JP2010141950A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車両外部から充電を行なう際に補機バッテリの劣化や過充電の可能性を低減させることが可能な車両を提供する。
【解決手段】制御装置６０は、バッテリＢ１に外部から充電を行なうことが可能なように車両と外部電源とが電気的に結合されている際に、補充電期間においてＤＣ／ＤＣコンバータ７２の出力目標電圧を補充電電圧に設定して補機バッテリ８２の補充電を行ない、センサ８４によって補機バッテリ８２の状態に異常が検出された場合には、補充電期間において補充電電圧とは異なる電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ７２の出力目標電圧に設定する。
【選択図】図２

Description

この発明は、車両に関し、特に外部から充電可能に構成された蓄電装置を搭載する車両に関する。

特開２００７−２０９１６８号公報（特許文献１）は、外部電源により充電可能な蓄電装置を搭載し、補機用蓄電装置の電圧が低下したときに、補機用ＤＣ／ＤＣコンバータを起動して補機用蓄電装置の充電を行なう電動車両を開示する。
特開２００７−２０９１６８号公報 特開２００５−２２９６６５号公報

近年、ハイブリッド自動車においても、バッテリを外部から充電可能に構成することが検討されている。しかし、充電時間中、車両システムを起動させておく必要が生じ、これに伴い、補機バッテリの充放電が行なわれる時間も増加し、補機バッテリの劣化や過充電となる可能性が懸念される。

この発明の目的は、車両外部から充電を行なう際に補機バッテリの劣化や過充電の可能性を低減させることが可能な車両を提供することである。

この発明は、要約すると、車両であって、外部から充電可能に構成された蓄電装置と、蓄電装置から電力供給を受ける主負荷装置と、蓄電装置の電圧を変換する電圧変換器と、電圧変換器によって変換された電圧が供給される補機バッテリと、電圧変換器および補機バッテリから電源電圧の供給をうける電気負荷と、補機バッテリの状態を検出するセンサと、電圧変換器の制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、蓄電装置に外部から充電を行なうことが可能なように車両と外部電源とが電気的に結合されている際に、補充電期間において電圧変換器の出力目標電圧を補充電電圧に設定して補機バッテリの補充電を行ない、センサによって補機バッテリの状態に異常が検出された場合には、補充電期間において補充電電圧とは異なる電圧を電圧変換器の出力目標電圧に設定する。

好ましくは、制御装置は、補充電期間より前の時点であって蓄電装置に外部から充電が実行される初期時において、センサで検出される補機バッテリの状態に関わらず固定電圧を電圧変換器の出力目標電圧に設定する。

より好ましくは、センサは、補機バッテリの電圧を検出する電圧センサを含む。制御装置は、初期時よりも後かつ補充電期間の前の時点において電気負荷の通常動作時の電源電圧よりも低い電圧を電圧変換器の出力目標電圧に設定し、補機バッテリの電圧の低下の度合に基づいて補機バッテリの状態が異常か否かを判断する。

好ましくは、蓄電装置から電力供給を受ける空調装置をさらに備える。空調装置は、車両と外部電源とが電気的に結合されている際に、外部電源から電力を受けて車両発進前の予備空調を行なうことが可能に構成される。制御装置は、予備空調実行中においてセンサによって補機バッテリの電圧低下が検出された場合には、電圧変換器の目標電圧を補充電電圧よりも低い電圧に設定する。

好ましくは、制御装置は、蓄電装置に外部から充電を行なう際に、電圧変換器の出力目標電圧を強制的に固定値に設定する第１の期間と、電気負荷の通常動作時の電源電圧よりも低い電圧を電圧変換器の出力目標電圧に設定して補機バッテリの異常を判定する第２の期間と、補充電期間と、補充電期間経過後に補充電電圧よりも低い電圧を電圧変換器の出力目標電圧に設定して補機バッテリの満充電を維持する満充電維持期間とを順番に設ける。

この発明によれば、外部からプラグイン充電を行なう際に、補機バッテリの劣化を抑制するとともに、過充電となる可能性を低減させることができる。

以下、本発明の実施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の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の構成を示すブロック図である。この車両１は、車輪の駆動にモータとエンジンとを併用するハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）である。

図１を参照して、車両１は、前輪２ＦＲ，２ＦＬと、後輪２ＲＲ，２ＲＬと、エンジン４と、プラネタリギヤＰＧと、デファレンシャルギヤＤＧと、ギヤ５，６とを含む。

車両１は、さらに、バッテリＢ１と、バッテリＢ１の出力する直流電力を昇圧する昇圧ユニット１０と、昇圧ユニット１０との間で直流電力を授受するインバータ２０，３０とを含む。

車両１は、さらに、プラネタリギヤＰＧを介してエンジン４の機械的動力を受けて発電を行なうモータジェネレータＭＧ１と、回転軸がプラネタリギヤＰＧに接続されるモータジェネレータＭＧ２とを含む。インバータ２０，３０はモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に接続され交流電力と昇圧ユニット１０からの直流電力との変換を行なう。

プラネタリギヤＰＧは、エンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に結合されてこれらの間で動力を分配する動力分割機構として動作する。

プラネタリギヤＰＧは、サンギヤと、リングギヤと、サンギヤおよびリングギヤの両方に噛み合うピニオンギヤと、ピニオンギヤをサンギヤの周りに回転可能に支持するプラネタリキャリヤとを含む。プラネタリギヤＰＧは第１〜第３の回転軸を有する。第１の回転軸はエンジン４に接続されるプラネタリキャリヤの回転軸である。第２の回転軸はモータジェネレータＭＧ１に接続されるサンギヤの回転軸である。第３の回転軸はモータジェネレータＭＧ２に接続されるリングギヤの回転軸である。

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。たとえば、モータジェネレータＭＧ１のロータを中空としてその中心にエンジン４のクランク軸を通すことで動力分配機構にエンジン４とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを機械的に接続することができる。

この第３の回転軸にはギヤ５が取付けられ、このギヤ５はギヤ６を駆動することによりデファレンシャルギヤＤＧに機械的動力を伝達する。デファレンシャルギヤＤＧはギヤ６から受ける機械的動力を前輪２ＦＲ，２ＦＬに伝達するとともに、ギヤ６，５を介して前輪２ＦＲ，２ＦＬの回転力をプラネタリギヤＰＧの第３の回転軸に伝達する。

プラネタリギヤＰＧは、３つの回転軸のうち２つの回転軸の回転に応じて、残る１つの回転軸の回転を決定する。したがって、エンジン４を最も効率のよい領域で動作させつつ、モータジェネレータＭＧ１の発電量を制御してモータジェネレータＭＧ２を駆動させることにより車速の制御を行ない、全体としてエネルギ効率のよい自動車を実現している。

なお、プラネタリギヤＰＧ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でもよい。

昇圧ユニット１０はバッテリＢ１から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧された直流電圧をインバータ２０，３０に供給する。インバータ２０は、供給された直流電圧を交流電圧に変換してエンジン始動時にはモータジェネレータＭＧ１を駆動制御する。また、エンジン始動後にはモータジェネレータＭＧ１が発電した交流電力は、インバータ２０によって直流に変換されて、昇圧ユニット１０によってバッテリＢ１の充電に適切な電圧に変換されバッテリＢ１が充電される。

また、インバータ３０はモータジェネレータＭＧ２を駆動する。モータジェネレータＭＧ２は単独で、またはエンジン４を補助して、前輪２ＦＲ，２ＦＬを駆動する。制動時には、モータジェネレータＭＧ２は回生運転を行ない、車輪の回転エネルギを電気エネルギに変換する。得られた電気エネルギは、インバータ３０および昇圧ユニット１０を経由してバッテリＢ１に戻される。

昇圧ユニット１０とバッテリＢ１との間にはシステムメインリレーＳＲ１，ＳＲ２が設けられ車両非運転時には高電圧が遮断される。

車両１は、さらに、車速を検知する車速センサ８と、運転者からの加速要求指示を受ける入力部でありアクセルペダルの位置を検知するアクセルセンサ９と、バッテリＢ１に取付けられる電圧センサ７０と、アクセルセンサ９からのアクセル開度Ａｃｃおよび電圧センサ７０からの電圧ＶＢに応じてエンジン４、インバータ２０，３０および昇圧ユニット１０を制御する制御装置６０とを含む。電圧センサ７０は、バッテリＢ１の電圧ＶＢを検知して制御装置６０に送信する。

車両１は、さらに、外部電源１００から延びる充電ケーブル１０２の先に設けられたプラグ１０４を接続するための接続部１６と、接続部１６を経由して外部電源１００から交流電力を受ける充電器１２とをさらに含む。充電器１２は、バッテリＢ１に接続されており、充電用の直流電力をバッテリＢ１に対して供給する。

ここで、制御装置６０は、イグニッションスイッチ（またはイグニッションキー）からの信号ＩＧおよびバッテリＢ１の充電状態ＳＯＣに基づいて、車外から与えられる交流電圧からバッテリＢ１に対する充電が行なわれるように図１の充電器１２を制御する。

すなわち、制御装置６０は、車両が駐車状態で信号ＩＧがオフでありかつ接続部１６に外部から電圧が与えられているときは、バッテリＢ１の充電状態ＳＯＣに基づいて充電可能かを判断し、充電可能と判断したときは、充電器１２を駆動する。一方、制御装置６０は、バッテリＢ１がほぼ満充電状態であり、充電可能でないと判断したときは、接続部１６に外部から電圧が与えられていても充電器１２を停止させる。

車両１は、さらに、バッテリＢ１または充電器１２から電力を受けて車室を空調するエアコン１１を含む。昇圧ユニット１０とシステムメインリレーＳＲ１，ＳＲ２との間にはエアコン１１が接続される。エアコンの電源電圧は、バッテリＢ１または充電器１２から供給され、もしくはエンジンの動力により発電された電力を使用して昇圧ユニットから供給される。

エアコン１１は、車両が走行中においては、バッテリＢ１から電力を受けて作動する。一方、車両１が外部電源１００に充電ケーブル１０２によって接続されているときであって車両の発進前に予備空調を行なうときには、エアコン１１は、充電器１２を経由して外部電源１００から電力を受けて作動する。このような空調をプレ空調と呼ぶ。

図２は、車両１の補機である電気負荷を駆動する構成を説明するための図である。
図２を参照して、車両１は、図１に示した構成に加えて、さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２と、リレーボックス７４と、ヒュージブルリンク７６と、補機バッテリ８２と、補機バッテリの状態を検出するセンサ８４と、テールランプ、エアコンブロア、エンジン冷却装置および電池冷却装置などを含む電気負荷７８とを含む。

制御装置６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２に対して発電電圧（出力電圧の目標値）を指示する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７２は、バッテリＢ１の電圧を変換して電気負荷７８および補機バッテリ８２に出力する。

補機バッテリ８２および電気負荷７８はヒュージブルリンク７６によってＤＣ／ＤＣコンバータ７２に接続される。ヒュージブルリンク７６とＤＣ／ＤＣコンバータ７２の間にはリレーボックス７４が配置される。

センサ８４からは補機バッテリ８２の温度が制御装置６０に向かって与えられる。また、接続部１６が商用電源の交流１００Ｖに接続され充電器１２によってバッテリＢ１が充電可能になっている。なお、接続部１６は、図１に示すようにプラグが挿入されるものであってもよく、図２に示すように外部の電源差込口に差し込むプラグのようなものでも良い。充電器１２からはプラグイン充電が実施されているか否かのプラグイン作動情報ＩＧＰが制御装置６０に送信されている。

図３は、図２に示したＤＣ／ＤＣコンバータ７２の出力電圧の目標値の状態遷移を示した遷移図である。

図３を参照して、初期状態ＳＴ１ではＤＣ／ＤＣコンバータ７２の目標出力電圧は、例えば１４Ｖである。また初期状態から矢印Ａ３に示す遷移によって移動する強制出力モードＳＴ２においてはやはり目標出力電圧は例えば１４Ｖに設定される。強制出力モードＳＴ２において車両がＲＥＡＤＹＯＦＦ、またはシフトレンジがＰレンジ（パーキングレンジ）に設定される、またはエンジン水温＜−１０℃のいずれかが成立すると矢印Ａ５に示す遷移が起こり、極低温出力モードＳＴ３に遷移する。このモードでは、極低温における始動性が改善される。このときＤＣ／ＤＣコンバータの目標出力電圧は例えば１０．５Ｖに設定される。ＲＥＡＤＹＯＮ、かつ、シフトレンジがパーキングレンジ以外、かつ、エンジンが完爆状態となると、矢印Ａ４に示すように極低温出力モードＳＴ３から強制出力モードＳＴ２への遷移が発生する。

強制出力モードＳＴ２において電気負荷がオフ状態、かつ、長期放置でない（エンジン始動後）、かつ、エンジン水温が＋１０℃以上かつ＋５０℃以下の条件が成立すると、矢印Ａ６に示すように燃費改善モードＳＴ４への遷移が発生する。燃費改善モードでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２の目標出力電圧は例えば１３．５Ｖに設定される。

矢印Ａ７に示すように、電気負荷がオン状態またはエンジン始動後の長期放置である、またはエンジン水温が＋１０℃より小もしくは＋５０℃より大が成立すると強制出力モードＳＴ２から通常制御モードＳＴ５に状態が遷移する。通常制御モードでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２の目標出力電圧は例えば１３．５〜１５．０Ｖの間で温度相関マップを使用して設定される。これは、補機バッテリの温度に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ７２の目標出力電圧を変化させるものであり、このバッテリ温度と目標出力電圧の対応は予め定められた温度相関マップによって決定される。

矢印Ａ８に示すように、電気負荷がオン状態またはエンジン水温が＋１０℃より小または＋５０℃より大である条件が成立すると、燃費改善モードＳＴ４から通常制御モードＳＴ５への遷移が発生する。また矢印Ａ９に示すように、電気負荷がオフ状態かつエンジン水温が＋１０℃以上かつ＋５０℃以下という条件が成立すると、通常制御モードＳＴ５から燃費改善モードＳＴ４への遷移が発生する。

以上が走行中に発生する遷移である。
次にプラグイン充電を行なう場合の状態遷移について説明する。矢印Ａ２に示すように、図２の充電器１２からプラグイン作動情報ＩＧＰが制御装置６０に与えられると、初期状態ＳＴ１からプラグイン充電モードＳＴ６への遷移が行なわれる。これは、バッテリＢ１に充電が行なわれているときに限らず、商用電源から、充電器１２を介して図１のエアコン１１に電力が供給されプレ空調が行なわれるプレ空調モードをも含む。

また矢印Ａ１に示すように、充電器１２からプラグイン作動情報ＩＧＰの送信が停止されると、プラグイン充電モードＳＴ６から初期状態ＳＴ１への遷移が発生する。

ここで、プラグイン充電実施時において補機バッテリ８２にはプラグイン充電を行なわない従来型のハイブリッド車両と比べるといくつか注意しなければならない点がある。

まず第１には、補機バッテリの短寿命化である。プラグイン充電機能が作動することによってユーザが乗車している期間以外に、ユーザが乗車していない期間も車両停止システム、たとえばバッテリＢ１を充電するための制御を行なう特定のＥＣＵなどが作動する。電子車両システムの作動頻度が増加すると、補機バッテリの充放電頻度が増加して補機バッテリ寿命が低下する懸念がある。その理由を述べると、プラグイン充電機能が作動する期間は、１２Ｖ系システムを起動させる必要があり、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２が作動するために補機バッテリへ充放電電流が流れ込み充放電頻度が増加するからである。補機バッテリへの充放電頻度を低減させるためには、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２が出力する補機バッテリ充電電圧をコントロールし、不要な場合は補機バッテリへ充電しないように、充電電圧をバランスさせる制御を織り込む必要がある。

第２には、補機バッテリの過充電の懸念があることである。プラグイン充電機能が作動することにより、補機バッテリの充放電頻度が増加して、補機バッテリが早期に故障（セルショート）することが懸念される。補機バッテリが故障（セルショート）した場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２によって補機バッテリ８２が過剰に充電されることによりバッテリ寿命がさらに低下する。

プラグイン充電機能が作動する期間、補機バッテリ８２が故障（セルショート）している場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２の出力を一定にしておくと、補機バッテリは過剰に充電されてしまう。補機バッテリの過充電を抑制するためには、補機バッテリ８２の充電電圧をコントロールし、不必要な場合に補機バッテリへ充電しないように充電電圧をバランスさせる制御を織り込む必要がある。

第３には、補機バッテリ上がりの問題が懸念される。車両を起動せずに放置している時間が長い場合や、起動時間が短い場合（ショートトリップ）による充電不足の状態が継続すると、補機バッテリの残容量が不足する。車両の制御装置６０などの各種のＥＣＵは、補機バッテリから電源電圧の供給を受けるため、補機バッテリの残容量が低下すると、車両を始動させることができなくなる。したがって、補機バッテリ８２の残容量の低下を回復させるためには、プラグイン充電機能が作動する期間においても補機バッテリ８２の充電電圧をコントロールし、補機バッテリの残容量を回復する制御を織り込む必要がある。

したがって、以下に説明するような制御を行なうことにより、補機バッテリの劣化や寿命の低下を防止する。

図４は、制御装置６０が実行するプラグイン充電時のＤＣ／ＤＣコンバータの制御を説明するためのフローチャートである。

図４を参照して、まず処理が開始されると、制御装置６０は、ステップＳ１においてプラグイン充電開始の指示があるか否かを判断する。たとえば、図１においてプラグ１０４が接続部１６に接続されたか否かによってプラグイン充電の開始指示があるか否かを判断する。ステップＳ１においてプラグイン充電の開始の指示があると判断された場合には、ステップＳ２に処理が進む。一方、ステップＳ１においてプラグイン充電の開始指示がないと判断された場合にはステップＳ１１に処理が進み処理は終了する。

ステップＳ２においては、補機バッテリ８２の状態がセンサ８４によって検出される。センサ８４は、たとえば温度センサや電圧センサ、電流センサを含む。これらの電流、電圧および温度をバッテリの状態として検出する。

続いてステップＳ３においては補機バッテリ８２の残容量を回復するために、固定電圧で強制充電が所定の時間実行される。続いてステップＳ４において補機バッテリの電圧低下を検出する処理が実行される。この電圧低下検出処理については後にさらに詳しく説明する。

ステップＳ５において電圧低下検出処理の結果、補機バッテリ８２の電圧低下を検出したか否かが判断される。たとえば、セルショートなどの故障が発生した場合には電圧低下が検出される。ステップＳ５において電圧低下が検出された場合には、ステップＳ６において過充電抑制のための電圧設定が実行される。ステップＳ５において電圧低下が検出されなかった場合やステップＳ６において過充電抑制のための電圧の設定が終了した場合には、ステップＳ７において補充電処理が実行される。そしてさらにステップＳ８において補機バッテリ８２が満充電となったか否かが判断される。ステップＳ８において満充電になっていなければ、時間の許す限りステップＳ７に処理が戻り補充電が継続される。一方ステップＳ８において満充電であることが検出されたら、ステップＳ９に処理が進み、満充電維持のためのＤＣ／ＤＣコンバータ７２の目標出力電圧の設定が実行される。

続いてステップＳ１０において充電終了条件が成立したか否かが判断される。充電終了条件は、たとえば、所定の充電時間が経過したことなどで判断される。また、プラグが強制的に外部電源から外されたような場合も充電終了条件が成立する。充電終了条件が成立しない場合には、ステップＳ４に処理が戻り、電圧低下検出処理から補充電および満充電維持のサイクルが繰返される。一方充電終了条件がステップＳ１０において成立すると、ステップＳ１１に処理が進み、処理が終了となる。

図５は、図４のフローチャートに従って処理が実行された場合の動作の一例を説明するための動作波形図である。

図５を参照して、上から順に、波形Ｗ１〜Ｗ７が示される。波形Ｗ１は、制御装置６０が検出するＤＣ／ＤＣコンバータ７２の出力電圧（図２のリレーボックス７４とヒュージブルリンク７６の間の電圧）を示す。波形Ｗ２は、発電指示電圧（ＤＣ／ＤＣコンバータ７２の目標出力電圧）を示す。波形Ｗ３は、プラグイン充電の作動のオンオフを示す。これは、たとえばプラグ１０４が接続部１６に接続されたか否かでオン／オフが切換えられる。波形Ｗ４は、制御装置（パワーマネジメントＥＣＵ）の起動状態を示す。波形Ｗ５は、補機バッテリの満充電検出が行なわれる期間を示す。

波形Ｗ６は、バッテリの電圧低下が発生したときに検出している状態を示す。波形Ｗ７は、電圧低下検出処理が実行されるインターバルを示す。そして波形Ｗ７の下には、順に実行される処理内容が示されている。

以下順に波形の動作を説明する。まず時刻ｔ１において、車両が外部電源に接続されることによりプラグイン作動状態を示す波形が活性化される。続いてこれに応じて波形Ｗ４に示すように制御装置６０が時刻ｔ２で起動する。

続いて、時刻ｔ３においては、制御装置６０がＤＣ／ＤＣコンバータ７２に対して初期充電を行なう。この初期充電は、補機バッテリの残存容量の回復に有効である。このときにＤＣ／ＤＣコンバータ７２の目標出力電圧として設定される値は固定値であり、強制的に設定されるものである。時刻ｔ３〜ｔ４の間の設定電圧ＶＣ１は、たとえば、１４．０Ｖの固定値である。

続いて時刻ｔ４〜ｔ８においては、電圧低下検出処理が実行される。電圧低下検出処理は、たとえば、１０分間の長さにわたって行なわれる。目標出力電圧はＶＣ１からＶＣ３に徐々に低下する。

電圧ＶＣ３は、補機バッテリに接続されている電気負荷の通常の電源電圧よりも低い電圧である。このような電圧を補機バッテリに与えることにより、セル間ショートなどが発生している場合とそうでない場合とで電圧の差が大きく表われる。たとえばポイントＰ２に示すように、波形Ｗ１で示される検出された電圧が電圧ＶＣ３よりも低下すると、この履歴が保持される。そして後に時刻ｔ１７以降で繰返される電圧低下検出処理においても再びこのような低下が検出されると、補機バッテリの異常の発生が確定する。時刻ｔ６〜ｔ８で設定される目標電圧は、たとえば、１１．５Ｖである。

なお、このような低い電圧は、走行中には電気負荷の動作に影響する恐れがあるので与えることは好ましくない。したがって、ごく一部の電気負荷しかアクティブにされていないプラグイン充電中に限り、補機バッテリの診断をするためにこのような低い電圧を目標電圧に設定する。

続いて時刻ｔ８〜ｔ１３においては、処理内容としては補充電が行なわれる。補充電では、たとえば１３．５〜１５．０Ｖの間で補機バッテリの温度に応じて補正が施された補充電電圧が印加される。ポイントＰ３において波形Ｗ１で示される検出電圧が所定のしきい値を超えたことに応じて補機バッテリが満充電に達したことが判定される。

そして波形Ｗ５に示すように時刻ｔ３以降満充電維持のための処理が行なわれる。時刻ｔ１４〜ｔ１７において、補充電電圧よりもやや低い電圧、たとえば１２．５〜１３．５Ｖが目標電圧として設定される。このように補充電電圧よりも電圧を下げて補機バッテリに充電も放電も生じないように電圧をバランスさせることにより、補機バッテリの寿命を延ばすことができる。

以上説明したように、基本的には最初に時刻ｔ３〜ｔ４の強制設定処理が実行され、続いて時刻ｔ４〜ｔ８の電圧低下検出処理が実行され、さらに時刻ｔ８〜ｔ１３の補充電処理が実行され、最後に時刻ｔ１３〜ｔ１７の満充電維持処理が実行されるようにすればよい。ただし、電圧低下検出処理で検出した補機バッテリのセルショートなどの異常の検出精度を上げ誤検出を避けるために、時刻ｔ１７〜ｔ２１に示すように繰返して電圧低下検出処理を行って、連続して補機バッテリの電圧低下が検出された場合に補機バッテリの故障発生を確定させるようにするとさらに良い。そのような場合には、さらに補充電および満充電維持処理が連続して実行される。なお図５に示した波形では、時刻ｔ２４において充電時間が終了しＤＣ／ＤＣコンバータの出力目標設定値が０になっている。

図６は、図５の波形において電圧低下検出処理の詳細を説明するための波形図である。
図６の波形Ｗ１〜Ｗ４は図５と同様であるので説明は繰返さない。波形Ｗ１１は、プラグインＯＮ後（パワーマネジメントＥＣＵが起動してから）の経過時間を測定するカウンタの値を示したものである。波形Ｗ１２は、初期充電中であることを示すフラグを示したものである。

波形Ｗ１３は、バッテリ電圧低下検出処理の処理時間の経過を示すカウンタの値を示したものである。波形Ｗ１４は、バッテリ電圧低下検出中を示すフラグを示したものである。波形Ｗ１５は、バッテリ電圧低下を検出してからの時間の経過を示したカウンタの値を示したものである。波形Ｗ１６は、バッテリの電圧低下を検出したことを示すフラグを示したものである。

図１，２における制御装置６０としては、コンピュータを内蔵するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を使用することができる。内蔵されたコンピュータは、周知であるように、所定のクロック周波数で動作しカウンタを使用して時間を計測する機能を有する。波形Ｗ１１，Ｗ１３，Ｗ１５は、カウンタの計数値が目標時間までカウントアップされる様子と目標時間をカウントアップした後に、あるタイミングでリセットされる様子を示している。

時刻ｔ２において、波形Ｗ１２に示す初期充電中フラグの立上がりと同時に波形Ｗ１１に示すプラグインオン後経過時間を示すカウンタがカウントを開始する。たとえば１２０秒後にこのカウンタがカウントを完了することにより、初期充電中フラグがオン状態からオフ状態に変化する。

そしてそれに応じて波形Ｗ１４に示すバッテリ電圧低下検出中フラグがオフ状態からオン状態に変化するとともに、バッテリ電圧低下検出処理の経過時間カウンタが波形Ｗ１３に示すようにカウントアップを開始する。たとえばこのカウント時間は６００秒である。

そして時刻ｔ８において、６００秒が経過すると波形Ｗ１４に示すフラグがオン状態からオフ状態に変化する。この間に、時刻ｔ６とｔ７の間において制御装置６０が検出した電圧が波形Ｗ１のうちの下側に分岐した線に示すように所定のしきい値に達したとする。これに応じて波形Ｗ１５に示すカウンタがカウントアップを開始し、たとえば１０秒間が経過すると波形Ｗ１６に示したバッテリ電圧低下フラグがオフ状態からオン状態に変化する。そして時刻ｔ８において、波形Ｗ１３に示したカウンタのカウントアップが完了することに応じて波形Ｗ１４，Ｗ１５，Ｗ１６がオフ状態または０に戻される。

図７は、満充電検出処理時の詳細を説明するための動作波形図である。
図７における波形Ｗ１〜Ｗ４およびＷ１１、Ｗ１２は図６と同様であるので説明は繰返さない。図６の波形Ｗ１３に示したカウンタで計測されていた電圧低下検出処理の終了に応じて、図７の時刻ｔ８において補充電中フラグが波形Ｗ２２に示すようにオフ状態からオン状態に変化し、波形Ｗ２１に示すように補充電中経過時間カウンタがカウントアップを開始する。このカウンタのカウントアップ時間は、たとえば３６００秒である。

時刻ｔ１１とｔ１２の間において、波形Ｗ１に示す検出電圧がしきい値を超えると、バッテリ満充電経過時間カウンタがカウントアップを開始する。しきい値は、たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２の発電指示電圧（目標出力電圧値）から所定値を引いた値に設定される。バッテリ満充電経過カウンタのカウントアップ時間はたとえば３００秒である。

そしてこのカウントアップが完了すると、時刻ｔ１３においてバッテリ満充電完了フラグがオフ状態からオン状態に変化する。そして波形Ｗ２１に示したカウンタのカウントアップが完了すると、補充電フラグが波形Ｗ２２に示すようにオン状態からオフ状態に変化するとともに、波形Ｗ２３に示したカウンタがリセットされかつ波形Ｗ２４に示したバッテリ満充電完了フラグもオン状態からオフ状態にリセットされる。

以上説明したように、本実施の形態においては制御装置６０が、プラグイン充電期間中に周期的にＤＣ／ＤＣコンバータ７２の目標出力電圧値を変化させる。これにより、補機バッテリの残容量の回復、故障の検出および満充電維持時の充放電の抑制が図られる。したがって、プラグイン充電を行なった場合において補機バッテリの寿命を著しく短縮することを避けることができる。

なお、プラグイン充電を実行する場合でなくても、外部電源に車両を接続してプレ空調を行なう場合にも、同様に周期的にＤＣ／ＤＣコンバータ７２の目標出力電圧値を変化させる制御を行なうことにより、補機バッテリの残容量の回復、故障の検出および満充電維持時の充放電の抑制が図られ、同様な効果が期待できる。

［変形例］
図８は、図２に示した構成の変形例を示した図である。

図８を参照して、この変形例においては、図２に示した構成に加えて、太陽電池２０４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０２とがさらに設けられる。この変形例においては、フェールセーフ機能が追加されている。これは、プラグイン充電中に、補機バッテリが故障した際には、太陽電池２０４により車両の自立起動を可能にするものである。

補機バッテリ８２に故障が生じた場合であっても、太陽電池２０４の電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ２０２を経由して制御装置６０の電源電圧として供給され、車両の起動処理を実行できるようになる。また、高圧バッテリＢ１を分圧し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０２を介して１２Ｖを制御装置６０の電源電圧として供給しても車両を起動することが可能となる。これにより、一定期間の走行、たとえばディーラーへの搬送時等の退避走行が可能となる。

さらに、プラグイン充電中には、電圧低下検出処理において補機バッテリの故障を検出した時には、リモートサービス機能を利用してユーザへお知らせすることもさらに好ましい。プラグイン充電中には運転者は車両から離れている場合が多いので、例えば無線などで運転者が所持する車両キーや自宅の情報端末などにバッテリの故障発生したことを自動的に通知するなど、補機バッテリの故障時にはユーザに報知するような機能を設けることにより、補機バッテリの迅速な補給をアナウンスすることができる。

最後に、再び図１、２等を参照して、本願実施の形態について総括する。本実施の形態の車両１は、外部から充電可能に構成された蓄電装置であるバッテリＢ１と、バッテリＢ１から電力供給を受ける主負荷装置（インバータ２０，３０など）と、バッテリＢ１の電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ７２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２によって変換された電圧が供給される補機バッテリ８２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２および補機バッテリ８２から電源電圧の供給をうける電気負荷７８と、補機バッテリ８２の状態を検出するセンサ８４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２の制御を行なう制御装置６０とを備える。図５〜図７に示すように、制御装置６０は、バッテリＢ１に外部から充電を行なうことが可能なように車両と外部電源とが電気的に結合されている際に、補充電期間においてＤＣ／ＤＣコンバータ７２の出力目標電圧を補充電電圧（ＶＣ１）に設定して補機バッテリ８２の補充電を行ない、センサ８４によって補機バッテリ８２の状態に異常が検出された場合には、補充電期間において補充電電圧（可変に設定されるＶＣ１）とは異なる電圧（たとえば１１．５Ｖ）をＤＣ／ＤＣコンバータ７２の出力目標電圧に設定する。

好ましくは、制御装置６０は、補充電期間より前の時点であってバッテリＢ１に外部から充電が実行される初期時Ｐ１において、センサ８４で検出される補機バッテリ８２の状態に関わらず固定電圧（固定されたＶＣ１）をＤＣ／ＤＣコンバータ７２の出力目標電圧に設定する。

より好ましくは、センサ８４は、補機バッテリ８２の電圧を検出する電圧センサを含む。制御装置６０は、初期時Ｐ１よりも後かつ補充電期間の前の時点Ｐ２において電気負荷７８の通常動作時の電源電圧よりも低い電圧（ＶＣ３）をＤＣ／ＤＣコンバータ７２の出力目標電圧に設定し、補機バッテリ８２の電圧の低下の度合に基づいて補機バッテリ８２の状態が異常か否かを判断する。

好ましくは、バッテリＢ１から電力供給を受けるエアコン１１やヒータなどをさらに備える。エアコン１１やヒータなどは、車両と外部電源とが電気的に結合されている際に、外部電源から電力を受けて車両発進前の予備空調を行なうことが可能に構成される。制御装置６０は、予備空調実行中においてセンサ８４によって補機バッテリ８２の電圧低下が検出された場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２の目標電圧を補充電電圧よりも低い電圧に設定する。

好ましくは、制御装置６０は、バッテリＢ１に外部から充電を行なう際に、ＤＣ／ＤＣコンバータ７２の出力目標電圧を強制的に固定値に設定する第１の期間（時刻ｔ３〜ｔ４）と、電気負荷７８の通常動作時の電源電圧（例えば１２〜１４Ｖ）よりも低い電圧（ＶＣ３）をＤＣ／ＤＣコンバータ７２の出力目標電圧に設定して補機バッテリ８２の異常を判定する第２の期間（時刻ｔ６〜ｔ８）と、補充電期間（時刻ｔ８〜ｔ１２）と、補充電期間経過後に補充電電圧よりも低い電圧（ＶＣ２）をＤＣ／ＤＣコンバータ７２の出力目標電圧に設定して補機バッテリ８２の満充電を維持する満充電維持期間（時刻ｔ１４〜ｔ１７）とを順番に設ける。

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の構成を示すブロック図である。 車両１の補機である電気負荷を駆動する構成を説明するための図である。 図２に示したＤＣ／ＤＣコンバータ７２の出力電圧の目標値の状態遷移を示した遷移図である。 制御装置６０が実行するプラグイン充電時のＤＣ／ＤＣコンバータの制御を説明するためのフローチャートである。 図４のフローチャートに従って処理が実行された場合の動作の一例を説明するための動作波形図である。 図５の波形において電圧低下検出処理の詳細を説明するための波形図である。 満充電検出処理時の詳細を説明するための動作波形図である。 図２に示した構成の変形例を示した図である。

符号の説明

１ 車両、２ＦＲ，２ＦＬ 前輪、２ＲＲ，２ＲＬ 後輪、４ エンジン、５，６ ギヤ、８ 車速センサ、９ アクセルセンサ、１０ 昇圧ユニット、１１ エアコン、１２ 充電器、１６ 接続部、２０，３０ インバータ、６０ 制御装置、７０ 電圧センサ、７２，２０２ ＤＣ／ＤＣコンバータ、７４ リレーボックス、７６ ヒュージブルリンク、７８ 電気負荷、８２ 補機バッテリ、８４ センサ、１００ 外部電源、１０２ 充電ケーブル、１０４ プラグ、２０４ 太陽電池、Ｂ１ バッテリ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＰＧ プラネタリギヤ、ＳＲ１，ＳＲ２ システムメインリレー。

Claims (5)

1. 外部から充電可能に構成された蓄電装置と、
   前記蓄電装置から電力供給を受ける主負荷装置と、
   前記蓄電装置の電圧を変換する電圧変換器と、
   前記電圧変換器によって変換された電圧が供給される補機バッテリと、
   前記電圧変換器および前記補機バッテリから電源電圧の供給をうける電気負荷と、
   前記補機バッテリの状態を検出するセンサと、
   前記電圧変換器の制御を行なう制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記蓄電装置に外部から充電を行なうことが可能なように車両と外部電源とが電気的に結合されている際に、補充電期間において前記電圧変換器の出力目標電圧を補充電電圧に設定して前記補機バッテリの補充電を行ない、前記センサによって前記補機バッテリの状態に異常が検出された場合には、前記補充電期間において前記補充電電圧とは異なる電圧を前記電圧変換器の出力目標電圧に設定する、車両。
2. 前記制御装置は、前記補充電期間より前の時点であって前記蓄電装置に外部から充電が実行される初期時において、前記センサで検出される前記補機バッテリの状態に関わらず固定電圧を前記電圧変換器の出力目標電圧に設定する、請求項１に記載の車両。
3. 前記センサは、
   前記補機バッテリの電圧を検出する電圧センサを含み、
   前記制御装置は、前記初期時よりも後かつ前記補充電期間の前の時点において前記電気負荷の通常動作時の電源電圧よりも低い電圧を前記電圧変換器の出力目標電圧に設定し、前記補機バッテリの電圧の低下の度合に基づいて前記補機バッテリの状態が異常か否かを判断する、請求項２に記載の車両。
4. 前記蓄電装置から電力供給を受ける空調装置をさらに備え、
   前記空調装置は、前記車両と前記外部電源とが電気的に結合されている際に、前記外部電源から電力を受けて車両発進前の予備空調を行なうことが可能に構成され、
   前記制御装置は、前記予備空調実行中において前記センサによって前記補機バッテリの電圧低下が検出された場合には、前記電圧変換器の目標電圧を前記補充電電圧よりも低い電圧に設定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両。
5. 前記制御装置は、前記蓄電装置に外部から充電を行なう際に、前記電圧変換器の出力目標電圧を強制的に固定値に設定する第１の期間と、前記電気負荷の通常動作時の電源電圧よりも低い電圧を前記電圧変換器の出力目標電圧に設定して前記補機バッテリの異常を判定する第２の期間と、前記補充電期間と、前記補充電期間経過後に前記補充電電圧よりも低い電圧を前記電圧変換器の出力目標電圧に設定して前記補機バッテリの満充電を維持する満充電維持期間とを順番に設ける、請求項１に記載の車両。

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