JP2010029012A - 車両の電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数やコストの増加を抑制しつつ、蓄電装置の充放電電流の電流センサの補正が適切に行なわれる車両の電源装置を提供する。
【解決手段】車両の電源装置は、車両外部から充電可能に構成されたバッテリＢと、バッテリＢに対する充放電経路に設けられた電流センサ１１と、電流センサ１１とは異なる温度観測対象に設けられた温度センサ６６，８２と、電流センサ１１の出力に基づいてバッテリＢに対する充放電の制御を行なう制御装置３０とを備える。制御装置３０は、温度センサ６６，８２の出力に基づいて電流センサ１１の温度を推定し、推定した温度に基づいて電流センサ１１の出力を補正する。
【選択図】図１

Description

この発明は車両の電源装置に関し、特に車両外部から充電可能に構成された蓄電装置を備えた車両の電源装置に関する。

近年、環境に配慮した自動車として、電気自動車、燃料電池自動車、および従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとそのインバータによって駆動されるモータとを動力源とするハイブリッド自動車が開発されている。

このような自動車は、直流電源として電力を蓄積できる蓄電装置を搭載している。蓄電装置は、充電状態を適切に管理する必要があり、電流センサによって充放電電流がモニタされている場合が多い。

電流センサに関連して、特開２００１−３２７００２号公報（特許文献１）は、電流センサの使用環境温度による影響を受けることなく、バッテリの充放電電流等を正確に検出することができる電流検出装置を開示する。

この電流検出装置においては、バッテリにリレーを介して接続された被制御負荷に流れる電流値を電流センサにより測定するとともに、電流センサの使用環境温度を温度センサにより測定する。マイクロコンピュータには、電流センサの使用環境温度とオフセット値の関係を示す温度−オフセットマップが記憶されており、温度−オフセットマップに基づいて、温度センサの検出結果に対応したオフセット値が算出され、算出されたオフセット値によって、電流センサにて検出された電流値が補正される。
特開２００１−３２７００２号公報 特開平９−１０９６５３号公報

しかしながら、電流センサの使用環境温度を取得するために、電流センサの温度を測定する温度センサを新たに設けるのでは、車両の製造コストが増加する。

この発明の目的は、部品点数やコストの増加を抑制しつつ、蓄電装置に充放電する経路上の電流センサの補正が適切に行なわれる車両の電源装置を提供することである。

この発明は、要約すると、車両の電源装置であって、車両外部から充電可能に構成された蓄電装置と、蓄電装置に対する充放電経路に設けられた電流センサと、電流センサとは異なる温度観測対象に設けられた温度検出部と、電流センサの出力に基づいて蓄電装置に対する充放電の制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、温度検出部の出力に基づいて電流センサの温度を推定し、推定した温度に基づいて電流センサの出力を補正する。

好ましくは、温度観測対象は、蓄電装置を含む。車両の電源装置は、電流センサおよび蓄電装置が内部に設置される電池パックをさらに備える。

好ましくは、車両は、乗員が乗車する車室を含む。温度観測対象は、蓄電装置に加え、空調装置で空調される車室を含む。温度検出部は、蓄電装置に設けられる第１の温度センサと、車室の室温を検出する第２の温度センサとを含む。制御装置は、第１の温度センサの出力と第２の温度センサの出力とに基づいて電流センサの温度を推定する。

より好ましくは、車両の電源装置は、空調装置によって空調された空気を蓄電装置および電流センサの冷却に使用する冷却装置をさらに備える。

より好ましくは、蓄電装置および電流センサは、車室内に配置される。
より好ましくは、蓄電装置および電流センサは、車室外に配置される。冷却装置は、車室からの吸気を蓄電装置および電流センサの周囲に供給するファンを含む。

より好ましくは、制御装置は、予め作成された蓄電装置の温度と車室の温度とを変数とするマップに基づいて、電流センサの温度を推定する。

この発明によれば、部品点数やコストの増加を抑制しつつ、蓄電装置に充放電する経路上の電流センサの補正が適切に行なわれる。

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。

図１は、本発明の実施の形態に係る車両１の主たる構成を示す図である。
図１を参照して、車両１は、蓄電装置であるバッテリＢが内蔵された電池パック６０と、昇圧コンバータ１２と、平滑用コンデンサＣ１と、電圧センサ２１と、エアコン８０と、室内温度Ｔ２を検出しエアコン８０の制御に用いられる温度センサ８２とを含む。

車両１は、さらに、平滑用コンデンサＣＨと、電圧センサ１３と、インバータ１４，２２と、エンジン４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割機構３と、車輪２と、制御装置３０とを含む。

この車両に搭載される蓄電装置は外部から充電が可能である。車両外部から充電することを本明細書では、プラグイン充電とも呼ぶ。ただし、プラグイン充電といっても必ずしもプラグやケーブルによる車両と電源の接続を伴わなくても良い。電磁波等を用いて非接触で充電する方法を用いても良い。

外部から充電するために、車両１は、さらに、電力入力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２と、リレー回路５１と、入力端子５０と、電圧センサ７４とを含む。

リレー回路５１は、リレーＲＹ１，ＲＹ２を含む。リレーＲＹ１，ＲＹ２としては、たとえば、機械的な接点リレーを用いることができるが、半導体リレーを用いてもよい。そして、リレーＲＹ１の一端に電力入力ラインＡＣＬ１の一方端が接続され、電力入力ラインＡＣＬ１の他方端は、モータジェネレータＭＧ１の三相コイルの中性点Ｎ１に接続される。また、リレーＲＹ２の一端に電力入力ラインＡＣＬ２の一方端が接続され、電力入力ラインＡＣＬ２の他方端は、モータジェネレータＭＧ２の三相コイルの中性点Ｎ２に接続される。さらに、リレーＲＹ１，ＲＹ２の他端に入力端子５０が接続される。

リレー回路５１は、制御装置３０からの入力許可信号ＥＮが活性化されると、入力端子５０を電力入力ラインＡＣＬ１，ＡＣＬ２と電気的に接続する。具体的には、リレー回路５１は、入力許可信号ＥＮが活性化されると、リレーＲＹ１，ＲＹ２をオンし、入力許可信号ＥＮが非活性化されると、リレーＲＹ１，ＲＹ２をオフする。

入力端子５０は、商用の外部電源９０をこのハイブリッド車両１に接続するための端子である。そして、このハイブリッド車両１においては、入力端子５０に接続される外部電源９０からバッテリＢを充電することができる。

電圧センサ７４は、外部電源９０が接続されたことを検出し、プラグイン充電信号ＶＡＣをオン状態に設定する。制御装置３０は、プラグイン充電信号ＶＡＣの活性化を検出して運転者がプラグイン充電を開始したことを知る。

なお、以上の構成は、２つの回転電機のステータコイルの中性点を利用するものであるが、そのような構成に代えて、たとえば、走行中に使用しない部分を利用して他の充電装置を構成してもよいし、またＡＣ１００Ｖの商用電源に接続するために車載型または車外に設置されるバッテリ充電装置を使用しても良い。

平滑用コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１と接地ラインＳＬ２間に接続される。電圧センサ２１は、平滑用コンデンサＣ１の両端間の電圧ＶＬを検出して制御装置３０に対して出力する。昇圧コンバータ１２は、平滑用コンデンサＣ１の端子間電圧を昇圧する。

平滑用コンデンサＣＨは、昇圧コンバータ１２によって昇圧された電圧を平滑化する。電圧センサ１３は、平滑用コンデンサＣＨの端子間電圧ＶＨを検知して制御装置３０に出力する。

インバータ１４は、昇圧コンバータ１２から与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ１に出力する。インバータ２２は、昇圧コンバータ１２から与えられる直流電圧を三相交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧ２に出力する。

動力分割機構３は、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに結合されてこれらの間で動力を分配する機構である。たとえば動力分割機構としてはサンギヤ、プラネタリキャリヤ、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。遊星歯車機構は、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転が定まれば、他の１つの回転軸の回転は強制的に定まる。この３つの回転軸がエンジン４、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続される。なおモータジェネレータＭＧ２の回転軸は、図示しない減速ギヤや差動ギヤによって車輪２に結合されている。また動力分割機構３の内部にモータジェネレータＭＧ２の回転軸に対する減速機をさらに組み込んだり、自動変速機を組み込んだりしてもよい。

電池パック６０は、電池セル６２と、機器ボックス６４と、バッテリ温度検出用の温度センサ６６（以降、サーミスタ６６とも称する）とを含む。バッテリ温度検出用温度センサ６６は、バッテリＢの温度を管理するために、電池セル６２の温度Ｔ１を計測する。機器ボックス６４は、バッテリＢの正極と電源ラインＰＬ１との間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲＢと、システムメインリレーＳＭＲＢと並列接続される直列に接続されたシステムメインリレーＳＭＲＰおよび制限抵抗Ｒ０と、バッテリＢの負極（接地ラインＳＬ１）と接地ラインＳＬ２との間に接続されるシステムメインリレーＳＭＲＧとを含む。

システムメインリレーＳＭＲＰ，ＳＭＲＢ，ＳＭＲＧは、制御装置３０から与えられる制御信号ＣＯＮＴに応じて導通／非導通状態が制御される。

機器ボックス６４は、電圧センサ１０と、電流センサ１１と、電圧センサ１０、電流センサ１１の出力を受けてバッテリを監視するバッテリコンピュータ６３とを含む。

電圧センサ１０は、バッテリＢの端子間の電圧ＶＢを測定する。電流センサ１１は、電圧センサ１０とともにバッテリＢの充電状態を監視するために、バッテリＢに流れる電流ＩＢを検知する。バッテリコンピュータ６３は、電圧ＶＢおよび電流ＩＢの測定値を制御装置３０に対して出力する。

なお、バッテリＢとしては、たとえば、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池などを用いることができる。またバッテリに代えて、電気二重層コンデンサ等の大容量キャパシタなどを用いることもできる。

接地ラインＳＬ２は、後に説明するように昇圧コンバータ１２の中を通ってインバータ１４および２２側に延びている。

インバータ１４は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２に接続されている。インバータ１４は、昇圧コンバータ１２から昇圧された電圧を受けて、たとえばエンジン４を始動させるために、モータジェネレータＭＧ１を駆動する。また、インバータ１４は、エンジン４から伝達される動力によってモータジェネレータＭＧ１で発電された電力を昇圧コンバータ１２に戻す。このとき昇圧コンバータ１２は、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。

電流センサ２４は、モータジェネレータＭＧ１に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ１として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ１を制御装置３０へ出力する。

インバータ２２は、インバータ１４と並列的に、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２に接続されている。インバータ２２は車輪２を駆動するモータジェネレータＭＧ２に対して昇圧コンバータ１２の出力する直流電圧を三相交流電圧に変換して出力する。またインバータ２２は、回生制動に伴い、モータジェネレータＭＧ２において発電された電力を昇圧コンバータ１２に戻す。このとき昇圧コンバータ１２は、降圧回路として動作するように制御装置３０によって制御される。

電流センサ２５は、モータジェネレータＭＧ２に流れる電流をモータ電流値ＭＣＲＴ２として検出し、モータ電流値ＭＣＲＴ２を制御装置３０へ出力する。

制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各トルク指令値および回転速度、電流ＩＢ、電圧ＶＢ，ＶＬ，ＶＨの各値、モータ電流値ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２および起動信号ＩＧＯＮを受ける。そして制御装置３０は、昇圧コンバータ１２に対して昇圧指示を行なう制御信号ＰＷＵ，降圧指示を行なう制御信号ＰＷＤおよび動作禁止を指示するシャットダウン信号を出力する。

さらに、制御装置３０は、インバータ１４に対して昇圧コンバータ１２の出力である直流電圧を、モータジェネレータＭＧ１を駆動するための交流電圧に変換する駆動指示を行なう制御信号ＰＷＭＩ１と、モータジェネレータＭＧ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣ１とを出力する。

同様に制御装置３０は、インバータ２２に対してモータジェネレータＭＧ２を駆動するための交流電圧に直流電圧を変換する駆動指示を行なう制御信号ＰＷＭＩ２と、モータジェネレータＭＧ２で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２側に戻す回生指示を行なう制御信号ＰＷＭＣ２とを出力する。

電流センサ１１は、たとえば、磁束検出型の電流センサを使用することができる。後に補正について詳しく説明するが、磁束検出型の電流センサは温度によって特性が変わるため、走行が終了しシステムメインリレーが非導通状態に制御されたときにオフセット値を取得して補正することが望ましい。電流センサ１１の温度が変化するとオフセット値も微妙に変化するので、温度に依存性を持たせてオフセット値が学習される。電流センサ１１の温度を検出するには、電流センサ１１の温度を測定する専用の温度センサを設けると良いが、専用の温度センサを設けると部品点数が増加すると共に、車両コストも増加する。

したがって、本実施の形態では、専用の温度センサを設けずに、他の温度測定対象に対して設けられた温度センサの出力を用いて、電流センサの温度を推定して、電流センサのオフセット値の補正処理を行なう。

制御装置３０は、バッテリの充放電電流を検出した電流センサ１１のオフセットを補正するためのマップや、インバータ１４，２２および昇圧コンバータ１２を制御するための各種マップや、電流センサ１１，２４，２５等の各種センサの補正値を保持する記憶部であるメモリ３２を含んでいる。このメモリ３２上のマップや補正値等は、車両の電源システムが停止状態になっても保持されるようにバックアップされるかまたは不揮発的に保持される。

図２は、図１のインバータ１４および２２の詳細な構成を示す回路図である。
図１、図２を参照して、インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５，Ｖ相アーム１６，およびＷ相アーム１７は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に並列に接続される。

Ｕ相アーム１５は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４と、ＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ３，Ｄ４とを含む。ダイオードＤ３のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のコレクタと接続され、ダイオードＤ３のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ３のエミッタと接続される。ダイオードＤ４のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のコレクタと接続され、ダイオードＤ４のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ４のエミッタと接続される。

Ｖ相アーム１６は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６と、ＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ５，Ｄ６とを含む。ダイオードＤ５のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のコレクタと接続され、ダイオードＤ５のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ５のエミッタと接続される。ダイオードＤ６のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のコレクタと接続され、ダイオードＤ６のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ６のエミッタと接続される。

Ｗ相アーム１７は、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列接続されたＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８と、ＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８とそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ７，Ｄ８とを含む。ダイオードＤ７のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のコレクタと接続され、ダイオードＤ７のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ７のエミッタと接続される。ダイオードＤ８のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のコレクタと接続され、ダイオードＤ８のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ８のエミッタと接続される。

各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータジェネレータＭＧ１は、三相の永久磁石同期モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルは各々一方端が中点に共に接続されている。そして、Ｕ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ３，Ｑ４の接続ノードから引出されたラインＵＬに接続される。またＶ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ５，Ｑ６の接続ノードから引出されたラインＶＬに接続される。またＷ相コイルの他方端がＩＧＢＴ素子Ｑ７，Ｑ８の接続ノードから引出されたラインＷＬに接続される。

なお、図１のインバータ２２についても、モータジェネレータＭＧ２に接続される点が異なるが、内部の回路構成についてはインバータ１４と同様であるので詳細な説明は繰返さない。また、図２には、インバータに制御信号ＰＷＭＩ，ＰＷＭＣが与えられることが記載されているが、記載が複雑になるのを避けるためであり、図１に示されるように、別々の制御信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＣ１と制御信号ＰＷＭＩ２，ＰＷＭＣ２がそれぞれインバータ１４，２２に入力される。

図３は、図１の昇圧コンバータ１２の詳細な構成を示す回路図である。
図１、図３を参照して、昇圧コンバータ１２は、一方端が電源ラインＰＬ１に接続されるリアクトルＬ１と、電源ラインＰＬ２と接地ラインＳＬ２との間に直列に接続されるＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２と、ＩＧＢＴ素子Ｑ１，Ｑ２にそれぞれ並列に接続されるダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。

リアクトルＬ１の他方端はＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタおよびＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタに接続される。ダイオードＤ１のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のコレクタと接続され、ダイオードＤ１のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ１のエミッタと接続される。ダイオードＤ２のカソードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のコレクタと接続され、ダイオードＤ２のアノードはＩＧＢＴ素子Ｑ２のエミッタと接続される。

図４は、図１における電池パック６０の内部の配置を示した図である。
図４を参照して、電池パック６０の筐体の内部には、電池セル６２および機器ボックス６４が収容されている。電池セル６２は、複数のセルが直列に接続されたものである。そして電池セル６２には電池セル用サーミスタ６６，６８，７０，７２が取付けられている。電池セル用サーミスタ６６，６８，７０，７２は、電池セル６２の温度を検出するために設けられる。電池セルは、適温よりも低温では性能が発揮できず、また適温よりも高温では寿命に悪影響を及ぼすなどの理由から、温度管理がされている。

機器ボックス６４は、図１に示したシステムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰや、電流センサ１１や、電圧センサ１０や、バッテリを監視するバッテリコンピュータ６３等を収容している。

電流センサ１１は、電池セル６２と同じ電池パック６０内に収容されているので、電流センサ１１の温度は電池セル６２の温度の影響を受ける。電流センサ１１の温度を専用の温度センサを設けることなく推定するには、電池セル６２に取付けられた電池セル用のサーミスタ６６，６８，７０，７２の少なくともいずれかで検出した温度を用いると良い。

図５は、電池パック６０の第１の搭載例を示した斜視図である。図５には、ハイブリッド車両の車両室内のリヤシートを、車両前方から見た様子が示されている。

図５を参照して、ハイブリッド車両は、人が搭乗するスペースである乗員収容室１１２と、パッケージトレイ１１４により乗員収容室１１２と区画された荷物室１１３とを含む。荷物室１１３は、リヤシート１１１の後方に配置されている。荷物室１１３は、車両後方側に配置されている。荷物室１１３は、パッケージトレイ１１４の下方に配置されている。

パッケージトレイ１１４には、吸気口１１５が形成されている。吸気口１１５は、乗員収容室１１２に向けて開口している。吸気口１１５は、鉛直上方向に開口している。図示されていないが、パッケージトレイ１１４上には、吸気口１１５を覆うようにエアインテーク用のダクトが設けられている。

荷物室１１３には、電池パック６０が配置されている。電池パック６０は、図４で説明したように、電池セルと機器ボックスとを含む。電池セルと機器ボックスとは、車両幅方向に並ぶ。

機器ボックスは、バッテリコンピュータ、バッテリの高電圧回路を制御するリレー、バッテリの電圧と充放電電流とを検知する各種センサ、電池パック６０の点検・整備時に高電圧回路を遮断するサービスプラグ等の複数の機器から構成されている。

荷物室１１３には、ファン１６１が配置されている。ファン６１は、たとえば、回転ファンの中央部から回転軸方向に吸気して、回転軸の半径方向に空気を排出する電動のシロッコファンである。ファン１６１の種類は、シロッコファンに限られず、たとえば、クロスフロー型のファンやプロペラファンであってもよい。ファン１６１は、電池パック６０に向けて冷却風を供給する。

吸気口１１５とファン１６１との間は、吸気ダクト１１７により接続されている。ファン１６１と電池パック６０との間が、吸気ダクト１１９により接続されている。ファン６１に導入された冷却風は、吸気ダクト１９を通って電池パック６０に供給される。

冷却風は、以上説明したように、乗員収容室内から導入される。乗員収容室の空気は、図１のエアコン８０によって空調されている。そして乗員収容室の空気は図１の温度センサ８２により温度が検出されている。

したがって、図１の電流センサ１１の温度を専用の温度センサを設けることなく推定するには、温度センサ８２で検出した冷却風の温度を用いると良い。

図６は、電池パック６０の第２の搭載例を示した斜視図である。
図６に示すように、ハイブリッド車両１は、乗員収容室および荷物室の床を規定するフロアパネル１３３を備えている。このフロアパネル１３３は、サイドメンバやクロスメンバ上に設けられており、板状に形成されている。

そして、乗員収容室内には、前列座席１２０が設けられている。前列座席１２０は、運転席１２１と、この運転席１２１に対してハイブリッド車両１の幅方向に間隔をあけて設けられた助手席１２２とを含む。

運転席１２１および助手席１２２は、それぞれ複数の脚部１２３を備えている。複数の脚部１２３は、ボルト等の固定部１２５によって、フロアパネル１３３に固定されている。

運転席１２１と助手席１２２との間には、コンソールボックス１３２が設けられており、コンソールボックス１３２内には、電池パック６０が収容されている。

電池パック６０は、高さ方向の形状は多少異なるが、基本的に図４に示したような構造を有する。

なお、上記図６に示す例においては、運転席１２１と助手席１２２との間にコンソールボックス１３２が配置されて例について説明したが、これに限られない。たとえば、運転席１２１と助手席１２２との間にセンタシートが設けられた場合には、当該センタシート下であって、フロアパネル上に電池パック６０を登載しても良い。

以上図６で説明した第２の搭載例では、電池パック６０を乗員収容室内に配置している。したがって、図１の電流センサ１１の温度を専用の温度センサを設けることなく推定するには、電池パック６０の周囲温度を検出する温度センサ８２の出力を用いると良い。

図７は、外部充電中の電流センサ温度の変化を示した図である。
図７を参照して、電流センサの温度は、車両使用が終了した時刻ｔＡで飽和するので、外部充電が行なわれない場合には、時刻ｔＡでオフセット値の補正を行なえばよい。しかし、時刻ｔＢ以降にプラグイン充電が行なわれる場合には、車両の通常使用時とは異なる温度に飽和する可能性がある。

一方、時刻ｔＢ以降においてプラグイン充電が行なわれている最中は、電流の急激な変化は少なく、電流センサの温度も波形の部分Ｅ１に示すように周囲の温度に落ち着く。したがって、図４で説明したような電池セル６２の温度を測定するためのサーミスタ６６，６８，７０，７２や、車室内温度を検出する図１の温度センサ８２の出力を用いて、電流センサ１１の温度を推定することが可能である。

本実施の形態では、このようにプラグイン充電中には車両環境の変化が非常に少ないという特有の車両挙動を利用し、車両にとっては必須となるバッテリ用のサーミスタ、エアコン用の温度センサを用いて、電流センサの周辺温度を推定し、温度遺贈オフセット値のマップの学習に使用する。

図８は、図１における制御装置３０が実行する電流センサの補正に関する制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼び出されて実行される。

図１，図８を参照して、まず、ステップＳ１では、制御装置３０は、プラグイン充電信号ＶＡＣがオン状態であるか否かを検出する。ステップＳ１においてプラグイン充電信号ＶＡＣがオン状態でなければ、ステップＳ１２に処理が進み制御はメインルーチンに移される。

ステップＳ１においてプラグイン充電信号ＶＡＣがオン状態であることが検出された場合には、ステップＳ１からステップＳ２に処理が進む。ステップＳ２では、プラグインオフセット取得フラグがオン状態か否かが判断される。プラグイン充電中は、電流センサ１１のオフセット値が数回行なわれる。このときのオフセット値の取得を繰返すための管理にプラグインオフセット取得フラグが用いられる。

プラグインオフセット取得フラグは、外部充電中に電流センサ１１のオフセット値が取得されてから所定時間Ｘが経過していなければオン状態に設定され、所定時間Ｘが経過したらオフ状態に設定される。

ステップＳ２において、プラグインオフセット取得フラグがオン状態でなければステップＳ３に処理が進み、プラグイン用オフセット値が取得される。なお、初回はフラグが初期化されオフ状態に設定されているので、プラグイン充電が開始されたときにはまずプラグイン用オフセットが取得される。

ステップＳ３のプラグイン用オフセット値の取得処理は、まず制御装置３０が、電流ＩＢ，ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２がゼロになるように車両の電源装置の状態を設定する。具体的には、たとえば、インバータや昇圧コンバータに電流を流さないように制御した後に、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧのいずれか一方または両方をオフ状態に設定する。

そして、制御装置３０は、そのときの電流センサ１１の示す電流値を測定する。このとき測定した電流値がオフセット値である。言い換えればオフセット値は、ゼロ点のずれに相当する値である。

さらに制御装置３０は、内部のメモリ３２に測定した電流値をオフセット値として記憶する。記憶したオフセット値は、次回電流値が参照されるときに電流値を補正するために使用される。

走行時には、走行終了時に一度このような処理が行なわれるが、プラグイン充電時は走行時と異なる。プラグイン充電時は比較的自由に充電を一時停止し、システムメインリレーをオフ状態に設定して再度オフセット取得が実行できるので、複数回オフセット補正を実行する。

すなわち、走行中は、システムメインリレーをオフ状態に設定できるそのようなチャンスが無い。したがって、走行中センサ温度が飽和した後であってシステムメインリレーをオフ状態に設定できる時点、すなわち走行が終了した直後にオフセット値の学習をして、その学習したオフセットを次回の走行に使用する。

比較して、プラグイン充電中は、走行時よりも電流が少ないので電流センサの温度も走行時に比べて低くなり、オフセット値も走行時とは異なる。ただし、プラグイン充電は比較的容易に一時的に中断可能である。したがって、定期的に充電を中断してシステムメインリレーをオフ状態に設定しオフセットを取得するようにすれば、環境温度の変化などにも対応して適切なオフセット値で電流センサの補正が可能である。その結果、バッテリの充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を正確に把握することが可能となり、充電上限値ぎりぎりまでプラグイン充電を行なうことができるので走行距離を伸ばすことができる。

ステップＳ３においてプラグイン用オフセット取得処理が実行されると、ステップＳ４に処理が進む。ステップＳ４では、プラグイン用オフセット取得に成功したかまたはプラグイン用オフセット取得ができずにタイムオーバが発生したかが判断される。たとえば、プラグイン用オフセットの取得がノイズ等の影響によって１回ではうまくいかない場合には、ステップＳ４からステップＳ１２を経由して再びステップＳ１，Ｓ２の処理が実行され再びステップＳ３のプラグイン用オフセット取得が行なわれる。

ステップＳ４でプラグイン用オフセット取得に成功したか、またはプラグイン用オフセット取得ができずにタイムオーバが発生した場合には、ステップＳ５に処理が進む。なお、プラグイン用オフセット取得に成功した場合には、メモリ３２中の電流センサのプラグイン用オフセット値は書き換えられる。タイムオーバが発生したときには、メモリ３２中のプラグイン用オフセット値は前回の値のまま保持される。そして、ステップＳ５では、プラグインオフセット取得フラグがオン状態に設定される。ステップＳ６においてタイマが０に初期化され処理はステップＳ１２に進み、制御はメインルーチンに移される。

ステップＳ２において、プラグインオフセット取得フラグがオン状態であると判断された場合には、ステップＳ２からステップＳ７に処理が進む。ステップＳ７では、プラグイン充電の制御が行なわれる際に充電状態の判断に使用するために電流計測値からオフセット値を減算する補正が実行される。プラグイン充電では、駐車時には使用しないモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のステータコイルとインバータ１４，２２のＩＧＢＴ素子を利用して、単相コンバータとして動作させ、外部から与えられる単相交流電圧をバッテリＢに充電するための直流電圧に変換する。

この充電処理の単相コンバータの制御や、バッテリの充電状態ＳＯＣの制御のために電流センサ１１の出力が用いられる。たとえば、バッテリの充電状態は、バッテリ開放状態の端子間電圧と充電電流積算値に基づいて算出される。そして、メモリ３２中に記憶されていた電流センサ１１に対応するプラグイン用のオフセット値が読み出される。そして制御装置３０は、電流計測値−プラグイン用オフセットを電流値であるとして制御変数に代入し、単相コンバータやバッテリの充電状態ＳＯＣの制御を実行する。ステップＳ７の補正処理が終了すると、ステップＳ８に処理が進む。

ステップＳ８では、バッテリの充電状態ＳＯＣが満充電状態になったか否かが判断される。バッテリの充電状態が満充電であった場合には、ステップＳ９に処理が進む。ステップＳ９では、制御装置３０に対する電源オフが実行される。たとえば、制御装置３０から図１のリレーＲＹ１，ＲＹ２をオフするように指示が送られる。

ステップＳ８において、バッテリの充電状態ＳＯＣがまだ満充電に達していないと判断された場合には、ステップＳ１０に処理が進む。ステップＳ１０では、タイマのカウントしている時間が所定値Ｘを超えたか否かが判断される。タイマカウント値＞Ｘでなければ、ステップＳ１２に処理が進み、再びステップＳ１、Ｓ２，Ｓ７の処理を経由して充電が継続されることになる。

一方、ステップＳ１０においてタイマカウント値＞Ｘであれば、ステップＳ１１に処理が進み、プラグインオフセット取得フラグがオン状態からオフ状態に変更される。これにより、再びステップＳ３のプラグイン用オフセット取得処理が実行されるようになり、オフセット値の更新が行なわれる。

図９は、図８のフローチャートに基づいて制御が実行された場合の動作の一例を説明するためのタイムチャートである。

図８、図９を参照して、まず、時刻ｔ１において制御装置３０の電源がオン状態に設定される。そして、時刻ｔ２において、起動信号ＩＧＯＮがオン状態に設定され、車両が走行開始する。そして時刻ｔ２〜ｔ３の間は走行用の通常モータ制御が実行される。

時刻ｔ３において、帰宅時に車両に電源プラグが接続され（ステップＳ１でＹＥＳ）、時刻ｔ４においてプラグイン用オフセット値が取得され、そして時刻ｔ５においてシステムメインリレーが接続された後、充電が開始される。時間Ｘが経過すると、時刻ｔ６において充電が一時中断されシステムメインリレーが切断される。そして時刻ｔ７において、再度プラグイン用電流センサオフセットが取得され、その後時刻ｔ８において、システムメインリレーが再接続され充電が再開される。そして時間Ｘ経過ごとに充電の一時中断と、プラグイン用オフセットの再取得が実行される。時刻ｔ９において、バッテリが満充電になると電源がオフされる（ステップＳ９）。

このように、プラグイン充電時には、まずオフセット値を取得後に、充電が開始される。そしてある時間が経過するごとに充電は一時停止され再度オフセットを取得することを繰返す。そしてバッテリが満充電になると制御装置３０の電源はオフ状態に設定される。

ここで、以下に図８のステップＳ３で実行される電流センサオフセット値の取得処理の詳細について説明する。

図１０は、図８のステップＳ３の処理の詳細を示したフローチャートである。
図１０を参照して、まず、処理が開始されると、ステップＳ５１において、電池温度、車室温度に基づいて電流センサの温度を推定する処理が行なわれる。そして、ステップＳ５２において、システムメインリレーをオフ状態（電流がゼロになる状態）として電流センサ１１で電流値を測定する。続いて、ステップＳ５３において、測定値をオフセット値のマップに反映させる処理が実行される。ステップＳ５３の処理が終了すると、ステップＳ５４に処理がすすみ、制御は図８のフローチャートに移される。

図１１は、図１０のステップＳ５１で用いられる電流センサ温度推定マップの一例を示した図である。

図１１に示されるマップは、サーミスタで測定される電池温度（℃）とエアコンの温度センサで認識される車室内温度（℃）に対して荷物室内または車室の運転席と助手席との間の電池パック内に配置される電流センサ１１の温度を予め計測してマップ化したものである。

たとえば、図１１では電池温度が−３０℃、車室内温度が−３０℃であるときには、電流センサの温度は−３０℃であると推定される。また、電池温度が６０℃、車室内温度が−３０℃であるときには、電流センサの温度は４０℃であると推定される。電池温度が６０℃、車室内温度が−２０℃であるときには、電流センサの温度は４５℃であると推定される。電池温度が６０℃、車室内温度が５０℃であるときには、電流センサの温度は５５℃であると推定される。電池温度が６０℃、車室内温度が６０℃であるときには、電流センサの温度は６０℃であると推定される。

このようなマップを予め準備しておくことによりこれを参照すれば、電流センサ近辺に温度センサを新たに設けなくても電流センサ１１の温度をある程度正確に推定することができる。

図１２は、電流センサオフセット値のマップの一例を示した図である。
図１２のマップでは、上段に電流センサ温度（℃）が記載され、下段に温度に対応する電流センサオフセット値（Ａ）が記載されている。

図１３は、電流センサオフセット値のマップの初期状態をグラフ上に示した図である。
図１２では、電流センサオフセット値に様々な数値（１，０．８，０．４，０．３等）が記憶されているが、初期状態は、図１３に示すようにオフセットは全温度範囲においてゼロに設定されている。そして、オフセット値の取得を何回か繰返して図１２のマップの数値を更新する学習処理が実行される。

まず、図１０のステップＳ５１において、サーミスタで計測されているバッテリ温度およびエアコンで認識されている車室温に基づいて、図１１で説明した電流センサ温度推定マップを参照して、電流センサ温度を推定する。

たとえば、現在の電流センサの推定温度が１０℃である場合には、図１２で示した電流センサオフセット値のマップの温度１０℃の部分のオフセット値が学習される。

図１４は、電流センサオフセット値のマップの学習点をグラフ上に示した図である。
図１４において、電流センサ温度１０℃の電流センサオフセット値（図１４中のＥ２で示される）はゼロであるが、この値が、取得されたオフセット値に基づいて更新される。

なお、例えば、推定された電流センサの温度が１５℃出会った場合には、図１２に示した電流センサオフセット値マップの１０℃と２０℃のマスを両方修正するようにしても良い。このとき、後に説明するように変更レートを小さく（たとえば半分）しても良い。

続いて、ステップＳ１０のステップＳ５２に示したオフセット値の測定が行なわれる。オフセット値の測定は、現在の電流センサの値を取得することで行なわれる。この時、真の電流値はゼロであることは、電源装置の状態によって約束されている（システムメインリレーがオフになっている）ここで読み取った値がオフセット値となる。読み取ったオフセット値Ｐ１がたとえば２Ａだったとする。

図１５は、測定された電流センサオフセット値を補正前のマップ上に重ねて示した図である。

図１５において、温度１０℃の部分に取得されたオフセット値Ｐ１（たとえば、２Ａ）がプロットされている。

最後に、図１０のステップＳ５３において、取得したオフセット値をマップに反映させる処理が実行される。

図１６は、計測された電流センサオフセット値を反映させた後のマップを示した図である。計測された電流センサオフセット値をそのままマップに設定しても良い。しかし、計測された電流センサオフセット値をそのままマップに設定すると、最新の値のみが適用されるので、図１６では１より小さな変更レートを適用して反映させている。

具体的には、計測されたオフセット値から現状のマップ値を引いた差分値に変更レート（たとえば、０．２，０．５等の１より小さな数値）を乗じて、現状のマップ値に加算する。

計測されたオフセット値Ｘ１が２（Ａ）で、現状のマップ値Ｘ２がゼロで、変更レートＸ３が０．２である場合には、反映後の値Ｘ４は、次式によって０．４（Ａ）となる。
Ｘ４＝Ｘ２＋（Ｘ１−Ｘ２）×Ｘ３
Ｘ４＝０＋（２−０）×０．２＝０．４
図１７は、補正が繰返されて学習が完了した後のマップをグラフ上に示した図である。

図１７に示したようなマップは、補正が何年も繰返されて完成度が高まるものであり、電流センサの個体差や経年変化に対応することが可能となる。なお、図１７のラインＥ４はあくまでも一例であり、電流センサの個体差によって様々に変化する。

このようにすることにより、電流センサ近辺に温度センサを設けなくてもプラグイン充電時に正確に電流センサのオフセット値を補正することができる。

最後に再び図１等を参照して本実施の形態について総括する。本実施の形態の車両の電源装置は、車両外部から充電可能に構成されたバッテリＢと、バッテリＢに対する充放電経路に設けられた電流センサ１１と、電流センサ１１とは異なる温度観測対象に設けられた温度検出部（温度センサ６６，８２）と、電流センサ１１の出力に基づいてバッテリＢに対する充放電の制御を行なう制御装置３０とを備える。制御装置３０は、温度検出部の出力に基づいて電流センサ１１の温度を推定し、推定した温度に基づいて電流センサ１１の出力を補正する。

好ましくは、温度観測対象は、バッテリＢを含む。車両の電源装置は、図４に示すように、電流センサ１１およびバッテリＢが内部に設置される電池パック６０をさらに備える。同じ電池パック６０の筐体内に配置されているので、バッテリＢの温度を測定するサーミスタ等の温度センサの測定値を用いて好適に電流センサ１１の温度を推定することができる。

好ましくは、車両は、乗員が乗車する車室を含む。温度観測対象は、バッテリＢに加え、空調装置（エアコン８０）で空調される車室を含む。温度検出部は、バッテリＢに設けられる第１の温度センサ６６と、車室の室温を検出する第２の温度センサ８２とを含む。制御装置３０は、第１の温度センサ６６の出力と第２の温度センサ８２の出力とに基づいて電流センサ１１の温度を推定する。

より好ましくは、車両の電源装置は、空調装置によって空調された空気をバッテリＢおよび電流センサ１１の冷却に使用する冷却装置（図５のファン１６１）をさらに備える。

より好ましくは、図６に示すように、バッテリＢおよび電流センサ１１は、車室内に配置される。

より好ましくは、図５に示すように、バッテリＢおよび電流センサ１１は、車室外に配置される。冷却装置は、車室からの吸気をバッテリＢおよび電流センサ１１の周囲に供給するファン１６１を含む。

より好ましくは、制御装置３０は、予め作成されたバッテリＢの温度と車室の温度とを変数とする図１１に示すようなマップに基づいて、電流センサ１１の温度を推定する。

なお、本実施の形態では、パラレルシリーズ方式のハイブリッド車両を例に挙げたが、本発明は、電気自動車、燃料電池自動車、シリーズハイブリッド車、等にも適用可能である。また、本実施の形態では、充電方式として、走行時に使用し停車中は使用しない２つのモータの中性点から交流電力を入れる方式を例示したが、他の方式の充電器を搭載するものであっても良い。

また、以上の実施の形態で開示された制御方法は、コンピュータを用いてソフトウエアで実行可能である。この制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読取り可能に記録した記録媒体（ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカードなど）から車両の制御装置中のコンピュータに読み込ませたり、また通信回線を通じて提供したりしても良い。

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。

本発明の実施の形態に係る車両１の主たる構成を示す図である。 図１のインバータ１４および２２の詳細な構成を示す回路図である。 図１の昇圧コンバータ１２の詳細な構成を示す回路図である。 図１における電池パック６０の内部の配置を示した図である。 電池パック６０の第１の搭載例を示した斜視図である。 電池パック６０の第２の搭載例を示した斜視図である。 外部充電中の電流センサ温度の変化を示した図である。 図１における制御装置３０が実行する電流センサの補正に関する制御を説明するためのフローチャートである。 図８のフローチャートに基づいて制御が実行された場合の動作の一例を説明するためのタイムチャートである。 図８のステップＳ３の処理の詳細を示したフローチャートである。 図１０のステップＳ５１で用いられる電流センサ温度推定マップの一例を示した図である。 電流センサオフセット値のマップの一例を示した図である。 電流センサオフセット値のマップの初期状態をグラフ上に示した図である。 電流センサオフセット値のマップの学習点をグラフ上に示した図である。 測定された電流センサオフセット値を補正前のマップ上に重ねて示した図である。 計測された電流センサオフセット値を反映させた後のマップを示した図である。 補正が繰返されて学習が完了した後のマップをグラフ上に示した図である。

符号の説明

１ ハイブリッド車両、２ 車輪、３ 動力分割機構、４ エンジン、１０，１３，２１，７４ 電圧センサ、１１，２４，２５ 電流センサ、１２ 昇圧コンバータ、１４，２２ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、１９ 吸気ダクト、３０ 制御装置、３２ メモリ、５０ 入力端子、５１ リレー回路、６０ 電池パック、６１ ファン、６２ 電池セル、６３ バッテリコンピュータ、６４ 機器ボックス、６８，７０，７２ サーミスタ、６６，８２ 温度センサ、８０ エアコン、９０ 外部電源、１１１ リヤシート、１１２ 乗員収容室、１１３ 荷物室、１１４ パッケージトレイ、１１５ 吸気口、１１７，１１９ 吸気ダクト、１２０ 前列座席、１２１ 運転席、１２２ 助手席、１２３ 脚部、１２５ 固定部、１３２ コンソールボックス、１３３ フロアパネル、１６１ ファン、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２ 電力入力ライン、Ｂ バッテリ、Ｃ１，ＣＨ 平滑用コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８ ダイオード、Ｌ１ リアクトル、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｎ１，Ｎ２ 中性点、ＰＬ１，ＰＬ２ 電源ライン、Ｑ１〜Ｑ８ ＩＧＢＴ素子、Ｒ０ 制限抵抗、ＲＹ１，ＲＹ２ リレー、ＳＬ１，ＳＬ２ 接地ライン、ＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ，ＳＭＲＰ システムメインリレー。

Claims (7)

1. 車両外部から充電可能に構成された蓄電装置と、
   前記蓄電装置に対する充放電経路に設けられた電流センサと、
   前記電流センサとは異なる温度観測対象に設けられた温度検出部と、
   前記電流センサの出力に基づいて前記蓄電装置に対する充放電の制御を行なう制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記温度検出部の出力に基づいて前記電流センサの温度を推定し、前記推定した温度に基づいて前記電流センサの出力を補正する、車両の電源装置。
2. 前記温度観測対象は、前記蓄電装置を含み、
   前記電流センサおよび前記蓄電装置が内部に設置される電池パックをさらに備える、請求項１に記載の車両の電源装置。
3. 前記車両は、乗員が乗車する車室を含み、
   前記温度観測対象は、前記蓄電装置に加え、空調装置で空調される前記車室を含み、
   前記温度検出部は、
   前記蓄電装置に設けられる第１の温度センサと、
   前記車室の室温を検出する第２の温度センサとを含み、
   前記制御装置は、前記第１の温度センサの出力と前記第２の温度センサの出力とに基づいて前記電流センサの温度を推定する、請求項１または２に記載の車両の電源装置。
4. 前記空調装置によって空調された空気を前記蓄電装置および前記電流センサの冷却に使用する冷却装置をさらに備える、請求項３に記載の車両の電源装置。
5. 前記蓄電装置および前記電流センサは、前記車室内に配置される、請求項３または４に記載の車両の電源装置。
6. 前記蓄電装置および前記電流センサは、前記車室外に配置され、
   前記冷却装置は、
   前記車室からの吸気を前記蓄電装置および前記電流センサの周囲に供給するファンを含む、請求項３または４に記載の車両の電源装置。
7. 前記制御装置は、予め作成された前記蓄電装置の温度と車室の温度とを変数とするマップに基づいて、前記電流センサの温度を推定する、請求項３〜６のいずれか１項に記載の車両の電源装置。

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