JP2010220392A - 充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】車両走行中であっても、低圧バッテリの状態に応じて電圧変換機を介して最適な電力を供給することが可能な充電システムを提供する。
【解決手段】内燃機関１０からの動力及び制動時の運動エネルギーの少なくとも一方により発電する発電機２０と、発電機２０の発電電力により充電される第１バッテリ５０と、発電機２０の発電電力及び第１バッテリ５０からの電力の少なくとも一方により充電される第２バッテリ６０と、第２バッテリ６０に接続される車体電装負荷７０と、第２バッテリ６０の充放電電流を検知する電流検知部６０ａと、発電機２０及び第１バッテリ５０が入力側へ接続され、第２バッテリ６０及び車体電装負荷７０が出力側へ接続され、入力側と出力側との間で電圧変換を行う電圧変換機４０と、電圧変換機４０を制御するＥＣＵ８０と、を備える。ＥＣＵ８０は、第２バッテリ６０の状態に応じて定まる目標電流と電流検知部６０ａにより検知される充電電流とが等しくなるよう、電圧変換機４０の出力電圧を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の充電システムに関する。

ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ：電気自動車）やＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ：ハイブリッド電気自動車）等の車両には、モータ等に電力を供給するバッテリ（蓄電器）が搭載される。車両に搭載されるバッテリには、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの蓄電池が搭載される。

また、これらの車両には複数のバッテリが搭載されることがあり、例えば高圧バッテリと低圧バッテリが搭載される。高圧バッテリに蓄積された電力は、主にモータを駆動するための電力として使用され、モータの駆動力によって電動走行が可能となる。また、低圧バッテリに蓄積された電力は、主に車体電装負荷へ供給される。

このように高圧バッテリと低圧バッテリを備える第１の車両として、発電電動機に接続された高圧バッテリの充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）によってアイドル充電や走行充電（補充電）を行う車両が知られている。当該車両では、直流変圧機が高圧バッテリと低圧バッテリとの間に接続されており、直流変圧機が車体電装負荷の消費電流に応じて制御される。

また、他の第２の車両として、低圧バッテリ、高圧バッテリ、発電機、高圧バッテリから低圧バッテリに電力を供給する直流変圧機、を備え、発電機停止中に車体電装負荷の動作により、直流変圧機が動作して、低圧バッテリに充電電流が流れている場合には、直流変圧機の出力電圧を下げる車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両により、車両停止時に車体電装負荷を動作させても、高圧バッテリが急速に消費されて、車体電装負荷の動作時間が短くなることを防止可能である。

特開２００７−２８８９１８号公報

しかしながら、従来の上記第１の車両では、低圧バッテリの状態を全く把握していない。そのため、発電機もしくは高圧バッテリからの電力により低圧バッテリは常に充電されるように制御されるため、低圧バッテリへ余剰電力が流れ込むことで過充電状態となってしまい、低圧バッテリの劣化が促進されてしまうことがある。過充電状態の場合には、低圧バッテリにおいて電力を熱エネルギーに変換して電力消費する。一方、低圧バッテリへの供給電力が不足してしまうこともある。

また、従来の上記第２の車両では、車両走行中に、高圧バッテリを含む高圧系と低圧バッテリを含む低圧系との間の電流の出入りを積極的に調整することができない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、車両走行中であっても、低圧バッテリの状態に応じて電圧変換機を介して最適な電力を供給することが可能な充電システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明の充電システムは、内燃機関（例えば、実施形態での内燃機関１０）からの動力及び制動時の運動エネルギーの少なくとも一方により発電する発電機（例えば、実施形態での発電機２０）と、前記発電機の発電電力により充電される第１バッテリ（例えば、実施形態での第１バッテリ５０）と、前記発電機の発電電力及び前記第１バッテリからの電力の少なくとも一方により充電される第２バッテリ（例えば、実施形態での第２バッテリ６０）と、前記第２バッテリに接続される車体電装負荷（例えば、実施形態での車体電装負荷７０）と、前記第２バッテリの充放電電流を検知する電流検知部（例えば、実施形態での電流検知部６０ａ）と、前記発電機及び前記第１バッテリが入力側へ接続され、前記第２バッテリ及び前記車体電装負荷が出力側へ接続され、前記入力側と前記出力側との間で電圧変換を行う電圧変換機（例えば、実施形態での電圧変換機４０）と、前記電圧変換機を制御する制御部（例えば、実施形態でのＥＣＵ８０）と、を備え、前記制御部は、前記第２バッテリの状態に応じて定まる目標電流と前記電流検知部により検知される充電電流とが等しくなるよう、前記電圧変換機の出力電圧を制御する車両の充電システムであることを特徴とする。

さらに、請求項２に記載の発明の充電システムは、前記目標電流が、前記第２バッテリの状態及び前記車両の走行状態に応じて定まることを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明の充電システムは、前記第１バッテリの電圧を検知する第１電圧検知部（例えば、実施形態での第１電圧検知部５０ｖ）と、前記発電機を制御する発電制御部（例えば、実施形態でのＥＣＵ８０）とを備え、前記発電制御部が、前記第１電圧検知部により検知される電圧が、所定の上限目標電圧と前記上限目標電圧よりも低い所定の下限目標電圧との間に維持されるよう、前記発電機の発電量を制御することを特徴とする。

さらに、請求項４に記載の発明の充電システムは、前記発電制御部が、前記第１電圧検知部により検知される電圧が、前記上限目標電圧よりも高く前記第１バッテリの状態に応じて定まる充電許容電圧に到達するまで、制動時の運動エネルギーによる前記発電機の発電を許可する。

さらに、請求項５に記載の発明の充電システムは、前記発電制御部が、前記第１電圧検知部により検知される電圧が前記上限目標電圧より高い場合、前記内燃機関からの動力による前記発電機の発電を禁止する。

さらに、請求項６に記載の発明の充電システムは、前記第２バッテリの電圧を検知する第２電圧検知部（例えば、実施形態での第２電圧検知部６０ｖ）を備え、前記制御部が、前記第１電圧検知部により検知される電圧と前記第２電圧検知部により検知される電圧との差が所定値以下である場合、前記電圧変換機の動作を停止する。

請求項１に記載の発明の充電システムによれば、車両走行中であっても、低圧バッテリの状態に応じて電圧変換機を介して最適な電力を供給することが可能である。

請求項２に記載の発明の充電システムによれば、例えば車両の走行状態として車速を考慮することで、特に最適な状態が要求される高速走行時に低圧バッテリが過放電状態となることを防止でき、最適な電力を供給することが可能である。

請求項３に記載の発明の充電システムによれば、車両走行中であっても、発電機により最適な発電量を維持しながら、低圧バッテリの状態に応じて電圧変換機を介して最適な電力を供給することが可能である。

請求項４に記載の発明の充電システムによれば、高圧バッテリの温度や劣化状態など高圧バッテリの状態を考慮して電力回生時の高圧バッテリの上限電圧を定めておくことで、電力回生時であっても高圧バッテリの状態を適切な状態に維持することが可能である。また、電力回生時の上限電圧を内燃機関からの動力による発電時の上限電圧よりも高く設定することで、本来不要となるエネルギーを効率良く回収することができる。

請求項５に記載の発明の充電システムによれば、内燃機関からの動力による発電時の高圧バッテリの上限電圧よりも実際の電圧が高い場合には、発電機による発電を停止して高圧バッテリの充電を停止することで、上記発電時であっても高圧バッテリの状態を適切な状態に維持することが可能である。

請求項６に記載の発明の充電システムによれば、低圧バッテリの電圧が高圧バッテリの電圧よりも高くなってしまった場合には、電圧変換機の動作を停止することで、低圧側から高圧側へ電流が逆流することを防止することで、車両に搭載された各種装置が破損することを回避可能である。

本発明の実施形態における車両の主要な構成の一例を示すブロック図 本発明の実施形態におけるＥＣＵの電圧指令値演算時の動作の一例を示すフローチャート 本発明の実施形態におけるＥＣＵの目標電圧演算時の動作の一例を示すフローチャート 本発明の実施形態におけるＥＣＵの発電機制御時の動作の一例を示すフローチャート 本発明の実施形態における第１バッテリの電圧遷移の一例を示すフローチャート

本発明の実施形態における車両の充電システムについて、図面を参照しながら以下に説明する。

本実施形態の車両は、ＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）つまりハイブリッド車両であり、当該車両は、電動機及び／又は内燃機関の駆動力によって走行する。以下、電動機（例えば発電電動機）の駆動軸は、内燃機関の駆動軸に直結されていない状態を想定しているが、直結されている状態であっても同様の効果が得られる。

図１は、本発明の実施形態における車両の主要な構成の一例を示すブロック図である。図１に示す車両１は、内燃機関（エンジン）１０、発電機２０、整流器３０、電圧変換機４０、第１バッテリ５０、第１電圧検知部５０ｖ、第２バッテリ６０、電流検知部６０ａ、第２電圧検知部６０ｖ、車体電装負荷７０、ＥＣＵ（Electric Control Unit）８０を備える。そして、発電機２０、電圧変換機４０、第１バッテリ５０、第２バッテリ６０、車体電装負荷７０、ＥＣＵ８０が、少なくとも車両１の充電システムの構成要素として含まれる。

内燃機関１０は、原動機として動作するものであり、動力（トルク）を発生し、この動力は発電機２０で消費される。

発電機２０は、例えば発電電動機（モータジェネレータ）であり、内燃機関１０７によって駆動されることで電力を発生する。また、車両１の制動時に駆動輪から発電機２０に駆動力が伝達されると、いわゆる回生制動力を発生し、車両１の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。つまり、発電機２０は、内燃機関１０７からの動力及び制動時の運動エネルギーの少なくとも一方により発電する。発電機２０によって発電された電力は、整流器３０を介して、第１バッテリ５０に充電されるか、電圧変換機４０へ送られる。また、内燃機関１０から発電機２０に対してはベルト伝達により動力が伝達される。

整流器３０は、発電機２０で発生した交流電圧を直流電圧に変換する。

電圧変換機４０は、ＤＣ−ＤＣコンバータであり、入力側から入力される入力電圧を電圧変換（降圧）して、出力側から出力電圧を出力する。入力側には発電機２０及び第１バッテリ５０が接続され、出力側には第２バッテリ６０及び車体電装負荷７０が接続される。

第１バッテリ５０は、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００〜２００Ｖの高電圧を供給する高圧バッテリであり、例えばリチウムイオン電池などの蓄電池が搭載されている。第１バッテリ５０は、発電機２０で発電された電力により充電される。また、第１電圧検知部５０ｖは、第１バッテリ５０の端子間電圧を検知する。

第２バッテリ６０は、例えば１２Ｖの低電圧を供給する低圧バッテリであり、第１バッテリ５０と比較すると低電圧であり、例えば鉛電池などの蓄電池が搭載されている。第２バッテリ６０は、電圧変換機４０から出力される電力により充電される。つまり、発電機２０の発電電力及び第１バッテリ５０からの電力の少なくとも一方により充電される。また、ＥＣＵ８０により電圧変換機４０の出力電圧が制御されることで、第２バッテリ６０の電圧は略一定に維持される。また、電流検知部６０ａは、第２バッテリ６０の充放電電流を検知する。また、第２電圧検知部６０ｖは、第２バッテリ６０の端子間電圧を検知する。

車体電装負荷７０は、各種補機類からなり、電圧変換機４０または第２バッテリ６０から供給される電力により動作する。車体電装負荷７０が必要とする電力（例えば１００Ｖ）は車両走行状態等によって変動するが、その都度必要な電力が第２バッテリ６０及び電圧変換機４０の少なくとも一方から供給される。

ＥＣＵ８０は、第２バッテリ６０のＳＯＣ、端子間電圧、充放電電流、温度、劣化状態などの第２バッテリ６０の状態に応じて、第２バッテリ６０が充電される際の目標電流を決定する。また、ＥＣＵ８０は、第２バッテリ６０の充放電電流を制御するために電圧変換機４０を制御するが、特に、目標電流と電流検知部６０ａにより検知される第２バッテリ６０への充電電流が等しくなるように、電圧変換機４０の出力電圧を制御する。このとき、ＥＣＵ８０は、電圧変換機４０の出力電圧を制御するための電圧指令値を電圧変換機４０へ送る。例えば、第２バッテリ６０への充電電流が余剰である場合、ＥＣＵ８０は、電圧変換機４０へ指令を送り、車体電装負荷７０が求める分だけ電圧変換機４０が出力するようにする。

なお、第２バッテリ６０のＳＯＣは、例えば第２バッテリ６０の電圧に基づいてＥＣＵ８０により推定される。第２バッテリ６０の温度は、例えば図示しない温度検知部により検知される。また、第２バッテリ６０の劣化状態は、例えば第２バッテリ６０の内部抵抗に基づいてＥＣＵ８０により推定される。

また、ＥＣＵ８０は、第１バッテリ５０のＳＯＣ、端子間電圧、充放電電流、温度、劣化状態などの第１バッテリ５０の状態に応じて、発電機２０の発電量を制御する。このとき、ＥＣＵ８０は、発電機２０の現在の状態を認識するために、発電機２０の回転数及びトルク実行値の情報を発電機２０から取得し、第１バッテリ５０の状態を考慮した上で、発電を許可する発電許可指令及びトルク指令を発電機２０へ送る。

なお、第１バッテリ５０のＳＯＣは、例えば第１バッテリ５０の電圧に基づいてＥＣＵ８０により推定される。第１バッテリ５０の電流は、充放電電流として、図示しない電流検知部により検知される。第１バッテリ５０の温度は、例えば図示しない温度検知部により検知される。また、第１バッテリ５０の劣化状態は、例えば第２バッテリ６０の内部抵抗に基づいてＥＣＵ８０により推定される。

次に、車両１の充電システムにおけるＥＣＵ８０の動作について詳細に説明する。
図２は、ＥＣＵ８０が電圧変換機４０の電圧指令値を演算する際の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、ＥＣＵ８０は、電圧変換機４０が動作可能な状態であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。例えば、電圧変換機４０の入力端子電圧が所定範囲内にある場合や、電圧変換機４０の入力端子電圧と出力端子電圧の電圧差が所定値以上である場合には、電圧変換機４０は動作可能であると判定する。電圧変換機４０が動作不可能な状態であれば（ステップＳ１１のＮｏ）、電圧変換機４０へ動作停止指令を送り、電圧変換機４０の動作を停止させる（ステップＳ１４）。

電圧変換機４０が動作できる状態であるとき（ステップＳ１１のＹｅｓ）、ＥＣＵ８０は、目標電流を演算する（ステップＳ１２）。この目標電流は、先に説明した第２バッテリ６０の状態や車両１の走行状態に応じて決定される。具体的には、第２バッテリ６０のＳＯＣ、電圧、電流、温度、劣化状態、車両走行状態（低速走行状態、高速走行状態など）の少なくとも一つに基づいて、目標電流が決定される。例えば、第２バッテリ６０が満充電状態である場合には、目標電流は第２バッテリ６０から車体電装負荷への電流と等しくなるよう決定され、第２バッテリが放電ぎみの状態にある場合（つまり第２バッテリ６０のＳＯＣが所定値以下である場合）には、目標電流が第２バッテリ６０の充電時の目標として設定される充電目標電流設定値と等しくなるよう決定される。なお、車両速度は、図示しない車速センサにより検知する。

目標電流が決定された後には、ＥＣＵ８０は、目標電流のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を行う（ステップＳ１３）。つまり、定められた目標電流に基づいて、ＥＣＵ８０は電圧変換機４０の出力電圧を制御し、その結果得られる第２バッテリ６０の状態や車両１の走行状態に応じて更に目標電流を決定する。このように、目標電流のフィードバック制御を行うことで、第２バッテリ６０の状態が変化しても、最適な目標電流を維持可能である。

次に、図３は、ＥＣＵ８０が第１バッテリ５０の目標電圧を演算する際の動作の一例を示すフローチャートである。図３の例では、発電機２０が内燃機関１０からの動力による発電を行うことを想定している。

まず、ＥＣＵ８０は、第１電圧検知部５０ｖにより検知された第１バッテリ５０の電圧が所定の上限目標電圧より大きいか否かを判定する（ステップＳ２１）。大きい場合には（ステップＳ２１のＹｅｓ）、ＥＣＵ８０は、上限目標電圧を目標電圧として設定する（ステップＳ２２）。

第１バッテリ５０の電圧が上限目標電圧より小さい場合には（ステップＳ２１のＮｏ）、ＥＣＵ８０は、第１バッテリ５０の電圧が所定の下限目標電圧より小さいか否かを判定する（ステップＳ２３）。小さい場合（ステップＳ２３のＹｅｓ）には、ＥＣＵ８０は、下限目標電圧を目標電圧として設定する（ステップＳ２４）。一方、大きい場合（ステップＳ２３のＮｏ）には、ＥＣＵ８０は、第１電圧検知部５０ｖにより検知された第１バッテリ５０の電圧を目標電圧として設定する（ステップＳ２５）。

このように、ＥＣＵ８０は、第１バッテリ５０の電圧が所定の上限目標電圧と所定の下限目標電圧との間に維持されるように、第１バッテリ５０の状態に応じて目標電圧を設定し、第１バッテリ５０の電圧が目標電圧となるように発電機２０の発電量を制御することで、第１バッテリの状態を最適な状態に維持することができ、第１バッテリの早期劣化を防止できる。

なお、ここでは主に目標電圧を第１バッテリ５０の電圧に応じて決定することを説明したが、目標電流の演算と同様に、第１バッテリ５０に関する他の情報（第１バッテリ５０の電流、温度劣化状態）や車両１の運行走行状態（低速走行状態、高速走行状態など）の少なくとも一つに基づいて、目標電圧を決定するようにしてもよい。なお、車両速度は、図示しない車速センサにより検知する。

また、内燃機関１０からの動力による発電ではなく、車両１の制動時の回生制動力による発電を行う場合には、後述するように、ＥＣＵ８０は、上限目標電圧よりも高く第１バッテリの状態に応じて定まる充電許容電圧に到達するまで、発電機２０に対して発電を許可する。言い換えると、ＥＣＵ８０は、第１バッテリの電圧が充電許容電圧よりも高い場合には、回生制動力による発電を禁止する。これにより第１バッテリ５０の安全性を確保しながら、無駄なく発電機２０による発電を行うことができる。

次に、図４は、ＥＣＵ８０が発電機２０を制御する際の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、ＥＣＵ８０は、第１バッテリ５０の電圧が図３の処理により求めた目標電圧よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３１）。大きい場合には（ステップＳ３１のＹｅｓ）、ＥＣＵ８０は、発電を停止するよう発電機２０を制御する（ステップＳ３２）。一方、小さい場合には（ステップＳ３１のＮｏ）、ＥＣＵ８０は、目標電圧のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を行う（ステップＳ１３）。つまり、ＥＣＵ８０は第１バッテリ５０が設定されていた目標電圧となるよう発電機２０を制御し、その結果得られる第１バッテリ５０の状態に応じて、第１バッテリ５０の状態や車両１の走行状態に応じて更に目標電圧を決定する。このように、目標電圧のフィードバック制御を行うことで、第１バッテリ５０の状態が変化しても、最適な目標電圧を維持可能である。

次に、第１バッテリ電圧の遷移について具体的に説明する。
図５は第１バッテリ５０の電圧の遷移の一例を示す図である。

まず、時刻ｔ０〜ｔ１では、車両１が通常走行を行っており、発電機２０が内燃機関１０からの動力により発電している。時刻ｔ０の時点では第１バッテリ５０の電圧が上限目標電圧と下限目標電圧との間にあるため、図３に示したように、第１バッテリ５０の電圧が維持されるように発電機２０の発電量が制御される。

続いて、時刻ｔ１〜ｔ２では、車両１が減速走行を行っており、回生制動力により発電を行っている。減速走行中には、発電電力は主に第１バッテリ５０に充電される。回生制動力による発電時には、第１バッテリ５０の電圧が上限目標電圧を上回っても、充電許容電圧に到達するまでは、発電が許可される。図５では、第１バッテリ５０の電圧が時刻ｔ２において充電許容電圧に到達している。

続いて、時刻ｔ２〜ｔ３では、時刻ｔ２で第１バッテリ５０の電圧が充電許容電圧に達したために、発電機２０による発電が停止されている。また、時刻ｔ２の後、車両１は通常走行を行っている。通常走行であるために、第１バッテリ５０の電圧が上限目標電圧よりも高い場合には、目標電圧が上限目標電圧に設定され、ｔ３において第１バッテリ５０の電圧が上限目標電圧となるまで発電が停止される。

続いて、時刻ｔ３〜ｔ４では、車両１が通常走行を行っており、発電機２０が内燃機関１０からの動力により発電している。時刻ｔ３の時点では第１バッテリ５０の電圧が上限目標電圧であるため、図３に示したように、第１バッテリ５０の電圧が上限目標電圧で維持されるように発電機２０の発電量が制御される。

続いて、時刻ｔ４〜ｔ５では、車両１はアイドルストップ状態であり、発電機２０が停止されている。ただし、車体電装負荷７０は電力を必要としており、発電機２０の発電電力の代わりに第１バッテリ５０の電力が電圧変換機４０の出力側（必要に応じて車体電装負荷７０及び第２バッテリ６０）へ供給されるため、第１バッテリ５０の電圧は時間経過とともに低下している。

続いて、時刻ｔ５〜ｔ６では、車両１が通常走行を行っており、発電機２０が内燃機関１０からの動力により発電している。時刻ｔ５の時点では第１バッテリ５０の電圧が上限目標電圧と下限目標電圧との間にあるため、第１バッテリ５０の電圧が維持されるように発電機２０の発電量が制御される。

続いて、時刻ｔ６〜ｔ７では、車両１はアイドルストップ状態であり、発電機２０が停止されている。ただし、車体電装負荷７０は電力を必要としており、発電機２０の発電電力の代わりに第１バッテリ５０の電力が電圧変換機４０の出力側（必要に応じて車体電装負荷７０及び第２バッテリ６０）へ供給されるため、第１バッテリ５０の電圧は時間経過とともに低下している。そして、時刻ｔ７では、第１バッテリ５０の電圧は下限目標電圧よりも低くなっている。

続いて、時刻ｔ７〜ｔ８では、車両１が通常走行を行っており、発電機２０が内燃機関１０からの動力により発電している。通常走行であるために、第１バッテリ５０の電圧が下限目標電圧よりも低い場合には、目標電圧が下限目標電圧に設定され、ｔ８において第１バッテリ５０の電圧が上限目標電圧となるまで発電電力の一部は第１バッテリ５０に充電される。

続いて、時刻ｔ８以降は、車両１が通常走行を行っており、発電機２０が内燃機関１０からの動力により発電している。時刻ｔ８の時点では第１バッテリ５０の電圧が下限目標電圧であるため、図３に示したように、第１バッテリ５０の電圧が下限目標電圧で維持されるように発電機２０の発電量が制御される。

このように、内燃機関１０の動力により発電機２０が発電する場合には、第１バッテリ５０の電圧が所定の上限目標電圧と下限目標電圧との間に維持されるように、ＥＣＵ８０が発電機２０の発電量を制御することで、過不足なく発電機２０から電力供給を行うことが可能である。また、制動時の運動エネルギーつまり回生制動力により発電機２０が発電する場合には、上限目標電圧よりも高い充電許容電圧となるまで発電を許可することで、効率良く電力を回収することができる。

このような車両１の充電システムによれば、車両走行中であっても、低圧バッテリとしての第２バッテリ６０の状態に応じて、電圧変換機４０を介して、入力側（高圧側）から出力側（低圧側）へ最適な電力を供給することが可能である。

また、本実施形態の車両１の充電システムでは、ＥＣＵ８０が電圧変換機４０に対して電圧変換機４０の動作を停止させる停止指令を送ることもある。例えば、通常は、第１バッテリ５０が第２バッテリ６０よりも高電圧になっているが、第２バッテリ６０が第１バッテリ５０よりも高電圧となった場合には、第２バッテリ６０から電圧変換機４０を介して第１バッテリ５０側へ電流が逆流する可能性がある。このような逆流を防止するために、電圧変換機４０の動作を停止させる。具体的には、ＥＣＵ８０が、第１電圧検知部５０ｖにより検知された第１バッテリ５０と第２電圧検知部６０ｖにより検知された第２バッテリ６０との差が所定値以下である場合、電圧変換機４０とＥＣＵ８０とを電気的に接続する全てのスイッチング素子をオフにするよう制御する。上記所定値は、計測誤差も含めて安全となる閾値である。これにより、車両内の各種装置が破損することを回避できる。

また、上記説明した車両と車両形態が異なるものであっても、本実施形態の車両の充電システムと同様の効果が得られる車両であれば適用可能である。

本発明は、車両走行中であっても、低圧バッテリの状態に応じて電圧変換機を介して最適な電力を供給することが可能な充電システム等に有用である。

１ 車両
１０ 内燃機関
２０ 発電機
３０ 整流器
４０ 電圧変換機
５０ 第１バッテリ
５０ｖ 第１電圧検知部
６０ 第２バッテリ
６０ａ 電流検知部
６０ｖ 第２電圧検知部
７０ 車体電装負荷
８０ ＥＣＵ

Claims (6)

1. 内燃機関からの動力及び制動時の運動エネルギーの少なくとも一方により発電する発電機と、
   前記発電機の発電電力により充電される第１バッテリと、
   前記発電機の発電電力及び前記第１バッテリからの電力の少なくとも一方により充電される第２バッテリと、
   前記第２バッテリに接続される車体電装負荷と、
   前記第２バッテリの充放電電流を検知する電流検知部と、
   前記発電機及び前記第１バッテリが入力側へ接続され、前記第２バッテリ及び前記車体電装負荷が出力側へ接続され、前記入力側と前記出力側との間で電圧変換を行う電圧変換機と、
   前記電圧変換機を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記第２バッテリの状態に応じて定まる目標電流と前記電流検知部により検知される充電電流とが等しくなるよう、前記電圧変換機の出力電圧を制御する
   車両の充電システム。
2. 請求項１に記載の充電システムであって、
   前記目標電流は、前記第２バッテリの状態及び前記車両の走行状態に応じて定まる
   充電システム。
3. 請求項１または２に記載の充電システムであって、更に、
   前記第１バッテリの電圧を検知する第１電圧検知部と、
   前記発電機を制御する発電制御部と
   を備え、
   前記発電制御部は、前記第１電圧検知部により検知される電圧が、所定の上限目標電圧と前記上限目標電圧よりも低い所定の下限目標電圧との間に維持されるよう、前記発電機の発電量を制御する
   充電システム。
4. 請求項３に記載の充電システムであって、
   前記発電制御部は、前記第１電圧検知部により検知される電圧が、前記上限目標電圧よりも高く前記第１バッテリの状態に応じて定まる充電許容電圧に到達するまで、制動時の運動エネルギーによる前記発電機の発電を許可する
   充電システム。
5. 請求項３または４に記載の充電システムであって、
   前記発電制御部は、前記第１電圧検知部により検知される電圧が前記上限目標電圧より高い場合、前記内燃機関からの動力による前記発電機の発電を禁止する
   充電システム。
6. 請求項３ないし５のいずれか１項に記載の充電システムであって、更に、
   前記第２バッテリの電圧を検知する第２電圧検知部を備え、
   前記制御部は、前記第１電圧検知部により検知される電圧と前記第２電圧検知部により検知される電圧との差が所定値以下である場合、前記電圧変換機の動作を停止する
   充電システム。

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