特開 2024-127555 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】P2024127555

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】電源システム

(51)【国際特許分類】

   B60L 1/00 20060101AFI20240912BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240912BHJP

   B60L 58/12 20190101ALI20240912BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20240912BHJP

   B60L 7/14 20060101ALN20240912BHJP

【ＦＩ】

B60L1/00 L

H02J7/00 P

B60L58/12

B60L50/60

B60L7/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023036775

(22)【出願日】2023-03-09

(71)【出願人】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000486

【氏名又は名称】弁理士法人とこしえ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】寺西 憲

【テーマコード（参考）】

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G503AA04

5G503AA07

5G503BA02

5G503BB01

5G503DA04

5G503DA08

5G503DA17

5G503DA18

5G503DB02

5G503EA08

5G503FA06

5G503GB03

5G503GD06

5H125AA01

5H125AC12

5H125BB09

5H125BC25

5H125BC29

5H125CB02

5H125DD01

5H125EE16

5H125EE27

5H125EE52

5H125EE62

(57)【要約】

【課題】電源供給に異常が発生した場合に、バッテリの残容量が不足して、車両走行中に走行に関係する補機が機能停止になることを防ぐ電源システムを提供する。
【解決手段】駆動用モータに電力を供給する高電圧バッテリを備えた車両に搭載される電源システムは、低電圧バッテリ１と、電源供給部１０と、コントローラ２０とを備え、コントローラ２０は、低電圧バッテリ１のＳＯＣを算出し、電源供給部１０に異常が発生したか否か判定し、電源供給部１０に異常が発生したと判定した場合には、低電圧バッテリ１の下限ＳＯＣ閾値と算出されたＳＯＣとのＳＯＣ差が小さいほど、車両の減速度を高く設定して、車両を減速させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動用モータに電力を供給する高電圧バッテリを備えた車両に搭載される電源システムであって、
前記車両の走行に関する車載機器を少なくとも含む負荷に接続され、前記高電圧バッテリよりも低い電圧を有する低電圧バッテリと、
前記低電圧バッテリを充電するための充電電圧を供給する電源供給部と、
前記車両を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記低電圧バッテリのＳＯＣを算出し、
前記電源供給部に異常が発生したか否か判定し、
前記電源供給部に異常が発生したと判定した場合には、前記低電圧バッテリの下限ＳＯＣ閾値と算出された前記ＳＯＣとのＳＯＣ差が小さいほど、前記車両の減速度を高く設定して、前記車両を減速させる電源システム。

【請求項2】

請求項１記載の電源システムにおいて、
前記コントローラは、
前記電源供給部に異常が発生したと判定した場合には、前記車両の走行に関係しない前記負荷の機能を停止する電源システム。

【請求項3】

請求項１又は２記載の電源システムにおいて、
前記コントローラは、
前記電源供給部に異常が発生したと判定した場合に、前記車両の車速が所定値より高いときには、前記車両の車速が所定値以下であるときと比較して、前記減速度を高く設定する電源システム。

【請求項4】

請求項１又は２記載の電源システムにおいて、
前記コントローラは、
前記電源供給部に異常が発生したと判定した場合に、前記車両が下り勾配をもつ道路を走行しているときには、勾配の大きさに応じて前記減速度を設定する電源システム。

【請求項5】

請求項１又は２記載の電源システムにおいて、
前記コントローラは、
前記電源供給部に異常が発生したと判定した場合には、前記車両が停止した後に、前記車両の走行に関係する前記負荷の機能を停止する電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電源システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、車両に搭載される蓄電池を用いた車両用電源システムが知れている（例えば、特許文献１）。特許文献１記載の車両用電源システムは、設定電圧の電源電圧を電源ラインへ供給する電源部と、リチウムイオン電池を用いて構成され、設定電圧より高い満充電電圧を有する蓄電池と、電源部から出力された電源電圧に基づき蓄電池を充電する充電部と、直列接続された複数のダイオードと、電源ラインに印可された電圧を検出する電圧検出部と、複数のダイオードのうち一つを除いた残余のダイオードを短絡するよう接続されたスイッチング素子を備える。複数のダイオードは、蓄電池から電源ラインへ向かう方向が順方向になるように、蓄電池と電源ラインとの間に接続される。電圧検出部により検出された電圧が閾値電圧を下回る条件を満たした場合には、電源部による電源供給が不足していると判定して、スイッチング素子がオンなることによって、蓄電池の出力電流は、複数のダイオードをパイパスして流れる。複数のダイオードでの電圧降下が減少するため、電源ラインに印可される電圧が、補機の動作可能な電源電圧範囲となり、補機を動作できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開２０１２／１６９１７１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の電源システムでは、電源部による電源供給が不足した場合には、蓄電池の出力電圧で補機を動作させているが、蓄電池の電力で補機の動作を継続させると、蓄電池の残容量が確保できず、走行に関係する補機が機能停止になるという問題がある。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、電源供給に異常が発生した場合に、バッテリの残容量が不足して、車両走行中に走行に関係する補機が機能停止になることを防ぐ電源システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、低電圧バッテリと、電源供給部と、コントローラとを備え、低電圧バッテリ１のＳＯＣを算出し、電源供給部に異常が発生したか否か判定し、電源供給部に異常が発生したと判定した場合には、低電圧バッテリ１の下限ＳＯＣ閾値と算出されたＳＯＣとのＳＯＣ差が小さいほど、車両の減速度を高く設定して、車両を減速させることで上記課題を解決する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、車両走行中に走行に関係する補機が機能停止になることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本実施形態に係る電源システムの構成概略図である。

【図2】図２は、図１に示す電源システムに含まれる低電圧バッテリの特性を示すグラフである。

【図3】図３（а）は、低電圧バッテリの出力電圧の特性を示すグラフであり、（ｂ）は比較例の車両状態を説明する図であり、（ｃ）は本実施形態における車両状態を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明に係る電源システムの実施の形態を図面に基づいて説明する。

【0010】

図１は、本実施形態に係る電源システム１００の構成概略図である。本実施形態では、電源システムは、駆動用モータに電力を供給する高電圧バッテリを備えた車両に搭載される。車両は、エンジンで発電した電力と高電圧バッテリに蓄えた電力を用いて、走行用モータを駆動させるハイブリッド車両である。なお、電源システム１００は、ハイブリッド車両に限らず、エンジンを有していない電気自動車にも適用可能である。

【0011】

図１に示すように、電源システム１００は、低電圧バッテリ１、電流センサ２、スイッチ３、負荷４、駆動モータ（Ｍ）５、インバータ（ＩＮＶ）６、電源供給部１０、及びコントローラ２０を備えている。なお、車両のパワートレインは、図１に示す構成に加えて、エンジン、トランスミッション、ブレーキ機構などを有している。

【0012】

低電圧バッテリ１は、補器類などの負荷４を動作させるためのバッテリである。低電圧バッテリ１の定格電圧は高電圧バッテリ１１の定格電圧より低く、低電圧バッテリの電池容量も高電圧バッテリ１１の電池容量より低い。低電圧バッテリ１は、例えば１２Ｖバッテリである。低電圧バッテリ１はスイッチ３を介して負荷４に接続されている。低電圧バッテリ１は、リチウムイオンバッテリ又は鉛バッテリ等の二次電池である。なお、低電圧バッテリ１に鉛バッテリを使用した場合には、スイッチ３を省いてもよい。

【0013】

低電圧バッテリ１に使用されるリチウムイオンバッテリの特性について、図２を参照して説明する。図２は、リチウムイオンバッテリの電池特性（ＳＯＣ－ＯＣＶ）を示すグラフである。横軸はＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：充電状態）を、縦軸はＯＣＶ（Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ：開放電圧）を示す。グラフаは、正極材にＬＭＯ（マンガン酸リチウム）を使用し負極材にＬＴＯ（チタン酸リチウム）を使用したバッテリの特性を示す。グラフｂは正極材にＮＭＣ（ニッケル／マンガン／コバルト）を使用し負極材にＬＴＯ（チタン酸リチウム）を使用したバッテリの特性を示す。グラフｃは正極材にＬＦＰ（オリビン構造のリン酸鉄リチウム）を使用し負極材にグラファイトを使用したバッテリの特性を示し、グラフｄは正極材にＬＭＯ（マンガン酸リチウム）を使用し負極材にグラファイトをしたバッテリの特性を示す。

【0014】

従来から補機用のバッテリに使用される鉛電池は環境面から避けることが好ましく、近年ではリチウムイオンバッテリが補機用のバッテリに使用されることもある。また鉛電池はリチウムイオンバッテリよりも重いという点からも、近年では車載バッテリには、リチウムイオンバッテリが使用される。リチウムイオンバッテリの材料について、ＬＦＰは他の材料と比較して価格を抑制できるというメリットがある。図２のグラフа、ｂのように、ＬＭＯ－ＬＴＯやＮＭＣ－ＬＴＯのバッテリは、ＳＯＣの変化に対するＯＣＶの傾きが大きい。そのため、ＯＣＶとＳＯＣの相対関係からＳＯＣを演算する際には、ＬＭＯ－ＬＴＯやＮＭＣ－ＬＴＯのバッテリであれば、ＯＣＶの変化からＳＯＣの変化を把握できる。一方、ＬＦＰリチウムバッテリは、他のリチウムイオンバッテリや鉛バッテリに比べ、ＳＯＣに対するＯＣＶの変化が少ない。そのため、バッテリの残容量が少なくなってもＯＣＶが一定値で推移する。ＯＣＶとＳＯＣの相対関係からＳＯＣを演算する方法では、バッテリのＳＯＣの変化を把握することが難しい。さらに、ＬＦＰリチウムバッテリでは、ＳＯＣ（１０～２０％）の時に、電圧が急激に低下する。つまり、例えばＳＯＣ（１０～２０％程度）を下限値としてバッテリを使用した場合に、バッテリＳＯＣが下限値近くになり、さらにバッテリを使用すると、ＳＯＣが急激に低下する。

【0015】

ところで、車両の走行中、バッテリの充電機構（発電機で発電した電力で充電する機構、強電バッテリの電力で充電する機構）に異常が生じた場合に、バッテリの電圧低下を検出して、負荷の動作に制限をかけたり、車両に制動をかけたりすることでバッテリを保護する保護制御が知られている。このような保護制御は、図２のグラフаやｂのような電池特性をもつバッテリには有効である。一方、グラフｃのように、ＳＯＣ－ＯＣＶの電池特性でフラットな部分を含むようなリチウムイオンバッテリ（例えば、ＬＦＰのリチウムイオンバッテリ）は、バッテリの電圧変化からＳＯＣの変化を把握することが難しく、かつ、ＳＯＣの下限値近くで急激な電圧低下があるため、上記の保護制御では、バッテリを保護することが難しい。さらに、電圧低下を検出して負荷等に制限をかけたとしても、電圧低下を検出したときには、バッテリの残容量が不足し車両の走行や停車に必要な負荷に対してバッテリから十分に電力供給できない可能性もある。そこで、本実施形態では、電源システム１００は、電源供給に異常が発生した場合に、低電圧バッテリ１の残容量が不足して、車両走行中に走行に関係する補機が機能停止になることを防ぐ。なお、電源システム１００の電源構成として、低電圧バッテリ１には、図２のグラフｃのような、ＳＯＣ－ＯＣＶの電池特性でフラットな部分を含むようなリチウムイオンバッテリ（例えば、ＬＦＰのリチウムイオンバッテリ）が使用されるとよい。電源システム１００の電源構成（低電圧バッテリ１）は必ずしもＬＦＰのリチウムイオンバッテリである必要なく、グラフа、ｂ、ｄのような特性をもつバッテリを使用してもよい。

【0016】

図１に戻り、電流センサ２は、低電圧バッテリ１の充放電電流を検出する。電流センサ２の検出値はコントローラ２０に出力される。なお、図１では図示を省略しているが、電圧センサを低電圧バッテリ１に接続してもよい。スイッチ３は、低電圧バッテリ１と負荷４との間、及び、低電圧バッテリ１と電源供給部１０との間の、電気的な導通と遮断を切り替える。スイッチ３は、通常時はオンになっている。例えば、ＤＣＤＣコンバータ１３に異常が生じて、電源供給部１０から出力される電圧が過剰に高くなった場合には、低電圧バッテリ１を保護するために、コントローラ２０がスイッチ３をオフに切り替える。

【0017】

負荷４は、低電圧バッテリ１及び電源供給部１０から供給される電力により動作する負荷である。負荷４は、少なくとも、ワイパー、ヘッドライト、ＥＰＳ等の走行に関する車載機器を含んでいる。また負荷４は、エアーコンディショナー、オーディオシステム等の走行に関係ない負荷を含んでもよい。なお、車両の走行に関する車載機器は、例えば自律運転制御で走行する場合には、カメラ等、車両の周辺環境を検出るセンサを含んでもよく、例えば手動運転で走行する場合には、ドライバによる運転操作に関する車載機器を含んでもよい。つまり負荷４は、車両の走行（減速）をするために必要な機能をもつ負荷を少なくとも含んでいる。

【0018】

駆動用モータ５は、インバータ６を介して高電圧バッテリ１１及び発電機１２に接続されている。駆動用モータ５は車輪と連結しており、高電圧バッテリ１１の電力及び／又は発電機１２の発電電力で駆動する。

【0019】

インバータ６は、高電圧バッテリ１１及び発電機１２から供給される電力を変換し、高電圧バッテリ１１に供給する電力変換器である。インバータ６はコントローラ２０により制御される。配線ボックス７は電源供給部１０から流れる電流の電流経路を、低電圧バッテリ１に流す経路と、負荷４に流す経路に分岐する。

【0020】

電源供給部１０は、低電圧バッテリ１を充電するための充電電圧を供給し、低電圧バッテリ１に接続されている。また電源供給部１０は、負荷４に電力を供給し、負荷４に接続されている。また電源供給部１０は、インバータ６を介して駆動用モータ５に接続されており、駆動用モータ５に電力を供給する。電源供給部１０は、高電圧バッテリ１１、発電機１２、及びＤＣＤＣコンバータ１３を備えている。電源供給部１０は、車両の走行状態及び高電圧バッテリ１１の残容量（ＳＯＣ）に応じて、高電圧バッテリ１１の電力と発電機１２の発電電力を、駆動用モータ５に供給する。電源供給部１０は、駆動用モータ５の駆動中に、負荷４及び／又は低電圧バッテリ１に電力を供給することも可能である。

【0021】

高電圧バッテリ１１は、直列及び／又は並列に接続された複数の二次電池（リチウムイオンバッテリ）を備えている。高電圧バッテリ１１の定格電圧及び電池容量は、低電圧バッテリ１よりも高い。高電圧バッテリ１１は、インバータ６を介して駆動用モータ５に接続されている。また高電圧バッテリ１１は、ＤＣＤＣコンバータ１３を介して、低電圧バッテリ１及び負荷４に接続されている。

【0022】

発電機１２は、エンジンによる回転駆動機構（図示しない）により発電する。発電した電力は、駆動用モータ５の駆動用電源、負荷４の動作電源、低電圧バッテリ１及び／又は高電圧バッテリの充電にそれぞれ使用される。発電機１２は、インバータ６を介して駆動用モータに接続され、ＤＣＤＣコンバータ１３を介して低電圧バッテリ１及び負荷４に接続されている。また発電機１２は高電圧バッテリ１１にも電気的に接続されている。ＤＣＤＣコンバータ１３は、直流電圧を別の直流電圧に変換する電圧変換回路であり、高電圧バッテリ１１及び／又は発電機１２から入力される電圧を変換し、変換した電圧を低電圧バッテリ１及び負荷４に出力する。

【0023】

コントローラ２０は、車両を制御するコントロールユニットである。なお、車両には、バッテリコントロールユニット、エンジンコントロールユニットなど複数のＥＣＵが設けられているが、本実施形態では、複数のＥＣＵをコントローラ２０として説明する。コントローラ２０は、１つのコントロールユニットである必要はなく、複数のコントロールユニットでもよい。コントローラ２０は、低電圧バッテリ１の状態を管理する機能、電源供給部１０の状態を管理する機能、車両の走行を制御する機能、及び負荷４を制御する機能を有している。なおコントローラ２０は、その他の機能として、高電圧バッテリ１１を管理する機能等を有してもよい。またコントローラ２０の一部の機能又は全ての機能は、低電圧バッテリに内蔵されるユニットに格納されてよい。

【0024】

次に、コントローラ２０の各機能について説明する。コントローラ２０は、低電圧バッテリ１の状態を管理するために、低電圧バッテリ１の現在のＳＯＣを算出する。コントローラ２０は、電流センサ２から低電圧バッテリ１の充電電流又は放電電流の電流値（検出値）を取得し、電流値積算により現在の残容量を算出する。コントローラ２０は、算出した現在の残容量を低電圧バッテリ１の満充電容量で割ることでＳＯＣ（％）を算出する。なお、コントローラ２０は、低電圧バッテリ１の劣化度を算出し、劣化度に応じて満充電容量を補正した上で、ＳＯＣを算出してもよい。

【0025】

コントローラ２０による、電源供給部１０の状態管理機能について説明する。コントローラ２０は、電源供給部１０に異常が発生したか否か判定する。コントローラ２０は、車両の走行制御において、ＤＣＤＣコンバータ１３の出力電圧が目標値（指令値）になるよう、ＤＣＤＣコンバータ１３を制御する。コントローラ２０は、ＤＣＤＣコンバータ１３の出力電圧と目標値を比較し、出力電圧が目標値に達しているか否か判定する。ＤＣＤＣコンバータ１３の出力電圧と目標値より低い場合には、ＤＣＤＣコンバータ１３に異常が生じていると判定する。

【0026】

コントローラ２０は、ＤＣＤＣコンバータ１３の診断機能を利用して、異常発生の有無を判定してもよい。ＤＣＤＣコンバータ１３は、同期をとりつつ電圧変換を行うが、その電圧変換回路が動作しない場合には、異常発生と診断する。コントローラ２０は、ＤＣＤＣコンバータ１３から診断結果を取得することで、ＤＣＤＣコンバータ１３に異常が発生したか否か判定する。コントローラ２０は、高電圧バッテリ１１の状態を管理し、高電圧バッテリ１１の異常を検出することで、電源供給部１０に異常が発生したと判定してもよい。また、コントローラ２０は、低電圧バッテリ１０のＳＯＣに基づき、電源供給部１０の異常を判定してもよい。例えば、低電圧バッテリ１０のＳＯＣが想定しているＳＯＣ（充電用の目標ＳＯＣ）の値よりも低い場合には、電源供給部１０が正常に動作していないものとみなして、コントローラ２０は電源供給部１０に異常が発生したと判定してもよい。

【0027】

コントローラ２０は、電源供給部１０に異常が発生したと判定した場合には、警告灯を点灯させて異常発生を乗員に通知する。

【0028】

次に、コントローラ２０による車両制御機能について説明する。コントローラ２０は、電源供給部１０に異常が発生したと判定した場合には、低電圧バッテリ１のＳＯＣに応じた減速度を設定して、車両を停車させるために、設定した減速度で車両を減速させる。まず、コントローラ２０は、電源供給部１０に異常が発生したと判定した場合に、低電圧バッテリ１の現在のＳＯＣと、低電圧バッテリの下限ＳＯＣ閾値との差分をとることで、ＳＯＣ差を算出する。コントローラ２０は、ＳＯＣ差が小さいほど車両の減速度が高くなるように、車両の減速度を設定する。なお、コントローラ２０は、ＳＯＣ差が小さいほど車両の減速度が高くなるように車両の減速度を設定する際には、次のように減速度を設定すればよい。例えば、コントローラ２０は、ＳＯＣ差が小さいほど減速度が連続的に小さくなるように、減速度を設定してもよく、減速度を段階的に小さくしてもよい。コントローラ２０は、ＳＯＣ差が小さい場合には、ＳＯＣ差が大きい場合と比較して減速度が大きくなるように減速度を設定してよい。下限ＳＯＣ閾値は予め設定されている値である。例えば低電圧バッテリ１にＬＦＰのリチウムイオンバッテリを使用した場合には、下限ＳＯＣ閾値は、ＳＯＣ低下に対してＯＣＶが急激に低下する変化点に合わせて設定されればよく、例えば１０～２０％の間に設定される。また、下限ＳＯＣ閾値は、低電圧バッテリ１の使用可能なＳＯＣ範囲の下限値でもよい。

【0029】

コントローラ２０は、低電圧バッテリ１のＳＯＣに応じた減速度を設定し、設定した減速度で車両を減速させるように、車両のパワートレイン（駆動機構）を制御する。減速度は、車両停車時に、低電圧バッテリ１のＳＯＣが下限ＳＯＣより高い値になるように、設定される。そのため、ＳＯＣ差が小さい場合には、減速度は高い値に設定される。

【0030】

電源供給部１０に異常が生じた場合には、電源供給部１０から低電圧バッテリ１及び負荷４への電力供給は遮断されている。一方、電源供給部１０の異常が発生し、車両の減速が開始した時には、低電圧バッテリ１のＳＯＣは下限ＳＯＣ閾値よりも高い状態であり、車両の減速中、低電圧バッテリ１のＳＯＣは下限ＳＯＣ閾値より高い値をキープする。そのため、負荷４に含まれる車載装置のうち、車両の走行に関する車載装置への電力供給は、低電圧バッテリ１の電力でカバーできる。また車両の減速中に加えて、車両を停車した時も、低電圧バッテリ１の残容量及び電圧が過剰に低くなるような状態を回避できる。

【0031】

また、本実施形態では、電源供給部１０に異常が発生した時の低電圧バッテリ１のＳＯＣが低い場合には、低電圧バッテリ１のＳＯＣが下限ＳＯＣに達する前に、車両を停車するために、コントローラ２０は、減速度を高い値に設定する。これにより、電源供給部１０に異常が発生した時点から車両停止までの時間を短縮化し、負荷４を動作させるための、低電圧バッテリ１の電力消費を抑えることができる。

【0032】

次に、コントローラ２０による負荷制御機能について説明する。コントローラ２０は、電源供給部１０に異常が発生したと判定した場合には、負荷４のうち、車両の走行に関係しない負荷４の機能を停止してもよい。例えば、オーディオシステムやエアーコンディショナー等の負荷４は動作していなくても、車両の走行には影響しない。また電源供給部１０の異常発生時は、低電圧バッテリ１の電力消費をできる限り少なくして、車両停止までの走行距離を延長したり、停車後の機能（ハザードランプの点灯等）の継続時間を長くすることができる。そのため、本実施形態では、車両の走行に関係しない負荷４の機能を停止して、車両の減速中における電力消費を抑えている。また、コントローラ２０は、電源供給部１０に異常が発生したと判定した場合には、車両が停止した後に、車両の走行に関係する負荷４の機能を停止するとよい。これにより、車両停車後に、低電圧バッテリ１の電圧が下がることを防止できる。

【0033】

図３を参照し、低電圧バッテリ１の電圧特性と車両の状態について、本実施形態を比較例と比較しつつ説明する。図３（а）は、低電圧バッテリ１の出力電圧の特性を示すグラフであり、（ｂ）は比較例の車両状態を説明する図であり、（ｃ）は本実施形態における車両状態を説明する図である。なお、図３（а）の電圧は、負荷４に接続されているハーネスの電圧に相当する。

【0034】

比較例では、低電圧バッテリ１の電圧が所定の電圧閾値（Ｖ_ｔｈ）以下となった場合に、車両コントローラは、警告灯を点灯させて上で、車両を停車させるように、パワートレインを制御する。なお、本実施形態及び比較例共に、低電圧バッテリ１には、ＬＦＰリチウムバッテリを用いている。時間ｔ_１に、電源供給部１０の異常が発生する。電源供給部１０の異常発生前、低電圧バッテリ１のＳＯＣは下限ＳＯＣ閾値より高い。

【0035】

電源供給部１０の異常発生が発生すると、コントローラ２０は、電源供給部１０に異常が発生したことを判定し、時間ｔ_１の時点でのＳＯＣ差に応じて減速度を設定し、車両を減速させる（図３（ｃ）を参照）。一方、比較例では、時間ｔ_１の時点で、低電圧バッテリ１の電圧が電圧閾値（Ｖ_ｔｈ）より高いため、車両を停車させる制御は実行されず、時刻ｔ_１の時点での車速が維持される。

【0036】

時間ｔ_１以降、車両の走行中は、低電圧バッテリ１の電力は負荷４により消費され、負荷４のうち、少なくとも車両の走行に関する車載機器（負荷）は継続して動作する（走行機能継続）。低電圧バッテリ１であるＬＦＰリチウムバッテリは、ＳＯＣが減っても電圧変化が小さい電圧特性を有している。そのため、比較例及び本実施形態共に、低電圧バッテリ１の電圧降下は小さい。

【0037】

本実施形態では、時間ｔ_２の時点で車両は停車する。車両の停車時、低電圧バッテリ１のＳＯＣは下限ＳＯＣ閾値よりも高く、低電圧バッテリ１の電圧は電圧閾値（Ｖ_ｔｈ）より高い。そのため、車両停車時でも、低電圧バッテリ１は、少なくとも車両の走行に関係する負荷を制御に機能させるための電力を確保できる。

【0038】

一方、比較例において時間ｔ_２の時点では、時間ｔ_１から時間ｔ_２までの電力消費により、低電圧バッテリ１のＳＯＣは時間ｔ_１の時よりも低くなっているが、低電圧バッテリ１の出力電圧は、ＬＦＰリチウムバッテリの電池特性より大きく低下しない。比較例では、車両の走行が継続され、低電圧バッテリ１のＳＯＣはさらに低下する。ＬＦＰリチウムバッテリの電池特性により、ＳＯＣが下限ＳＯＣより低くなると、電圧が急激に低下する。時間ｔ_３では、ＳＯＣが下限ＳＯＣより低くなり電圧が急激に低下することで、低電圧バッテリ１の電圧は電圧閾値（Ｖ_ｔｈ）以下になる。この時点で、比較例の車両コントローラは、警告灯を点灯させて、車両を停車する制御（フェール制御）を開始する。比較例では、低電圧バッテリ１の電圧は電圧閾値（Ｖ_ｔｈ）以下になった時点（時間ｔ_３）では、低電圧バッテリ１の残容量が十分に残っていない。そのため、低電圧バッテリ１は、車両の走行に関係する負荷４に対して十分な電力を供給できず、車両走行中に車両の走行機能は停止する（走行機能停止状態）。そして、比較例では、車両の走行機能を停止した状態で、車両が停車する（時間ｔ_４）。

【0039】

比較例では、電源供給部１０の異常発生が発生した時点（時間ｔ_１）から車両が停車する時点（時間ｔ_４）まで長い時間を要する。一方、本実施形態では、電源供給部１０の異常発生が発生した時点から車両が停車する前の時間（時間ｔ_１から時間ｔまでの時間）が短い。つまり本実施形態では、電源供給部１０の異常発生を判定した時から車両が停車するまでの時間を短縮化できる。

【0040】

ずなわち、ＬＦＰリチウムバッテリのように、バッテリの電圧がＳＯＣ変化に対して平坦に推移し、かつ、ＳＯＣが下限ＳＯＣ近くになるとバッテリの電圧が急激に低下するような特性を持つバッテリを、低電圧バッテリ１に使用した場合に、低電圧バッテリ１の電圧から、低電圧バッテリ１の容量不足を検知することが難しい。そのため、電源供給部１０の異常発生が発生した場合には、比較例のような制御システムでは、車両を停車させるまでに時間がかかってしまう。また、比較例のように、低電圧バッテリ１の電圧が電圧閾値（Ｖ_ｔｈ）以下になったタイミングで、警告灯を点灯させたとしても、それまでに低電圧バッテリ１の残容量はかなり減ってしまう。特に、比較例では、時間ｔ_１から時間ｔ_３までの間、乗員には電源供給部１０の異常発生が通知されず、通知のタイミングが遅い。

【0041】

また比較例の制御システムにおいて、電源供給部１０の異常発生時に、車両停止のためのフェール制御を行うことも考えられる。しかしながら、電源供給部１０の異常発生時に低電圧バッテリ１のＳＯＣが低い場合には、低電圧バッテリ１の電力消費を抑えるために、車両をできるだけ短時間で停車させるとよい。例えば、フェール制御時の減速度を固定値にすると、低電圧バッテリ１のＳＯＣの大きさとは関係なく減速制御が行われるため、車両の減速中に、低電圧バッテリ１の電圧が急降下し、車両が走行機能停止状態になるおそれがある。また車両停車した時には、低電圧バッテリ１が残量不足になる可能性もある。本実施形態では、電源供給部１０の異常発生時に、低電圧バッテリＳＯＣが低い場合には、高い減速度が設定される。これにより、車両減速中、車両の走行機能を維持でき、車両停車した時に、低電圧バッテリ１が容量不足となることを防止できる。

【0042】

上記のように本実施形態に電源システムは、低電圧バッテリ１と、電源供給部１０と、コントローラ２０とを備え、コントローラ２０は、低電圧バッテリ１のＳＯＣを算出し、電源供給部１０に異常が発生したか否か判定し、電源供給部１０に異常が発生したと判定した場合には、低電圧バッテリ１の下限ＳＯＣ閾値と算出されたＳＯＣとのＳＯＣ差が小さいほど、車両の減速度を高く設定して、車両を減速させる。これにより、電源供給に異常が発生した場合に、バッテリの残容量が不足して、車両走行中に走行に関係する補機が機能停止になることを防止できる。また、車両の走行中に電源供給に異常が生じた場合に、低電圧バッテリ１の容量(及び電圧)を維持しつつ車両を停止させることができ、車両停止までの時間を短縮させることができる。

【0043】

また本実施形態では、コントローラ２０は、電源供給部１０に異常が発生したと判定した場合には、車両の走行に関係しない負荷４の機能を停止する。これにより、車両の減速中に、負荷４の消費電力を抑制できる。

【0044】

また本実施形態では、コントローラ２０は、電源供給部１０に異常が発生したと判定した場合には、車両が停止した後に、車両の走行に関係する負荷４の機能を停止する。これにより、車両停車後に、低電圧バッテリ１の電圧が下がることを防止できる。

【0045】

なお、本実施形態の変形例として、コントローラ２０は、電源供給部１０に異常が発生したと判定した場合に、車両の車速が所定値より高いときには、車両の車速が所定値以下であるときと比較して、減速度を高く設定してもよい。車速が高い場合には、車両の減速までに時間がかかる。そのため、ＳＯＣ差が大きい場合でも、減速度を高くすることで、車両停止までの時間を短縮する。なお、コントローラ２０は、車速が高く、減速度を高い値に設定した場合でも、停車のために十分に車速を低くした場合には、コントローラ２０は、減速度を小さくして、滑らかに車両が停車するように車両を制御するとよい。これにより、車両停車時に、乗員が車両から受ける物理的負荷を軽減できる。

【0046】

また本実施形態の変形例として、コントローラ２０は、電源供給部１０に異常が発生したと判定した場合に、車両が下り勾配をもつ道路を走行しているときには、勾配の大きさに応じて減速度を設定してもよい。コントローラ２０は、勾配が大きいほど減速度が高くなるように、減速度を設定するとよい。これにより、車両が勾配のきつい下り坂を走行している場合でも、車両停止までの時間を短縮化できる。

【符号の説明】

【0047】

１ 低電圧バッテリ
２ 電流センサ
３ スイッチ
４ 負荷
５ 駆動モータ（Ｍ）
６ インバータ（ＩＮＶ）
７ 配線ボックス
１０ 電源供給部
１１ 高電圧バッテリ
１２ 発電機
１３ ＤＣＤＣコンバータ
２０ コントローラ
１００ 電源システム

【図1】

【図2】

【図3】