JP7313273B2

JP7313273B2 - 電動車両

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Publication number: JP7313273B2
Application number: JP2019233985A
Authority: JP
Inventors: 史之守屋; 裕文家邊; 拓馬加藤
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2019-12-25
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2023-07-24
Anticipated expiration: 2039-12-25
Also published as: JP2021102371A

Description

本発明は、第１電源と第２電源とを備えた電動車両に関する。

一般に、走行モータを有する電動車両又は走行モータとエンジンとを有するハイブリッド車両は、電気モータに電力を供給する高電圧バッテリと、電気モータ以外の電気機器（補機を含む）に電力を供給する鉛バッテリとを備える。さらに、このような車両は、高電圧バッテリから電気モータ以外の電気機器に電力を供給するＤＣ／ＤＣコンバータを備える。

特許文献１には、ＤＣ／ＤＣコンバータとバッテリと複数の負荷とを有する車両において、アイドリングストップの際、あるいは、エンジンの再始動の際などに、スイッチを切り替えて、複数の負荷に電力を供給する経路を切り替える技術が示されている。

特開２０１５－２１７９１９号公報

エンジンの再始動モータ、運転支援装置で緊急自動制動を実現するアクチュエータなど、車両には、一時的に大きな電力を消費して動力を発生させる高負荷機器が備わる。高負荷機器の駆動時には、電源電圧が急激に低下し、同一電源に接続されている他の電気機器に影響を与える場合がある。

一方、鉛バッテリとＤＣ／ＤＣコンバータなど、複数の電源を有する車両においては、一方の電源で高負荷機器を駆動しつつ、他方の電源から他の電気機器へ電力を供給することで、高負荷機器による電圧降下が、他の電気機器へ影響を及ぼすことを回避することができる。しかしながら、高負荷機器が駆動する際に、他の電源にその他の多くの電気機器が接続される状況が生じると、これらの電気機器が同時に電力消費する場合を想定し、他方の電源の出力容量を大きくするなど、高い能力の電源が要求される。そして、その分、電源のコストが高騰する。

本発明は、第１電源、第２電源、並びに、一時的に動力を発生させる第１機器を有する電動車両において、第１機器の駆動が他の電気機器に与える影響を低減しつつ、第１電源及び第２電源の要求能力の低減を図ることのできる電動車両を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、
電力を供給する第１電源及び第２電源と、
電力を受けて動作する第１電気機器群及び第２電気機器群と、
前記第２電源の電力で駆動され、一時的に動力を発生する第１機器と、
前記第１電気機器群へ電力を送る第１電源ラインが前記第１電源に接続され、前記第２電気機器群へ電力を送る第２電源ラインが前記第２電源に接続され、かつ、前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとが切り離される接続形態と、前記第１電源ラインが前記第２電源に接続され、前記第２電源ラインが前記第１電源に接続され、かつ、前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとが切り離される接続形態とに、切り替え可能なスイッチ部と、
前記スイッチ部を切り替えるスイッチ制御部と、
を備える電動車両である。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の電動車両において、
前記スイッチ制御部は、
車両状態に応じて、前記第１電源ラインが前記第１電源に接続されかつ前記第２電源ラインが前記第２電源に接続される第１接続形態、又は、前記第１電源ラインが前記第２電源に接続されかつ前記第２電源ラインが前記第１電源に接続される第２接続形態を選択し、
前記第１機器の駆動の際、選択された前記第１接続形態又は前記第２接続形態で前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとを切り離すことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２記載の電動車両において、
前記第１電気機器群には、運転を支援する運転支援機器が含まれ、
前記第２電気機器群には、停車中に駆動される電気機器又は車室内環境を調整する電気機器が含まれ、
前記スイッチ制御部は、
走行中に前記第１機器が駆動される際には、前記第１接続形態で前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとを切り離し、停車中に前記第１機器が駆動される際には、前記第２接続形態で前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとを切り離すことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項２又は請求項３に記載の電動車両において、
前記第１機器は、エンジンの再始動モータであり、
前記第１電気機器群の特定機能の実行要求があった場合に、前記特定機能を実行する前に前記エンジンを再始動させる機器制御部を、
更に備えることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項３又は請求項４記載の電動車両において、
前記スイッチ部は、
前記第１電源の接続を前記第１電源ライン又は前記第２電源ラインに切り替える第１スイッチと、
前記第２電源の接続を前記第１電源ライン又は前記第２電源ラインに切り替える第２スイッチと、
前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとの接続又は切断を切り替える第３スイッチと、を含み、
前記スイッチ制御部は、
前記第１機器の駆動のない走行中、前記第１スイッチを前記第１電源ライン側に接続、前記第２スイッチを前記第２電源ライン側に接続、前記第３スイッチを接続に切り替え、
前記第１機器の駆動のない停車中、前記第１スイッチを前記第２電源ライン側に接続、前記第２スイッチを前記第１電源ライン側に接続、前記第３スイッチを接続に切り替えることを特徴とする。

本発明によれば、第１機器の一時的な動力の発生で、第２電源の電源電圧が大きく降下する場合でも、スイッチ部により第１電源ラインと第２電源ラインとを切り離すことができる。この切り離しにより、第１電源に接続されている第１電源ライン又は第２電源ラインは、第２電源の電圧降下の影響を受けない。

電動車両に搭載される電気機器には、電源電圧の大きな電圧降下に対する耐性（例えば瞬時停電に対する耐性）が、車両状態、外気温又は天気などの外部環境、路面状態、運転モードの選択状況、もしくは、その他の何等かの状況によって変化する。例えば、運転支援装置などは走行中に電圧降下があると、所望の機能が得られなかったり、運転者に違和感を与えたりするが、停車中の電圧降下であれば、さほどの影響はない。逆に、ドアの自動開閉装置などは、停車中の電圧降下の影響があると、所望の機能が得られなかったり、運転者に違和感を与えたりするが、走行中の電圧降下であれば、さほどの影響はない。そこで、本発明によれば、スイッチ部により、第１電源ラインと第２電源ラインとを切り離したときに、第１電源及び第２電源と第１電源ライン及び第２電源ラインとの接続の組み合わせを、２つの組み合わせのいずれかに選択することができる。そして、これらの選択により、第１電気機器群に対して電圧降下の影響が大きく、第２電気機器群に対して電圧降下の影響が生じない状況では、第１電源ラインを第２電源に接続しかつ第２電源ラインを第１電源に接続することができる。逆に、第２電気機器群に対して電圧降下の影響が大きく、第１電気機器群に対して電圧降下の影響が生じない状況では、第１電源ラインを第１電源に接続しかつ第２電源ラインを第２電源に接続することができる。このように状況に合わせて接続形態を選択することができることによって、第２電源の電圧降下が生じても、第１電気機器群及び第２電気機器群の両方に対して電圧降下の影響が生じないように電力を供給できる。

一方、仮に、第２電源に電圧降下が生じる際に、他の電気機器の全てを第１電源に接続する構成を採用したとする。この場合、同時期に多くの電気機器が第１電源の電力を消費する可能性があるため、第１電源の出力容量を高める必要が生じる。また、仮に、第２電源の電圧降下が生じる際に、電圧降下の影響を受けやすい電気機器を第２電源に接続したままとする構成を採用した場合、第２電源の電圧降下が低減されるように、第２電源の出力性能を向上する必要が生じる。本発明によれば、第２電源に電圧降下が生じる際でも、第１電気機器群及び第２電気機器群は第１電源と第２電源に分散されて接続され、一方の電源のみに第１電気機器群と第２電気機器群との両方が接続されることがない。したがって、第１電源及び第２電源に要求されるの出力容量及び出力性能を抑制できる。

本発明の実施形態１に係る電動車両の要部を示す図である。実施形態１の車両制御部が実行する再始動及び電源切替処理を示すフローチャートである。実施形態２の車両制御部が実行する機器制御処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る電動車両の要部を示す図である。本発明の実施形態１に係る電動車両１は、エンジン７と走行モータ３とを備えるＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）である。電動車両１は、駆動輪２と、駆動輪２の動力を発生する走行モータ３及びエンジン７と、電力の入出力により走行モータ３を駆動するインバータ４と、走行用の電力を供給する第１バッテリ５と、エンジン７を駆動するための補機８と、第１バッテリ５の電圧から機器用の駆動電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータ１１と、機器用の駆動電圧を出力する第２バッテリ１２と、エンジン７の再始動を行う再始動モータとして機能するＩＳＧ（integrated starter generator）１５と、電動車両１の各種の機能を提供する第１電気機器群２１及び第２電気機器群２２と、電源の接続形態を切り替えるためのリレーＲＬ１～ＲＬ３と、電動車両１の制御を行う車両制御部９と、を備える。第１バッテリ５は、リチウムイオン二次電池などであり第２バッテリ１２よりも高い電圧を出力する。第２バッテリ１２は、例えば鉛蓄電池又はリチウムイオン二次電池などであり、例えば１２Ｖ系など補機を含む機器用の電源電圧を出力する。上記の構成の内、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、本発明に係る第１電源の一例に相当する。第２バッテリ１２は、本発明に係る第２電源の一例に相当する。ＩＳＧ１５は、本発明に係る第１機器の一例に相当する。車両制御部９は、本発明に係るスイッチ制御部の一例に相当する。リレーＲＬ１～ＲＬ３は、本発明に係るスイッチ部、並びに、本発明に係る第１スイッチから第３スイッチの一例に相当する。

第１電気機器群２１は、第１電源ラインＬ１に接続され、第１電源ラインＬ１から電力を受けて動作する。第１電気機器群２１は、運転を支援する運転支援機器が含まれる。より具体的には、第１電気機器群２１は、主に走行中に動作し、動作中の瞬時停電の影響が大きい機器が含まれる。第１電気機器群２１には、例えば、横滑り防止装置２１ａ（ＶＤＣ：Vehicle Dynamics Controlとも呼ばれる）、衝突軽減ブレーキシステム２１ｂ、電動パワーステアリング２１ｃ、並びに、運転操作を補助するメータ表示（車速、エンジン回転速度、運転補助機能の作動状況など）を行うメータ表示システム２１ｄが含まれる。横滑り防止装置２１ａは、電動車両１が横滑りする状態が生じないか監視し、横滑りが発生したらブレーキ及び動力の出力を調整して車両の挙動を安定させるシステムであり、センサと制御回路とアクチュエータとを含む。衝突軽減ブレーキシステム２１ｂは、障害物の出現を監視し、障害物の出現に基づき運転者への警告とブレーキの補助操作を行うシステムであり、センサと制御回路とアクチュエータとを含む。

第２電気機器群２２は、第２電源ラインＬ２に接続され、第２電源ラインＬ２から電力を受けて動作する。第２電気機器群２２は、主に停車中に動作して走行中に動作しない電気機器又は車室内環境を調整する電気機器が含まれる。第２電気機器群２２は、言い換えれば、主に停車中に動作するが動作中の瞬時停電の影響が大きい機器、並びに、走行中及び停車中に動作するが動作中の瞬時停電の影響が少ない機器が含まれる。第２電気機器群２２には、例えば、パワーリアゲート２２ａ、電動パーキングブレーキ２２ｂ、メータパネルに外気温、室温等の補助情報を表示する補助表示システム２２ｃ、リアウインドウの曇りを除去するリアデフロスタ２２ｄ、シートを暖めるヒートシーター２２ｅ、並びに、車室及び空調内ダクトの空気を循環させるブロアファン２２ｆが含まれる。

リレーＲＬ３は、第１電源ラインＬ１と第２電源ラインＬ２との接続と切断とを切り替えることができる。リレーＲＬ３は、例えば励磁（制御線への励磁電流の出力）により切断状態に切り替わり、励磁無しで接続状態に切り替わる、ノーマリクローズの構成が採用される。ノーマリクローズの構成とすることで、車両制御部９が第１電源ラインＬ１と第２電源ラインＬ２とのどちらに接続されているかに関わらず、システム休止時（イグニションオフ時、すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の停止時）に、車両制御部９へ電源を供給することができる。ただし、これに限定されず、リレーＲＬ３としては、その他、ノーマリオープンのリレー、ラッチリレー、半導体スイッチ（例えば寄生ダイオードを有する半導体スイッチ、あるいは、ダイオードと並列接続された半導体スイッチ）などが採用されてもよい。リレーＲＬ３をノーマリオープンの構成とした場合、リレーＲＬ１、ＲＬ２はシステム休止時に所定の切替状態になるように制御されればよい。すなわち、システム休止時に、車両制御部９の電源ライン（第１電源ラインＬ１又は第２電源ラインＬ２）が第２バッテリ１２に接続されるように、リレーＲＬ１、ＲＬ２が切り替えられればよい。

リレーＲＬ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の接続先を、第１電源ラインＬ１又は第２電源ラインＬ２に切り替える三極リレーである。リレーＲＬ１は、例えば励磁によりＤＣ／ＤＣコンバータ１１を第２電源ラインＬ２に接続し、励磁無しでＤＣ／ＤＣコンバータ１１を第１電源ラインＬ１に接続する。ただし、これに限定されず、リレーＲＬ１としては、励磁と接続状態の関係が逆のリレー、ラッチリレー、半導体スイッチなどが採用されてもよい。

リレーＲＬ２は、第２バッテリ１２の接続先を、第１電源ラインＬ１又は第２電源ラインＬ２に切り替える三極リレーである。リレーＲＬ２は、例えば励磁により第２バッテリ１２を第１電源ラインＬ１に接続し、励磁無しで第２バッテリ１２を第２電源ラインＬ２に接続する。ただし、これに限定されず、リレーＲＬ２としては、励磁と接続状態の関係が逆のリレー、ラッチリレー、半導体スイッチなどが採用されてもよい。

リレーＲＬ１～ＲＬ３は、車両制御部９からの励磁ラインＡ、Ｂの出力に基づいて接続状態を切り替える。一方の励磁ラインＡは、２つのリレーＲＬ１、ＲＬ２の制御線に接続され、２つのリレーＲＬ１、ＲＬ２を同時に励磁できる。もう一方の励磁ラインＢは、リレーＲＬ３の制御線に接続され、リレーＲＬ３を励磁できる。

このようなリレーＲＬ１～ＲＬ３の構成により、次のパターン表Ａに示されるように、４通りの電源の接続形態（「パターン１」～「パターン４」と記す）が選択可能となる。パターン１及びパターン２では、励磁ラインＢの無励磁により、第１電源ラインＬ１と第２電源ラインＬ２とが切り離され、励磁ラインＡの励磁又は無励磁により、第１電源ラインＬ１及び第２電源ラインＬ２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１及び第２バッテリ１２と、の接続の組み合わせが異なる２通りの接続形態が得られる。パターン３及びパターン４では、励磁ラインＢの励磁により、第１電源ラインＬ１と第２電源ラインＬ２とが接続される。したがって、第１電源ラインＬ１と第２電源ラインＬ２とに電力を供給する電源は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１及び第２バッテリ１２の両方となる。パターン３とパターン４とでは、電力の供給先と供給元との関係について変化がない。パターン３とパターン４とでは、パターン１へ遷移するためのリレーＲＬ１～ＲＬ３の切り替えの工数と、パターン２へ遷移するためのリレーＲＬ１～ＲＬ３の切り替えの工数とが異なる。例えばパターン３からパターン１へは、励磁ラインＢへの出力の切り替えのみで遷移できる。パターン４からパターン２へは、励磁ラインＢへの出力の切り替えのみで遷移できる。

パターン１は、本発明に係る第１接続形態の一例に相当し、パターン２は、本発明に係る第２接続形態の一例に相当する。

車両制御部９は、電動車両１の種々の制御、具体的には、リレーＲＬ１～ＲＬ３の切り替え制御、ＩＳＧ１５の駆動によるエンジン７の再始動制御、第１電気機器群２１及び第２電気機器群２２の各機器の機能の実行制御、運転者の運転操作に応じて補機８又はインバータ４を制御して駆動力又は制動力を制御する駆動制御などを行う。車両制御部９は、１つのＥＣＵ（Electronic Control Unit）から構成されても良いし、複数のＥＣＵが互いに通信を行って連携して動作する構成としてもよい。車両制御部９は、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）と、計算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）とを含み、ＣＰＵが制御プログラムを実行することで、複数の機能モジュールが実現される。複数の機能モジュールは、異なる制御処理を並列的に実行することができる。

＜電源の切替制御＞
図２は、車両制御部が実行する再始動及び電源切替処理を示すフローチャートである。車両制御部９は、電動車両１のシステムの動作中、図２の「再始動及び電源切替処理」を継続的に実行する。この処理では、まず、車両制御部９は、車両状態の検出に基づき電動車両１が停車から走行へ、又は、走行から停車へ切り替わったか否かを判別する（ステップＳ１）。停車とは、車速がゼロの状態を意味する。走行とは、車速がゼロ以外の状態を意味する。電動車両１が停車中のとき、エンジン７は動作している場合も、停止している場合もある。車両状態が走行中のとき、エンジン７は動作している場合も、停止している場合（走行モータ３により走行している場合）もある。

ステップＳ１で走行と停車との切り替わりがないと判別したら、車両制御部９は、処理をジャンプして、エンジン７の再始動要求があったか否かを判別する（ステップＳ４）。エンジン７の再始動要求は、車両制御部９により実現される他の機能モジュールの並列処理内で発行される場合、第１電気機器群２１及び第２電気機器群２２の機器の制御部が発行する場合などがある。また、エンジン７の再始動要求は、電動車両１の停車中及び走行中の両方において生じる場合がある。停車中には、例えばアイドリングストップの解除条件が満たされた場合などに、エンジン７の再始動が要求される。走行中には、例えば走行モータ３による駆動走行からエンジン７の駆動走行に切り替わる際などにエンジン７の再始動が要求される。ステップＳ４でエンジン７の再始動要求がないと判別されたら、車両制御部９は、処理をステップＳ１に戻す。そして、ステップＳ１、Ｓ４のいずれの判別結果がＮＯであれば、これらの判別処理が繰り返される。

ステップＳ１の判別処理において、走行から停車への切り替わりがあった場合には、車両制御部９は、励磁ラインＡを励磁する（ステップＳ２）。また、ステップＳ１の判別処理において、停車から走行への切り替わりがあった場合には、車両制御部９は、励磁ラインＡを無励磁とする（ステップＳ３）。

ステップＳ２で励磁ラインＡが励磁されると、リレーＲＬ１の接続が第２電源ラインＬ２側に切り替わり、リレーＲＬ２の接続が第１電源ラインＬ１側に切り替わる。このとき、リレーＲＬ３は第１電源ラインＬ１と第２電源ラインＬ２とを接続した状態にあり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１と第２バッテリ１２とは第１電源ラインＬ１と第２電源ラインＬ２の両方に接続され、電力の供給元と供給先との関係は変化しない。ステップＳ２の処理は、電源の接続形態をパターン表Ａのパターン４への切替える処理であり、停車中のエンジン７の再始動時に、電源の接続形態をパターン表Ａのパターン２へ速やかに遷移可能とするための準備処理である。

ステップＳ３で励磁ラインＡが励磁無しにされると、リレーＲＬ１の接続が第１電源ラインＬ１側に切り替わり、リレーＲＬ２の接続が第２電源ラインＬ２側に切り替わる。このとき、リレーＲＬ３は第１電源ラインＬ１と第２電源ラインＬ２とを接続した状態にあり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１と第２バッテリ１２とは第１電源ラインＬ１と第２電源ラインＬ２の両方に接続され、電力の供給元と供給先との関係は変化しない。ステップＳ３の処理は、電源の接続形態をパターン表Ａのパターン３へ切り替える処理であり、走行中のエンジン７の再始動時に、電源の接続形態をパターン表Ａのパターン１へ速やかに遷移可能とするための準備処理である。

さらに、ステップＳ４の判別処理において、エンジン７の再始動要求が有りと判別されたら、車両制御部９は、先ず、励磁ラインＢの励磁を解除する（ステップＳ５）。励磁の解除により、リレーＲＬ３が切断状態に切り替えられ、第１電源ラインＬ１と第２電源ラインＬ２とが切り離される。

ステップＳ５でリレーＲＬ３が切り替えられた際、車両状態が停車中であれば、以前のステップＳ２で、電源の接続パターンはパターン表Ａのパターン４に切り替わっている。したがって、停車中にステップＳ５が実行されると、電源の接続形態は、パターン表Ａのパターン２に切り替わり、第２電源ラインＬ２がＤＣ／ＤＣコンバータ１１に接続され、第１電源ラインＬ１が第２バッテリ１２に接続された状態で、第１電源ラインＬ１と第２電源ラインＬ２とが切り離される。

一方、ステップＳ５でリレーＲＬ３が切り替えられた際、車両状態が走行中であれば、以前のステップＳ３で、電源の接続パターンはパターン表Ａのパターン３に切り替わっている。したがって、走行中にステップＳ５が実行されると、電源の接続形態は、パターン表Ａのパターン１に切り替わり、第１電源ラインＬ１がＤＣ／ＤＣコンバータ１１に接続され、第２電源ラインＬ２が第２バッテリ１２に接続された状態で、第１電源ラインＬ１と第２電源ラインＬ２とが切り離される。

車両制御部９は、リレーＲＬ３を切り替えたら、ＩＳＧ１５を駆動してエンジン７を再始動する（ステップＳ６）。エンジン７の再始動時にはＩＳＧ１５が一時的に大きな電力を消費するため、第２バッテリ１２の出力に大きな電圧降下が生じる。そして、この電圧降下は、電源の接続パターンに応じて、第２バッテリ１２に接続されている電源ライン（第１電源ラインＬ１又は第２電源ラインＬ２の一方）にも及ぶ。

しかし、走行中であれば、第２バッテリ１２に接続されている第２電気機器群２２に対して電圧降下の影響は少ない。そして、走行中に電圧降下が生じると不都合が生じる可能性のある第１電気機器群２１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１に接続され、安定した電源電圧が供給される。したがって、第２バッテリ１２の電圧降下があっても、走行中に使用している第１電気機器群２１及び第２電気機器群２２のいずれかの機器が、再起動により停止したり、所望の機能を提供できないなどの不都合が抑制される。

また、停車中にステップＳ６が実行された場合、第２バッテリ１２に接続されている第１電気機器群２１は、停車中なので電圧降下の影響が少ない。そして、停車中に電圧降下が生じると不都合が生じる可能性のある電気機器は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１に接続され、安定した電源電圧が供給される。したがって、第２バッテリ１２の電圧降下があっても、停車中に使用している第１電気機器群２１及び第２電気機器群２２のいずれかの機器が、再起動により停止したり、所望の機能を提供できないなどの不都合が抑制される。

車両制御部９は、ステップＳ６のエンジン７の再始動が完了したら、励磁ラインＢを励磁し（ステップＳ７）、リレーＲＬ３を接続状態に切り替える。これにより、第１電源ラインＬ１と第２電源ラインＬ２とが接続され、第１電気機器群２１及び第２電気機器群２２の両方へＤＣ／ＤＣコンバータ１１及び第２バッテリ１２から電力が供給可能な状態となる。そして、車両制御部９は、処理をステップＳ１に戻し、ステップＳ１からの処理を繰り返す。

以上のように、実施形態１の電動車両１によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１及び第２バッテリ１２と、一時的に動力を発生するＩＳＧ１５と、第１電源ラインＬ１及び第２電源ラインＬ２の電源の接続形態を切り替え可能なリレーＲＬ１～ＲＬ３とを備える。そして、リレーＲＬ１～ＲＬ３の切り替えにより、パターン表Ａのパターン１及びパターン２の電源の接続形態を実現できる。したがって、ＩＳＧ１５の駆動により第２バッテリ１２の電圧降下が生じても、電圧降下が第１電気機器群２１に影響を及ぼしにくい状況と、電圧降下が第２電気機器群２２に影響を及ぼしにくい状況とで、第２バッテリ１２に接続される機器群をどちらかに切り替えることができる。よって、第２バッテリ１２の一時的な電圧降下により第１電気機器群２１及び第２電気機器群２２のいずれかの機器に影響が及んで、要求された動作が得られないなどの不都合を抑制することができる。さらに、電源の接続形態が切り替わっても、第１電気機器群２１と第２電気機器群２２とがＤＣ／ＤＣコンバータ１１のみに同時に接続されたり、第２バッテリ１２のみに同時に接続されたりしないので、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１及び第２バッテリ１２の要求能力を低く抑えることができ、部品コストを低減できる。

さらに、実施形態１の電動車両１によれば、車両制御部９が、電動車両１の車両状態に応じて、パターン表Ａのパターン１とパターン２とに電源の接続形態を切り替える。さらに、特定の車両状態のときに電源電圧の降下の影響を受けやすい電気機器と、別の車両状態のときに電源電圧の降下の影響を受けやすい電気機器とが、第１電気機器群２１と第２電気機器群２２とに振り分けられている。したがって、ＩＳＧ１５の駆動による第２バッテリ１２の一時的な電圧降下があっても、第２バッテリ１２には車両状態に応じて電圧降下の影響を受けにくい電気機器群が接続されるので、電圧降下が電気機器に影響を与えて不都合が生じることを抑制できる。

さらに、実施形態１の電動車両１によれば、第１電気機器群２１には、運転を支援する運転支援機器が含まれ、第２電気機器群２２には、停車中に駆動される電気機器又は車室内環境を調整する電気機器が含まれる。さらに、ＩＳＧ１５の駆動の際の電源の接続形態をパターン表Ａのパターン１又はパターン２に選択する車両条件が、走行中であるか、停車中であるかという条件に設定されている。このような車両条件の採用によれば、上記のような電気機器のグループ分けにより、第２バッテリ１２の一時的な電圧降下により第１電気機器群２１及び第２電気機器群２２の全ての電気機器に不都合が生じることを回避しつつ、電動車両１に備わる複数の電気機器を総合の消費電力が大きく一方に偏ることなく、２つの群に分けることができる。

さらに、実施形態１の電動車両１によれば、ＩＳＧ１５が駆動しない段階から、運転状況に応じて、車両制御部９が、電源の接続形態をパターン表Ａのパターン３又はパターン４に切り替える（図２のステップＳ２、Ｓ３）。このような処理により、ＩＳＧ１５が駆動する際、車両制御部９は、１つのリレーＲＬ３の切り替えのみで、車両状態に合わせたパターン１又はパターン２（パターン表Ａ）への切り替えを実現できる。したがって、ＩＳＧ１５の駆動要求から速やかに車両状態に応じた電源の接続形態の切り替えを実現でき、ＩＳＧ１５の駆動の遅延が抑制される。

（実施形態２）
図３は、実施形態２の車両制御部が実行する機器制御処理を示すフローチャートである。実施形態２の電動車両１は、実施形態１の構成を同様に備え、かつ、実施形態１の制御処理を同様に実行する。加えて、実施形態２の電動車両では、車両制御部９が、図３の機器制御処理を実行する。実施形態２の車両制御部９は、本発明に係るスイッチ制御部及び機器制御部の一例に相当する。

車両制御部９は、電動車両１のシステム動作中、図３の機器制御処理を常時実行する。機器制御処理では、車両制御部９は、対象機能の実行要求があるか否か判別し（ステップＳ１１）、対象機能の実行要求がなければ、処理をステップＳ１に戻して、この判別処理を繰り返す。対象機能とは、第１電気機器群２１に含まれる機器の特定の機能に該当し、例えば、衝突軽減ブレーキシステム２１ｂにおける緊急自動制動の発動など、一時的なアクチュエータの駆動により消費電力が比較的に大きい機能に該当する。対象機能の実行要求は、第１電気機器群２１の制御部により発行されたり、例えば運転者によるスイッチ操作により発行されたり、あるいは、車両制御部９の他の機能モジュールの並列処理の中で発行されたりする。

ステップＳ１１の判別の結果、対象機能の実行要求があれば、車両制御部９は、エンジン７が停止中か否かを判別する（ステップＳ１２）。第１電気機器群２１の機能は、走行中に実行されるが、走行モータ３による走行中など、エンジン７が停止している期間に実行される場合がある。

ステップＳ１２の判別の結果、エンジン７が停止中であれば、車両制御部９は、エンジン７の再始動を要求する（ステップＳ１３）。再始動要求は、図２に示した「再始動及び電源切替処理」に渡され、図２の処理内でエンジン７の再始動が遂行される。

再始動要求後、車両制御部９は、エンジン７が再始動を完了したか否かを確認し（ステップＳ１４）、再始動が完了したのを確認した後、対象機能を実行（又は実行を許可）する（ステップＳ１５）。

このように、対象機能（第１電気機器群２１の機器の機能）の実行要求があった場合に、エンジン７を先に始動してから対象機能を実行することで、消費電力の大きなＩＳＧ１５の駆動と、比較的に消費電力の大きな特定機能の実行とが、同時になされることを回避できる。同時に実行される場合には、対象機能を実行する電気機器は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１のみに接続された状態で、大電力を消費することになるが、実行時期がずらされることで、対象機能を実行する電気機器は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１とび第２バッテリ１２との両方に接続された状態で、大電力を消費する。したがって、対象機能を安定的に実行することができる。

ステップＳ１２の判別の結果、エンジン７の停止中でなければ、車両制御部９は、エンジン７の再始動中か否かを判別する（ステップＳ１６）。そして、再始動中でなければ、車両制御部９は、処理をステップＳ１５に移行して、対象機能を実行するが、再始動中であれば、車両制御部９は、再始動が完了する程度の遅延処理（所定時間の待機）を実行し（ステップＳ１７）、その後、対象機能を実行する（ステップＳ１５）。

ステップＳ１６、Ｓ１７の処理によっても、消費電力の大きなＩＳＧ１５の駆動と、比較的に消費電力の大きな特定機能の実行とが、同時期に重なることが回避される。したがって、上述したように、対象機能を実行する電気機器が、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１及び第２バッテリ１２の両方に接続された状態で、安定的に対象機能を実行することができる。

対象機能を実行したら、車両制御部９は、処理をステップＳ１に戻して、ステップＳ１からの処理を繰り返す。

以上、本発明の各実施形態について説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、一時的に動力を発生させる第１機器としてＩＳＧ１５を適用した例を示した。しかし、第１機器は、例えば、緊急自動制動を実現するアクチュエータなど、一時的に動力を発生させて大きな電力を消費する機器であれば、実施形態の例に限定されない。したがって、本発明に係る電動車両は、ハイブリッド自動車に限られず、エンジンを有さない電動車両であってもよい。さらに、上記実施形態では、第１電源及び第２電源と第１電源ラインＬ１及び第２電源ラインＬ２との接続の組み合わせを切り替える条件として、走行中であるか停車中であるかという車両条件を採用した例を示した。しかし、実施形態の例に限定されず、例えば、雨又は雪などの路面状況が悪いときと路面状況が良いとき、あるいは、応答性の高い運転モードが選択されているときと応答性の緩やかな運転モードが選択されているときなど、異なる条件を採用することも可能である。さらに、第１電気機器群と第２電気機器群とのグループ分けの仕方も、雨又は雪などの状況で瞬時停電の影響が大きい機器と、晴れの状況で瞬時停電の影響が大きい機器、あるいは、応答性の高い運転モードで瞬時停電の影響が大きい機器と、応答性が緩やかな運転モードで瞬時停電の影響が大きい機器など、異なる条件でグループ分けされてもよい。また、上記実施形態では、電源の接続パターンを速やかに切り替えるために図２のステップＳ２、Ｓ３の準備処理を実行する例を示したが、準備処理は無しで、第１機器の駆動時に全てのスイッチ部を切り替えてもよい。その他、スイッチ部としてのリレーＲＬ１～ＲＬ３の具体的な構成など、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１電動車両
３走行モータ
７エンジン
９車両制御部（スイッチ制御部、機器制御部）
１１ＤＣ／ＤＣコンバータ（第１電源）
１２第２バッテリ（第２電源）
１５ＩＳＧ（第１機器）
２１第１電気機器群
２２第２電気機器群
Ｌ１第１電源ライン
Ｌ２第２電源ライン
ＲＬ１～ＲＬ３リレー（スイッチ部）

Claims

電力を供給する第１電源及び第２電源と、
電力を受けて動作する第１電気機器群及び第２電気機器群と、
前記第２電源の電力で駆動され、一時的に動力を発生する第１機器と、
前記第１電気機器群へ電力を送る第１電源ラインが前記第１電源に接続され、前記第２電気機器群へ電力を送る第２電源ラインが前記第２電源に接続され、かつ、前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとが切り離される接続形態と、前記第１電源ラインが前記第２電源に接続され、前記第２電源ラインが前記第１電源に接続され、かつ、前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとが切り離される接続形態とに、切り替え可能なスイッチ部と、
前記スイッチ部を切り替えるスイッチ制御部と、
を備える電動車両。
前記スイッチ制御部は、
車両状態に応じて、前記第１電源ラインが前記第１電源に接続されかつ前記第２電源ラインが前記第２電源に接続される第１接続形態、又は、前記第１電源ラインが前記第２電源に接続されかつ前記第２電源ラインが前記第１電源に接続される第２接続形態を選択し、
前記第１機器の駆動の際、選択された前記第１接続形態又は前記第２接続形態で前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとを切り離すことを特徴とする請求項１記載の電動車両。
前記第１電気機器群には、運転を支援する運転支援機器が含まれ、
前記第２電気機器群には、停車中に駆動される電気機器又は車室内環境を調整する電気機器が含まれ、
前記スイッチ制御部は、
走行中に前記第１機器が駆動される際には、前記第１接続形態で前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとを切り離し、停車中に前記第１機器が駆動される際には、前記第２接続形態で前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとを切り離すことを特徴とする請求項２記載の電動車両。
前記第１機器は、エンジンの再始動モータであり、
前記第１電気機器群の特定機能の実行要求があった場合に、前記特定機能を実行する前に前記エンジンを再始動させる機器制御部を、
更に備えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の電動車両。
前記スイッチ部は、
前記第１電源の接続を前記第１電源ライン又は前記第２電源ラインに切り替える第１スイッチと、
前記第２電源の接続を前記第１電源ライン又は前記第２電源ラインに切り替える第２スイッチと、
前記第１電源ラインと前記第２電源ラインとの接続又は切断を切り替える第３スイッチと、を含み、
前記スイッチ制御部は、
前記第１機器の駆動のない走行中、前記第１スイッチを前記第１電源ライン側に接続、前記第２スイッチを前記第２電源ライン側に接続、前記第３スイッチを接続に切り替え、
前記第１機器の駆動のない停車中、前記第１スイッチを前記第２電源ライン側に接続、前記第２スイッチを前記第１電源ライン側に接続、前記第３スイッチを接続に切り替える、
ことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の電動車両。