特開 2022-156012 車両の電源システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022156012

(43)【公開日】2022-10-14

(54)【発明の名称】車両の電源システム

(51)【国際特許分類】

   B60L 9/18 20060101AFI20221006BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20221006BHJP

   B60L 1/00 20060101ALI20221006BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20221006BHJP

【ＦＩ】

B60L9/18 J

H02M7/48 Z

H02M7/48 M

B60L1/00 L

B60L50/60

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021059502

(22)【出願日】2021-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】小杉山 雄基

(72)【発明者】

【氏名】辻 修立

【テーマコード（参考）】

5H125

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H125AA01

5H125AC12

5H125BA00

5H125BB00

5H125BB09

5H125BC25

5H125BC29

5H125EE13

5H125FF03

5H770BA02

5H770CA01

5H770CA06

5H770DA03

5H770DA10

5H770DA22

5H770DA41

5H770EA01

5H770FA03

5H770HA01Z

5H770HA03W

5H770HA07Z

5H770JA17W

5H770LB07

5H770QA28

(57)【要約】

【課題】エネルギ効率やコスト等を悪化させることなくバックアップ電源機能を発揮できる車両の電源システムを提供すること。
【解決手段】電源システム１は、高電圧バッテリ２１が接続された高電圧回路２と、高電圧回路２と駆動モータＭｆとの間で電力を変換する第１インバータ２３と、高電圧回路２に設けられたコンデンサ１１，１２と、放電開始条件が成立した場合に、第１インバータ２３を操作することによってコンデンサ１１，１２の電荷を放電させる放電制御を実行するシステムＥＣＵ８と、高電圧回路２における電力を消費することで作動する電動エアコンプレッサユニット４６と、電動エアコンプレッサユニット４６のコンプレッサ電源４６４とシステムＥＣＵ８とを接続する補機電力線４７と、を備える。補機電力線４７は、平面視では柱状の金属構造体であるエンジンＥ及びトランスミッションケースと重なる衝突保護領域内に配置されている。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転電機と、
主電源が接続された主電力回路と、
前記主電力回路と前記回転電機との間で電力を変換する主インバータと、
前記主電力回路に設けられたコンデンサと、
放電開始条件が成立した場合に、前記主インバータを操作することによって前記コンデンサの電荷を放電させる放電制御を実行する放電制御装置と、を備える車両の電源システムであって、
前記主電力回路における電力を消費することによって作動する車両補機と、
前記車両補機と前記放電制御装置とを接続する電力線と、を備え、
前記電力線は、平面視では柱状の金属構造体と重なる領域内に配置されていることを特徴とする車両の電源システム。

【請求項2】

前記放電制御装置は、前記主電源よりも電圧が低い低電圧電源と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の車両の電源システム。

【請求項3】

前記車両補機は、補機インバータを含む電気負荷と、前記補機インバータをスイッチング制御する補機制御装置と、前記主電力回路における電力を前記補機制御装置に供給する補機電源と、を備え、
前記電力線は、前記補機電源と前記放電制御装置とを接続し、
前記補機制御装置は、前記放電制御装置によって前記放電制御を実行する場合、前記補機インバータのスイッチング制御を停止することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の電源システム。

【請求項4】

前記放電制御装置は、前記コンデンサの電圧であるコンデンサ電圧が第１電圧閾値未満になったことに応じて前記主インバータのスイッチング制御を停止し、
前記補機制御装置は、前記コンデンサ電圧が第２電圧閾値未満になったことに応じて前記補機インバータのスイッチング制御を停止し、
前記放電制御装置は、前記補機制御装置が前記補機インバータのスイッチング制御を停止する前に前記主インバータのスイッチング制御を停止することを特徴とする請求項３に記載の車両の電源システム。

【請求項5】

前記放電制御装置は、前記コンデンサの電圧であるコンデンサ電圧が第１電圧閾値未満になったことに応じて前記主インバータのスイッチング制御を停止し、
前記補機制御装置は、前記コンデンサ電圧が前記第１電圧閾値より低い第２電圧閾値未満になったことに応じて前記補機インバータのスイッチング制御を停止することを特徴とする請求項３に記載の車両の電源システム。

【請求項6】

回転電機と、
主電源が接続された主電力回路と、
前記主電力回路と前記回転電機との間で電力を変換する主インバータと、
前記主電力回路に設けられたコンデンサと、
放電開始条件が成立した場合に、前記主インバータを操作することによって前記コンデンサの電荷を放電させる放電制御を実行する放電制御装置と、を備える車両の電源システムであって、
前記主電源よりも電圧が低い低電圧電源と、
前記主電力回路における電力を消費することによって作動する車両補機と、
前記低電圧電源と前記放電制御装置とを接続する第１電力線と、
前記車両補機と前記放電制御装置とを接続する第２電力線と、を備えることを特徴とする車両の電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の電源システムに関する。より詳しくは、主電源と回転電機とを接続する主電力回路に接続されたコンデンサの電荷を、所定の放電開始条件が成立した場合に放電させる放電機能を備える車両の電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

ハイブリッド自動車や電気自動車等の電動車両は、電源システムを搭載しており、この電源システムから供給される電力を用いてモータを駆動することによって走行する。電源システムは、高電圧バッテリと、この高電圧バッテリの出力電圧を変換するＤＣＤＣコンバータと、ＤＣＤＣコンバータの直流出力を交流に変換し、モータに供給するインバータと、を備える。またこれらＤＣＤＣコンバータやインバータ等によって構成される主回路には、複数の大容量の平滑コンデンサが設けられる。

【0003】

車両の走行中は、電源システムの直流電力を安定化させるため、上記複数の平滑コンデンサには電荷を蓄積しておく必要があるが、例えば車両が衝突した場合には、これら平滑コンデンサに蓄積されている電荷は速やかに放電することが求められている。そこで多くの車両では、衝突時には平滑コンデンサに蓄積されている電荷を何らかの負荷に放電させ、主回路の電圧を速やかに低下させる放電制御が実行される（例えば、特許文献１，２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１０７８７３号公報

【特許文献2】国際公開第２０１０／１３１３４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような放電制御は、高電圧バッテリよりも低電圧の補機バッテリから供給される電力によって作動する制御装置を主体として実行されるが、衝突時には衝撃によって制御装置と補機バッテリとの接続が遮断される場合がある。このため特許文献１，２に示された車両には、補機バッテリと制御装置との接続が遮断された場合であっても放電制御を実行できるよう、主回路の電力を降圧して制御装置に供給するバックアップ電源が設けられている。

【0006】

しかしながら従来のバックアップ電源は、衝突時に備えて通常走行中も待機状態で稼働させる必要があるため、車両のエネルギ効率を悪化させる要因となっている。またバックアップ電源を搭載すると、その分だけコスト、サイズ、及び重量も悪化してしまう。

【0007】

本発明は、エネルギ効率やコスト等を悪化させることなくバックアップ電源機能を発揮できる車両の電源システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本発明に係る車両（例えば、後述の車両Ｖ）の電源システム（例えば、後述の電源システム１）は、回転電機（例えば、後述のフロント駆動モータＭｆ）と、主電源（例えば、後述の高電圧バッテリ２１）が接続された主電力回路（例えば、後述の高電圧回路２）と、前記主電力回路と前記回転電機との間で電力を変換する主インバータ（例えば、後述の第１インバータ２３）と、前記主電力回路に設けられたコンデンサ（例えば、後述の１次側コンデンサ１１、２次側コンデンサ１２）と、放電開始条件が成立した場合に、前記主インバータを操作することによって前記コンデンサの電荷を放電させる放電制御を実行する放電制御装置（例えば、後述のシステムＥＣＵ８）と、前記主電力回路における電力を消費することによって作動する車両補機（例えば、後述の電動エアコンプレッサユニット４６）と、前記車両補機と前記放電制御装置とを接続する電力線（例えば、後述の補機電力線４７）と、を備え、前記電力線は、平面視では柱状の金属構造体（例えば、後述のエンジンＥ、トランスミッションケースＴＭ）と重なる領域（例えば、後述の衝突保護領域２ａ）に配置されていることを特徴とする。

【0009】

（２）この場合、前記放電制御装置は、前記主電源よりも電圧が低い低電圧電源（例えば、後述の低電圧バッテリ３１）と電気的に接続されていることが好ましい。

【0010】

（３）この場合、前記車両補機は、補機インバータを含む電気負荷（例えば、後述の電動コンプレッサ４６１、コンプレッサインバータ４６２）と、前記補機インバータをスイッチング制御する補機制御装置（例えば、後述のコンプレッサ制御装置４６３）と、前記主電力回路における電力を前記補機制御装置に供給する補機電源（例えば、後述のコンプレッサ電源４６４）と、を備え、前記電力線は、前記補機電源と前記放電制御装置とを接続し、前記補機制御装置は、前記放電制御装置によって前記放電制御を実行する場合、前記補機インバータのスイッチング制御を停止することが好ましい。

【0011】

（４）この場合、前記放電制御装置は、前記コンデンサの電圧であるコンデンサ電圧（例えば、後述の１次側電圧Ｖ１）が第１電圧閾値（例えば、後述の第１ＰＣＵ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｐｃｕ）未満になったことに応じて前記主インバータのスイッチング制御を停止し、前記補機制御装置は、前記コンデンサ電圧が第２電圧閾値（例えば、後述のコンプレッサ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｅｃｏｍｐ）未満になったことに応じて前記補機インバータのスイッチング制御を停止し、前記放電制御装置は、前記補機制御装置が前記補機インバータのスイッチング制御を停止する前に前記主インバータのスイッチング制御を停止することが好ましい。

【0012】

（５）この場合、前記放電制御装置は、前記コンデンサの電圧であるコンデンサ電圧（例えば、後述の１次側電圧Ｖ１）が第１電圧閾値（例えば、後述の第１ＰＣＵ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｐｃｕ）未満になったことに応じて前記主インバータのスイッチング制御を停止し、前記補機制御装置は、前記コンデンサ電圧が前記第１電圧閾値より低い第２電圧閾値（例えば、後述のコンプレッサ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｅｃｏｍｐ）未満になったことに応じて前記補機インバータのスイッチング制御を停止することが好ましい。

【0013】

（６）本発明に係る車両（例えば、後述の車両Ｖ）の電源システム（例えば、後述の電源システム１）は、回転電機（例えば、後述のフロント駆動モータＭｆ）と、主電源（例えば、後述の高電圧バッテリ２１）が接続された主電力回路（例えば、後述の高電圧回路２）と、前記主電力回路と前記回転電機との間で電力を変換する主インバータ（例えば、後述の第１インバータ２３）と、前記主電力回路に設けられたコンデンサ（例えば、後述の１次側コンデンサ１１、２次側コンデンサ１２）と、放電開始条件が成立した場合に、前記主インバータを操作することによって前記コンデンサの電荷を放電させる放電制御を実行する放電制御装置（例えば、後述のシステムＥＣＵ８）と、前記主電源よりも電圧が低い低電圧電源（例えば、後述の低電圧バッテリ３１）と、前記主電力回路における電力を消費することによって作動する車両補機（例えば、後述の電動エアコンプレッサユニット４６）と、前記低電圧電源と前記放電制御装置とを接続する第１電力線（例えば、後述のシステム制御電力線３２）と、前記車両補機と前記放電制御装置とを接続する第２電力線（例えば、後述の補機電力線４７）と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

（１）本発明に係る電源システムは、主電源が接続された主電力回路と、この主電力回路のコンデンサの電荷を放電させる放電制御を実行する放電制御装置と、この主電力回路における電力を消費することによって作動する車両補機と、これら車両補機と放電制御装置とを接続する電力線と、を備える。よって本発明によれば、放電制御装置は、車両補機から電力線を介して供給される電力を消費することによって放電制御を実行することができる。また本発明では、主電力回路から車両補機を介して供給される電力を消費して放電制御を実行することができるので、上述のように放電制御専用のバックアップ電源を設けた場合と比較して、車両のコスト、サイズ、重量、及びエネルギ効率を何れも向上することができる。また本発明では、車両補機と放電制御装置とを接続する電力線を、平面視では柱状の金属構造体と重なる領域内に配置する。これにより、車両の衝突時、放電制御装置と車両補機とを接続する電力線は堅牢な金属構造体によって保護されるので、放電制御装置は、この電力線を介して供給される電力で放電制御を実行することができる。

【0015】

（２）本発明に係る電源システムにおいて、放電制御装置は、主電源よりも電圧が低い低電圧電源と電気的に接続されている。本発明によれば、通常時、すなわち車両が衝突する前であり低電圧電源と放電制御装置との導通が確保されている間は、低電圧電源から供給される電力で放電制御装置を作動させることができる。また衝突により低電圧電源と放電制御装置との導通が断たれた場合には、放電制御装置は、車両補機から電力線を介して供給される電力で放電制御を実行することができる。これにより、通常時における車両補機の負荷を軽減することができる。

【0016】

（３）本発明に係る電源システムにおいて、車両補機の補機制御装置は、放電制御装置によって放電制御を実行する場合、補機インバータのスイッチング制御を停止する。これにより、放電制御を実行する際には、車両補機の補機電源から補機制御装置への出力を減らすことができるので、放電制御装置において放電制御を実行するために必要な電力を補機電源で確保することができる。

【0017】

（４）本発明に係る電源システムにおいて、放電制御装置及び補機制御装置は、それぞれコンデンサ電圧が所定の閾値未満になったことに応じてスイッチング制御を停止する。また放電制御装置は、補機制御装置が補機インバータのスイッチング制御を停止する前に主インバータのスイッチング制御を停止する。これにより、補機電源から主インバータのスイッチング制御及び補機インバータのスイッチング制御の両方を実行するために必要な電力が出力されてしまい、補機電源が過負荷になってしまうのを防止することができる。

【0018】

（５）本発明に係る電源システムにおいて、放電制御装置は、コンデンサ電圧が第１電圧閾値未満になったことに応じて主インバータのスイッチング制御を停止し、補機制御装置は、コンデンサ電圧が第１電圧閾値より低い第２電圧閾値未満になったことに応じて補機インバータのスイッチング制御を停止する。これにより、放電制御装置は、補機制御装置が補機インバータのスイッチング制御を停止する前に主インバータのスイッチング制御を停止できるので、上述のように補機電源が過負荷になってしまうのを防止することができる。

【0019】

（６）本発明に係る電源システムは、主電源が接続された主電力回路と、この主電力回路のコンデンサの電荷を放電させる放電制御を実行する放電制御装置と、この主電力回路における電力を消費することによって作動する車両補機と、主電源よりも電圧が低い低電圧電源と、低電圧電源と放電制御装置とを接続する第１電力線と、車両補機と放電制御装置とを接続する第２電力線と、を備える。よって本発明によれば、車両の衝突によって第１電力線による低電圧電源と放電制御装置との導通が断たれた場合であっても、放電制御装置は、車両補機から第２電力線を介して供給される電力を消費することによって放電制御を実行することができる。また本発明では、主電力回路から車両補機を介して供給される電力を消費して放電制御を実行することができるので、放電制御専用のバックアップ電源を設けた場合と比較して、車両のコスト、サイズ、重量、及びエネルギ効率を何れも向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1A】本発明の一実施形態に係る電源システムを搭載する電動車両の構成を示す図である。

【図1B】高電圧ＤＣＤＣコンバータの回路構成の一例を示す図である。

【図1C】１次側負荷回路の回路構成の一例を示す図である。

【図2A】車両の前方側のエンジンルームを鉛直方向上方側から視た平面図である。

【図2B】エンジンルームを進行方向前方側から視た正面図である。

【図3】グランド線の他の配置例を示す図である。

【図4】システムＥＣＵによる急速放電処理の具体的な手順を示すフローチャートである。

【図5】コンプレッサ制御装置による電源確保処理の具体的な手順を示すフローチャートである。

【図6】急速放電処理及び電源確保処理によって実現される１次側電圧等の時間変化を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１Ａは、本実施形態に係る電源システム１を搭載する電動車両Ｖ（以下、単に「車両」という）の構成を示す図である。なお本実施形態では、車両Ｖとして、エンジンＥとフロント駆動モータＭｆと発電機Ｇとを備える所謂ハイブリッド車両を例に説明するが、本発明はこれに限るものではない。本発明に係る電源システムは、ハイブリッド車両に限らず、電気自動車や燃料電池自動車等、バッテリに蓄電された電力を用いて走行する車両であれば、どのような車両にも適用可能である。

【0022】

車両Ｖは、電源システム１と、エンジンＥと、回転電機としてのフロント駆動モータＭｆと、発電機Ｇと、前輪Ｗｆと、を備える。フロント駆動モータＭｆは、主として車両Ｖが走行するための動力を発生する。フロント駆動モータＭｆの出力軸は、図示しない動力伝達機構を介して前輪Ｗｆに連結されている。電源システム１からフロント駆動モータＭｆに電力を供給することにより、フロント駆動モータＭｆで発生させたトルクは、図示しない動力伝達機構を介して前輪Ｗｆに伝達され、前輪Ｗｆを回転させ、車両Ｖを走行させる。またフロント駆動モータＭｆは、車両Ｖの減速回生時には発電機として作用する。フロント駆動モータＭｆによって発電された電力は、電源システム１が備える後述の高電圧バッテリ２１に充電される。

【0023】

またフロント駆動モータＭｆの出力軸には、出力軸の回転角度を検出するための第１レゾルバＲ１が取り付けられている。第１レゾルバＲ１は、電源システム１のシステムＥＣＵ８から交流電力が供給されると励磁し、フロント駆動モータＭｆの出力軸の回転角度に応じた信号をシステムＥＣＵ８に送信する。

【0024】

エンジンＥの出力軸であるクランクシャフトは、図示しない動力伝達機構を介して発電機Ｇに接続されている。発電機Ｇは、エンジンＥの動力によって駆動され、電力を発生する。発電機Ｇによって発電された電力は、高電圧バッテリ２１に充電される。なおエンジンＥは、図示しない動力伝達機構を介して前輪Ｗｆに接続されており、エンジンＥの動力を用いて前輪Ｗｆを駆動させることも可能となっている。

【0025】

また発電機Ｇの出力軸には、出力軸の回転角度を検出するための第２レゾルバＲ２が取り付けられている。第２レゾルバＲ２は、電源システム１のシステムＥＣＵ８から交流電力が供給されると励磁し、発電機Ｇの出力軸の回転角度に応じた信号をシステムＥＣＵ８に送信する。

【0026】

電源システム１は、高電圧バッテリ２１とフロント駆動モータＭｆ及び発電機Ｇとを接続し、高電圧バッテリ２１とフロント駆動モータＭｆ及び発電機Ｇとの間で電力の授受を行う主電力回路としての高電圧回路２と、低電圧バッテリ３１が設けられた低電圧回路３と、フロント駆動モータＭｆ、発電機Ｇ、高電圧回路２、及び低電圧回路３等を制御するシステムＥＣＵ８と、を備える。

【0027】

高電圧回路２は、主電源としての高電圧バッテリ２１と、高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２と、高電圧バッテリ２１の正負両極と高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２の低圧側の正負両極端子とを接続する１次側電力線２６ｐ，２６ｎと、主インバータとしての第１インバータ２３と、第２インバータ２４と、高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２の高圧側の正負両極端子と各インバータ２３，２４の直流入出力側とを接続する２次側電力線２７ｐ，２７ｎと、１次側電力線２６ｐ，２６ｎに接続された低電圧ＤＣＤＣコンバータ２５と、１次側電力線２６ｐ，２６ｎに接続された１次側コンデンサ１１と、２次側電力線２７ｐ，２７ｎに接続された２次側コンデンサ１２と、１次側電力線２６ｐ，２６ｎに接続された１次側負荷回路４と、を備える。なお図１Ａには、１次側電力線２６ｐ，２６ｎにおいて互いに並列に接続されている複数のコンデンサをまとめたものを１次側コンデンサ１１として図示し、２次側電力線２７ｐ，２７ｎにおいて互いに並列に接続されている複数のコンデンサをまとめたものを２次側コンデンサ１２として図示する。また以下では、１次側コンデンサ１１の静電容量をＣ１とし、２次側コンデンサ１２の静電容量をＣ２とする。また図１Ａには、１次側負荷回路４の負荷電力線４０ｐ，４０ｎに接続される複数の車両補機のうち、電動エアコンプレッサユニット４６のみを図示する。１次側負荷回路４の詳細な構成は、後述の図１Ｃに示す。

【0028】

高電圧バッテリ２１は、化学エネルギを電気エネルギに変換する放電と、及び電気エネルギを化学エネルギに変換する充電との両方が可能な二次電池である。以下では、この高電圧バッテリ２１として、電極間をリチウムイオンが移動することで充放電を行う所謂リチウムイオン蓄電池を用いた場合について説明するが、本発明はこれに限らない。

【0029】

１次側電力線２６ｐ，２６ｎには、それぞれ正極コンタクタ２８ｐ及び負極コンタクタ２８ｎが設けられている。これらコンタクタ２８ｐ，２８ｎは、外部からの指令信号が入力されていない状態では開成して高電圧バッテリ２１の両電極と１次側電力線２６ｐ，２６ｎとの導通を絶ち、指令信号が入力されている状態では閉成して高電圧バッテリ２１と１次側電力線２６ｐ，２６ｎとを接続するノーマルオープン型である。これらコンタクタ２８ｐ，２８ｎは、後述のバッテリＥＣＵ３６から送信される指令信号に応じ、低電圧バッテリ３１から供給される電力を用いて開閉する。なお正極コンタクタ２８ｐは、高電圧回路２に設けられる複数のコンデンサ１１，１２への突入電流を緩和するためのプリチャージ抵抗を有するプリチャージコンタクタとなっている。

【0030】

図１Ｂは、高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２の回路構成の一例を示す図である。高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２は、１次側電力線２６ｐ，２６ｎと２次側電力線２７ｐ，２７ｎとの間に設けられ、これら１次側電力線２６ｐ，２６ｎ及び２次側電力線２７ｐ，２７ｎの間で電圧を変換する。高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２の低圧側正極端子２２１及び低圧側負極端子２２２は、それぞれ１次側コンデンサ１１の両端に接続される。高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２の高圧側正極端子２２３及び高圧側負極端子２２４は、それぞれ２次側コンデンサ１２の両端に接続される。

【0031】

高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２は、リアクトルＬと、ハイアーム素子２２５Ｈと、ローアーム素子２２５Ｌと、負母線２２７と、を組み合わせて構成される双方向ＤＣＤＣコンバータである。

【0032】

負母線２２７は、低圧側負極端子２２２と高圧側負極端子２２４とを接続する配線である。リアクトルＬは、その一端側が低圧側正極端子２２１に接続され、その他端側がハイアーム素子２２５Ｈとローアーム素子２２５Ｌとの接続ノード２２８に接続される。

【0033】

ハイアーム素子２２５Ｈは、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等の既知のパワースイッチング素子と、このパワースイッチング素子に並列に接続されたダイオードと、を備える。ローアーム素子２２５Ｌは、ＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴ等の既知のパワースイッチング素子と、このパワースイッチング素子に並列に接続されたダイオードと、を備える。これらハイアーム素子２２５Ｈ、及びローアーム素子２２５Ｌは、高圧側正極端子２２３と負極母線２２７との間で、直列に、この順で接続される。

【0034】

ハイアーム素子２２５Ｈのパワースイッチング素子のコレクタは高圧側正極端子２２３に接続され、そのエミッタはローアーム素子２２５Ｌのコレクタに接続される。ローアーム素子２２５Ｌのパワースイッチング素子のエミッタは、負母線２２７に接続される。ハイアーム素子２２５Ｈに設けられるダイオードの順方向は、リアクトルＬから高圧側正極端子２２３へ向かう向きである。またローアーム素子２２５Ｌに設けられるダイオードの順方向は、負母線２２７からリアクトルＬへ向かう向きである。

【0035】

これらハイアーム素子２２５Ｈ及びローアーム素子２２５Ｌは、それぞれシステムＥＣＵ８が備えるゲートドライブ回路（図示せず）によって生成されるゲート駆動信号によってオン又はオフにされる。

【0036】

高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２は、システムＥＣＵ８のゲートドライブ回路から所定のタイミングで生成されるゲート駆動信号に従って上記素子２２５Ｈ，２２５Ｌをオン／オフ駆動することにより、昇圧機能と降圧機能を発揮する。昇圧機能とは、低圧側の端子２２１，２２２に印加される電圧を昇圧して高圧側の端子２２３，２２４に出力する機能をいい、これにより１次側電力線２６ｐ，２６ｎから２次側電力線２７ｐ，２７ｎへ電流が流れる。また降圧機能とは、高圧側の端子２２３，２２４に印加される電圧を降圧して低圧側の端子２２１，２２２に出力する機能をいい、これにより２次側電力線２７ｐ，２７ｎから１次側電力線２６ｐ，２６ｎへ電流が流れる。なお以下では、１次側電力線２６ｐ，２６ｎの間の電位差、より具体的には１次側コンデンサ１１の両端の電圧を１次側電圧Ｖ１という。また２次側電力線２７ｐ，２７ｎの間の電位差、より具体的には２次側コンデンサ１２の両端の電圧を２次側電圧Ｖ２という。

【0037】

図１Ａに戻り、第１インバータ２３及び第２インバータ２４は、例えば、複数のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）をブリッジ接続して構成されるブリッジ回路を備えた、パルス幅変調によるＰＷＭインバータであり、直流電力と交流電力とを変換する機能を備える。第１インバータ２３は、その直流入出力側において２次側電力線２７ｐ，２７ｎに接続され、交流入出力側においてフロント駆動モータＭｆのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルに接続されており、これら２次側電力線２７ｐ，２７ｎとフロント駆動モータＭｆとの間で電力を変換する。第２インバータ２４は、その直流入出力側において２次側電力線２７ｐ，２７ｎに接続され、交流入出力側において発電機ＧのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルに接続されており、これら２次側電力線２７ｐ，２７ｎと発電機Ｇとの間で電力を変換する。

【0038】

第１インバータ２３は、フロント駆動モータＭｆのＵ相に接続されたハイ側Ｕ相スイッチング素子及びロー側Ｕ相スイッチング素子と、フロント駆動モータＭｆのＶ相に接続されたハイ側Ｖ相スイッチング素子及びロー側Ｖ相スイッチング素子と、フロント駆動モータＭｆのＷ相に接続されたハイ側Ｗ相スイッチング素子及びロー側Ｗ相スイッチング素子と、を相毎にブリッジ接続して構成される。

【0039】

第１インバータ２３は、システムＥＣＵ８のゲートドライブ回路から所定のタイミングで生成されるゲート駆動信号に従って上記各相のスイッチング素子をオン／オフ駆動することにより、高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２から供給される直流電力を交流電力に変換してフロント駆動モータＭｆに供給したり、フロント駆動モータＭｆから供給される交流電力を直流電力に変換して高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２に供給したりする。

【0040】

第２インバータ２４は、発電機ＧのＵ相に接続されたハイ側Ｕ相スイッチング素子及びロー側Ｕ相スイッチング素子と、発電機ＧのＶ相に接続されたハイ側Ｖ相スイッチング素子及びロー側Ｖ相スイッチング素子と、発電機ＧのＷ相に接続されたハイ側Ｗ相スイッチング素子及びロー側Ｗ相スイッチング素子と、を相毎にブリッジ接続して構成される。

【0041】

第２インバータ２４は、システムＥＣＵ８のゲートドライブ回路から所定のタイミングで生成されるゲート駆動信号に従って上記各相のスイッチング素子をオン／オフ駆動することにより、高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２から供給される直流電力を交流電力に変換して発電機Ｇに供給したり、発電機Ｇから供給される交流電力を直流電力に変換して高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２に供給したりする。

【0042】

低電圧ＤＣＤＣコンバータ２５は、１次側電力線２６ｐ，２６ｎに対し、高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２と並列に接続されている。制御回路２５ｄは、バックアップ電源５から供給される電力を用いることによって低電圧ＤＣＤＣコンバータ２５のスイッチング素子をオン／オフ駆動することによって、１次側電力線２６ｐ，２６ｎ間の電圧Ｖ１を降圧し、低電圧バッテリ３１に供給し、低電圧バッテリ３１を充電する。

【0043】

低電圧回路３は、低電圧バッテリ３１と、システム制御電力線３２と、衝突検知部３５と、バッテリＥＣＵ３６と、ＯＲ回路３７と、を備える。

【0044】

低電圧バッテリ３１は、化学エネルギを電気エネルギに変換する放電と、及び電気エネルギを化学エネルギに変換する充電との両方が可能な二次電池である。本実施形態では、低電圧バッテリ３１として、電極に鉛を用いた鉛バッテリを用いた場合について説明するが、本発明はこれに限らない。また以下では、低電圧バッテリ３１として、その出力電圧は高電圧バッテリ２１の出力電圧よりも低いものを用いた場合について説明する。

【0045】

システム制御電力線３２は、低電圧バッテリ３１とシステムＥＣＵ８とを接続し、低電圧バッテリ３１からシステムＥＣＵ８へ電力を供給する給電線である。図１Ａに示すように、システム制御電力線３２は、ＯＲ回路３７を介してシステムＥＣＵ８に接続されている。なお以下では、システム制御電力線３２の電圧、すなわち低電圧バッテリ３１の出力電圧をＶｉｇと表記する。なおこの低電圧バッテリ３１の出力電圧Ｖｉｇは、システムＥＣＵ８によって常時監視されている。

【0046】

衝突検知部３５は、加速度センサ（図示せず）の検出信号を用いることによって、車両Ｖが衝突又は横転したか否かを判定し、衝突又は横転したと判定した場合には、バッテリＥＣＵ３６へ衝突検知信号を送信する。衝突検知部３５は、低電圧バッテリ３１から供給される電力を用いて作動する。

【0047】

バッテリＥＣＵ３６は、コンタクタ２８ｐ，２８ｎのオン／オフや高電圧バッテリ２１及び低電圧バッテリ３１の状態の監視等に関する制御を担うマイクロコンピュータである。バッテリＥＣＵ３６は、低電圧バッテリ３１から供給される電力を用いて作動する。

【0048】

バッテリＥＣＵ３６は、図示しないバッテリセンサユニットを備える。このバッテリセンサユニットは、高電圧バッテリ２１の電圧、電流、及び温度など、高電圧バッテリ２１の内部状態を推定するために必要な複数のセンサによって構成される。バッテリＥＣＵ３６は、このバッテリセンサユニットによる検出信号を用いることによって高電圧バッテリ２１の内部状態（例えば、バッテリ温度や充電状態等）を推定する。

【0049】

バッテリＥＣＵ３６は、運転者によってスタートスイッチがオンにされると、低電圧バッテリ３１から供給される電力の下で起動し、高電圧回路２に設けられている複数のコンデンサ１１，１２のプリチャージを開始する。より具体的には、バッテリＥＣＵ３６は、コンタクタ２８ｐ，２８ｎをオンにし、高電圧バッテリ２１を１次側電力線２６ｐ，２６ｎに接続することによってコンデンサ１１，１２のプリチャージを行う。なおバッテリＥＣＵ３６は、コンデンサ１１，１２のプリチャージを行う際には、負極コンタクタ２８ｎをオンにするとともに、正極コンタクタ２８ｐのうちプリチャージ抵抗を有するコンタクタをオンにする。またバッテリＥＣＵ３６は、コンデンサ１１，１２のプリチャージが完了した後、正極コンタクタ２８ｐのうちプリチャージ抵抗を有さないコンタクタをオンにする。これにより、プリチャージの実行時におけるコンデンサ１１，１２への突入電流を緩和することができる。

【0050】

バッテリＥＣＵ３６は、以上のようにしてコンタクタ２８ｐ，２８ｎをオンにした後、運転者によって電源システム１を停止するためにスタートスイッチがオフにされた場合、又は衝突検知部３５から衝突検知信号を受信した場合には、コンタクタ２８ｐ，２８ｎをオフにし、高電圧バッテリ２１を１次側電力線２６ｐ，２６ｎから切り離す。

【0051】

またこのバッテリＥＣＵ３６は、システムＥＣＵ８とＣＡＮバス（図示せず）を介してＣＡＮ通信を行うことが可能となっている。そこでバッテリＥＣＵ３６は、バッテリセンサユニットを用いることで推定した高電圧バッテリ２１の内部状態に関する情報を、ＣＡＮ通信を介してシステムＥＣＵ８及び後述のコンプレッサ制御装置４６３へ送信する。またバッテリＥＣＵ３６は、衝突検知部３５から衝突検知信号を受信した場合には、上記のようにコンタクタ２８ｐ、２８ｎをオフにするとともに、ＣＡＮ通信を介して放電指令信号をシステムＥＣＵ８及びコンプレッサ制御装置４６３へ送信する。放電指令信号とは、後述の急速放電処理（図４参照）の実行を指令する信号である。

【0052】

図１Ｃは、１次側負荷回路４の回路構成の一例を示す図である。
１次側負荷回路４は、１次側電力線２６ｐ，２６ｎと接続された負荷電力線４０ｐ，４０ｎと、これら負荷電力線４０ｐ，４０ｎに接続されたリア駆動モータＭｒ、第３インバータ４１、平滑コンデンサ４２、双方向充電器ユニット４３、電気ヒータユニット４４、及び電動エアコンプレッサユニット４６等を備える。図１Ｃに示すように、負荷電力線４０ｐ，４０ｎは１次側電力線２６ｐ，２６ｎに接続されているため、負荷電力線４０ｐ，４０ｎの間の電位差、より具体的には平滑コンデンサ４２の両端の電圧は、１次側電圧Ｖ１と等しい。また負荷電力線４０ｐ，４０ｎに接続されたリア駆動モータＭｒ、第３インバータ４１、双方向充電器ユニット４３、電気ヒータユニット４４、及び電動エアコンプレッサユニット４６等の車両補機は、１次側電力線２６ｐ，２６ｎにおける電力を消費することによって作動する。

【0053】

リア駆動モータＭｒの出力軸は、図示しない動力伝達機構を介して後輪Ｗｒに連結されている。

【0054】

第３インバータ４１は、上述のインバータ２３，２４と同様に、例えば、複数のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）をブリッジ接続して構成されるブリッジ回路を備えた、パルス幅変調によるＰＷＭインバータであり、直流電力と交流電力とを変換する機能を備える。第３インバータ４１は、その直流入出力側において負荷電力線４０ｐ，４０ｎに接続され、交流入出力側においてリア駆動モータＭｒのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルに接続されており、これら負荷電力線４０ｐ，４０ｎとリア駆動モータＭｒとの間で電力を変換する。第３インバータ４１は、システムＥＣＵ８のゲートドライブ回路から所定のタイミングで生成されるゲート駆動信号に従って各相のスイッチング素子をオン／オフ駆動することにより、１次側電力線２６ｐ，２６ｎにおける直流電力を交流電力に変換してリア駆動モータＭｒに供給したり、リア駆動モータＭｒから供給される交流電力を直流電力に変換して１次側電力線２６ｐ，２６ｎに供給したりする。

【0055】

双方向充電器ユニット４３は、図示しない給電ケーブルを介して外部の電力供給源から供給される交流電力を直流電力に変換し高電圧バッテリ２１を充電する外部充電と、高電圧バッテリ２１から供給される直流電力を交流電力に変換し図示しない給電ケーブルを介して接続された電気機器に給電する外部給電と、を実行可能なインバータを備える。

【0056】

電気ヒータユニット４４は、１次側電力線２６ｐ，２６ｎにおける電力を消費して発熱し、所定の加熱対象（例えば、高電圧バッテリ２１）を加温する。

【0057】

電動エアコンプレッサユニット４６は、１次側電力線２６ｐ，２６ｎにおける電力を消費して図示しない車室内の温度を調節する。

【0058】

図１Ａに戻り、電動エアコンプレッサユニット４６の詳細な構成について説明する。
電動エアコンプレッサユニット４６は、電動コンプレッサ４６１と、負荷電力線４０ｐ，４０ｎにおける直流電力を交流電力に変換し電動コンプレッサ４６１に供給するコンプレッサインバータ４６２と、コンプレッサインバータ４６２をスイッチング制御するコンプレッサ制御装置４６３と、負荷電力線４０ｐ，４０ｎにおける電力を降圧し、補機電力線４７へ出力するコンプレッサ電源４６４と、を備える。

【0059】

コンプレッサ制御装置４６３は、補機電力線４７に接続されている。コンプレッサ制御装置４６３は、コンプレッサ電源４６４から補機電力線４７に供給される電力を消費することによってコンプレッサインバータ４６２をスイッチング制御する。

【0060】

補機電力線４７は、コンプレッサ電源４６４と、コンプレッサ制御装置４６３及びシステムＥＣＵ８とを接続し、コンプレッサ電源４６４からコンプレッサ制御装置４６３及びシステムＥＣＵ８へ電力を供給する給電線である。補機電力線４７は、正極電力線４７ｐと、グランド線４７ｎと、を備える。正極電力線４７ｐは、ＯＲ回路３７を介してシステムＥＣＵ８に接続されている。またグランド線４７ｎは、ＯＲ回路３７を介さずにシステムＥＣＵ８に接続されている。

【0061】

コンプレッサ電源４６４は、例えば絶縁型のＤＣＤＣコンバータであり、負荷電力線４０ｐ，４０ｎにおける電力を降圧し、補機電力線４７へ出力する。なお以下では、補機電力線４７の電圧、すなわちコンプレッサ電源４６４の出力電圧をＶｃｃと表記する。

【0062】

ＯＲ回路３７は、一端側がシステムＥＣＵ８に接続され、他端側が低電圧回路３のシステム制御電力線３２及び電動エアコンプレッサユニット４６の正極電力線４７ｐに接続された電力線３７１と、システム制御電力線３２に設けられた第１ダイオード３７２と、正極電力線４７ｐに設けられた第２ダイオード３７３と、を備える。

【0063】

第１ダイオード３７２の順方向は、低電圧バッテリ３１からシステムＥＣＵ８へ向かう向きであり、低電圧バッテリ３１からシステムＥＣＵ８への電流を許容する。第２ダイオード３７３の順方向は、コンプレッサ電源４６４からシステムＥＣＵ８へ向かう向きであり、コンプレッサ電源４６４からシステムＥＣＵ８への電流を許容する。

【0064】

ここでコンプレッサ電源４６４の出力電圧Ｖｃｃの設定について説明する。図１Ａに示すように、車両Ｖの走行制御を担うシステムＥＣＵ８には、電力供給源である低電圧バッテリ３１及びコンプレッサ電源４６４がそれぞれＯＲ回路３７のダイオード３７２，３７３を介して接続されている。このためシステムＥＣＵ８には、これら２つの電力供給源のうちより高電位である方から選択的に電力を供給することが可能となっている。本実施形態では、低電圧バッテリ３１をシステムＥＣＵ８に対する主電源とし、コンプレッサ電源４６４を低電圧バッテリ３１に不具合が生じ（より具体的には、車両Ｖが衝突することにより、低電圧バッテリ３１とシステムＥＣＵ８との接続が消失した場合や、低電圧バッテリ３１が正常でない状態になった場合等）、低電圧バッテリ３１からシステムＥＣＵ８への電力の供給ができなくなった場合におけるシステムＥＣＵ８のバックアップ電源として用いるようにするため、コンプレッサ電源４６４の出力電圧Ｖｃｃは、システムＥＣＵ８の動作電圧範囲内でありかつ低電圧バッテリ３１が正常である状態における出力電圧Ｖｉｇより低くなるように設定される。ここで低電圧バッテリ３１が正常でない状態とは、例えば低電圧バッテリ３１の劣化が過度に進行することにより、その出力電圧が新品時よりも大きく低下した状態をいう。

【0065】

図２Ａは、車両Ｖの前方側のエンジンルームＥＲを鉛直方向上方側から視た平面図であり、図２Ｂは、エンジンルームＥＲを進行方向前方側から視た正面図である。

【0066】

エンジンルームＥＲ内には、柱状の金属構造体であるエンジンＥと、柱状の金属構造体であるトランスミッションケースＴＭとが車幅方向に沿って並べて配置されている。このトランスミッションケースＴＭは、金属製であり、その内部には、フロント駆動モータＭｆ、発電機Ｇ、及びトランスミッション等が収められている。

【0067】

低電圧バッテリ３１は、作業者によるメンテナンス性を考慮して、エンジンルームＥＲ内のうちトランスミッションケースＴＭの外側に設けられている。

【0068】

上述のようにエンジンＥ及びトランスミッションケースＴＭは、何れも柱状の金属構造体であるため、車両Ｖの衝突時における変形が少ない。このため、エンジンルームＥＲ内のうち、平面視においてエンジンＥ及びトランスミッションケースＴＭと重なる領域、すなわち図２Ａにおいて破線２ａで囲まれた領域は、車両Ｖの衝突時にこれらエンジンＥ及びトランスミッションケースＴＭによって衝撃から保護される衝突保護領域となっている。

【0069】

トランスミッションケースＴＭの上方側、すなわち衝突保護領域２ａ内には、システムＥＣＵ８、インバータ２３，２４、高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２等の電気機器を収容するＰＣＵケース２９が設けられている。

【0070】

またエンジンＥの近傍、より具体的には、エンジンＥの進行方向前方側かつエンジンＥの鉛直方向下方側には、電動エアコンプレッサユニット４６が設けられている。また図２Ａに示すように、電動エアコンプレッサユニット４６のコンプレッサ電源４６４とシステムＥＣＵ８とを接続する正極電力線４７ｐ及びグランド線４７ｎは、平面視ではエンジンＥ及びトランスミッションケースＴＭと重なる領域内に配置されている。すなわち、これら正極電力線４７ｐ及びグランド線４７ｎは、何れも衝突保護領域２ａ内に配置されている。このためこれら正極電力線４７ｐ及びグランド線４７ｎは、車両Ｖの衝突時、エンジンＥ及びトランスミッションケースＴＭによって保護される。

【0071】

なお本実施形態では、コンプレッサ電源４６４とシステムＥＣＵ８とを、正極電力線４７ｐ及びグランド線４７ｎの両方で接続した場合について説明するが、本発明はこれに限らない。

【0072】

上述のように金属構造体であるエンジンＥをグランドとして利用する場合、図３に示すようにコンプレッサ電源４６４とシステムＥＣＵ８とを正極電力線４７ｐで接続し、グランド線４７ｎはエンジンＥに固定してもよい。

【0073】

図１Ａに戻り、システムＥＣＵ８は、車両Ｖの走行制御や後述の急速放電処理を実行するマイクロコンピュータや、このマイクロコンピュータから送信される指令信号に応じて高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２、第１インバータ２３、第２インバータ２４、及び第３インバータ４１等のスイッチング素子をオン／オフ駆動する複数のゲートドライブ回路等によって構成される。ここで急速放電処理とは、車両Ｖの衝突時に、高電圧となっている高電圧回路２のコンデンサ１１，１２及び１次側負荷回路４のコンデンサ４２に蓄えられている電荷を放電させ、１次側電圧Ｖ１及び２次側電圧Ｖ２を所定電圧まで低下させる一連の処理をいう。

【0074】

システムＥＣＵ８を構成するメインマイコンやゲートドライブ回路等は、低電圧バッテリ３１又はコンプレッサ電源４６４から供給される電力を用いて車両Ｖの走行制御や急速放電処理を実行する。システムＥＣＵ８は、運転者によって電源システム１を始動するためにスタートスイッチ（図示せず）がオンにされると、低電圧バッテリ３１から供給される電力の下で起動し、その後は低電圧バッテリ３１又はコンプレッサ電源４６４から供給される電力を用いて走行制御や急速放電制御を実行する。

【0075】

また高電圧回路２には、高電圧回路２の電圧を検出する１次側電圧センサ９３及び２次側電圧センサ９４が設けられている。１次側電圧センサ９３は、１次側電圧Ｖ１を検出し、検出値に応じた信号をシステムＥＣＵ８及びコンプレッサ制御装置４６３へ送信する。２次側電圧センサ９４は、２次側電圧Ｖ２を検出し、検出値に応じた信号をシステムＥＣＵ８へ送信する。

【0076】

図４は、システムＥＣＵ８による急速放電処理の具体的な手順を示すフローチャートである。この急速放電処理は、車両衝突時にコンデンサ１１，１２，４２の電荷を放電させ、１次側電圧Ｖ１及び２次側電圧Ｖ２を所定電圧まで低下させる処理であり、システムＥＣＵ８において所定の放電開始条件が成立したと判定されたことに応じて、所定の制御周期で繰り返し実行される。ここで放電開始条件とは、例えば、システムＥＣＵ８がＣＡＮ通信を介してバッテリＥＣＵ３６から放電指令信号を受信することや、システムＥＣＵ８においてＣＡＮ通信が途絶しかつ低電圧バッテリ３１の出力電圧Ｖｉｇが正常時の電圧よりも十分に低く設定された閾値以下まで低下したと判定したことなど、車両が衝突した場合に成立し得る条件によって構成される。

【0077】

始めにステップＳＴ１では、システムＥＣＵ８は、放電開始条件が成立したことに応じて、コンプレッサ制御装置４６３に対し後述の電源確保処理の実行を指令し、ステップＳＴ２に移る。

【0078】

ステップＳＴ２では、システムＥＣＵ８は、放電開始条件が初めて成立してから所定の放電制御準備時間が経過したか否かを判定する。システムＥＣＵ８は、ステップＳＴ２の判定結果がＹＥＳである場合には、ステップＳＴ３に移り、放電制御を実行し、図４の処理を終了する。より具体的には、システムＥＣＵ８は、第１インバータ２３、第２インバータ２４、及び高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２を、それぞれ予め定められたスイッチング周波数ｆｓｗ１＿ａｄｓ，ｆｓｗ２＿ａｄｓ，ｆｓｗ３＿ａｄｓの下でスイッチング制御することにより、コンデンサ１１，１２，４２の電荷を放電させる放電制御を実行する。これら放電制御の実行時におけるスイッチング周波数ｆｓｗ１＿ａｄｓ，ｆｓｗ２＿ａｄｓ，ｆｓｗ３＿ａｄｓは、それぞれ車両Ｖの走行中におけるスイッチング周波数ｆｓｗ１＿ｓｔｄ，ｆｓｗ２＿ｓｔｄ，ｆｓｗ３＿ｓｔｄよりも低く設定される。

【0079】

ステップＳＴ２の判定結果がＮＯである場合、すなわち初めて放電開始条件が成立してから放電制御準備時間が経過する前である場合には、システムＥＣＵ８は、ステップＳＴ４に移る。

【0080】

ステップＳＴ４では、システムＥＣＵ８は、１次側電圧Ｖ１は所定の第１ＰＣＵ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｐｃｕ未満であるか否かを判定する。ステップＳＴ４の判定結果がＮＯである場合、システムＥＣＵ８は、ステップＳＴ５に移る。ステップＳＴ５では、システムＥＣＵ８は、低電圧バッテリ３１の出力電圧Ｖｉｇは所定の第２ＰＣＵ電圧閾値Ｖｉｇｕｖ＿ｐｃｕ未満であるか否かを判定する。ステップＳＴ５の判定結果がＮＯである場合、すなわち１次側電圧Ｖ１が第１ＰＣＵ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｐｃｕ以上でありかつ出力電圧Ｖｉｇが第２ＰＣＵ電圧閾値Ｖｉｇｕｖ＿ｐｃｕ以上である場合、システムＥＣＵ８は、図４に示す処理を終了する。

【0081】

ステップＳＴ４及びステップＳＴ５の判定結果の何れかがＹＥＳである場合、すなわち１次側電圧Ｖ１が第１ＰＣＵ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｐｃｕ未満であるか又は出力電圧Ｖｉｇが第２ＰＣＵ電圧閾値Ｖｉｇｕｖ＿ｐｃｕ未満である場合、システムＥＣＵ８は、ステップＳＴ６に移る。ステップＳＴ６では、システムＥＣＵ８は、第１インバータ２３、第２インバータ２４、及び高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２のスイッチング制御を一時的（より具体的には、放電制御準備時間が経過するまでの間）に停止し、図４に示す処理を終了する。

【0082】

図５は、コンプレッサ制御装置４６３による電源確保処理の具体的な手順を示すフローチャートである。上述のようにコンプレッサ電源４６４は、低電圧バッテリ３１に不具合が生じた場合にシステムＥＣＵ８に電力を供給するバックアップ電源として機能する。この電源確保処理は、車両Ｖの衝突時にシステムＥＣＵ８において適切に放電制御（図４のステップＳＴ３参照）を実行できるよう、コンプレッサ電源４６４においてシステムＥＣＵ８に供給する電力を確保するための処理である。図５に示す処理は、放電開始条件が成立したことに応じて、より具体的には、システムＥＣＵ８から電源確保処理の実行指令（図４のステップＳＴ１参照）を受信したことに応じて、所定の制御周期で繰り返し実行される。

【0083】

ステップＳＴ１１では、コンプレッサ制御装置４６３は、１次側電圧Ｖ１は所定のコンプレッサ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｅｃｏｍｐ未満であるか否かを判定する。

【0084】

コンプレッサ制御装置４６３は、ステップＳＴ１１の判定結果がＮＯである場合には、図５に示す処理を終了し、ステップＳＴ１１の判定結果がＹＥＳである場合には、ステップＳＴ１２に移る。ステップＳＴ１２では、コンプレッサ制御装置４６３は、コンプレッサ電源４６４の負荷を軽減し、コンプレッサ電源４６４からシステムＥＣＵ８へ供給可能な電力を確保するべく、コンプレッサインバータ４６２のスイッチング制御を停止し、図５に示す処理を終了する。

【0085】

以上のようにコンプレッサ制御装置４６３は、放電開始条件が成立した場合、すなわちシステムＥＣＵ８が放電制御を実行する場合には、１次側電圧Ｖ１がコンプレッサ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｅｃｏｍｐ未満まで低下したことに応じて、コンプレッサインバータ４６２のスイッチング制御を停止する。

【0086】

ここでコンプレッサ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｅｃｏｍｐは、例えば第１ＰＣＵ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｐｃｕよりやや低い値に設定される。これにより、システムＥＣＵ８は、コンプレッサ制御装置４６３がコンプレッサインバータ４６２のスイッチング制御を停止する前に第１インバータ２３、第２インバータ２４、及び高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２等のスイッチング制御を停止することができる。

【0087】

図６は、以上のような急速放電処理及び電源確保処理によって実現される１次側電圧Ｖ１及び低電圧バッテリ３１の出力電圧Ｖｉｇ等の車両衝突後の時間変化の一例を示すタイムチャートである。図６には、上段から下段に向かって順に、システムＥＣＵ８における消費電力、コンプレッサ制御装置４６３における消費電力、１次側電圧Ｖ１、低電圧バッテリ３１の出力電圧Ｖｉｇ、システムＥＣＵ８によるスイッチング制御の状態、コンプレッサ制御装置４６３によるスイッチング制御の状態、及びコンプレッサ電源４６４の状態を示す。なお図６には、車両Ｖが衝突することにより、時刻ｔ０において放電開始条件が成立し、その後時刻ｔ４において放電制御準備時間（ｔ４－ｔ０）が経過したことに応じて、システムＥＣＵ８が放電制御を開始した場合を示す。

【0088】

上述のようにバッテリＥＣＵ３６は、衝突検知信号を受信すると、コンタクタ２８ｐ，２８ｎをオフにし、高電圧バッテリ２１を１次側電力線２６ｐ，２６ｎから切り離す。このため図６に示すように、１次側電圧Ｖ１は時刻ｔ０以降、徐々に低下する。

【0089】

その後、時刻ｔ１において、１次側電圧Ｖ１が第１ＰＣＵ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｐｃｕ未満まで低下したことに応じて、システムＥＣＵ８は、第１インバータ２３、第２インバータ２４、及び高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２のスイッチング制御を停止する。このためシステムＥＣＵ８における消費電力は、所定の制御電力分まで低下する。換言すれば、システムＥＣＵ８における消費電力は、それまで所定のスイッチング周波数ｆｓｗ１＿ｓｔｄ，ｆｓｗ２＿ｓｔｄ，ｆｓｗ３＿ｓｔｄの下で実行していたスイッチング制御にかかる分だけ低下する。以下では、システムＥＣＵ８における消費電力のうち、スイッチング制御を停止することによって減少する分を通常スイッチング消費電力Ｐｓｗ＿ｐｃｕという。なおシステムＥＣＵ８は、低電圧バッテリ３１の出力電圧Ｖｉｇが第２ＰＣＵ電圧閾値Ｖｉｇｕｖ＿ｐｃｕ未満まで低下した場合も同様にスイッチング制御を停止する。

【0090】

その後、時刻ｔ２において、１次側電圧Ｖ１がコンプレッサ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｅｃｏｍｐ未満まで低下したことに応じて、コンプレッサ制御装置４６３は、コンプレッサインバータ４６２のスイッチング制御を停止する。このためコンプレッサ制御装置４６３における消費電力は、所定の制御電力分まで低下する。換言すれば、コンプレッサ制御装置４６３における消費電力は、それまで所定のスイッチング周波数の下で実行していたスイッチング制御にかかる分だけ低下する。以下では、コンプレッサ制御装置４６３における消費電力のうち、スイッチング制御を停止することによって減少する分をコンプレッサスイッチング消費電力Ｐｓｗ＿ｅｃｏｍｐという。時刻ｔ２以降では、コンプレッサ制御装置４６３におけるスイッチング制御を停止することにより、コンプレッサスイッチング消費電力Ｐｓｗ＿ｅｃｏｍｐだけコンプレッサ電源４６４の余力を確保することができる。

【0091】

その後、時刻ｔ３において、低電圧バッテリ３１の出力電圧Ｖｉｇがコンプレッサ電源４６４の出力電圧Ｖｃｃ未満まで低下したことに応じて、システムＥＣＵ８への電力供給源は、低電圧バッテリ３１からコンプレッサ電源４６４に切り替わる。このためシステムＥＣＵ８は、時刻ｔ３以降も放電制御を実行することができる。

【0092】

その後、時刻ｔ４では、システムＥＣＵ８は、放電開始条件が成立してから放電制御準備時間が経過したことに応じて、放電制御の実行を開始する。この時刻ｔ４以降における放電制御では、システムＥＣＵ８は、上述のようにスイッチング周波数ｆｓｗ１＿ｓｔｄ，ｆｓｗ２＿ｓｔｄ，ｆｓｗ３＿ｓｔｄよりも低く設定されたスイッチング周波数ｆｓｗ１＿ａｄｓ，ｆｓｗ２＿ａｄｓ，ｆｓｗ３＿ａｄｓの下で第１インバータ２３、第２インバータ２４、及び高電圧ＤＣＤＣコンバータ２２のスイッチング制御を実行することにより、コンデンサ１１，１２，４２の電荷を放電させる。このため時刻ｔ４以降における放電制御によってシステムＥＣＵ８によって消費される電力である放電制御消費電力Ｐｓｗ＿ａｄｓは、通常スイッチング消費電力Ｐｓｗ＿ｐｃｕより少ない。また放電制御を実行する際におけるスイッチング周波数ｆｓｗ１＿ａｄｓ，ｆｓｗ２＿ａｄｓ，ｆｓｗ３＿ａｄｓは、放電制御消費電力Ｐｓｗ＿ａｄｓがコンプレッサスイッチング消費電力Ｐｓｗ＿ｅｃｏｍｐ以下になるように設定される。このためシステムＥＣＵ８は、時刻ｔ２においてコンプレッサ制御装置４６３のスイッチング制御を停止することによって確保したコンプレッサ電源４６４の余力を超えない範囲で放電制御を継続して実行することができる。

【0093】

本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）電源システム１は、高電圧バッテリ２１が接続された高電圧回路２と、この高電圧回路２のコンデンサ１１，１２の電荷を放電させる放電制御を実行するシステムＥＣＵ８と、この高電圧回路２における電力を消費することによって作動する電動エアコンプレッサユニット４６と、これら電動エアコンプレッサユニット４６とシステムＥＣＵ８とを接続する補機電力線４７と、を備える。よって電源システム１によれば、システムＥＣＵ８は、電動エアコンプレッサユニット４６から補機電力線４７を介して供給される電力を消費することによって放電制御を実行することができる。また電源システム１では、高電圧回路２から電動エアコンプレッサユニット４６を介して供給される電力を消費して放電制御を実行することができるので、放電制御専用のバックアップ電源を設けた場合と比較して、車両Ｖのコスト、サイズ、重量、及びエネルギ効率を何れも向上することができる。また電源システム１では、電動エアコンプレッサユニット４６とシステムＥＣＵ８とを接続する補機電力線４７を、平面視では柱状の金属構造体であるエンジンＥ及びトランスミッションケースＴＭと重なる衝突保護領域２ａ内に配置する。これにより、車両の衝突時、システムＥＣＵ８と電動エアコンプレッサユニット４６とを接続する補機電力線４７は堅牢なエンジンＥ及びトランスミッションケースＴＭによって保護されるので、システムＥＣＵ８は、この補機電力線４７を介して供給される電力で放電制御を実行することができる。

【0094】

（２）電源システム１において、システムＥＣＵ８は、高電圧バッテリ２１よりも電圧が低い低電圧バッテリ３１と電気的に接続されている。電源システム１によれば、通常時、すなわち車両が衝突する前であり低電圧バッテリ３１とシステムＥＣＵ８との導通が確保されている間は、低電圧バッテリ３１から供給される電力でシステムＥＣＵ８を作動させることができる。また衝突により低電圧バッテリ３１とシステムＥＣＵ８との導通が断たれた場合には、システムＥＣＵ８は、電動エアコンプレッサユニット４６から補機電力線４７を介して供給される電力で放電制御を実行することができる。これにより、通常時における電動エアコンプレッサユニット４６のコンプレッサ電源４６４の負荷を軽減することができる。

【0095】

（３）電源システム１において、電動エアコンプレッサユニット４６のコンプレッサ制御装置４６３は、システムＥＣＵ８によって放電制御を実行する場合、コンプレッサインバータ４６２のスイッチング制御を停止する。これにより、放電制御を実行する際には、電動エアコンプレッサユニット４６のコンプレッサ電源４６４からコンプレッサ制御装置４６３への出力を減らすことができるので、システムＥＣＵ８において放電制御を実行するために必要な電力をコンプレッサ電源４６４で確保することができる。

【0096】

（４）電源システム１において、システムＥＣＵ８及びコンプレッサ制御装置４６３は、それぞれ１次側電圧Ｖ１が所定の閾値未満になったことに応じてスイッチング制御を停止する。またシステムＥＣＵ８は、コンプレッサ制御装置４６３がコンプレッサインバータ４６２のスイッチング制御を停止する前に第１インバータ２３や第２インバータ２４等のスイッチング制御を停止する。これにより、コンプレッサ電源４６４から第１インバータ２３や第２インバータ２４等のスイッチング制御及びコンプレッサインバータ４６２のスイッチング制御の両方を実行するために必要な電力が出力されてしまい、コンプレッサ電源４６４が過負荷になってしまうのを防止することができる。

【0097】

（５）電源システム１において、システムＥＣＵ８は、１次側電圧Ｖ１が第１ＰＣＵ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｐｃｕ未満になったことに応じて第１インバータ２３等のスイッチング制御を停止し、コンプレッサ制御装置４６３は、１次側電圧Ｖ１が第１ＰＣＵ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｐｃｕより低いコンプレッサ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｅｃｏｍｐ未満になったことに応じてコンプレッサインバータ４６２のスイッチング制御を停止する。これにより、システムＥＣＵ８は、コンプレッサ制御装置４６３がコンプレッサインバータ４６２のスイッチング制御を停止する前に第１インバータ２３等のスイッチング制御を停止できるので、上述のようにコンプレッサ電源４６４が過負荷になってしまうのを防止することができる。

【0098】

（６）電源システム１は、高電圧バッテリ２１が接続された高電圧回路２と、この高電圧回路２のコンデンサ１１，１２の電荷を放電させる放電制御を実行するシステムＥＣＵ８と、この高電圧回路２における電力を消費することによって作動する電動エアコンプレッサユニット４６と、高電圧バッテリ２１よりも電圧が低い低電圧バッテリ３１と、低電圧バッテリ３１とシステムＥＣＵ８とを接続するシステム制御電力線３２と、電動エアコンプレッサユニット４６とシステムＥＣＵ８とを接続する補機電力線４７と、を備える。よって電源システム１によれば、車両Ｖの衝突によってシステム制御電力線３２による低電圧バッテリ３１とシステムＥＣＵ８との導通が断たれた場合であっても、システムＥＣＵ８は、電動エアコンプレッサユニット４６から補機電力線４７を介して供給される電力を消費することによって放電制御を実行することができる。また電源システム１では、高電圧回路２から電動エアコンプレッサユニット４６を介して供給される電力を消費して放電制御を実行することができるので、放電制御専用のバックアップ電源を設けた場合と比較して、車両Ｖのコスト、サイズ、重量、及びエネルギ効率を何れも向上することができる。

【0099】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限らない。本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜変更してもよい。

【0100】

例えば上記実施形態では、コンプレッサ制御装置４６３は、システムＥＣＵ８からの指令を受信したことに応じて図５に示す電源確保処理を実行したが、本発明はこれに限らない。例えばコンプレッサ制御装置４６３において放電開始条件の成否を判定するとともに、コンプレッサ制御装置４６３において放電開始条件が成立したと判定したことに応じて、図５に示す電源確保処理を実行してもよい。

【0101】

また上記実施形態では、コンプレッサ制御装置４６３がスイッチング制御を停止する前にスイッチングＥＣＵ８がスイッチング制御を停止できるようにするため、コンプレッサ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｅｃｏｍｐを第１ＰＣＵ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｐｃｕより低い値に設定したが、本発明はこれに限らない。コンプレッサ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｅｃｏｍｐは第１ＰＣＵ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｐｃｕの近傍の値又は第１ＰＣＵ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｐｃｕと等しい値に設定してもよい。ただしこの場合、１次側電圧Ｖ１がコンプレッサ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｅｃｏｍｐ未満となってからコンプレッサ制御装置４６３がスイッチング制御を停止するまでにかかる時間は、１次側電圧Ｖ１が第１ＰＣＵ電圧閾値Ｖ１ｕｖ＿ｐｃｕ未満となってからシステムＥＣＵ８がスイッチング制御を停止するまでにかかる時間よりも長くなるように設定する必要がある。

【0102】

また上記実施形態では、電動エアコンプレッサユニット４６のコンプレッサ電源４６４をシステムＥＣＵ８と補機電力線４７によって接続し、コンプレッサ電源４６４をバックアップ電源として機能させた場合について説明したが、本発明はこれに限らない。バックアップ電源として機能させる電源は、電動エアコンプレッサユニット４６以外の車両補機、例えば、双方向充電器ユニット４３や電気ヒータユニット４４の電源を用いてもよい。

【符号の説明】

【0103】

Ｖ…車両
Ｍｆ…フロント駆動モータ（回転電機）
Ｗｆ…前輪
１…電源システム
１１…１次側コンデンサ（コンデンサ）
１２…２次側コンデンサ（コンデンサ）
２…高電圧回路２（主電力回路）
２１…高電圧バッテリ（主電源）
２２…高電圧ＤＣＤＣコンバータ
２３…第１インバータ（主インバータ）
２６ｐ，２６ｎ…１次側電力線
２７ｐ，２７ｎ…２次側電力線
２８ｐ，２８ｎ…コンタクタ
３…低電圧回路
３１…低電圧バッテリ（低電圧電源）
３２…システム制御電力線３２（第１電力線）
４…１次側負荷回路
４０ｐ，４０ｎ…負荷電力線
４５…電動エアコンプレッサユニット（車両補機）
４６１…電動コンプレッサ（電気負荷）
４６２…コンプレッサインバータ（電気負荷、補機インバータ）
４６３…コンプレッサ制御装置（補機制御装置）
４６４…コンプレッサ電源（補機電源）
４７…補機電力線（電力線、第２電力線）
４７ｐ…正極電力線（電力線、第２電力線）
４７ｎ…グランド線（電力線、第２電力線）
８…システムＥＣＵ（放電制御装置）

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】