JP2017192170A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】メインバッテリと補機バッテリとの間に接続されたコンバータを備える車両において、電源システム全体のエネルギー効率を改善する。
【解決手段】ハイブリッド車両１において、メモリ５００は、電源システム１０の効率が最大となる場合の、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比と、メインバッテリ１００及び補機４００の電流と、補機バッテリ２００の電流との関係を示すマップを記憶する。そして、ＥＣＵ６００は、補機バッテリ２００の電流が、電流センサ１１０，４１０の出力、電圧センサ１２０，２２０の出力、及びマップから求められる値になるようにＤＣＤＣコンバータ３００を制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両に関し、特に、メインバッテリと補機バッテリとの間に接続されたコンバータを備える車両に関する。

特開２０１２−２４９４６２号公報（特許文献１）は、高電圧バッテリと、低電圧バッテリと、コンバータとを備える車両を開示する。高電圧バッテリは、車両の走行駆動力を生成するモータに供給される電力を蓄える。低電圧バッテリは、車両に設けられた補機に供給される電力を蓄える。コンバータは、高電圧バッテリと低電圧バッテリとの間で電圧変換を行なう。この車両においては、コンバータの入力電力に対する出力電力の割合が最大となるように、コンバータの出力電流が制御される。この車両によれば、コンバータを高効率で駆動することができる。

特開２０１２−２４９４６２号公報

しかしながら、メインバッテリ及び補機バッテリの充放電の過程（コンバータによる電圧変換を含む。）では、コンバータにおける電力損失だけでなく、メインバッテリ及び補機バッテリの内部抵抗における電力損失も生じる。したがって、上記特許文献１に開示される車両のように、コンバータの入力電力に対する出力電力の割合が最大となるようにコンバータを制御したとしても、メインバッテリ及び補機バッテリにおける電力損失が考慮されないと、電源システム全体としてはエネルギー効率が最大とならない可能性がある。

この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、メインバッテリと補機バッテリとの間に接続されたコンバータを備える車両において、電源システム全体のエネルギー効率を改善することである。

この発明のある局面に従う車両は、モータと、メインバッテリと、補機と、補機バッテリと、コンバータと、第１の電流センサと、第２の電流センサと、第１の電圧センサと、第２の電圧センサと、メモリと、制御装置とを備える。モータは、車両の走行駆動力を生成する。メインバッテリは、モータに供給される電力を蓄える。補機バッテリは、補機に供給される電力を蓄える。コンバータは、メインバッテリと補機バッテリとの間に接続される。第１の電流センサは、メインバッテリの電流を示す第１の電流を検知する。第２の電流センサは、補機の電流を示す第２の電流を検知する。第１の電圧センサは、メインバッテリの電圧を示す第１の電圧を検知する。第２の電圧センサは、補機バッテリの電圧を示す第２の電圧を検知する。メモリは、メインバッテリ、補機バッテリ、及びコンバータを含む電源システムの効率が最大となる場合の、第１及び第２の電圧の比と、第１及び第２の電流と、補機バッテリの電流との関係を示すマップを記憶する。制御装置は、補機バッテリの電流が、第１及び第２の電流センサの出力、第１及び第２の電圧センサの出力、及びマップから求められる値になるようにコンバータを制御する。

このように、この車両においては、上記マップ（メインバッテリ、補機バッテリ、及びコンバータを含む電源システムの効率を考慮）がコンバータの制御に用いられる。したがって、この車両によれば、メインバッテリと補機バッテリとコンバータとを含む電源システム全体のエネルギー効率を改善することができる。

この発明の別の局面に従う車両は、エンジンと、モータと、メインバッテリと、補機と、補機バッテリと、コンバータと、電流センサと、第１の電圧センサと、第２の電圧センサと、メモリと、制御装置とを備える。モータは、車両の走行駆動力を生成する。メインバッテリは、モータに供給される電力を蓄える。補機バッテリは、補機に供給される電力を蓄える。コンバータは、メインバッテリと補機バッテリとの間に接続される。電流センサは、メインバッテリの電流を検知する。第１の電圧センサは、メインバッテリの電圧を示す第１の電圧を検知する。第２の電圧センサは、補機バッテリの電圧を示す第２の電圧を検知する。メモリは、第１及び第２のマップを記憶する。制御装置は、コンバータを制御する。第１のマップは、メインバッテリ、補機バッテリ、及びコンバータを含む電源システムの効率がエンジンの作動中に最大となる場合の、第１及び第２の電圧の比と、メインバッテリの電流と、補機バッテリの電流との関係を示す。第２のマップは、電源システムの効率がエンジンの停止中に最大となる場合の、第１及び第２の電圧の比と、メインバッテリの電流と、補機バッテリの電流との関係を示す。制御装置は、エンジンの作動中には、補機バッテリの電流が、電流センサの出力、第１及び第２の電圧センサの出力、及び第１のマップから求められる値になるようにコンバータを制御する一方、エンジンの停止中には、補機バッテリの電流が、電流センサの出力、第１及び第２の電圧センサの出力、及び第２のマップから求められる値になるようにコンバータを制御する。

補機の電流は、エンジンが作動中か否かにより大体予測することができる。この車両においては、エンジンが作動中か否かで、コンバータの制御にそれぞれ第１又は第２のマップが用いられる。第１及び第２のマップにおいては、エンジンが作動中か否かにより予測される補機の電流がそれぞれ反映されている。したがって、この車両によれば、補機の電流を実際に検知しなくても、電流センサ（メインバッテリの電流を検知）の出力と、第１及び第２の電圧センサの出力とを用いることにより、メインバッテリと補機バッテリとコンバータとを含む電源システム全体のエネルギー効率を改善することができる。

この発明の別の局面に従う車両は、モータと、メインバッテリと、補機と、補機バッテリと、コンバータと、電流センサと、第１の電圧センサと、第２の電圧センサと、制御装置とを備える。モータは、車両の走行駆動力を生成する。メインバッテリは、モータに供給される電力を蓄える。補機バッテリは、補機に供給される電力を蓄える。コンバータは、メインバッテリと補機バッテリとの間に接続される。電流センサは、メインバッテリの電流を検知する。第１の電圧センサは、メインバッテリの電圧を示す第１の電圧を検知する。第２の電圧センサは、補機バッテリの電圧を示す第２の電圧を検知する。制御装置は、コンバータを制御する。制御装置は、メインバッテリの放電時には、コンバータを停止させる一方、メインバッテリの充電時には、補機バッテリの電流が、予め準備された所定の式から求められる値になるようにコンバータを制御する。所定の式は、メインバッテリ及び補機バッテリの電力損失が最小となる場合の、第１及び第２の電圧の比と、メインバッテリの電流と、コンバータの変換効率と、補機バッテリの電流との関係を示す。

メインバッテリの放電時にコンバータの出力電力を増加させると、メインバッテリの出力電力が増加するため、メインバッテリの内部抵抗における電力損失は大きくなる。その結果、電源システム全体のエネルギー効率は低下する。この車両においては、メインバッテリの放電時にはコンバータを停止する制御が行なわれる。したがって、この車両によれば、メインバッテリの放電時における電源システム全体のエネルギー効率を改善することができる。

一方、メインバッテリの充電時にコンバータの出力電力を増加させると、メインバッテリの入力電力が減少するため、メインバッテリの内部抵抗における電力損失は小さくなる。また、メインバッテリの充電時にコンバータの出力電流がある程度大きくなると、コンバータの変換効率は大きく変動しない。したがって、この場合には、メインバッテリ及び補機バッテリにおける電力損失が、電源システムのエネルギー効率に大きく効いてくる。この車両においては、メインバッテリの充電時には、メインバッテリ及び補機バッテリの電力損失が最小となるようにコンバータが制御される。したがって、この車両によれば、メインバッテリの充電時における電源システム全体のエネルギー効率を改善することができる。

この発明によれば、メインバッテリと補機バッテリとの間に接続されたコンバータを備える車両において、電源システム全体のエネルギー効率を改善することができる。

実施の形態１に従う車両の構成を示すブロック図である。 電源システムと、負荷と、補機との関係を示す図である。 電源システムと、負荷と、補機と、エンジンとの関係を示す図である。 エンジンがオフ状態で、かつ、メインバッテリの充電時における、電源システムと、負荷と、補機との関係を示す図である。 ＤＣＤＣコンバータの出力電流が５０Ａである場合の、変換効率、Ｐｂ１ｌｏｓｓ、及びＰｂ２ｌｏｓｓの関係（メインバッテリの充電時）を示す図である。 ＤＣＤＣコンバータの出力電流が６０Ａである場合の、変換効率、Ｐｂ１ｌｏｓｓ，及びＰｂ２ｌｏｓｓの関係（メインバッテリの充電時）を示す図である。 エンジンがオフ状態で、かつ、メインバッテリの放電時における、電源システムと、負荷と、補機との関係を示す図である。 ＤＣＤＣコンバータの出力電流が５０Ａである場合の、変換効率、Ｐｂ１ｌｏｓｓ、及びＰｂ２ｌｏｓｓの関係（メインバッテリの放電時）を示す図である。 ＤＣＤＣコンバータの出力電流が６０Ａである場合の、変換効率、Ｐｂ１ｌｏｓｓ、及びＰｂ２ｌｏｓｓの関係（メインバッテリの放電時）を示す図である。 エンジンがオン状態で、かつ、メインバッテリの充電時における、電源システムと、負荷と、補機と、エンジンとの関係を示す図である。 ＤＣＤＣコンバータの出力電流が２０Ａである場合の、変換効率、Ｐｂ１ｌｏｓｓ、Ｐｂ２ｌｏｓｓ、及びエンジンにおける損失の関係を示す図である。 ＤＣＤＣコンバータの出力電流が５０Ａである場合の、変換効率、Ｐｂ１ｌｏｓｓ、Ｐｂ２ｌｏｓｓ、及びエンジンにおける損失の関係を示す図である。 実施の形態１におけるＤＣＤＣコンバータの制御に用いられるマップについて説明するための図である。 ＤＣＤＣコンバータの制御処理手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２におけるＤＣＤＣコンバータの制御に用いられるマップについて説明するための図である。 ＤＣＤＣコンバータの制御処理手順を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３におけるＤＣＤＣコンバータの制御処理手順を説明するためのフローチャートである。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
［ハイブリッド車両の構成］
図１は、この発明の実施の形態１に従う車両の構成を示すブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１は、エンジン１５０と、負荷１３５（モータジェネレータ１４０，１４５を含む。）と、動力分割装置１５５と、伝達ギヤ１６０と、駆動輪１７０と、電源システム１０と、補機４００と、メモリ５００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６００とを備える。ハイブリッド車両１は、エンジン１５０及びモータジェネレータ１４０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行可能である。

エンジン１５０は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換し、その変換された運動エネルギーを動力分割装置１５５へ出力する。たとえば、運動子がピストンであり、その運動が往復運動であれば、いわゆるクランク機構を通じて往復運動が回転運動に変換され、ピストンの運動エネルギーが動力分割装置１５５に伝達される。

動力分割装置１５５は、エンジン１５０が発生する駆動力を、駆動輪１７０を駆動するための駆動力と、モータジェネレータ１４５を駆動するための駆動力とに分割可能に構成される。駆動輪１７０を駆動するための駆動力は、動力分割装置１５５から伝達ギヤ１６０を通じて駆動輪１７０に伝達される。動力分割装置１５５は、たとえば遊星歯車によって構成される。

負荷１３５は、ＰＣＵ１３０と、モータジェネレータ１４０，１４５とを含む。ＰＣＵ１３０は、メインバッテリ１００（後述）とモータジェネレータ１４０，１４５との間に接続され、メインバッテリ１００とモータジェネレータ１４０，１４５との間で電力変換を行なう。ＰＣＵ１３０は、たとえば２つのインバータ（不図示）を含む。一方のインバータは、モータジェネレータ１４５により発電された電力を直流電力に変換してメインバッテリ１００へ出力する。このインバータは、エンジン１５０の始動時、メインバッテリ１００から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ１４５へ出力する。

他方のインバータは、メインバッテリ１００から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ１４０へ出力する。このインバータは、ハイブリッド車両１の制動時や下り斜面での加速度低減時、モータジェネレータ１４０により発電された電力を直流電力に変換してメインバッテリ１００へ出力する。

モータジェネレータ１４０，１４５は、交流電動機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機によって構成される。モータジェネレータ１４５は、エンジン１５０により生成された運動エネルギーを電気エネルギーに変換してＰＣＵ１３０へ出力する。また、モータジェネレータ１４５は、ＰＣＵ１３０から受ける三相交流電力によって駆動力を発生し、エンジン１５０の始動を行なう。

モータジェネレータ１４０は、ＰＣＵ１３０から受ける三相交流電力によってハイブリッド車両１の走行駆動力を発生する。モータジェネレータ１４０は、ハイブリッド車両１の制動時や下り斜面での加速度低減時、運動エネルギーや位置エネルギーとして車両に蓄えられた力学的エネルギーを電気エネルギーに変換してＰＣＵ１３０へ出力する。

電源システム１０は、ハイブリッド車両１に搭載される各機器に対して、高電圧及び低電圧の２種類の電圧を供給する。電源システム１０は、高電圧系のメインバッテリ１００と、低電圧系の補機バッテリ２００とを備える。電源システム１０は、さらに、電流センサ１１０，２１０，４１０と、電圧センサ１２０，２２０と、ＤＣＤＣコンバータ３００とを含む。

メインバッテリ１００は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池によって構成される。メインバッテリ１００は、ＰＣＵ１３０及びＤＣＤＣコンバータ３００へ電力を供給する。メインバッテリ１００は、モータジェネレータ１４０，１４５の発電時に発電電力を受けることによって充電される。メインバッテリ１００の定格出力電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。

電流センサ１１０は、電力線対１２５の正極線上に設けられる。電流センサ１１０は、メインバッテリ１００の出力電流Ｉ１を検知する。電圧センサ１２０は、電力線対１２５の間に接続される。電圧センサ１２０は、メインバッテリ１００の電圧Ｖ１を検知する。電流センサ１１０及び電圧センサ１２０の検知結果は、ＥＣＵ６００へ出力される。なお、メインバッテリ１００の出力電流Ｉ１は、メインバッテリ１００の放電時には正値（Ｉ１＞０）を示し、メインバッテリ１００の充電時には負値（Ｉ１＜０）を示すものとする。

ＤＣＤＣコンバータ３００は、電力線対１２５間の電圧を降圧して電力線対２２５に出力する。ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電圧は、ＥＣＵ６００からの指示に従って制御される。この実施の形態１に従うハイブリッド車両１においては、電源システム１０の効率が最大となるようにＤＣＤＣコンバータ３００が制御される。ＤＣＤＣコンバータ３００の制御については後程詳しく説明する。

補機バッテリ２００は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、鉛蓄電池やリチウムイオン電池等の二次電池によって構成される。補機バッテリ２００は、補機４００へ電力を供給する。補機バッテリ２００は、ＤＣＤＣコンバータ３００を通じてメインバッテリ１００から電力を受けることによって充電される。補機バッテリ２００の定格出力電圧は、たとえば１２Ｖ程度である。

電流センサ２１０は、電力線対２２５の正極線上に設けられる。電流センサ２１０は、補機バッテリ２００の出力電流Ｉ２を検知する。電圧センサ２２０は、電力線対２２５の間に接続される。電圧センサ２２０は、補機バッテリ２００の電圧Ｖ２を検知する。電流センサ２１０及び電圧センサ２２０の検知結果は、ＥＣＵ６００へ出力される。なお、補機バッテリ２００の出力電流Ｉ２は、補機バッテリ２００の放電時には正値（Ｉ２＞０）を示し、補機バッテリ２００の充電時には負値（Ｉ２＜０）を示すものとする。

電流センサ４１０は、電力線対２２５の正極線と補機４００との間の電力線に設けられる。電流センサ４１０は、補機４００への入力電流を検知する。電流センサ４１０の検知結果は、ＥＣＵ６００へ出力される。なお、補機４００の入力電流Ｉ３は、補機４００への流入時には正値（Ｉ３＞０）を示すものとする。なお、補機４００からＤＣＤＣコンバータ３００又は補機バッテリ２００へ電流が流入することはないため、入力電流Ｉ３が負値を示すことはない。

補機４００は、電力線対２２５の正極線を通じて、ＤＣＤＣコンバータ３００及び補機バッテリ２００に接続される。補機４００は、ＤＣＤＣコンバータ３００及び／又は補機バッテリ２００から供給を受けた電力を用いて駆動する。補機４００は、たとえば、ワイパ用やドア開閉用の小型モータ、オーディオ機器、エアコン等を含む。

メモリ５００は、たとえばフラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成される。メモリ５００は、ＤＣＤＣコンバータ３００の制御時に用いられるマップを記憶する。このマップは、電源システム１０の効率が最大となる場合の、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比と、メインバッテリ１００及び補機４００の電流と、補機バッテリ２００の電流との関係を示す。このマップについては後程詳しく説明する。

ＥＣＵ６００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、ハイブリッド車両１における各機器の制御を行なう。なお、この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

［電源システム全体の効率改善］
上記のハイブリッド車両１において、ＤＣＤＣコンバータ３００作動時のエネルギー効率を高くするために、ＤＣＤＣコンバータ３００の入力電力に対する出力電力の割合（変換効率）が最大となるように、ＤＣＤＣコンバータ３００を制御することが考えられる。

しかしながら、ＤＣＤＣコンバータ３００の作動を伴なうメインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の充放電（以下、「ＤＣＤＣコンバータ３００の作動を伴なう充放電」とも称する。）の過程では、ＤＣＤＣコンバータ３００における電力損失だけでなく、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の内部抵抗における電力損失も生じ得る。したがって、ＤＣＤＣコンバータ３００の入力電力に対する出力電力の割合が最大となるようにＤＣＤＣコンバータ３００を制御したとしても、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００における電力損失が考慮されないと、電源システム１０全体としてはエネルギー効率が最大とならない可能性がある。

そこで、この実施の形態１に従うハイブリッド車両１において、メモリ５００は、電源システム１０の効率が最大となる場合の、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比と、メインバッテリ１００及び補機４００の電流と、補機バッテリ２００の電流との関係を示すマップを記憶する。そして、ＥＣＵ６００は、補機バッテリ２００の電流が、電流センサ１１０，４１０の出力、電圧センサ１２０，２２０の出力、及びマップから導かれる目標電流になるようにＤＣＤＣコンバータ３００を制御する。

このように、このハイブリッド車両１においては、電源システム１０全体の効率が最大となる場合の各種値の関係を示すマップを用いて補機バッテリ２００の電流の目標値が導かれ、補機バッテリ２００の電流が目標値となるようにＤＣＤＣコンバータ３００が制御される。したがって、このハイブリッド車両１によれば、電源システム１０全体のエネルギー効率を改善することができる。以下、まず、このマップを作成する際に用いる指標について説明する。

［電源システム全体の効率を示す指標］
図２は、電源システム１０と、負荷１３５と、補機４００との関係を示す図である。図２を参照して、上記マップのうち、エンジン１５０の停止中に用いられるマップを作成するための指標について説明する。ここで説明する指標は、単にＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率（出力電力／入力電力）を示すものではなく、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の内部抵抗における電力消費を考慮した、電源システム１０全体の効率を示すものである。

ＤＣＤＣコンバータ３００の作動を伴なう充放電時のメインバッテリ１００の起電力に基づく出力電力をＰｂ１とし、メインバッテリ１００の内部抵抗における消費電力をＰｂ１ｌｏｓｓとする。負荷１３５への入力電力をＰｌｏａｄ１とする。そして、この時の補機バッテリ２００の起電力に基づく出力電力をＰｂ２とし、補機バッテリ２００の内部抵抗における消費電力をＰｂ２ｌｏｓｓとする。補機４００への入力電力をＰｌｏａｄ２とする。

この実施の形態１においては、以下の式（１）で示される指標が、エンジン１５０の停止中、かつ、ＤＣＤＣコンバータ３００の作動を伴なう充放電時の電源システム１０全体の効率を示す指標とされる。

ηｅ＝（Ｐｌｏａｄ２−Ｐｂ２）／（Ｐｂ１−Ｐｌｏａｄ１）・・・（１）
この式（１）では、分母において、メインバッテリ１００の内部抵抗における電力消費分（Ｐｂ１ｌｏｓｓ）が含まれ、分子において、補機バッテリ２００の内部抵抗における電力消費分（Ｐｂ２ｌｏｓｓ）が含まれている。すなわち、この式（１）によれば、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の内部抵抗における電力消費が考慮された電源システム１０全体のエネルギー効率を示すことができる。この実施の形態１においては、ηｅを用いて、エンジン１５０の停止中のためのマップが作成される。

ηｅは、メインバッテリ１００の電流、補機４００の電流、並びに、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比が与えられた状態で、補機バッテリ２００の電流を決めると一意に決まる。上記エンジン１５０の停止中のためのマップは、メインバッテリ１００の電流、補機４００の電流、並びに、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比の組み合わせに対して、ηｅが最大となる場合の補機バッテリ２００の電流を予め実験で特定することにより生成される。

すなわち、このマップは、ηｅが最大となる場合の、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比と、メインバッテリ１００及び補機４００の電流と、補機バッテリ２００の電流との関係を示す。したがって、ハイブリッド車両１においては、エンジン１５０の停止中に、電流センサ１１０，４１０の出力、及び、電圧センサ１２０，２２０の出力が得られると、ηｅを最大にするための補機バッテリ２００の目標電流を決めることができる。

図３は、電源システム１０と、負荷１３５と、補機４００と、エンジン１５０との関係を示す図である。図３を参照して、上記マップのうち、エンジン１５０の作動中に用いられるマップを作成するための指標について説明する。ここで説明する指標は、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の内部抵抗における電力消費、並びに、エンジン１５０及び負荷１３５における損失を考慮した電源システム１０全体の効率を示すものである。

Ｐｂ１，Ｐｂ１ｌｏｓｓ，Ｐｌｏａｄ１，Ｐｂ２，Ｐｂ２ｌｏｓｓ、及びＰｌｏａｄ２については図２と同様である。エンジン１５０を作動させるための燃料発熱量をＱｆｃとし、エンジン１５０の出力パワーをＰｅとする。負荷１３５における駆動パワーをＰｖとし、負荷１３５における損失をＰｖｌｏｓｓとする。

この実施の形態１においては、以下の式（２）で示される指標が、エンジン１５０の作動中、かつ、ＤＣＤＣコンバータ３００の作動を伴なう充放電時の電源システム１０全体の効率を示す指標とされる。

ηｅ＿ｅｎｇ＝（Ｐｖ−Ｐｂ１−Ｐｂ２＋Ｐｌｏａｄ２）／Ｑｆｃ・・・（２）
この式（２）では、分母において、エンジン１５０及び負荷１３５における損失分が含まれ、分子において、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の内部抵抗における電力消費分が含まれている。すなわち、この式（２）によれば、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の内部抵抗における電力損失、並びに、エンジン１５０及び負荷１３５における損失が考慮された電源システム１０全体のエネルギー効率を示すことができる。この実施の形態１においては、ηｅ＿ｅｎｇを用いて、エンジン１５０の作動中のためのマップが作成される。

Ｑｆｃ及びＰｖが予め与えられるものとする。この場合に、ηｅ＿ｅｎｇは、メインバッテリ１００の電流、補機４００の電流、並びに、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比が与えられた状態で、補機バッテリ２００の電流を決めると一意に決まる。上記エンジン１５０の作動中のためのマップは、メインバッテリ１００の電流、補機４００の電流、並びに、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比の組み合わせに対して、ηｅ＿ｅｎｇが最大となる場合の補機バッテリ２００の電流を予め実験で特定することにより生成される。

すなわち、エンジン１５０の作動中に用いられるマップは、ηｅ＿ｅｎｇが最大となる場合の、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比と、メインバッテリ１００及び補機４００の電流と、補機バッテリ２００の電流との関係を示す。したがって、ハイブリッド車両１においては、エンジン１５０の作動中に、電流センサ１１０，４１０の出力、及び、電圧センサ１２０，２２０の出力が得られると、ηｅ＿ｅｎｇを最大にするための補機バッテリ２００の目標電流を決めることができる。

上記各マップの詳細については後程説明する。以下、まず、各種条件によって指標ηｅ、及びηｅ＿ｅｎｇがどのように変化するかについて例示する。

［電源システム全体の効率の例（エンジンオフ、かつ、メインバッテリ充電時）］
図４は、エンジン１５０がオフ状態で、かつ、メインバッテリ１００の充電時における、電源システム１０と、負荷１３５と、補機４００との関係を示す図である。図４を参照して、たとえば、ＤＣＤＣコンバータ３００の入力電圧が２００Ｖであり、出力電圧が１０Ｖであり、Ｐｌｏａｄ１が−２００００Ｗ（負荷１３５からの出力電力が２００００Ｗ）であるとする。この場合には、負荷１３５の電流（Ｉｌｏａｄ１）は、−１００Ａとなる（負荷１３５からの出力電流が１００Ａ）。Ｐｌｏａｄ２を２００Ｗとし、補機４００の電流（Ｉｌｏａｄ２）を２０Ａとする。メインバッテリ１００の内部抵抗を０．１Ωとし、補機バッテリ２００の内部抵抗を０．０１Ωとする。

メインバッテリ１００の充電時には、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が増加すると、Ｉｌｏａｄ１のうち、ＤＣＤＣコンバータ３００に流入する電流が増加するため、メインバッテリ１００に流入する電流（絶対値）は減少する。したがって、メインバッテリ１００の内部抵抗における消費電力は減少する。

ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流がＩｌｏａｄ２以下の範囲でＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が増加すると、補機バッテリ２００から補機４００への出力電流は減少する。したがって、補機バッテリ２００の内部抵抗における消費電力は減少する。一方、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電力がＩｌｏａｄ２を上回る範囲でＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が増加すると、補機バッテリ２００への入力電流（絶対値）は増加する。したがって、補機バッテリ２００の内部抵抗における消費電力は増加する。

ＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率（出力電力／入力電力）は、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が所定値となるまでは上昇し、所定値を超えるとなだらかに低下する。

図５は、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が５０Ａである場合の、ＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率、Ｐｂ１ｌｏｓｓ、及びＰｂ２ｌｏｓｓの関係（メインバッテリ１００の充電時）を示す図である。図５を参照して、上図の横軸はＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流を示し、縦軸はＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率を示す。中図の横軸はＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流を示し、縦軸はＰｂ１ｌｏｓｓを示す。下図の横軸はＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流を示し、縦軸はＰｂ２ｌｏｓｓを示す。この例では、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が５０Ａである場合に、ＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率は８５％であるとする。

上記の条件において、Ｐｂ１及びＰｂ２を導出することができる。導出された値、上記の条件、及び上述の式（１）を用いることで、メインバッテリ１００の充電時にＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が５０Ａである場合のηｅを導出することができる。この場合のηｅは、約０．３２となる。

図６は、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が６０Ａである場合の、ＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率、Ｐｂ１ｌｏｓｓ，及びＰｂ２ｌｏｓｓの関係（メインバッテリ１００の充電時）を示す図である。図６を参照して、各図の横軸及び縦軸は図５と同様である。この例では、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が６０Ａである場合に、ＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率は８２％であるとする。

上記の条件を用いることで、Ｐｂ１及びＰｂ２を導出することができる。導出された値、上記の条件、及び上述の式（１）を用いることで、メインバッテリ１００の充電時にＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が６０Ａである場合のηｅを導出することができる。この場合のηｅは、約０．３５２となる。

ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が６０Ａである場合（変換効率：８２％）には、５０Ａである場合（変換効率：８５％）よりも、ＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率は低い。しかしながら、ηｅは、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が６０Ａである場合（ηｅ：約０．３５２）の方が、５０Ａである場合（ηｅ：約０．３２）よりも高い。このことからも、ＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率が最大となるようにＤＣＤＣコンバータ３００を制御したとしても、電源システム１０全体の効率は必ずしも最大とならないことが分かる。

［電源システム全体の効率の例（エンジンオフ、かつ、メインバッテリ放電時）］
図７は、エンジン１５０がオフ状態で、かつ、メインバッテリ１００の放電時における、電源システム１０と、負荷１３５と、補機４００との関係を示す図である。図７を参照して、たとえば、ＤＣＤＣコンバータ３００の入力電圧が２００Ｖであり、出力電圧が１０Ｖであり、Ｐｌｏａｄ１が２００００Ｗ（負荷１３５への入力電力が２００００Ｗ）であるとする。この場合には、負荷１３５の電流（Ｉｌｏａｄ１）は１００Ａとなる（負荷１３５への入力電流が１００Ａ）。Ｐｌｏａｄ２を２００Ｗとし、補機４００の電流（Ｉｌｏａｄ２）を２０Ａとする。メインバッテリ１００の内部抵抗を０．１Ωとし、補機バッテリ２００の内部抵抗を０．０１Ωとする。

メインバッテリ１００の放電時には、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が増加すると、Ｉｌｏａｄ１が固定であるため、メインバッテリ１００の出力電流は増加する。したがって、メインバッテリ１００の内部抵抗における消費電力は増加する。一方、補機バッテリ２００から補機４００への出力電流、及び、補機バッテリ２００への入力電流は、メインバッテリ１００の充電時と同様に変化する。

図８は、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が５０Ａである場合の、ＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率、Ｐｂ１ｌｏｓｓ、及びＰｂ２ｌｏｓｓの関係（メインバッテリ１００の放電時）を示す図である。図８を参照して、上方から、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流とＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率との関係を示す図、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流とＰｂ１ｌｏｓｓとの関係を示す図、及びＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流とＰｂ２ｌｏｓｓとの関係を示す図である。各図の横軸及び縦軸は図５と同様である。図５と同様に、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が５０Ａである場合、ＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率は８５％であるとする。メインバッテリ１００の充電時と同様にηｅを算出すると、ηｅは、約０．２９８となる。

図９は、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が６０Ａである場合の、ＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率、Ｐｂ１ｌｏｓｓ、及びＰｂ２ｌｏｓｓの関係（メインバッテリ１００の放電時）を示す図である。図９を参照して、上方から、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流とＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率との関係を示す図、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流とＰｂ１ｌｏｓｓとの関係を示す図、及びＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流とＰｂ２ｌｏｓｓとの関係を示す図である。各図の横軸及び縦軸は図５と同様である。図６と同様に、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が６０Ａである場合、ＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率は８２％であるとする。

上記の各種条件を用いることで、Ｐｂ１及びＰｂ２を導出することができる。導出された値、上記の各種条件、及び上述の式（１）を用いることで、メインバッテリ１００の放電時にＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が６０Ａである場合のηｅを導出することができる。この場合のηｅは、約０．３２３となる。

メインバッテリ１００の充電時（図５，６）と放電時（図８，９）とにおいてηｅを比較すると、たとえば、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が５０Ａである場合には、充電時におけるηｅは約０．３２であり、放電時におけるηｅは約０．２９８である。また、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が６０Ａである場合には、充電時におけるηｅは約０．３５２であり、放電時におけるηｅは約０．３２３である。これらの例からも分かるように、メインバッテリ１００の放電時には充電時に比べて、電源システム１０全体のエネルギー効率が低下する。放電時にＤＣＤＣコンバータ３００を作動させると、メインバッテリ１００の出力電流が増加し、メインバッテリ１００の内部抵抗における電力消費が大きくなるためである。

［電源システム全体の効率の例（エンジンオン、かつ、メインバッテリ充電時）］
図１０は、エンジン１５０がオン状態で、かつ、メインバッテリ１００の充電時における、電源システム１０と、負荷１３５と、補機４００と、エンジン１５０との関係を示す図である。図１０を参照して、たとえば、ＤＣＤＣコンバータ３００の入力電圧が２００Ｖであり、出力電圧が１０Ｖであるとする。Ｐｌｏａｄ１を−２００００Ｗとし（負荷１３５からの出力電力が２００００Ｗ）、負荷１３５の電流（Ｉｌｏａｄ１）を−１００Ａとする（負荷１３５からの出力電流が１００Ａ）。Ｐｌｏａｄ２を２００Ｗとし、補機４００の電流（Ｉｌｏａｄ２）を２０Ａとする。メインバッテリ１００の内部抵抗を０．１Ωとし、補機バッテリ２００の内部抵抗を０．０１Ωとする。そして、負荷１３５における駆動パワー（Ｐｖ）を３５００Ｗとし、負荷１３５における損失（Ｐｖｌｏｓｓ）を５００Ｗとする。

エンジン１５０がオン状態で、かつ、メインバッテリ１００の充電時には、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電力を増加する場合に、エンジン１５０の出力パワーを増加することで必要なエネルギーが賄われる。すなわち、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電力が増加する場合であっても、メインバッテリ１００の入力電力は減少しない（一定）。

後述の図１１で示す例（ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流：２０Ａ、変換効率：８０％）においては、たとえば、エンジン１５０を作動させるための燃料発熱量（Ｑｆｃ）は６００００Ｗとなり、エンジン１５０の出力パワー（Ｐｅ）は２４０００Ｗとなる。後述の図１２で示す例（ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流：５０Ａ、変換効率：８５％）においては、たとえば、Ｑｆｃは６０２００Ｗとなり、Ｐｅは２４３３８Ｗとなる。

図１１は、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が２０Ａである場合の、ＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率、Ｐｂ１ｌｏｓｓ、Ｐｂ２ｌｏｓｓ、及びエンジン１５０における損失の関係（メインバッテリ１００の充電時）を示す図である。図１１を参照して、上方から、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流とＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率との関係を示す図（上図）、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流とＰｂ１ｌｏｓｓとの関係を示す図（中上図）、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流とＰｂ２ｌｏｓｓとの関係を示す図（中下図）、及びＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流とエンジン１５０における損失との関係を示す図（下図）である。

上図、中上図、及び中下図の横軸及び縦軸は、図５の各図とそれぞれ同一である。下図の横軸はＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流を示し、縦軸はエンジン１５０におけるエネルギー損失を示す。ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が２０Ａである場合の、ＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率は８０％であるとする。

上記の条件を用いることで、Ｐｂ１及びＰｂ２を導出することができる。導出された値、上記の条件、及び上述の式（２）を用いることで、メインバッテリ１００の充電時にＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が２０Ａである場合のηｅ＿ｅｎｇを導出することができる。この場合のηｅ＿ｅｎｇは、約０．３７４となる。

図１２は、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が５０Ａである場合の、ＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率、Ｐｂ１ｌｏｓｓ、Ｐｂ２ｌｏｓｓ、及びエンジン１５０における損失の関係（メインバッテリ１００の充電時）を示す図である。図１２を参照して、上方から、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流とＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率との関係を示す図、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流とＰｂ１ｌｏｓｓとの関係を示す図、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流とＰｂ２ｌｏｓｓとの関係を示す図、及びＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流とエンジン１５０における損失との関係を示す図である。各図の横軸及び縦軸は図１１と同様である。

上記の各種条件を用いることで、Ｐｂ１及びＰｂ２を導出することができる。導出された値、上記の各種条件、及び上述の式（２）を用いることで、メインバッテリ１００の充電時にＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流が５０Ａである場合のηｅ＿ｅｎｇを導出することができる。この場合のηｅ＿ｅｎｇは、約０．３７８となる。

なお、エンジン１５０がオン状態で、かつ、メインバッテリ１００の放電時には、エネルギー効率の観点から、ηｅ＿ｅｎｇの値に拘わらず、ＤＣＤＣコンバータ３００を停止するような構成としてもよい。

［マップの説明］
図１３は、この実施の形態１におけるＤＣＤＣコンバータ３００の制御に用いられるマップについて説明するための図である。図１３を参照して、メモリ５００には、マップ５１０，５２０が記憶されている。

マップ５１０は、エンジン１５０の作動中にＤＣＤＣコンバータ３００の制御のために用いられるマップである。マップ５１０は、上述の式（２）に示されるηｅ＿ｅｎｇが最大となる場合の、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比と、メインバッテリ１００及び補機４００の電流と、補機バッテリ２００の電流との関係を示す。

マップ５２０は、エンジン１５０の停止中にＤＣＤＣコンバータ３００の制御のために用いられるマップである。マップ５２０は、上述の式（１）に示されるηｅが最大となる場合の、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比と、メインバッテリ１００及び補機４００の電流と、補機バッテリ２００の電流との関係を示す。

マップ５１０，５２０の各々は、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比（Ｖｂ１／Ｖｂ２）毎に用意された複数のマップを含む。各マップは、メインバッテリ１００の電流と補機４００の電流との組み合わせに対して、ηｅ＿ｅｎｇ又はηｅが最大となる場合の補機バッテリ２００の電流を対応付けている。

この実施の形態１に従うハイブリッド車両１においてエンジン１５０の作動中に、ＥＣＵ６００は、補機バッテリ２００の電流が、電流センサ１１０，４１０の出力、電圧センサ１２０，２２０の出力、及びマップ５１０から導かれる目標電流になるようにＤＣＤＣコンバータ３００を制御する。一方、エンジン１５０の停止中に、ＥＣＵ６００は、補機バッテリ２００の電流が、電流センサ１１０，４１０の出力、電圧センサ１２０，２２０の出力、及びマップ５２０から導かれる目標電流になるようにＤＣＤＣコンバータ３００を制御する。このように、ハイブリッド車両１においては、ηｅ＿ｅｎｇ又はηｅが最大となるように、ＤＣＤＣコンバータ３００が制御されるため、電源システム１０全体のエネルギー効率が改善される。次に、ＤＣＤＣコンバータ３００の制御処理手順について説明する。

［ＤＣＤＣコンバータ制御の処理手順］
図１４は、実施の形態１におけるＤＣＤＣコンバータ３００の制御処理手順を説明するためのフローチャートである。図１４を参照して、このフローチャートに示される処理は、ＥＣＵ６００により所定のサイクルで実行される。

ＥＣＵ６００は、各種センサの出力を取得する（ステップＳ１００）。具体的には、ＥＣＵ６００は、電流センサ１１０，４１０及び電圧センサ１２０，２２０の出力を取得する。

その後、ＥＣＵ６００は、エンジン１５０がオン状態（作動中）であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。エンジン１５０がオン状態であると判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、補機バッテリ２００の目標電流を導出するためのマップとして、マップ５１０（図１３）を設定し、ステップＳ１００において取得された各出力及びマップ５１０を用いて、補機バッテリ２００の目標電流を導出する（ステップＳ１２０）。

一方、エンジン１５０がオフ状態（停止中）であると判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、ＥＣＵ６００は、補機バッテリ２００の目標電流を導出するためのマップとして、マップ５２０（図１３）を設定し、ステップＳ１００において取得された各出力及びマップ５２０を用いて、補機バッテリ２００の目標電流を導出する（ステップＳ１３０）。

その後、ＥＣＵ６００は、算出された補機バッテリ２００の目標電流が０（ゼロ）未満か否かを判定する（ステップＳ１４０）。すなわち、ＥＣＵ６００は、補機バッテリ２００に電流が入力されるのか、補機バッテリ２００から電流が出力されるのかを判定する。

補機バッテリ２００の目標電流が０以上であると判定されると（ステップＳ１４０においてＮＯ）、補機バッテリ２００から電流が出力されることになり、ＤＣＤＣコンバータ３００から補機バッテリ２００に電力を供給する必要がないため、ＥＣＵ６００は、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電圧を補機バッテリ２００の電圧以下（たとえば、１２Ｖ）に設定する（ステップＳ１６０）。

一方、補機バッテリ２００の目標電流が０未満であると判定されると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００は、補機バッテリ２００の電流が目標電流になるようにＤＣＤＣコンバータ３００を制御する（ステップＳ１５０）。たとえば、ＥＣＵ６００は、電流センサ２１０の出力を監視しながら、補機バッテリ２００の電流が目標電流になるようにフィードバック制御を実行する。その後、処理はリターンに移行する。

以上のように、この実施の形態１に従うハイブリッド車両１において、メモリ５００は、電源システム１０の効率が最大となる場合の、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比と、メインバッテリ１００及び補機４００の電流と、補機バッテリ２００の電流との関係を示すマップ５１０，５２０を記憶する。そして、ＥＣＵ６００は、補機バッテリ２００の電流が、電流センサ１１０，４１０の出力、電圧センサ１２０，２２０の出力、及びマップ５１０，５２０から導かれる目標電流になるようにＤＣＤＣコンバータ３００を制御する。これにより、このハイブリッド車両１によれば、電源システム１０全体のエネルギー効率を改善することができる。

（実施の形態２）
実施の形態１に従うハイブリッド車両１において、マップ５１０，５２０は、ηｅ＿ｅｎｇ又はηｅが最大となる場合の、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比と、メインバッテリ１００及び補機４００の電流と、補機バッテリ２００の電流との関係を示した。しかしながら、補機４００の電流は、エンジン１５０が作動中か否かにより大体予測することができる。そこで、この実施の形態２におけるマップは、補機４００の電流を省略し、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比と、メインバッテリ１００の電流と、補機バッテリ２００の電流との関係を示す。これにより、この実施の形態２においては、実施の形態１における電流センサ４１０を設けなくてもよい。以下、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。

［ハイブリッド車両の構成］
図１を参照して、この実施の形態２に従うハイブリッド車両１Ａは、メモリ５００Ａと、ＥＣＵ６００Ａとを備える。なお、この実施の形態２においては、電流センサ４１０を取り除くことができる。他の構成については、実施の形態１と同様である。

メモリ５００Ａは、たとえばフラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成される。メモリ５００Ａは、ＤＣＤＣコンバータ３００の制御時に用いられるマップを記憶する。このマップは、電源システム１０の効率が最大となる場合の、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比と、メインバッテリ１００の電流と、補機バッテリ２００の電流との関係を示す（後述）。

ＥＣＵ６００Ａは、ＣＰＵ、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、ハイブリッド車両１Ａにおける各機器の制御を行なう。なお、この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

［マップの説明］
図１５は、この実施の形態２におけるＤＣＤＣコンバータ３００の制御に用いられるマップについて説明するための図である。図１５を参照して、メモリ５００Ａには、マップ５１０Ａ，５２０Ａが記憶されている。

マップ５１０Ａは、エンジン１５０の作動中にＤＣＤＣコンバータ３００の制御のために用いられるマップである。マップ５１０Ａは、上述の式（２）に示されるηｅ＿ｅｎｇが最大となる場合の、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比と、メインバッテリ１００の電流と、補機バッテリ２００の電流との関係を示す。なお、ηｅ＿ｅｎｇの算出に当たり、補機４００の電流としては、エンジン１５０の作動中に流れると予測される値が用いられている。

マップ５２０Ａは、エンジン１５０の停止中にＤＣＤＣコンバータ３００の制御のために用いられるマップである。マップ５２０Ａは、上述の式（１）に示されるηｅが最大となる場合の、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比と、メインバッテリ１００の電流と、補機バッテリ２００の電流との関係を示す。なお、ηｅの算出に当たり、補機４００の電流としては、エンジン１５０の停止中に流れると予測される値が用いられている。

マップ５１０Ａ，５２０Ａの各々は、メインバッテリ１００の電流と、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比（Ｖｂ１／Ｖｂ２）との組み合わせに対して、ηｅ＿ｅｎｇ又はηｅが最大となる場合の補機バッテリ２００の電流を対応付けている。

この実施の形態２に従うハイブリッド車両１Ａにおいてエンジン１５０の作動中に、ＥＣＵ６００Ａは、補機バッテリ２００の電流が、電流センサ１１０の出力、電圧センサ１２０，２２０の出力、及びマップ５１０Ａから導かれる目標電流になるようにＤＣＤＣコンバータ３００を制御する。一方、エンジン１５０の停止中に、ＥＣＵ６００Ａは、補機バッテリ２００の電流が、電流センサ１１０の出力、電圧センサ１２０，２２０の出力、及びマップ５２０Ａから導かれる目標電流になるようにＤＣＤＣコンバータ３００を制御する。このように、ハイブリッド車両１Ａにおいては、ηｅ＿ｅｎｇ又はηｅが最大となるように、ＤＣＤＣコンバータ３００が制御されるため、電源システム１０全体のエネルギー効率が改善される。次に、ＤＣＤＣコンバータ３００の制御処理手順について説明する。

［ＤＣＤＣコンバータ制御の処理手順］
図１６は、実施の形態２におけるＤＣＤＣコンバータ３００の制御処理手順を説明するためのフローチャートである。図１６を参照して、このフローチャートに示される処理は、ＥＣＵ６００Ａにより所定のサイクルで実行される。このフローチャートは、図１４のフローチャートと比較して、ステップＳ１００Ａ，Ｓ１２０Ａ，Ｓ１３０Ａの処理が異なる。ここでは、図１４と異なる点を中心に説明する。

ＥＣＵ６００Ａは、各種センサの出力を取得する（ステップＳ１００Ａ）。具体的には、ＥＣＵ６００Ａは、電流センサ１１０及び電圧センサ１２０，２２０の出力を取得する。

その後、ＥＣＵ６００Ａは、エンジン１５０がオン状態（作動中）であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。エンジン１５０がオン状態であると判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００Ａは、補機バッテリ２００の目標電流を導出するためのマップとして、マップ５１０Ａ（図１５）を設定し、ステップＳ１００Ａにおいて取得された各出力及びマップ５１０Ａを用いて、補機バッテリ２００の目標電流を導出する（ステップＳ１２０Ａ）。

一方、エンジン１５０がオフ状態（停止中）であると判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、ＥＣＵ６００Ａは、補機バッテリ２００の目標電流を導出するためのマップとして、マップ５２０Ａ（図１５）を設定し、ステップＳ１００Ａにおいて取得された各出力及びマップ５２０Ａを用いて、補機バッテリ２００の目標電流を導出する（ステップＳ１３０Ａ）。以後のステップＳ１４０〜Ｓ１６０の処理は、図１４と同様である。

以上のように、この実施の形態２に従うハイブリッド車両１Ａにおいてエンジン１５０の作動中に、ＥＣＵ６００Ａは、補機バッテリ２００の電流が、電流センサ１１０の出力、電圧センサ１２０，２２０の出力、及びマップ５１０Ａから導かれる目標電流になるようにＤＣＤＣコンバータ３００を制御する。一方、エンジン１５０の停止中に、ＥＣＵ６００Ａは、補機バッテリ２００の電流が、電流センサ１１０の出力、電圧センサ１２０，２２０の出力、及びマップ５２０Ａから導かれる目標電流になるようにＤＣＤＣコンバータ３００を制御する。これにより、このハイブリッド車両１Ａによれば、電源システム１０全体のエネルギー効率を改善することができる。

（実施の形態３）
実施の形態１，２に従うハイブリッド車両１，１Ａの各々においては、各種マップを用いることによって、ηｅ又はηｅ＿ｅｎｇが最大となるようにＤＣＤＣコンバータ３００が制御された。この実施の形態３に従うハイブリッド車両１Ｂにおいては、実施の形態１，２のようなマップを用いることなく、ＤＣＤＣコンバータ３００が制御される。

［ハイブリッド車両の構成］
図１を参照して、この実施の形態３に従うハイブリッド車両１Ｂは、メモリ５００Ｂと、ＥＣＵ６００Ｂとを備える。他の構成については、実施の形態１と同様である。

メモリ５００Ｂは、たとえばフラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成される。メモリ５００Ｂは、ＤＣＤＣコンバータ３００の制御のために予め用意された所定の式を記憶する。この所定の式は、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電力損失が最小となる場合の、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００の電圧比と、メインバッテリ１００の電流と、ＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率と、補機バッテリ２００の電流との関係を示す。所定の式については、後程詳しく説明する。

ＥＣＵ６００Ｂは、ＣＰＵ、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、ハイブリッド車両１Ｂにおける各機器の制御を行なう。なお、この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

［マップを用いない方法による電源システム全体の効率改善］
上述の通り、メインバッテリ１００の放電時にＤＣＤＣコンバータ３００の出力電力を増加させると、メインバッテリ１００の出力電力が増加するため、メインバッテリ１００の内部抵抗における電力損失は大きくなる。その結果、電源システム１０全体のエネルギー効率は低下する。

一方、メインバッテリ１００の充電時にＤＣＤＣコンバータ３００の出力電力を増加させると、メインバッテリ１００の入力電力が減少するため、メインバッテリ１００の内部抵抗における電力損失は小さくなる。また、図５の上図等からも分かるように、メインバッテリ１００の充電時にＤＣＤＣコンバータ３００の出力電流がある程度大きくなると、ＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率は大きく変動しない。したがって、この場合にはメインバッテリ１００及び補機バッテリ２００における電力損失が、電源システム１０全体のエネルギー効率に大きく効いてくる。

そこで、この実施の形態３に従うハイブリッド車両１Ｂにおいては、メインバッテリ１００の放電時にはＤＣＤＣコンバータ３００を停止する制御が行なわれる。一方、メインバッテリ１００の充電時には、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００における電力損失が最小となるようにＤＣＤＣコンバータ３００が制御される。メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００における電力損失を最小とするために、以下に示す所定の式が用いられる。これにより、このハイブリッド車両１Ｂによれば、電源システム１０全体のエネルギー効率を改善することができる。

［所定の式］
上述の所定の式は、以下の式（３）（４）で示される。

Ｉｂ２＝（２・Ｂ・Ｒ・Ｉｂ１（＋Ｂ・ｖａｃｔ））／（２ｒ＋２Ｂ^２Ｒ）・・・（３）
Ｂ＝ｖｂ２／（η・ｖｂ１）・・・（４）
ここで、Ｒはメインバッテリ１００の内部抵抗であり、ｒは補機バッテリ２００の内部抵抗であり、ｖａｃｔは分極電圧であり、ｖｂ１はメインバッテリ１００の電圧であり、ｖｂ２は補機バッテリ２００の電圧であり、ηはＤＣＤＣコンバータ３００の変換効率である。

補機バッテリ２００の電流を式（３）で示される値にすることにより、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００における電力損失を最小にすることができる。その結果、このハイブリッド車両１Ｂによれば、膨大な量のマップを保持することなく、メインバッテリ１００の充電時に、電源システム１０全体のエネルギー効率を改善することができる。次に、ＤＣＤＣコンバータ３００の制御処理手順について説明する。

［ＤＣＤＣコンバータ制御の処理手順］
図１７は、実施の形態３におけるＤＣＤＣコンバータ３００の制御処理手順を説明するためのフローチャートである。図１７を参照して、このフローチャートに示される処理は、ＥＣＵ６００Ｂにより所定のサイクルで実行される。

ＥＣＵ６００Ｂは、各種センサの出力を取得する（ステップＳ２００）。その後、ＥＣＵ６００Ｂは、メインバッテリ１００の電流が０（ゼロ）未満か否か（充電状態か否か）を判定する（ステップＳ２１０）。

メインバッテリ１００の電流が０以上（放電状態）であると判定されると（ステップＳ２１０においてＮＯ）、ＥＣＵ６００Ｂは、ＤＣＤＣコンバータ３００の出力電圧を補機バッテリ２００の電圧以下（たとえば、１２Ｖ）に設定する（ステップＳ２２０）。すなわち、ＤＣＤＣコンバータ３００は停止する。

一方、メインバッテリ１００の電流が０未満（充電状態）であると判定されると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ６００Ｂは、上記所定の式（式（３）（４））を用いて、補機バッテリ２００の目標電流を導出する（ステップＳ２３０）。その後、ＥＣＵ６００Ｂは、補機バッテリ２００の電流が目標電流になるようにＤＣＤＣコンバータ３００を制御する（ステップＳ２４０）。その後、処理はリターンに移行する。

以上のように、この実施の形態３に従うハイブリッド車両１Ｂにおいて、メインバッテリ１００の放電時にはＤＣＤＣコンバータ３００を停止する制御が行なわれる。そして、メインバッテリ１００の充電時には、所定の式を用いて、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００における電力損失が最小となるようにＤＣＤＣコンバータ３００が制御される。これにより、このハイブリッド車両１Ｂによれば、膨大な量のマップを保持することなく、電源システム１０全体のエネルギー効率を改善することができる。

（他の実施の形態）
以上のように、この発明の実施の形態として実施の形態１〜３を説明した。しかしながら、この発明は必ずしもこの実施の形態１〜３に限定されない。ここでは、他の実施の形態の一例について説明する。

実施の形態２においては、エンジン１５０が作動中か否かにより、ＤＣＤＣコンバータ３００の制御のために使用するマップが変更された。しかしながら、マップを変更する要件は、エンジン１５０が作動中か否かだけではない。たとえば、エンジン１５０が作動中か否かの他に、エアコンが使用中か否かも判定することにより、マップを変更してもよい。この場合には、エンジン１５０がオン状態、かつ、エアコンがオン状態である場合のマップＭ１と、エンジン１５０がオン状態、かつ、エアコンがオフ状態である場合のマップＭ２と、エンジン１５０がオフ状態、かつ、エアコンがオン状態である場合のマップＭ３と、エンジン１５０がオフ状態、かつ、エアコンがオフ状態である場合のマップＭ４とがハイブリッド車両において保持される。これにより、状況ごとに補機４００に流れる電流をより正確に予測できるようになるため、電源システム１０全体のエネルギー効率をより改善することができる。

実施の形態３においては、メインバッテリ１００の充電時に、メインバッテリ１００及び補機バッテリ２００における電力損失が最小となるように、ＤＣＤＣコンバータ３００が制御された。しかしながら、メインバッテリ１００の充電時に常にこのような制御が行なわれる必要はない。たとえば、メインバッテリ１００の充電時であっても、エンジン１５０がオン状態である場合には、補機バッテリ２００の目標電流を補機バッテリ２００の受け入れ上限まで増加させてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ，１Ｂ ハイブリッド車両、１０ 電源システム、１００ メインバッテリ、１１０，２１０，４１０ 電流センサ、１２０，２２０ 電圧センサ、１２５，２２５ 電力線対、１３０ ＰＣＵ、１３５ 負荷、１４０，１４５ モータジェネレータ、１５０ エンジン、１５５ 動力分割装置、１６０ 伝達ギア、１７０ 駆動輪、２００ 補機バッテリ、３００ ＤＣＤＣコンバータ、４００ 補機、５００，５００Ａ，５００Ｂ メモリ、５１０，５１０Ａ，５２０，５２０Ａ マップ、６００，６００Ａ，６００Ｂ ＥＣＵ。

Claims (3)

1. 車両の走行駆動力を生成するモータと、
   前記モータに供給される電力を蓄えるメインバッテリと、
   補機と、
   前記補機に供給される電力を蓄える補機バッテリと、
   前記メインバッテリと前記補機バッテリとの間に接続されるコンバータと、
   前記メインバッテリの電流を示す第１の電流を検知する第１の電流センサと、
   前記補機の電流を示す第２の電流を検知する第２の電流センサと、
   前記メインバッテリの電圧を示す第１の電圧を検知する第１の電圧センサと、
   前記補機バッテリの電圧を示す第２の電圧を検知する第２の電圧センサと、
   前記メインバッテリ、前記補機バッテリ、及び前記コンバータを含む電源システムの効率が最大となる場合の、前記第１及び第２の電圧の比と、前記第１及び第２の電流と、前記補機バッテリの電流との関係を示すマップを記憶するメモリと、
   前記補機バッテリの電流が、前記第１及び第２の電流センサの出力、前記第１及び第２の電圧センサの出力、及び前記マップから求められる値になるように前記コンバータを制御する制御装置とを備える、車両。
2. エンジンと、
   車両の走行駆動力を生成するモータと、
   前記モータに供給される電力を蓄えるメインバッテリと、
   補機と、
   前記補機に供給される電力を蓄える補機バッテリと、
   前記メインバッテリと前記補機バッテリとの間に接続されるコンバータと、
   前記メインバッテリの電流を検知する電流センサと、
   前記メインバッテリの電圧を示す第１の電圧を検知する第１の電圧センサと、
   前記補機バッテリの電圧を示す第２の電圧を検知する第２の電圧センサと、
   第１及び第２のマップを記憶するメモリと、
   前記コンバータを制御する制御装置とを備え、
   前記第１のマップは、前記メインバッテリ、前記補機バッテリ、及び前記コンバータを含む電源システムの効率が前記エンジンの作動中に最大となる場合の、前記第１及び第２の電圧の比と、前記メインバッテリの電流と、前記補機バッテリの電流との関係を示し、
   前記第２のマップは、前記電源システムの効率が前記エンジンの停止中に最大となる場合の、前記第１及び第２の電圧の比と、前記メインバッテリの電流と、前記補機バッテリの電流との関係を示し、
   前記制御装置は、
   前記エンジンの作動中には、前記補機バッテリの電流が、前記電流センサの出力、前記第１及び第２の電圧センサの出力、及び前記第１のマップから求められる値になるように前記コンバータを制御する一方、
   前記エンジンの停止中には、前記補機バッテリの電流が、前記電流センサの出力、前記第１及び第２の電圧センサの出力、及び前記第２のマップから求められる値になるように前記コンバータを制御する、車両。
3. 車両の走行駆動力を生成するモータと、
   前記モータに供給される電力を蓄えるメインバッテリと、
   補機と、
   前記補機に供給される電力を蓄える補機バッテリと、
   前記メインバッテリと前記補機バッテリとの間に接続されるコンバータと、
   前記メインバッテリの電流を検知する電流センサと、
   前記メインバッテリの電圧を示す第１の電圧を検知する第１の電圧センサと、
   前記補機バッテリの電圧を示す第２の電圧を検知する第２の電圧センサと、
   前記コンバータを制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記メインバッテリの放電時には、前記コンバータを停止させ、
   前記メインバッテリの充電時には、前記補機バッテリの電流が、予め準備された所定の式から求められる値になるように前記コンバータを制御し、
   前記所定の式は、前記メインバッテリ及び前記補機バッテリの電力損失が最小となる場合の、前記第１及び第２の電圧の比と、前記メインバッテリの電流と、前記コンバータの変換効率と、前記補機バッテリの電流との関係を示す、車両。

Images