JP7025142B2 - 車載電気システム - Google Patents

Description

本発明は、リレーと、リレーを介して並列接続される第一バッテリと第二バッテリと、リレーを介さずに第一バッテリと並列接続された第一負荷と、リレーを介さずに第二バッテリと並列接続されたモータ機能付発電機とを備えた車載電気システムの技術分野に関する。

例えば自動車等の車両においては、補機類を駆動する補機用バッテリを充電するための発電機としてモータ機能付発電機（ＩＳＧ：Integrated Starter Generator）を備えたものがある。ＩＳＧは、エンジントルクを電力に変換する発電機能に加え、電力をエンジンのトルクへと変換してエンジン始動に用いることができる。そのため、エンジン始動用のスタータモータと、エンジントルクを利用して発電を行うオルタネータとの両者の機能をＩＳＧに集約することができる。

ＩＳＧを備えた車両においては、ＩＧＳをエンジン始動のみでなく、走行中におけるエンジンのトルクアシストに用いることが可能である。但し、その場合、ＩＳＧの電源が補機用バッテリのみであると、トルクアシストに伴う補機用バッテリからの電力持ち出しが大きくなり、補機類の電圧保証を行うことが困難となる。なお、ここでの電圧保証とは、補機類の入力電圧が該補機類に定められた最低動作保証電圧を下回らないようにすることを意味している。

そこで、補機用バッテリとは別途に、トルクアシスト用の電源として走行用バッテリを設け、これら補機用バッテリと走行用バッテリとをリレーを介して並列接続し、トルクアシスト時など高負荷となる状況において、リレーをオフとして走行用バッテリと補機用バッテリとを切り離す構成とすることが有効である。
例えば、下記特許文献１には、内燃機関の駆動軸に機械的に連結され、内燃機関をトルクアシストするために作動する電動機と、トルクアシスト実行中に電動機に電力を供給する第１バッテリと、トルクアシスト実行中に電動機以外の電気負荷に電力を供給する第２バッテリと、トルクアシスト非実行時には第１バッテリと第２バッテリを並列接続し、トルクアシスト実行時には並列接続を解除するリレーと、を備えたトルクアシスト制御装置が開示されている。

特開２０１３－２５６２６７号公報

しかしながら、トルクアシスト時など高負荷の状況となる際にリレーをオフすると、大電流が流れている状態でリレーがオフされる虞がある。
大電流が流れている状態でリレーがオフされると、リレーが溶着して破損する虞がある。

そこで、本発明は上記した問題点を克服し、モータ機能付発電機による第一バッテリの充電を可能とし、第一バッテリと第二バッテリの双方をモータ機能付発電機の電源として利用可能とし、さらに第一バッテリに接続された第一負荷の電圧保証を可能としながらリレーの破損防止を図ることを目的とする。

本発明に係る車載電気システムは、リレーと、前記リレーを介して並列接続される第一バッテリと第二バッテリと、前記リレーを介さずに前記第一バッテリと並列接続された第一負荷と、前記リレーを介さずに前記第二バッテリと並列接続されたモータ機能付発電機と、前記リレーに流れる電流の電流値が閾値以上となったことに応じて前記リレーをオフ状態に切り替えるリレーオフ制御を行うと共に、前記リレーオフ制御の開始から前記リレーがオフとなるまでのオフ所要時間内に前記電流値を下げる制御を行う制御部と、を備えるものである。

上記のリレー、第一バッテリ、第一負荷、第二バッテリ、及びモータ機能付発電機の接続形態により、モータ機能付発電機による第一バッテリの充電を可能とし、第一バッテリと第二バッテリの双方をモータ機能付発電機の電源として利用可能とし、さらにリレーのオフにより第一バッテリに接続された第一負荷の電圧保証を行うことが可能とされる。さらに、上記の制御部により、大電流が流れている状態でリレーがオフされないようにすることが可能とされる。

上記した本発明に係る車載電気システムにおいては、前記リレーを介さずに前記第二バッテリと並列接続された第二負荷を備え、前記制御部は、前記第二負荷の消費電力が小さい場合より大きい場合に前記閾値を大きくし、前記リレーオフ制御を開始したことを契機に、前記第二負荷の消費電力を下げる制御を行う構成とすることが可能である。

これにより、第二負荷の電力消費状態に応じて高い閾値を設定可能にしつつ、第二負荷の消費電力が大きい場合にはリレーオフ制御の開始を契機にリレー電流の電流値が下げられ、大電流が流れている状態でリレーがオフされないようにすることが可能とされる。

上記した本発明に係る車載電気システムにおいては、前記第二負荷が車室温調装置とされた構成とすることが可能である。

車室温調装置は比較的消費電力が大きいため、消費電力を下げた場合にリレー電流の電流値低下に比較的大きく貢献する。

上記した本発明に係る車載電気システムにおいては、前記制御部は、前記第一負荷の消費電力が大きい場合より小さい場合に前記閾値を大きくし、前記リレーオフ制御を開始したことを契機に、前記第一負荷の消費電力を上げる制御を行う構成とすることが可能である。

これにより、第二負荷側の消費電力を下げる場合と同様の作用が得られる。

上記した本発明に係る車載電気システムにおいては、前記リレーに流すことが許容される電流の上限値を最大保証電流値としたときに、前記閾値の最小値は、前記オフ所要時間内において前記モータ機能付発電機の要求駆動力が最大傾斜を維持した場合において、前記電流値が前記最大保証電流値を超えない値に設定された構成とすることが可能である。

これにより、例えば第二負荷としての機器がオフ状態、又は第一負荷としての機器が消費電力最大状態にある等して、リレーオフ制御開始後の電流値をそれら負荷の消費電力調整によって下げることが不能な状況であっても、リレー電流の電流値が最大保証電流値を超えないようにすることが可能とされる。

上記した本発明に係る車載電気システムにおいては、前記リレーに並列接続され、前記第二バッテリ側から前記第一バッテリ側に電流を流すダイオードを備えた構成とすることが可能である。

これにより、リレーがオフしていても、ダイオードを介してモータ機能付発電機側から第一バッテリ側の方向のみに電流を流すことが可能とされる。

また、本発明に係る別の車載電気システムは、リレーと、前記リレーを介して並列接続される第一バッテリと第二バッテリと、前記リレーを介さずに前記第一バッテリと並列接続された第一負荷と、前記リレーを介さずに前記第二バッテリと並列接続されたモータ機能付発電機と、前記モータ機能付発電機の要求駆動力を示す情報を取得し、前記要求駆動力が所定の閾値以上であれば前記リレーをオフ状態に切り替えるリレーオフ制御を行う制御部と、を備え、前記閾値は、前記リレーに流れる電流が前記リレーの最大保証電流値に到達すると予測される場合に前記リレーオフ制御が行われるよう設定されたものである。

上記別の車載電気システムにおいても、リレーをオンとした場合にはモータ機能付発電機による第一バッテリの充電が可能とされ、また第一バッテリと第二バッテリの双方をモータ機能付発電機の電源として利用可能となり、リレーのオフにより第一バッテリに接続された第一負荷の電圧保証を行うことが可能とされる。そして、上記の制御部によって、リレー電流の電流値が大きくなることが予測される場合に対応して、事前にリレーをオフとすることが可能とされる。

本発明によれば、モータ機能付発電機による第一バッテリの充電を可能とし、第一バッテリと第二バッテリの双方をモータ機能付発電機の電源として利用可能とし、さらに第一バッテリに接続された第一負荷の電圧保証を可能としながらリレーの破損防止を図ることができる。

本発明に係る第一実施形態としての車載電気システムの構成例を示した回路ブロック図である。 第一実施形態としての消費電力調整、及び閾値の調整による作用の説明図である。 第一実施形態のリレーオフ制御手法を実現するために実行すべき処理の手順を示したフローチャートである。 第二実施形態としての車載電気システムの構成例を示した回路ブロック図である。 第三実施形態としての車載電気システムの構成例を示した回路ブロック図である。 第三実施形態としてのリレーオフ制御手法を実現するために実行すべき処理の手順を示したフローチャートである。

＜１．第一実施形態＞
図１は、本発明に係る第一実施形態としての車載電気システム１の構成例を示した回路ブロック図である。
本実施形態の車載電気システム１は、車輪の駆動源としてエンジンを備えた車両に備えられている。本例では、該車両は、車速条件を含む所定条件の成立に応じてエンジン停止操作に依らずエンジン停止させるアイドリングストップ機能を有する車両とされている。

図示のように車載電気システム１は、例えば車載された各種電装機器としての補機類２と、補機類２の電源として用いられる第一バッテリＢｔｈと、モータ機能付発電機としてのＩＳＧ（Integrated Starter Generator）３と、ＩＳＧ３の電源として用いられる第二バッテリＢｔｉと、電磁継電器としてのリレーＲＬと、ＩＳＧ３に並列接続された特定の電気負荷としての特定負荷４とを備えている。
図示のように第一バッテリＢｔｈと第二バッテリＢｔｉはリレーＲＬを介して並列接続される。補機類２は、リレーＲＬを介さずに第一バッテリＢｔｈと並列接続され、特定負荷４はリレーＲＬを介さずに第二バッテリＢｔｉと並列接続されている。
第一バッテリＢｔｈ、第二バッテリＢｔｉとしては例えばニッケル水素電池、リチウムイオン電池等を用いることができ、本例において定格出力電圧は例えば１２Ｖ程度である。
なお、第一バッテリＢｔｈ、第二バッテリＢｔｉの少なくとも一方に鉛蓄電池を用いることも可能である。
本例では、特定負荷４は、車室の温度調整を行う車室温調装置とされている。

車載電気システム１においては、上記の電気回路構成により、ＩＳＧ３による第一バッテリＢｔｈの充電が可能とされる（リレーＲＬがオン時）。また、第一バッテリＢｔｈと第二バッテリＢｔｉの双方をＩＳＧ３の電源として利用することが可能とされる（リレーＲＬがオン時）。さらに、第一バッテリＢｔｈに接続された補機類２の電圧保証が可能とされる（リレーＲＬがオフ時）。

また、車載電気システム１は、リレーＲＬに並列接続されたダイオードＤ１を備えている。図示のようにダイオードＤ１は、アノードが第二バッテリＢｔｉの正極端子に接続され、カソードが第一バッテリＢｔｈの正極端子に接続されている。つまりダイオードＤ１は、第二バッテリＢｔｉ側から第一バッテリＢｔｈ側に電流を流す。

ＩＳＧ３は、エンジンの回転軸に連結され、モータ（電動機）として機能させることでエンジンを始動するスタータモータの役を担う。また、ＩＳＧ３は、エンジンが始動した後はエンジンの回転エネルギーを電気エネルギーとして回収する発電機として機能させることができる。
さらに、ＩＳＧ３は、モータとして機能させることでエンジンのトルクアシストを行うことができる。

また、車載電気システム１は、それぞれが例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータを有して構成された走行制御部５、負荷制御部６、及びリレー制御部７と、走行制御部５からの指示に基づきＩＳＧ３を駆動するＩＳＧ駆動部８と、上記した各制御部（走行制御部５、負荷制御部６、リレー制御部７）を相互データ通信可能に接続するバス９とを備えている。
走行制御部５、負荷制御部６、リレー制御部７の相互のデータ通信は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network ）等の所定の車内ＬＡＮ（Local Area Network）規格に従った形式で行われる。

走行制御部５は、車両の走行に係る制御を行い、特に本例では、上述したアイドリングストップ機能を実現するための制御や、ＩＳＧ３によるエンジントルクアシストのための制御を行う。
具体的に、走行制御部５は、アイドリングストップ機能に伴うエンジン再始動時においてＩＳＧ駆動部８によりＩＳＧ３をスタータモータとして機能させる。また、走行制御部５は、トルクアシストに係る処理として、不図示のアクセルペダル操作等に基づいてＩＳＧ３の要求駆動力を計算し、該要求駆動力に応じた駆動力をＩＳＧ３が発現するように、ＩＳＧ駆動部８に該要求駆動力に応じた駆動信号を出力させる。

負荷制御部６は、特定負荷４として設けられた電装機器の制御を行う。
本例では、特定負荷４としての車室温調装置について、例えば操作入力や不図示のセンサ（例えば外気温センサや車室内温度を検出する内気温センサ）の検出信号等に基づく運転制御を行う。

リレー制御部７は、リレーＲＬのオン／オフに係る制御を行う。
具体的に、本実施形態のリレー制御部７は、図中に電流検出部７ａ、オフ制御部７ｂ、閾値調整部７ｃ、電力調整指示部７ｄとして示す各種の機能を有する。
電流検出部７ａは、リレーＲＬに流れる電流の電流値を検出する。ここで以下、リレーＲＬに流れる電流については「リレー電流Ｉｒ」と表記することもある。
本例における電流検出部７ａは、リレーＲＬと第一バッテリＢｔｈとの接続点電位と、リレーＲＬと第二バッテリＢｔｉとの接続点電位との電位差をリレー電流Ｉｒの電流値として検出する。
なお、電流検出部７ａについては、上記の両電位をデジタルサンプリングするＡ／Ｄ変換器と差分検出回路とで構成する（つまりハードウェアで構成）することができる。或いは、上記両電位の差分値計算についてはソフトウェア処理で実現してもよい。

オフ制御部７ｂは、リレーＲＬがオンの状態において、電流検出部７ａが検出したリレー電流Ｉｒの電流値と閾値ＴＨｒとに基づき、リレーＲＬをオフとする制御（リレーオフ制御）を行う。具体的には、リレー電流Ｉｒの電流値が閾値ＴＨｒ以上となったことに応じてリレーオフ制御を行う。

閾値調整部７ｃは、オフ制御部７ｂが用いる閾値ＴＨｒを、特定負荷４の消費電力の大きさに応じて調整する。具体的には、負荷制御部６より特定負荷４の消費電力の大きさに相関する情報（以下「消費電力相関情報」）を取得し、該消費電力相関情報に基づいて閾値ＴＨｒを調整する。
ここで、消費電力相関情報としては、負荷制御部６が特定負荷４の消費電力を算出している場合には該消費電力を表す情報を用いればよい。或いは、特に本例のように特定負荷４が車室温調装置とされる場合には、出力風量の大きさを表す情報を消費電力相関情報として用いることもできる。消費電力相関情報としては、消費電力の大きさに相関した情報であればよく、消費電力そのものを表す情報に限定されるものではない。

閾値調整部７ｃは、消費電力相関情報に基づく閾値ＴＨｒの調整として、具体的には、特定負荷４の消費電力が小さい場合より大きい場合に閾値ＴＨｒを大きくする調整を行う。

電力調整指示部７ｄは、オフ制御部７ｂがリレーオフ制御を開始したことを契機に、特定負荷４の消費電力を下げるための指示を負荷制御部６に対して行う。

ここで、上記のような特定負荷４の消費電力調整、及び閾値ＴＨｒの調整は、リレーＲＬのオフ頻度を低減してリレーＲＬの長寿命化を図るべく行っている。
ＩＳＧ３を用いたエンジントルクアシスト時など高負荷の状況となる際にリレーＲＬをオフすると、大電流が流れている状態でリレーＲＬがオフされ、リレーＲＬが溶着して破損する虞がある。この点を考慮すると、リレーＲＬをオフさせる際に用いる閾値ＴＨｒとしては、十分なマージンをとって低めの値に設定することが考えられる。
しかしながら、閾値ＴＨｒを低めに設定した場合には、リレーＲＬが頻繁にオフされ、リレーＲＬの寿命低下を招く虞がある。

図２を参照して、上記した特定負荷４の消費電力調整、及び閾値ＴＨｒの調整によりリレーＲＬの長寿命化が図られる点について説明する。
先ずは、図２Ａを参照し、閾値ＴＨｒの最小値の定め方について説明しておく。閾値ＴＨｒの最小値とは、閾値調整部７ｃが調整可能な閾値ＴＨｒの最小値と換言できるものである。

図２Ａにおいて、図中の「要求駆動力」は、走行制御部５が算出するＩＳＧ３の要求駆動力の波形を例示しており、「特定負荷出力」は、特定負荷４の出力状態（電力消費状態）を表す。ここでは、要求駆動力については、その傾きαが最大とされた場合を例示している。すなわち、例えばアクセルペダルが急激に踏み込まれた等により、要求駆動力をシステム上最速に立ち上げている場合である。
図２Ａでは、特定負荷４としての車室温調装置はオフ状態とされ、その消費電力が略ゼロの状態（略電力非消費状態）であるものとしている。

図２Ａのリレー電流Ｉｒは、要求駆動力の傾きαが最大とされた場合に対応した波形を例示している。この際のリレー電流Ｉｒの波形の傾斜角度は、特定負荷４が略電力非消費状態である場合（つまり閾値調整部７ｃが閾値ＴＨｒを最小値に調整する場合）には最大角度となる（但し、第一バッテリＢｔｈ側の電圧変動が無いと仮定した場合）。

図中に破線で表す最大保証電流値Ｌｍｉは、リレーＲＬの溶着防止を図る上でリレーＲＬに流すことが許容される電流の上限値を表している。すなわち、リレー電流Ｉｒの電流値が最大保証電流値Ｌｍｉ以下であれば、リレーＲＬをオフしてもリレーＲＬに溶着が生じないことが保証される。

前述のように、オフ制御部７ｂは、リレー電流Ｉｒの電流値が閾値ＴＨｒ以上となったことに応じてリレーオフ制御を行うが、リレーオフ制御を開始してから実際にリレーＲＬがオフ状態に切り替わるまでには或る程度の時間を要する。図中では、このようにリレーオフ制御の開始時点から実際にリレーＲＬがオフ状態に切り替わるまでに要する時間を「オフ所要時間」と示している。

本例では、閾値ＴＨｒの最小値は次のように設定している。
すなわち、閾値ＴＨｒの最小値は、オフ所要時間内においてＩＳＧ３の要求駆動力が最大傾斜を維持した場合であっても、リレー電流Ｉｒの電流値が最大保証電流値Ｌｍｉを超えない値として設定されている。
これにより、特定負荷４がオフ状態とされていて、以下で詳述する特定負荷４の消費電力制限によりリレー電流Ｉｒの電流値を低下させることが不能な場合であっても、リレー電流Ｉｒの電流値が最大保証電流値Ｌｍｉを超える前にリレーＲＬがオフ状態に移行することを保証できる。すなわち、特定負荷４の消費電力制限よるリレー電流Ｉｒの低減が不能な状況下においても、最大保証電流値Ｌｍｉを超える大電流が流れている状態でリレーＲＬがオフされることの防止を図ることができる。

図２Ｂは、特定負荷４の消費電力調整、及び特定負荷４の消費電力に応じた閾値ＴＨｒの調整による作用の説明図である。
特定負荷４の消費電力が大きい場合には、閾値調整部７ｃにより、閾値ＴＨｒが図２Ａに示す最小値よりも大きな値に調整される。図２Ｂでは、特定負荷４の消費電力が相当に大きく、閾値ＴＨｒが最大保証電流値Ｌｍｉを超える値に調整されている例を示している。

電力調整指示部７ｄは、リレー電流Ｉｒの電流値が閾値ＴＨｒ以上となってオフ制御部７ｂがリレーオフ制御を開始したことを契機に、特定負荷４の消費電力を下げる制御を行う。該制御が行われることで、図示のようにリレーオフ制御開始後、リレー電流Ｉｒの電流値が低下していく。そして、このようにリレー電流Ｉｒの電流値が低下されることで、リレー電流Ｉｒの電流値が最大保証電流値Ｌｍｉ以下の状態で、オフ所要時間の終了タイミングを迎えることができる。すなわち、リレー電流Ｉｒの電流値が最大保証電流値Ｌｍｉ以下の状態でリレーＲＬをオフ状態に移行させることができ、これによりリレーＲＬの破損防止を図ることができる。

ここで、本実施形態では、閾値調整部７ｃにより、閾値ＴＨｒが図２Ａに示す最小値から図２Ｂに示すように最大保証電流値Ｌｍｉを超える程度の大きな値まで調整される。図中では、このような閾値ＴＨｒの調整範囲を「Ｘ」で表している。
本実施形態では、図２Ｂに示すような特定負荷４の消費電力調整によるリレー電流Ｉｒの低減により、閾値ＴＨｒを図２Ａに示す最小値よりも大きな値に設定可能とされている。このように閾値ＴＨｒを大きくすることが可能な分、リレーＲＬがオフされる頻度を低減することができ、これにより、リレーＲＬの長寿命化を図ることができる。

図３は、リレー制御部７が上記したオフ制御部７ｂ、閾値調整部７ｃ、電力調整指示部７ｄとしての機能を実現するために実行すべき処理を示したフローチャートである。
なお、図３に示す各処理は、リレー制御部７のＣＰＵが例えば上述したＲＯＭ等の所定の記憶装置に記憶されたプログラムに従って実行する。

図３Ａは、オフ制御部７ｂとしての機能を実現するための処理を示している。なお、図３Ａ、及び後述する図３Ｂの処理は、リレー制御部７が所定の処理周期により繰り返し実行する。
図３Ａにおいて、リレー制御部７はステップＳ１０１の電流値取得処理として、電流検出部７ａが検出したリレー電流Ｉｒの電流値を取得し、ステップＳ１０２で該取得した電流値が閾値ＴＨｒ以上か否かを判定する。
電流値が閾値ＴＨｒ以上でなければ、リレー制御部７は図３Ａに示す処理を終え、電流値が閾値ＴＨｒ以上であればステップＳ１０３でリレーオフ制御を行い、図３Ａに示す処理を終える。

図３Ｂは、閾値調整部７ｃとしての機能を実現するための処理を示している。
リレー制御部７はステップＳ２０１で、負荷制御部６から消費電力相関情報を取得する処理を行い、ステップＳ２０２で消費電力に応じた閾値ＴＨｒに更新する処理を行う。すなわち、閾値ＴＨｒの候補値として、消費電力相関情報から求まる特定負荷４の消費電力の大きさに応じた値を求め、該候補値によって現在の閾値ＴＨｒを更新する。このとき、リレー制御部７は、例えば特定負荷４の消費電力と閾値ＴＨｒとの対応関係を示す関数やテーブル情報に基づいて上記の候補値を求める。これら関数やテーブルは、本実施形態では、特定負荷４の消費電力が小さい場合よりも大きい場合に大きな候補値が求まるように設定されている。すなわち、閾値ＴＨｒは、該消費電力が小さい場合よりも大きい場合に大きな値に更新される。
リレー制御部７はステップＳ２０２の更新処理を行ったことに応じて図３Ｂに示す処理を終える。

図３Ｃは、電力調整指示部７ｄとしての機能を実現するための処理を示している。
図３Ｃにおいてリレー制御部７は、ステップＳ３０１でリレーオフ制御が開始されるまで待機し、リレーオフ制御が開始された場合は、ステップＳ３０２でタイムカウントを開始した上で、ステップＳ３０３で電力調整指示処理を行う。すなわち、負荷制御部６に対して特定負荷４の消費電力を下げるように指示を行う。

このような電力調整指示に応じ、負荷制御部６は、特定負荷４としての車室温調装置がオン状態であれば、例えば出力風量を下げさせる等の所定制御により、特定負荷４の消費電力を低下させる。なお、特定負荷４の消費電力を下げる制御には、特定負荷４をオフとする（消費電力をゼロにする）制御を含み得る。

ステップＳ３０３の指示処理を実行したことに応じ、リレー制御部７はステップＳ３０４で所定時間の経過を待機し、所定時間が経過したことに応じ、ステップＳ３０５でタイムカウントをリセットした上で、ステップＳ３０６で解除指示処理を行う。すなわち、特定負荷４の消費電力調整状態（本実施形態では消費電力制限状態）を解除するための指示を負荷制御部６に対して行う。
これにより、特定負荷４の動作状態を、ステップＳ３０３の調整指示実行前の状態に復帰させることができる。

リレー制御部７はステップＳ３０６の指示処理を実行したことに応じて図３Ｃに示す処理を終える。

＜２．第二実施形態＞
図４は、第二実施形態としての車載電気システム１Ａの構成例を示した回路ブロック図である。
なお以下の説明において、既に説明済みとなった部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。

リレー電流Ｉｒの電流値を下げる作用は、補機類２の消費電力を上げることによっても実現できる。
第二実施形態の車載電気システム１Ａにおいては、補機類２の制御を行う補機類制御部１０が設けられ、リレー制御部７が補機類制御部１０に補機類２の消費電力を上げる指示を行う。本例では、補機類制御部１０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵを有するマイクロコンピュータを備えて構成され、バス９を介して少なくともリレー制御部７との間で相互にデータ通信を行うことが可能とされている。

車載電気システム１Ａが備えるリレー制御部７は、閾値調整部７ｃに代えて閾値調整部７ｃＡを、電力調整指示部７ｄに代えて電力調整指示部７ｄＡを有している。
閾値調整部７ｃＡは、補機類制御部１０から取得した消費電力相関情報に基づいて、補機類２の消費電力が大きい場合よりも小さい場合に閾値ＴＨｒを大きくするように、閾値ＴＨｒの調整を行う。
また、電力調整指示部７ｄＡは、オフ制御部７ｂがリレーオフ制御を開始したことを契機に、補機類２の消費電力を上げるように補機類制御部１０に指示を行う。

この場合のリレー制御部７は、閾値調整部７ｃＡ、電力調整指示部７ｂの機能を実現するための処理として、先の図３Ｂ、図３Ｃに示したものと同様の処理を行う。但しこの場合、図３ＢにおけるステップＳ２０１で取得するは補機類２についての消費電力相関情報であり、ステップＳ２０２の処理では、上述した閾値ＴＨｒの候補値として、補機類２の消費電力が大きい場合よりも小さい場合に大きな値が求まるようにする。
また、図３Ｃの処理では、ステップＳ３０３、Ｓ３０６での指示対象は補機類制御部１０とされ、ステップＳ３０３の処理では補機類２の消費電力を上げる指示を行う。

上記のような第二実施形態の車載電気システム１Ａによっても、車載電気システム１と同様に、リレーＲＬのオフ所要時間内においてリレー電流Ｉｒの電流値を下げる制御が実現される。そして、このようなオフ所要時間内での電流値調整と補機類２の消費電力に応じた閾値ＴＨｒの調整とにより、第一実施形態の場合と同様にリレーＲＬがオフされる頻度を低減しながら大電流が流れている状態でのリレーＲＬのオフ防止を図ることができる。

なお、上記では補機類２が補機類制御部１０によって制御される例としたが、補機類２の種類によっては、補機類２がコンピュータを内蔵している場合もあり得る。その場合、電力調整指示部７ｄＡが該コンピュータに対して電力調整指示を行う構成とすることもできる。

ここで、第二実施形態において、消費電力の調整対象とする補機類２の例としては、例えばエンジンのラジエータファン、或いはトランスミッションの作動油吐出源等として用いられるＥＯＰ（Electric Oil Pump）等を挙げることができる。

また、上記した補機類２の消費電力調整と第一実施形態で説明した特定負荷４の消費電力調整の双方により、リレー電流Ｉｒを低減させることもできる。すなわち、リレーＲＬのオフ制御開始を契機に、特定負荷４の消費電力を下げ、且つ補機類２の消費電力を上げる制御を行うものである。
この場合、閾値ＴＨｒは、特定負荷４の消費電力が小さく補機類２の消費電力が大きい場合よりも、特定負荷４の消費電力が大きく補機類２の消費電力が小さい場合に大きな値とするように調整すればよい。

＜３．第三実施形態＞
図５は、第三実施形態としての車載電気システム１Ｂの構成例を示した回路ブロック図である。
第一実施形態の車載電気システム１との差異点は、リレー制御部７に代えてリレー制御部７Ｂが設けられた点である。
リレー制御部７Ｂは、電流検出部７ａ、閾値調整部７ｃ、及び電力調整指示部７ｄが省略されると共に、オフ制御部７ｂに代えてオフ制御部７ｂＢが設けられた点がリレー制御部７と異なる。

ここで、走行制御部５が算出するＩＳＧ３の要求駆動力が上昇した場合、所定レートによるなまし時間後に該要求駆動力の上昇がＩＳＧ３の駆動信号に反映される。すなわち、要求駆動力の上昇とリレー電流Ｉｒの電流値の上昇との間には、所要のタイムラグが生じる。従って、要求駆動力の上昇を検知することで、リレー電流Ｉｒの電流値上昇をいわば先読みすることができる。
この点に鑑み第三実施形態では、オフ制御部７ｂＢが、ＩＳＧ３の要求駆動力の大きさに基づきリレーオフ制御を行う。

図６は、第三実施形態としてのリレーオフ制御手法を実現するための処理を示したフローチャートである。
図６に示す処理は、リレー制御部７ＢにおけるＣＰＵがＲＯＭ等の所定の記憶装置に記憶されたプログラムに従って実行するものであり、所定の処理周期により繰り返し行われる。

図６において、リレー制御部７ＢはステップＳ４０１で、ＩＳＧ３の要求駆動力を取得するための処理を行う。すなわち、走行制御部５に対しＩＳＧ３の要求駆動力の送信要求を行い、該要求駆動力を取得する。

続くステップＳ４０２でリレー制御部７Ｂは、取得した要求駆動力が所定の閾値ＴＨｄ以上であるか否かを判定し、該要求駆動力が閾値ＴＨｄ以上でなければ図６に示す処理を終え、該要求駆動力が閾値ＴＨｄ以上であれば、ステップＳ４０３でリレーオフ制御を行って図６に示す処理を終える。

上記の処理により、要求駆動力の大きさからリレー電流Ｉｒの電流値が例えば最大保証電流値Ｌｍｉに達する程度に大きくなることが予測される場合に対応して、事前にリレーＲＬをオフとすることが可能とされる。
従って、大電流が流れている状態でリレーＲＬがオフされてしまうことの防止を図ることができる。

＜４．実施形態のまとめ＞
上記で説明したように実施形態の車載電気システム（同１又は１Ａ）は、リレー（ＲＬ）と、リレーを介して並列接続される第一バッテリ（Ｂｔｈ）と第二バッテリ（Ｂｔｉ）と、リレーを介さずに第一バッテリと並列接続された第一負荷（補機類２）と、リレーを介さずに第二バッテリと並列接続されたモータ機能付発電機（ＩＳＧ３）と、リレーに流れる電流の電流値が閾値以上となったことに応じてリレーをオフ状態に切り替えるリレーオフ制御を行うと共に、リレーオフ制御の開始からリレーがオフとなるまでのオフ所要時間内に電流値を下げる制御を行う制御部（リレー制御部７又は７Ａ）と、を備えている。

上記のリレー、第一バッテリ、第一負荷、第二バッテリ、及びモータ機能付発電機の接続形態により、リレーをオンとした場合にはモータ機能付発電機により第一バッテリの充電が可能とされ、また第一バッテリと第二バッテリの双方をモータ機能付発電機の電源として利用可能となる。さらに、リレーのオフにより第一バッテリに接続された第一負荷の電圧保証を行うことが可能とされる。そして、上記の制御部によって、大電流が流れている状態でリレーがオフされないようにすることが可能とされる。
従って、上記した車載電気システムによれば、モータ機能付発電機による第一バッテリの充電を可能とし、第一バッテリと第二バッテリの双方をモータ機能付発電機の電源として利用可能とし、さらに第一バッテリに接続された第一負荷の電圧保証を可能としながらリレーの破損防止を図ることができる。

また、実施形態の車載電気システム（１）においては、リレーを介さずに第二バッテリと並列接続された第二負荷（特定負荷４）を備え、制御部は、第二負荷の消費電力が小さい場合より大きい場合に閾値を大きくし、リレーオフ制御を開始したことを契機に、第二負荷の消費電力を下げる制御を行っている。

これにより、第二負荷の電力消費状態に応じて高い閾値を設定可能にしつつ、第二負荷の消費電力が大きい場合にはリレーオフ制御の開始を契機にリレー電流の電流値が下げられ、大電流が流れている状態でリレーがオフされないようにすることが可能とされる。
リレーをオフする閾値として高い閾値を設定可能とされることで、リレーがオン／オフ頻度の低減を図ることができる。従って、上記構成によれば、リレーの長寿命化を図りつつ、大電流が流れている状態でリレーがオフされることに伴うリレーの破損防止を図ることができる。

さらに、実施形態の車載電気システムにおいては、第二負荷が車室温調装置とされている。

車室温調装置は比較的消費電力が大きいため、消費電力を下げた場合にリレー電流の電流値低下に比較的大きく寄与する。
従って、閾値の上限値を高めることができ、リレーのオフ頻度の低減、つまりはリレーの長寿命化を図ることができる。

さらにまた、実施形態の車載電気システム（１Ａ）においては、制御部は、第一負荷の消費電力が大きい場合より小さい場合に閾値を大きくし、リレーオフ制御を開始したことを契機に、第一負荷の消費電力を上げる制御を行っている。

これにより、第二負荷側の消費電力を下げる場合と同様の作用が得られる。
従って、リレーがオフされる頻度の低減によりリレーの長寿命化を図ることができると共に、大電流が流れている状態でリレーがオフされることに伴うリレーの破損防止を図ることができる。

また、実施形態の車載電気システムにおいては、リレーに流すことが許容される電流の上限値を最大保証電流値としたときに、閾値の最小値は、オフ所要時間内においてモータ機能付発電機の要求駆動力が最大傾斜を維持した場合において、電流値が最大保証電流値を超えない値に設定されている。

これにより、例えば第二負荷としての機器がオフ状態、又は第一負荷としての機器が消費電力最大状態にある等して、リレーオフ制御開始後の電流値をそれら負荷の消費電力調整によって下げることが不能な状況であっても、リレー電流の電流値が最大保証電流値を超えないようにすることが可能とされる。
従って、負荷の消費電力調整によってリレーオフ制御開始後の電流値を下げることが不能な状況であっても、大電流が流れている状態でリレーがオフされることに伴うリレーの破損防止を図ることができる。

さらに、実施形態の車載電気システムにおいては、リレーに並列接続され、第二バッテリ側から第一バッテリ側に電流を流すダイオードを備えている。

これにより、リレーがオフしていても、ダイオードを介してモータ機能付発電機側から第一バッテリ側の方向のみに電流を流すことが可能とされる。
従って、リレーがオフの状態においてもモータ機能付発電機による回生電力や第二バッテリの充電電力を第一バッテリ側に供給することができ、第一バッテリの非充電時間を短くでき、第一負荷の電圧保証効果を高めることができる。

また、実施形態の別の車載電気システム（１Ｂ）は、リレー（ＲＬ）と、リレーを介して並列接続される第一バッテリ（Ｂｔｈ）と第二バッテリ（Ｂｔｉ）と、リレーを介さずに第一バッテリと並列接続された第一負荷（補機類２）と、リレーを介さずに第二バッテリと並列接続されたモータ機能付発電機（ＩＳＧ３）と、モータ機能付発電機の要求駆動力を示す情報を取得し、要求駆動力の大きさに基づきリレーをオフ状態に切り替えるリレーオフ制御を行う制御部（リレー制御部７Ｂ）と、を備えている。

上記別の車載電気システムにおいても、リレーをオンとした場合にはモータ機能付発電機による第一バッテリの充電が可能とされ、また第一バッテリと第二バッテリの双方をモータ機能付発電機の電源として利用可能となり、リレーのオフにより第一バッテリに接続された第一負荷の電圧保証を行うことが可能とされる。そして、上記の制御部によって、リレー電流の電流値が大きくなることが予測される場合に対応して、事前にリレーをオフとすることが可能とされる。
従って、上記別の車載電気システムによっても、モータ機能付発電機による第一バッテリの充電を可能とし、第一バッテリと第二バッテリの双方をモータ機能付発電機の電源として利用可能とし、さらに第一バッテリに接続された第一負荷の電圧保証を可能としながらリレーの破損防止を図ることができる。

なお、本発明は上記で説明した具体例に限定されず、多様な変形例が考えられるものである。
例えば、上記では、本発明がアイドリングストップ機能を有する車両に適用される例を挙げたが、アイドリングストップ機能を有さない車両にも本発明は好適に適用できる。

１、１Ａ、１Ｂ 車載電気システム、２ 補機類（第一負荷）、３ ＩＳＧ（モータ機能付発電機）、Ｂｔｈ 第一バッテリ、Ｂｔｉ 第二バッテリ、ＲＬ リレー、４ 特定負荷（第二負荷）、６ 負荷制御部、７、７Ｂ、 リレー制御部、７ａ 電流検出部、７ｂ、７ｂＢ オフ制御部、７ｃ、７ｃＡ 閾値調整部、７ｄ、７ｄＡ 電力調整指示部、１０ 補機類制御部、Ｄ１ ダイオード

Claims (7)

1. リレーと、
   前記リレーを介して並列接続される第一バッテリと第二バッテリと、
   前記リレーを介さずに前記第一バッテリと並列接続された第一負荷と、
   前記リレーを介さずに前記第二バッテリと並列接続されたモータ機能付発電機と、
   前記リレーに流れる電流の電流値が閾値以上となったことに応じて前記リレーをオフ状態に切り替えるリレーオフ制御を行うと共に、前記リレーオフ制御の開始から前記リレーがオフとなるまでのオフ所要時間内に前記電流値を下げる制御を行う制御部と、を備える
   車載電気システム。
2. 前記リレーを介さずに前記第二バッテリと並列接続された第二負荷を備え、
   前記制御部は、
   前記第二負荷の消費電力が小さい場合より大きい場合に前記閾値を大きくし、
   前記リレーオフ制御を開始したことを契機に、前記第二負荷の消費電力を下げる制御を行う
   請求項１に記載の車載電気システム。
3. 前記第二負荷が車室温調装置とされた
   請求項２に記載の車載電気システム。
4. 前記制御部は、
   前記第一負荷の消費電力が大きい場合より小さい場合に前記閾値を大きくし、
   前記リレーオフ制御を開始したことを契機に、前記第一負荷の消費電力を上げる制御を行う
   請求項１乃至請求項３の何れかに記載の車載電気システム。
5. 前記リレーに流すことが許容される電流の上限値を最大保証電流値としたときに、
   前記閾値の最小値は、
   前記オフ所要時間内において前記モータ機能付発電機の要求駆動力が最大傾斜を維持した場合において、前記電流値が前記最大保証電流値を超えない値に設定された
   請求項１乃至請求項４の何れかに記載の車載電気システム。
6. 前記リレーに並列接続され、前記第二バッテリ側から前記第一バッテリ側に電流を流すダイオードを備えた
   請求項１乃至請求項５の何れかに記載の車載電気システム。
7. リレーと、
   前記リレーを介して並列接続される第一バッテリと第二バッテリと、
   前記リレーを介さずに前記第一バッテリと並列接続された第一負荷と、
   前記リレーを介さずに前記第二バッテリと並列接続されたモータ機能付発電機と、
   前記モータ機能付発電機の要求駆動力を示す情報を取得し、前記要求駆動力が所定の閾値以上であれば前記リレーをオフ状態に切り替えるリレーオフ制御を行う制御部と、を備え、
   前記閾値は、前記リレーに流れる電流が前記リレーの最大保証電流値に到達すると予測される場合に前記リレーオフ制御が行われるよう設定された
   車載電気システム。

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