JP2010076532A

JP2010076532A - 車両用電源システム

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Publication number: JP2010076532A
Application number: JP2008245310A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Inoue; 博文井上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2010-04-08

Abstract

【課題】ばね上部とばね下部とに間に配設される電磁式サスペンション装置を備えた車両に搭載される車両用電源システムの実用性を向上させる。
【解決手段】電磁式サスペンション装置が有する電磁モータ５４の端子電圧がその電磁モータ５４が駆動される電圧である設定電圧Ｅ_D（46Ｖ）より高い第１閾電圧Ｅ₁（48Ｖ）以下である場合には、つまり、電磁モータ５４が電力を必要とする場合には、設定電圧Ｅ_Dより高い公称電圧Ｅ_N1（288Ｖ）とされた第１バッテリ１００からそれの放電電圧を第１コンバータ１０２により降圧して電力が供給され、電磁モータ５４の端子電圧が第１閾電圧Ｅ₁を超える場合に、電磁モータ５４が発電する場合には、その発電された電力が、設定電圧Ｅ_Dより低い公称電圧Ｅ_N2（12Ｖ）とされた第２バッテリ１２０に第２コンバータ１２２を介して回生されるように構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ばね上部とばね下部とに間に配設される電磁式のサスペンション装置を備えた車両に搭載される車両用電源システムに関する。

近年では、車両用のサスペンション装置として、電磁モータの力に依拠してばね上部とばね下部とに対してそれらが接近・離間する方向の力を発生させる電磁式のショックアブソーバを含んで構成される電磁式サスペンション装置が検討されており、例えば、下記特許文献１，２に記載されている装置が存在する。その電磁式サスペンション装置が有する電磁モータは、比較的大きな電力の供給を受け、比較的高い電圧で駆動される。一般的な車両が備えているランプ類，オーディオ類などの電装品等に電力を供給するバッテリでは、電圧（起電力），容量等において不十分であるため、特許文献１に記載されている車両が搭載する電源システムは、電磁式サスペンション装置専用のバッテリを備えている。また、その他にも、電磁式サスペンション装置を搭載する車両の電源システム（以下、「電磁サス搭載車両用電源システム」という場合がある）に関して提案がなされており、例えば、特許文献２に記載の電源システムは、充放電時に化学反応を伴うために充放電にかかる時間が長いバッテリの他に、充放電にかかる時間が短い電気二重層コンデンサ等のキャパシタを備え、それらの各々の特徴を生かし、種々のパラメータに基づいて、それらバッテリ，キャパシタ，電磁モータの電気的な接続を切り換えるように構成されている。

また、近年では、ハイブリッド自動車や電気自動車などの開発が精力的に進められている。そして、そのような車両の電源システムに関しても提案がなされており、例えば、特許文献３に記載のシステムが存在する。そのハイブリッド自動車や電気自動車などの車両には、車両に駆動力を与えるモータが設けられており、そのモータは非常に大きな電力を必要とするために、そのような車両の電源システムは、電圧，容量等が非常に大きなバッテリを含んで構成されている。なお、一般的に、そのハイブリッド自動車や電気自動車の電源システムが備えるバッテリは、それの公称電圧が、上記電磁式サスペンション装置の電磁モータが駆動される電圧より高いものとなっている。
特開２００３−１０４０２５号公報特開２００７−１１８７１４号公報特開２００７−４２４９３号公報

上述した電磁式サス搭載車両用電源システムは、未だ開発途上であることから、改良，検討する余地を多分に残すものとなっている。具体的に言えば、電磁式サス搭載車両用電源システムが、上述したような電磁モータが駆動される電圧より高い公称電圧とされたバッテリを備える場合、つまり、ハイブリッド自動車や電気自動車などに電磁式サスペンション装置を搭載する場合の電源システムの具体的な構成を検討，採用することによって、そのシステムの実用性が向上すると考えられる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、電磁式サスペンション装置を搭載した車両の電源システムの実用性を向上させることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の電磁式サス搭載車両用電源システムは、電磁モータが駆動される電圧である設定電圧より高い公称電圧とされた第１バッテリと、その設定電圧より低い公称電圧とされた第２バッテリとを備え、電磁モータの端子電圧が設定電圧より高い第１閾電圧以下である場合に、第１バッテリの放電電圧を設定電圧に降圧するとともに第１バッテリから電磁モータへの電力の供給を許容する状態でかつ第２バッテリと電磁モータとを電気的に切断した状態が実現され、電磁モータの端子電圧が第１閾電圧を超える場合に、第１バッテリから電磁モータへの電力の供給を禁止する状態でかつ電磁モータと第２バッテリとを電気的に接続した状態が実現されるように構成される。

本発明の車両用電源システムにおいては、電磁式サスペンション装置の電磁モータが、電力を必要とする場合には、その電磁モータが駆動される設定電圧より高い公称電圧の第１バッテリからそれの放電電圧を降圧して電力が供給され、電磁モータが発電する場合には、その発電された電力が、設定電圧より低い公称電圧の第２バッテリに回生される。したがって、本発明によれば、電磁モータの発電電力を第１バッテリに回生する場合に比較して、効率よく回生することが可能である。そのような利点を有することで、本発明の車両用電源システムは実用性の高いものとなる。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。

なお、以下の各項において、（１）項が請求項１に相当し、請求項１に（２）項の技術的特徴を付加したものが請求項２に、請求項１または請求項２に（７）項および（８）項の技術的特徴を付加したものが請求項３に、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに（３）項の技術的特徴を付加したものが請求項４に、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに（４）項および（６）項の技術的特徴を付加したものが請求項５に、それぞれ相当する。

（１）ばね上部とばね下部との間に設けられて設定電圧で駆動される電磁モータを駆動源とする電磁式サスペンション装置を備えた車両に搭載される車両用電源システムであって、
前記設定電圧より高い公称電圧とされた第１バッテリと、
前記設定電圧より低い公称電圧とされた第２バッテリと、
前記第１バッテリと前記電磁モータとの間に設けられ、前記第１バッテリの放電電圧を前記設定電圧に降圧するとともに前記電磁モータへの電力の供給を許容する電力供給許容状態と、前記電磁モータへの電力の供給を禁止する電力供給禁止状態とを選択的に実現する第１コンバータと、
前記第２バッテリと前記電磁モータとの間に設けられ、それらを電気的に接続した接続状態とそれらを電気的に切断した切断状態とを選択的に実現する接続・切断切換器と
を備え、
前記電磁モータの端子電圧が前記設定電圧より高い第１閾電圧以下である場合に、前記第１コンバータによって電力供給許容状態を実現するとともに前記接続・切断切換器によって切断状態を実現し、
前記電磁モータの端子電圧が前記第１閾電圧を超える場合に、前記第１コンバータによって電力供給禁止状態を実現するとともに前記接続・切断切換器によって接続状態を実現するように構成された車両用電源システム。

本項に記載の態様は、平たく言えば、電磁式サスペンション装置の電磁モータ（以下、単に「モータ」という場合がある）が電力を必要とする場合に、公称電圧が高い第１バッテリから電力を供給し、モータが発電している場合に、その発電された電力を公称電圧が低い第２バッテリに回生する態様である。モータが電力を必要とする場合には、第１コンバータを介して第１バッテリから電力が確実に供給される必要がある。本項に記載の「第１閾電圧」は、モータの端子電圧が第１閾電圧を超えた場合には、モータが確実に発電電力を発生している状況となるように、第１バッテリから第１コンバータから出力される電力の電圧の変動等を考慮して設定されることが望ましい。本項の態様によれば、モータの発電電力を第１バッテリに回生する場合に比較して、効率よく回生することが可能である。

本項に記載の「接続・切断切換器」は、例えば、単純なリレー，スイッチ等であってもよく、後に詳しく説明するようにモータの発電された電力の電圧を降圧する機能を有するものであってもよい。その接続・切断切換器による実現する状態の切換、および、第１コンバータによる実現する状態の切換は、例えば、システムにモータの端子電圧を検出可能なセンサと、それら接続・切断切換器および第１コンバータを制御するコントローラとを設け、コントローラによって、センサの検出結果に基づいて行われるようにすることができる。また、例えば、アナログ回路によって、モータの端子電圧が変化していることが判断されて実現されている状態が切り換えられるようにすることもできる。

本項に記載の「電磁式サスペンション装置」は、例えば、ばね上部側ユニットと、ばね上部とばね下部との接近・離間に応じたばね上部側ユニットとの相対移動が可能なばね下部側ユニットとを有し、前記電磁式モータの力に依拠してばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの相対移動に対する力を発生させる電磁式ショックアブソーバとすることが可能である。また、例えば、一端部がばね上部とばね下部との一方に連結される弾性体を備え、アクチュエータが、その弾性体の他端部とばね上部とばね下部との他方との間に配設されて、モータ力に依拠して自身が発生させる力を弾性体に作用させることで、自身の動作位置に応じて弾性体の変形量を変化させるとともに、その力を弾性体を介してばね上部とばね下部とに作用させて、それらが接近・離間する向きの力を発生させる構造の装置、いわゆる左右独立型のスタビライザ装置とすることも可能である。

なお、車両が、複数の車輪に対応して複数の電磁式サスペンション装置を備える場合を考える。それら複数の電磁式サスペンション装置の各々が有する電磁モータの端子は、一般的に並列に接続されるため、それら複数のモータの端子電圧は等しい。つまり、本項の態様においては、第１コンバータ，接続・切断切換器による実現する状態の切換は、それら複数のモータのうちのいずれかのものの端子電圧によって行われてもよく、それらが接続された箇所の電圧によって行われてもよい。

（２）前記接続・切断切換器が、前記電磁モータによって発電された電力の電圧を降圧する機能を有する第２コンバータを含んで構成される(1)項に記載の車両用電源システム。

電磁式サスペンション装置が有する電磁モータによって発電される電力は、瞬間的ではあるが非常に大きくなる場合がある。つまり、電磁モータによって発電される電力の電圧（以下、「発電電圧」という場合がある）は、非常に高くなる可能性がある。本項の態様によれば、発電電力を、それの電圧を降圧して、第２バッテリに回生するため、第２バッテリへの負荷を軽減することが可能である。なお、第２コンバータによって、発電電圧が、充電の際に第２バッテリへの印加が許容される最大の電圧より低い電圧に降圧されることが望ましい。

また、路面からばね下部への入力によって電磁モータは発電するため、発電電力は、高周波的に変動するものである。そのような入力であっても、本項の態様によれば、第２コンバータから出力される電圧を安定化することができるため、第２バッテリへの回生効率を向上させることが可能である。

（３）当該車両用電源システムが、
前記電磁モータの端子電圧が前記第１閾電圧を超える場合であっても、前記第２バッテリの充電状態が設定された閾状態より高い場合には、前記接続・切断切換器によって切断状態を実現するように構成された(1)項または(2)項に記載の車両用電源システム。

本項に記載の態様は、第２バッテリの充電状態に関する指標に基づいて、第２バッテリとモータとを切断した状態を実現するような態様とすることができる。上記閾状態を、第２バッテリが満充電に近い状態に設定することで、第２バッテリへの回生を禁止して、第２バッテリの過充電を防止することが可能である。なお、第２バッテリの充電状態に関する指標としては、例えば、充電量，残存電気エネルギ量，充電容量を基準とした残存エネルギ量の割合等を採用することが可能である。また、バッテリの充電量（残存電気エネルギ量）と、バッテリの放電電圧とは、互いに関連し、バッテリの放電電圧が比較的高い場合には、バッテリの充電量が比較的多いと考えられる。つまり、バッテリの放電電圧をも、第２バッテリの充電状態に関する指標として採用可能である。

（４）当該車両用電源システムが、前記第２バッテリを充電する充電装置を備えた(1)項ないし(3)項のいずれか１つに記載の車両用電源システム。

本項に記載の「充電装置」は、その構成が、特に限定されるものではない。例えば、後に詳しく説明する第１バッテリから第２バッテリを充電するように構成されたものであってもよく、車両に搭載されたエンジンの駆動力や車輪の回転力によって発電する発電機等であってもよい。本項の態様によれば、電磁モータによって第２バッテリに回生される電力量が少ない状況下であっても、充電装置によって第２バッテリを充電可能であるため、第２バッテリの残存エネルギ量の減少を抑えること、あるいは、防止することが可能である。

（５）前記充電装置が、
前記第１バッテリから充電するためにその第１バッテリと前記第２バッテリとの間に設けられ、その第１バッテリの放電電圧を降圧する機能を有する第３コンバータを含んで構成される(4)項に記載の車両用電源システム。

本項に記載の態様は、充電装置の構成を具体化した態様であり、充電装置が、第１バッテリと上記第３コンバータとによって構成される態様と考えることができる。本項の態様によれば、容量の大きな第１バッテリを利用して、確実に第２バッテリを充電可能であるため、第２バッテリの残存エネルギ量を減少させないようにすることが可能である。

（６）当該車両用電源システムが、
前記接続・切断切換器によって接続状態が実現されている場合には、前記充電装置によって前記第２バッテリが充電されないように構成された(4)項または(5)項に記載の車両用電源システム。

本項に記載の態様によれば、充電装置から第２バッテリへの電流と、モータから第２バッテリへの電流とを干渉させないようにすること、つまり、充電装置とモータとの間で電流が流れることを防止することができる。また、本項の態様は、モータからの回生を優先するため、充電装置が第１バッテリから第２バッテリ充電するものである場合、第１バッテリの第２バッテリの充電による消費電力を軽減することが可能である。

（７）当該車両用電源システムが、前記電磁モータによって発電された電力の少なくとも一部を消費する発電電力消費装置を備えた(1)項ないし(6)項のいずれか１つに記載の車両用電源システム。

（８）当該車両用電源システムが、
前記モータの端子電圧が前記第１閾電圧より高い第２閾電圧を超えることを条件として、前記発電電力消費装置が作動するように構成された(7)項に記載の車両用電源システム。

上記２つの項に記載の態様によれば、発電電力消費装置によって発電電力の少なくとも一部を消費できるため、第２バッテリや第２コンバータにかかる負担を軽減することが可能である。電磁モータによって発電された電力が大きいほど、第２バッテリの負担は大きくなる。また、接続・切断切換器が先に述べた第２コンバータである場合には、そのコンバータの負担が大きくなる。なお、電磁モータは、瞬間的に非常に大きな電力を発生させる場合があり、そのような場合には、第２バッテリや第２コンバータの負担は、より顕著なものとなる。後者の態様は、そのことに鑑みて、発電電力消費装置を作動させる条件を設定した態様であり、モータによって発電された電力が大きくない場合に、発電電力のすべてを第２バッテリに回生し、モータによって非常に大きな電力が発生するような場合に、発電電力消費装置によって発電電圧の一部を消費させつつ、残りの電力を第２バッテリに回生するように構成される。後者の態様によれば、第２バッテリおよび第２コンバータを保護しつつ、発電電力を効率的に回生することが可能である。

ちなみに、先に述べた、第２バッテリの充電状態が閾状態を超える場合に第２バッテリとモータとを切断する態様と、本項の態様とを合わせれば、第２バッテリとモータとを切断した場合であっても、発電電力消費装置によって発電電力を消費することで、発電電圧消費装置を設けない場合に比較して、回路内の電圧の上昇を抑えることが可能である。

本項に記載の「発電電力消費装置」は、それの構造が特に限定されるものではなく、既に検討されている各種の構造のものを採用可能である。具体的には、例えば、抵抗器を含んで構成される、いわゆるダイナミックブレーキと同じ構造のものとすることができる。その発電電力消費装置が配設される箇所も特に限定されないが、例えば、接続・切断切換器が第２コンバータである場合、その第２コンバータの負担を軽減するという観点からすれば、モータと第２バッテリの間のうち、第２バッテリよりモータ側に設けられることが望ましい。

（９）前記第１バッテリが、車両に駆動力を与える車両駆動用モータに電力を供給するものである(1)項ないし(8)項のいずれか１つに記載の車両用電源システム

本項に記載の態様は、第１バッテリの電気エネルギの用途を限定した態様であり、本項の態様の車両用電源システムは、ハイブリッド自動車や電気自動車の電源システムの一部を構成するものとなっている。

（１０）前記第２バッテリが、車両の電気的負荷部のうち前記第１バッテリが電力を供給するものを除くものに電力を供給するものである(1)項ないし(9)項のいずれか１つに記載の車両用電源システム。

本項に記載の態様は、第２バッテリの電気エネルギの用途を限定した態様であり、第２バッテリが、ランプ類，オーディオ類などの電装品を始めとした比較的小さな電力によって作動する電気装置に電力を供給するものとされた態様である。

以下、請求可能発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。また、〔発明の態様〕の各項の説明に記載されている技術的事項を利用して、下記の実施例の変形例を構成することも可能である。

＜車両用電源システムを搭載した車両の構成＞
i）ハイブリッドシステムの構成
図１に、請求可能発明の実施例である車両用電源システム１０を搭載した車両を模式的に示す。本車両は、ハイブリッド自動車である。つまり、本車両は、車両に駆動力を与えるためのエンジン１２と車両駆動用モータ１４との両者を含んで構成されるハイブリッドシステムを搭載している。それらエンジン１２と車両駆動用モータ１４との間には、動力分配機構１６が設けられ、その動力分配機構１６に、ジェネレータ１８を介してエンジン１２が接続されるとともに、車両駆動用モータ１４とが接続されている。その動力分配機構１６により、エンジン１２の駆動力と車両駆動用モータ１４の駆動力との両方を伝達するか、それらのうちの一方の駆動力のみを伝達するかが変更され、その駆動力が減速機構２０等を介して、前輪２２ＦＲ，２２ＦＬに伝達される。なお、車輪２２に付したＦＲ，ＦＬは、図に示すように車輪位置を示す添え字であり、以下の説明においても、４つの車輪のいずれに対応するものであるかを明確にする必要のある場合には、左前輪，右前輪，左後輪，右後輪の各々に対応するものにＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲを付す場合がある。

上記ハイブリッドシステムでは、ハイブリッド電子制御ユニット３０（以下、「ハイブリッドＥＣＵ３０」という場合がある）によって、各種の制御が行われる。ハイブリッドＥＣＵ３０には、車両駆動用モータ１４およびジェネレータ１８に対応するインバータ３２，３４が接続されている。ハイブリッドＥＣＵ３０は、それらインバータ３２，３４を制御することによって、駆動力の制御等が行われるようになっている。なお、インバータ３２，３４は、後に詳しく説明する車両用電源システム１０に接続されており、車両駆動用モータ１４には、その電源システム１０から電力が供給される。

ii）サスペンション装置の構成
また、当該車両は、前後左右の車輪２２の各々に対応する独立懸架式の４つの電磁式のサスペンション装置４０を備えている。それらサスペンション装置４０は、図２に示すように、車輪２２を保持してばね下部の一部分を構成するサスペンションロアアーム４２と、車体に設けられてばね上部の一部分を構成するマウント部４４との間に、それらを連結するようにして配設されている。そして、サスペンション装置４０は、電磁式のアクチュエータ４６と、サスペンションスプリングとしてのコイルスプリング４８とを含んで構成されており、それらが一体化されたものとなっている。

アクチュエータ４６は、ねじ溝が形成された雄ねじ部としてのねじロッド５０と、ベアリングボールを保持してねじロッド５０と螺合する雌ねじ部としてのナット５２とを含んで構成されるボールねじ機構と、動力源としての電磁モータ５４（以下、単に「モータ５４」という場合がある）と、そのモータ５４を収容するケーシング５６とを備えている。そのケーシング５６は、ねじロッド５０を回転可能に保持するとともに、外周部において防振ゴム５８を介してマウント部４４に連結されている。モータ５４は、中空とされたモータ軸６０を有しており、そのモータ軸６０には、それの内側を貫通して上端部においてねじロッド５０が固定されている。つまり、モータ５４は、ねじロッド５０に回転力を付与するものとなっている。

また、アクチュエータ４６は、アウターチューブ７０と、そのアウターチューブ７０に嵌入してそれの上端部から上方に突出するインナチューブ７２とを含んで構成されるシリンダ７４を有している。アウターチューブ７０は、それの下端部に設けられた取付ブシュ７６を介してロアアーム４２に連結され、インナチューブ７２は、上記ねじロッド５０を挿通させた状態で上端部がケーシング５６に固定されている。インナチューブ７２には、それの内底部にナット支持筒７８が立設され、それの上端部の内側には、上記ナット５２が、ねじロッド５０と螺合させられた状態で固定されている。

さらに、アクチュエータ４６は、カバーチューブ８０を有しており、そのカバーチューブ８０が、上端部において防振ゴム８２を介してマウント部４４の下面側に、上記シリンダ７４を挿通させた状態で連結されている。なお、このカバーチューブ８０の上端部には、フランジ部８４（上部リテーナとして機能する）が形成されており、そのフランジ部８４と、アウタチューブ７０の外周面に設けられた環状の下部リテーナ８６とによって、サスペンションスプリングとしてのコイルスプリング４８が挟まれる状態で支持されている。

上述のような構造から、アクチュエータ４６は、ねじロッド５０，モータ５４，ケーシング５６，インナチューブ７２，カバーチューブ８０等を含んでマウント部４４に連結されるばね上部側ユニットと、ナット５２，インナチューブ７０，ナット支持筒７８等を含んでロアアーム４２に連結されるばね下部側ユニットとを有する構造のものとなっており、相対回転不能、かつ、ばね上部とばね上部との接近離間動作に伴って軸線方向に相対移動可能、換言すれば、伸縮可能な構造とされている。

アクチュエータ４６は、ばね上部とばね下部とが接近・離間動作する場合に、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとが軸線方向に相対移動可能、つまり、ねじロッド５０とナット５２とが軸線方向に相対移動可能とされ、その相対移動に伴って、ねじロッド５０がナット５２に対して回転する。それによって、モータ軸６０も回転する。モータ５４は、ねじロッド５０に回転トルクを付与可能とされ、この回転トルクによって、ねじロッド５０とナット５２との相対回転に対して、その相対回転を阻止する方向の抵抗力を発生させることが可能である。この抵抗力を、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの相対移動に対する減衰力、ひいては、ばね上部とばね下部との接近離間動作に対する減衰力として作用させることで、アクチュエータ４６は、いわゆるショックアブソーバとして機能するものとなっている。また、アクチュエータ４６は、ばね上部とばね下部との相対動作に対する推進力をも発生させることが可能とされており、いわゆるスカイフックダンパ理論，擬似的なグランドフック理論等に基づく制御を実行することが可能とされている。

４つのサスペンション装置４０は、サスペンション電子制御ユニット９０（以下、「サスペンションＥＣＵ９０」という場合がある）によって、アクチュエータ４６の制御が行われる。サスペンションＥＣＵ９０には、各アクチュエータ４６が有するモータ５４に対応して設けられて、それぞれが、対応するモータ５４の駆動回路として機能する４つのインバータ９２が接続されている。サスペンションＥＣＵ９０は、それら４つのインバータ９２を制御することによって、アクチュエータ４６が発生させるアクチュエータ力を制御するようになっている。なお、４つのインバータ９２は、後述する車両用電源システム１０に接続されており、各アクチュエータ４６のモータ５４には、その電源システム１０から電力が供給される。

図３に示すように、各アクチュエータ４６のモータ５４は、コイルがスター結線（Ｙ結線）された３相ＤＣブラシレスモータであり、上述したインバータ９２によって制御される。インバータ９２は、図３に示すような一般的なものであり、電源のhigh側（高電位側）のスイッチング素子と、low側（低電位側）のスイッチング素子とからなるスイッチング素子対を、モータ５４の３つの相であるＵ相，Ｖ相，Ｗ相に対応して３対有するものである。また、インバータ９２は、スイッチング素子を開閉作動させるスイッチング素子制御回路９４を有している。

インバータ９２は、電源システム１０からの供給電流であるか、起電力に依拠して生じた発電電流であるかに拘わらず、モータ５４を流れる電流、つまり、モータ５４の通電電流を調整して、モータ力を制御する構造とされている。つまり、モータ５４は、供給電流に依存したモータ力だけでなく、起電力に依存したモータ力を発生可能となっている。なお、電源システム１０から電力の供給を受ける場合、モータ５４は設定電圧Ｅ_D（例えば、46Ｖ）で定電圧駆動されるようになっている。ちなみに、通電電流は、各インバータ９２がＰＷＭ（Pulse Width Modulation）によるパルスオン時間とパルスオフ時間との比（デューティ比）を変更することによって調整される。

iii）車両用電源システムの構成
次いで、上述したハイブリッドシステムやサスペンション装置４０、その他、車両に装備される電力によって作動する電気装置や機器等に電力を供給する本請求可能発明の車両電源システム１０について、図１に加えて、図３をも参照しつつ、詳しく説明する。本電源システム１０は、図１に示すように、第１バッテリであるハイブリッドバッテリ１００（以下、「ＨＶバッテリ」という場合がある）を備えており、そのＨＶバッテリ１００には、ハイブリッドシステムの車両駆動用モータ１４が、前述したインバータ３２を介して接続される。つまり、車両駆動用モータ１４は、ＨＶバッテリ３０から電力の供給を受けて、前輪２２ＦＲ，２２ＦＬに駆動力を与えることが可能に構成される。なお、ＨＶバッテリ３０は、サスペンション装置４０のモータ５４が駆動される設定電圧Ｅ_Dより高い公称電圧Ｅ_N1（例えば、288Ｖ）とされたものである。

また、ＨＶバッテリ１００には、４つのサスペンション装置４０のモータ５４も、接続される。詳しくは、４つのモータ５４に対応するインバータ９２が、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２を介して、ＨＶバッテリ１００に接続される。そのＤＣ−ＤＣコンバータ１０２は、ノイズフィルタ部１０４と、トランジスタ−ブリッジ回路であるＤＣ−ＡＣ変換部１０６と、トランス１０８と、整流部１１０と、平滑部１１２と、コンバータ制御回路１１４とを含んで構成され、ＨＶバッテリ１００の放電電圧を設定電圧Ｅ_Dに降圧するとともに、ＤＣ−ＡＣ変換部によって電流を流さないようにすることで、電気エネルギを出力しないようにすることが可能となっている。つまり、そのＤＣ−ＤＣコンバータ１０２は、ＨＶバッテリ１００の放電電圧を設定電圧Ｅ_Dに降圧してモータ５４へ電力を供給することを許容する状態と、許容しない状態を選択的に実現する第１コンバータとして機能するものであるため、以下、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２を第１コンバータ１０２と呼ぶこととする。

また、本電源システム１０は、車両の電気的負荷部であるランプ類，オーディオ類などの補機１１６等に電力を供給する第２バッテリである補機バッテリ１２０を備えている。その補機バッテリ１２０は、サスペンション装置４０のモータ５４が駆動される設定電圧Ｅ_Dより低い公称電圧Ｅ_N2（例えば、12Ｖ）とされたものである。補機バッテリ１２０には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２２を介して、４つのモータ５４に対応するインバータ９２が接続されている。そのＤＣ−ＤＣコンバータ１２２は、上記第１コンバータと同様に構成されたものであり、モータ５４によって発電された電力の電圧を、補機バッテリ１２０の公称電圧Ｅ_N2より僅かに高い電圧である充電用電圧Ｖ_C（例えば、14Ｖ）に降圧することが可能である。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２２は、それが有するＤＣ−ＡＣ変換部によって電流が流れないようにすることも可能であるため、モータ５４と補機バッテリ１２０とを、電気的に接続した状態と、切断した状態とを切り換えることが可能である。つまり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２２は、接続・切断切換器として機能するものであり、モータ５４によって発電された電力の電圧を降圧する機能を有する第２コンバータとなっている。したがって、以下の説明においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２２を第２コンバータ１２２と呼ぶこととする。

さらに、本電源システム１０においては、ＨＶバッテリ１００と補機バッテリ１２０との間に、第３コンバータ１３０が設けられている。その第３コンバータ１３０は、ＨＶバッテリ１００から補機バッテリ１２０を充電するため、あるいは、補機バッテリ１２０から補機１１６への電力供給を補うために設けられたものであり、ＨＶバッテリ１００の放電電圧を充電用電圧Ｖ_Cに降圧するＤＣ−ＤＣコンバータである。

さらにまた、第１コンバータ１０２と第２コンバータ１２２とが接続された箇所と、モータ５４との間には、抵抗器１３６と、その抵抗器１３６に電流が流れる状態と流れない状態とを切り換えるスイッチング素子１３８とを含んで構成される電力消費回路１４０（いわゆるダイナミックブレーキである）が配設されている。この電力消費回路１４０は、この電力消費回路１４０の高電位側と低電位側との間の電圧（モータ５４の端子電圧Ｅ_Mに等しい）が、後に詳しく説明する第２閾電圧Ｅ₂を超えた場合に、スイッチング素子１３８がＯＮ状態となり、抵抗器１３６に電流が流れることで、電力を消費する構成とされている。

本車両用電源システム１０では、電源電子制御ユニット１５０（以下、「電源ＥＣＵ１５０」という場合がある）によって、２つのバッテリ１００，１２０の充電状態の監視や、それらからの電力供給あるいはそれらの充電のための制御、つまり、３つのコンバータ１０２，１２２，１３０の制御が行われる。具体的には、電源ＥＣＵ１５０には、３つのコンバータ１０２，１２２，１３０の各々が有するコンバータ制御回路１１４が接続されており、電気エネルギを出力するか否かに関する指令、および、電気エネルギを出力する場合には、その出力側の端子の電圧を一定にするための指令等が、電源ＥＣＵ１５０から、コンバータ制御回路１１４に送信される。

iv）車両に搭載されるセンサ
なお、車両には、図１に示すように、各車輪１２に対応する車体の各マウント部２４の縦加速度（上下加速度）を検出する４つのばね上縦加速度センサ［Ｇｚｓ］１６０，各車輪１２の縦加速度を検出する４つのばね下縦加速度センサ［Ｇｚｇ］１６２や、図３に示すように、モータ５４の端子電圧を測定する電圧計［Ｅ_M］１６４，補機バッテリ１２０の端子電圧を測定する電圧計［Ｅ_B2］１６６，電力消費回路１４０が有する抵抗器１３６の温度を測定するサーミスタ［Ｔ］１６８等が設けられている。上記ばね上縦加速度センサ１６０，ばね下縦加速度センサ１６２，サーミスタ１６８は、サスペンションＥＣＵ１９０に接続され、２つの電圧計１６４，１６６は、電源ＥＣＵ１５０に接続されている。サスペンションＥＣＵ９０および電源ＥＣＵ１５０は、それらのセンサからの信号に基づいて、制御を行うものとされている。ちなみに、［］の文字は、上記スイッチ,センサ等を図面において表わす場合に用いる符号である。また、サスペンションＥＣＵ９０および電源ＥＣＵ１５０には、制御に関するプログラム，各種のデータ等が記憶されている。

＜車両用電源システムを搭載した車両における制御＞
i）サスペンション装置の基本的な制御
サスペンションＥＣＵ９０は、４つのスサスペンション装置４０の各々を独立して制御することが可能となっている。それらサスペンション装置４０の各々において、アクチュエータ４６のアクチュエータ力が独立して制御されて、車体および車輪２２の振動、つまり、ばね上振動およびばね下振動を減衰するための制御が実行される。その制御では、車体および車輪２２の振動を減衰するためにその振動の速度に応じた大きさのアクチュエータ力を発生させるべく、目標アクチュエータ力Ｆ^*が決定される。つまり、いわゆるスカイフックダンパ理論に基づいた制御と、擬似的なグランドフックダンパ理論に基づいた制御との両者を総合して行う制御である。具体的には、車体のマウント部４４に設けられたばね上縦加速度センサ１６０によって検出されるばね上縦加速度から得られる車体のマウント部４４の上下方向の動作速度、いわゆる、ばね上絶対速度Ｖｓと、ロアアーム４２に設けられたばね下縦加速度センサ１６２によって検出されるばね下縦加速度から得られる車輪２２の上下方向の動作速度、いわゆる、ばね下絶対速度Ｖｇとに基づいて、次式に従って、目標アクチュエータ力Ｆ^*が演算される。
Ｆ^*＝Ｃｓ・Ｖｓ−Ｃｇ・Ｖｇ
ここで、Ｃｓは、車体のマウント部４４の上下方向の動作速度に応じた減衰力を発生させるためのばね上制振ゲインであり、Ｃｇは、車輪２２の上下方向の動作速度に応じた減衰力を発生させるためのばね下制振ゲインである。つまり、Ｃｓ，Ｃｇは、いわゆるばね上，ばね下絶対振動に対する減衰係数と考えることができる。

そして、上述のように決定された目標アクチュエータ力Ｆ^*を発生させるためのモータ５４作動制御が、インバータ９２によって行われる。詳しく言えば、上述のように決定された目標アクチュエータ力Ｆ^*に基づいて、目標となるデューティ比が決定され、そのデューティ比に基づいた指令がインバータ９２に送信される。インバータ９２は、その適切なデューティ比の下、インバータ９２の備えるスイッチング素子の開閉が、スイッチング素子制御回路９４によって制御されて、目標アクチュエータ力Ｆ^*を発生させるようにモータ５４を作動させる。つまり、アクチュエータ４６の発生させるアクチュエータ力が、モータ５４の作動が制御されることによって制御されるのである。

先に述べたように、アクチュエータ４６は、モータ５４の力に依拠してばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの相対動作に対する力を発生させ、ばね上部とばね下部とにそれらの接近・離間動作に対する力が付与される。そして、アクチュエータ力は、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの相対動作に対する抵抗力として作用させられるだけでなく、推進力としても作用させられる。

モータ５４の発生させるトルクとアクチュエータ力とは比例関係にあり、また、ばね上部側ユニットとばね下部側ユニットとの相対動作と、ばね上部とばね下部との接近・離間動作が一致していると考えることができる。そこで、上記トルク若しくはアクチュエータ力を縦軸に、上記相対動動作の速度若しくはモータ５４の回転速度を横軸にとって、モータ５４の短絡特性を示せば、図４のようになる。図の第１象限は、ばね上部とばね上部とがリバウンド方向に動作し、アクチュエータ力がリバウンド方向に作用する領域であり、同様に、第２象限は、バウンド方向の動作に対してリバウンド方向のアクチュエータ力が作用する領域、第３象限は、バウンド方向の動作に対してバウンド方向のアクチュエータ力が作用する領域、第４象限は、リバウンド方向の動作に対してバウンド方向のアクチュエータ力が作用する領域である。つまり、第１，第３象限がアクチュエータ力が推進力として作用する領域であり、第２，第４象限が抵抗力として作用する領域である。図に示す短絡特性線は、モータ５４の通電端子間を短絡させた場合において、モータ５４が起電力に基づいて発生させる力を示す線である。

図４の〔Ａ〕，〔Ｂ〕，〔Ｄ〕，〔Ｅ〕の領域では、モータ５４が電源システム１０から電力の供給を受けた状態で、アクチュエータ力が発生させられる。それに対して、〔Ｃ〕，〔Ｆ〕の領域、つまり、斜線を施した領域では、モータ５４によって起電力に依拠した電力が発生し、その発電電力に依存したアクチュエータ力が発生させられることになる。

ii）車両用電源システムの制御
本電源システム１０では、３つのコンバータ１０２，１２２，１３０を制御することによって、２つのバッテリ１００，１２０の充放電状態が制御される。本電源システム１０は、サスペンション装置４０のモータ５４が供給電力を必要とする場合、先に述べたように、ＨＶバッテリ１００から、それの放電電圧を第１コンバータ１０２によって設定電圧Ｅ_Dに降圧して、モータ５４に電力を供給する。それに対し、モータ５４が電力を発生させている場合、電源システム１０は、その発電電力を、設定電圧Ｅ_Mより低い公称電圧Ｅ_N2とされた補機バッテリ１２０に回生するようになっている。

電源ＥＣＵ１５０は、電圧計１６４によって測定されたモータ５４の端子電圧Ｅ_M（以下、「モータ端子電圧Ｅ_M」という場合がある）に基づいて、モータ５４が供給電力を受けている状態か、発電している状態かを、判断する。具体的には、モータ端子電圧Ｅ_Mが、設定電圧Ｅ_Dより僅かに高い電圧である第１閾電圧Ｅ₁（例えば、48Ｖ）以下である場合、モータ５４が電力の供給を受けている状態にあり、モータ端子電圧Ｅ_Mが第１閾電圧Ｅ₁を超えた場合に、発電している状態にあると判断する。電源ＥＣＵ１５０は、モータ端子電圧Ｅ_Mが第１閾電圧Ｅ₁以下である場合には、第１コンバータ１０２を電気エネルギを出力する状態であるＯＮ状態とし、第２コンバータ１２２を電気エネルギを出力しない状態であるＯＦＦ状態とする。一方、モータ端子電圧Ｅ_Mが第１閾電圧Ｅ₁を超えた場合には、第１コンバータ１０２をＯＦＦ状態としてモータ５４とＨＶバッテリとを切断し、第２コンバータ１２２をＯＮ状態とすることで、モータ５４の発電電力を第２コンバータ１２２を介して補機バッテリ１２０に回生するのである。

ただし、モータ５４の発電電力は、非常に大きくなる場合があり、そのような場合には、第２コンバータ１２２にかかる電圧は非常に大きく、第２コンバータ１２２の負担も大きい。そこで、本電源システム１０では、上記第１閾電圧Ｅ₁より高い電圧とされた第２閾電圧Ｅ₂（例えば、55Ｖ）を超えた場合に、電力消費回路１４０によって、モータ５４の発電電力の一部が消費され、残りの電力が第２コンバータ１２２を介して補機バッテリ１２０に回生されるようになっている。つまり、電力消費回路１４０は、発電電力消費装置として機能するものとなっている。ちなみに、本電源システム１０において、電力消費回路１４０が有するスイッチング素子１３８のＯＮ・ＯＦＦの切換は、アナログ回路によって行われていたが、電圧計１６４の検出結果に基づいて、電源ＥＣＵ１５０によって切り換えられるような構成とされてもよい。

なお、モータ５４がＨＶバッテリ１００から電力供給を受けている場合には、当然、モータ５４から補機バッテリ１２０へ電力が回生されることはないため、補機バッテリ１２０を補助すべく、つまり、補機バッテリ１２０から補機１１６への電力供給を補う、あるいは、補機バッテリ１２０を充電するために、第３コンバータをＯＮ状態として、ＨＶバッテリ１００から補機バッテリ１２０を充電するように構成されている。したがって、本電源システム１０は、ＨＶバッテリ１００，第３コンバータ１３０とを含み、第２バッテリとしての補機バッテリ１２０を充電する充電装置を備えるものとなっている。

また、本電源システム１０は、電圧計１６６により検出された補機バッテリ１２０の端子電圧から、補機バッテリ１２０の放電時における電圧（以下、「補機バッテリ放電電圧Ｅ_B2」という場合がある）を推定し、その補機バッテリ放電電圧Ｅ_B2に基づいて、補機バッテリ１２０の充電状態を監視するように構成される。バッテリの放電電圧と充電量（残存電気エネルギ量）とは、互いに関連しており、補機バッテリ放電電圧Ｅ_B2が高くなるほど、補機バッテリ１２０の充電量は多いことが分かる。したがって、本電源システム１０では、補機バッテリ放電電圧Ｅ_B2がバッテリ閾電圧Ｅ₀（例えば、13.5Ｖ）を超えた場合に、満充電に近い状態にあると判断される。そして、その場合には、モータ５４が発電状態にあっても、第２コンバータ１２２をＯＦＦ状態として、モータ５４の発電電力の補機バッテリ１２０への回生が禁止される。また、モータ５４が電力供給を受けている場合には、第３コンバータ１３０をＯＦＦ状態として、ＨＶバッテリ１００から補機バッテリ１２０への充電が禁止される。

iii）電源システムの状況に依拠するサスペンション装置の制御
サスペンションＥＣＵ９０は、車両用電源システム１０が置かれている状況に応じて、サスペンション装置４０の制御を変更するように構成される。詳しく言えば、まず、電力消費回路１４０の温度、詳しくは、サーミスタ１６８により測定された抵抗器１３６の温度が設定温度Ｔ₀を超えた場合には、電力消費回路１４０の負担が大きくなっていると判断し、サスペンション装置４０の制御を、通常の制御に比較して消費電力が大きくなるような制御、換言すれば、モータ５４が発電しにくくなる制御に変更するのである。具体的には、図５のエネルギ等高線図に示すように、通常の制御におけるばね上制振ゲインＣｓ，ばね下制振ゲインＣｇが、車両の乗り心地と車輪の接地性との両者を考慮して設定された値Ｃｓ₀，Ｃｇ₀を用いているのに対して、電力消費回路１４０の温度が上昇した場合には、それら両者のゲインとして通常の制御より大きい値Ｃｓ₁，Ｃｇ₁を用いて、振動減衰させるための力、つまり、目標アクチュエータ力Ｆ^*が決定されるのである。したがって、温度上昇時には、ばね上部とばね下部との両者の制振性能を重視した制御に変更され、モータ５４の発電電力が低減されることで、電力消費回路１４０の負担が軽減されることになるのである。

また、ハイブリッドシステムが、エンジン１２を停止して車両駆動用モータ１４のみによって車両に駆動力を与えている場合（以下、「ＥＶモード走行時」という場合がある）には、サスペンションＥＣＵ９０は、ＨＶバッテリ１００から車両駆動用モータ１４への供給電力が大きくなると判断し、サスペンション装置４０の制御を、通常の制御に比較して発電電力が大きくなるような制御に変更するのである。具体的には、図５のエネルギ等高線図に示すように、ばね上制振ゲインＣｓ，ばね下制振ゲインＣｇに、通常の制御より小さい値Ｃｓ₂，Ｃｇ₂を用いて、目標アクチュエータ力Ｆ^*が決定される。したがって、ＥＶモード走行時には、発電量を重視した制御に変更され、ＨＶバッテリ１００からモータ５４への供給電力が低減されることになるのである。

＜制御プログラム＞
上述した車両用電源システム１０の制御は、図６にフローチャートを示す電源制御プログラムが実行されることによって行われる。また、アクチュエータ４６の制御は、図７にフローチャートを示すアクチュエータ制御プログラムが、イグニッションスイッチがＯＮ状態とされている間、短い時間間隔をおいて、サスペンションＥＣＵ９０により繰り返し実行されることによって行われる。以下に、それら制御のフローを、図に示すフローチャートを参照しつつ、簡単に説明する。なお、アクチュエータ制御プログラムは、４つの車輪２２にそれぞれ設けられたサスペンション装置４０のアクチュエータ４６の各々に対して実行される。以降の説明においては、説明の簡略化に配慮して、１つのアクチュエータ４６に対しての本プログラムによる処理について説明する。

i）電源制御プログラム
電源ＥＣＵ１５０において実行される電源制御プログラムにおいては、まず、ステップ１（以下、「Ｓ１」と略す、他のステップも同様である）において、電圧計１１６４により測定されたモータ５４の端子電圧Ｅ_Mが第１閾電圧Ｅ₁以下か否かが判定される。モータ端子電圧Ｅ_Mが第１閾電圧Ｅ₁以下である場合には、Ｓ２以下において、ＨＶバッテリ１００からモータ５４へ電力を供給する状態が実現される。具体的には、まず、Ｓ２において第１コンバータ１０２がＯＮ状態とされ、Ｓ３において第２コンバータ１２２がＯＦＦ状態とされる。次いで、Ｓ４において、補機バッテリ１２０の放電電圧Ｅ_B2が閾電圧Ｅ₀以下か否かが判定される。補機バッテリ放電電圧Ｅ_B2が閾電圧Ｅ₀以下である場合には、Ｓ５において、第３コンバータ１３０がＯＮ状態とされ、ＨＶバッテリ１００から補機バッテリ１２０に電気エネルギが送られる。また、補機バッテリ放電電圧Ｅ_B2が閾電圧Ｅ₀を超える場合には、補機バッテリ１２０が満充電に近い状態であるため、ＨＶバッテリ１００から補機バッテリ１２０に電気エネルギを送らないよう、Ｓ６において、第３コンバータ１３０がＯＦＦ状態とされる。

Ｓ１において、モータ端子電圧Ｅ_Mが第１閾電圧Ｅ₁を超える場合には、Ｓ７において第１コンバータ１０２がＯＦＦ状態とされ、モータ５４とＨＶバッテリ１００とが切断される。そして、Ｓ９において、補機バッテリ放電電圧Ｅ_B2が閾電圧Ｅ₀以下か否かが判定される。補機バッテリ放電電圧Ｅ_B2が閾電圧Ｅ₀以下である場合には、Ｓ１０において、第２コンバータ１２２がＯＮ状態とされ、モータ５４の発電電力を補機バッテリ１２０に回生する状態が実現される。また、補機バッテリ放電電圧Ｅ_B2が閾電圧Ｅ₀を超える場合には、補機バッテリ１２０が満充電に近い状態であるため、回生されないよう、Ｓ１１において、第２コンバータ１２２がＯＦＦ状態とされる。なお、補機バッテリ放電電圧Ｅ_B2が閾電圧Ｅ₀以下か否かに関係なく、第３コンバータ１３０は、ＯＦＦ状態されるようになっている。

ちなみに、モータ５４の端子電圧Ｅ_Mが第２閾電圧Ｅ₂より大きい場合には、電力消費回路１４０がＯＮ状態となり、モータ５４の発電電力の一部あるいは全部が消費されるようになっている。

ii）アクチュエータ制御プログラム
サスペンションＥＣＵ９０において実行されるアクチュエータ制御プログラムでは、まず、Ｓ２１，２２において、ばね上縦加速度センサ１６０およびばね下縦加速度センサ１６２の検出結果から、ばね上絶対速度Ｖｓ，ばね下絶対速度Ｖｇが取得される。次いで、Ｓ２３において、サーミスタ１６８により検出された電力消費回路１４０の温度Ｔが設定温度Ｔ₀以上か否かが判定されるとともに、Ｓ２４において、ハイブリッドシステムによって車両が電力のみで駆動しているか否か（ＥＶモードで走行中か否か）が判定される。温度Ｔが設定温度Ｔ₀未満で、かつ、ＥＶモードで走行中でない場合には、Ｓ２５以下において、通常の制御が実行される。具体的には、Ｓ２５において、ばね上制振ゲインＣｓ，ばね下制振ゲインＣｇが、それぞれ、Ｃｓ₀，Ｃｇ₀に決定される。そして、Ｓ２６において、先に述べた手法で目標アクチュエータ力Ｆ^*が決定され、Ｓ２７において、その目標アクチュエータ力Ｆ^*に基づいて、モータ５４の制御を行うためのデューティ比が決定され、そのデューティ比に基づいた指令がインバータ９２に送信される。

Ｓ２３において、温度Ｔが設定温度Ｔ₀以上であると判定された場合には、ばね上制振ゲインＣｓ，ばね下制振ゲインＣｇが、通常の制御に比較して大きな値であるＣｓ₁，Ｃｇ₁に決定され、サスペンション装置４０の消費電力が大きくされてモータ５４の発電電力が低減され、電力消費回路１４０の負担が軽減される。また、Ｓ２４において、ＥＶモードで走行中であると判定された場合には、ばね上制振ゲインＣｓ，ばね下制振ゲインＣｇが、通常の制御に比較して小さな値であるＣｓ₂，Ｃｇ₂に決定され、モータ５４の発電量が大きくされ、ＨＶバッテリ１００からモータ５４への供給電力が小さくされる。

＜車両用電源システムの効果＞
本車両用電源システム１０は、電磁式サスペンション装置４０が有する電磁モータ５４によって発電された電力を、その電磁モータ５４を駆動するための設定電圧Ｅ_Dより高い公称電圧_EN1とされたＨＶバッテリ１００に回生せず、設定電圧Ｅ_Dより低い公称電圧_EN2とされた補機バッテリ１２０に回生するように構成されており、効率的に回生可能とされている。また、本電源システム１０は、電磁モータ５４の発電電力の少なくとも一部を消費可能な発電電力消費装置としての電力消費回路１４０を備えており、電磁モータ５４の発電電力が非常に大きくなる場合に、その電力消費回路１４０によって発電電力を消費させて、補機バッテリ１２０，接続・切断切換器である第２コンバータ１２２への負担を軽減しつつ、残りの発電電力を補機バッテリ１２０に回生することが可能である。

請求可能発明の実施例である車両用電源システムを搭載する車両の全体構成を示す概略図である。図１に示す電磁式サスペンション装置を示す正面断面図である。図１に示す車両用電源システムの回路図である。図２に示すアクチュエータのアクチュエータ力と、そのアクチュエータが有する電磁モータへの電力の供給およびその電磁モータからの電力の回生との関係を説明するためのグラフである。図２に示すアクチュエータの制御に用いられるばね上制振ゲインとばね下制振ゲインとの関係を示す図である。図１に示す電源電子制御ユニットによって実行される電源制御プログラムを表すフローチャートである。図１に示すサスペンション電子制御ユニットによって実行されるアクチュエータ制御プログラムを表すフローチャートである。

符号の説明

１０：車両用電源システム１２：エンジン［ＥＮＧ］１４：車両駆動用モータ［ＭＯ］２２：車輪３０：ハイブリッド電子制御ユニット［ハイブリッドＥＣＵ］３２，３４：インバータ４０：電磁式サスペンション装置４２：ロアアーム（ばね下部）４４：マウント部（ばね上部）４６：アクチュエータ４８：コイルスプリング（サスペンションスプリング）５４：電磁モータ９０：サスペンション電子制御ユニット［サスペンションＥＣＵ］９２：インバータ１００：ハイブリッドバッテリ（第１バッテリ）［ＨＶＢＡＴ］１０２：第１コンバータ［ＣＯＮＶ１］１０４：ノイズフィルタ部１０６：ＤＣ−ＡＣ変換部１０８：トランス１１０：整流部１１２：平滑フィルタ部１１４：コンバータ制御回路１２０：補機バッテリ（第２バッテリ）１２２：第２コンバータ［ＣＯＮＶ２］１３０：第３コンバータ（充電装置）［ＣＯＮＶ３］１３６：抵抗器１３８：スイッチング素子１４０：電力消費回路（発電電力消費装置）１５０：電源電子制御ユニット［電源ＥＣＵ］１６４：電圧計［Ｅ_M］１６６：電圧計［Ｅ_B2］１６８：サーミスタ［Ｔ］

Ｅ_D：設定電圧（46Ｖ）Ｅ_N1：第１バッテリの公称電圧（288Ｖ）Ｅ_N2：第２バッテリの公称電圧（12Ｖ）Ｖ_C：充電用電圧（14Ｖ）Ｅ_M：電磁モータの端子電圧
Ｅ₁：第１閾電圧（48Ｖ）Ｅ₂：第２閾電圧（55Ｖ）Ｅ_B2：補機バッテリの放電電圧Ｅ₀：バッテリ閾電圧（13.5Ｖ）Ｖｓ：ばね上絶対速度Ｖｇ：ばね下絶対速度Ｃｓ：ばね上制振ゲインＣｇ：ばね下制振ゲインＦ^*：目標アクチュエータ力

Claims

ばね上部とばね下部との間に設けられて設定電圧で駆動される電磁モータを駆動源とする電磁式サスペンション装置を備えた車両に搭載される車両用電源システムであって、
前記設定電圧より高い公称電圧とされた第１バッテリと、
前記設定電圧より低い公称電圧とされた第２バッテリと、
前記第１バッテリと前記電磁モータとの間に設けられ、前記第１バッテリの放電電圧を前記設定電圧に降圧するとともに前記電磁モータへの電力の供給を許容する電力供給許容状態と、前記電磁モータへの電力の供給を禁止する電力供給禁止状態とを選択的に実現する第１コンバータと、
前記第２バッテリと前記電磁モータとの間に設けられ、それらを電気的に接続した接続状態とそれらを電気的に切断した切断状態とを選択的に実現する接続・切断切換器と
を備え、
前記電磁モータの端子電圧が前記設定電圧より高い第１閾電圧以下である場合に、前記第１コンバータによって電力供給許容状態を実現するとともに前記接続・切断切換器によって切断状態を実現し、
前記電磁モータの端子電圧が前記第１閾電圧を超える場合に、前記第１コンバータによって電力供給禁止状態を実現するとともに前記接続・切断切換器によって接続状態を実現するように構成された車両用電源システム。
前記接続・切断切換器が、
前記電磁モータによって発電された電力の電圧を降圧する機能を有する第２コンバータを含んで構成される請求項１に記載の車両用電源システム。
当該車両用電源システムが、
前記電磁モータによって発電された電力の少なくとも一部を消費する発電電力消費装置を備え、
前記モータの端子電圧が前記第１閾電圧より高い第２閾電圧を超えることを条件として、前記発電電力消費装置が作動するように構成された請求項１または請求項２に記載の車両用電源システム。
当該車両用電源システムが、
前記電磁モータの端子電圧が前記第１閾電圧を超える場合であっても、前記第２バッテリの充電状態が設定された閾状態より高い場合には、前記接続・切断切換器によって切断状態を実現するように構成された請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の車両用電源システム。
当該車両用電源システムが、前記第２バッテリを充電する充電装置を備え、前記接続・切断切換器によって接続状態が実現されている場合には、その充電装置によって前記第２バッテリが充電されないように構成された請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の車両用電源システム。