JP2009254212A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】外部の電源から電源装置の充電中に補機用の蓄電装置の開回路電圧（ＯＣＶ）を実測可能な電動車両を提供する。
【解決手段】車両外部の電源から電源装置を充電する外部充電中（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵは、蓄電装置に対して入出力される電流Ｉｂの検出値を電流センサから取得する（Ｓ２０）。そして、ＥＣＵは、その取得した電流Ｉｂの検出値に基づいて、蓄電装置に対して入出力される電流が零になるようにＤＣ／ＤＣコンバータを制御する（Ｓ３０）。次いで、ＥＣＵは、蓄電装置の電圧Ｖｂの検出値を電圧センサから取得する（Ｓ４０）。電流Ｉｂが零に制御されているときに検出されたこの電圧Ｖｂは、蓄電装置のＯＣＶに相当する。
【選択図】図２

Description

この発明は、電動車両に関し、特に、車両走行用の電力を供給する電源装置を車両外部の電源から充電可能な電動車両に関する。

特開平９−１４９５６０号公報（特許文献１）は、バッテリの充電装置を開示する。この充電装置においては、あるデューティーサイクルに従ってパルス化された充電電流によってバッテリが充電される。そして、パルス充電中にバッテリの端子電圧が測定され、その端子電圧の測定値に基づいてバッテリの開回路電圧（以下「ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）」とも称する。）が算出される。

この充電装置によれば、充電中でもバッテリのＯＣＶを算出できるので、その算出されたＯＣＶに基づいてバッテリを最適電圧で充電することができる（特許文献１参照）。
特開平９−１４９５６０号公報 特開平１１−１７８２２８号公報

車両走行用の電力を供給する電源装置を車両外部の電源から充電可能な電動車両においては、車両外部の電源から電源装置の充電中（以下、車両外部の電源から電源装置を充電することを「外部充電」とも称する。）、充電装置を制御する制御装置や、電源装置を冷却する冷却ファンなど、充電動作に必要なシステムを起動する必要がある。そして、その充電動作に必要なシステムへ電力を供給する補機バッテリが外部充電中に上がってしまうのを防止するため、外部充電中、電源装置から補機バッテリが充電される。したがって、外部充電中においても、補機バッテリの充電状態をできるだけ正確に把握し、補機バッテリを適切に充電する必要がある。

そして、ＯＣＶは、バッテリの充電状態をよく表すパラメータとして知られているところ、特開平９−１４９５６０号公報は、パルス充電中の端子電圧に基づいてＯＣＶを算出するものであり、充電中にＯＣＶを算出できる点で有用であるが、ＯＣＶを実測したものではない。上記のような電動車両において、外部充電中においても補機バッテリの充電状態をできるだけ正確に把握するためには、補機バッテリのＯＣＶを実測する必要がある。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、外部充電中に補機バッテリのＯＣＶを実測可能な電動車両を提供することである。

この発明によれば、電動車両は、電源装置と、充電装置と、電圧変換装置と、蓄電装置と、制御装置とを備える。電源装置は、車両の駆動力を発生する電動機へ電力を供給する。充電装置は、車両外部の電源から電源装置を充電する。電圧変換装置は、電源装置から供給される電力を補機電圧レベルに電圧変換する。蓄電装置は、電圧変換装置から出力される電力を蓄える。制御装置は、蓄電装置および電圧変換装置の少なくとも一方から動作電力を受電可能に構成され、充電装置による電源装置の充電時に動作電力を受けて動作する。そして、制御装置は、充電装置による電源装置の充電時、蓄電装置の入出力電流を零に制御する。

好ましくは、制御装置は、蓄電装置の入出力電流を零に制御しているときに検出される蓄電装置の電圧に基づいて蓄電装置の充電状態を推定する。

好ましくは、制御装置は、蓄電装置の入出力電流を零に制御しているときに検出される蓄電装置の電圧に基づいて、充電装置による電源装置の充電中に蓄電装置を充電するように電圧変換装置を制御する。

好ましくは、制御装置は、電圧変換装置を制御することによって、蓄電装置の入出力電流を零に制御する。

さらに好ましくは、電動車両は、電気負荷をさらに備える。電気負荷は、蓄電装置および電圧変換装置の少なくとも一方から受電して動作する。そして、制御装置は、制御装置および電気負荷が必要とする電力を電圧変換装置から過不足なく供給するように電圧変換装置を制御する。

好ましくは、電動車両は、リレーをさらに備える。リレーは、蓄電装置の入出力を遮断可能に構成される。そして、制御装置は、リレーをオフさせることによって、蓄電装置の入出力電流を零に制御する。

この発明においては、制御装置は、蓄電装置および電圧変換装置の少なくとも一方から動作電力を受電可能に構成され、外部充電時に動作電力を受けて動作する。そして、制御装置は、外部充電時、蓄電装置の入出力電流を零に制御するので、蓄電装置を擬似的に開回路状態にできる。このとき、蓄電装置の入出力電流が零になっても、電圧変換装置から制御装置へ動作電力が供給され、システムが停止することなく外部充電が継続される。

したがって、この発明によれば、外部充電中に蓄電装置のＯＣＶを実測することができる。そして、その実測されたＯＣＶに基づいて、蓄電装置を適切に充電することが可能となる。

以下、本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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電動車両の全体ブロック図である。図１を参照して、電動車両１００は、電源装置１０と、モータジェネレータ２０と、充電器３０と、充電インレット４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０と、蓄電装置６０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）７０と、補機８０と、電流センサ８２と、電圧センサ８４と、温度センサ８６とを備える。

電源装置１０は、車両の駆動力を発生するモータジェネレータ２０へ電力を供給する。より詳しくは、電源装置１０は、モータジェネレータ２０へ供給される電力を蓄える二次電池や、二次電池から電力を受けてモータジェネレータ２０を駆動する駆動装置などを含む。二次電池は、たとえば、ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池等から成り、二次電池に代えて大容量のキャパシタも採用可能である。駆動装置は、たとえば、インバータや、二次電池の電圧を昇圧してインバータへ供給する昇圧コンバータ等を含む。

モータジェネレータ２０は、電源装置１０から電力を受け、車両の駆動力を発生して駆動軸（図示せず）へ駆動力を出力する。また、モータジェネレータ２０は、車両の制動時、車両の運動エネルギーを駆動軸から受けて発電し、その発電された電力を電源装置１０へ出力する。モータジェネレータ２０は、たとえば、三相交流同期モータから成るが、その他の交流モータや直流モータも採用可能である。

充電器３０は、充電インレット４０に接続される車両外部の電源（たとえば系統電源）から電源装置１０を充電する。より詳しくは、充電器３０は、車両外部の電源から電源装置１０の充電時（外部充電時）、ＥＣＵ７０からの制御信号ＣＴＬ２に基づいて、充電インレット４０が受ける車両外部の電源からの交流電力を直流電力に変換して電源装置１０へ出力する。充電器３０は、たとえば、絶縁トランスを備えたＡＣ／ＤＣコンバータから成る。

充電インレット４０は、外部充電時、車両外部の電源から充電ケーブルを介して供給される電力を充電ケーブルから受電するための電力インターフェースである。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、電源装置１０に接続され、電源装置１０から供給される電力を補機電圧レベルに降圧する。より詳しくは、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、ＥＣＵ７０からの制御信号ＣＴＬ３に基づいて、ＥＣＵ７０により設定される電圧目標値に出力電圧が一致するように出力電圧を調整する。

蓄電装置６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０から出力される電力を蓄える。より詳しくは、蓄電装置６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０からＥＣＵ７０や補機８０へ供給される補機電力を一時的に蓄える。蓄電装置６０は、たとえば、鉛二次電池から成り、鉛二次電池に代えてニッケル水素二次電池やキャパシタなども採用可能である。

電流センサ８２は、蓄電装置６０に対して入出力される電流Ｉｂを検出し、その検出値をＥＣＵ７０へ出力する。電圧センサ８４は、蓄電装置６０の電圧Ｖｂを検出し、その検出値をＥＣＵ７０へ出力する。温度センサ８６は、蓄電装置６０の温度Ｔｂを検出し、その検出値をＥＣＵ７０へ出力する。なお、電流Ｉｂについて、以下では、蓄電装置６０からの放電を正値とし、蓄電装置６０への充電を負値とする。

補機８０は、蓄電装置６０およびＤＣ／ＤＣコンバータ５０の少なくとも一方から電力を受けて動作する。この補機８０は、電動車両１００に搭載される各補機を纏めて示したものである。

ＥＣＵ７０は、蓄電装置６０およびＤＣ／ＤＣコンバータ５０の少なくとも一方から電力を受けて動作する。そして、ＥＣＵ７０は、電源装置１０、充電器３０およびＤＣ／ＤＣコンバータ５０をそれぞれ駆動するための制御信号ＣＴＬ１〜ＣＴＬ３を生成し、その生成した制御信号ＣＴＬ１〜ＣＴＬ３を電源装置１０、充電器３０およびＤＣ／ＤＣコンバータ５０へそれぞれ出力する。

また、ＥＣＵ７０は、外部充電時、電流センサ８２からの電流Ｉｂの検出値に基づいて、蓄電装置６０に対して入出力される電流Ｉｂが零になるようにＤＣ／ＤＣコンバータ５０を制御する。より詳しくは、ＥＣＵ７０は、電流Ｉｂの検出値が正値のときは、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の出力電圧を高くするようにＤＣ／ＤＣコンバータ５０を制御し、電流Ｉｂの検出値が負値のときは、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の出力電圧を低くするようにＤＣ／ＤＣコンバータ５０を制御する。

なお、上記において、「電流Ｉｂが零になるようにＤＣ／ＤＣコンバータ５０を制御する」とは、電流Ｉｂの目標値を零とすることを意味し、電流Ｉｂの制御結果がセンサの誤差や制御追従誤差などにより非零となることは許容される。

なお、外部充電時は、補機８０の消費電力もＥＣＵ７０の消費電力も安定かつほぼ一定であるので、ＥＣＵ７０は、外部充電時、ＥＣＵ７０および補機８０が必要とする電力をＤＣ／ＤＣコンバータ５０が過不足なく供給するようにＤＣ／ＤＣコンバータ５０を制御してもよい。

そして、ＥＣＵ７０は、蓄電装置６０に対して入出力される電流Ｉｂが零に制御されているとき、電圧センサ８４からの電圧Ｖｂの検出値を蓄電装置６０の開回路電圧（ＯＣＶ）として測定する。すなわち、電流Ｉｂを零に制御することによって、蓄電装置６０を電気的に切離すことなく蓄電装置６０の開回路状態を擬似的に作り出し、このときの電圧Ｖｂを測定することによって蓄電装置６０のＯＣＶが測定される。そして、ＥＣＵ７０は、電流Ｉｂを零に制御することによって測定されたＯＣＶに基づいて、蓄電装置６０の充電状態（以下「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称し、満充電状態に対して０〜１００％で表される。）を正確に推定することができる。

また、ＥＣＵ７０は、蓄電装置６０のＯＣＶが測定されると、外部充電中にＤＣ／ＤＣコンバータ５０から蓄電装置６０を充電するようにＤＣ／ＤＣコンバータ５０を制御する。ここで、ＥＣＵ７０は、後述の方法により、測定されたＯＣＶに基づいて、蓄電装置６０が過充電とならないように蓄電装置６０の充電制御を行なう。

すなわち、外部充電中は、充電制御を行なうＥＣＵ７０や補機（冷却ファンなど）を起動させる必要があるので、蓄電装置６０が上がるのを防止するためにＤＣ／ＤＣコンバータ５０を動作させて蓄電装置６０を充電する必要がある。ところが、長時間にわたる外部充電中、常時蓄電装置６０を充電すると、蓄電装置６０が過充電となって蓄電装置６０を劣化させてしまう。そこで、この実施の形態１では、上述のように蓄電装置６０のＯＣＶを正確に測定し、その測定されたＯＣＶに基づいて、蓄電装置６０が過充電とならないように蓄電装置６０の充電制御を適切に行なうこととしたものである。

図２は、図１に示したＥＣＵ７０の充電時における制御構造を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理は、一定時間毎または所定の条件が成立するごとに実行される。図２を参照して、ＥＣＵ７０は、充電器３０による車両外部の電源から電源装置１０の充電中すなわち外部充電中であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。たとえば、充電インレット４０に充電ケーブルが接続され、かつ、車両外部の電源から電力が供給されているとき、外部充電中であると判定される。ステップＳ１０において外部充電中でないと判定されると（ステップＳ１０においてＮＯ）、ＥＣＵ７０は、以降の一連の処理を行なうことなくステップＳ１２０へ処理を移行する。

ステップＳ１０において外部充電中であると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、電流センサ８２から電流Ｉｂの検出値を取得する（ステップＳ２０）。そして、ＥＣＵ７０は、その取得した電流Ｉｂの検出値に基づいて、蓄電装置６０に対して入出力される電流が零になるように、上述した方法によりＤＣ／ＤＣコンバータ５０を制御する（ステップＳ３０）。

次いで、ＥＣＵ７０は、電圧センサ８４から蓄電装置６０の電圧Ｖｂの検出値を取得する（ステップＳ４０）。電流Ｉｂが零に制御されているときに検出されたこの電圧Ｖｂは、上述のように蓄電装置６０のＯＣＶに相当する。

そして、ＥＣＵ７０は、その取得された電圧Ｖｂの検出値（ＯＣＶ）が予め設定されたしきい値Ｖｔｈ１よりも高いか否かを判定する（ステップＳ５０）。このしきい値Ｖｔｈ１は、蓄電装置６０の充電量が十分であり、以下に説明する充電抑制制御を実行するか否かを判定するためのしきい値である。

ステップＳ５０において電圧Ｖｂ（ＯＣＶ）がしきい値Ｖｔｈ１よりも高いと判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、蓄電装置６０への充電を抑制する充電抑制制御を実行する（ステップＳ６０）。具体的には、ＥＣＵ７０は、電流Ｉｂの検出値に基づいて、蓄電装置６０に対して入出力される電流が零になるように、上述した方法によりＤＣ／ＤＣコンバータ５０を制御する。これにより、蓄電装置６０への充電電流が抑制され、蓄電装置６０の過充電が防止される。

ステップＳ５０において電圧Ｖｂ（ＯＣＶ）がしきい値Ｖｔｈ１以下であると判定されると（ステップＳ５０においてＮＯ）、ＥＣＵ７０は、電圧Ｖｂ（ＯＣＶ）がしきい値Ｖｔｈ２よりも高いか否かを判定する（ステップＳ７０）。このしきい値Ｖｔｈ２は、普通の充電制御を実行するか、それとも後述のリフレッシュ充電を実行するかを判定するためのしきい値である。

ステップＳ７０において電圧Ｖｂ（ＯＣＶ）がしきい値Ｖｔｈ２よりも高いと判定されると（ステップＳ７０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、蓄電装置６０の温度Ｔｂに基づいて、蓄電装置６０を充電する普通充電制御を実行する（ステップＳ８０）。具体的には、ＥＣＵ７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を制御することによって、蓄電装置６０の温度Ｔｂの検出値に応じて蓄電装置６０の充電電圧を変化させる。

図３は、蓄電装置６０の温度Ｔｂと充電電圧との関係を示した図である。図３を参照して、横軸は蓄電装置６０の温度Ｔｂを示し、縦軸は蓄電装置６０に与える充電電圧を示す。蓄電装置６０は、温度が低下すると充放電特性が低下するので、蓄電装置６０の温度が低いときは充電電圧を上昇させる。一方、蓄電装置６０の温度が高いときは、蓄電装置６０の過熱を防止するために充電電圧を低下させる。

なお、ＥＣＵ７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を制御してＤＣ／ＤＣコンバータ５０の出力電圧を変化させることにより、蓄電装置６０の充電電圧を変化させる。

再び図２を参照して、ステップＳ７０において電圧Ｖｂ（ＯＣＶ）がしきい値Ｖｔｈ２以下であると判定されると（ステップＳ７０においてＮＯ）、ＥＣＵ７０は、電圧Ｖｂ（ＯＣＶ）がしきい値Ｖｔｈ３よりも高いか否かを判定する（ステップＳ９０）。このしきい値Ｖｔｈ３は、以下に説明するリフレッシュ充電制御を実行するか、それとも蓄電装置６０への充電を中止するかを判定するためのしきい値である。

ステップＳ９０において電圧Ｖｂ（ＯＣＶ）がしきい値Ｖｔｈ３よりも高いと判定されると（ステップＳ９０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、蓄電装置６０への充電量を増やすためのリフレッシュ充電制御を実行する（ステップＳ１００）。一例として、リフレッシュ充電制御時、ＥＣＵ７０は、蓄電装置６０の充電電圧を普通充電制御時よりも高くするようにＤＣ／ＤＣコンバータ５０を制御する。これにより、蓄電装置６０の負極に析出した硫酸鉛（蓄電装置６０が鉛二次電池の場合）が分解され、蓄電装置６０の充電量が回復する。

なお、リフレッシュ充電制御時、ＥＣＵ７０は、蓄電装置６０の充電電圧を単に上昇させるだけでなく、パルス充電を行なうようにしてもよい。具体的には、ＥＣＵ７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を制御することによって、蓄電装置６０にパルス状の充電電圧を与える。

図４は、パルス充電時の蓄電装置の充電電圧を示した図である。図４を参照して、横軸は時間を示し、縦軸は蓄電装置６０に与える充電電圧を示す。蓄電装置６０を継続的に充電すると、時間の経過とともに充電電流が低下するので、パルス状の充電電圧が蓄電装置６０に与えられる。これにより、トータルの充電量を増やすことができる。

なお、ＥＣＵ７０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を制御してＤＣ／ＤＣコンバータ５０の出力電圧を高／低させることにより、蓄電装置６０にパルス状の充電電圧を与えることができる。

再び図２を参照して、ステップＳ９０において電圧Ｖｂ（ＯＣＶ）がしきい値Ｖｔｈ３以下であると判定されると（ステップＳ９０においてＮＯ）、ＥＣＵ７０は、蓄電装置６０の内部で短絡異常が発生しているものと判断し、蓄電装置６０への充電を中止する（ステップＳ１１０）。

以上のように、この実施の形態１においては、ＥＣＵ７０は、蓄電装置６０およびＤＣ／ＤＣコンバータ５０の少なくとも一方から動作電力を受電可能に構成され、外部充電時に動作電力を受けて動作する。そして、ＥＣＵ７０は、外部充電時、蓄電装置６０に対して入出力される電流Ｉｂを零に制御するので、蓄電装置６０を擬似的に開回路状態にできる。このとき、蓄電装置６０の入出力電流が零になっても、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０からＥＣＵ７０へ動作電力が供給され、システムが停止することなく外部充電が継続される。したがって、この実施の形態１によれば、外部充電中に蓄電装置６０のＯＣＶを実測することができる。そして、その実測されたＯＣＶに基づいて、蓄電装置６０を適切に充電することができる。

［実施の形態１の変形例］
上記の実施の形態１においては、蓄電装置６０に対して入出力される電流Ｉｂが零に制御されているときに検出された電圧Ｖｂ（ＯＣＶ）に基づいて蓄電装置６０の充電制御が行なわれたが、その検出された電圧Ｖｂ（ＯＣＶ）に基づいて蓄電装置６０のＳＯＣを推定し、その推定されたＳＯＣに基づいて蓄電装置６０の充電制御を実施してもよい。

図５は、実施の形態１の変形例におけるＥＣＵ７０の充電時における制御構造を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理も、一定時間毎または所定の条件が成立するごとに実行される。図５を参照して、このフローチャートは、図２に示したフローチャートにおいて、ステップＳ４５をさらに含み、ステップＳ５０，Ｓ７０，Ｓ９０に代えてそれぞれステップＳ５２，Ｓ７２，Ｓ９２を含む。

すなわち、ステップＳ４０において電圧センサ８４から蓄電装置６０の電圧Ｖｂの検出値が取得されると、ＥＣＵ７０は、その取得された電圧Ｖｂ（ＯＣＶ）に基づいて、蓄電装置６０のＳＯＣを推定する（ステップＳ４５）。なお、蓄電装置のＯＣＶとＳＯＣとの間には一定の相関関係があり、予め測定された相関関係を用いて、取得された電圧Ｖｂ（ＯＣＶ）に基づいてＳＯＣを推定することができる。

次いで、ＥＣＵ７０は、推定されたＳＯＣが予め設定されたしきい値Ｓｔｈ１よりも高いか否かを判定する（ステップＳ５２）。このしきい値Ｓｔｈ１は、蓄電装置６０の充電量が十分であり、上述した充電抑制制御を実行するか否かを判定するためのしきい値である。そして、ＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ１よりも高いと判定されると（ステップＳ５２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、ステップＳ６０へ処理を移行し、充電抑制制御を実行する。

ステップＳ５２においてＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ１以下であると判定されると（ステップＳ５２においてＮＯ）、ＥＣＵ７０は、予め設定されたしきい値Ｓｔｈ２よりもＳＯＣが高いか否かを判定する（ステップＳ７２）。このしきい値Ｓｔｈ２は、上述した普通の充電制御を実行するか、それともリフレッシュ充電を実行するかを判定するためのしきい値である。そして、ＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ２よりも高いと判定されると（ステップＳ７２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、ステップＳ８０へ処理を移行し、普通充電制御を実行する。

ステップＳ７２においてＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ２以下であると判定されると（ステップＳ７２においてＮＯ）、ＥＣＵ７０は、予め設定されたしきい値Ｓｔｈ３よりもＳＯＣが高いか否かを判定する（ステップＳ９２）。このしきい値Ｓｔｈ３は、上述したリフレッシュ充電制御を実行するか、それとも蓄電装置６０への充電を中止するかを判定するためのしきい値である。

そして、ＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ３よりも高いと判定されると（ステップＳ９２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１００へ処理を移行し、リフレッシュ充電制御を実行する。一方、ＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ３以下であると判定されると（ステップＳ９２においてＮＯ）、ＥＣＵ７０は、ステップＳ１１０へ処理を移行し、蓄電装置６０への充電を中止する。

以上のように、この実施の形態１の変形例によっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

［実施の形態２］
図６は、実施の形態２による電動車両の全体ブロック図である。図６を参照して、この電動車両１００Ａは、図１に示した実施の形態１による電動車両１００の構成において、リレー９０をさらに備え、ＥＣＵ７０に代えてＥＣＵ７０Ａを備える。

リレー９０は、蓄電装置６０に対して電力を入出力するための電力線に配設され、蓄電装置６０の入出力を遮断可能に構成される。リレー９０は、ＥＣＵ７０Ａから通電可能な電磁コイルを含み、ＥＣＵ７０Ａから電磁コイルへの通電の有無に応じてオン／オフされる。

ＥＣＵ７０Ａは、外部充電時、リレー９０をオフさせる。より詳しくは、ＥＣＵ７０Ａは、電磁コイルへ通電しないことによってリレー９０をオフさせる。そして、ＥＣＵ７０Ａは、リレー９０がオフされているとき、電圧センサ８４からの電圧Ｖｂの検出値を蓄電装置６０の開回路電圧（ＯＣＶ）として測定する。また、ＥＣＵ７０Ａは、蓄電装置６０のＯＣＶが測定されると、後述の方法により、測定されたＯＣＶに基づいて、蓄電装置６０が過充電とならないように蓄電装置６０の充電制御を行なう。

なお、ＥＣＵ７０Ａのその他の構成は、実施の形態１におけるＥＣＵ７０と同じである。また、電動車両１００Ａのその他の構成は、実施の形態１における電動車両１００と同じである。

図７は、図６に示したＥＣＵ７０Ａの充電時における制御構造を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理も、一定時間毎または所定の条件が成立するごとに実行される。図７を参照して、このフローチャートは、図２に示したフローチャートにおいて、ステップＳ２０，Ｓ３０に代えてステップＳ３５を含み、ステップＳ６０を含まず、ステップＳ７４，Ｓ９４をさらに含む。

すなわち、ステップＳ１０において外部充電中であると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０Ａは、リレー９０をオフする（ステップＳ３５）。これにより、蓄電装置６０は、開回路状態となる。そして、ＥＣＵ７０Ａは、ステップＳ４０へ処理を移行し、電圧センサ８４から蓄電装置６０の電圧Ｖｂの検出値を取得する。この電圧Ｖｂは、蓄電装置６０のＯＣＶである。

また、ステップＳ５０において電圧Ｖｂ（ＯＣＶ）がしきい値Ｖｔｈ１よりも高いと判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０Ａは、ステップＳ１２０へ処理を移行する。すなわち、この場合は、リレー９０はオフされたままであり、蓄電装置６０の充電が抑制される。

また、ステップＳ７０において電圧Ｖｂ（ＯＣＶ）がしきい値Ｖｔｈ２よりも高いと判定されると（ステップＳ７０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０Ａは、リレー９０をオンする（ステップＳ７４）。そして、ＥＣＵ７０Ａは、ステップＳ８０へ処理を移行し、蓄電装置６０の温度Ｔｂに基づいて、上述した普通充電制御を実行する。

また、ステップＳ９０において電圧Ｖｂ（ＯＣＶ）がしきい値Ｖｔｈ３よりも高いと判定されると（ステップＳ９０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０Ａは、リレー９０をオンする（ステップＳ９４）。そして、ＥＣＵ７０Ａは、ステップＳ１００へ処理を移行し、上述したリフレッシュ充電制御を実行する。

以上のように、この実施の形態２においては、蓄電装置６０の入出力を遮断可能なリレー９０が設けられる。そして、ＥＣＵ７０Ａは、外部充電時、リレー９０をオフするので、蓄電装置６０が開回路状態になる。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０からＥＣＵ７０Ａへ動作電力が供給され、システムが停止することなく外部充電が継続される。したがって、この実施の形態２によれば、外部充電を継続しつつ蓄電装置６０のＯＣＶを実測することができる。そして、その実測されたＯＣＶに基づいて、蓄電装置６０を適切に充電することができる。

［実施の形態２の変形例］
上記の実施の形態２においては、リレー９０がオフされているときに検出された電圧Ｖｂ（ＯＣＶ）に基づいて蓄電装置６０の充電制御が行なわれたが、その検出された電圧Ｖｂ（ＯＣＶ）に基づいて蓄電装置６０のＳＯＣを推定し、その推定されたＳＯＣに基づいて蓄電装置６０の充電制御を実施してもよい。

図８は、実施の形態２の変形例におけるＥＣＵ７０Ａの充電時における制御構造を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理も、一定時間毎または所定の条件が成立するごとに実行される。図８を参照して、このフローチャートは、図７に示したフローチャートにおいて、ステップＳ４５をさらに含み、ステップＳ５０，Ｓ７０，Ｓ９０に代えてそれぞれステップＳ５２，Ｓ７２，Ｓ９２を含む。

すなわち、ステップＳ４０において電圧センサ８４から蓄電装置６０の電圧Ｖｂの検出値が取得されると、ＥＣＵ７０Ａは、ステップＳ４５へ処理を移行し、取得された電圧Ｖｂ（ＯＣＶ）に基づいて、蓄電装置６０のＳＯＣを推定する。

また、ステップＳ５２においてＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ１よりも高いと判定されると（ステップＳ５２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０Ａは、ステップＳ１２０へ処理を移行する。すなわち、この場合は、リレー９０はオフされたままであり、蓄電装置６０の充電が抑制される。

また、ステップＳ７２においてＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ２よりも高いと判定されると（ステップＳ７２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０Ａは、ステップＳ７４へ処理を移行し、リレー９０をオンさせる。その後、ステップＳ８０において、上述した普通充電制御が実行される。

また、ステップＳ９２においてＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ３よりも高いと判定されると（ステップＳ９２においてＹＥＳ）、ＥＣＵ７０Ａは、ステップＳ９４へ処理を移行し、リレー９０をオンさせる。その後、ステップＳ１００において、上述したリフレッシュ充電制御が実行される。

以上のように、この実施の形態２の変形例によっても、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。

なお、上記の各実施の形態およびその変形例においては、充電器３０が設けられ、充電器３０によって車両外部の電源から電源装置１０の充電を行なうものとしたが、充電器を別途設けることなくモータジェネレータのコイルを利用して車両外部の電源から電源装置１０を充電してもよい。

図９は、モータジェネレータのコイルを利用して電源装置１０を充電可能な電動車両の全体ブロック図である。図９を参照して、この電動車両１００Ｂは、図１に示した電動車両１００の構成において、充電器３０を備えず、モータジェネレータ２５をさらに備え、ＥＣＵ７０に代えてＥＣＵ７０Ｂを備える。

モータジェネレータ２５は、電源装置１０の駆動装置により駆動される。このモータジェネレータ２５は、モータジェネレータ２０をアシストするために後輪または前輪を駆動するものであってもよいし、電動車両１００Ｂがエンジンを備えたハイブリッド車両の場合には、エンジンの出力を用いて発電し、その発電された電力を電源装置１０へ供給するものであってもよい。あるいは、モータジェネレータ２５は、電動エアコン用であってもよい。そして、モータジェネレータ２０，２５の各々の中性点に電力線を介して充電インレット４０が接続される。

充電インレット４０によって受電される車両外部の電源からの電力は、モータジェネレータ２０，２５の中性点に与えられる。そして、モータジェネレータ２０，２５を駆動する駆動装置（インバータ）の零電圧ベクトルを入力電力の周波数に同期して適切に制御することによって、車両外部の電源から供給される電力を直流に変換して電源装置１０に取込むことができる。

なお、この図９では、実施の形態１による電動車両１００からの変形例を説明したが、実施の形態２による電動車両１００Ａに対しても、図９に示した構成を適用可能である。

なお、この発明は、モータジェネレータ２０のみを動力源とする電気自動車のほか、動力源としてエンジンをさらに備えるハイブリッド車両や、電源として燃料電池を備える燃料電池車など、電動車両全般に適用可能である。

なお、上記において、充電器３０は、この発明における「充電装置」の一実施例に対応し、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、この発明における「電圧変換装置」の一実施例に対応する。また、ＥＣＵ７０，７０Ａ，７０Ｂは、この発明における「制御装置」の一実施例に対応し、補機８０は、この発明における「電気負荷」の一実施例に対応する。

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、上記した実施の形態の説明ではなくて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。

この発明の実施の形態１による電動車両の全体ブロック図である。 図１に示すＥＣＵの充電時における制御構造を説明するためのフローチャートである。 蓄電装置の温度と充電電圧との関係を示した図である。 パルス充電時の蓄電装置の充電電圧を示した図である。 実施の形態１の変形例におけるＥＣＵの充電時における制御構造を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２による電動車両の全体ブロック図である。 図６に示すＥＣＵの充電時における制御構造を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２の変形例におけるＥＣＵの充電時における制御構造を説明するためのフローチャートである。 モータジェネレータのコイルを利用して電源装置を充電可能な電動車両の全体ブロック図である。

符号の説明

１０ 電源装置、２０，２５ モータジェネレータ、３０ 充電器、４０ 充電インレット、５０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、６０ 蓄電装置、７０，７０Ａ，７０Ｂ ＥＣＵ、８０ 補機、８２ 電流センサ、８４ 電圧センサ、８６ 温度センサ、９０ リレー、１００，１００Ａ，１００Ｂ 電動車両。

Claims (6)

1. 車両の駆動力を発生する電動機へ電力を供給する電源装置と、
   車両外部の電源から前記電源装置を充電する充電装置と、
   前記電源装置から供給される電力を補機電圧レベルに電圧変換する電圧変換装置と、
   前記電圧変換装置から出力される電力を蓄える蓄電装置と、
   前記蓄電装置および前記電圧変換装置の少なくとも一方から動作電力を受電可能に構成され、前記充電装置による前記電源装置の充電時に前記動作電力を受けて動作する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記充電装置による前記電源装置の充電時、前記蓄電装置の入出力電流を零に制御する、電動車両。
2. 前記制御装置は、前記蓄電装置の入出力電流を零に制御しているときに検出される前記蓄電装置の電圧に基づいて前記蓄電装置の充電状態を推定する、請求項１に記載の電動車両。
3. 前記制御装置は、前記蓄電装置の入出力電流を零に制御しているときに検出される前記蓄電装置の電圧に基づいて、前記充電装置による前記電源装置の充電中に前記蓄電装置を充電するように前記電圧変換装置を制御する、請求項１または請求項２に記載の電動車両。
4. 前記制御装置は、前記電圧変換装置を制御することによって、前記蓄電装置の入出力電流を零に制御する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動車両。
5. 前記蓄電装置および前記電圧変換装置の少なくとも一方から受電して動作する電気負荷をさらに備え、
   前記制御装置は、前記制御装置および前記電気負荷が必要とする電力を前記電圧変換装置から過不足なく供給するように前記電圧変換装置を制御する、請求項４に記載の電動車両。
6. 前記蓄電装置の入出力を遮断可能に構成されたリレーをさらに備え、
   前記制御装置は、前記リレーをオフさせることによって、前記蓄電装置の入出力電流を零に制御する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電動車両。

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