特許 7068936 制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-09

(45)【発行日】2022-05-17

(54)【発明の名称】制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 9/04 20060101AFI20220510BHJP

   B60R 16/033 20060101ALI20220510BHJP

【ＦＩ】

H02P9/04 M

B60R16/033 Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018112719

(22)【出願日】2018-06-13

(65)【公開番号】P2019216543

(43)【公開日】2019-12-19

【審査請求日】2021-03-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(72)【発明者】

【氏名】竹内 良樹

(72)【発明者】

【氏名】虻川 卓憲

【審査官】谿花 正由輝

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１８９１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０１３４９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ９／０４

Ｂ６０Ｒ １６／０３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関（２００）と、前記内燃機関の出力トルクを利用して発電を行う発電機（２０）と、電気負荷（１４）と、蓄電池（１１，１２）と、前記発電機に対して、前記電気負荷及び前記蓄電池が並列に接続された電気経路において前記発電機との接続点（Ｎ２）よりも前記蓄電池の側に設けられるスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）と、を備えた車載電源システム（１００）に適用される制御装置（５０）において、
前記発電機の発電電圧を取得する発電電圧取得部（５１）と、
前記電気負荷の要求電圧を取得する要求電圧取得部（５２）と、
前記スイッチを制御する電源制御部（５３）と、を備え、
前記電源制御部は、前記発電機が前記内燃機関の出力トルクを利用して発電を行っている場合、前記発電電圧と前記要求電圧との比較に基づき、前記発電機と前記蓄電池との間の通電及び通電遮断を切り替えるように前記スイッチを制御するものであり、
前記蓄電池には、第１蓄電池（１１）と、前記第１蓄電池よりも内部抵抗が高い第２蓄電池（１２）があり、
前記スイッチには、前記接続点（Ｎ２）よりも前記第１蓄電池の側に設けられる第１スイッチ（ＳＷ１）と、前記接続点（Ｎ２）よりも前記第２蓄電池の側に設けられる第２スイッチ（ＳＷ２）と、があり、
前記電源制御部は、
前記発電機が前記内燃機関の出力トルクを利用して発電を行う場合、少なくとも前記発電機と前記第１蓄電池との間を通電させるように前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを制御し、
前記発電機と前記第１蓄電池との間を通電させている場合に、前記発電電圧が前記要求電圧よりも小さい場合、前記発電機と前記第１蓄電池との間における通電を遮断させるとともに、前記発電機と前記第２蓄電池との間を通電させるように前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを制御する制御装置。

【請求項2】

内燃機関（２００）と、前記内燃機関の出力トルクを利用して発電を行う発電機（２０）と、電気負荷（１４）と、蓄電池（１１，１２）と、前記発電機に対して、前記電気負荷及び前記蓄電池が並列に接続された電気経路において前記発電機との接続点（Ｎ２）よりも前記蓄電池の側に設けられるスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）と、を備えた車載電源システム（１００）に適用される制御装置（５０）において、
前記発電機の発電電圧を取得する発電電圧取得部（５１）と、
前記電気負荷の要求電圧を取得する要求電圧取得部（５２）と、
前記スイッチを制御する電源制御部（５３）と、を備え、
前記電源制御部は、前記発電機が前記内燃機関の出力トルクを利用して発電を行っている場合、前記発電電圧と前記要求電圧との比較に基づき、前記発電機と前記蓄電池との間の通電及び通電遮断を切り替えるように前記スイッチを制御するものであり、
前記蓄電池には、第１蓄電池（１１）と、前記第１蓄電池よりも内部抵抗が高い第２蓄電池（１２）があり、
前記スイッチには、前記接続点（Ｎ２）よりも前記第１蓄電池の側に設けられる第１スイッチ（ＳＷ１）があり、
前記電気経路において、前記発電機と前記第２蓄電池との間は、常時通電可能に構成されており、
前記電源制御部は、
前記発電機が前記内燃機関の出力トルクを利用して発電を行う場合、前記発電機と前記第１蓄電池との間を通電させるように前記第１スイッチを制御し、
前記発電機と前記第１蓄電池との間を通電させている場合に、前記発電電圧が要求電圧よりも小さい場合、前記発電機と前記第１蓄電池との間における通電を遮断させるように前記第１スイッチを制御する制御装置。

【請求項3】

前記電源制御部は、前記発電電圧が前記要求電圧よりも小さい場合において、前記発電機の発電電圧が所定の電圧値以下であって、かつ、発電電流が所定の電流値以下である場合に、前記スイッチの切り替えを許可する請求項１又は２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記発電電圧が前記要求電圧よりも小さい場合であって、前記発電機からの発電電圧が所定の電圧値よりも大きい場合、又は発電電流が所定の電流値よりも大きい場合、前記内燃機関の出力トルクを低下させることを指示する指示部を備える請求項３に記載の制御装置。

【請求項5】

前記内燃機関の出力トルク及び回転速度により特定される燃料消費効率に基づき、前記出力トルクのうち、前記発電機により利用される発電トルクを制御する発電機制御部を備える請求項１～４のうちいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項6】

前記内燃機関の出力トルク及び回転速度により特定される燃料消費効率に基づき、前記出力トルクのうち、前記発電機により利用される発電トルクを制御する発電機制御部を備え、
前記発電電圧取得部は、前記発電機制御部により発電トルクが決定された後、発電トルクの変化前に、発電トルクの変化後の発電電圧を推定し、推定した発電電圧を取得し、
前記電源制御部は、発電トルクの変化前に、前記発電電圧と前記要求電圧との比較に基づき、前記スイッチを制御し、
前記発電機制御部は、前記電源制御部による前記スイッチが制御された後、決定された発電トルクとなるように、前記発電トルクを制御する請求項１～４のうちいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項7】

内燃機関（２００）と、前記内燃機関の出力トルクを利用して発電を行う発電機（２０）と、電気負荷（１４）と、蓄電池（１１，１２）と、前記発電機に対して、前記電気負荷及び前記蓄電池が並列に接続された電気経路において前記発電機との接続点（Ｎ２）よりも前記蓄電池の側に設けられるスイッチ（ＳＷ１，ＳＷ２）と、を備えた車載電源システム（１００）に適用される制御装置（５０）において、
前記発電機の発電電圧を取得する発電電圧取得部（５１）と、
前記電気負荷の要求電圧を取得する要求電圧取得部（５２）と、
前記スイッチを制御する電源制御部（５３）と、
前記内燃機関の出力トルク及び回転速度により特定される燃料消費効率に基づき、前記出力トルクのうち、前記発電機により利用される発電トルクを制御する発電機制御部と、を備え、
前記電源制御部は、前記発電機が前記内燃機関の出力トルクを利用して発電を行っている場合、前記発電電圧と前記要求電圧との比較に基づき、前記発電機と前記蓄電池との間の通電及び通電遮断を切り替えるように前記スイッチを制御するものであり、
前記発電電圧取得部は、前記発電機制御部により発電トルクが決定された後、発電トルクの変化前に、発電トルクの変化後の発電電圧を推定し、推定した発電電圧を取得し、
前記電源制御部は、発電トルクの変化前に、前記発電電圧と前記要求電圧との比較に基づき、前記スイッチを制御し、
前記発電機制御部は、前記電源制御部による前記スイッチが制御された後、決定された発電トルクとなるように、前記発電トルクを制御する制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電池を有する車載電源システムに適用される制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

内燃機関を搭載した車両において、内燃機関が出力するトルクの一部を発電機に供給して発電を行い、発電電力を車両の電気負荷（電装系）に供給することが一般的に行われている（例えば特許文献１）。特許文献１では、発電電流、内燃機関の回転数、出力トルクなどに応じて発電機の出力を調整することにより、内燃機関の燃費を向上させる技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－４６５２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、車両に搭載される電気負荷には、所定の要求電圧を印加させる必要がある電気負荷が存在する。このような電気負荷としては、例えば、印加電圧に応じて回転数が変化することに起因して、送風の風量が変化するブロワモータがある。このような電気負荷が存在する場合、例えば、特許文献１に記載されている技術のように、内燃機関の燃費を優先させて、出力トルクを低下させると、発電電圧が要求電圧に満たなくなり、電気負荷の動作が不安定となるといった問題がある。例えば、ブロワモータでは、所望の風量で送風することができなくなる。昇圧回路を設けて、発電電圧の昇圧を行うことも可能であるが、この場合、製造コストが高くなるという問題がある。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電気負荷に適切な電圧印加を可能とする制御装置を提供することを主たる目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、内燃機関と、前記内燃機関の出力トルクを利用して発電を行う発電機と、電気負荷と、蓄電池と、前記発電機に対して、前記電気負荷及び前記蓄電池が並列接続された電気経路において前記発電機との接続点よりも前記蓄電池側に設けられるスイッチと、を備えた車載電源システムに適用される制御装置において、前記発電機の発電電圧を取得する発電電圧取得部と、前記電気負荷の要求電圧を取得する要求電圧取得部と、前記スイッチを制御する電源制御部と、を備え、前記電源制御部は、前記発電機が前記内燃機関の出力トルクを利用して発電を行っている場合、前記発電電圧と前記要求電圧との比較に基づき、前記発電機と前記蓄電池との間の通電及び通電遮断を切り替えるように前記スイッチを制御することとした。

【0007】

発電機に対して電気負荷と蓄電池とが並列に接続されている電気回路において、発電機に対して電気負荷と蓄電池とが共に通電している場合、発電機と蓄電池との間の通電が遮断されている場合と比較して、電気回路における合成抵抗が異なる。すなわち、発電電流が同じであっても、蓄電池への通電及び通電遮断を制御することにより、発電電圧を変化させることができる。そこで、発電電圧と要求電圧との比較に基づき、発電機と蓄電池との間の通電及び通電遮断を切り替えて、発電電圧を適切に変化させることとした。これにより、昇圧回路等を設けなくても、電気負荷への印加電圧を適切に制御することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】車載電源システムを示す電気回路図。

【図2】エンジンの性能曲線を示す図。

【図3】スイッチの接続状態の変化を示す回路図。

【図4】電源制御処理を示すフローチャート。

【図5】発電電圧の変化を示すタイムチャート。

【図6】本実施形態を採用した場合における発電電圧の変化を示すタイムチャート。

【図7】第２実施形態における車載電源システムを示す電気回路図。

【図8】第２実施形態におけるスイッチの接続状態の変化を示す回路図。

【図9】別例における電源制御処理を示すフローチャート。

【図10】別例における車載電源システムを示す電気回路図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、内燃機関としてのエンジン２００を駆動源として走行する車両において、当該車両の各種機器に電力を供給する車載電源システム１００に適用される制御装置を具体化するものとしている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付している。

【0010】

（第１実施形態）
図１に示すように、車載電源システム１００は、第１蓄電池としてのリチウムイオン蓄電池１１と、第２蓄電池としての鉛蓄電池１２と、を有する２電源システムであり、各蓄電池１１，１２からは各種電気負荷への給電が可能となっている。

【0011】

鉛蓄電池１２は周知の汎用蓄電池である。これに対し、リチウムイオン蓄電池１１は、鉛蓄電池１２に比べて、充放電における電力損失が少なく、出力密度、及びエネルギ密度の高い高密度蓄電池である。リチウムイオン蓄電池１１は、鉛蓄電池１２に比べて充放電時のエネルギ効率が高い蓄電池であるとよい。また、鉛蓄電池１２は、リチウムイオン蓄電池１１よりも蓄電容量が大きい蓄電池である。また、リチウムイオン蓄電池１１は、鉛蓄電池１２と比較して、内部抵抗の小さい蓄電池である。なお、エネルギ効率が高い場合、一般的に内部抵抗が小さくなる傾向がある。また、リチウムイオン蓄電池１１は、それぞれ複数の単電池を有してなる組電池として構成されている。これら各蓄電池１１，１２の定格電圧はいずれも同じであり、例えば１２Ｖである。

【0012】

図示による具体的な説明は割愛するが、リチウムイオン蓄電池１１は、収容ケースに収容されて基板一体の電池ユニットＵとして構成されている。図１では、電池ユニットＵを破線で囲んで示す。電池ユニットＵは、外部端子Ｐ１，Ｐ２を有しており、このうち外部端子Ｐ１に、鉛蓄電池１２、スタータ１３、ブロワモータ１４、及びオルタネータ２０が接続され、外部端子Ｐ２に電気負荷１５が接続されている。

【0013】

スタータ１３は、エンジン２００を始動させる際に用いられる。スタータ１３は、例えば、モータによるピニオンギアの回転駆動と、ピニオンギアの押出しとを独立して制御可能なタンデム式のものである。

【0014】

電気負荷１５には、供給電力の電圧が一定、又は所定範囲内で変動することが要求される定電圧負荷が含まれる。定電圧負荷は被保護負荷ともいえる。定電圧負荷の具体例としては、ナビゲーション装置やオーディオ装置、メータ装置、エンジンＥＣＵ等の各種ＥＣＵが挙げられる。この場合、供給電力の電圧変動が抑えられることで、上記各装置において不要なリセット等が生じることが抑制され、安定動作が実現可能となっている。電気負荷１５として、電動ステアリング装置やブレーキ装置等の走行系アクチュエータが含まれていてもよい。また、電気負荷１５には、定電圧負荷以外の一般的な電気負荷が含まれていてもよい。例えば、シートヒータやリヤウインドウのデフロスタ用ヒータ等が挙げられる。なお、電気負荷１５へ供給される電圧は、各蓄電池１１，１２の定格電圧以下である。

【0015】

ブロワモータ１４は、送風のために用いられるモータである。ブロワモータ１４は、図示しないブロワファンに連結されており、オルタネータ２０又は蓄電池１１，１２から供給された電力に基づき駆動する。ブロワモータ１４の回転数は、ブロワモータ１４に印加される電圧に依存し、印加電圧によって、回転数が増減する。そして、ブロワモータ１４の回転数が増減すると、それに伴い風量も小さくなる。このため、ブロワモータ１４は、所定の要求電圧を印加させる必要がある電気負荷に相当する。ブロワモータ１４を適切に動かすために必要な電圧は、駆動状態によって異なる。つまり、ブロワモータ１４がオンオフされているか否か、及び風量などによって異なる。なお、ブロワモータ１４を適切に動かすために必要な電圧の最大値は、蓄電池１１，１２の定格電圧（１２Ｖ）よりも高く、１４Ｖとなっている。

【0016】

発電機としてのオルタネータ２０は、エンジン２００のエンジン出力軸と機械的に連結されている。オルタネータ２０は、エンジン出力軸の駆動エネルギによる発電（燃料発電）を行う発電機能を備えている。また、オルタネータ２０は、車軸の回転エネルギ（車両の運動エネルギ）による発電（回生発電）を実行可能に構成されていてもよい。なお、発電機として、オルタネータ２０の代わりに、回転電機を採用してもよい。回転電機としては、例えば、３相交流モータや電力変換装置としてのインバータを有するモータ機能付き発電機、具体的には、機電一体型のＩＳＧ（Integrated Starter Generator）を採用してもよい。

【0017】

次に、電池ユニットＵについて説明する。電池ユニットＵには、ユニット内電気経路として、各外部端子Ｐ１，Ｐ２を繋ぐ電気経路Ｌ１と、電気経路Ｌ１上の接続点Ｎ１とリチウムイオン蓄電池１１とを繋ぐ電気経路Ｌ２とが設けられている。このうち電気経路Ｌ１に第２スイッチとしてのスイッチＳＷ２が設けられ、電気経路Ｌ２に第１スイッチとしてのスイッチＳＷ１が設けられている。

【0018】

図１に示すように、車載電源システム１００では、オルタネータ２０に対して、鉛蓄電池１２と、ブロワモータ１４と、リチウムイオン蓄電池１１とが並列に接続されている。また、鉛蓄電池１２と、ブロワモータ１４と、リチウムイオン蓄電池１１とが並列に接続されている電気経路Ｌ３において、オルタネータ２０が接続される接続点Ｎ２よりもリチウムイオン蓄電池１１の側に、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が設けられている。また、オルタネータ２０は、鉛蓄電池１２に対して常時通電可能に構成されており、オルタネータ２０と鉛蓄電池１２との間の通電が遮断されることはない。つまり、オルタネータ２０と鉛蓄電池１２との間にスイッチが設けられていない。同様に、オルタネータ２０は、ブロワモータ１４に対して常時通電可能に構成されており、オルタネータ２０とブロワモータ１４との間の通電が遮断されることはない。また、鉛蓄電池１２は、ブロワモータ１４に対して常時通電可能に構成されており、鉛蓄電池１２とブロワモータ１４との間の通電が遮断されることはない。

【0019】

また、車載電源システム１００は、制御装置としてのＥＣＵ５０を備えている。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等からなる周知のマイクロコンピュータを備えた電子制御装置である。このＥＣＵ５０は、各種情報を取得可能に構成されている。例えば、ＥＣＵ５０は、アクセル操作量を検出するアクセルセンサや、ブレーキペダルのブレーキ操作量を検出するブレーキセンサなど、各種センサからドライバ操作情報を取得（入力）する。また、ＥＣＵ５０は、車速センサなどの各種センサから、車両に関する情報（車速など）を取得する。また、ＥＣＵ５０は、各蓄電池１１，１２の蓄電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を取得する。

【0020】

また、ＥＣＵ５０は、オルタネータ２０の発電電圧を検出する電圧検出回路２１ａから検出された発電電圧を取得する。本実施形態において、電圧検出回路２１ａの一端は、鉛蓄電池１２とオルタネータ２０との間に接続され、他端は接地されている。つまり、電圧検出回路２１ａは、電気経路Ｌ３上における電圧を検出し、また、鉛蓄電池１２の端子電圧を検出しているともいえる。なお、オルタネータ２０の発電電圧を検出することができるのであれば、電圧検出回路２１ａをどこに接続してもよい。例えば、電気経路Ｌ３上のいずれかに接続してもよい。

【0021】

また、ＥＣＵ５０は、オルタネータ２０の発電電流を検出する電流検出回路２１ｂから検出された発電電流を取得する。電流検出回路２１ｂは、スイッチＳＷ２と並列となるように接続されており、スイッチＳＷ２を通過する電流、すなわち電気経路Ｌ１を流れる電流が検出されるようになっている。なお、オルタネータ２０の発電電流を検出することができるのであれば、電流検出回路２１ｂをどこに接続してもよい。例えば、スイッチＳＷ２がオン状態である場合のみ検出するのであれば、スイッチＳＷ１に並列に接続してもよい。

【0022】

そして、ＥＣＵ５０は、取得した各種情報に基づき、各種制御を実行する。例えば、ＥＣＵ５０は、各蓄電池１１，１２のＳＯＣに基づき、スイッチＳＷ１～ＳＷ２の状態（オン、オフ）について制御する。また、例えば、ＥＣＵ５０は、取得した発電電圧及び発電電流などに基づいて、オルタネータ２０を制御する。また、ＥＣＵ５０は、車速やドライバ操作情報などに基づいて、エンジン２００を制御する。

【0023】

エンジン２００を制御する際、ＥＣＵ５０は、エンジン効率を考慮して、エンジン２００の運転時におけるエンジン動作点を調整可能としている。具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジン動作点が、エンジン効率特性において最高効率点を含む所定の高効率領域に対していずれにあるかに基づいて、エンジン２００の出力トルクの増減を行う。

【0024】

ここで、図２にはエンジン効率特性のマップを示している。図２では、エンジン回転速度（ｒｐｍ）と、エンジン２００の出力トルク（Ｎｍ）と、をパラメータとして、エンジン２００の性能曲線（トルク曲線）が定められる。それとともに、図２では、各領域でのエンジン効率の大きさが定められており、エンジン効率を同じにする領域が等高線にて示されている。なお、エンジン効率特性は等燃費曲線を表した特性でもある。このうち、最高効率点を含む領域として高効率領域Ｆ０が規定されており、その高効率領域Ｆ０から遠ざかるほど、エンジン効率が低下するような関係が定められている。

【0025】

例えば、エンジン動作点が高効率領域Ｆ０よりも低速側の点Ａである場合には、出力トルクの増加が実施されることで、エンジン動作点が高効率領域Ｆ０に近づき、高効率領域Ｆ０内でエンジン２００を運転させることが可能となる。出力トルクを増加させる際、余剰となる出力トルク（車両走行等に利用されない出力トルク）は、オルタネータ２０の発電に利用される。すなわち、ＥＣＵ５０は、オルタネータ２０を制御することにより、オルタネータ２０による負荷を増加させて、発電電流を増加させる。

【0026】

この発電電力は、蓄電池１１，１２に充電される、若しくは電気負荷１５等に供給されるため、余剰となる出力トルクは、無駄にならない。したがって、ＥＣＵ５０は、エンジン動作点が高効率領域Ｆ０よりも低速側の点Ａである場合には、出力トルクの増加を実施し、エンジン２００を高効率（低燃費）で運転させる。なお、以下では、エンジン２００の出力トルクのうち、オルタネータ２０の発電に利用される出力トルクを発電トルクと示し、それ以外の出力トルク、例えば、車両走行に必要とされるトルク等をまとめて駆動トルクと示す。

【0027】

一方、エンジン動作点が高効率領域Ｆ０よりも高速側の点Ｂである場合には、出力トルクの減少が実施されることで、エンジン動作点が高効率領域Ｆ０に近づき、高効率領域Ｆ０内でエンジン２００を運転させることが可能となる。出力トルクを減少させる場合、駆動トルクを減少させることはできないため、発電トルクを減少させることとなる。つまり、ＥＣＵ５０は、オルタネータ２０を制御することにより、オルタネータ２０による負荷を減少させて、発電電流を減少させる。

【0028】

したがって、エンジン動作点が高効率領域Ｆ０よりも高速側の点Ｂである場合には、発電トルクがゼロに至るまで、出力トルクの減少を実施し、エンジン動作点が高効率領域Ｆ０に近づかせるように制御することがエンジン効率の観点においては望ましい。なお、発電トルクがゼロに達した場合には、駆動トルクに影響するため、それ以上出力トルクを減少させない（減少させることができない）。

【0029】

以上により、本実施形態において、ＥＣＵ５０は、エンジン２００の出力トルク及びエンジン回転速度により特定される燃料消費効率（燃費効率、すなわち、エンジン効率）に基づき、出力トルクを制御する内燃機関制御部５４を備えるといえる。また、ＥＣＵ５０は、エンジン２００の出力トルク及びエンジン回転速度により特定される燃料消費効率に基づき、出力トルクのうち、オルタネータ２０により利用される発電トルクを制御する発電機制御部を備えるといえる。

【0030】

ところで、発電電力が減少した場合、若しくは発電されない場合であっても、蓄電池１１，１２から電気負荷１５などに電力が供給される。このため、蓄電池１１，１２の放電電圧（定格電圧）以下の電圧しか必要としない電気負荷１５やスタータ１３であれば、問題なく駆動させることができる。

【0031】

しかしながら、蓄電池１１，１２の放電電圧よりも大きな電圧を要求する電気負荷が存在し、当該電気負荷が駆動している場合、問題となる。例えば、ブロワモータ１４が駆動している場合に、その駆動状態により、適切に駆動させるために必要な必要電圧が蓄電池１１，１２の放電電圧よりも大きい場合がある。この場合、ブロワモータ１４の必要電圧を考慮せずに、エンジン効率のみを優先して出力トルクを減少させると、発電電圧が必要電圧を下回って、ブロワモータ１４の動作が不安定となり、ドライバに不快感を与える可能性がある。

【0032】

より詳しく説明すると、出力トルクの減少に伴い発電トルクを減少させた場合、オルタネータ２０の発電電流が減少する。一方、発電電流が減少しても、接続状態などを変更しない限り、短期間で、車載電源システム１００の電気回路における合成抵抗及び蓄電池１１，１２の放電電圧は変化しない。このため、発電電流が減少することにより、ブロワモータ１４への印加電圧（すなわち、発電電圧）が減少することとなる。なお、車載電源システム１００の電気回路における合成抵抗は、蓄電池１１，１２の内部抵抗、ブロワモータ１４等の各電気負荷における抵抗により決定される。ブロワモータ１４への印加電圧（つまり、発電電圧）が、必要電圧を下回ると、前述したように、風量が弱くなるなど、ブロワモータ１４の動作が不安定となり、ドライバに不快感を与える可能性がある。

【0033】

そこで、本実施形態では、オルタネータ２０への必要電圧を満たしつつ、エンジン効率を向上させるため、ＥＣＵ５０に以下のような機能を備えることとした。すなわち、ＥＣＵ５０は、図１に示すように、発電電圧取得部５１、要求電圧取得部５２、及び電源制御部５３としての機能を備える。各種機能は、ＣＰＵが、各種メモリ等に記憶されたプログラムを実行することにより実現する。なお、これらの機能は、ハードウェアである電子回路によって実現されてもよく、あるいは、少なくとも一部をソフトウェア、すなわちコンピュータ上で実行される処理によって実現されてもよい。以下、これらの機能について詳しく説明する。

【0034】

発電電圧取得部５１としてのＥＣＵ５０は、オルタネータ２０の発電電圧を取得する。より詳しくは、ＥＣＵ５０は、エンジン効率に基づいて出力トルクを決定した後、決定した出力トルクに変更する前に、発電電圧を推定する。そして、ＥＣＵ５０は、推定された発電電圧を取得する。

【0035】

発電電圧の推定方法について説明する。電圧検出回路２１ａにより検出された現時点（出力トルク変化前）における発電電圧と、出力トルクのうち、発電トルクの変化量をパラメータとして、マップ演算等により、推定すればよい。発電トルクの変化量は、現時点の出力トルクからエンジン効率に基づいて決定された出力トルクを減算することにより、算出される。また、発電電圧の履歴に基づき、発電電圧を推定してもよい。また、発電電圧の推定方法は、これら以外の任意の方法でよい。例えば、これらのパラメータに他のパラメータを加えて、又は他のパラメータに基づいて推定してもよい。具体的には、電流検出回路２１ｂにより検出された発電電流、蓄電池１１，１２のＳＯＣ、ブロワモータ１４や電気負荷１５の駆動状態、スイッチＳＷ１，ＳＷ２のオンオフ状態等の他のパラメータを利用して、発電電圧を推定してもよい。また、各種パラメータに基づき、電気回路の合成抵抗などを算出して、推定してもよい。

【0036】

要求電圧取得部５２としてのＥＣＵ５０は、ブロワモータ１４から、ブロワモータ１４の駆動状態に関する情報を取得する。ブロワモータ１４の駆動状態とは、例えば、ブロワモータ１４のオンオフ、及び設定された風量等のことである。ＥＣＵ５０は、ブロワモータ１４の駆動状態に基づき、マップ演算等を行い、要求電圧を取得する。なお、ＥＣＵ５０は、ブロワモータ１４から、ブロワモータ１４の要求電圧そのものを取得してもよい。

【0037】

要求電圧は、ブロワモータ１４を適切に駆動させるために必要な必要電圧と一致させてもよいし、余裕（マージン）をもって必要電圧よりも高い電圧としてもよい。

【0038】

電源制御部５３としてのＥＣＵ５０は、オルタネータ２０が発電している場合、発電電圧取得部５１により取得された発電電圧と要求電圧取得部５２により取得された要求電圧とを比較する。そして、ＥＣＵ５０は、発電電圧と要求電圧との比較に基づき、オルタネータ２０とリチウムイオン蓄電池１１との間の通電及び通電遮断を切り替えるように、スイッチＳＷ１を制御する。より詳しくは、ＥＣＵ５０は、オルタネータ２０が発電を開始する場合、図３（ａ）に示すように、オルタネータ２０とリチウムイオン蓄電池１１との間を通電させるようにスイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御する。つまり、スイッチＳＷ１，ＳＷ２をオン状態とする。

【0039】

そして、ＥＣＵ５０は、発電中、オルタネータ２０とリチウムイオン蓄電池１１との間を通電させている場合に、発電電圧が要求電圧よりも小さい場合、オルタネータ２０とリチウムイオン蓄電池１１との間における通電を遮断するようにスイッチＳＷ１を制御する。つまり、図３（ｂ）に示すように、スイッチＳＷ２をオン状態とする一方、スイッチＳＷ１をオフ状態とする。なお、図示しないが、スイッチＳＷ２をオフ状態とする一方、スイッチＳＷ１をオン状態としてもよい。

【0040】

本実施形態において、ＥＣＵ５０は、発電トルクの変化に基づき発電電圧を推定し、推定した発電電圧と要求電圧とを比較している。このため、ＥＣＵ５０は、発電トルクの変化に伴い、発電電圧が要求電圧より小さくなると予測される場合に、オルタネータ２０とリチウムイオン蓄電池１１との間における通電を遮断するように、スイッチＳＷ１を制御していることとなる。

【0041】

これにより、オルタネータ２０から、内部抵抗が低いリチウムイオン蓄電池１１への通電が遮断される。一方、オルタネータ２０と鉛蓄電池１２との間は常時通電可能であるため、オルタネータ２０から内部抵抗が高い鉛蓄電池１２へ通電は、維持される。

【0042】

この状態に移行することにより、オルタネータ２０から各蓄電池１１，１２への通電が行われている場合と比較して、電気回路における合成抵抗が大きくなる。そして、発電電流が同じである場合、電気回路における合成抵抗が大きくなると、発電電圧は上昇する。よって、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の状態を切り替えて、電気回路における合成抵抗が大きくすることにより、発電トルクを減少させて発電電流を低下させる場合であっても、発電電圧の低下を抑制することができる。つまり、発電電圧が、要求電圧よりも小さくなることを抑制することができる。

【0043】

なお、本実施形態において、ＥＣＵ５０は、オルタネータ２０の発電を開始する場合、原則として、リチウムイオン蓄電池１１への充電を行う。ただし、ＳＯＣ（蓄電状態）が閾値（例えば、８０％）以上である場合等、リチウムイオン蓄電池１１を充電できない場合には、リチウムイオン蓄電池１１への通電を行わなくてもよい。

【0044】

また、本実施形態において、ＥＣＵ５０は、ブロワモータ１４が駆動状態（オン状態）である場合には、エンジン２００の出力トルクを利用してオルタネータ２０に発電（燃料発電）を行わせることとしている。この場合、ＥＣＵ５０は、発電中、発電トルクが所定トルク以下とならないように、発電トルクを制御する。所定トルクは、オルタネータ２０からリチウムイオン蓄電池１１への通電が遮断された場合であっても、発電電圧が要求電圧以上となるようなトルクであることが望ましい。

【0045】

ここで、ＥＣＵ５０により実行される電源制御処理について図４に示すフローチャートを用いてより詳しく説明する。電源制御処理は、発電中、所定の周期ごとに実行される。

【0046】

ＥＣＵ５０は、エンジン効率（燃費効率）を考慮して、エンジン動作点が高効率領域Ｆ０に近づくように、出力トルクを決定する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１についてより詳しく説明する。ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０１において、エンジン２００のエンジン回転速度と出力トルクとを取得し、それらのパラメータとしてエンジン動作点を特定する。そして、ＥＣＵ５０は、特定したエンジン動作点が高効率領域Ｆ０よりも低速側の点Ａである場合には、出力トルクを所定量だけ増加させることを決定する。つまり、発電トルクを所定量だけ増加させることを決定する。

【0047】

一方、ＥＣＵ５０は、特定したエンジン動作点が高効率領域Ｆ０よりも高速側の点Ｂである場合には、出力トルクのうち、発電トルクを所定量だけ減少させることを決定する。出力トルクを減少させる場合、発電トルクが所定トルク以下とならないように、出力トルクを決定する。出力トルクを減少させる場合、発電トルクが所定トルク以下となる場合には、出力トルクを維持することを決定する（減少させない）。また、ＥＣＵ５０は、特定したエンジン動作点が高効率領域Ｆ０内である場合には、出力トルクを維持することを決定する。

【0048】

次に、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０１において決定された出力トルクが、現在（すなわち、今回の電源制御処理前）における出力トルクに対して、増加するものであるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。つまり、発電トルクが増加するものであるか否かを判定する。

【0049】

この判定結果が肯定の場合、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０１で決定された出力トルクとなるように、エンジン２００を制御する（ステップＳ１０３）。つまり、出力トルクを増加させる。また、ＥＣＵ５０は、発電トルクが増加するように（エンジン負荷が増えるように）、オルタネータ２０を制御する。これにより、オルタネータ２０への発電トルクが増加し、発電電流が多くなる。発電電流が多くなる場合、蓄電池１１，１２を充電するために利用されるため、増加した発電電流が無駄になることはない。そして、ＥＣＵ５０は、電源制御処理を終了する。なお、発電電流が多くなる場合、発電電圧は上昇することとなるが、必要に応じてオルタネータ２０の励磁電流等を制御することにより、発電電圧の上昇を抑制してもよい。

【0050】

一方、ステップＳ１０２の判定結果が否定の場合、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０１において決定された出力トルクが、現在における出力トルクに対して、減少するものであるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。つまり、発電トルクが減少するものであるか否かを判定する。

【0051】

この判定結果が肯定の場合、ＥＣＵ５０は、発電電圧が要求電圧以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５について詳しく説明する。ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０５において、ブロワモータ１４の駆動状態に基づき、要求電圧を特定し、特定した要求電圧を取得する。また、ＥＣＵ５０は、電圧検出回路２１ａにより検出された発電電圧を入力する。そして、ＥＣＵ５０は、前述したように、検出された発電電圧や、決定された出力トルク等に基づき、当該出力トルクに変化した後における発電電圧を推定して、推定した発電電圧を取得する。そして、ＥＣＵ５０は、取得（推定）した発電電圧が、取得（特定）した要求電圧以上であるか否かを判定する。つまり、ステップＳ１０５では、出力トルク（発電トルク）の変化後における発電電圧を推定し、出力トルク変化後において、発電電圧が要求電圧以上であるか否かを判定している。

【0052】

この判定結果が肯定の場合、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０１で決定した出力トルクとなるように、エンジン２００を制御する（ステップＳ１０６）。また、発電トルクを減少させるようにオルタネータ２０を制御する。これにより、発電電流を減少させる。この場合、発電トルクを減少させても、発電電圧が要求電圧を下回ることはないと判定されているため、ブロワモータ１４の動作が不安定となることがない。そして、ＥＣＵ５０は、電源制御処理を終了する。

【0053】

一方、ステップＳ１０５の判定結果が否定の場合、ＥＣＵ５０は、リチウムイオン蓄電池１１が充電中であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。具体的には、ＥＣＵ５０は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の状態に基づいて、オルタネータ２０からリチウムイオン蓄電池１１への通電が行われているか否かを判定する。すなわち、ＥＣＵ５０は、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２が共にオン状態であるか否かを判定する。

【0054】

この判定結果が肯定の場合、ＥＣＵ５０は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が切り替え可能であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８の処理について詳しく説明する。発電電圧が所定の電圧値よりも高い場合、又は発電電流が所定の電流値よりも大きい場合に、図５に示すように、オルタネータ２０とリチウムイオン蓄電池１１との間の通電を遮断すると、電気回路上に、瞬間的に大きな電圧（サージ電圧）が発生する。瞬間的に大きな電圧が発生すると、電気回路を構成する回路素子に異常が発生する可能性がある。例えば、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の電圧耐性を超えるような電圧が瞬間的に生じた場合、スイッチＳＷ１，ＳＷ２が故障する可能性がある。

【0055】

そこで、ステップＳ１０８において、ＥＣＵ５０は、電圧検出回路２１ａから取得した発電電圧が所定の電圧値以下であって、かつ、電流検出回路２１ｂから取得した発電電流が所定の電流値以下であるか否かを判定する。この判定結果が肯定の場合、ＥＣＵ５０は、リチウムイオン蓄電池１１への通電遮断を許可する。つまり、スイッチＳＷ１をオフ状態に切り替えることを許可する。一方、この判定結果が否定の場合、ＥＣＵ５０は、リチウムイオン蓄電池１１への通電遮断を禁止する。つまり、スイッチＳＷ１をオフ状態に切り替えることを禁止する。これにより、瞬間的に回路素子や電気負荷の電圧耐性を超えるような大きな発電電圧が生じることを抑制し、回路素子や電気負荷（ＥＣＵ、オーディオ装置、ナビゲーション装置等）が故障することを抑制する。

【0056】

ステップＳ１０８の判定結果が否定の場合、ＥＣＵ５０は、一時的に発電トルクを減少させるため、エンジン２００の出力トルクを減少させる（ステップＳ１０９）。その際、ＥＣＵ５０は、発電トルクが減少するように、オルタネータ２０を制御する。そして、ＥＣＵ５０は、再びステップＳ１０８の処理を実行する。すなわち、発電電圧が所定の電圧値以下となって、かつ、発電電流が所定の電流値以下となるまで、エンジン２００の出力トルクを減少させて、発電トルクを減少させる。

【0057】

ステップＳ１０８の判定結果が肯定の場合、ＥＣＵ５０は、リチウムイオン蓄電池１１との間における通電を遮断するように、スイッチＳＷ１を制御する（ステップＳ１１０）。これにより、内部抵抗が低いリチウムイオン蓄電池１１への通電が遮断される。一方、オルタネータ２０から内部抵抗が高い鉛蓄電池１２への通電は維持されるため、オルタネータ２０から蓄電池１１，１２への通電が行われている場合と比較して、電気回路における合成抵抗が大きくなる。つまり、発電電圧が上昇する。

【0058】

次に、ＥＣＵ５０は、リチウムイオン蓄電池１１への通電が遮断された状態で、ステップＳ１０１で決定された出力トルクに変更した場合に、発電電圧が要求電圧以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１１）。ステップＳ１１１について詳しく説明する。ＥＣＵ５０は、リチウムイオン蓄電池１１への通電が遮断された状態において、ステップＳ１０１で決定された出力トルクと、スイッチＳＷ１をオフした後に検出された発電電圧に基づき、前述同様、出力トルクを変化させた後における発電電圧を推定し、取得する。なお、スイッチＳＷ１をオフしたことに基づく発電電圧の上昇量、及び出力トルクの低下に基づく発電電圧の低下量を推定し、スイッチＳＷ１をオフする前に検出された発電電圧に基づいて、出力トルクの変化後の発電電圧を推定してもよい。そして、ＥＣＵ５０は、取得（推定）した発電電圧が、取得した要求電圧以上であるか否かを判定する。

【0059】

ステップＳ１１１の判定結果が肯定の場合、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０６に移行し、決定した出力トルクとなるように、エンジン２００を制御する。

【0060】

一方、ステップＳ１１１又はステップＳ１０７の判定結果が否定の場合、ＥＣＵ５０は、現状の出力トルクを維持させ、そのまま電源制御処理を終了する。すなわち、出力トルクを下げることはない。また、ステップＳ１０４の判定結果が否定の場合、すなわち、出力トルクが変化しない場合、ＥＣＵ５０は、そのまま電源制御処理を終了する。

【0061】

上記電源制御処理を実行した場合における作用について図６に基づいて説明する。図６において、時点Ｔ０では、蓄電池１１，１２に対して充電していることを前提として説明する。また、時点Ｔ０では、図３（ａ）に示すように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン状態となっており、オルタネータ２０と各蓄電池１１，１２との間がそれぞれ通電している状態であることを前提として説明する。

【0062】

時点Ｔ０から車速（すなわち、エンジン回転速度）が上昇し、時点Ｔ１に達すると、エンジン効率の観点に基づき、出力トルクの低下が決定される。出力トルクの低下が決定されると、それに伴い、発電トルクが減少する。これにより、オルタネータ２０の発電電流が低下することとなる。

【0063】

しかしながら、時点Ｔ１において、図３（ｂ）に示すように、スイッチＳＷ１がオフされ、内部抵抗の低いリチウムイオン蓄電池１１への通電が遮断される（充電が停止される）。一方、内部抵抗の高い鉛蓄電池１２への通電は維持されるため、電気回路における合成抵抗が上昇する。これにより、時点Ｔ１において、発電トルクの低下に伴い発電電流が低下しても、発電電圧が低下することを抑制することができる。よって、ブロワモータ１４への印加電圧が要求電圧を下回ることを抑制できる。すなわち、風量が一定となる。

【0064】

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

【0065】

オルタネータ２０及びブロワモータ１４が電気的に接続されている電気回路において、内部抵抗を有する蓄電池１１，１２の通電及び通電遮断を制御することにより、電気回路における合成抵抗を変化させることができる。つまり、昇圧回路等を用いなくても、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を切り替えることにより、発電電圧を上昇させることが可能となる。そこで、ＥＣＵ５０は、出力トルクを利用して発電を行っている場合、発電電圧と要求電圧との比較に基づき、オルタネータ２０と蓄電池１１，１２との間の通電及び通電遮断を切り替えるように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御するようにした。これにより、昇圧回路等を設けなくても、電気負荷への印加電圧を適切に制御することが可能となる。つまり、エンジン効率を考慮して、出力トルクを減少させた場合であっても、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御することにより、発電電圧の低下を抑制することができる。これにより、ブロワモータ１４へ適切に電圧を印加することができ、動作が不安定となることを抑制できる。

【0066】

また、ＥＣＵ５０は、出力トルクを利用して発電を行う場合、オルタネータ２０とリチウムイオン蓄電池１１との間を通電させるようにスイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御する。そして、ＥＣＵ５０は、オルタネータ２０とリチウムイオン蓄電池１１との間を通電させている場合に、発電電圧が要求電圧よりも小さい場合、オルタネータ２０とリチウムイオン蓄電池１１との間における通電を遮断させるように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御する。このように、発電電圧が要求電圧以上である場合、オルタネータ２０とリチウムイオン蓄電池１１との間を通電させている。そして、各蓄電池１１，１２が共に接続されている場合、内部抵抗の低いリチウムイオン蓄電池１１へより大きな電流が流れる。つまり、充電量が多くなる。そして、内部抵抗が低いリチウムイオン蓄電池１１は、鉛蓄電池１２と比較して、エネルギ効率がよい蓄電池である。したがって、このように制御することにより、発電電圧が要求電圧以上である場合、効率よく充電を行うことができる。

【0067】

発電電圧が所定の電圧値よりも大きい場合、又は発電電流が所定の電流値よりも大きい場合、スイッチを切り替えると、切り替え時に瞬間的に大きな電圧（サージ電圧）が生じ、スイッチ等に異常が発生する可能性がある。そこで、ステップＳ１０８において示すように、ＥＣＵ５０は、発電電圧が所定の電圧値以下であって、かつ、発電電流が所定の電流値以下である場合に、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切り替えを許可することとした。これにより、スイッチＳＷ１，ＳＷ２等の回路素子の異常を抑制できる。

【0068】

そして、ＥＣＵ５０は、発電電圧が所定の電圧値よりも大きい場合、又は発電電流が所定の電流値よりも大きい場合、ステップＳ１０９において、エンジン２００の出力トルクを低下させることを指示する。このため、一時的に発電トルクを減少させることにより、発電電圧を所定の電圧値以下とし、かつ、発電電流が所定の電流値以下として、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を適切に切り替え、その後に、発電電圧を高くすることが可能となる。

【0069】

ＥＣＵ５０は、エンジン効率を考慮して、エンジン２００の出力トルク及びエンジン回転速度により特定されるエンジン動作点を調整すべく、出力トルクを制御する。これにより、ブロワモータ１４への要求電圧を満たしつつ、燃費効率を向上させることができる。

【0070】

ＥＣＵ５０は、出力トルクを変化させる前、決定された出力トルク等に基づいて、発電電圧を推定し、推定した発電電圧と要求電圧との比較に基づき、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御する。つまり、ＥＣＵ５０は、出力トルクの変化に伴い、発電電圧が要求電圧より小さくなると予測される場合に、オルタネータ２０とリチウムイオン蓄電池１１との間における通電を遮断するように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御している。そして、ＥＣＵ５０は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の制御が行われた後、決定された出力トルクとなるようにエンジン２００を制御している。すなわち、出力トルクを減少させて発電電圧が要求電圧よりも小さくなる前に、発電電圧を上昇させている。このため、発電電圧が要求電圧を一時的に下回ることを抑制することができる。

【0071】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の制御装置について説明する。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。第２実施形態では、図７に示すように、外部端子Ｐ２にブロワモータ１４及びオルタネータ２０を接続している。

【0072】

また、第２実施形態において、ＥＣＵ５０は、オルタネータ２０の発電を開始する場合、オルタネータ２０からリチウムイオン蓄電池１１への通電を行う一方、オルタネータ２０から鉛蓄電池１２への通電を遮断するように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御する。つまり、図８（ａ）に示すように、スイッチＳＷ２をオフ状態にする一方、スイッチＳＷ１をオン状態にする。

【0073】

また、第２実施形態のステップＳ１１０において、ＥＣＵ５０は、オルタネータ２０から鉛蓄電池１２への通電を行う一方、オルタネータ２０とリチウムイオン蓄電池１１との間における通電を遮断するようにスイッチＳＷ１、ＳＷ２を制御する。つまり、図８（ｂ）に示すように、スイッチＳＷ２をオン状態にする一方、スイッチＳＷ１をオフ状態にする。

【0074】

これにより、内部抵抗が低いリチウムイオン蓄電池１１への通電を遮断する一方で、内部抵抗が高い鉛蓄電池１２へ通電を開始することができる。つまり、オルタネータ２０からリチウムイオン蓄電池１１への通電が行われている場合と比較して、電気回路における合成抵抗を大きくして、発電電圧を上昇させることができる。

【0075】

第２実施形態では、以下のような優れた効果を得ることができる。

【0076】

第２実施形態において、ＥＣＵ５０は、出力トルクを利用して発電を行う場合、オルタネータ２０とリチウムイオン蓄電池１１との間を通電させるようにスイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御する。発電電圧が要求電圧以上である場合、エネルギ効率がよいリチウムイオン蓄電池１１だけを対象として充電を行うため、各蓄電池１１，１２に対して充電を行う場合と比較して、効率をよくすることができる。

【0077】

そして、ＥＣＵ５０は、発電電圧が要求電圧よりも小さい場合、オルタネータ２０とリチウムイオン蓄電池１１との間における通電を遮断させるとともに、オルタネータ２０と鉛蓄電池１２との間を通電させるようにスイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御する。このため、第２実施形態においても第１実施形態と同様に、エンジン効率に基づき出力トルクを減少させても、ブロワモータ１４の要求電圧を満たすように発電電圧の電圧低下を抑制できる。また、第１実施形態と同等の効果を得ることができる。

【0078】

なお、第２実施形態において、オルタネータ２０の発電を開始する場合、各蓄電池１１，１２に充電するようにしてもよい。つまり、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を共にオン状態にしてもよい。

【0079】

（他の実施形態）
上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

【0080】

・上記実施形態において、ＥＣＵ５０は、出力トルクが変化した後の発電電圧を推定し、推定した発電電圧と要求電圧とを比較した。この別例として、出力トルクを実際に変化させた後、電圧検出回路２１ａにより検出された発電電圧を取得し、当該発電電圧と要求電圧との比較に基づき、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御してもよい。

【0081】

図９に基づき詳しく説明する。図９に、この別例における電源制御処理のフローチャートを示す。まず、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０１と同様に、エンジン効率に基づき、出力トルクを決定する（ステップＳ２０１）。そして、ＥＣＵ５０は、決定された出力トルクとなるように、エンジン２００を制御する（ステップＳ２０２）。

【0082】

次に、ＥＣＵ５０は、電圧検出回路２１ａにより検出された発電電圧を取得し、取得した発電電圧が、要求電圧以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。なお、要求電圧の取得方法は、上記実施形態と同様である。

【0083】

ステップＳ２０３の判定結果が肯定の場合、ＥＣＵ５０は、別例における電源制御処理を終了する。一方、この判定結果が否定の場合、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２０４～Ｓ２０８の処理を実施する。ステップＳ２０４～２０８の処理は、ステップＳ１０７～Ｓ１１１は同様であるため、説明を省略する。

【0084】

また、ステップＳ２０４又はステップＳ２０８の判定結果が否定の場合、つまり、リチウムイオン蓄電池１１への通電遮断を行っても発電電圧が要求電圧よりも小さい場合、ＥＣＵ５０は、出力トルクの増加（上昇）を指示する（ステップＳ２０９）。また、ＥＣＵ５０は、発電トルクが増加するように、オルタネータ２０を制御する。これにより、エンジン効率を考慮して出力トルクを減少させ、一時的に発電電圧が要求電圧よりも小さくなったとしても、出力トルクを増加させて、早期に発電電圧を上昇させ、要求電圧以上とすることができる。このため、ブロワモータ１４に対して適切な電圧を印加することができる。このため、ＥＣＵ５０は、指示部としての機能を備える。

【0085】

・上記実施形態では、出力トルクを減少させる場合に、ＥＣＵ５０は、発電電圧と要求電圧との比較に基づき、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御していた。この別例として、出力トルクを変化させるか否かに関わらず、電圧検出回路２１ａにより検出された発電電圧と要求電圧とを比較し、発電電圧が要求電圧より小さくなった場合に、リチウムイオン蓄電池１１の通電を遮断するように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を制御してもよい。これにより、ブロワモータ１４の駆動状態により、要求電圧が変化し、要求電圧が発電電圧よりも大きくなったとしても、ＥＣＵ５０は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を切り替えることにより、発電電圧を上昇させ、ブロワモータ１４に適切な電圧を印加させることができる。

【0086】

・上記実施形態において、ＥＣＵ５０に、発電電圧が要求電圧よりも大きい場合、要求電圧に応じて発電電圧を調整すべく、オルタネータ２０への励磁電流を調整する発電機制御部を備えてもよい。これにより、要求電圧に応じた発電電圧を常に印加することができる。

【0087】

・上記実施形態において、所定の要求電圧を印加させる必要がある電気負荷として、ブロワモータ１４以外の装置を採用してもよい。例えば、ヘッドライトなど、電圧によって輝度が変化する照明装置であってもよい。また、例えば、空調装置であってもよい。

【0088】

・上記実施形態において、ＥＣＵ５０の機能を、複数のＥＣＵに分けて備えさせてもよい。例えば、発電電圧取得部５１、要求電圧取得部５２及び電源制御部５３を別のＥＣＵに備えてもよい。

【0089】

・上記実施形態では、ＥＣＵ５０は、ブロワモータ１４が駆動状態（オン状態）である場合に、オルタネータ２０に発電（燃料発電）を行わせていたが、要求電圧に基づき、発電を行わせてもよい。例えば、要求電圧が、蓄電池１１，１２の放電電圧（又は定格電圧）以上である場合に、発電を行わせるようにしてもよい。

【0090】

・上記実施形態において、発電トルクの下限が、オルタネータ２０からリチウムイオン蓄電池１１への通電が遮断された状態において、発電電圧が要求電圧以上となるようなトルクである場合、ステップＳ１１１及びステップＳ２０８における処理を省略してもよい。つまり、リチウムイオン蓄電池１１への通電が遮断された状態であれば、必ず発電電圧が要求電圧以上となることが事前に定められている場合、通電遮断後に、発電電圧と要求電圧とを比較しなくてもよい。

【0091】

・上記実施形態において、電池ユニットＵの構成を変更してもよい。例えば、図１０に示すように、電気経路Ｌ１，Ｌ２に並列となる電気経路Ｌ４を設け、電気経路Ｌ４にスイッチＳＷ３，ＳＷ４を設けてもよい。そして、スイッチＳＷ３とスイッチＳＷ４との間に接続された外部端子Ｐ３に電気負荷１５を接続し、外部端子Ｐ１にスタータ１３、鉛蓄電池１２及びブロワモータ１４を接続し、外部端子Ｐ２にオルタネータ２０等の発電機を接続してもよい。これにより、蓄電池１１，１２を選択的に充放電することができる。

【0092】

・上記実施形態のステップＳ１０５，Ｓ１１１において、トルク変化後の発電電圧を推定し、推定した発電電圧を比較していたが、電圧検出回路２１ａにより検出された発電電圧を要求電圧に対して比較してもよい。この場合、必要電圧よりも高い電圧を要求電圧として設定することが望ましい。これにより、発電電圧が要求電圧よりも小さくなっても、発電電圧が必要電圧よりも小さくなることを抑制し、ブロワモータ１４の動作が不安定となることを抑制できる。

【0093】

・上記実施形態では、発電電圧を推定したが、推定しなくてもよい。この場合、ステップＳ１０５，Ｓ１１１，Ｓ２０３，Ｓ２０８において、ＥＣＵ５０は、電圧検出回路２１ａにより検出された発電電圧と、要求電圧とを比較すればよい。

【0094】

・上記実施形態において、電気負荷１５を、外部端子Ｐ２の側の電気経路に接続していたが、外部端子Ｐ１の側の電気経路に接続してもよい。

【符号の説明】

【0095】

１１…リチウムイオン蓄電池、１２…鉛蓄電池、２０…オルタネータ、５０…ＥＣＵ、５１…発電電圧取得部、５２…要求電圧取得部、５３…電源制御部、１００…車載電源システム、２００…エンジン、Ｎ２…接続点、ＳＷ１…スイッチ、ＳＷ２…スイッチ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】