JP2014131435A

JP2014131435A - 車両用充電制御装置

Info

Publication number: JP2014131435A
Application number: JP2012288652A
Authority: JP
Inventors: Kimihiro Asahata; 公宏麻畠
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-07-10

Abstract

【課題】補機用蓄電装置の蓄電量の不足が原因で主機用蓄電装置が充電されない事態が生じることを防止できる、車両用充電制御装置を提供する。
【解決手段】充電レセプタクル８が急速充電器４と接続されている状態で、補機バッテリ３の蓄電量が所定値以下である場合には、ＶＣＵ３１の動作モードが充電待機モードからスリープモードに切り替えられて、ＶＣＵ３１が休止され、開始／停止端子３５に入力される１２Ｖの信号が配線４４を介して補機バッテリ３に供給され、その信号電圧による補機バッテリ３の充電が行われる。そして、補機バッテリ３の蓄電量が所定値を超えると、ＶＣＵ３１の動作モードがスリープモードから充電待機モードに戻されて、ＶＣＵ３１が休止状態から復帰する。そして、ＶＣＵ３１により、駆動用バッテリ２を充電するための充電動作の制御が開始される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の蓄電装置の充電を制御する車両用充電制御装置に関する。

電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）やプラグインハイブリッドカー（ＰＨＶ：Plug-in Hybrid Vehicle）では、急速充電用ＤＣ電源および家庭用電源（商用交流電源）などの外部電源からの電力で駆動用バッテリが充電される。

車体には、駆動用バッテリと電気的に接続された充電レセプタクルが設けられている。駆動用バッテリの充電の際には、外部電源から延びる充電ケーブルの先端に設けられた充電プラグが充電レセプタクルに接続される。

充電プラグが充電レセプタクルに接続されると、充電ケーブルから充電レセプタクルを介して車両制御ユニットに向けて、その接続されたことを表す充電プラグ接続検出信号が出力される。この充電プラグ接続検出信号の出力に応答して、車両制御ユニット内の充電制御部に動作電力が供給され、充電制御部が起動する。これにより、充電制御部は、外部電源から車載の充電器への電力の供給を待つ充電待機状態となる。外部電源から充電器に電力が供給されると、電源制御部によって充電器が制御されて、外部電源からの電力が駆動用バッテリを充電可能な電力に変換され、その電力が駆動用バッテリに供給される。

充電制御部の動作電力は、補機の電源として車両に搭載された補機バッテリ（１２Ｖバッテリ）から供給される。外部電源の停電などが原因で、外部電源から充電器への電力の供給が停止されている期間が続くと、補機バッテリから充電待機状態の充電制御部に動作電力が供給され続けるために、補機バッテリの容量が空になるおそれがある。そこで、停電を検知した場合に、充電制御部の動作モードを充電待機状態から電力消費量がより少ないスリープモード（低電力動作モード）に移行することが提案されている。

特開平１０−２９０５３３号公報

しかしながら、スリープモードから充電待機状態に復帰するときに、補機バッテリの容量が充電制御部を起動できない容量まで低下していると、充電制御部が起動しないために、駆動用バッテリの充電が開始されない。この場合、ユーザは、駆動用バッテリの充電が行われていないことを知らないので、駆動用バッテリが充電されてないことを車両の使用時に初めて気づき、ショックを受けてしまう。

本発明の目的は、補機用蓄電装置の蓄電量の不足が原因で主機用蓄電装置が充電されない事態が生じることを防止できる、車両用充電制御装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る車両用充電制御装置は、補機の駆動に必要な電力を蓄積する充電可能な補機用蓄電装置と、走行用の主機の駆動に必要な電力を蓄積する充電可能な主機用蓄電装置と、外部電源と電気的に接続される接続部と、前記補機用蓄電装置を電源とし、前記接続部が前記外部電源と接続されている状態で、前記外部電源から前記接続部を介して供給される電力で前記主機用蓄電装置を充電するための充電動作を制御する充電動作制御手段とを搭載した車両に適用される車両用充電制御装置であって、前記補機用蓄電装置の蓄電量を検出する補機用蓄電量検出手段と、前記接続部が前記外部電源と接続されている状態で、前記外部電源と前記主機用蓄電装置との間に、前記外部電源から前記接続部を介して前記主機用蓄電装置に電力を供給するための電力供給ラインを形成する電力供給ライン形成手段と、前記接続部が前記外部電源と接続されている状態で、前記外部電源と前記充電動作制御手段との間に、前記外部電源に設けられた充電開始操作手段が操作されたことを表す信号を前記充電動作制御手段に入力するための通信ラインを形成する通信ライン形成手段と、前記通信ラインからの信号を受けて、前記補機用蓄電装置を充電するための補機充電回路とを含み、前記充電動作制御手段は、前記接続部が前記外部電源と接続されている状態で、前記補機用蓄電量検出手段によって検出される蓄電量が所定値以下である場合に、休止し、前記充電開始操作手段が操作されて、前記補機充電回路による前記補機用蓄電装置の充電が行われ、前記補機用蓄電量検出手段によって検出される蓄電量が所定値を超えると、休止から復帰して、前記主機用蓄電装置を充電するための充電動作を開始させる。

この構成によれば、外部電源と接続部とが電気的に接続されている状態で、充電動作制御手段により、外部電源から接続部を介して供給される電力で主機用蓄電装置を充電する充電動作が制御される。充電動作制御手段の動作には、補機用蓄電装置に蓄積されている電力が使用される。そのため、補機用蓄電装置の蓄電量が少ないと、充電動作制御手段が正常に動作しないおそれがある。

接続部が外部電源と接続されると、外部電源と主機用蓄電装置との間に、外部電源から接続部を介して主機用蓄電装置に電力を供給するための電力供給ラインが形成される。外部電源と充電動作制御手段との間に、外部電源に設けられた充電開始操作手段が操作されたことを表す信号を充電動作制御手段に入力するための通信ラインが形成される。

接続部が外部電源と接続されている状態で、補機用蓄電装置の蓄電量が所定値以下である場合には、充電動作制御手段が休止され、補機充電回路による補機用蓄電装置の充電が行われる。そして、補機用蓄電装置の蓄電量が所定値を超えると、充電動作制御手段は、休止状態から復帰して、主機用蓄電装置を充電するための充電動作を開始させる。

よって、補機用蓄電装置の蓄電量が低下しても、それが原因で主機用蓄電装置が充電されない事態が生じることを防止できる。

本発明によれば、補機用蓄電装置の蓄電量の不足が原因で主機用蓄電装置が充電されない事態が生じることを防止できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用充電制御装置が搭載された車両の要部の構成を示す図である。図２Ａは、充電制御の流れを示すフローチャート（その１）である。図２Ｂは、充電制御の流れを示すフローチャート（その２）である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜車両の構成＞

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用充電制御装置が搭載された車両の要部の構成を示す図である。

車両１は、電気自動車またはプラグインハイブリッドカーである。車両１は、駆動用バッテリ２および補機バッテリ３を備えている。

駆動用バッテリ２は、複数の二次電池を組み合わせた組電池からなる。駆動用バッテリ２は、車両１の走行のための駆動力を発生する主機であるモータ（図示せず）の電源として備えられている。

補機バッテリ３は、二次電池からなり、車両１に搭載されたモータ２以外の電気負荷の１２Ｖ電源として備えられている。補機バッテリ３のマイナス端子は、アースに接続されている。

車両１では、急速充電器４から供給される電力で駆動用バッテリ２を充電することができる。急速充電器４は、高圧ＤＣ電源である。急速充電器４には、充電ケーブル５の一端が接続されている。充電ケーブル５の他端には、充電プラグ６が設けられている。急速充電器４には、駆動用バッテリ２への充電の開始および停止を指示するために操作される充電開始／停止スイッチ７が設けられている。

車両１には、充電プラグ６を接続（結合）可能な充電レセプタクル８が配設されている。充電プラグ６が充電レセプタクル８に接続されることにより、急速充電器４と充電レセプタクル８とが電気的に接続される。

充電レセプタクル８には、プラス配線９、マイナス配線１０、充電開始／停止信号線１１およびプラグ接続確認信号線１２の一端が接続されている。

プラス配線９およびマイナス配線１０の他端は、それぞれ駆動用バッテリ２のプラス端子およびマイナス端子に接続されている。プラス配線９およびマイナス配線１０には、駆動用バッテリ２と充電レセプタクル８との間において、それぞれ高電圧Ｂリレー１３および高電圧Ｇリレー１４が介装されている。

高電圧Ｂリレー１３のコイルの一端は、アースに接続されている。高電圧Ｂリレー１３のコイルの他端には、リレー駆動配線１５の一端が接続されている。リレー駆動配線１５の他端は、補機バッテリ３のプラス端子に接続されている。リレー駆動配線１５の途中部には、急速充電Ｂリレー１６が介装されている。

高電圧Ｇリレー１４のコイルの一端は、アースに接続されている。高電圧Ｇリレー１４のコイルの他端には、リレー駆動配線１７の一端が接続されている。リレー駆動配線１７の他端は、補機バッテリ３のプラス端子に接続されている。リレー駆動配線１７の途中部には、急速充電Ｇリレー１８が介装されている。

車両１は、ＶＣＵ（車両制御ユニット）３１を備えている。

ＶＣＵ３１には、Ｂ端子３２、Ｇ端子３３、ＩＧ端子３４、開始／停止端子３５および接続確認端子３６が設けられている。

Ｂ端子３２には、急速充電Ｂリレー制御信号線３７の一端が接続されている。急速充電Ｂリレー制御信号線３７の他端は、急速充電Ｂリレー１６のコイルの一端に接続されている。急速充電Ｂリレー１６のコイルの他端は、ＩＧリレー３８を介して、補機バッテリ３のプラス端子と電気的に接続されている。

Ｇ端子３３には、急速充電Ｇリレー制御信号線３９の一端が接続されている。急速充電Ｇリレー制御信号線３９の他端は、急速充電Ｇリレー１８のコイルの一端に接続されている。急速充電Ｇリレー１８のコイルの他端は、ＩＧリレー３８を介して、補機バッテリ３のプラス端子と電気的に接続されている。

ＩＧ端子３４には、ＩＧリレー制御信号線４０の一端が接続されている。ＩＧリレー制御信号線４０の他端は、ＩＧリレー３８のコイルの一端に接続されている。ＩＧリレー３８のコイルの他端は、アースに接続されている。

開始／停止端子３５には、充電開始／停止信号線１１の他端が接続されている。充電プラグ６が充電レセプタクル８に接続されると、充電開始／停止信号線１１は、充電ケーブル５に含まれる信号線４１と電気的に接続される。信号線４１は、急速充電器４の充電開始／停止スイッチ７を介して、急速充電器４に設けられた１２Ｖ電源と電気的に接続されている。

また、開始／停止端子３５には、配線４４を介して、補機バッテリ３のプラス端子と電気的に接続されている。配線４４の途中部には、補機バッテリ充電スイッチ４２が介装されている。補機バッテリ充電スイッチ４２は、ＶＣＵ３１に内蔵されている。ＶＣＵ３１は、配線４４における補機バッテリ充電スイッチ４２よりも補機バッテリ３側の部分の電位に基づいて、補機バッテリ３の電圧を検知することができる。補機バッテリ３の電圧は、補機バッテリ３の蓄電量に対応している。

接続確認端子３６には、プラグ接続確認信号線１２の他端が接続されている。充電プラグ６が充電レセプタクル８に接続されると、プラグ接続確認信号線１２は、充電ケーブル５に含まれる信号線４３と電気的に接続される。

＜充電制御＞

図２Ａおよび図２Ｂは、充電制御の流れを示すフローチャートである。

充電プラグ６が充電レセプタクル８に接続されると（ステップＳ１のＹＥＳ）、プラグ接続検出信号がプラグ接続確認信号線１２および接続確認端子３６を介してＶＣＵ３１に入力される。

プラグ接続検出信号がＶＣＵ３１に入力されると、補機バッテリ３からＶＣＵ３１に動作電力が供給され、ＶＣＵ３１が充電待機モードで起動して（ステップＳ２）、ＶＣＵ３１により、以下の処理が実行される。

ＶＣＵ３１の起動後、補機バッテリ３の電圧が検知され、補機バッテリ３の電圧（補機バッテリ電圧）が所定値以下であるか否かが判断される（ステップＳ３）。所定値は、たとえば、高電圧Ｂリレー１３、高電圧Ｇリレー１４、急速充電Ｂリレー１６、急速充電Ｇリレー１８およびＩＧリレー３８のすべてを良好にオンさせることができる電圧値以上の値に設定されている。

補機バッテリ３の電圧が所定値以下である場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、ＶＣＵ３１の動作モードが充電待機モードから充電待機モードよりも電力消費量がより少ないスリープモード（低電力動作モード）に切り替えられる（ステップＳ４：ＶＣＵスリープ）。

その後、充電開始／停止信号線１１から開始／停止端子３５に入力される信号の電圧（レベル）が調べられて、急速充電器４の充電開始／停止スイッチ７がオンされたか否かが判断される（ステップＳ５）。充電開始／停止スイッチ７がオンされると、充電開始／停止信号線１１から開始／停止端子３５に入力される信号の電圧が０Ｖから１２Ｖに上昇する。そして、充電開始／停止スイッチ７がオンされている間、その１２Ｖの信号が充電開始／停止信号線１１から開始／停止端子３５に入力される。

急速充電器４の充電開始／停止スイッチ７がオンされると（ステップＳ５のＹＥＳ）、補機バッテリ充電スイッチ４２がオンされる（ステップＳ６）。補機バッテリ充電スイッチ４２がオンされると、開始／停止端子３５が補機バッテリ３のプラス端子と電気的に接続され、開始／停止端子３５に入力される１２Ｖの信号が補機バッテリ３に供給される。その結果、その信号電圧である１２Ｖにより、補機バッテリ３が充電される。

その後、補機バッテリ３の電圧が所定値よりも大きくなったか否かが判断される（ステップＳ７）。

補機バッテリ３の電圧が所定値よりも大きくなるまでは（ステップＳ７のＮＯ）、補機バッテリ充電スイッチ４２がオンのままにされる。

補機バッテリ３の充電が進み、補機バッテリ３の電圧が所定値よりも大きくなると（ステップＳ７のＹＥＳ）、バッテリ充電スイッチ４２がオフされる（ステップＳ８）。

つづいて、ＶＣＵ３１の動作モードがスリープモードから充電待機モードに戻される（ステップＳ４：ＶＣＵ復帰）。

その後、急速充電器４から供給される電力による駆動用バッテリ２の充電が開始されて（ステップＳ１０）、この充電制御が終了される。具体的には、まず、ＩＧ端子３４からＩＧリレー制御信号線４０にＩＧリレー３８をオンにする制御信号が出力される。これにより、ＩＧリレー３８がオンになる。次に、Ｂ端子３２から急速充電Ｂリレー制御信号線３７に急速充電Ｂリレー１６をオンにする制御信号が出力される。これにより、急速充電Ｂリレー１６がオンになる。急速充電Ｂリレー１６がオンになると、高電圧Ｂリレー１３がオンになる。また、Ｇ端子３３から急速充電Ｇリレー制御信号線３９に急速充電Ｇリレー１８をオンにする制御信号が出力される。これにより、急速充電Ｇリレー１８がオンになる。急速充電Ｇリレー１８がオンになると、高電圧Ｇリレー１４がオンになる。その結果、急速充電器４からプラス配線９およびマイナス配線１０を介して駆動用バッテリ２に電力が供給され、その電力により、駆動用バッテリ２が充電される。

ＶＣＵ３１の起動後、補機バッテリ３の電圧が所定値よりも大きい場合には（ステップＳ３のＮＯ）、ステップＳ４〜Ｓ９の処理がスキップされて、急速充電器４から供給される電力による駆動用バッテリ２の充電が開始される（ステップＳ１０）。

＜作用効果＞

この構成によれば、急速充電器４と充電レセプタクル８とが電気的に接続されている状態で、ＶＣＵ３１により、急速充電器４から充電レセプタクル８を介して供給される電力で駆動用バッテリ２を充電する充電動作が制御される。ＶＣＵ３１の動作には、補機バッテリ３に蓄積されている電力が使用される。そのため、補機バッテリ３の蓄電量が少ないと、ＶＣＵ３１が正常に動作しないおそれがある。

充電レセプタクル８が急速充電器４と接続されると、プラス配線９およびマイナス配線１０が急速充電器４と電気的に接続され、急速充電器４と駆動用バッテリ２との間に、急速充電器４から充電レセプタクル８を介して駆動用バッテリ２に電力を供給するための電力供給ラインが形成される。また、充電開始／停止信号線１１が充電ケーブル５に含まれる信号線４１と電気的に接続され、急速充電器４とＶＣＵ３１との間に、急速充電器４に設けられた充電開始／停止スイッチ７が操作されたことを表す信号をＶＣＵ３１に入力するための通信ラインが形成される。

充電レセプタクル８が急速充電器４と接続されている状態で、補機バッテリ３の蓄電量が所定値以下である場合には、ＶＣＵ３１の動作モードが充電待機モードからスリープモードに切り替えられて、ＶＣＵ３１が休止される。そして、開始／停止端子３５に入力される１２Ｖの信号が配線４４を介して補機バッテリ３に供給され、その信号電圧による補機バッテリ３の充電が行われる。補機バッテリ３の蓄電量が所定値を超えると、ＶＣＵ３１の動作モードがスリープモードから充電待機モードに戻されて、ＶＣＵ３１が休止状態から復帰する。その後、ＶＣＵ３１により、駆動用バッテリ２を充電するための充電動作の制御が開始される。

よって、補機バッテリ３の蓄電量が低下しても、それが原因で駆動用バッテリ２が充電されない事態が生じることを防止できる。

＜変形例＞

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもでき、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１車両
２駆動用バッテリ（主機用蓄電装置）
３補機バッテリ（補機用蓄電装置）
４急速充電器（外部電源）
７充電開始／停止スイッチ（充電開始操作手段）
８充電レセプタクル（接続部）
３１ＶＣＵ（充電動作制御手段、補機用蓄電量検出手段）
９プラス配線（電力供給ライン形成手段）
１０マイナス配線（電力供給ライン形成手段）
１１充電開始／停止信号線（通信ライン形成手段）
４２補機バッテリ充電スイッチ（補機充電回路）
４４配線（補機充電回路）

Claims

補機の駆動に必要な電力を蓄積する充電可能な補機用蓄電装置と、走行用の主機の駆動に必要な電力を蓄積する充電可能な主機用蓄電装置と、外部電源と電気的に接続される接続部と、前記補機用蓄電装置を電源とし、前記接続部が前記外部電源と接続されている状態で、前記外部電源から前記接続部を介して供給される電力で前記主機用蓄電装置を充電するための充電動作を制御する充電動作制御手段とを搭載した車両に適用される車両用充電制御装置であって、
前記補機用蓄電装置の蓄電量を検出する補機用蓄電量検出手段と、
前記接続部が前記外部電源と接続されている状態で、前記外部電源と前記主機用蓄電装置との間に、前記外部電源から前記接続部を介して前記主機用蓄電装置に電力を供給するための電力供給ラインを形成する電力供給ライン形成手段と、
前記接続部が前記外部電源と接続されている状態で、前記外部電源と前記充電動作制御手段との間に、前記外部電源に設けられた充電開始操作手段が操作されたことを表す信号を前記充電動作制御手段に入力するための通信ラインを形成する通信ライン形成手段と、
前記通信ラインからの信号を受けて、前記補機用蓄電装置を充電するための補機充電回路とを含み、
前記充電動作制御手段は、前記接続部が前記外部電源と接続されている状態で、前記補機用蓄電量検出手段によって検出される蓄電量が所定値以下である場合に、休止し、前記充電開始操作手段が操作されて、前記補機充電回路による前記補機用蓄電装置の充電が行われ、前記補機用蓄電量検出手段によって検出される蓄電量が所定値を超えると、休止から復帰して、前記主機用蓄電装置を充電するための充電動作を開始させる、車両用充電制御装置。