KR101747581B1

KR101747581B1 - 전원 제어 장치

Info

Publication number: KR101747581B1
Application number: KR1020157025582A
Authority: KR
Inventors: 마사키 오카무라; 나오요시 다카마츠; 다카지 우메노; 슈지 도무라; 마사노리 이시가키; 나오키 야나기자와
Original assignee: 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2017-06-14
Also published as: CN105073485B; KR20150120458A; US20160039307A1; JP2014187756A; CN105073485A; JP5683627B2; WO2014148558A1; US9434273B2; DE112014001582T5; DE112014001582B4

Abstract

전원 제어 장치(40)는 제1 전력의 입출력을 행하는 제1 전원(31)과, 제2 전력의 입출력을 행하고 또한 제1 전원보다도 용량이 작은 한편 출력이 큰 제2 전원(32)의 양쪽을 포함하는 전원 시스템(30)을 사용해서 주행하는 차량(1)을 제어하는 전원 제어 장치이며, 전원 시스템에 요구되는 요구 전력에 대한 제1 전력의 분담 비율이 상이한 복수의 주행 모드로부터, 차량에 요구되는 특성에 따라서 원하는 주행 모드를 선택하는 선택 수단(40)과, 원하는 주행 모드에 대응하는 분담 비율로 제1 전력의 입출력을 행하도록 제1 전원 및 제2 전원을 제어하는 제어 수단(40)을 구비한다.

Description

전원 제어 장치{POWER SOURCE CONTROLLER}

본 발명은, 예를 들어 2종류의 전원을 포함하는 전원 시스템을 사용해서 주행하는 차량을 제어하기 위한 전원 제어 장치의 기술 분야에 관한 것이다.

2종류의 전원을 포함하는 전원 시스템을 구비하고 있는 차량(예를 들어, 전기 자동차나 하이브리드 차량)이 제안되어 있다(특허문헌 1 및 2 참조). 2종류의 전원으로서는, 예를 들어 장시간에 걸쳐서 일정 전력을 방전(즉, 출력)할 수 있는 전원과, 급속한 충방전(즉, 입출력)이 가능한 전원이 사용된다.

여기서, 특허문헌 1에는, 역행 시에, 전원 장치에 요구되고 있는 방전 요구 출력이 전지의 최대 출력 이하인 경우에는, 방전 요구 출력의 전부를 전지가 출력하는 제어 방법이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 1에는, 전원 장치에 요구되고 있는 방전 요구 출력이 전지의 최대 출력을 초과할 경우에는, 방전 요구 출력 중 전지의 최대 출력을 초과하는 부분을 캐패시터가 출력하는(또는, 방전 요구 출력의 전부를 캐패시터가 출력함) 제어 방법이 개시되어 있다. 이러한 제어 방법에 의해, 전지로부터의 급준한 방전이 방지되기 때문에, 전지의 열화가 억제된다.

또한, 특허문헌 2에는, 제동(회생) 시에, 배터리에의 충전을 제한함으로써, 대용량 콘덴서에의 충전 분담을 크게 하는 제어 방법이 개시되어 있다. 이러한 제어 방법에 의해, 배터리에의 급속한 충전이 방지되므로, 전지의 열화가 억제된다.

일본 특허 공개 평7-245808호 공보 일본 특허 공개 평5-30608호 공보

그러나 특허문헌 1 및 2에 개시된 제어 방법은, 전지의 열화를 방지한다고 하는 관점에서만, 전지에의 급속한 충전 또는 전지로부터의 급속한 방전이 발생할 수 있는 경우에만, 캐패시터에의 충전 및 캐패시터로부터의 방전이 행하여지고 있다. 이로 인해, 특허문헌 1 및 2에 개시된 제어 방법에서는, 차량에 요구되는 특성에 따라서 전지와 캐패시터를 임기응변으로 구분지어 사용할 수 없다고 하는 기술적 문제점이 발생한다. 예를 들어, 특허문헌 1 및 2에 개시된 제어 방법에서는, 전지의 열화를 방지하는 것에 고집한 나머지, 차량의 주행 성능이나 연비 등이 희생이 될 우려가 있다. 또는, 특허문헌 1 및 2에 개시된 제어 방법에서는, 차량의 주행 성능이나 연비 등에 한정되지 않고, 차량에 요구되는 특성이 희생이 될(즉, 본래 의도한 특성을 얻을 수 없을) 우려가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제에는 상기와 같은 것을 일례로서 들 수 있다. 본 발명은 2종류의 전원을 구비하는 차량에 대하여 다른 특성이 요구되는 경우라도, 당해 다른 특성을 임기응변으로 만족하면서 2종류의 전원을 사용해서 차량을 주행시킬 수 있는 전원 제어 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

(제1 전원 제어 장치)

<1>

상기 과제를 해결하기 위한 제1 전원 제어 장치는 제1 전력의 입출력을 행하는 제1 전원과, 제2 전력의 입출력을 행하고 또한 상기 제1 전원보다도 용량이 작은 한편 출력이 큰 제2 전원의 양쪽을 포함하는 전원 시스템을 사용해서 주행하는 차량을 제어하는 전원 제어 장치이며, 상기 전원 시스템에 요구되는 요구 전력에 대한 상기 제1 전력의 분담 비율이 상이한 복수의 주행 모드로부터, 상기 차량에 요구되는 특성에 따라서 원하는 주행 모드를 선택하는 선택 수단과, 상기 원하는 주행 모드에 대응하는 분담 비율에 따라서 상기 제1 전력 및 상기 제2 전력의 입출력을 행하도록 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원을 제어하는 제어 수단을 구비한다.

제1 전원 제어 장치는, 제1 전원과 제2 전원의 양쪽을 포함하는 전원 시스템을 사용해서 주행하는 차량을 제어할 수 있다.

이러한 전원 시스템을 사용해서 주행하는 차량은, 역행 시에는, 전형적으로는 전원 시스템으로부터 출력되는 전력을 사용해서 주행한다. 구체적으로는, 예를 들어 차량은, 전원 시스템으로부터 출력되는 전력에 의해 구동하는 회전 전기기기의 동력을 사용해서 주행한다. 그 결과, 차량이 역행하고 있는 경우에는, 제1 전원 및 제2 전원 중 한쪽 또는 양쪽이, 전력을 출력하는(즉, 방전하는) 경우가 많다. 한편, 차량은, 회생 시에는 전원 시스템에 대하여 전력을 입력하면서 주행한다. 구체적으로는, 예를 들어 차량은, 회전 전기기기의 회생 발전에 의해 발생하는 전력을 전원 시스템에 입력하면서 주행한다. 그 결과, 차량이 회생하고 있는 경우에는 제1 전원 및 제2 전원 중 한쪽 또는 양쪽에는, 전력이 입력되는(즉, 충전되는) 경우가 많다.

여기서, 제1 전원은, 제1 전력의 입출력(즉, 충방전)을 행한다. 특히, 제1 전원은, 제2 전원보다도 용량이 큰 전원(소위, 고용량형의 전원)이다. 따라서, 제1 전원은, 제2 전원과 비교하여, 보다 장시간에 걸쳐서 일정한 전력의 출력을 행할 수 있다. 한편, 제2 전원은, 제2 전력의 입출력(즉, 충방전)을 행한다. 특히, 제2 전원은, 제1 전원보다도 출력이 큰 전원(소위, 고출력형의 전원)이다. 따라서, 제2 전원은, 제1 전원과 비교하여, 보다 급속하게(급준하게) 전력의 입출력을 행할 수 있다.

여전히, 예를 들어 제1 전원으로서 전지가 사용되고, 제2 전원으로서 캐패시터(바꿔 말하면, 콘덴서)가 사용되어도 좋다. 또는, 예를 들어 제1 전원으로서 고용량형 전지(즉, 고출력형 전지보다도 용량이 큰 전지)가 사용되고, 제2 전원으로서 고출력형 전지(즉, 고용량형 전지보다도 출력이 큰 전지)가 사용되어도 좋다. 또는, 예를 들어 제1 전원으로서 고용량형 캐패시터(즉, 고출력형 캐패시터보다도 용량이 큰 캐패시터)가 사용되고, 제2 전원으로서 고출력형 캐패시터(즉, 고용량형 캐패시터보다도 출력이 큰 캐패시터)가 사용되어도 좋다.

이러한 차량(바꿔 말하면, 이러한 차량이 구비하는 전원 시스템)을 제어하기 위해, 제1 전원 제어 장치는 선택 수단과, 제어 수단을 구비하고 있다.

선택 수단은, 복수의 주행 모드로부터 원하는 주행 모드를 선택한다. 복수의 주행 모드는 요구 전력에 대한 제1 전력의 분담 비율(즉, 요구 전력 중 제1 전원이 입출력하는 제1 전력이 차지하는 또는 부담하는 비율)에 따라서 서로 구별된다. 예를 들어, 복수의 주행 모드는 제1 전력의 분담 비율이 제1 범위에 있는 주행 모드나, 제1 전력의 분담 비율이 제2 범위에 있는(단, 제2 범위 중 적어도 일부는 제1 범위와는 다른) 주행 모드 등을 포함하고 있어도 좋다. 또는, 예를 들어 복수의 주행 모드는, 제1 전력의 분담 비율이 제1 값이 되는 주행 모드나, 제1 전력의 분담 비율이 제2 값이 되는(단, 제2 값은, 제1 값과는 다른) 주행 모드 등을 포함하고 있어도 좋다.

또한, 요구 전력은 전원 시스템에 요구되는 전력이다. 즉, 차량이 역행하고 있는 경우에는, 요구 전력은 차량이 역행하기 위해 전원 시스템이 출력해야 할 전력에 상당한다. 또는, 차량이 회생하고 있는 경우에는, 요구 전력은 전원 시스템에 입력되어야 할 전력(즉, 회생에 의해 발생하는 전력 중 전원 시스템에 입력되어야 할 전력)에 상당한다.

선택 수단은 특히, 차량에 요구되는 특성에 따라, 원하는 주행 모드를 선택한다. 예를 들어, 선택 수단은 차량에 요구되는 특성에 적합한(또는, 최적인) 제1 전력의 분담 비율이 대응지어져 있는 원하는 주행 모드를 선택해도 좋다. 또는, 예를 들어 선택 수단은, 차량에 요구되는 특성을 실현 가능한 제1 전력의 분담 비율이 대응지어져 있는 원하는 주행 모드를 선택해도 좋다.

보다 구체적으로는, 예를 들어 선택 수단은, 차량에 요구되는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시한다고 하는 특성일 경우에는, 당해 주행 성능을 중시한다고 하는 특성에 적합한 제1 전력의 분담 비율이 대응지어져 있는 원하는 주행 모드를 선택해도 좋다. 또는, 선택 수단은 차량에 요구되는 특성이 주행 성능보다도 연비 성능을 중시한다고 하는 특성일 경우에는, 당해 연비 성능을 중시한다고 하는 특성에 적합한 제1 전력의 분담 비율이 대응지어져 있는 원하는 주행 모드를 선택해도 좋다. 또는, 선택 수단은 차량에 요구되는 특성이 그 밖의 특성일 경우에는, 당해 그 밖의 특성에 적합한 제1 전력의 분담 비율이 대응지어져 있는 원하는 주행 모드를 선택해도 좋다.

이와 같이, 선택 수단은 차량의 주행에 맞추어 차량에 요구되는 특성이 변화될 때마다, 원하는 주행 모드를 적절히 선택할 수 있다. 즉, 선택 수단은, 원하는 주행 모드를 적절히 선택함으로써, 실질적으로는 차량에 요구되는 특성에 따라서 제1 전력의 분담 비율을 적절히 변경할 수 있다.

또한, 제1 전력의 분담 비율이 결정되면, 제2 전력의 분담 비율도 또한 실질적으로는 결정된다. 예를 들어, 전원 시스템이 제1 전원 및 제2 전원 이외의 다른 전원을 구비하고 있지 않은 경우에는, 제2 전력의 분담 비율[%]은, 100-제1 전력의 분담 비율[%]이 된다. 또는, 예를 들어 전원 시스템이 제1 전원 및 제2 전원 이외의 다른 전원을 더 구비하고 있는 경우에는 제2 전력의 분담 비율[%]은, 100-제1 전력의 분담 비율-그 밖의 전원이 입출력하는 전력의 분담 비율[%]이 된다.

제어 수단은, 선택 수단이 선택한 원하는 주행 모드에 대응하는 분담 비율에 따라서 제1 전력의 입출력을 행하도록, 제1 전원을 제어한다. 마찬가지로, 제어 수단은 선택 수단이 선택한 원하는 주행 모드에 대응하는 분담 비율에 따라서 제2 전력의 입출력을 행하도록, 제2 전원을 제어한다. 그 결과, 제1 전원은 원하는 주행 모드에 대응하는 분담 비율을 직접적으로 충족시키는 제1 전력의 입출력을 행한다. 또한, 제2 전원은, 원하는 주행 모드에 대응하는 분담 비율을 간접적으로 충족시키는 제2 전력의 입출력을 행한다. 따라서, 제1 전원 및 제2 전원은, 선택 수단에 의한 주행 모드의 선택에 기초해서 정해지는 분담 비율에 따라 구분지어 사용할 수 있다.

또한, 제어 수단은 선택 수단이 선택한 원하는 주행 모드에 기초하여 제1 전력의 분담 비율을 조정(또는, 결정)해도 좋다. 예를 들어, 원하는 주행 모드가 어떤 범위의 분담 비율에 대응지어져 있는 경우에는, 제어 수단은 원하는 주행 모드에 대응하는 범위 내에서, 제1 전력의 분담 비율을 조정해도 좋다. 구체적으로는, 예를 들어 선택 수단이 선택한 하나의 주행 모드에 대응지어져 있는 제1 전력의 분담 비율이 제1 범위에 있는 경우에는, 제어 수단은 제1 범위 내에서 제1 전력의 분담 비율을 조정해도 좋다.

이때, 제어 수단은 차량에 요구되는 특성에 따라, 제1 전력의 분담 비율을 조정해도 좋다. 즉, 제어 수단은 선택 수단이 선택한 하나의 주행 모드에 대응하는 범위 내에서, 차량에 요구되는 특성을 충족시킬 수 있는 적절한(또는, 최적인) 분담 비율이 되도록, 제1 전력의 분담 비율을 조정해도 좋다. 보다 구체적으로는, 예를 들어 제어 수단은, 연비 성능 및 주행 성능의 중시 정도의 상대적인 관계에 따라서, 제1 전력의 분담 비율을 조정해도 좋다. 또는 제어 수단은 상대적으로 용량이 작은 제2 전원의 고갈을 미연에 방지하도록, 제1 전력의 분담 비율을 조정해도 좋다. 또는, 선택 수단은 요구 전력의 급격한 증가 또는 감소 등에 맞추어 상대적으로 출력이 큰 제2 전원을 적극적으로 사용하도록, 제1 전력의 분담 비율을 조정해도 좋다.

그 결과, 제어 수단은 선택 수단에 의해 동일한 주행 모드가 원하는 주행 모드로서 계속해서 선택되고 있는(바꿔 말하면, 다른 주행 모드가 원하는 주행 모드로서 새롭게 선택되지 않는) 경우라도, 제1 전력의 분담 비율을 변경할 수 있다. 즉, 제1 전력의 분담 비율은, 선택 수단에 의한 주행 모드의 선택에 추가하여 또는 대신에, 제어 수단에 의한 조정에 의해서도 적절히 변경되어도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 제1 전원 제어 장치는 제1 전력의 분담 비율을 적절히 변경할 수 있다. 바꿔 말하면, 제1 전원 제어 장치에 의하면, 제1 전력의 분담 비율이 항상 동일한 분담 비율로 고정되지 않아도 된다. 따라서, 제1 전원 제어 장치는, 차량에 요구되는 특성 등이 변화될 때마다, 제1 전력의 분담 비율을, 당해 특성의 변화 등에 따른 적절한(또는, 최적인) 분담 비율로 설정할 수 있다. 그 결과, 제1 전원 제어 장치는 선택 수단에 의한 주행 모드의 선택에 기초해서 정해지는 분담 비율에 따라서, 제1 전원 및 제2 전원을 임기응변으로 구분지어 사용할 수 있다. 즉, 제1 전원 제어 장치는, 차량에 요구되는 특성이 제1 특성일 경우에는, 당해 제1 특성을 실현하는 제1 분담 비율에 기초하여 제1 전원 및 제2 전원을 임기응변으로 구분지어 사용할 수 있다. 한편, 제1 전원 제어 장치는, 차량에 요구되는 특성이 제1 특성과는 다른 제2 특성일 경우에는, 당해 제2 특성을 실현하는 제2 분담 비율에 기초하여 제1 전원 및 제2 전원을 임기응변으로 구분지어 사용할 수 있다. 이와 같이, 제1 전원 제어 장치는, 복수의 다른 특성의 양립을 실현하도록, 제1 전원 및 제2 전원을 임기응변으로 구분지어 사용할 수 있다.

또한, 상술한 특허문헌 1 및 2에 개시된 제어 방법은, 차량에 요구되는 특성에 따라서 제1 전력의 분담 비율을 변경한다고 하는 기술 사상을 갖고 있지 않다. 즉, 특허문헌 1 및 2에 개시된 제어 방법은, 원칙적으로 전지의 분담 비율을 100%로 고정하고 있다. 그 다음에, 특허문헌 1 및 2에 개시된 제어 방법은, 전지에의 급속한 충전 또는 전지로부터의 급속한 방전이 발생할 수 있는 경우에만, 캐패시터에의 충전 및 캐패시터로부터의 방전을 행하고 있는 것에 지나지 않는다. 따라서, 특허문헌 1 및 2에 개시된 제어 방법은, 전지의 열화만을 억제할 수 있는 것에 지나지 않으므로, 복수의 다른 특성의 양립을 실현하도록 전지 및 캐패시터를 임기응변으로(즉, 차량에 요구되는 특성에 따라) 구분지어 사용하는 것이 곤란하다. 그런데, 제1 전원 제어 장치는 선택 수단에 의한 주행 모드의 선택에 의해 제1 전력의 분담 비율을 적절히 변경할 수 있으므로, 제1 전원 및 제2 전원을 임기응변으로(즉, 차량에 요구되는 특성에 따라) 구분지어 사용할 수 있다고 하는 우위성을 갖고 있다. 나아가, 제1 전원 제어 장치에서는 또한, 선택 수단이 선택한 원하는 주행 모드의 범위 내에서 제1 전력의 분담 비율이 조정되면, 제1 전원 및 제2 전원을 보다 한층 임기응변으로(즉, 차량에 요구되는 특성에 따라) 구분지어 사용할 수 있다고 하는 우위성을 갖고 있다.

<2>

제1 전원 제어 장치의 다른 형태에서는, 상기 복수의 주행 모드는 (i) 상기 제1 전력의 분담 비율이 제1 임계치보다도 작은 제1 주행 모드와, (ⅱ) 상기 제1 전력의 분담 비율이 상기 제1 임계치보다도 큰 제2 주행 모드를 포함하고 있다.

이 형태에 의하면, 선택 수단은 차량에 요구되고 있는 특성에 따라, 제1 전력의 분담 비율이 상대적으로 작은 제1 주행 모드 및 제1 전력의 분담 비율이 상대적으로 큰 제2 주행 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있다.

또한, 제1 임계치는, 차량에 요구되는 특성과 제1 전력의 분담 비율의 상관 관계를 고려한 다음, 각각이 다른 특성을 충족시킬 수 있는 제1 주행 모드와 제2 주행 모드를 적절하게 구별 가능한 임의의 값으로 설정되는 것이 바람직하다.

<3>

제1 전원 제어 장치의 다른 형태에서는, 상기 복수의 주행 모드는, (i) 상기 제1 전력의 분담 비율이, 상기 요구 전력에 대한 상기 제2 전력의 분담 비율보다도 작은 제1 주행 모드와, (ⅱ) 상기 제1 전력의 분담 비율이, 상기 제2 전력의 분담 비율보다도 큰 제2 주행 모드를 포함하고 있다.

<4>

복수의 주행 모드가 제1 및 제2 주행 모드를 포함하는 제1 전원 제어 장치의 형태에서는, 상기 차량에 요구되는 특성이 주행 성능보다도 연비 성능을 중시하는 특성일 경우에는, 상기 선택 수단은, 상기 제1 주행 모드를 선택하고, 상기 차량에 요구되는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성일 경우에는, 상기 선택 수단은, 상기 제2 주행 모드를 선택한다.

이 형태에 의하면, 차량이 주행 성능(예를 들어, 주행 리스펀스의 향상 등)보다도 연비 성능(예를 들어, 연비의 향상 등)을 중시할 경우에는, 선택 수단은 제1 전력의 분담 비율이 상대적으로 작아지는 제1 주행 모드를 선택한다. 그 결과, 제1 주행 모드가 선택되고 있는 경우에는, 제2 주행 모드가 선택되고 있는 경우와 비교하여, 제1 전력의 분담 비율이 작아지는 한편, 제2 전력의 분담 비율이 커진다. 여기서, 제2 전원의 용량이 상대적으로 작고 또한 제2 전원의 출력이 상대적으로 크기 때문에, 제2 전원에 있어서의 제2 전력의 입출력 효율은, 제1 전원에 있어서의 제1 전력의 입출력 효율보다도 일반적으로는 양호해진다. 이로 인해, 제2 전력의 분담 비율이 커질수록(바꿔 말하면, 제1 전력의 분담 비율이 작아질수록), 차량의 연비 성능이 향상된다. 즉, 제1 주행 모드가 선택되고 있는 경우에는 제2 주행 모드가 선택되고 있는 경우와 비교하여, 차량의 연비 성능이 향상된다.

한편, 차량이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시할 경우에는, 선택 수단은 제1 전력의 분담 비율이 상대적으로 커지는 제2 주행 모드를 선택한다. 그 결과, 제2 주행 모드가 선택되고 있는 경우에는 제1 주행 모드가 선택되고 있는 경우와 비교하여, 제1 전력의 분담 비율이 커지는 한편, 제2 전력의 분담 비율이 작아진다. 이 경우, 제2 전원이 출력해야 할 제2 전력이 상대적으로 적어지기 때문에, 제2 전원이 고갈되기 어려워진다. 바꿔 말하면, 제2 전원의 고갈이 억제된다. 그 결과, 제2 전원의 고갈이 억제되고 있지 않은 경우와 비교하여, 제2 전원의 용량을 상대적으로 작게 하기 쉬워지므로, 제2 전원의 비용이나 사이즈 등의 저감이 실현된다. 나아가, 주행 성능을 충족시키기 위해(예를 들어, 상대적으로 큰 가속도로 가속하는) 일시적으로 큰 요구 전력이 필요하게 될 경우에는, 출력이 상대적으로 큰 제2 전원이 일시적으로 제2 전력을 출력함으로써, 요구 전력을 충족시키는(즉, 제1 전원이 출력하는 제1 전력을 서포트하는) 것이 바람직하다. 그렇게 하면, 제2 전원의 고갈이 억제되고 있는 경우에는, 이러한 주행 성능을 충족시키기 위해 제2 전원이 제2 전력을 출력하기 쉬워진다. 바꿔 말하면, 요구 전력의 변동에 맞추어 제2 전원이 일시적으로 제2 전력을 출력해야 할 타이밍에서, 제2 전원이 제2 전력을 출력할 수 없는 사태가 발생하기 어려워진다. 그 결과, 주행 성능을 중시하는 특성을 보다 장시간 충족시킬 수 있다.

또한, 이 형태에 따른 선택은, 차량이 역행하고 있는 경우에 행하여지는 것이 바람직하다. 한편, 차량이 회생하고 있는 경우에는, 선택 수단은, 이 형태에 따른 선택을 행해도 좋다. 또는, 차량이 회생하고 있는 경우에는, 선택 수단은 차량에 요구되는 특성이 주행 성능보다도 연비 성능을 중시하는 특성인 것인지 또는 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성인 것인지에 관계없이, 제2 전력의 분담 비율이 상대적으로 커지는 제1 주행 모드를 선택해도 좋다. 그 결과, 차량이 회생하고 있는 경우에는 제2 전원에 대한 제2 전력의 입력(즉, 회생에 의해 발전된 전력에 의한 제2 전원의 충전)이 상대적으로 우선된다.

<5>

차량에 요구되는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성일 경우에 제2 주행 모드를 선택하는 제1 전원 제어 장치의 형태에서는, 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 적어도 한쪽의 현재 특성치와 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 적어도 한쪽의 정격 한계치 사이의 차분이 제2 임계치보다 작은 경우에는, 상기 차량에 요구되는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성인 경우에도, 상기 선택 수단은, 상기 제2 주행 모드를 선택하지 않는다.

이 형태에 의하면, 제1 전원의 현재 특성치와 제1 전원의 정격 한계치 사이의 차분이 제2 임계치보다 작은 경우에는 제1 전원이 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행하지 못할 우려가 있다. 즉, 이러한 경우에는, 주행 성능을 충족만시키는 제1 전력의 입출력을 제1 전원이 행하지 못할 우려가 있다. 마찬가지로, 제2 전원의 현재 특성치와 제2 전원의 정격 한계치 사이의 차분이 제2 임계치보다 작은 경우에는 제2 전원이 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행하지 못할 우려가 있다. 즉, 이러한 경우에는, 주행 성능을 충족만시키는 제2 전력의 입출력을 제2 전원이 행하지 못할 우려가 있다. 따라서, 제1 전원 및 제2 전원 중 적어도 한쪽이 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행하지 못할 우려가 있는 경우에는, 차량에 요구되는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성인 경우에도, 선택 수단은 주행 성능을 중시하기 위한 분담 비율이 대응지어진 제2 주행 모드를 선택하지 않아도 된다.

또한, 「전원의 현재 특성치」는, 전원의 현재 상태를 직접 또는 간접적으로 나타낼 수 있는 임의의 파라미터를 의미한다. 이러한 전원의 현재 특성치으로서, 예를 들어 전원의 현재 온도나, 전원의 현재 SOC치 등을 일례로서 들 수 있다. 또한, 「전원의 정격 한계치」는 전원의 현재 특성치를 취할 수 있는 한계치이며 정격 등에 의해 정해져 있는 한계치를 의미한다. 이러한 전원의 정격 한계치로서, 전원이 동작 가능한 온도의 한계치나, 전원이 취할 수 있는 SOC치의 한계치 등을 일례로서 들 수 있다.

또한, 제2 임계치는 제1 전원의 사양을 고려한 다음, 주행 성능을 충족만시키는 제1 전력의 입출력을 제1 전원이 행할 수 있는 상태와 주행 성능을 충족만시키는 제1 전력의 입출력을 제1 전원이 행할 수 없는 상태를 적절하게 구별 가능한 임의의 값으로 설정되는 것이 바람직하다. 나아가, 제2 임계치는 제2 전원의 사양을 고려한 다음, 주행 성능을 충족만시키는 제2 전력의 입출력을 제2 전원이 행할 수 있는 상태와 주행 성능을 충족만시키는 제2 전력의 입출력을 제2 전원이 행할 수 없는 상태를 적절하게 구별 가능한 임의의 값으로 설정되는 것이 바람직하다.

<6>

제1 전원 제어 장치의 다른 형태에서는, 상기 제어 수단은 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 적어도 한쪽의 현재 특성치와 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 적어도 한쪽의 정격 한계치 사이의 차분에 따라, 상기 제1 전력의 분담 비율을 조정한다.

이 형태에 의하면, 제1 전원의 현재 특성치와 제1 전원의 정격 한계치 사이의 차분은, 실질적으로는 제1 전원이 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 있는지 여부를 나타내고 있다. 이로 인해, 제1 전원 제어 장치는 제1 전원의 현재 특성치와 제1 전원의 정격 한계치 사이의 차분에 따라서 제1 전력의 분담 비율을 조정함으로써, 제1 전원 및 제2 전원을 보다 한층 임기응변으로 구분지어 사용할 수 있다.

마찬가지로, 제2 전원의 현재 특성치와 제2 전원의 정격 한계치 사이의 차분은, 실질적으로는 제2 전원이 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 있는지 여부를 나타내고 있다. 이로 인해, 제1 전원 제어 장치는 제2 전원의 현재 특성치와 제2 전원의 정격 한계치 사이의 차분에 따라서 제1 전력의 분담 비율을 조정함으로써, 제1 전원 및 제2 전원을 보다 한층 임기응변으로 구분지어 사용할 수 있다.

또한, 이 형태에 의한 제1 전력의 분담 비율의 조정은, 제1 전원의 현재 특성치와 제1 전원의 정격 한계치 사이의 차분이 제2 임계치보다 작은 경우(즉, 제1 전원이 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행하지 못할 우려가 있는 경우)에 행하여져도 좋다. 마찬가지로, 이 형태에 의한 제1 전력의 분담 비율의 조정은, 제2 전원의 현재 특성치와 제2 전원의 정격 한계치 사이의 차분이 제2 임계치보다 작은 경우(즉, 제2 전원이 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행하지 못할 우려가 있는 경우)에 행하여져도 좋다. 즉, 이 형태에 의한 제1 전력의 분담 비율의 조정은, 제1 전원의 현재 특성치와 제1 전원의 정격 한계치 사이의 차분 및 제2 전원의 현재 특성치와 제2 전원의 정격 한계치 사이의 차분의 양쪽이 제2 임계치보다 작지 않은 경우(즉, 제1 전원 및 제2 전원의 양쪽이 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 있다고 추정되는 경우)에는 행하여지지 않아도 좋다.

<7>

상술한 바와 같이 제1 전원 및 제2 전원 중 적어도 한쪽의 현재 특성치와 제1 전원 및 제2 전원 중 적어도 한쪽의 정격 한계치 사이의 차분에 따라서 1 전력의 분담 비율을 조정하는 제1 전원 제어 장치의 형태에서는, 상기 제어 수단은, 상기 제1 전원의 현재 특성치와 상기 제1 전원의 정격 한계치 사이의 차분이 작아질수록 상기 제1 전력의 분담 비율을 감소시킨다.

이 형태에 의하면, 제1 전원의 현재 특성치와 제1 전원의 정격 한계치 사이의 차분이 상대적으로 작은 경우에는, 제1 전원의 현재 특성치와 제1 전원의 정격 한계치 사이의 차분이 상대적으로 큰 경우와 비교하여, 제1 전원이 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 없을 가능성이 높아진다. 이로 인해, 이 경우에는 제1 전원 제어 장치는 제1 전력의 분담 비율을 감소시키는(즉, 제1 전원의 부담을 저감시키는) 것으로, 제1 전원의 상태를 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 있는 상태로 복귀시킬 수 있다. 이와 같이, 제1 전원 제어 장치는 제1 전원 및 제2 전원을 보다 한층 임기응변으로 구분지어 사용할 수 있다.

<8>

상술한 바와 같이 제1 전원 및 제2 전원 중 적어도 한쪽의 현재 특성치와 제1 전원 및 제2 전원 중 적어도 한쪽의 정격 한계치 사이의 차분에 따라서 1 전력의 분담 비율을 조정하는 제1 전원 제어 장치의 형태에서는, 상기 제어 수단은, 상기 제2 전원의 현재 특성치와 상기 제2 전원의 정격 한계치 사이의 차분이 작아질수록 상기 제1 전력의 분담 비율을 증가시킨다.

이 형태에 의하면, 제2 전원의 현재 특성치와 제2 전원의 정격 한계치 사이의 차분이 상대적으로 작은 경우에는 제2 전원의 현재 특성치와 제2 전원의 정격 한계치 사이의 차분이 상대적으로 큰 경우와 비교하여, 제2 전원이 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 없을 가능성이 높아진다. 이로 인해, 이 경우에는 제1 전원 제어 장치는 제1 전력의 분담 비율을 증가시키는(즉, 제1 전원의 부담을 증가시키는 것으로, 실질적으로 제2 전원의 부담을 저감시키는) 것으로, 제2 전원의 상태를 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 있는 상태로 복귀시킬 수 있다. 이와 같이, 제1 전원 제어 장치는 제1 전원 및 제2 전원을 보다 한층 임기응변으로 구분지어 사용할 수 있다.

(제2 전원 제어 장치)

<9>

상기 과제를 해결하는 제2 전원 제어 장치는 제1 전력의 입출력을 행하는 제1 전원과, 제2 전력의 입출력을 행하고 또한 상기 제1 전원보다도 용량이 작은 한편 출력이 큰 제2 전원의 양쪽을 포함하는 전원 시스템을 사용해서 주행하는 차량을 제어하는 전원 제어 장치이며, 상기 차량에 요구되는 특성에 따라, 상기 전원 시스템에 요구되는 요구 전력에 대한 상기 제1 전력의 분담 비율을 동적으로 조정하는 조정 수단과, 상기 조정 수단이 조정한 분담 비율에 따라서 상기 제1 전력 및 상기 제2 전력의 입출력을 행하도록, 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원을 제어하는 제어 수단을 구비한다.

제2 전원 제어 장치는 제1 전원 제어 장치와 마찬가지로, 제1 전원과 제2 전원의 양쪽을 포함하는 전원 시스템을 사용해서 주행하는 차량을 제어할 수 있다. 또한, 제1 전원 제어 장치와 마찬가지의 구성에 대해서는, 설명을 생략한다.

이러한 차량(바꿔 말하면, 이러한 차량이 구비하는 전원 시스템)을 제어하기 위해서, 제2 전원 제어 장치는 조정 수단과, 제어 수단을 구비하고 있다.

조정 수단은, 요구 전력에 대한 제1 전력의 분담 비율을 조정한다. 조정 수단은 특히, 차량에 요구되는 특성에 따라, 제1 전력의 분담 비율을 동적으로(즉, 차량에 요구되는 특성이 변화될 때마다) 조정한다. 예를 들어, 선택 수단은 차량에 요구되는 특성에 적합한(또는, 최적인) 분담 비율이 되도록, 제1 전력의 분담 비율을 조정해도 좋다. 또는, 예를 들어 조정 수단은 차량에 요구되는 특성을 실현 가능한 분담 비율이 되도록, 제1 전력의 분담 비율을 조정해도 좋다.

보다 구체적으로는, 예를 들어 조정 수단은, 차량에 요구되는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시한다고 하는 특성일 경우에는, 당해 주행 성능을 중시한다고 하는 특성에 적합한 분담 비율이 되도록, 제1 전력의 분담 비율을 조정해도 좋다. 또는, 조정 수단은 차량에 요구되는 특성이 주행 성능보다도 연비 성능을 중시한다고 하는 특성일 경우에는, 당해 연비 성능을 중시한다고 하는 특성에 적합한 분담 비율이 되도록, 제1 전력의 분담 비율을 조정해도 좋다. 또는, 조정 수단은 차량에 요구되는 특성이 그 밖의 특성일 경우에는, 당해 그 밖의 특성에 적합한 분담 비율이 되도록, 제1 전력의 분담 비율을 조정해도 좋다. 또는, 조정 수단은 연비 성능 및 주행 성능의 중시 정도의 상대적인 관계에 따라, 제1 전력의 분담 비율을 조정해도 좋다. 또는, 조정 수단은 상대적으로 용량이 작은 제2 전원의 고갈을 미연에 방지하도록, 제1 전력의 분담 비율을 조정해도 좋다. 또는, 조정 수단은 요구 전력의 급격한 증가 또는 감소 등에 맞추어 상대적으로 출력이 큰 제2 전원을 적극적으로 사용하도록, 제1 전력의 분담 비율을 조정해도 좋다.

이와 같이, 조정 수단은 차량의 주행에 맞추어 차량에 요구되는 특성이 변화될 때마다, 제1 전력의 분담 비율을 적절히 조정할 수 있다. 즉, 조정 수단은 실질적으로는, 차량에 요구되는 특성에 따라서 제1 전력의 분담 비율을 적절히 변경할 수 있다.

제어 수단은, 조정 수단이 조정한 분담 비율에 따라서 제1 전력의 입출력을 행하도록, 제1 전원을 제어한다. 마찬가지로, 제어 수단은 조정 수단이 조정한 분담 비율에 따라서 제2 전력의 입출력을 행하도록, 제2 전원을 제어한다. 그 결과, 제1 전원은 조정 수단이 조정한 분담 비율을 직접적으로 충족시키는 제1 전력의 입출력을 행한다. 또한, 제2 전원은 조정 수단이 조정한 분담 비율을 간접적으로 충족시키는 제2 전력의 입출력을 행한다. 따라서, 제1 전원 및 제2 전원은 조정 수단에 의해 조정되는 분담 비율에 따라 구분지어 사용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 제2 전원 제어 장치는 제1 전원 제어 장치와 마찬가지로, 제1 전력의 분담 비율을 적절히 변경할 수 있다. 바꿔 말하면, 제2 전원 제어 장치에 의하면, 제1 전원 제어 장치와 마찬가지로, 제1 전력의 분담 비율이 항상 동일한 분담 비율로 고정되지 않아도 된다. 따라서, 제2 전원 제어 장치는 제1 전원 제어 장치가 누리게 되는 각종 효과와 마찬가지의 효과를 누릴 수 있다. 즉, 제2 전원 제어 장치는, 복수의 다른 특성의 양립을 실현하도록, 제1 전원 및 제2 전원을 임기응변으로 구분지어 사용할 수 있다.

<10·11>

제2 전원 제어 장치의 다른 형태에서는, 상기 조정 수단은, (i) 상기 차량에 요구되는 특성이 주행 성능보다도 연비 성능을 중시하는 특성일 경우에는, 상기 제1 전력의 분담 비율이 제1 임계치보다도 작아지도록 상기 제1 전력의 분담 비율을 조정하고, (ⅱ) 상기 차량에 요구되는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성일 경우에는, 상기 제1 전력의 분담 비율이 상기 임계치보다도 커지도록 상기 제1 전력의 분담 비율을 조정한다.

또는, 제2 전원 제어 장치의 다른 형태에서는, 상기 조정 수단은, (i) 상기 차량에 요구되는 특성이 주행 성능보다도 연비 성능을 중시하는 특성일 경우에는, 상기 제1 전력의 분담 비율이, 상기 요구 전력에 대한 상기 제2 전력의 분담 비율보다도 작아지도록 상기 제1 전력의 분담 비율을 조정하고, (ⅱ) 상기 차량에 요구되는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성일 경우에는, 상기 제1 전력의 분담 비율이, 상기 제2 전력의 분담 비율보다도 커지도록 상기 제1 전력의 분담 비율을 조정한다.

이들의 형태에 의하면, 차량이 주행 성능보다도 연비 성능을 중시할 경우에는, 조정 수단은 제1 전력의 분담 비율이 상대적으로 작아지도록, 제1 전력의 분담 비율을 조정한다. 따라서, 제1 전원 제어 장치와 마찬가지로, 차량의 연비 성능이 향상된다. 한편, 차량이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시할 경우에는, 조정 수단은 제1 전력의 분담 비율이 상대적으로 커지도록, 제1 전력의 분담 비율을 조정한다. 따라서, 제1 전원 제어 장치와 마찬가지로, 제2 전원의 비용이나 사이즈 등의 저감이 실현된다. 마찬가지로, 주행 성능을 중시하는 특성을 보다 장시간 충족시킬 수 있다.

<12·13>

차량에 요구되는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성일 경우에 제1 전력의 분담 비율이 제1 임계치보다도 커지도록 제1 전력의 분담 비율을 조정하는 제2 전원 제어 장치의 형태에서는, 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 적어도 한쪽의 현재 특성치와 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 적어도 한쪽의 정격 한계치 사이의 차분이 제2 임계치보다 작은 경우에는, 상기 차량에 요구되는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성인 경우에도, 상기 조정 수단은, 상기 제1 전력의 분담 비율이 상기 제1 임계치보다도 커지도록 상기 제1 전력의 분담 비율을 조정하지 않는다.

또는, 차량에 요구되는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성일 경우에 제1 전력의 분담 비율이 제2 전력의 분담 비율보다도 커지도록 제1 전력의 분담 비율을 조정하는 제2 전원 제어 장치의 형태에서는, 제2 주행 모드를 선택하는 제1 전원 제어 장치의 형태에서는, 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 적어도 한쪽의 현재 특성치와 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 적어도 한쪽의 정격 한계치 사이의 차분이 제2 임계치보다 작은 경우에는, 상기 차량에 요구되는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성인 경우에도, 상기 조정 수단은, 상기 제1 전력의 분담 비율이 상기 제2 전력의 분담 비율보다도 커지도록 상기 제1 전력의 분담 비율을 조정하지 않는다.

이 형태에 의하면, 제1 전원 제어 장치와 마찬가지로, 제1 전원 및 제2 전원 중 적어도 한쪽이 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행하지 못할 우려가 있는 경우에는, 차량에 요구되는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성인 경우에도, 조정 수단은 주행 성능을 중시하기 위한 분담 비율이 되도록 제1 전력의 분담 비율을 조정하지 않아도 된다.

<14>

제2 전원 제어 장치의 다른 형태에서는, 상기 조정 수단은, 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 적어도 한쪽의 현재 특성치와 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 적어도 한쪽의 정격 한계치 사이의 차분에 따라, 상기 제1 전력의 분담 비율을 다시 조정한다.

이 형태에 의하면, 제2 전원 제어 장치는 제1 전원 제어 장치와 마찬가지로, 제1 전원의 현재 특성치와 제1 전원의 정격 한계치 사이의 차분에 따라서 제1 전력의 분담 비율을 조정함으로써, 제1 전원 및 제2 전원을 보다 한층 임기응변으로 구분지어 사용할 수 있다. 마찬가지로, 제2 전원 제어 장치는 제1 전원 제어 장치와 마찬가지로, 제2 전원의 현재 특성치와 제2 전원의 정격 한계치 사이의 차분에 따라서 제1 전력의 분담 비율을 조정함으로써, 제1 전원 및 제2 전원을 보다 한층 임기응변으로 구분지어 사용할 수 있다.

<15>

상술한 바와 같이 제1 전원 및 제2 전원 중 적어도 한쪽의 현재 특성치와 제1 전원 및 제2 전원 중 적어도 한쪽의 정격 한계치 사이의 차분에 따라서 1 전력의 분담 비율을 조정하는 제2 전원 제어 장치의 형태에서는, 상기 조정 수단은, 상기 제1 전원의 현재 특성치와 상기 제1 전원의 정격 한계치 사이의 차분이 작아질수록 상기 제1 전력의 분담 비율을 감소시킨다.

이 형태에 의하면, 제2 전원 제어 장치는 제1 전원 제어 장치와 마찬가지로, 제1 전력의 분담 비율을 감소시키는(즉, 제1 전원의 부담을 저감시키는) 것으로, 제1 전원의 상태를 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 있는 상태로 복귀시킬 수 있다.

<16>

상술한 바와 같이 제1 전원 및 제2 전원 중 적어도 한쪽의 현재 특성치와 제1 전원 및 제2 전원 중 적어도 한쪽의 정격 한계치 사이의 차분에 따라서 1 전력의 분담 비율을 조정하는 제2 전원 제어 장치의 형태에서는, 상기 조정 수단은, 상기 제2 전원의 현재 특성치와 상기 제2 전원의 정격 한계치 사이의 차분이 작아질수록 상기 제1 전력의 분담 비율을 증가시킨다.

이 형태에 의하면, 제2 전원 제어 장치는 제1 전원 제어 장치와 마찬가지로, 제1 전력의 분담 비율을 증가시키는(즉, 제1 전원의 부담을 증가시키는 것으로, 실질적으로 제2 전원의 부담을 저감시키는) 것으로, 제2 전원의 상태를 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 있는 상태로 복귀시킬 수 있다.

본 발명의 이러한 작용 및 다른 이득은 이어서 설명하는 실시 형태로부터 더욱 명백해진다.

도 1은 본 실시 형태의 차량 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 실시 형태의 차량의 제어 동작(실질적으로는, 전원 시스템의 제어 동작이며, 전지 및 캐패시터의 분담 비율의 변경 동작) 전체의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 전지 및 캐패시터의 분담 비율의 변경 모습을 모식적으로 도시하는 그래프이다.
도 4는 전지 및 캐패시터의 분담 비율이 상이한 경우의, 요구 출력 전력과 전지 출력 전력 및 캐패시터 출력 전력 사이의 관계를 모식적으로 도시하는 그래프이다.
도 5는 전지 및 캐패시터의 온도 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6은 캐패시터의 SOC(State Of Charge)에 따른 전지 및 캐패시터의 분담 비율의 조정 동작을 나타내는 그래프이다.
도 7은 전지의 온도에 따른 전지 및 캐패시터의 분담 비율의 조정 동작을 나타내는 그래프이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명을 실시하기 위한 형태의 일례로서, 모터 제너레이터(10)를 구비하는 차량(1)에 대하여 본 발명을 적용한 경우의 실시 형태에 대해서 설명한다.

(1) 차량의 구성

처음에, 도 1을 참조하여, 본 실시 형태의 차량(1)의 구성에 대해서 설명한다. 여기에서, 도 1은 본 실시 형태의 차량(1)의 구성 일례를 나타내는 블록도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 차량(1)은 모터 제너레이터(10)와, 차축(21)과, 차륜(22)과, 전원 시스템(30)과, 「전원 제어 장치(즉, 선택 수단, 조정 수단 및 제어 수단)」의 하나의 구체예인 ECU(40)를 구비한다.

모터 제너레이터(10)는, 역행 시에는 주로 전원 시스템(30)으로부터 출력되는 전력을 사용해서 구동함으로써, 차축(21)에 동력[즉, 차량(1)의 주행에 필요한 동력]을 공급하는 전동기로서 기능한다. 또한, 모터 제너레이터(10)는 회생 시에는, 주로 전원 시스템(30)이 구비하는 전지(31) 및 캐패시터(32)를 충전하기 위한 발전기로서 기능한다.

차축(21)은, 모터 제너레이터(10)로부터 출력된 동력을 차륜(22)에 전달하기 위한 전달축이다.

차륜(22)은, 차축(21)을 통하여 전달되는 동력을 노면에 전달하는 수단이다. 도 1은, 차량(1)이 좌우에 1륜씩인 차륜(22)을 구비하는 예를 나타내고 있지만, 실제로는 전후 좌우에 1륜씩 차륜(22)을 구비하고 있는[즉, 합계 4개의 차륜(12)을 구비하고 있는] 것이 바람직하다.

또한, 도 1은, 단일의 모터 제너레이터(10)를 구비하는 차량(1)을 예시하고 있다. 그러나 차량(1)은, 2개 이상의 모터 제너레이터(10)를 구비하고 있어도 좋다. 나아가, 차량(1)은 모터 제너레이터(10)에 추가하여, 엔진을 더 구비하고 있어도 좋다. 즉, 본 실시 형태의 차량(1)은, 전기 자동차나 하이브리드 차량이어도 좋다.

전원 시스템(30)은, 역행 시에는 모터 제너레이터(10)가 전동기로서 기능하기 위해서 필요한 전력을 모터 제너레이터(10)에 대하여 출력한다. 또한, 전원 시스템(30)에는, 회생 시에는 발전기로서 기능하는 모터 제너레이터(10)가 발전하는 전력이, 모터 제너레이터(10)로부터 입력된다.

이러한 전원 시스템(30)은, 「제1 전원」의 하나의 구체예인 전지(31)와,「제2 전원」의 하나의 구체예인 캐패시터(32)와, 전력 변환기(33)와, 평활 콘덴서(34)와, 인버터(35)를 구비하고 있다.

전지(31)는 전기 화학 반응(즉, 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 반응) 등을 이용해서 전력의 입출력(즉, 충방전)을 행할 수 있는 축전지이다. 이러한 전지(31)의 일례로서, 예를 들어 납 축전지나, 리튬 이온 전지나, 니켈 수소 전지나, 연료 전지 등을 들 수 있다.

캐패시터(32)는, 전하(즉, 전기 에너지)를 축적하는 물리적 작용 또는 화학적 작용을 이용해서 전력의 입출력을 행할 수 있다. 이러한 캐패시터(32)의 일례로서, 예를 들어 전기 이중층 콘덴서 등을 일례로서 들 수 있다.

또한, 전지(31) 및 캐패시터(32) 대신에, 전력의 입출력을 행할 수 있는 임의의 2종류의 전원이 사용되어도 좋다. 이 경우, 전지(31) 대신에 사용되는 전원은, 캐패시터(32) 대신에 사용되는 전원과 비교하여, 용량이 큰(또는, 에너지 밀도가 큰) 전원이어도 좋다. 또는, 전지(31) 대신에 사용되는 전원은, 캐패시터(32) 대신에 사용되는 전원과 비교하여, 일정한 전력의 출력을 보다 장시간 행할 수 있는 전원이어도 좋다. 또한, 캐패시터(32) 대신에 사용되는 전원은, 전지(31) 대신에 사용되는 전원과 비교하여, 출력이 큰 전원이어도 좋다. 또는, 캐패시터(32) 대신에 사용되는 전원은, 전지(31) 대신에 사용되는 전원과 비교하여, 전력의 입출력을 급속하게(급준하게) 행할 수 있는 전원이어도 좋다. 이러한 2종류의 전원의 일례로서, 예를 들어 고용량형 전지[즉, 전지(31) 대신에 사용되는 전원] 및 고출력형 전지[즉, 캐패시터(32) 대신에 사용되는 전원]나, 고용량형 캐패시터[즉, 전지(31) 대신에 사용되는 전원] 및 고출력형 캐패시터[즉, 캐패시터(32) 대신에 사용되는 전원]를 들 수 있다.

전력 변환기(33)는, ECU(40)의 제어 하에서, 전지(31)가 출력하는 전력 및 캐패시터(32)가 출력하는 전력을, 전원 시스템(30)에 요구되고 있는 요구 전력[전형적으로는, 전원 시스템(30)이 모터 제너레이터(10)에 대하여 출력해야 할 전력]에 따라서 변환된다. 전력 변환기(33)는, 변환된 전력을, 인버터(35)에 출력한다. 또한, 전력 변환기(33)는 ECU(40)의 제어 하에서, 인버터(35)로부터 입력되는 전력[즉, 모터 제너레이터(10)의 회생에 의해 발생한 전력]을, 전원 시스템(30)에 요구되고 있는 요구 전력[전형적으로는, 전원 시스템(30)에 대하여 입력해야 할 전력이며, 실질적으로는 전지(31) 및 캐패시터(32)에 대하여 입력해야 할 전력]에 따라서 변환된다. 전력 변환기(33)는, 변환된 전력을, 전지(31) 및 캐패시터(32) 중 적어도 한쪽에 출력한다. 이러한 전력 변환에 의해, 전력 변환기(33)는, 실질적으로는 전지(31) 및 캐패시터(32)와 인버터(35) 사이에 있어서의 전력의 분배 및 전지(31)와 캐패시터(32) 사이에 있어서의 전력의 분배를 제어할 수 있다.

또한, 도 1은, 전지(31) 및 캐패시터(32)에 공통되는 단일의 전력 변환기(33)를 구비하는 전원 시스템(30)을 예시하고 있다. 그러나 전원 시스템(30)은, 2개 이상의 전력 변환기(33)[예를 들어, 전지(31)에 대응하는 전력 변환기(33)와, 캐패시터(32)에 대응하는 전력 변환기(33)]를 구비하고 있어도 좋다.

평활 콘덴서(34)는, 역행 시에는 전력 변환기(33)로부터 인버터(34)에 대하여 공급되는 전력의 변동[실질적으로는, 전력 변환기(33)와 인버터(34) 사이의 전원 라인에 있어서의 전압의 변동]을 평활화한다. 마찬가지로, 평활 콘덴서(34)는, 회생 시에는 인버터(34)로부터 전력 변환기(33)에 대하여 공급되는 전력의 변동[실질적으로는, 전력 변환기(33)와 인버터(34) 사이의 전원 라인에 있어서의 전압의 변동]을 평활화한다.

인버터(35)는, 역행 시에는 전력 변환기(33)로부터 출력되는 전력(직류 전력)을 교류 전력으로 변환한다. 그 후, 인버터(35)는 교류 전력으로 변환된 전력을, 모터 제너레이터(10)에 공급한다. 또한, 인버터(35)는 회생 시에는 모터 제너레이터(10)가 발전한 전력(교류 전력)을 직류 전력으로 변환한다. 그 후, 인버터(35)는, 직류 전력으로 변환된 전력을, 전력 변환기(33)에 공급한다.

ECU(40)는 차량(1)의 동작 전체를 제어하는 것이 가능하게 구성된 전자 제어 유닛이다. ECU(40)는 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory) 등을 구비하고 있다.

특히, ECU(40)는 상술한 전력 변환기(33)에 있어서의 전력의 분배를 제어한다. 보다 구체적으로는, ECU(40)는 전지(31) 및 캐패시터(32)의 각각의 분담 비율을, 차량에 요구되는 특성에 따라서 임의로 변경하도록, 전력 변환기(33)를 제어한다. 또한, 여기서 말하는 「분담 비율」은, 전원 시스템(30)에 요구되고 있는 요구 전력에 대한 전지(31)가 입출력하는 전력(이후, 적절히 "전지 전력"이라고 칭함) 및 캐패시터(32)가 입출력하는 전력(이후, 적절히 "캐패시터 전력"이라고 칭함)의 비율을 나타낸다. 또한, 역행 시에는, 요구 전력은 실질적으로는 전원 시스템(30)이 모터 제너레이터(10)에 대하여 출력해야 할 요구 출력 전력이 된다. 따라서, 이 경우에는, 분담 비율은 요구 출력 전력에 대한 전지(31)가 출력하는 전력(이후, 적절히 "전지 출력 전력"이라고 칭함) 및 캐패시터(32)가 출력하는 전력(이후, 적절히 "캐패시터 출력 전력"이라고 칭함)의 비율을 나타낸다. 한편, 예를 들어 회생 시에는, 요구 전력은 실질적으로는 모터 제너레이터(10)로부터 전원 시스템(30)에 대하여 입력되어야 할 요구 입력 전력이 된다. 따라서, 이 경우에는, 분담 비율은 요구 입력 전력에 대한 전지(31)에 입력되는 전력(이후, 적절히 "전지 입력 전력"이라고 칭함) 및 캐패시터(32)에 입력되는 전력(이후, 적절히 "캐패시터 입력 전력"이라고 칭함)의 비율을 나타낸다.

이하, ECU(40)의 제어 하에서 행하여지는 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 변경 동작에 대한 상세한 설명을 계속한다.

(2) 전지 및 캐패시터의 분담 비율의 변경 동작

계속해서, 도 2로부터 도 5를 참조하면서, 본 실시 형태의 차량(1)의 제어 동작[실질적으로는, 전원 시스템(30)의 제어 동작이며, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 변경 동작]에 대해서 설명한다.

(2-1) 전지 및 캐패시터의 분담 비율의 변경 동작의 전체 흐름

처음에, 도 2를 참조하면서, 본 실시 형태의 차량(1)의 제어 동작[실질적으로는, 전원 시스템(30)의 제어 동작이며, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 변경 동작]의 전체 흐름에 대해서 설명한다. 도 2는, 본 실시 형태의 차량(1)의 제어 동작[실질적으로는, 전원 시스템(30)의 제어 동작이며, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 변경 동작]의 전체 흐름을 나타내는 흐름도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, ECU(40)는 차량에 요구되고 있는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성인지 여부를 판정한다(스텝 S10). 예를 들어, 차량(1)의 주행 모드로서, 주행 성능을 중시하는 스포츠 모드와, 연비 성능을 중시하는 에코 모드가 존재하는 예를 들어서 설명한다. 이 경우, 예를 들어 ECU(40)는 스포츠 모드 및 에코 모드를 지정하는 조작 버튼을 통한 유저의 조작에 기초하여, 차량에 요구되고 있는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성인지 여부를 판정해도 좋다. 또는, ECU(40)는 차량의 주행 상황 등을 고려한 다음, 차량에 요구되고 있는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성인지 여부를 자발적으로 판정해도 좋다.

스텝 S10의 판정 결과, 차량에 요구되고 있는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성이라고 판정될 경우에는(스텝 S10: "예"), ECU(40)는 차량(1)의 주행 모드로서, 스포츠 모드를 선택한다(스텝 S11). 이 경우, ECU(40)는 스포츠 모드에 기초하여 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 결정(바꿔 말하면, 조정)한다(스텝 S13). 스포츠 모드에 기초하여 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 결정하는 동작에 대해서는, 이후에 상세하게 설명한다(도 3 및 도 4 참조).

또한, 전원 시스템(30)이 전지(31) 및 캐패시터(32) 이외의 전원을 구비하고 있지 않으므로, 전지(31)의 분담 비율이 결정되면, 캐패시터(32)의 분담 비율도 실질적으로는 결정된다. 따라서, ECU(40)는 전지(31) 및 캐패시터(32) 중 적어도 한쪽의 분담 비율을 결정하면 족하다. 단, 전원 시스템(30)이 전지(31) 및 캐패시터(32) 이외의 다른 전원을 구비하고 있는 경우도 있다. 이 경우에는, ECU(40)는 전지(31) 및 캐패시터(32) 및 다른 전원 중 적어도 2개 이상의 분담 비율을 결정하는 것이 바람직하다.

한편, 스텝 S10의 판정 결과, 차량에 요구되고 있는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성이 아니(즉, 차량에 요구되고 있는 특성이 주행 성능보다도 연비 성능을 중시하는 특성이다)라고 판정될 경우에는(스텝 S10: "아니오"), ECU(40)는 차량의 주행 모드로서, 에코 모드를 선택한다(스텝 S12). 이 경우, ECU(40)는 에코 모드에 기초하여 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 결정(바꿔 말하면, 조정)한다(스텝 S13). 에코 모드에 기초하여 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 결정하는 동작에 대해서는, 이후에 상세하게 설명한다(도 3 및 도 4 참조).

그 후, ECU(40)는 스텝 S13에서 결정된 분담 비율에 따라 전지(31)가 전지 전력을 입출력하고 또한 캐패시터(32)가 캐패시터 전력을 입출력하도록, 전력 변환기(33)를 제어한다(스텝 S14). 그 결과, 전지(31)는 스텝 S13에서 결정된 분담 비율에 따른 전지 전력의 입출력을 행한다. 마찬가지로, 캐패시터(32)는 스텝 S13에서 결정된 분담 비율에 따른 캐패시터 전력의 입출력을 행한다.

이상의 동작이, 차량(1)의 주행이 종료될 때까지 정기적으로 또는 비정기적으로 반복하여 행하여진다(스텝 S15).

(2-2) 전지 및 캐패시터의 분담 비율의 변경 동작의 상세

계속해서, 도 3 및 도 4를 참조하면서, 스포츠 모드 및 에코 모드에 따른 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 변경(실질적으로는, 결정) 동작의 상세에 대해서 설명한다. 도 3은, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 변경 모습을 모식적으로 도시하는 그래프이다. 도 4는, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율이 다른 경우의, 요구 출력 전력과 전지 출력 전력 및 캐패시터 출력 전력 사이의 관계를 모식적으로 도시하는 그래프이다.

도 3의 (a) 내지 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 스포츠 모드 및 에코 모드는, 예를 들어 전지(31) 및 캐패시터(32) 각각의 분담 비율에 의해 서로 구별 가능한 주행 모드이다.

예를 들어, 스포츠 모드 및 에코 모드는, 전지(31)의 분담 비율(즉, 전지 출력 전력의 분담 비율)과 캐패시터(32)의 분담 비율(즉, 캐패시터 출력 전력의 분담 비율)의 대소 관계에 따라서 구별되어도 좋다.

구체적으로는, 예를 들어 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 스포츠 모드는 역행 시에 있어서, 전지(31)의 분담 비율(즉, 전지 출력 전력의 분담 비율)이 캐패시터(32)의 분담 비율(즉, 캐패시터 출력 전력의 분담 비율)보다도 커지는 주행 모드라도 좋다. 도 3의 (a)는 스포츠 모드에서는, 주행 성능을 중시하는 정도가 강하면 강할수록[즉, 도 3의 (a)에 있어서 좌측으로 이동할수록], 전지(31)의 분담 비율이 커지고 있는 예를 나타내고 있다.

스포츠 모드가 선택된 경우에는, ECU(40)는 역행 시에 있어서의 전지(31)의 분담 비율이 역행 시에 있어서의 캐패시터(32)의 분담 비율보다도 커지도록, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 결정해도 좋다. 구체적으로는, 예를 들어 도 3의 (a)의 S1점에 나타낸 바와 같이, ECU(40)는 전지(31)의 분담 비율이 100%가 되고 또한 캐패시터(32)의 분담 비율이 0%가 되도록 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 결정해도 좋다. 이 경우, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 요구 출력 전력 모두가 전지 출력 전력으로서 전지(31)로부터 출력된다. 또는, 예를 들어 도 3의 (a)의 S2점에 나타낸 바와 같이, ECU(40)는 전지(31)의 분담 비율이 80%가 되고 또한 캐패시터(32)의 분담 비율이 20%가 되도록, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 결정해도 좋다. 이 경우, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 요구 출력 전력 중 80%가 전지 출력 전력으로서 전지(31)로부터 출력됨과 함께, 요구 출력 전력 중 20%가 캐패시터 출력 전력으로서 캐패시터(32)로부터 출력된다.

한편, 예를 들어 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 에코 모드는 역행 시에 있어서, 전지(31)의 분담 비율이 캐패시터(32)의 분담 비율보다도 작아지는 주행 모드라도 좋다. 도 3의 (a)는, 에코 모드에서는 연비 성능을 중시하는 정도가 강하면 강할수록[즉, 도 3의 (a)에 있어서 우측으로 이동할수록], 전지(31)의 분담 비율이 작아지고 있는 예를 나타내고 있다.

에코 모드가 선택된 경우에는, ECU(40)는 역행 시에 있어서의 전지(31)의 분담 비율이 역행 시에 있어서의 캐패시터(32)의 분담 비율보다도 작아지도록, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 결정해도 좋다. 구체적으로는, 예를 들어 도 3의 (a)의 E1점에 나타낸 바와 같이, ECU(40)는 전지(31)의 분담 비율이 0%가 되고 또한 캐패시터(32)의 분담 비율이 100%가 되도록, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 결정해도 좋다. 이 경우, 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이 요구 출력 전력의 전부가 캐패시터 출력 전력으로서 캐패시터(32)로부터 출력된다. 또는, 예를 들어 도 3의 (a)의 E2점에 나타낸 바와 같이, ECU(40)는 전지(31)의 분담 비율이 30%가 되고 또한 캐패시터(32)의 분담 비율이 70%가 되도록 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 결정해도 좋다. 이 경우, 도 4의 (d)에 도시한 바와 같이, 요구 출력 전력 중 30%가 전지 출력 전력으로서 전지(31)로부터 출력됨과 함께, 요구 출력 전력 중 70%가 캐패시터 출력 전력으로서 캐패시터(32)로부터 출력된다.

단, 도 4의 (a)로부터 도 4의 (d)를 보고 알 수 있는 바와 같이, 도 2의 스텝 S13에서 결정된 분담 비율은, (i) 당해 분담 비율에 따른 전지 출력 전력이, 전지(31)가 출력 가능한 전지 출력 전력의 상한치를 넘고 있지 않고, 또한 (ⅱ) 당해 분담 비율에 따른 캐패시터 출력 전력이, 캐패시터(32)가 출력 가능한 캐패시터 출력 전력의 상한치를 초과하고 있지 않은 경우에, 유지된다. 즉, 도 2의 스텝 S13에서 결정된 분담 비율에 따른 전지 출력 전력 및 캐패시터 출력 전력의 양쪽이 각각의 상한치를 초과하고 있지 않은 경우에는, ECU(40)는 스텝 S13에서 결정된 분담 비율에 따라 전지(31)가 전지 출력 전력을 출력하고 또한 캐패시터(32)가 캐패시터 출력 전력을 출력하도록, 전력 변환기(33)를 계속해서 제어하는 것이 바람직하다.

한편, 도 2의 스텝 S13에서 결정된 분담 비율에 따른 전지 출력 전력이 상한치를 초과해 버릴 경우에는, 도 2의 스텝 S13에서 결정된 분담 비율에 관계없이, 전지 출력 전력의 부족분이 캐패시터 출력 전력에 의해 보충되는 것이 바람직하다[도 4의 (a) 및 도 4의 (b) 참조]. 즉, ECU(40)는 스텝 S13에서 결정된 분담 비율에 관계없이, 전지 출력 전력의 부족분이 캐패시터 출력 전력에 의해 보충되도록, 전력 변환기(33)를 제어하는 것이 바람직하다.

마찬가지로, 도 2의 스텝 S13에서 결정된 분담 비율에 따른 캐패시터 출력 전력이 상한치를 초과해 버릴 경우에는, 도 2의 스텝 S13에서 결정된 분담 비율에 관계없이, 캐패시터 출력 전력의 부족분이 전지 출력 전력에 의해 보충되는 것이 바람직하다[도 4의 (c) 및 도 4의 (d) 참조]. 즉, ECU(40)는 스텝 S13에서 결정된 분담 비율에 관계없이, 캐패시터 출력 전력의 부족분이 전지 출력 전력에 의해 보충되도록, 전력 변환기(33)를 제어하는 것이 바람직하다.

이하에 설명하는 회생 시에 있어서도 마찬가지의 것을 말할 수 있다. 즉, 도 2의 스텝 S13에서 결정된 분담 비율에 따른 전지 입력 전력 및 캐패시터 입력 전력의 양쪽이 각각의 상한치를 초과하고 있지 않은 경우에는, ECU(40)는 스텝 S13에서 결정된 분담 비율에 따라 전지(31)에 전지 입력 전력이 입력되고 또한 캐패시터(32)에 캐패시터 입력 전력이 입력되도록, 전력 변환기(33)를 계속해서 제어하는 것이 바람직하다. 한편, 도 2의 스텝 S13에서 결정된 분담 비율에 따른 전지 입력 전력이 상한치를 초과해 버릴 경우에는, ECU(40)는 스텝 S13에서 결정된 분담 비율에 관계없이, 전지 입력 전력의 초과분이 캐패시터 입력 전력으로서 캐패시터(32)에 입력되도록, 전력 변환기(33)를 제어하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 도 2의 스텝 S13에서 결정된 분담 비율에 따른 캐패시터 입력 전력이 상한치를 초과해버릴 경우에는, ECU(40)는 스텝 S13에서 결정된 분담 비율에 관계없이, 캐패시터 입력 전력의 초과분이 전지 입력 전력으로서 전지(31)에 입력되도록, 전력 변환기(33)를 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 도 3의 (a)는 에코 모드가, 전지의 분담 비율이 0% 이상 또한 50% 미만의 범위에 대응지어진 주행 모드인 예를 나타내고 있다. 단, 에코 모드는, 예를 들어 전지의 분담 비율이 A%(단, A는 0보다 크고 또한 50보다 작은) 이상 또한 B%(단, B는 A보다 크고 또한 50보다 작은) 이하가 되는 범위에 대응지어진 주행 모드라도 좋다. 즉, 도 3의 (a)에 나타내는 에코 모드와 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 관계는 어디까지나 일례이다.

마찬가지로, 도 3의 (a)는 스포츠 모드가, 전지의 분담 비율이 50%보다 크고 또한 100% 이하의 범위에 대응지어진 주행 모드인 예를 나타내고 있다. 단, 스포츠 모드는, 예를 들어 전지의 분담 비율이 C%[단, C는 50보다 크고 또한 100보다 작은) 이상 또한 D%(단, D는 C보다 크고 또한 100보다 작은) 이하가 되는 범위에 대응지어진 주행 모드라도 좋다. 즉, 도 3의 (a)에 나타내는 스포츠 모드와 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 관계는 어디까지나 일례이다.

이하에 설명하는 도 3의 (b) 및 도 3의 (c)에 있어서도 마찬가지로, 스포츠 모드 및 에코 모드와 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 관계의 일례를 나타내고 있는 것에 지나지 않는다.

또는, 예를 들어 스포츠 모드 및 에코 모드는, 전지(31)의 분담 비율(즉, 전지 출력 전력의 분담 비율)과 소정의 모드 임계치의 대소 관계에 따라서 구별되어도 좋다.

구체적으로는, 예를 들어 스포츠 모드는, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 회생 시에 있어서, 전지(31)의 분담 비율이 소정의 모드 임계치[도 3의 (b)에 나타내는 예에서는, 10%]보다도 커지는 주행 모드라도 좋다. 따라서, 이 경우에는, ECU(40)는 전지(31)의 분담 비율이 모드 임계치보다도 커지도록, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 결정해도 좋다. 구체적으로는, 예를 들어 도 3의 (b)의 S1점에 나타낸 바와 같이, ECU(40)는 전지(31)의 분담 비율이 30%가 되고 또한 캐패시터(32)의 분담 비율이 70%가 되도록, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 결정해도 좋다. 이 경우, 회생에 의해 발생한 회생 전력(즉, 실질적으로는 요구 입력 전력) 중 30%가 전지 입력 전력으로서 전지(31)에 입력됨과 함께, 회생 전력 중 70%가 캐패시터 입력 전력으로서 캐패시터(32)에 입력된다. 또는, 예를 들어 도 3의 (b)의 S2점에 나타낸 바와 같이, ECU(40)는 전지(31)의 분담 비율이 20%가 되고 또한 캐패시터(32)의 분담 비율이 80%가 되도록 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 결정해도 좋다. 이 경우, 회생 전력 중 20%가 전지 입력 전력으로서 전지(31)에 입력됨과 함께, 회생 전력 중 80%가 캐패시터 입력 전력으로서 캐패시터(32)에 입력된다.

한편, 예를 들어 에코 모드는, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 회생 시에 있어서, 전지(31)의 분담 비율이 소정의 모드 임계치[도 3의 (b)에 나타내는 예에서는, 10%]보다도 작아지는 주행 모드라도 좋다. 따라서, 이 경우에는, ECU(40)는 전지(31)의 분담 비율이 모드 임계치보다도 작아지도록, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 결정해도 좋다. 구체적으로는, 예를 들어 도 3의 (b)의 E1점에 나타낸 바와 같이, ECU(40)는 전지(31)의 분담 비율이 0%가 되고 또한 캐패시터(32)의 분담 비율이 100%가 되도록, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 결정해도 좋다. 이 경우, 회생 전력의 전부가 캐패시터 입력 전력으로서 캐패시터(32)에 입력된다. 또는, 예를 들어 도 3의 (b)의 E2점에 나타낸 바와 같이, ECU(40)는 전지(31)의 분담 비율이 5%가 되고 또한 캐패시터(32)의 분담 비율이 95%가 되도록 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 결정해도 좋다. 이 경우, 회생 전력 중 5%가 전지 입력 전력으로서 전지(31)에 입력됨과 함께, 회생 전력 중 95%가 캐패시터 입력 전력으로서 캐패시터(32)에 입력된다.

또한, 도 3의 (b)는, 회생 시의 전지(31)의 분담 비율과 소정의 모드 임계치의 대소 관계에 의해 스포츠 모드 및 에코 모드를 구별하는 예를 나타내고 있다. 그러나 회생 시의 전지(31)의 분담 비율과 소정의 모드 임계치의 대소 관계에 추가하여 또는 대신하여, 역행 시의 전지(31)의 분담 비율과 소정의 모드 임계치의 대소 관계에 의해 스포츠 모드 및 에코 모드를 구별해도 되는 것은 물론이다. 즉, 스포츠 모드는, 역행 시에 있어서, 전지(31)의 분담 비율이 소정의 모드 임계치보다도 커지는 주행 모드라도 좋다. 마찬가지로, 에코 모드는 역행 시에 있어서, 전지(31)의 분담 비율이 소정의 모드 임계치보다도 작아지는 주행 모드라도 좋다.

이때, 소정의 모드 임계치는, 차량에 요구되는 특성과 배터리(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율과의 사이의 상관 관계를 고려한 다음, 각각이 다른 특성을 충족시킬 수 있는 스포츠 모드와 에코 모드를 적절하게 구별 가능한 임의의 값으로 설정되는 것이 바람직하다.

또는, 회생 시에 한해서 말하면, 예를 들어 스포츠 모드 및 에코 모드는, 반드시 구별되지 않아도 된다. 예를 들어, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율이 고정되어 있어도 좋다. 또한, 도 3의 (c)에 나타내는 예에서는, 스포츠 모드 및 에코 모드 중 어느 하나가 선택되고 있음에도, 전지(31)의 분담 비율이 10%로 고정되어 있고 또한 캐패시터(32)의 분담 비율이 90%로 고정되어 있다. 이 경우에도, 적어도 역행 시의 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율에 의해 스포츠 모드 및 에코 모드가 구별 가능하면 족하다.

이와 같이, ECU(40)는 주행 모드를 선택함으로써, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 적절히 변경할 수 있다. 즉, ECU(40)는 차량에 요구되고 있는 특성에 따라, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 적절히 변경할 수 있다.

이때, ECU(40)는 선택한 주행 모드에 대응하는 범위 내에서 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 다시 미세하게 조정(바꿔 말하면, 변경)해도 좋다. 예를 들어, ECU(40)는 선택한 주행 모드에 대응하는 범위 내에서, 차량(1)에 요구되는 특성을 충족시킬 수 있는 적절한(또는, 최적인) 분담 비율이 되도록, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 미세하게 조정한다(바꿔 말하면, 변경해도 좋다). 또한, 여기서 말하는 특성이란, 도 2의 스텝 S10에 있어서의 주행 모드의 선택에 관계되는 특성(즉, 연비 성능 또는 주행 성능을 중시한다고 하는 특성)뿐만 아니라, 차량(1)의 주행에 어떠한 관련을 갖는 특성[예를 들어, 요구 전력을 충족시킨다고 하는 특성이나, 차량(1)의 안정적인 주행을 실현한다고 하는 특성 등]을 포함하고 있어도 좋다.

예를 들어, 도 3의 (a)에 나타내는 분담 비율로 구별되는 스포츠 모드가 선택되고 있는 경우를 예로 들어 설명한다.

이 경우, ECU(40)는 주행 성능을 중시하는 스포츠 모드의 범위[도 3의 (a)에 나타내는 예에서는, 전지(31)의 분담 비율이 50%에서 100%가 되는 범위] 내에서, 연비 성능의 중시도에 따라서 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 미세하게 조정해도 좋다. 예를 들어 ECU(40)는 스포츠 모드의 범위 내에서, 연비 성능의 중시도가 커질수록 전지(31)의 분담 비율을 작게 하도록[즉, 도 3의 (a)에 있어서, 분담 비율을 나타내는 흰색 동그라미의 점이 우측으로 이동함], 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 미세하게 조정해도 좋다.

또는, ECU(40)는 현재의 분담 비율에서는 요구 전력을 충족시킬 수 없는 경우에는, 스포츠 모드의 범위 내에서, 요구 전력을 충족시킬 수 있는 분담 비율이 되도록, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 미세하게 조정해도 좋다. 구체적으로는, 예를 들어 캐패시터(32)가 캐패시터 전력의 입출력을 상대적으로 급속하게 행할 수 있는 것을 고려하면, 차량(1)의 급격한 가속이나 급격한 감속에 대응해서 요구 전력이 급격하게 변동될 경우에는, 캐패시터(32)가 입출력하는 캐패시터 전력을 일시적으로 사용함으로써 요구 전력의 급격한 변동에 대응하는 것이 바람직하다. 따라서, ECU(40)는 요구 전력의 급격한 변동에 대응하는 캐패시터 전력을 캐패시터(32)가 입출력하도록, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 미세하게 조정해도 좋다.

또는, 이후에 상세하게 설명한 바와 같이, 주행 성능을 충족시키기 위해서는, 캐패시터(32)가 입출력하는 캐패시터 전력을 유효하게 활용하는 것이 바람직하다. 그렇게 하면, 주행 성능을 중시할 때에는 캐패시터(32)의 고갈을 방지하는 것이 바람직하다고 여겨진다. 따라서, ECU(40)는 스포츠 모드의 범위 내에서, 캐패시터(32)의 고갈을 가능한 한 방지할 수 있도록, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 미세하게 조정해도 좋다.

이러한 주행 모드(즉, 스포츠 모드 및 에코 모드)의 선택이나, 선택한 주행 모드에 대응하는 범위 내에서의 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 조정은, 차량(1)이 주행하고 있는 동안은, 도 2에 도시하는 흐름도를 따라 수시로 행하여지고 있다. 따라서, 차량(1)에 요구되고 있는 특성이 바뀐 경우에는, ECU(40)는 당해 특성의 변화에 추종하도록, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 변경할 수 있다.

이와 같이, ECU(40)는 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 적절히 변경할 수 있다. 바꿔 말하면, 본 실시 형태에서는 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율이 항상 동일한 분담 비율로 고정되어 있지 않아도 좋다. 따라서, ECU(40)는 차량(1)에 요구되는 특성 등이 변화될 때마다, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을, 당해 특성의 변화 등에 따른 적절한(또는, 최적인) 분담 비율로 설정할 수 있다. 그 결과, ECU(40)는 주행 모드의 선택이나 선택된 주행 모드에 대응하는 범위 내에서의 조정의 결과 결정되는 분담 비율에 따라, 전지(31) 및 캐패시터(32)를 임기응변으로 구분지어 사용할 수 있다. 따라서, ECU(40)는 복수의 다른 특성의 양립을 실현하도록, 전지(31) 및 캐패시터(32)를 임기응변으로 구분지어 사용할 수 있다.

구체적으로는, 역행 시에 스포츠 모드가 선택된 경우에는, 에코 모드가 선택되고 있는 경우와 비교하여, 전지(31)의 분담 비율이 상대적으로 커지는 한편, 캐패시터(32)의 분담 비율이 상대적으로 작아진다. 이 경우, 캐패시터(32)가 출력해야 할 캐패시터 출력 전력이 상대적으로 적어지므로, 캐패시터(32)가 고갈되기 어려워진다. 바꿔 말하면, 스포츠 모드가 선택된 경우에는, 에코 모드가 선택되고 있는 경우와 비교하여, 캐패시터(32)의 고갈이 억제된다. 그 결과, 캐패시터(32)의 용량을 상대적으로 작게 하기 쉬워진다. 따라서, 캐패시터(32)의 비용이나 사이즈 등의 저감이 실현된다. 나아가, 주행 성능을 충족시키기 위해서(예를 들어, 상대적으로 큰 가속도로 가속하는) 일시적으로 큰 요구 출력 전력이 필요하게 된 경우에는, 캐패시터(32)가 일시적으로 캐패시터 출력 전력을 출력함으로써, 요구 출력 전력을 충족시키는[즉, 전지(31)가 출력하는 전지 출력 전력을 서포트하는] 것이 바람직하다. 그렇게 하면, 캐패시터(32)의 고갈이 억제되어 있는 경우에는, 이러한 주행 성능을 충족시키기 위해 캐패시터(32)가 캐패시터 출력 전력을 출력하기 쉬워진다. 바꿔 말하면, 요구 출력 전력을 충족시키기 위해 캐패시터(32)가 일시적으로 캐패시터 출력 전력을 출력해야 할 타이밍에서, 캐패시터(32)가 캐패시터 출력 전력을 출력할 수 없는 사태가 발생하기 어려워진다. 그 결과, 주행 성능을 중시하는 특성을 보다 장시간 충족시킬 수 있다.

마찬가지로, 역행 시에 에코 모드가 선택된 경우에는, 스포츠 모드가 선택되고 있는 경우와 비교하여, 전지(31)의 분담 비율이 상대적으로 작아지는 한편, 캐패시터(32)의 분담 비율이 상대적으로 커진다. 여기서, 캐패시터(32)의 특성상, 캐패시터(32)에 있어서의 캐패시터 전력의 입출력 효율은, 전지(31)에 있어서의 전지 전력의 입출력 효율보다도 일반적으로는 양호해진다. 이로 인해, 캐패시터(32)의 분담 비율이 커질수록[바꿔 말하면, 전지(31)의 분담 비율이 작아질수록], 차량(1)의 연비 성능이 향상된다. 즉, 에코 모드가 선택되고 있는 경우에는, 스포츠 모드가 선택되고 있는 경우와 비교하여, 차량(1)의 연비 성능이 향상된다.

또는, 회생 시에는 전지(31)의 분담 비율이 상대적으로 작아지는 한편, 캐패시터(32)의 분담 비율이 상대적으로 커진다. 따라서, 모터 제너레이터(10)가 회생에 의해 발전한 회생 전력은, 캐패시터(32)에 우선적으로 입력(즉, 충전)된다. 그 결과, 캐패시터(32)가 고갈되기 어려워진다. 따라서, 역행 시에 에코 모드가 선택됨으로써 캐패시터(32)의 분담 비율이 상대적으로 커졌다고 해도, 회생 시에 캐패시터(32)에 우선적으로 충전되므로, 상대적으로 큰 분담 비율로 캐패시터 출력 전력을 출력할 수 있다. 또는, 역행 시에 스포츠 모드가 선택되었다고 해도, 회생 시에 캐패시터(32)에 우선적으로 충전되므로, 캐패시터(32)가 일시적으로 캐패시터 출력 전력을 출력해야 할 타이밍에서, 캐패시터(32)가 캐패시터 출력 전력을 출력할 수 없는 사태가 발생하기 어려워진다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 회생 시에는 역행 시의 차량(1)의 주행에 대비하여, 캐패시터(32)가 우선적으로 충전된다.

나아가, 스포츠 모드가 선택되고 있는 경우에도, ECU(40)는 연비 성능의 중시도 등에 따라서 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 적절히 변경해도 되는 것은 전술한 바와 같다. 그 결과, 차량(1)은 주행 성능을 가장 중시하면서도, 연비 성능도 상응하게 중시하도록 주행할 수 있다. 마찬가지로, 에코 모드가 선택되고 있는 경우에도, ECU(40)는 주행 성능의 중시도 등에 따라서 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 적절히 변경해도 되는 것은 전술한 바와 같다. 그 결과, 차량(1)은, 연비 성능을 가장 중시하면서도, 주행 성능도 상응에 중시하도록 주행할 수 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 복수의 다른 특성의 양립을 실현하도록, 전지(31) 및 캐패시터(32)를 임기응변으로 구분지어 사용할 수 있다고 하는 실천상 대단히 유익한 효과를 누리게 된다.

또한, 스포츠 모드 및 에코 모드에 추가하여 또는 대신하여, 차량에 요구되는 특성에 따라서 적절한 분담 비율이 할당되는 임의의 주행 모드가 정의되어도 좋다. 이 경우에도, 상술한 바와 같이 차량에 요구되는 특성에 따라서 원하는 주행 모드가 선택되면, 상술한 각종 효과[특히, 복수의 다른 특성의 양립을 실현하도록 전지(31) 및 캐패시터(32)를 임기응변으로 구분지어 사용할 수 있다고 하는 효과]를 적절히 누리게 된다.

또한, 상술한 설명에서는, ECU(40)는 차량에 요구되는 특성에 따라서 주행 모드를 선택하고 있다. 그러나 ECU(40)는 주행 모드를 선택하는 것에 추가하거나 또는 대신하여, 차량에 요구되는 특성에 따라서 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 직접 결정(또는, 조정)해도 좋다. 이 경우에도, 상술한 각종 효과[특히, 복수의 다른 특성의 양립을 실현하도록 전지(31) 및 캐패시터(32)를 임기응변으로 구분지어 사용할 수 있다고 하는 효과]를 적절히 누리게 된다.

또한, 전지(31)의 성능은, 전지(31)의 온도(즉, 현재 온도)에 의존한다. 구체적으로는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 전지(31)의 온도가 당해 전지(31)의 사양상 정해지는 정격 한계 온도(즉, 허용 하한 온도 또는 허용 상한 온도)의 근방일 경우에, 전지(31)의 성능은 전지(31)의 온도와 정격 한계 온도의 차분이 작아질수록 악화된다. 즉, 전지(31)의 온도가 정격 한계 온도의 근방일 경우에는, 전지(31)의 온도와 정격 한계 온도의 차분이 작아질수록, 전지(31)가 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 없을 가능성이 높아진다.

마찬가지로, 캐패시터(32)의 성능도 또한, 캐패시터(32)의 온도에 의존한다. 구체적으로는, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 캐패시터(32)의 온도가 당해 캐패시터(32)의 사양상 정해지는 정격 한계 온도(즉, 허용 하한 온도 또는 허용 상한 온도)의 근방일 경우에, 캐패시터(32)의 성능은 캐패시터(32)의 온도와 정격 한계 온도의 차분이 작아질수록 악화된다. 즉, 캐패시터(32)의 온도가 정격 한계 온도의 근방일 경우에는, 캐패시터(32)의 온도와 정격 한계 온도의 차분이 작아질수록, 캐패시터(32)가 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 없을 가능성이 높아진다.

여기서, 전지(31) 및 캐패시터(32) 중 적어도 한쪽이 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 없는 경우에는, 스포츠 모드가 선택되었다고 해도, 주행 성능을 중시한다고 하는 특성을 충족시킬 수 없는 우려가 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, ECU(40)는 전지(31) 및 캐패시터(32) 중 적어도 한쪽이 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 없는 경우에는, 스포츠 모드의 선택을 금지해도 좋다.

구체적으로는, 예를 들어 ECU(40)는 전지(31)의 온도와 허용 하한 온도 사이의 차분이 소정 임계치 th21보다 작은 경우에는, 전지(31)가 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 없다고 판정해도 좋다. 마찬가지로, ECU(40)는 전지(31)의 온도와 허용 상한 온도 사이의 차분이 소정 임계치 th22보다 작은 경우에는, 전지(31)가 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 없다고 판정해도 좋다. 마찬가지로, ECU(40)는 캐패시터(32)의 온도와 허용 하한 온도 사이의 차분이 소정 임계치 th23보다 작은 경우에는, 캐패시터(32)가 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 없다고 판정해도 좋다. 마찬가지로, ECU(40)는 캐패시터(32)의 온도와 허용 상한 온도 사이의 차분이 소정 임계치 th24보다 작은 경우에는, 캐패시터(32)가 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 없다고 판정해도 좋다. 따라서, 이들의 판정이 이루어진 경우에는, ECU(40)는 스포츠 모드의 선택을 금지해도 좋다.

또한, 소정 임계치 th21로부터 소정 임계치 th22는, 전지(31)의 사양을 고려한 다음, 주행 성능을 충족만시키는 전지 전력의 입출력을 전지(31)가 행할 수 있는 상태와 주행 성능을 충족만시키는 전지 전력의 입출력을 전지(31)가 행할 수 없는 상태를 적절하게 구별 가능한 임의의 값으로 설정되는 것이 바람직하다.

마찬가지로, 소정 임계치 th23으로부터 소정 임계치 th24는, 캐패시터(32)의 사양을 고려한 다음, 주행 성능을 충족만시키는 캐패시터 전력의 입출력을 캐패시터(32)가 행할 수 있는 상태와 주행 성능을 충족만시키는 캐패시터 전력의 입출력을 캐패시터(32)가 행할 수 없는 상태를 적절하게 구별 가능한 임의의 값으로 설정되는 것이 바람직하다.

(3) 전지 및 캐패시터의 분담 비율의 변경 동작의 변형예

계속해서, 도 6 및 도 7을 참조하면서, 본 실시 형태의 차량(1)의 제어 동작[실질적으로는, 전원 시스템(30)의 제어 동작이며, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 변경 동작]의 변형예에 대해서 설명한다.

(3-1) 제1 변형예

처음에, 도 6을 참조하면서, 본 실시 형태의 차량(1)의 제어 동작[실질적으로는, 전원 시스템(30)의 제어 동작이며, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 변경 동작]의 제1 변형예에 대해서 설명한다. 도 6은, 캐패시터(32)의 SOC(State Of Charge)에 따른 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 조정 동작을 나타내는 그래프이다.

제1 변형예에서는, ECU(40)는 캐패시터(32)의 SOC(즉, 현재의 SOC)에 따라, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 부가적으로 조정한다.

구체적으로는, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 회생 시에는 ECU(40)는 캐패시터(32)의 SOC와 당해 SOC의 정격 한계치[구체적으로는, 캐패시터(32)의 SOC가 취할 수 있는 상한치에 상당하는 상한 SOC]의 차분이 작아질수록 캐패시터(32)의 분담 비율이 작아지도록, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 조정하는 것이 바람직하다. 이때, ECU(40)는 캐패시터(32)의 SOC와 상한 SOC 사이의 차분이 소정 임계치 th25보다 작은 경우에, 캐패시터(32)의 SOC와 상한 SOC 사이의 차분에 따라, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 조정하는 것이 바람직하다. 그 결과, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 조정 전과 비교하여, 캐패시터(32)의 분담 비율이 작아짐과 함께, 전지(31)의 분담 비율이 커진다.

여기서, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 예를 들어 상술한 에코 모드가 선택됨으로써, 전지(31)의 분담 비율이 0%(또는, 0% 근방의 값)로 결정되어 있고 또한 캐패시터(32)의 분담 비율이 100%(또는, 100% 근방의 값)로 결정되어 있는 상황을 상정한다. 이 상황 하에서 캐패시터(32)의 SOC와 상한 SOC의 차분이 작으면 작을수록, 캐패시터(32)에의 충전(즉, 캐패시터 입력 전력의 입력)의 여력이 작다고 추정된다. 따라서, 이 경우에는, 캐패시터(32)의 SOC와 상한 SOC의 차분에 따른 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 조정에 의해, 캐패시터(32)에 입력(충전)할 수 없는 회생 전력이, 전지(31)에 입력되게 된다. 따라서, 회생 전력의 예상밖의 실수를 억제할 수 있으므로, 연비의 향상이 실현된다.

또는, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 역행 시에는 ECU(40)는 캐패시터(32)의 SOC와 당해 SOC의 정격 한계치[즉, 캐패시터(32)의 SOC가 취할 수 있는 하한치에 상당하는 하한 SOC]의 차분이 작아질수록 캐패시터(32)의 분담 비율이 작아지도록, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 조정하는 것이 바람직하다. 이때, ECU(40)는 캐패시터(32)의 SOC와 하한 SOC 사이의 차분이 소정 임계치 th26보다 작은 경우에, 캐패시터(32)의 SOC와 하한 SOC 사이의 차분에 따라, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 조정하는 것이 바람직하다. 그 결과, 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이, 조정 전과 비교하여, 캐패시터(32)의 분담 비율이 작아짐과 함께, 전지(31)의 분담 비율이 커진다.

여기서, 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이, 예를 들어 상술한 에코 모드가 선택됨으로써, 전지(31)의 분담 비율이 0%(또는, 0% 근방의 값)로 결정되어 있고 또한 캐패시터(32)의 분담 비율이 100%(또는, 100% 근방의 값)로 결정되어 있는 상황을 상정한다. 이 상황 하에서 캐패시터(32)의 SOC와 하한 SOC의 차분이 작으면 작을수록, 캐패시터(32)가 고갈되기 쉽다고 추정된다. 따라서, 이 경우에는 캐패시터(32)의 SOC와 하한 SOC의 차분에 따른 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 조정에 의해, 캐패시터(32)의 고갈이 억제된다.

또한, 도 6은, 캐패시터(32)의 SOC에 따라서 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 조정하는 동작에 대해서 설명하고 있다. 그러나 ECU(40)는 캐패시터(32)의 SOC에 따라서 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 조정하는 것에 추가하여 또는 대신하여, 전지(31)의 SOC에 따라서 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 조정해도 좋다. 즉, ECU(40)는 캐패시터(32)의 SOC에 따라서 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 조정하는 동작과 마찬가지인 형태로, 전지(31)의 SOC에 따라서 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 조정해도 좋다.

(2-2) 제2 변형예

계속해서, 도 7을 참조하면서, 본 실시 형태의 차량(1)의 제어 동작[실질적으로는, 전원 시스템(30)의 제어 동작이며, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 변경 동작]의 제2 변형예에 대해서 설명한다. 도 7은, 전지(31)의 온도에 따른 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 조정 동작을 나타내는 그래프이다.

제2 변형예에서는, ECU(40)는 전지(31)의 온도(즉, 현재 온도)에 따라, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 부가적으로 조정한다.

구체적으로는, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, ECU(40)는 전지(31)의 현재 온도와 정격 한계 온도(즉, 허용 하한 온도 또는 허용 상한 온도)의 차분이 작아질수록 전지(31)의 분담 비율이 작아지도록, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 조정하는 것이 바람직하다. 이때, ECU(40)는 전지(31)의 온도와 허용 하한 온도 사이의 차분이 소정 임계치 th27보다 작은 경우에, 전지(31)의 온도에 따라, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 조정하는 것이 바람직하다. 또는, ECU(40)는 전지(31)의 온도와 허용 상한 온도 사이의 차분이 소정 임계치 th28보다 작은 경우에, 전지(31)의 온도에 따라, 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 조정하는 것이 바람직하다. 그 결과, 도 7의 (b) 및 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 조정 전과 비교하여, 전지(31)의 분담 비율이 작아짐과 함께, 캐패시터(32)의 분담 비율이 커진다.

여기서, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 예를 들어 상술한 스포츠 모드가 선택됨으로써, 역행 시의 전지(31)의 분담 비율이 100%(또는, 100% 근방의 값)로 결정되어 있고 또한 역행 시의 캐패시터(32)의 분담 비율이 0%(또는, 0% 근방의 값)로 결정되어 있는 상태를 상정한다. 이 상황 하에서 전지(31)의 온도와 정격 한계 온도의 차분이 작으면 작을수록, 전지(31)가 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 없을 가능성이 높아진다. 즉, 전지(31)가 출력하는 전지 출력 전력에 의해 요구 출력 전력을 충족시킬 수 없어질 가능성이 높아진다. 따라서, 이 경우에는, 전지(31)의 온도와 정격 한계 온도의 차분에 따른 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 조정에 의해, 전지(31)가 출력하는 전지 출력 전력의 부족분을, 캐패시터(32)가 보충할 수 있다. 따라서, 전지(31)의 온도가 정격 한계 온도의 근방에 있는 경우에도, 차량(1)의 안정적인 주행을 실현할 수 있다.

마찬가지로, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 예를 들어 상술한 스포츠 모드가 선택됨으로써, 회생 시의 전지(31)의 분담 비율이 30%(또는, 30% 근방의 값)으로 결정되어 있고 또한 회생 시의 캐패시터(32)의 분담 비율이 70%(또는, 70% 근방의 값)로 결정되어 있는 상태를 상정한다. 이 상황 하에서 전지(31)의 온도와 정격 한계 온도의 차분이 작으면 작을수록, 전지(31)의 안정적인 동작 또는 의도한 동작을 행할 수 없을 가능성이 높아진다. 즉, 회생 전력이 전지(31)에 입력될 수 없게 되어 버릴 가능성이 높아진다. 따라서, 이 경우에는 전지(31)의 온도와 정격 한계 온도의 차분에 따른 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율의 조정에 의해, 전지(31)에 입력할 수 없는 회생 전력의 초과분을, 캐패시터(32)에 입력할 수 있다. 따라서, 전지(31)의 온도가 정격 한계 온도의 근방에 있는 경우에도, 회생 전력의 예상밖의 실수를 억제할 수 있으므로, 연비의 향상이 실현된다.

또한, 도 7은, 전지(31)의 온도에 따라서 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 조정하는 동작에 대해서 설명하고 있다. 그러나 ECU(40)는 전지(31)의 온도에 따라서 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 조정하는 것에 추가하여 또는 대신하여, 캐패시터(32)의 온도에 따라서 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 조정해도 좋다. 즉, ECU(40)는 전지(31)의 온도에 따라서 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 조정하는 동작과 마찬가지인 형태로, 캐패시터(32)의 온도에 따라서 전지(31) 및 캐패시터(32)의 분담 비율을 조정해도 좋다.

또한, 본 발명은 청구범위 및 명세서 전체로부터 판독할 수 있는 발명의 요지 또는 사상에 반하지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하고, 그러한 변경을 수반하는 전원 제어 장치도 또한 본 발명의 기술 사상에 포함된다.

1 : 차량
10 : 모터 제너레이터
21 : 차축
22 : 차륜
30 : 전원 시스템
31 : 전지
32 : 캐패시터
33 : 전력 변환기
34 : 평활 콘덴서
35 : 인버터
40 : ECU

Claims

제1 전력의 입출력을 행하는 제1 전원과, 제2 전력의 입출력을 행하고 또한 상기 제1 전원보다도 용량이 작은 한편 출력이 큰 제2 전원의 양쪽을 포함하는 전원 시스템을 사용해서 주행하는 차량을 제어하는 전원 제어 장치이며,
상기 전원 시스템에 요구되는 요구 전력에 대한 상기 제1 전력의 분담 비율이 상이한 복수의 주행 모드로부터, 상기 차량에 요구되는 특성에 따라서 원하는 주행 모드를 선택하는 선택 수단과,
상기 원하는 주행 모드에 대응하는 분담비율에 따라서 상기 제1 전력 및 상기 제2 전력의 입출력을 행하도록 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원을 제어하는 제어 수단을 구비하고,
상기 선택 수단은, 상기 차량에 요구되는 특성이 주행 성능보다도 연비 성능을 중시하는 특성인 경우에는, 상기 복수의 주행 모드 중 상기 제1 전력의 분담 비율이 제1 임계치보다도 작은 제1 주행 모드를 선택하고,
상기 선택 수단은, 상기 차량에 요구되는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성인 경우에는, 상기 복수의 주행 모드 중 상기 제1 전력의 분담 비율이 상기 제1 임계치보다도 큰 제2 주행 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는, 전원 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 적어도 한쪽의 현재 특성치와 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 적어도 한쪽의 정격 한계치 사이의 차분이 제2 임계치보다 작은 경우에는, 상기 차량에 요구되는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성인 경우에도, 상기 선택 수단은, 상기 제2 주행 모드를 선택하지 않는 것을 특징으로 하는, 전원 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 적어도 한쪽의 현재 특성치와 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 적어도 한쪽의 정격 한계치 사이의 차분에 따라, 상기 제1 전력의 분담 비율을 조정하는 것을 특징으로 하는, 전원 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 제1 전원의 현재 특성치와 상기 제1 전원의 정격 한계치 사이의 차분이 작아질수록 상기 제1 전력의 분담 비율을 감소시키는 것을 특징으로 하는, 전원 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 제2 전원의 현재 특성치와 상기 제2 전원의 정격 한계치 사이의 차분이 작아질수록 상기 제1 전력의 분담 비율을 증가시키는 것을 특징으로 하는, 전원 제어 장치.
제1 전력의 입출력을 행하는 제1 전원과, 제2 전력의 입출력을 행하고 또한 상기 제1 전원보다도 용량이 작은 한편 출력이 큰 제2 전원의 양쪽을 포함하는 전원 시스템을 사용해서 주행하는 차량을 제어하는 전원 제어 장치이며,
상기 차량에 요구되는 특성에 따라, 상기 전원 시스템에 요구되는 요구 전력에 대한 상기 제1 전력의 분담 비율을 동적으로 조정하는 조정 수단과,
상기 조정 수단이 조정한 분담 비율에 따라서 상기 제1 전력 및 상기 제2 전력의 입출력을 행하도록, 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원을 제어하는 제어 수단을 구비하고,
상기 조정 수단은, (i) 상기 차량에 요구되는 특성이 주행 성능보다도 연비 성능을 중시하는 특성일 경우에는, 상기 제1 전력의 분담 비율이 제1 임계치보다도 작아지도록 상기 제1 전력의 분담 비율을 조정하고, (ⅱ) 상기 차량에 요구되는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성일 경우에는, 상기 제1 전력의 분담 비율이 상기 제1 임계치보다도 커지도록 상기 제1 전력의 분담 비율을 조정하는 것을 특징으로 하는, 전원 제어 장치.
제6항에 있어서, 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 적어도 한쪽의 현재 특성치와 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 적어도 한쪽의 정격 한계치 사이의 차분이 제2 임계치보다 작은 경우에는, 상기 차량에 요구되는 특성이 연비 성능보다도 주행 성능을 중시하는 특성인 경우에도, 상기 조정 수단은, 상기 제1 전력의 분담 비율이 상기 제1 임계치보다도 커지도록 상기 제1 전력의 분담 비율을 조정하지 않는 것을 특징으로 하는, 전원 제어 장치.
제6항에 있어서, 상기 조정 수단은, 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 적어도 한쪽의 현재 특성치와 상기 제1 전원 및 상기 제2 전원 중 적어도 한쪽의 정격 한계치 사이의 차분에 따라, 상기 제1 전력의 분담 비율을 다시 조정하는 것을 특징으로 하는, 전원 제어 장치.
제8항에 있어서, 상기 조정 수단은, 상기 제1 전원의 현재 특성치와 상기 제1 전원의 정격 한계치 사이의 차분이 작아질수록 상기 제1 전력의 분담 비율을 감소시키는 것을 특징으로 하는, 전원 제어 장치.
제8항에 있어서, 상기 조정 수단은, 상기 제2 전원의 현재 특성치와 상기 제2 전원의 정격 한계치 사이의 차분이 작아질수록 상기 제1 전력의 분담 비율을 증가시키는 것을 특징으로 하는, 전원 제어 장치.
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