JP2008149894A

JP2008149894A - 車両用電源装置

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Publication number: JP2008149894A
Application number: JP2006339925A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Aoyama; 潔青山; Hiroshi Tamura; 博志田村; Akira Kato; 章加藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2008-07-03
Also published as: CN101239591B; CN101239591A; US20080215199A1; DE102007060691A1

Abstract

【課題】目標電費ＣＰと発電電力ＷＧとの比較結果に基づいて発電電力ＷＧを調整する電費低減型発電制御により優れた電費低減効果を実現できる車両用二電圧型電源装置を提供することをその目的としている。
【解決手段】バッテリ特性に応じて決定された目標電費ＣＰと発電機の発電電費Ｃｇとの比較結果に基づいて発電電力ＷＧを調整する電費低減型発電制御を、車両用二電圧型電源装置の各電圧系にそれぞれ適用する。更に、両電圧系の目標電費ＣＰを比較した結果に基づいて発電電力の供給をより強く必要とする系に優先的に発電電力を給電する。これにより、互いに種類が異なるバッテリを各系が装備していても、目標電費ＣＰと発電電費Ｃｇとの比較結果による発電電力ＷＧの調節を行う電費低減型発電制御を、両系に適切に適用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電機及びバッテリをそれぞれ有し互いに異なる電圧で運営される複数の電源系からなる車両用電源装置に関し、詳しくは電費低減型発電制御を行う車両用電源装置に関する。

近年の燃料価格の高騰により車両燃費低減の重要性がますます増大している。この燃費低減を目的として、バッテリのＳＯＣの関数としての目標電費ＣＰを算出し、この目標電費ＣＰと発電電費Ｃｇとを比較して発電電費Ｃｇが安い場合には発電を促進し、発電電費Ｃｇが高い場合には発電を抑制する電費低減型発電制御が本出願人により提案されている。この電費低減型発電制御によれば、発電電費Ｃｇが安い時には増強された発電電力でバッテリを充電し、発電電費Ｃｇが高い場合には抑制された発電電力を補うべくバッテリの蓄電電力が用いられる。

この種の電費低減型発電制御の一例が下記の特許文献に記載されている。

また、従来より、車両用二電圧型電源装置が下記の特許文献２などに提案されている。車両用二電圧型電源装置は、高電圧発電機と高電圧バッテリと有して高電圧負荷に高電圧で給電する高電圧電源系と、低電圧発電機と低電圧バッテリと有して低電圧負荷に低電圧で給電する低電圧電源系と、電力融通のために両電源系間を接続するＤＣＤＣコンバータとを備えている。この車両用二電圧型電源装置は、電源電圧の増大により電力損失を低減して燃費改善することができる。
特開２００４−２６０９０８号公報特開２００１−３０９５７４号公報

しかしながら、上記した車両用二電圧型電源装置は、バッテリ及び発電機をそれぞれ複数もつため、上記した電費低減型発電制御を単純に適用できないという問題があり、その結果として電費低減型発電制御の適用により期待した燃費低減効果が得られない可能性があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、電費低減型発電制御により優れた電費低減効果を実現できる車両用二電圧型電源装置を提供することをその目的としている。

上記課題を解決する本発明の車両用二電圧型電源装置は、エンジンにより駆動される高電圧側発電機及び低電圧側発電機と、高電圧側負荷とともに前記高電圧側発電機から給電される高電圧側バッテリと、低電圧側負荷とともに前記低電圧側発電機から給電される低電圧側バッテリと、前記両発電機の発電を制御する制御部とを有する車両用二電圧型電源装置において、前記制御部が、前記低電圧側バッテリの蓄電状態に対して負の相関をもつ量である低電圧側目標電費ＣＰ１と前記低電圧側バッテリの蓄電状態との関係を記憶し、前記高電圧側バッテリの蓄電状態に対して負の相関をもつ量である高電圧側目標電費ＣＰ２と前記高電圧側バッテリの蓄電状態との関係を記憶し、検出した前記両バッテリの充放電状態を示す電気量に基づいて前記両バッテリの蓄電状態を求め、求めた前記両バッテリの蓄電状態と前記関係とにより低電圧側目標電費ＣＰ１及び高電圧側目標電費ＣＰ２を求め、求めた両目標電費ＣＰ１、ＣＰ２を比較し、高電圧側目標電費ＣＰ２が低電圧側目標電費ＣＰ１よりも低い場合に前記高電圧側発電機の発電電力をまず所定範囲内にて高電圧側目標電費ＣＰ２に基づいて決定した後、前記低電圧側発電機の発電電力を所定の範囲内にて低電圧側目標電費ＣＰ１に基づいて決定する高電圧側優先電力配分処理を実行し、高電圧側目標電費ＣＰ２が低電圧側目標電費ＣＰ１よりも低くない場合に前記低電圧側発電機の発電電力をまず所定範囲内にて低電圧側目標電費ＣＰ１に基づいて決定した後、前記高電圧側発電機の発電電力を所定の範囲内にて高電圧側目標電費ＣＰ２に基づいて決定する低電圧側優先電力配分処理を実行することを特徴としている。

すなわち、この発明は、車両用二電圧型電源装置に適用される電費低減型発電制御であって、高電圧系（高電圧電源系とも言う）と低電圧系（低電圧電源系）との目標電費ＣＰをそれぞれ求め、目標電費ＣＰが高い方の電圧系に発電電力を優先配分して高電圧発電電力を目標電費ＣＰ２に応じて調整し、残りの発電可能電力を目標電費ＣＰが低い方の電圧系に配分して低電圧発電電力を目標電費ＣＰ１に応じて調整する。このようにすれば、目標電費ＣＰが高く、発電電力要求度合いが強い系に優先して発電電力を回すことができるため、発電電力要求度合いが強い系の電費低減型発電制御（目標電費ＣＰを用いた発電電力制御）の効果を増大でき、その結果として車両用二電圧型電源装置全体の燃費節減効果を向上することができる。

態様１において、前記制御部は、予め前記低電圧側バッテリの放電可能電力と前記低電圧側負荷の消費電力との差を埋める低電圧側不足電力Ｗｆ１を算出し、前記高電圧側優先電力配分処理の実行に際して、低電圧側不足電力Ｗｆ１を発電した場合における前記高電圧側発電機の発電電費Ｃｇの特性を、入力された前記エンジンの運転状態に基づいて求め、前記高電圧側発電機の発電電費Ｃｇと高電圧側目標電費ＣＰ２との比較結果に基づいて前記高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２を決定する。

すなわち、この態様１では、低電圧側電圧系に最低必要な低電圧側不足電力Ｗｆ１を少なくとも発電していると仮定した状態にて、高電圧側発電機の発電電費Ｃｇと目標電費ＣＰ２との比較結果により高電圧側発電電力ＷＧ２を決定するため、低電圧側電圧系の発電状況を加味した高電圧側発電機の発電電費Ｃｇを算出でき、精度に優れた電費低減型発電制御を高電圧側電圧系に適用することができる。

態様２は態様１において、前記制御部は、前記高電圧側バッテリの放電可能電力と前記高電圧側負荷の消費電力との差を埋める高電圧側不足電力Ｗｆ２を算出し、前記高電圧側優先電力配分処理に際して、前記低電圧側発電機が低電圧側不足電力Ｗｆ１で発電し、かつ、前記高電圧側発電機がその最大発電電力Ｗｇ２ｍａｘ以下で発電する際の前記発電電費Ｃｇの最小値Ｃｇｍｉｎを前記特性から求め、最小値Ｃｇｍｉｎと高電圧側目標電費ＣＰ２とを比較し、最小値Ｃｇｍｉｎが高電圧側目標電費ＣＰ２より大きい場合に前記高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２を高電圧側不足電力Ｗｆ２に略等しい値に設定する。

このようにすれば、高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２を適切に決定できるため、高電圧側電圧系の電費を良好に低減することができる。

態様３は態様２において、前記制御部は、前記高電圧側優先電力配分処理に際して、前記高電圧側発電機が最大発電電力Ｗｇ２ｍａｘで発電する際の前記発電電費Ｃｇである発電電費Ｃｇｆｕｌｌを前記特性から求め、高電圧側目標電費ＣＰ２がＣｇｆｕｌｌ以上の場合に前記高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２を最大発電電力Ｗｇ２ｍａｘに略等しい値に設定する。

態様４は態様３において、前記制御部は、前記高電圧側優先電力配分処理に際して、高電圧側目標電費ＣＰ２での発電電力Ｗｃｐ２を前記特性から求め、Ｗｃｐ２と高電圧側不足電力Ｗｆ２とを比較し、Ｗｆ２がＷｃｐ２以上の場合に前記高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２をＷｆ２に略等しい値に設定する。

このようにすれば、高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２を適切に決定できるため、高電圧側電圧系の電気負荷へ安定した電力を供給することができる。

態様５は態様４において、前記制御部は、前記高電圧側優先電力配分処理に際して、Ｗｆ２がＷｃｐ２未満の場合に前記高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２をＷｃｐ２に略等しい値に設定する。

態様６は態様５において、前記制御部は、前記高電圧側優先電力配分処理における前記高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２の決定の後、前記低電圧側発電機の発電電力ＷＧ１を決定する。

このようにすれば、高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２及び低電圧側発電機の発電電力ＷＧ１を適切に決定できるため、高電圧側電圧系の電費を良好に低減することができる。

態様７は態様１において、前記制御部部は、前記高電圧側優先電力配分処理に際して、前記高電圧側発電機が発電電力ＷＧ２で発電した場合における前記低電圧発電機の発電電費Ｃｇの特性を、入力された前記エンジンの運転状態に基づいて求め、前記低電圧側発電機がその最大発電電力Ｗｇ１ｍａｘ以下で発電する際の前記発電電費Ｃｇの最小値Ｃｇｍｉｎを前記特性から求め、最小値Ｃｇｍｉｎと低電圧側目標電費ＣＰ１とを比較し、最小値Ｃｇｍｉｎが低電圧側目標電費ＣＰ１より大きい場合に前記低電圧側発電機の発電電力ＷＧ１を低電圧側不足電力Ｗｆ１に略等しい値に設定する。

態様８は態様７において、前記制御部は、前記高電圧側優先電力配分処理に際して、前記低電圧側発電機が最大発電電力Ｗｇ１ｍａｘで発電する際の前記発電電費Ｃｇである発電電費Ｃｇｆｕｌｌを前記特性から求め、低電圧側目標電費ＣＰ１がＣｇｆｕｌｌ以上の場合に前記低電圧側発電機の発電電力ＷＧ１を最大発電電力Ｗｇ１ｍａｘに略等しい値に設定する。

態様９は態様８において、前記制御部は、前記高電圧側優先電力配分処理に際して、低電圧側目標電費ＣＰ１での発電電力Ｗｃｐ１を前記特性から求め、Ｗｃｐ１と低電圧側不足電力Ｗｆ１とを比較し、Ｗｆ１がＷｃｐ１以上の場合に前記低電圧側発電機の発電電力ＷＧ１をＷｆ１に略等しい値に設定する。

このようにすれば、高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２及び低電圧側発電機の発電電力ＷＧ１を適切に決定できるため、高電圧側電圧系の電気負荷へ安定した電力を供給することができる。

態様１０は態様９において、前記制御部は、前記高電圧側優先電力配分処理に際して、Ｗｆ１がＷｃｐ１未満の場合に前記低電圧側発電機の発電電力ＷＧ１をＷｃｐ１に略等しい値に設定する。

態様１１は態様１において、前記両電力配分処理において、予め記憶する前記両発電機の合計の発電電力と発電電費Ｃｇとの関係と、所定値であると仮定した前記両発電機の一方の発電電力とに基づいて、前記両発電機の他方の発電電力の発電電費Ｃｇを求める。これにより、両電圧系の目標電費ＣＰと発電電力ＷＧとの比較結果に基づく発電電力の決定を円滑に行うことができ、車両用二電圧型電源装置の各電源系の電費低減型発電制御（目標電費ＣＰと発電電力ＷＧとの比較による発電電力ＷＧの制御）が可能となる。

本発明の車両用二電圧型電源装置の好適な実施態様を図面を参照して以下説明する。ただし、本発明は下記の実施態様に限定されるものでなく、本発明の技術思想を公知の技術要素の組み合わせにより実現できることは言うまでもない。

この実施形態の車両用二電圧型電源装置の回路構成を図１を参照して説明する。

（電力系の説明）
まず、その電力系について説明する。

１は定格電圧１４Vの第１バッテリ、２は定格電圧４２Vの第２バッテリ、３は両バッテリ１、２間の電力授受を行う直流電力伝送装置、４は２つの異なる電圧を出力するタンデム式の２電圧型の発電機、５は低電圧で動作する通常負荷とも呼ぶ低電圧負荷群、６は高電圧で動作する段電力負荷とも呼ぶ高電圧負荷群、７は低電圧電力ライン（低電圧側電源ラインとも呼ぶ）、８は高電圧電力ライン（高電圧側電源ラインとも呼ぶ）である。

２電圧型の発電機４は、共通の回転軸を通じてエンジン９により駆動される低電圧発電部４aと高電圧発電部４bとを備えるいわゆるタンデム式発電機により構成されている。

第１バッテリ１、２電圧型の発電機４の低電圧発電部４a、低電圧負荷群５は、低電圧電源系を構成している。第２バッテリ２、２電圧型の発電機４の高電圧発電部４b、高電圧負荷群６は、高電圧電源系を構成している。

第１バッテリ１は、定格電圧１４Vの鉛バッテリにより構成されている。第１バッテリ１の正極は低電圧側電源ライン７に接続され、負極は接地されている。低電圧側電源ライン７は２電圧型発電機４の低電圧出力端４Aから給電され、低電圧負荷群５に給電している。低電圧負荷群５は、低電源電圧での運転が要求される低電圧負荷（通常負荷とも呼ぶ）L1〜Lｎにより構成されている。低電圧負荷L１〜Lｎとしては、たとえば、通信装置、制御装置、放送受信装置などの電子装置やヘッドランプなどが採用されている。

第２バッテリ２は、鉛バッテリよりも充放電サイクルの経過による劣化が少ない定格電圧４２Vのリチウム二次電池により構成され、その正極は高電圧側電源ライン８に接続され、負極は接地されている。第２バッテリ２をリチウム二次電池ではなく、たとえば電気二重層コンデンサなどの他種類の蓄電手段により構成してもよい。高電圧側電源ライン８は２電圧型発電機４の高電圧出力端４Bから給電され、高電圧負荷群６に給電している。高電圧負荷群６は、高電源電圧での運転が要求される高電圧負荷（大電力負荷とも呼ぶ）H1〜Hmにより構成されている。この高電圧負荷H1〜Hmとしては、たとえばヒータ、エアコン用モータ、電動パワーステアリング用等各種モータなどが採用されている。

直流電力伝送装置３は、ＤＣＤＣコンバータにより構成されているが、いわゆるスイッチングレギュレータなどにより構成しても良い。直流電力伝送装置３は、双方向送電可能な回路構成とされているが、単方向送電型のものでもよい。この種の双方向あるいは単方向送電型のＤＣＤＣコンバータの回路構成及び動作は周知であり、かつ、本発明の要旨ではないため、これ以上の説明は省略する。

（制御系の説明）
次に、制御系について説明する。制御系は、後述する制御手段群とセンサ群とを有している。

１０は電源制御手段（電源コントローラとも言う）、１１は発電制御手段（レギュレータとも言う）、１３は高電圧負荷制御手段（高電圧負荷コントローラとも言う）、１４はエンジン制御手段（エンジンコントローラとも言う）、１３０は低電圧負荷制御手段（低電圧負荷コントローラとも言う）である。これら電源コントローラ１０、レギュレータ１１、高電圧負荷コントローラ１３、エンジンコントローラ１４及び低電圧負荷コントローラ１３０は、本発明で言う制御装置を構成している。高電圧負荷コントローラ１３は高電圧負荷群６への配電制御を集中して行い、低電圧負荷コントローラ１３０は低電圧負荷群５への配電制御を集中して行っている。

センサ群は、低電圧系側の発電電流検出用の電流センサ１５、高電圧系側の発電電流検出用の電流センサ１６、第２バッテリ状態検知手段（高電圧バッテリモニタとも言う）１８、第１バッテリ状態検知手段（低電圧バッテリモニタとも言う）１８０、第２バッテリ２の充放電電流検出用の電流センサ２０、第１バッテリ１の充放電電流検出用の電流センサ２００、アクセルセンサ２１、ブレーキセンサ２２を含んでいる。もちろん、センサ群はその他のセンサを含んでも良い。

電流センサ１５は、２電圧型発電機４の低電圧発電部４ａから低電圧側電源ライン７へ出力される発電電流を検出し、検出したデータを電源コントローラ１０に送信する。電流センサ１６は、２電圧型発電機４の高電圧発電部４ｂから高電圧側電源ライン８へ出力される発電電流を検出し、検出したデータを電源コントローラ１０に送信する。

なお、２電圧型発電機４の高電圧発電部４ｂに通常のダイオード式三相全波整流器（いわゆるレクチファイア）の代わりに三相インバータを採用すると、高電圧発電部４ｂを電動動作させて、エンジン９をトルクアシストすることができる。この場合、電流センサ１６は高電圧発電部４ｂへの入力電流を検出することになる。

第２バッテリモニタ１８は、電流センサ２０が検出した第２バッテリ２の充放電電流や温度などの情報を検出して電源コントローラ１０へ送信する。この実施例では、第２バッテリモニタ１８は、第２バッテリ２の充放電電流等に基づいて第２バッテリ２のＳＯＣを算出する。

第１バッテリモニタ１８０は、電流センサ２００が検出した第１バッテリ２の充放電電流や温度などの情報を検出して電源コントローラ１０へ送信する。この実施例では、第１バッテリモニタ１８０は、第１バッテリ２の充放電電流等に基づいて第１バッテリ２のＳＯＣを算出する。もちろん、上記したＳＯＣ算出を電源コントローラ１０にて行っても良い。

アクセルセンサ２１やブレーキセンサ２２のペダル踏量も電源コントローラ１０へ送信される。アクセルセンサ２１が検出したアクセルペダル踏量の代わりにスロットルセンサで検出したスロットル開度を電源コントローラ１０に送信してもよい。これらアクセルセンサ２１やブレーキセンサ２２のペダル踏量により、回生制動の必要性やトルクアシストの必要性を判定し、この判定結果に基づいて２電圧型発電機４の高電圧発電部４ｂの発電制御又は電動制御がなされる。

電源コントローラ１０は、上記センサ群から得たデータや、高電圧負荷コントローラ１３、低電圧負荷コントローラ１３０及びエンジンコントローラ１４から得たデータに基づいて、レギュレータ１１にその発電量を指令するとともに、エンジンコントローラ１４に発電のための要求トルクを指令し、直流電力伝送装置３に電力伝送量を指令する。また、電源コントローラ１０は、高電圧負荷コントローラ１３との間で高電圧負荷H１〜Hmの状態検出と消費電力分配制御のためのデータ授受を行い、低電圧負荷コントローラ１３０との間で低電圧負荷L１〜L ｎの状態検出と消費電力分配制御のためのデータ授受を行う。なお、上記トルクアシストの場合には、上記発電量は負値となる。

レギュレータ１１は、２電圧型発電機４の発電を制御する。この実施例の２電圧型発電機４は、発電量を互いに独立調整可能な低電圧発電部４aと高電圧発電部４bとを有する１軸のタンデム式発電機である。このため、電源コントローラ１０は、低電圧電源系のための発電量指令（低電圧発電量指令とも言う）と、高電圧電源系のための発電量指令（高電圧発電量指令とも言う）とを出力する。

この実施形態では、電源コントローラ１０により演算される低電圧電源系のための発電量指令（低電圧発電量指令）及び高電圧電源系のための発電量指令（高電圧発電量指令）は、電費低減型発電制御により演算される。この電費低減型発電制御の詳細については後述するものとする。

高電圧負荷コントローラ１３は、各高電圧負荷H１〜Hmの電力消費を調整するコントローラである。各高電圧負荷H１〜Hmはそれぞれ複数の電気負荷を含んでいても良い。この実施例では、高電圧負荷コントローラ１３は、高電圧負荷H１〜Hmへの給電を個別に制御する回路構成を採用している。他の形態として、高電圧負荷コントローラ１３が各高電圧負荷H１〜Hmの消費電力を検出する回路構成としてもよい。いずれにせよ、少なくとも各高電圧負荷H１〜Hmの消費電力の把握が好適であるが、単に各高電圧負荷H１〜Hmの消費電力合計を検出するだけなら、電流センサ１６が検出する発電電流値と、電流センサ２０が検出する第２バッテリ２の充放電電流値との差を検出すればよい。ただし、この場合、直流電力伝送装置３の送電は想定していない。高電圧負荷コントローラ１３が各高電圧負荷H１〜Hmを個別制御する場合、この個別制御（配電制御とも言う）は、開閉という単純な配電制御の他、スイッチング制御による連続的な消費電力調節を行っても良い。配電制御として、各高電圧負荷H１〜Hmのうち優先順位の高い負荷から優先的に電力を供給する公知の優先順配電制御を採用しても良い。その他、高電圧負荷コントローラ１３を省略して各高電圧負荷H１〜Hmの電力消費の調整すなわち集中的な配電制御を廃止してもよい。

低電圧負荷コントローラ１３０は、各低電圧負荷L１〜L ｎの電力消費を調整するコントローラである。各低電圧負荷L１〜L ｎはそれぞれ複数の電気負荷を含んでいても良い。この実施例では、低電圧負荷コントローラ１３０は、低電圧負荷L１〜L ｎへの給電を個別に制御する回路構成を採用している。他の形態として、低電圧負荷コントローラ１３０が各低電圧負荷L１〜L ｎの消費電力を検出する回路構成としてもよい。いずれにせよ、少なくとも各低電圧負荷L１〜L ｎの消費電力の把握が好適であるが、単に各低電圧負荷L１〜L ｎの消費電力合計を検出するだけなら、電流センサ１５が検出する発電電流値と、電流センサ２００が検出する第１バッテリ１の充放電電流値との差を検出すればよい。ただし、この場合、直流電力伝送装置３の送電は想定していない。低電圧負荷コントローラ１３０が各低電圧負荷L１〜L ｎを個別制御する場合、この個別制御（配電制御とも言う）は、開閉という単純な配電制御の他、スイッチング制御による連続的な消費電力調節を行っても良い。配電制御として、各低電圧負荷L１〜L ｎのうち優先順位の高い負荷から優先的に電力を供給する公知の優先順配電制御を採用しても良い。その他、低電圧負荷コントローラ１３０を省略して各低電圧負荷L１〜L ｎの電力消費の調整すなわち集中的な配電制御を廃止してもよい。

エンジンコントローラ１４は、電源コントローラ１０から後述する目標電費を受け取るとともに、この目標電費を達成可能な範囲にて２電圧型発電機４に割り当てるトルク範囲である許可トルクを算出し、算出した許可トルクを電源コントローラ１０に出力する。

電源コントローラ１０は、受け取った許可トルクの範囲にて２電圧型発電機４に割り当てるトルクである要求トルクを最終的に決定し、この要求トルクをエンジンコントローラ１４に伝達する。エンジンコントローラ１４は受け取った要求トルクに対応するエンジントルクを２電圧型発電機４の駆動のために発生するべく燃料供給などを制御する。

電源コントローラ１０は、エンジンコントローラ１４に要求した要求トルクにより発電可能な発電量（発電電力）に相当する上記高電圧発電量指令及び低電圧発電量指令をレギュレータ１１に送信する。レギュレータ１１は、低電圧発電量指令に相当する発電を低電圧発電部４aに指令し、高電圧発電量指令に相当する発電を高電圧発電部４bに指令する。

その他、電源コントローラ１０は、低電圧電源系と高電圧電源系との間での電力融通を制御する。

（電費低減型発電制御）
以下、この実施例の特徴をなす電費低減型発電制御について説明する。

（電費低減型発電制御の基本例の説明）
まず、この実施例の基本となる電費低減型発電制御の基本思想について以下に簡単に説明する。

電費低減型発電制御では、発電電費（単に電費とも言う）Ｃｇ及び目標電費ＣＰを用いて発電を制御する。

発電電費Ｃｇとは、発電機の単位電力の発電に要するコストであり、たとえば発電電力１ｋＷｈ当たりの燃料消費量として表される。発電電費Ｃｇは、エンジン運転状態などにより種々異なる。発電電費Ｃｇは、エンジンの各回転数やトルクなどのエンジン状態により変動する。そこでこれらのエンジン状態と発電電費Ｃｇとの関係を示すマップを記憶しておき、このマップに現在のエンジン状態を入力すれば現在の発電電費Ｃｇを算出することができる。

目標電費ＣＰとは、電源系の電力供給手段兼電力消費手段でもあるバッテリのＳＯＣを変数とする関数（目標電費関数と呼ぶこともできる）として定義される。言い換えれば、目標電費ＣＰとは、バッテリを発電手段の一つとして考えた場合のその発電電費である。目標電費ＣＰすなわちバッテリ電費が発電機電費よりも低ければ、発電機の発電を削減し、バッテリの放電を促進すべきである。目標電費ＣＰすなわちバッテリ電費が発電機電費よりも高ければ、発電機の発電を増大し、バッテリの充電を促進すべきである。バッテリは、ある中間的なＳＯＣ範囲で運転されることが好適であることは言うまでもない。したがって、バッテリのＳＯＣがこのＳＯＣ範囲よりも充電側にシフトした場合にはその放電が望ましく、バッテリのＳＯＣがこのＳＯＣ範囲よりも放電側にシフトした場合にはその充電が望ましい。バッテリの放電は発電機の発電量の削減を生じさせ、バッテリの充電は発電機の発電量の増加を生じさせるべきである。

したがって、目標電費ＣＰは、ＳＯＣに対して負の相関関係をもつように上記目標電費関数は設定される。すなわち、ＳＯＣが小さい場合には目標電費ＣＰが高くなり、ＳＯＣが大きい場合には目標電費ＣＰが低くなるように上記目標電費関数は設定される。過去の履歴などに基づいて最適な目標電費関数の形状を学習することも可能である。

上記目標電費ＣＰ及び発電電費Ｃｇを算出し、両者を比較して発電機の発電量を制御すれば、車両の運転状態により発電電費Ｃｇが非常に安い（たとえば回生制動時など）場合には発電機の発電を大幅に増強してバッテリに蓄電し、車両の運転状態により発電電費Ｃｇが非常に高い（急坂登坂時など）場合には発電機の発電を大幅に削減してバッテリから放電する制御を、経済的に最適に実施することができるわけである。

（この実施形態の電費低減型発電制御の概要）
２種類のバッテリをもつ車両用電源系に上記した電費低減型発電制御を適用するには、これら２種類のバッテリの蓄電容量を加算してこれら２つのバッテリを１つの合成されたバッテリと見なし、この合成されたバッテリのＳＯＣに応じて目標電費ＣＰを求め、この目標電費ＣＰと発電電費Ｃｇとを比較する電費低減型発電制御を行うのが最も簡単である。

しかしながら、この場合には、次の問題が生じることがわかった。すなわち、各バッテリは、それぞれ異なるＳＯＣ値をもつ他、バッテリの種類やその経年劣化の違いにより使用に好適なＳＯＣ範囲が異なる。たとえば鉛蓄電池をバッテリとして使用する場合におけるＳＯＣに対する目標電費ＣＰの好適特性を図２に示し、リチウム電池をバッテリとして使用する場合のＳＯＣに対する目標電費ＣＰの好適特性を図３に示す。鉛電池は劣化に対する配慮から使用に好適なＳＯＣ範囲が狭く、それに対してリチウム電池の使用に好適なＳＯＣ範囲は広いことがわかる。

したがって、上記のように、これら２つのバッテリを１つのバッテリと見なして、車両用電源系に対して単一の電費低減型発電制御を行うことは、２種類のバッテリの両方に好適な条件にて目標電費ＣＰを設定する結果として、２つのバッテリのＳＯＣ合計に対する電費低減型発電制御の目標電費は、図４に示すようにこのＳＯＣ合計に対して非常に狭い範囲となってしまう。このことは、リチウム電池の蓄電能力を有効利用できないことを意味する。

また、複数バッテリをもつ車両用二電圧電源系の各電源系はそれぞれ発電機をもつが、各発電機の発電電費は発電効率の差異などにより同じでない。このことは、これら二つの電源系を一緒にした電費低減型発電制御による発電電費低減効果が損なわれることを意味する。

（この実施形態の電費低減型発電制御の具体的な説明）
この実施形態では、車両用二電圧型電源装置の二つのバッテリ及び二つの発電機をそれぞれ一つのバッテリ及び一つの発電機に等価して既述の電費低減型発電制御を行う場合に生じる上記問題点を解決するために、車両用２電源系をなす高電圧電源系及び低電圧電源系の両方を、それぞれ異なる目標電費を用いて電費低減型発電制御する点にある。

更に具体的に説明すると、二つの電源系にそれぞれ異なる目標電費を与え、各電源系の目標電費ＣＰを自己に所属するバッテリのＳＯＣを変数として算出し、それぞれ独立に電費低減型発電制御可能としておく。更にその上で、発電電力をより好適な電源系に配分するようにすれば、車両用二電圧型電源装置全体として最善の燃費低減効果低下を期待できるという技術思想に基づいて、この実施形態の電費低減型発電制御動作は創案されたものである。

以下、この実施形態の電費低減型発電制御の具体例をフローチャートを参照して説明する。なお、以下で言う低電圧側電源系とは低電圧側電源ライン７に接続される各電気機器により構成される電力系を言い、高電圧電源系とは高電圧側電源ライン８に接続される各電気機器により構成される電力系を言う。

（低電圧側発電電力要求値ＷＧ１及び高電圧側発電電力要求値ＷＧ２の決定）
まず、ステップＳ１００、Ｓ１０２にて、低電圧側不足電力Ｗｆ１及び高電圧側不足電力Ｗｆ２を算出する。このルーチンについては後述する。

次に、ステップＳ１０４、Ｓ１０６にて、低電圧電源系の目標電費ＣＰ１と高電圧電源系の目標電費ＣＰ２とを算出する。

算出方法の基本については既述した通りである。ここでは、電流積算法などの既知の方法で予め算出したバッテリ１のＳＯＣを、予め記憶するマップ（図２に示す）に代入して低電圧電源系の目標電費（低電圧側目標電費とも言う）ＣＰ１を算出し、同じく算出したバッテリ２のＳＯＣを、予め記憶するマップ（図３に示す）に代入して高電圧電源系の目標電費（高電圧側目標電費とも言う）ＣＰ２を算出する。

次に、高電圧側目標電費ＣＰ２と低電圧側目標電費ＣＰ１とを比較し（Ｓ１０６）、高電圧側目標電費ＣＰ２が小さければ後述の低電圧側優先電力配分処理を実行し（Ｓ１１０８）、そうでなければ高電圧側優先電力配分処理を実行する（Ｓ１１０）。

次に、上記した電力配分処理により得た低電圧側の発電電力要求値ＷＧ１を発電することを低電圧発電部４aに指令し（Ｓ１１２）、高電圧側の発電電力要求値ＷＧ２を発電することを高電圧発電部４bに指令し（Ｓ１１４）、メインルーチンにリターンし、このルーチンを終了する。図５に示すルーチンは、所定の短インタバルにて定期的に実行される。

すなわち、このルーチンでは、高電圧側目標電費ＣＰ２と低電圧側目標電費ＣＰ１との大小により電力配分処理を変更することにより、低電圧側の発電電力要求値ＷＧ１と、高電圧側の発電電力要求値ＷＧ２とを好適に調整する。

（低電圧側不足電力Ｗｆ１の算出）
次に、低電圧側不足電力Ｗｆ１の算出（Ｓ１００）の一例を図６を参照して説明する。

まず、低電圧負荷L１〜L ｎからなる低電圧負荷群５の動作状態に基づいて低電圧負荷群５の消費電力合計ＷｆＬｏを算出する（Ｓ１０００）。次に、算出乃至推定したバッテリ１の残存容量に基づいてバッテリ１から低電圧負荷群５に給電可能な電力である低電圧側のバッテリ給電可能電力ＷｇＬｏを算出する（Ｓ１００２）。この算出には種々公知の方法を採用することができるが、ＳＯＣとＷｇＬｏとの関係を示すマップを予め記憶しておいてもよい。

次に、ＷｆＬｏとＷｇＬｏとを比較し（Ｓ１００４）、バッテリ給電可能電力ＷｇＬｏが小さければ低電圧側不足電力Ｗｆ１（＝ＷｆＬｏーＷｇＬｏ）がありとするフラグを１とし（Ｓ１００６）、そうでなければ低電圧側不足電力Ｗｆ１（＝ＷｆＬｏーＷｇＬｏ）はなしとして上記フラグを０とする（Ｓ１００８）。

（高電圧側不足電力Ｗｆ２の算出）
次に、高電圧側不足電力Ｗｆ２の算出（Ｓ１０２）の一例を図６を参照して説明する。

まず、高電圧負荷H１〜Hmからなる高電圧負荷群６の動作状態に基づいて高電圧負荷群６の消費電力合計ＷｆＨｉを算出する（Ｓ１０２０）。次に、算出乃至推定したバッテリ２の残存容量に基づいてバッテリ２から高電圧負荷群６に給電可能な電力である高電圧側のバッテリ給電可能電力ＷｇＨｉを算出する（Ｓ１０２２）。この算出には種々公知の方法を採用することができるが、ＳＯＣとＷｇＨｉとの関係を示すマップを予め記憶しておいてもよい。

次に、ＷｆＨｉとＷｇＨｉとを比較し（Ｓ１０２４）、バッテリ給電可能電力ＷｇＨｉが小さければ高電圧不足電力Ｗｆ２（＝ＷｆＨｉーＷｇＨｉ）がありとするフラグを１とし（Ｓ１０２６）、そうでなければ高電圧不足電力Ｗｆ２（＝ＷｆＨｉーＷｇＨｉ）はなしとして上記フラグを０とする（Ｓ１０２８）。

（高電圧側優先電力配分処理）
次に、ステップS１１０の高電圧側優先電力配分処理を図８〜図１１を参照して説明する。

まず低電圧発電部４aを低電圧側不足電力Ｗｆ１で発電させた時の発電機４の発電電費Ｃｇの特性を算出する（Ｓ１１００）。

更に具体的に説明すると、発電電費Ｃｇは、高電圧発電部４bの発電電力（高電圧側発電電力）及び低電圧側不足電力Ｗｆ１の合計に対応する負荷トルクと、現在の走行トルクとの合計に相当するエンジントルクと現在のエンジン回転数とにより規定されるエンジン動作点における高電圧側発電電力量の単位量当たりの燃料使用量に相当する。したがって、予め記憶する上記各パラメータ間の関係を示すマップ（たとえば図１９に示すマップ）に基づいて、低電圧発電部４aを低電圧側不足電力Ｗｆ１＋高電圧側発電電力の合計を発電した場合の発電機４の発電電費Ｃｇと発電機４の発電電力との関係を予め求めておき、その結果を上記した発電電費Ｃｇの特性とする。図１２にこの特性の一例を示す。

次に、高電圧発電部４bの最大発電電力を高電圧側発電可能電力Wg2max（図１２参照）として設定し（Ｓ１１０４）、このWg2max以下での高電圧発電部４bの発電電費Ｃｇの最小値を上記特性（図１３参照）から求め、それを発電電費Ｃｇの最小値Ｃｇｍｉｎとする（Ｓ１１０６）。

次に、求めた発電電費Ｃｇの最小値Ｃｇｍｉｎと高電圧側の電圧系の目標電費ＣＰ２とを比較し（Ｓ１１０６）、発電電費Ｃｇの最小値Ｃｇｍｉｎが目標電費ＣＰ２以下であればステップＳ１１１０に進み、そうでなければステップＳ１１０８に進む。

ステップＳ１１０８では、高電圧発電部４bに要求する発電電力である高電圧側の発電電力要求値ＷＧ２を高電圧側不足電力Ｗｆ２に設定する。すなわち、高電圧側で最小必要な不足電力Ｗｆ２だけを高電圧系に給電する。

ステップＳ１１１０では、上記特性から、高電圧発電部４bの発電電力を高電圧側発電可能電力Wg2maxとした場合の高電圧発電部４bの発電電費Ｃｇを求め、それを発電電費Ｃｇ２ｆｕｌｌとして設定してステップＳ１１１２に進む（図１４参照）。

次に、発電電費Ｃｇ２ｆｕｌｌと高電圧側の電圧系の目標電費ＣＰ２とを比較し（Ｓ１１１２）、目標電費ＣＰ２がＣｇ２ｆｕｌｌ未満であればステップＳ１１１４に進み、そうでなければステップＳ１１１６に進む。

ステップＳ１１０８では、高電圧発電部４bに要求する発電電力である高電圧側の発電電力要求値ＷＧ２を高電圧側発電可能電力Wg2maxに設定する。すなわち、高電圧発電部４bが発電可能な最大の発電力を要求する。

ステップＳ１１１４では、ステップＳ１０６で求めた高電圧側の目標電費ＣＰ２における発電電力をマップから求めてＷｃｐ２とする（図１５参照）。すなわち、このＷｃｐ２は、高電圧発電部４bが目標電費ＣＰ２で発電可能な発電電力を意味する。

次に、高電圧側不足電力Ｗｆ２と目標電費ＣＰ２で発電可能な発電電力Ｗｃｐ２とを比較し（Ｓ１１１８）、高電圧側不足電力Ｗｆ２が小さければステップＳ１１２０に進んで高電圧側の発電電力要求値ＷＧ２をこの発電電力Ｗｃｐ２に設定し、そうでなければ高電圧側の発電電力要求値ＷＧ２を高電圧側不足電力Ｗｆ２に設定する（Ｓ１１２２）。すなわち、高電圧側で最小必要な不足電力Ｗｆ２だけを高電圧系に給電する。

次のステップＳ１１２４では、高電圧発電部４bを上記した高電圧側の発電電力要求値ＷＧ２で発電させた時の発電機４の発電電費Ｃｇの特性を算出する。更に具体的に説明すると、発電機４の発電電費Ｃｇは、低電圧発電部４aの発電電力（低電圧側発電電力）と高電圧側の発電電力要求値ＷＧ２の合計に対応する負荷トルクと、現在の走行トルクとの合計に相当するエンジントルクと現在のエンジン回転数とにより規定されるエンジン動作点における低電圧側発電電力量の単位量当たりの燃料使用量に相当する。したがって、予め記憶する上記各パラメータ間の関係を示すマップ（たとえば図１９に示すマップ）に基づいて、高電圧発電部４bを発電電力ＷＧ２で発電させた時の低電圧発電部４aの発電電費Ｃｇとの関係を予め求めておき、その結果を上記した発電電費Ｃｇの特性とする。図１６にこの特性の一例を示す。

次に、低電圧発電部４aの最大発電電力を低電圧側発電可能電力Wg１maxとして設定し（Ｓ１１２６）、このWg１max以下での低電圧発電部４aの発電電費Ｃｇの最小値を上記特性から求め（図１６参照）、それを発電電費Ｃｇの最小値Ｃｇｍｉｎとする（Ｓ１１２８）。

次に、求めた発電電費Ｃｇの最小値Ｃｇｍｉｎと低電圧側の電圧系の目標電費ＣＰ１とを比較し（Ｓ１１３０）、発電電費Ｃｇの最小値Ｃｇｍｉｎが目標電費ＣＰ１以下であればステップＳ１１３２に進み、そうでなければステップＳ１１３４に進む（図１６参照）。

ステップＳ１１３４では、低電圧発電部４aに要求する発電電力である低電圧側の発電電力要求値ＷＧ１を低電圧側不足電力Ｗｆ１に設定する。すなわち、低電圧側で最小必要な不足電力Ｗｆ１だけを低電圧系に給電する。

ステップＳ１１３２では、上記特性から、低電圧発電部４aの発電電力を低電圧側発電可能電力Wg１maxとした場合の発電電費Ｃｇを求め、それを発電電費Ｃｇ１ｆｕｌｌとして設定してステップＳ１１３６に進む（図１７参照）。

次に、発電電費Ｃｇ１ｆｕｌｌと低電圧側の電圧系の目標電費ＣＰ１とを比較し（Ｓ１１３６）、目標電費ＣＰ１がＣｇ１ｆｕｌｌ未満であればステップＳ１１３８に進み、そうでなければステップＳ１１４０に進む。

ステップＳ１１４０では低電圧発電部４aに要求する発電電力である低電圧側の発電電力要求値ＷＧ１を低電圧側発電可能電力Wg１maxに設定する。すなわち、低電圧発電部４aが発電可能な最大の発電力を要求する。

ステップＳ１１３８では、ステップＳ１０４で求めた低電圧側の目標電費ＣＰ１における発電電力をマップから求めてＷｃｐ１とする（図１８参照）。すなわち、こＷｃｐ１は、低電圧発電部４aが目標電費ＣＰ１で発電可能な発電電力を意味する。

次に、低電圧側不足電力Ｗｆ１と目標電費ＣＰ１で発電可能な発電電力Ｗｃｐ１とを比較し（Ｓ１１４２）、低電圧側不足電力Ｗｆ１が小さければステップＳ１１４４に進んで低電圧側の発電電力要求値ＷＧ１をこの発電電力Ｗｃｐ１に設定し、そうでなければ低電圧側の発電電力要求値ＷＧ１を低電圧側不足電力Ｗｆ１に設定する（Ｓ１１４６）。すなわち、低電圧側で最小必要な不足電力Ｗｆ１だけを低電圧系に給電する。

以上に述べた高電圧側優先電力配分処理によれば、まず高電圧側の電圧系にて優先的に目標電費ＣＰ２以下での発電を促進する電費低減型発電制御を行い、余った発電可能電力に対して低電圧の電圧系にて目標電費ＣＰ１での発電を促進する電費低減型発電制御を行い、かつ、いずれの系においても最低限供給必要な発電電力は目標電費ＣＰと発電電費Ｃｇとの比較結果にかかわらず系に給電する制御を行う。

これにより、車両用二電圧型電源装置全体として総合的に電費低減型発電制御を良好に運営することができる。

以上の説明では、高電圧発電部４bの発電電費Ｃｇと低電圧発電部４aの発電電費Ｃｇと実質的に同じとしたが、別々に算出しても良い。

なお、ステップＳ１０８に示す低電圧側優先電力配分処理は、いままで説明した高電圧側優先電力配分処理のフローチャートにおいて、高電圧側と低電圧側とをすべて置換することにより行われる。

この場合の低電圧側優先電力配分処理に関して、下記の態様が実施可能である。

（態様１２）
前記制御部は、
予め前記高電圧側バッテリの放電可能電力と前記高電圧側負荷の消費電力との差を埋める高電圧側不足電力Ｗｆ２を算出し、
前記低電圧側優先電力配分処理の実行に際して、高電圧側不足電力Ｗｆ２を発電した場合における前記低電圧側発電機の発電電費Ｃｇの特性を、入力された前記エンジンの運転状態に基づいて求め、
前記低電圧側発電機の発電電費Ｃｇと低電圧側目標電費ＣＰ１との比較結果に基づいて前記低電圧側発電機の発電電力ＷＧ１を決定する車両用二電圧型電源装置。

（態様１３）
態様１２記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記低電圧側バッテリの放電可能電力と前記低電圧側負荷の消費電力との差を埋める低電圧側不足電力Ｗｆ１を算出し、
前記低電圧側優先電力配分処理に際して、
前記高電圧側発電機が高電圧側不足電力Ｗｆ２で発電し、かつ、前記低電圧側発電機がその最大発電電力Ｗｇ１ｍａｘ以下で発電する際の前記発電電費Ｃｇの最小値Ｃｇｍｉｎを前記特性から求め、
最小値Ｃｇｍｉｎと低電圧側目標電費ＣＰ１とを比較し、
最小値Ｃｇｍｉｎが低電圧側目標電費ＣＰ１より大きい場合に前記低電圧側発電機の発電電力ＷＧ１を低電圧側不足電力Ｗｆ１に略等しい値に設定する車両用二電圧型電源装置。

（態様１４）
態様１３記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記低電圧側優先電力配分処理に際して、
前記低電圧側発電機が最大発電電力Ｗｇ１ｍａｘで発電する際の前記発電電費Ｃｇである発電電費Ｃｇｆｕｌｌを前記特性から求め、
低電圧側目標電費ＣＰ１がＣｇｆｕｌｌ以上の場合に前記低電圧側発電機の発電電力ＷＧ１を最大発電電力Ｗｇ１ｍａｘに略等しい値に設定する車両用二電圧型電源装置。

（態様１５）
態様１４記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記低電圧側優先電力配分処理に際して、
低電圧側目標電費ＣＰ１での発電電力Ｗｃｐ１を前記特性から求め、
Ｗｃｐ１と低電圧側不足電力Ｗｆ１とを比較し、
Ｗｃｐ１がＷｆ１以上の場合に前記低電圧側発電機の発電電力ＷＧ１をＷｆ１に略等しい値に設定する車両用二電圧型電源装置。

（態様１６）
態様１５記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記低電圧側優先電力配分処理に際して、
Ｗｃｐ１がＷｆ１未満の場合に前記低電圧側発電機の発電電力ＷＧ１をＷｃｐ１に略等しい値に設定する車両用二電圧型電源装置。

（態様１７）
請求項１３乃至１６のいずれか記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記低電圧側優先電力配分処理における前記低電圧側発電機の発電電力ＷＧ１の決定の後、前記高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２を決定する車両用二電圧型電源装置。

（態様１８）
態様１２乃至１７のいずれか記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記低電圧側優先電力配分処理に際して、
前記低電圧側発電機が発電電力ＷＧ１で発電した場合における前記高電圧発電機の発電電費Ｃｇの特性を、入力された前記エンジンの運転状態に基づいて求め、
前記高電圧側発電機がその最大発電電力Ｗｇ２ｍａｘ以下で発電する際の前記発電電費Ｃｇの最小値Ｃｇｍｉｎを前記特性から求め、
最小値Ｃｇｍｉｎと高電圧側目標電費ＣＰ１とを比較し、
最小値Ｃｇｍｉｎが高電圧側目標電費ＣＰ２より大きい場合に前記高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２を低電圧側不足電力Ｗｆ２に略等しい値に設定する車両用二電圧型電源装置。

（態様１９）
態様１８記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記低電圧側優先電力配分処理に際して、
前記高電圧側発電機が最大発電電力Ｗｇ２ｍａｘで発電する際の前記発電電費Ｃｇである発電電費Ｃｇｆｕｌｌを前記特性から求め、
高電圧側目標電費ＣＰ２がＣｇｆｕｌｌ以上の場合に前記高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２を最大発電電力Ｗｇ２ｍａｘに略等しい値に設定する車両用二電圧型電源装置。

（態様２０）
態様１９記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記低電圧側優先電力配分処理に際して、
高電圧側目標電費ＣＰ２での発電電力Ｗｃｐ２を前記特性から求め、
Ｗｃｐ２と高電圧側不足電力Ｗｆ２とを比較し、
Ｗｃｐ２がＷｆ２以上の場合に前記高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２をＷｆ２に略等しい値に設定する車両用二電圧型電源装置。

（態様２１）
態様２０記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記低電圧側優先電力配分処理に際して、
Ｗｃｐ２がＷｆ２未満の場合に前記高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２をＷｃｐ２に略等しい値に設定する車両用二電圧型電源装置。

実施形態の車両用二電圧型電源装置の回路構成を示す回路図である。鉛バッテリに好適なＳＯＣと目標電費ＣＰとの関係を示す目標電費ＣＰの特性図である。リチウムバッテリに好適なＳＯＣと目標電費ＣＰとの関係を示す目標電費ＣＰの特性図である。鉛バッテリとリチウムバッテリとを１バッテリと見なした場合のＳＯＣと目標電費ＣＰとの関係を示す目標電費ＣＰの特性図である。図１の車両用二電圧型電源装置の電費低減型発電制御を示すフローチャートである。低電圧側不足電力算出サブルーチンを示すフローチャートである。高電圧側不足電力算出サブルーチンを示すフローチャートである。高電圧側優先電力配分処理を示すフローチャートである。高電圧側優先電力配分処理を示すフローチャートである。高電圧側優先電力配分処理を示すフローチャートである。高電圧側優先電力配分処理を示すフローチャートである。発電電力Ｗ（＝ＷＧ）と発電電費Ｃｇとの関係を示す特性図である。発電電力Ｗ（＝ＷＧ）と発電電費Ｃｇとの関係を示す特性図である。発電電力Ｗ（＝ＷＧ）と発電電費Ｃｇとの関係を示す特性図である。発電電力Ｗ（＝ＷＧ）と発電電費Ｃｇとの関係を示す特性図である。発電電力Ｗ（＝ＷＧ）と発電電費Ｃｇとの関係を示す特性図である。発電電力Ｗ（＝ＷＧ）と発電電費Ｃｇとの関係を示す特性図である。発電電力Ｗ（＝ＷＧ）と発電電費Ｃｇとの関係を示す特性図である。エンジントルクと燃料消費量と発電電費Ｃｇとの関係を示す特性図である。

符号の説明

H1〜Hm 高電圧負荷
L1〜Lｎ低電圧負荷
Wg2max 高電圧側発電可能電力
Wg１max 低電圧側発電可能電力
ＣＰ１低電圧側目標電費
ＣＰ２高電圧側目標電費
Ｃｇ発電電費
ＷＧ１低電圧側発電電力要求値（低電圧側の発電電力）
ＷＧ２高電圧側発電電力要求値（高電圧側の発電電力）
Ｗｆ１低電圧側不足電力
Ｗｆ２高電圧側不足電力
１バッテリ
２バッテリ
３直流電力伝送装置
４A 低電圧出力端
４B 高電圧出力端
４a 低電圧発電部
４b 高電圧発電部
４２電圧型の発電機
５低電圧負荷群
６高電圧負荷群
７低電圧側電源ライン
８高電圧側電源ライン
９エンジン
１０電源コントローラ
１１レギュレータ
１３高電圧負荷コントローラ
１４エンジンコントローラ
１５電流センサ
１６電流センサ
１８バッテリモニタ
２０電流センサ
２１アクセルセンサ
２２ブレーキセンサ
１３０低電圧負荷コントローラ
１８０バッテリモニタ
２００電流センサ

Claims

エンジンにより駆動される高電圧側発電機及び低電圧側発電機と、高電圧側負荷とともに前記高電圧側発電機から給電される高電圧側バッテリと、低電圧側負荷とともに前記低電圧側発電機から給電される低電圧側バッテリと、前記両発電機の発電を制御する制御部とを有する車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記低電圧側バッテリの蓄電状態に対して負の相関をもつ量である低電圧側目標電費ＣＰ１と前記低電圧側バッテリの蓄電状態との関係を記憶し、
前記高電圧側バッテリの蓄電状態に対して負の相関をもつ量である高電圧側目標電費ＣＰ２と前記高電圧側バッテリの蓄電状態との関係を記憶し、
検出した前記両バッテリの充放電状態を示す電気量に基づいて前記両バッテリの蓄電状態を求め、
求めた前記両バッテリの蓄電状態と前記関係とにより低電圧側目標電費ＣＰ１及び高電圧側目標電費ＣＰ２を求め、
求めた両目標電費ＣＰ１、ＣＰ２を比較し、
高電圧側目標電費ＣＰ２が低電圧側目標電費ＣＰ１よりも低い場合に前記高電圧側発電機の発電電力をまず所定範囲内にて高電圧側目標電費ＣＰ２に基づいて決定した後、前記低電圧側発電機の発電電力を所定の範囲内にて低電圧側目標電費ＣＰ１に基づいて決定する高電圧側優先電力配分処理を実行し、
高電圧側目標電費ＣＰ２が低電圧側目標電費ＣＰ１よりも低くない場合に前記低電圧側発電機の発電電力をまず所定範囲内にて低電圧側目標電費ＣＰ１に基づいて決定した後、前記高電圧側発電機の発電電力を所定の範囲内にて高電圧側目標電費ＣＰ２に基づいて決定する低電圧側優先電力配分処理を実行することを特徴とする車両用二電圧型電源装置。
請求項１記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
予め前記低電圧側バッテリの放電可能電力と前記低電圧側負荷の消費電力との差を埋める低電圧側不足電力Ｗｆ１を算出し、
前記高電圧側優先電力配分処理の実行に際して、低電圧側不足電力Ｗｆ１を発電した場合における前記高電圧側発電機の発電電費Ｃｇの特性を、入力された前記エンジンの運転状態に基づいて求め、
前記高電圧側発電機の発電電費Ｃｇと高電圧側目標電費ＣＰ２との比較結果に基づいて前記高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２を決定する車両用二電圧型電源装置。
請求項２記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記高電圧側バッテリの放電可能電力と前記高電圧側負荷の消費電力との差を埋める高電圧側不足電力Ｗｆ２を算出し、
前記高電圧側優先電力配分処理に際して、
前記低電圧側発電機が低電圧側不足電力Ｗｆ１で発電し、かつ、前記高電圧側発電機がその最大発電電力Ｗｇ２ｍａｘ以下で発電する際の前記発電電費Ｃｇの最小値Ｃｇｍｉｎを前記特性から求め、
最小値Ｃｇｍｉｎと高電圧側目標電費ＣＰ２とを比較し、
最小値Ｃｇｍｉｎが高電圧側目標電費ＣＰ２より大きい場合に前記高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２を高電圧側不足電力Ｗｆ２に略等しい値に設定する車両用二電圧型電源装置。
請求項３記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記高電圧側優先電力配分処理に際して、
前記高電圧側発電機が最大発電電力Ｗｇ２ｍａｘで発電する際の前記発電電費Ｃｇである発電電費Ｃｇｆｕｌｌを前記特性から求め、
高電圧側目標電費ＣＰ２がＣｇｆｕｌｌ以上の場合に前記高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２を最大発電電力Ｗｇ２ｍａｘに略等しい値に設定する車両用二電圧型電源装置。
請求項４記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記高電圧側優先電力配分処理に際して、
高電圧側目標電費ＣＰ２での発電電力Ｗｃｐ２を前記特性から求め、
Ｗｃｐ２と高電圧側不足電力Ｗｆ２とを比較し、
Ｗｆ２がＷｃｐ２以上の場合に前記高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２をＷｆ２に略等しい値に設定する車両用二電圧型電源装置。
請求項５記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記高電圧側優先電力配分処理に際して、
Ｗｆ２がＷｃｐ２未満の場合に前記高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２をＷｃｐ２に略等しい値に設定する車両用二電圧型電源装置。
請求項３記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記高電圧側優先電力配分処理における前記高電圧側発電機の発電電力ＷＧ２の決定の後、前記低電圧側発電機の発電電力ＷＧ１を決定する車両用二電圧型電源装置。
請求項７記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記高電圧側優先電力配分処理に際して、
前記高電圧側発電機が発電電力ＷＧ２で発電した場合における前記低電圧発電機の発電電費Ｃｇの特性を、入力された前記エンジンの運転状態に基づいて求め、
前記低電圧側発電機がその最大発電電力Ｗｇ１ｍａｘ以下で発電する際の前記発電電費Ｃｇの最小値Ｃｇｍｉｎを前記特性から求め、
最小値Ｃｇｍｉｎと低電圧側目標電費ＣＰ１とを比較し、
最小値Ｃｇｍｉｎが低電圧側目標電費ＣＰ１より大きい場合に前記低電圧側発電機の発電電力ＷＧ１を低電圧側不足電力Ｗｆ１に略等しい値に設定する車両用二電圧型電源装置。
請求項８記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記高電圧側優先電力配分処理に際して、
前記低電圧側発電機が最大発電電力Ｗｇ１ｍａｘで発電する際の前記発電電費Ｃｇである発電電費Ｃｇｆｕｌｌを前記特性から求め、
低電圧側目標電費ＣＰ１がＣｇｆｕｌｌ以上の場合に前記低電圧側発電機の発電電力ＷＧ１を最大発電電力Ｗｇ１ｍａｘに略等しい値に設定する車両用二電圧型電源装置。
請求項９記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記高電圧側優先電力配分処理に際して、
低電圧側目標電費ＣＰ１での発電電力Ｗｃｐ１を前記特性から求め、
Ｗｃｐ１と低電圧側不足電力Ｗｆ１とを比較し、
Ｗｆ１がＷｃｐ１以上の場合に前記低電圧側発電機の発電電力ＷＧ１をＷｆ１に略等しい値に設定する車両用二電圧型電源装置。
請求項１０記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記制御部は、
前記高電圧側優先電力配分処理に際して、
Ｗｆ１がＷｃｐ１未満の場合に前記低電圧側発電機の発電電力ＷＧ１をＷｃｐ１に略等しい値に設定する車両用二電圧型電源装置。
請求項１記載の車両用二電圧型電源装置において、
前記両電力配分処理において、
予め記憶する前記両発電機の合計の発電電力と発電電費Ｃｇとの関係と、所定値であると仮定した前記両発電機の一方の発電電力とに基づいて、前記両発電機の他方の発電電力の発電電費Ｃｇを求める車両用二電圧型電源装置。