JP2014023231A

JP2014023231A - 車載充電制御装置

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Publication number: JP2014023231A
Application number: JP2012158287A
Authority: JP
Inventors: Kei Kamiya; 慶神谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2014-02-03
Anticipated expiration: 2032-07-17
Also published as: JP5835136B2

Abstract

【課題】外部の充電装置からの電力を車両内に充電するに際し、ＤＣＤＣコンバータ２０を効率のよい領域で駆動すること。
【解決手段】補機バッテリＢａの充電率と温度Ｔａとに基づき、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力電圧を予め定められた値に制御した場合のＤＣＤＣコンバータ２２の充電電力「−Ｐｂａ」を算出する。そして、これに補機３０の消費電力Ｐａｃ等を加算することで、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力電力Ｐｄｃを予測し、出力電力Ｐｄｃに基づき電力変換効率を予測する。そしてこの効率が規定値以上となる場合、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力電圧を上記値に制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載主機としての回転機と、該回転機に供給される電気エネルギを蓄える主機バッテリと、車載補機に供給される電気エネルギを蓄える補機バッテリと、前記主機バッテリの電気エネルギを前記補機バッテリに出力する補機充電手段とを備える車両に適用される車載充電制御装置に関する。

たとえば、下記特許文献１には、車両の外部の商用電源から主機バッテリに電力を充電する場合、主機バッテリの電圧を降圧して補機バッテリに出力する降圧コンバータを間欠運転することも提案されている。詳しくは、降圧コンバータを停止してから所定時間が経過するか、補機バッテリの端子電圧が下限値に達するかすることで、降圧コンバータを駆動するようにしている。これは、降圧コンバータの出力電力を大きくすることで、電力変換効率を向上させることを狙ったものである。

特開２００９−２７７７４号公報

ところで、補機バッテリの端子電圧は、充電率に応じた起電圧と、内部抵抗による電圧降下との和とみなすことができる。このため、たとえば降圧コンバータを停止した状態で補機の消費電力を補機バッテリが賄うべく補機バッテリから電力が放電される場合、端子電圧は、起電圧よりも内部抵抗による電圧降下だけ低い電圧となる。ただし、この場合、端子電圧が下限値に達したとしても、これは起電圧が低い状態、すなわち充電率が低い状態を意味するとは限らない。そして起電圧が比較的高い場合、端子電圧が下限値に達したとして降圧コンバータを起動した場合、その出力電力が小さくなり、ひいては効率がさほど高くならない。

上記議論は、補機バッテリの分極現象を無視しており、これを考慮すると端子電圧が下限値に達する要因はさらに複雑となる。このため、降圧コンバータを起動することでその効率が高くなる状況か否かを端子電圧に基づき適切に判断することは著しい困難に見舞われる。

本発明は、上記課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、車載主機としての回転機と、該回転機に供給される電気エネルギを蓄える主機バッテリと、車載補機に供給される電気エネルギを蓄える補機バッテリと、前記主機バッテリの電気エネルギを前記補機バッテリに出力する補機充電手段とを備える車両に適用される新たな車載充電制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、およびその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、車載主機としての回転機（１０）と、該回転機に供給される電気エネルギを蓄える主機バッテリ（Ｂｍ）と、車載補機に供給される電気エネルギを蓄える補機バッテリ（Ｂａ）と、前記主機バッテリの電気エネルギを前記補機バッテリに出力する補機充電手段（２２）とを備える車両に適用され、前記補機バッテリの充放電電流を入力とし、前記補機バッテリの充電率を算出する充電率算出手段（Ｓ１４）と、前記充電率算出手段によって算出された前記充電率、および温度を入力とし、前記補機充電手段から電力を出力する場合に想定される効率が規定値以上であるか否かを判断する判断手段（Ｓ２０，Ｓ３８）と、前記補機充電手段からの電力の出力が停止されている状況下、前記判断手段によって規定値以上と判断される場合、前記補機充電手段から前記補機バッテリへの電力の出力を開始する開始手段（Ｓ２４，Ｓ４０）と、を備えることを特徴とする。

補機バッテリの充電率および温度から、補機バッテリの端子電圧と充電電力との関係を把握することができる。このため、補機充電手段による充電時の端子電圧を想定することで、補機バッテリの充電率および温度から、補機バッテリの充電電力を把握することができる。一方、補機充電手段によるエネルギ利用効率は、補機バッテリの充電電力に依存する。このため、補機バッテリの充電率および温度から補機充電手段によるエネルギ利用効率を把握することができる。

上記発明では、この点に鑑み、補機充電手段によるエネルギ利用効率が高くなることで補機充電手段から補機バッテリへの電力の出力を開始することで、エネルギ利用効率の高い状態で補機充電手段による電力の出力を開始することができる。

なお、本発明にかかる以下の代表的な実施形態に関する概念の拡張については、代表的な実施形態の後の「その他の実施形態」の欄に記載してある。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。同実施形態にかかるＤＣＤＣコンバータの出力電力と効率との関係を示す図。同実施形態にかかるＤＣＤＣコンバータの出力制御の手順を示す流れ図。同実施形態の効果を示すタイムチャート。第２の実施形態にかかるＤＣＤＣコンバータの出力制御の手順を示す流れ図。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明にかかる車載充電制御装置を、外部電源の電力を車両内に充電可能な装置に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。以下では、まず「システムの概要説明」をした後、「ＤＣＤＣコンバータの出力制御」について説明する。

「システムの概要説明」
図１に示す回転機（モータジェネレータ１０）は、車載主機であり、図示しない駆動輪に機械的に連結されている。モータジェネレータ１０は、パワーコントロールユニット１２に接続されている。詳しくは、パワーコントロールユニット１２は、インバータ１２ａおよびこれを駆動する駆動制御部１２ｂを備えており、モータジェネレータ１０は、インバータ１２ａに接続されている。そして、インバータ１２ａは、システムメインリレーＳＭＲを介して主機バッテリＢｍに接続されている。

主機バッテリＢｍは、車体に対して絶縁されている。詳しくは、主機バッテリＢｍの正極電位および負極電位の中央値が車体電位とされている。これは、たとえば主機バッテリＢｍの正極および負極間に一対の抵抗体を接続し、それら抵抗体の接続点を車体に接続することで実現することができる。ここで、抵抗体は、主機バッテリＢｍと車体との絶縁要求に応じた抵抗値に設定される。主機バッテリＢｍは、電池セルの直列接続体としての組電池である。ここで、電池セルとして、本実施形態では、リチウムイオン２次電池を想定している。

主機バッテリＢｍの状態（各電池セルの状態）は、電池ＥＣＵ１４によって監視、および調整される。すなわち、電池ＥＣＵ１４では、電池セルの過充電、過放電の有無を監視するとともに、過充電、過放電に至らないように、電池セルの充電率（ＳＯＣ）を均等化する処理を行なう。これは、リチウムイオン２次電池が、過充電、過放電によって信頼性の低下を招く懸念があるためになされるものである。なお、充電率とは、満充電電荷量に対する実際の電荷量の比率のことである。

主機バッテリＢｍは、システムメインリレーＳＭＲを介してコンバータユニット２０に接続されている。詳しくは、コンバータユニット２０は、ＤＣＤＣコンバータ２２および駆動制御部２４を備えており、主機バッテリＢｍは、ＤＣＤＣコンバータ２２の１次側に接続されている。ＤＣＤＣコンバータ２２の２次側には、補機３０に電力を供給する補機バッテリＢａが接続されている。補機バッテリＢａは、その満充電時における充電エネルギ量（最大蓄電量）が主機バッテリＢｍと比較して小さいものである。また、補機バッテリＢａは、その基準電位（負極電位）が車体電位とされている。なお、補機バッテリＢａとしては、たとえば鉛蓄電池を用いればよい。

上記ＤＣＤＣコンバータ２２として、本実施形態では、主機バッテリＢｍから補機バッテリＢａへの電力の供給が可能であって且つ逆方向の電力の供給ができないもの（降圧コンバータ）を想定している。ちなみに、図では、ＤＣＤＣコンバータ２２の１次側にスイッチング素子の記号を記載して且つ、２次側にダイオードの記号を記載しているが、これは上記電力の流通可能な方向を模式的に表現したものであり、実際の回路構成を限定する意図はない。

主機バッテリＢｍの正極および負極は、チャージリレーＣＨＲを介して、外部の系統電源（外部電源）からの電力を主機バッテリＢｍに充電するための充電ユニット４０に接続される。充電ユニット４０は、インレット５０に接続されている。そして、インレット５０は、リレーとしての機能や漏電検出機能等を搭載したＣＣＩＤボックス５２を介してプラグ５４に接続されている。詳しくは、インレット５０は、充電ユニット４０が備える充電回路に接続されている。充電回路において、外部電源からの電力は、整流回路４６において直流電力に変換された後、ＰＦＣ４５回路を介してブリッジ回路４４に入力される。ブリッジ回路４４は、直流電力を交流電力に変換してトランス４３の１次側コイルに印加する。一方、トランス４３の２次側コイルには、整流回路４２が接続されており、これにより、トランス４３の２次側コイルから出力される交流電力が直流電力に変換される。整流回路４２の出力電力は、フィルタ４１によって平滑化された後、チャージリレーＣＨＲを介して主機バッテリＢｍに入力される。

ここで、充電ユニット４０は、駆動制御部４７によってＰＦＣ回路４５やブリッジ回路４４のスイッチング素子を電子操作することで、充電制御を行なう。

本実施形態では、さらに、充電ユニット４０や、コンバータユニット２０、パワーコントロールユニット１２よりも、ユーザの指示に対してより上流に位置する上位の電子制御装置（ＵＥＣＵ６０）を備えている。ＵＥＣＵ６０は、車体電位を基準電位とし、補機バッテリＢａを電源とするものである。ここで、補機バッテリＢａの電力の投入は、第１電源スイッチ６２によってなされる。第１電源スイッチ６２は、ユーザの操作によってオン状態となり得るものである。ただし、一旦起動されると、ＵＥＣＵ６０自身によって、オン状態を維持可能なものである。

ＵＥＣＵ６０は、第２電源スイッチ６４を電子操作する機能を有する。第２電源スイッチ６４は、電池ＥＣＵ１４や、充電ユニット４０、およびコンバータユニット２０に対する補機バッテリＢａの電力の供給および遮断を切り替えるものである。図では、電池ＥＣＵ１４や、充電ユニット４０の駆動制御部４７、コンバータユニット２０の駆動制御部２４に、第２電源スイッチ６４を介して補機バッテリＢａの電力が供給可能なことが図示されている。

なお、電池ＥＣＵ１４については、実際にはその低圧系（車体を基準電位とする系）に属する部分に第２電源スイッチ６４を介して補機バッテリＢａの電力が供給される。すなわち、電池ＥＣＵ１４は、主機バッテリＢｍに接続される部分である高圧系を構成する部分と、低圧系を構成する部分とを備える。ここで、高圧系を構成する部分については、主機バッテリＢｍを電源とすればよい。この場合、第２電源スイッチ６４によって補機バッテリＢａの電力の供給が遮断されたとしても、高圧系を構成する部分については主機バッテリＢｍによる電力の供給がなされうる。もっとも、高圧系を構成する部分についても、たとえば低圧系からの電力を絶縁コンバータを介して供給するなどすることも可能である。

ちなみに、充電ユニット４０や、コンバータユニット２０等に対する補機バッテリＢａの電力の遮断（電源の遮断）とは、これらを構成する全ての電子機器に対する電力の遮断を必ずしも意味しない。これは、たとえば、コンバータユニット２０内の駆動制御部２４に、第２電源スイッチ６４の状態にかかわらず、給電状態が常時維持されるメモリ（バックアップＲＡＭ）を備える場合によって説明される。すなわちこの場合、第２電源スイッチ６４のオフ操作によって、駆動制御部２４を構成する大部分の電子機器については、電力供給が実質上遮断されるものの、駆動制御部２４が備えるバックアップＲＡＭについては電力の供給が継続される。

ＵＥＣＵ６０は、上記パワーコントロールユニット１２（駆動制御部１２ｂ）のための電源スイッチである第３電源スイッチ６６を電子操作する機能をも有する。

ここで、第２電源スイッチ６４がオン操作されることによる第２電源は、図中、左下に記載したように、外部電源からの充電処理時である充電モード（charge）と、走行モード（driving）との双方において投入される。これに対し、第３電源スイッチ６６のオン操作による第３電源は、走行モードにおいて投入されるものの、充電モードにおいては投入されない。

「ＤＣＤＣコンバータの出力制御」
次に、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力制御について説明する。

図２に、ＤＣＤＣコンバータ２２の電力変換効率ηと、出力電力（横軸）との関係を示す。図示されるように、ＤＣＤＣコンバータ２２の電力変換効率ηは、出力電力が小さい領域において低くなっている。具体的には、電力変換効率ηは、出力電力が電力Ｐｘとなることで所定値Ｙ以上となり、電力Ｐｙを超えた後にピークとなる。そして電力Ｐｙよりも大きくなることで、徐々に低下するものの、その低下率は小さい。したがって、出力電力が電力Ｐｘ以上となるような領域でＤＣＤＣコンバータ２２の電力の出力制御を行なうことで、エネルギ利用効率を向上させることができる。

この点に鑑み、本実施形態では、車両の走行時においてＤＣＤＣコンバータ２２に要求される電力Ｐｄｃが、電力Ｐｘ以上となるようにＤＣＤＣコンバータ２２を設計する。これは、車両の走行時の消費電力を増やすことによって行なうのではなく、ＤＣＤＣコンバータ２２の特性を適合することで行なわれる。

ただし、この場合、車両の停車時においてたとえば外部の電源装置からの電力の充電がなされるに際してＤＣＤＣコンバータ２２の出力制御を行なうことで、電力変換効率ηが所定値Ｙを下回って低下するおそれがある。これは、外部の電源装置からの電力の充電がなされる場合には、走行時と比較して電力を消費する電子機器の数が少なくなり、ひいては車載電子機器による消費電力が少なくなるためである。すなわち、充電時においては、第３電源スイッチ６６が投入されることがないため、パワーコントロールユニット１２の駆動制御部１２ｂの電源が遮断される。また、補機３０の消費電力も小さくなる傾向がある。

そこで本実施形態では、外部の電源装置からの電力の充電がなされる状況下、補機バッテリＢａの充電率に基づき、ＤＣＤＣコンバータ２２から電力を出力させることで電力変換効率ηが高くなると判断される場合に限ってＤＣＤＣコンバータ２２から電力を出力させる。

図３に、本実施形態にかかるＤＣＤＣコンバータ２２の電力の出力制御の処理手順を示す。この処理は、駆動制御部２４によって、たとえば所定周期でくり返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、外部の電源装置から供給される電力を充電ユニット４０によって主機バッテリＢｍに充電している期間であるか否かを判断する。この処理は、補機バッテリＢａの充電率に基づくＤＣＤＣコンバータ２２の出力制御を行なうか否かを判断するためのものである。そして、ステップＳ１０において肯定判断される場合、ステップＳ１２において、先の図１に示す電流センサ２６によって検出される補機バッテリＢａの充放電電流Ｉａを取得する。続くステップＳ１４では、充放電電流Ｉａの積算処理に基づき、補機バッテリＢａの充電率（ＳＯＣａ）を算出する。続くステップＳ１６では、先の図１に示す温度センサ２８によって検出される補機バッテリＢａの温度Ｔａを取得する。

続くステップＳ１８においては、温度Ｔａに基づき、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力停止状態において出力開始するための充電率の開始側閾値αと、ＤＣＤＣコンバータ２２から電力が出力されている状態において出力を停止するための充電率の停止側閾値βとを算出する。ここで、開始側閾値αは、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力電圧を予め定められた値に制御した場合に、ＤＣＤＣコンバータ２２の電力変換効率ηが規定値Ｘ（先の図２参照）となる充電率とされる。これに対し、停止側閾値βは、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力電圧を予め定められた値に制御した場合に、ＤＣＤＣコンバータ２２の電力変換効率ηが所定値Ｙ（＜規定値Ｘ）となる充電率とされる。

ここで、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力電圧が与えられたものとした場合に、電力変換効率ηが、充電率と温度Ｔａとによって定まるのは、補機バッテリＢａの充電電力がそれらに依存するためである。これは、補機バッテリＢａを、充電率に応じた起電圧（開放端電圧ＯＣＶ）を有する電源と、内部抵抗ｒとの直列接続体としてモデル化することで容易に説明される。すなわち、この場合、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力端子と補機バッテリＢａの端子との間の電気経路の抵抗を無視すると、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力電圧が、開放端電圧と、内部抵抗ｒにおける充電電流の電圧降下量との和に等しくなる。ここで、開放端電圧は、充電率に依存して変動し、また、内部抵抗ｒは、温度Ｔａや充電率に依存して変動する。このため、補機バッテリＢａの充電電力は、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力電圧が与えられると、充電率と温度Ｔａとによって定まることとなる。そして、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力電力から補機バッテリＢａの充電電力を減算した値は、外部からの電力の充電処理時においては略決まった値をとるとみなすと、補機バッテリＢａの充電電力によって、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力電力が定まることとなる。

続くステップＳ２０においては、ＤＣＤＣコンバータ２２の電力の出力がなされている旨を示すフラグＦが「１」であるか否かを判断する。そしてステップＳ２０において否定判断される場合、ステップＳ２２において、充電率が開始側閾値α以下であるか否かを判断する。ステップＳ２２において肯定判断される場合、ＤＣＤＣコンバータ２２から補機バッテリＢａに充電される電力が大きくなり、電力変換効率ηが高くなると考えられることから、ステップＳ２４に移行する。ステップＳ２４においては、ＤＣＤＣコンバータ２２からの電力の出力を開始するとともに、フラグＦを「１」とする。ここで、コンバータ２２からの電力の出力を開始する処理は、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力電圧を上述した値に制御する処理を開始する処理とする。

これに対し、ステップＳ２０において肯定判断される場合、ステップＳ２６において、充電率が停止側閾値βを上回るか否かを判断する。そして、ステップＳ２６において肯定判断される場合、ＤＣＤＣコンバータ２２から補機バッテリＢａに充電される電力が小さくなり、電力変換効率ηが低くなると考えられることから、ステップＳ２８に移行する。ステップＳ２８においては、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力を停止させるとともに、フラグＦを「０」とする。ここで、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力を停止させる処理は、ＤＣＤＣコンバータ２２のスイッチング素子の操作を停止する処理とする。

なお、上記ステップＳ２８，Ｓ２４の処理が完了する場合や、ステップＳ１０，Ｓ２２，Ｓ２６において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。

図４に、本実施形態の効果を、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力電圧を固定する比較例と対比して示す。

図示されるように、本実施形態によれば、ＤＣＤＣコンバータ２２から電力を出力する期間における電力変換効率ηを、所定値Ｙ以上とすることができる。これに対し、比較例では、電力変換効率ηが所定値Ｙを下回る。

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）充電率と温度Ｔａとに基づき、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力電圧を予め定められた値に制御することでＤＣＤＣコンバータ２２の電力変換効率ηが規定値以上となるか否かを判断し、規定値以上となる場合に、ＤＣＤＣコンバータ２２からの電力の出力を開始した。これにより、ＤＣＤＣコンバータ２２の電力変換効率ηを高く維持することができる。

（２）ＤＣＤＣコンバータ２２を、走行時において電力変換効率ηが高くなるように設計して且つ、外部の電力の充電時において、充電率と温度Ｔａとに基づくＤＣＤＣコンバータ２２の出力制御を行った。これにより、ＤＣＤＣコンバータ２２を常時動作させることで電力変換効率ηが低下する懸念がある状況下、こうした事態を回避することができる。

（３）充電率と温度Ｔａとに基づき、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力電圧を予め定められた値に制御することでＤＣＤＣコンバータ２２の電力変換効率ηが所定値未満となるか否かを判断し、所定値未満となる場合に、ＤＣＤＣコンバータ２２からの電力の出力を停止した。これにより、ＤＣＤＣコンバータ２２が、電力変換効率ηの低い領域で駆動される事態を回避することができる。しかも、充電率と温度Ｔａとに基づく電力変換効率ηを入力とすることで、出力開始処理と停止処理とで利用する検出手段を同一とすることもできる。
＜第２の実施形態＞
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図５に、ＤＣＤＣコンバータ２２の電力の出力制御の処理手順を示す。この処理は、駆動制御部２４によって、たとえば所定周期でくり返し実行される。なお、図５において、先の図３に示した処理に対応するものについては、便宜上同一のステップ番号を付している。

この一連の処理では、ステップＳ１６の処理の後、ステップＳ３０において、充電率と温度Ｔａとに基づき、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力電圧を予め定められた値に制御した場合の補機バッテリＢａの充電電力「−Ｐｂａ（放電側が正：図１参照）」を推定する。続くステップＳ３２においては、充電電力「−Ｐｂａ」に補機３０等による電力消費量のデフォルト値を加算することで、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力電力Ｐｄｃを算出する。そしてステップＳ３４においては、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力電力Ｐｄｃと電力変換効率ηとの関係情報に基づき、電力変換効率ηを算出する。

続くステップＳ３６においては、先の図３のステップＳ２０の処理と同様、フラグＦが「１」であるか否かを判断し、否定判断される場合、ステップＳ３８において、電力変換効率ηが規定値Ｘ以上であるか否かを判断する。そして、規定値Ｘ以上であると判断される場合、ステップＳ４０において、先の図３のステップＳ２４の処理と同様、ＤＣＤＣコンバータ２２からの電力の出力を開始するとともにフラグＦを「１」とする。

これに対し、ステップＳ３６において否定判断される場合、ステップＳ４２において、電力変換効率ηが所定値Ｙ未満であるか否かを判断する。そして、所定値Ｙ未満であると判断される場合、ステップＳ４４において、先の図３のステップＳ２８の処理と同様、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力を停止するとともにフラグＦを「０」とする。
＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

「判断手段について」
上記第１の実施形態（図３）や、第２の実施形態（図５）に例示したものに限らない。たとえば、上記第２の実施形態（図５）に例示した要領で推定されるＤＣＤＣコンバータ２２の出力電力Ｐｄｃが規定値以上である場合、効率が規定値以上であると判断するものであってもよい。またたとえば、補機バッテリＢａに入力される充電電力「−Ｐｂａ」の推定値が規定値以上である場合、効率が規定値以上であると判断するものであってもよい。これは、上記規定値を、外部からの電力の充電時における補機３０の消費電力を加味して設定することで実現することができる。

また、所定の物理量と閾値との大小比較処理を行なうものに限らない。たとえば補機バッテリＢａの温度Ｔａおよび充電率ＳＯＣａと、ＤＣＤＣコンバータ２２から電力を出力するかしないかに応じた２値の値とについて、それらを関係付けるマップを用意し、温度Ｔａおよび充電率ＳＯＣａを入力とし、ＤＣＤＣコンバータ２２から電力を出力するかしないかを判断するものとしてもよい。

「開始手段について」
ＤＣＤＣコンバータ２２の出力電圧をデフォルト値に制御するものに限らない。たとえば、「判断手段について」の欄に記載したように、先の図５に示した要領で推定される充電電力「−Ｐｂａ」が規定値以上である場合、効率が規定値以上と判断する構成において、補機３０の消費電力に応じてＤＣＤＣコンバータ２２の出力電圧を可変としてもよい。ここで、たとえば、補機３０の実際の消費電力が小さいほどＤＣＤＣコンバータ２２の出力電圧を高くするなら、補機３０の実際の消費電力の変動に対するＤＣＤＣコンバータ２２の出力電力Ｐｄｃの変動を抑制することができる。

「車載電子機器の消費電力について」
車両が停止した状態でプラグ５４を介して充電を行なう場合に、車載電子機器で消費される電力の方が走行時と比較して少なくなる設定を実現する構成としては、先の図１に示したものに限らない。たとえば、充電のための電源（第２電源）を投入する装置をＵＥＣＵ６０とする代わりに、インレット５０にＣＣＩＤボックス５２が接続されることをトリガとして、投入される設定としてもよい。

「ＤＣＤＣコンバータ２２の適合について」
走行時において要求される出力電力において効率が高くなるように適合するものに限らない。こうしたものでなくても、ＤＣＤＣコンバータ２２による電力変換効率が高い場合にＤＣＤＣコンバータ２２から補機バッテリＢａ側に電力を出力することは有効である。

「電力出力制御手段について」
これは、必須ではない。すなわち、ＤＣＤＣコンバータ２２がプラグ５４を介した充電時専用のハードウェア手段であったとしても、ＤＣＤＣコンバータ２２による電力変換効率が高い場合にＤＣＤＣコンバータ２２から補機バッテリＢａ側に電力を出力することは有効である。

「停止手段について」
ＤＣＤＣコンバータ２２のスイッチング素子の操作を停止するものに限らず、たとえば出力電圧を補機バッテリＢａの端子電圧よりも低い電圧に制御するものであってもよい。

なお、ＤＣＤＣコンバータ２２の出力を停止させる処理を、補機バッテリＢａの充電率と温度Ｔａとに基づき推定される効率を入力として行なうことは必須ではない。たとえばＤＣＤＣコンバータ２２の出力電圧の検出値と出力電流の検出値との積によって効率を算出する手段を備え、これによって算出された効率を入力とするものであってもよい。

「充電率算出手段について」
充放電電流Ｉａの積算処理を行なうものに限らない。たとえば、充放電電流Ｉａの検出値と、これに同期して検出される補機バッテリＢａの端子電圧との組を複数用いて回帰分析によって開放端電圧を推定し、開放端電圧と充電率とを関係付ける関係情報に基づき充電率を算出するものであってもよい。また、充放電電流Ｉａの複数組から分極電圧を算出する手段を備え、端子電圧の検出値から分極電圧と内部抵抗の電圧降下量とを減算することで開放端電圧を算出するものであってもよい。これらいずれにおいても、充電率算出手段は、充放電電流Ｉａを入力とする手段となる。

「所定値と規定値とについて」
これらを同一としてもよい。

「補機充電手段について」
ＤＣＤＣコンバータ２２に限らない。たとえば、主機バッテリＢｍ側の電圧を降圧する手段と、フライングキャパシタとを備える手段であってもよい。この場合であっても、主機バッテリＢｍ側の電力を降圧してフライングキャパシタに充電し、これを補機バッテリＢａ側に出力することで、主機バッテリＢｍと補機バッテリＢａとの絶縁を保ちつつ電力の伝送を行なうことができる。そしてこの場合であっても、主機バッテリＢｍの電圧を降圧する手段による電力変換効率が高い場合に限って電力を伝送することは有効である。ちなみに、この場合、フライングキャパシタの充電電圧と補機バッテリＢａの端子電圧とに差圧がある場合に補機バッテリＢａが充電される。このため、フライングキャパシタの充電電圧を固定したとしても、補機バッテリＢａの充電率および温度Ｔａに応じて、補機バッテリＢａの充電電力は変動する。

もっとも、主機バッテリＢｍと補機バッテリＢａとを絶縁しつつ電力を伝送する手段に限らない。たとえば主機バッテリＢｍの端子電圧が絶縁を必要としない程度に低い場合、非絶縁型のコンバータであってもよい。

２２…ＤＣＤＣコンバータ、Ｂｍ…主機バッテリ、Ｂａ…補機バッテリ。

Claims

車載主機としての回転機（１０）と、該回転機に供給される電気エネルギを蓄える主機バッテリ（Ｂｍ）と、車載補機に供給される電気エネルギを蓄える補機バッテリ（Ｂａ）と、前記主機バッテリの電気エネルギを前記補機バッテリに出力する補機充電手段（２２）とを備える車両に適用され、
前記補機バッテリの充放電電流を入力とし、前記補機バッテリの充電率を算出する充電率算出手段（Ｓ１４）と、
前記充電率算出手段によって算出された前記充電率、および温度を入力とし、前記補機充電手段から電力を出力する場合に想定される効率が規定値以上であるか否かを判断する判断手段（Ｓ２０，Ｓ３８）と、
前記補機充電手段からの電力の出力が停止されている状況下、前記判断手段によって規定値以上と判断される場合、前記補機充電手段から前記補機バッテリへの電力の出力を開始する開始手段（Ｓ２４，Ｓ４０）と、
を備えることを特徴とする車載充電制御装置。
前記車両は、外部の電源装置と前記主機バッテリとの間で電力の授受を行なう手段を備えて且つ、前記外部の電源装置と前記主機バッテリとの間で電力の授受を行なう場合の方が、走行時と比較して、車載電子機器による前記補機バッテリの電力の消費量が少なくなるものであり、
前記開始手段は、前記外部の電源装置と前記主機バッテリとの間で電力の授受を行なう状況下、前記判断手段によって規定値以上と判断される場合、前記補機充電手段から前記補機バッテリへの電力の出力を開始する
ことを特徴とする請求項１記載の車載充電制御装置。
前記車両の走行時において、前記補機充電手段から前記補機バッテリ側に電力を出力する電力出力制御手段を備えることを特徴とする請求項２記載の車載充電制御装置。
前記補機充電手段から前記補機バッテリに電力が出力される状況下、前記判断手段によって前記効率が所定値未満と判断される場合、前記補機充電手段から前記補機バッテリへの電力の出力を停止する停止手段（Ｓ２６，Ｓ２８，Ｓ４２，Ｓ４４）を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車載充電制御装置。