な駆動用モータと、
    前記駆動用モータに供給される電力を蓄電するメインバッテリと、
    前記駆動輪を駆動するための動力を出力可能なエンジンと、
    前記エンジンを始動する始動用モータと、
    前記始動用モータ及び補機に供給される電力を蓄電する補機用バッテリと、
    前記補機用バッテリの異常の有無を診断する異常診断を実行する制御部を有する制御装置と、
    を備え、
    前記メインバッテリは、前記メインバッテリに蓄電される電力を降圧可能なＤＣＤＣコンバータを介して前記補機と接続され、
    前記補機用バッテリは、前記補機用バッテリ及び前記始動用モータと前記補機及び前記メインバッテリとの間の電気的な接続を断接可能なスイッチを介して前記補機と接続され、
    前記制御部は、前記異常診断において、前記スイッチを開放させた状態で、前記補機用バッテリの電気的な状態量に基づいて前記補機用バッテリの異常の有無を診断する、
    電源システム。
  2. 前記制御部は、前記異常診断において、前記状態量としての前記補機用バッテリの開放端電圧に基づいて、前記補機用バッテリの異常としての前記補機用バッテリの短絡の有無を診断する、
    請求項１に記載の電源システム。
  3. 前記制御部は、前記異常診断において、前記状態量としての前記補機用バッテリの内部抵抗に基づいて、前記補機用バッテリの異常としての前記補機用バッテリの劣化の有無を診断する、
    請求項１又は２に記載の電源システム。
  4. 前記制御部は、前記状態量と基準値との比較結果に基づいて前記補機用バッテリの異常の有無を診断する、
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の電源システム。
  5. 前記制御部は、前記補機用バッテリの温度に応じて前記基準値を変化させる、
    請求項４に記載の電源システム。
  6. 前記制御部は、前記異常診断において、前記メインバッテリに蓄電される電力を前記ＤＣＤＣコンバータにより降圧させて前記補機に供給する、
    請求項１〜５のいずれか一項に記載の電源システム。
  7. 前記制御部は、前記補機用バッテリが異常であると診断された場合、前記スイッチを開放させた状態に維持し、前記メインバッテリに蓄電される電力を前記ＤＣＤＣコンバータにより降圧させて前記補機に供給する、
    請求項１〜６のいずれか一項に記載の電源システム。
  8. 前記制御部は、前記補機用バッテリが異常であると診断された場合、診断結果を報知装置に報知させる、
    請求項１〜７のいずれか一項に記載の電源システム。
  9. 前記制御部は、前記補機用バッテリが異常であると診断された場合、前記エンジンを自動停止させる自動停止制御を禁止する、
    請求項１〜８のいずれか一項に記載の電源システム。
  10. 前記始動用モータは、前記エンジンの運動エネルギを用いて発電可能であり、
    前記始動用モータの発電電力によって、前記補機用バッテリが充電され、
    前記制御部は、前記補機用バッテリが異常であると診断された場合、前記始動用モータの発電電力の電圧を前記補機用バッテリの正常時より低い値に制御する、
    請求項１〜９のいずれか一項に記載の電源システム。
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