JP2022022897A

JP2022022897A - 蓄電池制御装置

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Publication number: JP2022022897A
Application number: JP2020119244A
Authority: JP
Inventors: 隆太山口; Ryuta Yamaguchi; 大和宇都宮; Yamato Utsunomiya
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-07-10
Filing date: 2020-07-10
Publication date: 2022-02-07
Anticipated expiration: 2040-07-10
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Abstract

【課題】充電用の電流センサの異常時にも適正に充電制御を実施する。【解決手段】電源システムは、主バッテリ２１に流れる電流を検出する電流センサとして、第１範囲を電流検出範囲とする第１電流センサ２２と、第１範囲よりも広い第２範囲を電流検出範囲とする第２電流センサ２３とを備える。バッテリ制御装置７０は、第１電流センサ２２に異常が生じているか否かを判定する異常判定部と、第１電流センサ２２に異常が生じていないと判定された場合に、第１電流センサ２２の検出電流に基づいて、充電完了判定を実施する第１充電制御部と、第１電流センサ２２に異常が生じていると判定された場合に、第１電流センサ２２に代えて第２電流センサ２３を用い、第２電流センサ２３の検出電流に基づいて、充電完了判定を実施する第２充電制御部と、を備える。また、第１充電制御部及び第２充電制御部において充電完了判定を実施する判定基準が各々異なっている。【選択図】図１

Description

この明細書における開示は、蓄電池制御装置に関する。

蓄電池を有する電源システムにおいて、外部の充電装置により蓄電池を充電する技術として、例えば特許文献１に記載の車両の充電制御装置が知られている。この充電制御装置では、電流検出部が、蓄電池に入力される電流を検出する電流センサを有し、第１分解能を有する第１検出値と第１分解能よりも高い第２分解能を有する第２検出値とを出力するように構成されている。そして、充電制御装置が、第１検出値を用いて算出される充電電力が所定の制限値を超えると、充電電力を低減するように充電器を制御するとともに、第２検出値を用いて算出される充電電力に基づいて、蓄電池が所定の満充電状態になるように充電器を制御するものとなっている。

特開２０１１－５０１７５号公報

ところで、電源システムにおいて、仮に電流センサに異常が生じると、蓄電池に入力される電流を検出することが不可になるため、蓄電池の充電を適正に実施することが困難になると考えられる。例えば特許文献１には、充電制御に用いられる電流センサの異常時の対応について記載はなく、技術的な改善の余地があると考えられる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、充電用の電流センサの異常時にも適正に充電制御を実施することができる蓄電池制御装置を提供することにある。

手段１は、
蓄電池に流れる電流を検出する電流センサとして、第１範囲を電流検出範囲とする第１電流センサと、前記第１範囲よりも広い第２範囲を電流検出範囲とする第２電流センサとを備える電源システムに適用され、充電装置による前記蓄電池の充電時に、前記第１電流センサ及び前記第２電流センサのうち第１電流センサの検出電流に基づいて充電完了判定を実施する蓄電池制御装置であって、
前記第１電流センサに異常が生じているか否かを判定する異常判定部と、
前記第１電流センサに異常が生じていないと判定された場合に、前記第１電流センサの検出電流に基づいて、前記充電装置による充電時の前記充電完了判定を実施する第１充電制御部と、
前記第１電流センサに異常が生じていると判定された場合に、前記第１電流センサに代えて前記第２電流センサを用い、当該第２電流センサの検出電流に基づいて、前記充電装置による充電時の前記充電完了判定を実施する第２充電制御部と、を備え、
前記第１充電制御部及び前記第２充電制御部において前記充電完了判定を実施する判定基準が各々異なっている。

第１電流センサに異常が生じている場合には、第１電流センサに代えて第２電流センサを用い、第２電流センサの検出電流に基づいて、蓄電池の充電時の充電完了判定を実施するようにした。また特に、これら第１電流センサの検出電流に基づく充電制御と第２電流センサの検出電流に基づく充電制御とで、充電完了判定を実施する判定基準が各々異なっている構成とした。

第１電流センサ及び第２電流センサは、検出範囲の大きさが異なっていることから、検出分解能、すなわち誤差の大きさが互いに異なっている。この場合、蓄電池の充電完了判定に、第１電流センサに代えて第２電流センサを用いる際には、これら各電流センサの検出範囲の違い（誤差の大きさ）に起因する判定精度の低下が懸念されるが、電流センサの変更に伴い充電完了判定の判定基準を異ならせるようにしたため、充電完了判定の判定精度の低下を抑制できる。その結果、充電用の電流センサの異常時にも適正に充電制御を実施することができる。

手段２では、手段１において、前記第１充電制御部は、前記第１電流センサの検出電流が第１閾値以下になったことに基づいて充電が完了したことを判定し、前記第２充電制御部は、前記第２電流センサの検出電流が、前記第１閾値よりも大きい第２閾値以下になったことに基づいて充電が完了したことを判定する。

第２電流センサの検出電流を充電完了判定に用いる場合には、第２電流センサの検出分解能が第１電流センサに比べて低い、すなわち誤差が大きいことにより過充電の発生が懸念される。この点、第１電流センサを用いた場合の充電完了判定の基準値となる第１閾値よりも大きい第２閾値を充電完了判定の基準値としたため、早期に充電が完了したことが判定され、充電を終了することができるため、過充電の発生を抑制することができる。

手段３では、手段２において、前記充電装置による前記蓄電池の充電時において、前記充電装置の充電電流を一定値にして前記蓄電池を充電する定電流充電を実施するとともに、その定電流充電に続いて、前記充電装置の充電電圧を一定値にして前記蓄電池を充電する定電圧充電を実施する蓄電池制御装置であって、前記第２充電制御部は、前記定電圧充電での目標電圧を、前記第１充電制御部で前記定電圧充電が実施される場合よりも低い電圧とする。

検出分解能の低い第２電流センサを用いる場合には、定電圧充電時に充電が急速に進む際において充電完了判定が遅れてしまい過充電が生じることが懸念される。この点、第１電流センサの異常時に、第１電流センサに代えて第２電流センサを用いて充電完了判定を行う場合において、定電圧充電での目標電圧を、第１充電制御部で定電圧充電が実施される場合よりも低い電圧とするようにした。これにより、過充電の抑制を好適に実現できる。

手段４では、手段１において、前記充電装置による前記蓄電池の充電時において、前記充電装置の充電電流を一定値にして前記蓄電池を充電する定電流充電を実施するとともに、その定電流充電に続いて、前記充電装置の充電電圧を一定値にして前記蓄電池を充電する定電圧充電を実施する蓄電池制御装置であって、前記第１充電制御部は、前記第１電流センサの検出電流が第１閾値以下になったことに基づいて充電が完了したことを判定し、前記第２充電制御部は、前記第２電流センサの検出電流が、前記第１閾値よりも大きい第２閾値以下になったこと、及び前記定電圧充電を開始して所定時間が経過したことのいずれか早い方に基づいて充電が完了したことを判定する。

第２電流センサの検出電流に基づいて充電完了判定を行う場合に、第２電流センサの検出電流が第１閾値よりも大きい第２閾値以下になったこと、及び定電圧充電を開始して所定時間が経過したことのいずれか早い方に基づいて充電が完了したことを判定する構成とした。この場合、第２電流センサの検出分解能が第１電流センサに比べて低い、すなわち誤差が大きいことを考慮しつつ、早期に充電完了判定を行うことで過充電の発生を抑制することができる。また、第２閾値を判定基準とする充電完了判定の成立の前に、定電圧充電の開始から所定時間が経過した場合には、その所定時間の経過時点で充電が完了したと判定される。これにより、第２電流センサを用いる場合において、仮にその検出電流に含まれる誤差等により充電完了判定が適正に行うことができなくても、定電圧充電の開始からの経過時間により定電圧充電の実施を制限することができ、蓄電池の過充電を抑制することができる。

手段５では、手段１において、前記充電装置による前記蓄電池の充電時において、前記充電装置の充電電流を一定値にして前記蓄電池を充電する定電流充電を実施するとともに、その定電流充電に続いて、前記充電装置の充電電圧を一定値にして前記蓄電池を充電する定電圧充電を実施する一方、充電モードとして、通常充電モードと急速充電モードとの選択が可能になっている蓄電池制御装置であって、前記第１充電制御部は、前記第１電流センサの検出電流が第１閾値以下になったことに基づいて充電が完了したことを判定し、前記第２充電制御部は、充電モードが前記通常充電モードであれば、前記第２電流センサの検出電流が前記第１閾値よりも大きい第２閾値以下になったことに基づいて充電が完了したことを判定し、充電モードが前記急速充電モードであれば、前記定電流充電が完了していることに基づいて充電が完了したことを判定する。

検出分解能の低い第２電流センサを用いる場合には、定電圧充電時に充電が急速に進む際において充電完了判定が遅れてしまい過充電が生じることが懸念される。また、急速充電モードではその懸念が大きくなる。この点、第１電流センサの異常時において、充電モードが通常充電モードであれば、第２電流センサの検出電流が第１閾値よりも大きい第２閾値以下になったことに基づいて充電が完了したことを判定し、充電モードが急速充電モードであれば、定電流充電が完了していることに基づいて充電が完了したことを判定するようにした。これにより、急速充電モードでの充電完了判定のタイミングを通常充電モードでの充電完了判定のタイミングより早めることができ、過充電の発生を抑制することができる。

手段６では、手段２～手段５のいずれかにおいて、前記第２充電制御部により前記第２閾値を用いて充電完了判定が行われた場合において、充電完了後に前記蓄電池の端子電圧を取得し、その端子電圧に基づいて、当該第２閾値を補正する補正部を備える。

第２電流センサの検出電流との対比に用いられる第２閾値は、第２電流センサの検出電流に含まれる誤差の大きさを加味して定められるとよく、過充電の抑制を図るには大きなマージンを付与しておくことが望ましい。ただし反面、第２閾値が大きすぎると、蓄電池の充電が過剰に制限されることが懸念される。この点、充電完了後に蓄電池の端子電圧を取得し、その端子電圧に基づいて、第２閾値を補正するようにした。この場合、蓄電池の端子電圧によれば、蓄電池の満充電状態に対する充電の過不足を把握できる。したがって、蓄電池の過充電抑制に加え、充電不足の抑制も可能となる。

車両の電源システムを示す構成図。ＣＣ充電及びＣＶ充電を説明するためのタイムチャート。充電制御の処理手順を示すフローチャート。第２実施形態における充電制御の処理手順を示すフローチャート。第３実施形態における充電制御の処理手順を示すフローチャート。第４実施形態における充電制御の処理手順を示すフローチャート。第５実施形態において第２閾値の補正処理を示すフローチャート。他の実施形態において第２閾値の設定処理を示すフローチャート。バッテリ劣化度合と第２閾値との関係を示す図。

（第１実施形態）
以下、実施形態について図面を参照にしつつ説明する。本実施形態は、走行動力源としてのモータを有する電気自動車に適用されるものとしており、先ずは図１により電気自動車の電源システムの概要を説明する。

図１において、車両１０は、主バッテリ２１と、主バッテリ２１の直流電力を交流電力に変換するインバータ３０と、インバータ３０から出力される交流電力により駆動される電気負荷としてのモータ４０とを備えている。車両１０の走行時には、運転者によるアクセル操作に応じて、主バッテリ２１からインバータ３０を介してモータ４０に電力が供給され、その電力供給に伴うモータ４０の力行駆動により車両１０に走行動力が付与される。モータ４０は、力行機能に加えて発電機能を有する回転電機（モータジェネレータ）であり、例えば車両１０の減速時には、回生発電により生じる発電電力がインバータ３０を介して主バッテリ２１に供給される。この場合、モータ４０は、発電機として機能し、その発電電力により主バッテリ２１が充電される。なお、本実施形態において、主バッテリ２１は「蓄電池」に相当する。

主バッテリ２１は、充放電可能な蓄電池であり、複数の電池セルが直列接続された組電池である。主バッテリ２１は、例えば出力電圧が数１００Ｖ程度のリチウムイオン蓄電池である。主バッテリ２１は、各種センサと共にバッテリユニット２０として設けられており、バッテリユニット２０は、主バッテリ２１に入出力する電流を検出する電流センサ２２，２３と、主バッテリ２１の端子電圧を検出する電圧センサ２４と、主バッテリ２１の温度を検出する温度センサ２５を備えている。

また、主バッテリ２１には、電力変換器としてのＤＣＤＣコンバータ５０を介して補機バッテリ６０が接続されている。補機バッテリ６０は、主バッテリ２１よりも定格電圧が小さいバッテリであり、例えば出力電圧が１２Ｖ程度の鉛蓄電池である。ＤＣＤＣコンバータ５０は、主バッテリ２１の高電圧を、補機バッテリ６０の電圧レベルまで降圧して、補機バッテリ６０に対して電力を供給する。

さらに、主バッテリ２１は、外部充電装置１００から供給される電力により充電が可能になっている。外部充電装置１００は、例えば充電スタンド等に設置されている充電器であり、充電ケーブルにより車両１０と接続されることにより、外部充電装置１００から主バッテリ２１への充電が可能となる。外部充電装置１００は、定電流で電力を出力すること、定電圧で電力を出力すること、及び定電圧定電流で電力を出力することの、いずれも可能に構成されている。

また、車両１０は、ＣＰＵや各種メモリを有するマイクロコンピュータを主体とするバッテリ制御装置７０とモータ制御装置８０とを備えている。バッテリ制御装置７０及びモータ制御装置８０は、ＣＡＮ等の通信ネットワークにより接続されて相互に通信可能になっている。また、バッテリ制御装置７０及び外部充電装置１００は、外部充電時の充電ケーブルを通じて、又は無線ＬＡＮ等の通信手段を介して相互に通信可能となっている。

これら各制御装置７０，８０は、バッテリユニット２０の各種センサにより検出された検出情報を適宜用いて、主バッテリ２１の充放電やモータ４０の駆動に関する制御を実施する。ここで、バッテリユニット２０の各種センサのうち、電流センサ２２，２３は検出レンジが互いに異なっており、一方の電流センサ２２は、電流検出範囲が第１範囲として定められ、他方の電流センサ２３は、電流検出範囲が第１範囲よりも広い第２範囲として定められている。この場合、バッテリ制御装置７０は、電流センサ２２の検出電流に基づいて、外部充電装置１００によるバッテリ充電時の充電制御を実施する。また、モータ制御装置８０は、電流センサ２３の検出電流に基づいて、モータ４０の駆動による走行制御を実施する。なお、以下の説明では、電流センサ２２を第１電流センサ２２と称し、電流センサ２３を第２電流センサ２３と称する。

各電流センサ２２，２３について補足する。第１電流センサ２２は、第２電流センサ２３と比較して電流検出範囲が狭いことから、検出分解能が高く誤差が小さいものとなっている。逆を言えば、第２電流センサ２３は、第１電流センサ２２と比較して電流検出範囲が広いことから、検出分解能が低く誤差が大きいものとなっている。

バッテリ制御装置７０は、外部充電装置１００による外部充電時に、ＣＣ－ＣＶ充電方式により主バッテリ２１の充電を実施する。ＣＣ充電は、外部充電装置１００の充電電流を一定値にして主バッテリ２１を充電する定電流充電であり、ＣＶ充電は、外部充電装置１００の充電電圧を一定値にして主バッテリ２１を充電する定電圧充電である。ＣＣ－ＣＶ充電方式について、図２を用いて説明する。図２には、外部充電の開始後における主バッテリ２１の端子電圧の推移と、主バッテリ２１に流れる充電電流の推移とを示している。

図２において、充電開始からタイミングｔ１１までは、充電電流を一定値にするＣＣ充電が行われる。ＣＣ充電期間では、時間の経過に伴い主バッテリ２１の端子電圧が徐々に上昇する。ＣＣ充電期間では、バッテリ制御装置７０において、所定の目標電流が定められ、主バッテリ２１に流れる実電流（第１電流センサ２２の検出電流）が目標電流に一致するよう外部充電装置１００の出力電流制御が実施されるとよい。

そして、タイミングｔ１１において、ＣＣ充電からＣＶ充電への切替条件が成立すると、ＣＣ充電からＣＶ充電への切り替えが行われる。例えば、主バッテリ２１の端子電圧を充電切替のパラメータとして用い、その端子電圧が所定電圧Ｖｔｈに達したことに基づいて、ＣＣ充電からＣＶ充電への切り替えが行われるとよい。タイミングｔ１１以降、外部充電装置１００には、バッテリ制御装置７０から充電の目標電圧が指示される。なお、ＣＣ充電の開始後において所定時間の経過時点でＣＣ充電からＣＶ充電への切り替えが行われる構成であってもよい。

タイミングｔ１１以降は、充電電圧を一定値にするＣＶ充電が行われる。ＣＶ充電期間では、時間の経過に伴い主バッテリ２１の充電電流が徐々に低下する。そして、タイミングｔ１２において、主バッテリ２１の充電電流が所定の電流閾値Ｉｔｈ（カットオフ電流）まで低下すると、充電が終了される。このとき、バッテリ制御装置７０は、第１電流センサ２２の検出電流が電流閾値Ｉｔｈまで低下したことに基づいて、充電が完了した旨を判定する。

外部充電時には、外部充電装置１００にて検出される出力電流が出力電流情報としてバッテリ制御装置７０に送信されるとよい。例えば、外部充電装置１００は、外部充電装置１００から出力している出力電流を、外部充電装置１００自体が備える電流センサ等の電流検出手段により検出し、その電流情報をバッテリ制御装置７０に送信する。バッテリ制御装置７０は、外部充電装置１００からの出力電流情報と、外部充電時の第１電流センサ２２の検出電流とを比較し、それらに差があれば、外部充電装置１００へ出力電流の補正指示を行う。例えば、外部充電装置１００から送信された出力電流情報によると出力電流値が１００アンペアであり、第１電流センサ２２の検出電流が９５アンペアであった場合、バッテリ制御装置７０は、外部充電装置１００へ差分の５アンペア分の出力電流を上げるように指示を行う。

ところで、外部充電時の充電制御に用いられる第１電流センサ２２に異常が生じると、充電電流を検出できず、第１電流センサ２２の検出電流に基づく充電完了判定を実施できなくなることが考えられる。この際、第１電流センサ２２に代えて、第２電流センサ２３を充電時に使用することが考えられるが、第２電流センサ２３は、第１電流センサ２２に比べて検出分解能が低く、誤差の大きさが大きいため、充電完了判定の精度の低下が懸念される。

そこで本実施形態では、バッテリ制御装置７０が、第１電流センサ２２に異常が生じているか否かを判定する異常判定部と、第１電流センサ２２に異常が生じていないと判定された場合に、第１電流センサ２２の検出電流に基づいて、外部充電装置１００による充電時の充電完了判定を実施する第１充電制御部と、第１電流センサ２２に異常が生じていると判定された場合に、第１電流センサ２２に代えて第２電流センサ２３を用い、第２電流センサ２３の検出電流に基づいて、外部充電装置１００による充電時の充電完了判定を実施する第２充電制御部と、を備え、第１充電制御部及び前記第２充電制御部において充電完了判定を実施する判定基準が各々異なっている構成としている。

図３は、外部充電装置１００によるバッテリ充電時の充電制御の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は、ＩＧスイッチがオフであり、かつ主バッテリ２１による外部充電の実施要求が生じている状況下において所定周期でバッテリ制御装置７０により実施される。

図３において、ステップＳ１１では、外部充電装置１００による主バッテリ２１の充電が行われる状態になっているか否かを判定する。このとき、例えば、充電ケーブルが接続された状態であって、バッテリ制御装置７０が外部充電装置１００と通信可能になっているか否かが判定される。そして、ステップＳ１１が肯定されると、後続のステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、主バッテリ２１の端子電圧Ｖｂが所定電圧Ｖｔｈより低い電圧であるか否かを判定する。ステップＳ１２が肯定されるとステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、外部充電装置１００の充電電流を一定値にするＣＣ充電を実施する。ＣＣ充電期間では、時間の経過に伴い主バッテリ２１の端子電圧が徐々に上昇し、所定電圧Ｖｔｈまで到達するとステップＳ１２を否定してステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、外部充電装置１００の充電電圧を一定値にするＣＶ充電を実施する。

ステップＳ１５では、第１電流センサ２２が正常であるか否かを判定する。なお、第１電流センサ２２の異常判定手法は任意でよく、例えば第１電流センサ２２の検出電流がゼロのままとなる、又は検出最大値のままとなる場合に、異常が生じている旨が判定される。第１電流センサ２２の異常判定処理は、ＩＧスイッチのオン中及び外部充電中にそれぞれ実施され、その異常判定結果はバックアップＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ等のバックアップメモリに記憶保持される。

第１電流センサ２２が正常である場合、ステップＳ１６に進み、第１電流センサ２２の検出電流Ｉａ１を取得する。続いて、ステップＳ１７では、第１電流センサ２２の検出電流Ｉａ１が第１閾値Ｉｔｈ１以下であるか否かを判定する。詳しくは、第１閾値Ｉｔｈ１が、充電完了判定の基準となる電流値（カットオフ電流）となっており、検出電流Ｉａ１が第１閾値Ｉｔｈ１以下になったことに基づいて充電が完了したことを判定する。ステップＳ１７が否定されると、そのまま本処理を終了する。この場合、ＣＶ充電が継続される。また、ステップＳ１７が肯定されると、ステップＳ１８に進み、外部充電を終了する。

また、第１電流センサ２２が異常である場合にはステップＳ１９に進み、第２電流センサ２３が正常であるか否かを判定する。そして、第２電流センサ２３が正常であれば、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、第２電流センサ２３の検出電流Ｉａ２を取得する。続いて、ステップＳ２１では、第２電流センサ２３の検出電流Ｉａ２が第２閾値Ｉｔｈ２以下であるか否かを判定する。第２閾値Ｉｔｈ２は、充電完了判定の基準として第１閾値Ｉｔｈ１に代えて用いられる電流値であり、Ｉｔｈ２＞Ｉｔｈ１である。そして、検出電流Ｉａ２が第２閾値Ｉｔｈ２以下になったと判定されると、ステップＳ１８に進み、外部充電を終了する。なお、第１電流センサ２２及び第２電流センサ２３が共に異常であれば、ステップＳ１８に進み、外部充電を終了する。

以上説明した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

第１電流センサ２２に異常が生じている場合には、第１電流センサ２２に代えて第２電流センサ２３を用い、第２電流センサ２３の検出電流Ｉａ２に基づいて、主バッテリ２１の充電時に充電完了判定を実施するようにした。また特に、これら第１電流センサ２２の検出電流Ｉａ１に基づく充電制御と第２電流センサ２３の検出電流Ｉａ２に基づく充電制御とで、充電完了判定を実施する判定基準が各々異なっている構成とした。この場合、主バッテリ２１の充電完了判定に、第１電流センサ２２に代えて第２電流センサ２３を用いる際には、これら各電流センサ２２，２３の検出範囲の違い（誤差の大きさ）に起因する判定精度の低下が懸念されるが、電流センサの変更に伴い充電完了判定の判定基準を異ならせるようにしたため、充電完了判定の判定精度の低下を抑制できる。

より具体的には、第１電流センサ２２を用いた場合の充電完了判定の基準値となる第１閾値Ｉｔｈ１よりも大きい第２閾値Ｉｔｈ２を充電完了判定の基準値とした。これにより、早期に充電が完了したことを判定し、充電を終了することができるため、過充電の発生を抑制することができる。

以下に、第１実施形態の構成の一部を変更した別の実施形態を説明する。なお、以下の記載では、第１実施形態との相違点を中心に説明することとし、第１実施形態と同じ構成については同じ符号を付してその説明を適宜割愛する。

（第２実施形態）
本実施形態では、第２電流センサ２３の検出電流Ｉａ２に基づいて充電完了判定を行う場合において、ＣＶ充電での目標電圧を、第１電流センサ２２の検出電流Ｉａ１に基づいて充電完了判定を行う場合よりも低い電圧とする構成としている。

図４は、本実施形態における充電制御の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は上述した図３の処理に置き換えて実施される。なお、図４では、図３と同じ処理については同じステップ番号を付すとともに、その説明を省略する。

図４では、ステップＳ１９において第２電流センサ２３が正常であると判定された場合、すなわち第２電流センサ２３の検出電流Ｉａ２に基づいて充電完了判定を行う場合に、ステップＳ３１においてＣＶ充電での目標電圧を設定する。この場合、ＣＶ充電での目標電圧を、第１電流センサ２２の検出電流Ｉａ１に基づいて充電完了判定を行う場合よりも低い電圧とする。その後において、第２電流センサ２３の検出電流Ｉａ２を取得し、その検出電流Ｉａ２が第２閾値Ｉｔｈ２以下であるか否かを判定する処理（ステップＳ２０，Ｓ２１）は既述のとおりである。

検出分解能の低い第２電流センサ２３を用いる場合には、ＣＶ充電時に充電が急速に進む際において充電完了判定が遅れてしまい過充電が生じることが懸念される。なお、ＣＶ充電時には、主バッテリ２１の充電が進むにつれて次第に電流変化の傾きが小さくなることから、充電完了判定が早められることで充電完了判定を行う際の電流変化の傾きが急峻になることが想定される。この点、上記のとおりＣＶ充電での目標電圧を、第１電流センサ２２の検出電流Ｉａ１に基づく充電完了判定時よりも低い電圧にしたため、過充電の抑制を好適に実現できる。

（第３実施形態）
本実施形態では、第２電流センサ２３の検出電流Ｉａ２に基づいて充電完了判定を行う場合において、第２電流センサ２３の検出電流Ｉａ２が第２閾値Ｉｔｈ２以下になったこと、及びＣＶ充電（定電圧充電）を開始して所定時間が経過したことのいずれか早い方に基づいて充電完了したことを判定する構成としている。

図５は、本実施形態における充電制御の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は上述した図３の処理に置き換えて実施される。なお、図５では、図３と同じ処理については同じステップ番号を付すとともに、その説明を省略する。

図５において、ステップＳ２１では、第２電流センサ２３の検出電流Ｉａ２が第２閾値Ｉｔｈ２以下であるか否かを判定し、ステップＳ２１が否定されるとステップＳ４１に進み、ＣＶ充電の開始から所定時間が経過しているか否かを判定する。ステップＳ４１が否定されるとそのまま本処理を終了し、ステップＳ４１が肯定されるとステップＳ１８に進んで外部充電を終了する。

つまり、ステップＳ２１，Ｓ４１によれば、第２電流センサ２３の検出電流Ｉａ２が第２閾値Ｉｔｈ２以下になったこと、及びＣＶ充電の開始から所定時間が経過したことのいずれか早い方に基づいて、充電完了したことが判定される。

本実施形態によれば、第２電流センサ２３の検出分解能が第１電流センサ２２に比べて低い、すなわち誤差が大きいことを考慮しつつ、早期に充電完了判定を行うことで過充電の発生を抑制することができる。また、第２閾値Ｉｔｈ２を判定基準とする充電完了判定の成立の前に、ＣＶ充電の開始から所定時間が経過した場合には、その所定時間の経過時点で充電が完了したと判定される。これにより、第２電流センサ２３を用いる場合において、仮にその検出電流に含まれる誤差等により充電完了判定が適正に行うことができなくても、ＣＶ充電の開始からの経過時間によりＣＶ充電の実施を制限することができ、主バッテリ２１の過充電を抑制することができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、外部充電装置１００による外部充電時において、充電モードとして、通常充電モードと急速充電モードとの選択が可能になっている。このうち急速充電モードでは、通常充電モードに比べて充電電流を大きくして充電速度が速められるものとなっている。そして、第１電流センサ２２に異常が生じている場合において、充電モードが通常充電モードであれば、第２電流センサ２３の検出電流Ｉａ２が第２閾値Ｉｔｈ２以下になったことに基づいて充電が完了したことを判定し、充電モードが急速充電モードであれば、ＣＣ充電が完了していることに基づいて充電が完了したことを判定する構成としている。

図６は、本実施形態における充電制御の処理手順を示すフローチャートであり、本処理は上述した図３の処理に置き換えて実施される。なお、図６では、図３と同じ処理については同じステップ番号を付すとともに、その説明を省略する。

図６では、ステップＳ１５において第１電流センサ２２が異常であると判定された場合に、ステップＳ５１に進み、充電モードが通常充電モードであるか否かを判定する。そして、通常充電モードであれば、ステップＳ１９に進み、第２電流センサ２３の検出電流Ｉａ２に基づいて充電完了判定を実施する（ステップＳ１９～Ｓ２１）。また、急速充電モードであれば、ステップＳ１８に進んで外部充電を終了する。つまり、ステップＳ５１の判定時は、ステップＳ１２が否定された後であり、既にＣＣ充電が完了しているため、ステップＳ５１が否定された場合には直ちに外部充電を終了する。

検出分解能の低い第２電流センサ２３を用いる場合には、ＣＶ充電時に充電が急速に進む際において充電完了判定が遅れてしまい過充電が生じることが懸念される。また、急速充電モードではその懸念が大きくなる。この点、上記構成によれば、急速充電モードでの充電完了判定のタイミングを通常充電モードでの充電完了判定のタイミングより早めることができ、過充電の発生を抑制することができる。

（第５実施形態）
本実施形態では、第２電流センサ２３の検出電流Ｉａ２と第２閾値Ｉｔｈ２との比較により充電完了判定が行われた場合において、充電完了後に主バッテリ２１の端子電圧を取得し、その端子電圧に基づいて第２閾値Ｉｔｈ２を補正する補正部を備える構成としている。ここで、主バッテリ２１の端子電圧（開放電圧ＯＣＶ）によれば、主バッテリ２１のＳＯＣ、すなわち満充電状態に対する充電量を把握できる。この場合、第２閾値Ｉｔｈ２を用いた充電完了判定において、充電完了のタイミングの適否を把握することが可能となっている。

図７は、第２閾値Ｉｔｈ２の補正処理を示すフローチャートであり、本処理は、上述した図３等の充電制御処理の実施後、すなわち外部充電装置１００による外部充電の実施後にバッテリ制御装置７０により実施される。

図７において、ステップＳ６１では、外部充電装置１００による外部充電時に、第２電流センサ２３の検出電流Ｉａ２と第２閾値Ｉｔｈ２との比較により充電完了判定が行われたか否かを判定する。そして、ステップＳ６１が否定されると、そのまま本処理を終了し、ステップＳ６１が肯定されると、ステップＳ６２に進む。

ステップＳ６２では、主バッテリ２１の非通電状態下で電圧センサ２４により検出されたバッテリ端子電圧を取得する。続くステップＳ６３では、バッテリ端子電圧に基づいて第２閾値Ｉｔｈ２を補正する。具体的には、バッテリ端子電圧が、予め定めた所定の電圧範囲に入っているか否かを判定し、バッテリ端子電圧がその電圧範囲に入っていれば、第２閾値Ｉｔｈ２をそのまま（補正無し）とする。また、バッテリ端子電圧が電圧範囲の上限よりも高ければ、充電過多であるとして第２閾値Ｉｔｈ２を大きくし、バッテリ端子電圧が電圧範囲の下限よりも低ければ、充電過少であるとして第２閾値Ｉｔｈ２を小さくする。なお、ステップＳ６３では、バッテリ端子電圧（開放電圧ＯＣＶ）から主バッテリ２１のＳＯＣを算出し、そのＳＯＣが所定範囲内に入っているか否かに基づいて第２閾値Ｉｔｈ２を補正してもよい。

その後、ステップＳ６４では、補正後の第２閾値Ｉｔｈ２を学習値としてバックアップＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ等のバックアップメモリに記憶する。このとき、先に第２閾値Ｉｔｈ２が記憶されていれば、その第２閾値Ｉｔｈ２が今回の補正値により更新される。そして、次回の外部充電時には、バックアップメモリに記憶されている第２閾値Ｉｔｈ２を適宜用いて充電完了判定が行われる。

第２電流センサ２３の検出電流Ｉａ２との対比に用いられる第２閾値Ｉｔｈ２は、第２電流センサ２３の検出電流Ｉａ２に含まれる誤差の大きさを加味して定められるとよく、過充電の抑制を図るには大きなマージンを付与しておくことが望ましい。ただし反面、第２閾値Ｉｔｈ２が大きすぎると、主バッテリ２１の充電が過剰に制限されることが懸念される。この点、上記構成によれば、主バッテリ２１の過充電抑制に加え、充電不足の抑制も可能となる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

・第２閾値Ｉｔｈ２を主バッテリ２１の劣化度合に応じて変更する構成としてもよい。図８は、第２閾値Ｉｔｈ２の設定処理を示すフローチャートであり、本処理はバッテリ制御装置７０により実施される。

図８において、ステップＳ７１では、主バッテリ２１の劣化度合を示す劣化情報を取得する。この劣化情報は、例えば主バッテリ２１の内部抵抗であり、バッテリ新品時の初期値からの差に応じて劣化度合が示されるものとなっている。続くステップＳ７２では、バッテリ劣化情報に基づいて、第２閾値Ｉｔｈ２を設定する。このとき、例えば図９の関係を用い、バッテリ劣化度合が大きいほど、第２閾値Ｉｔｈ２として大きい値が設定される。

その後、ステップＳ７３では、ステップＳ７２で設定した第２閾値Ｉｔｈ２を学習値としてバックアップメモリに記憶する。このとき、先に第２閾値Ｉｔｈ２が記憶されていれば、その第２閾値Ｉｔｈ２が今回の設定値により更新される。そして、次回の外部充電時には、バックアップ用のメモリに記憶されている第２閾値Ｉｔｈ２を適宜用いて充電完了判定が行われる。

・上記実施形態では、第１範囲を電流検出範囲とする第１電流センサ２２をバッテリ充電時に用いる電流センサとし、第１範囲よりも広い第２範囲を電流検出範囲とする第２電流センサ２３をモータ制御に用いる電流センサとしたが、これを変更してもよい。例えば、これら各電流センサをいずれもバッテリ充電時に用いる電流センサとし、充電電流が所定以上となる充電初期には第２電流センサ２３を用いて充電制御を行い、充電電流が所定未満となった以降に第１電流センサ２２を用いて充電制御を行う構成としてもよい。

・上記実施形態では、本発明を車両の電源システムに適用したが、車両以外の電源システムへの適用も可能である。

・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

２１…主バッテリ（蓄電池）、２２…第１電流センサ、２３…第２電流センサ、７０…バッテリ制御装置、１００…外部充電装置。

Claims

蓄電池（２１）に流れる電流を検出する電流センサとして、第１範囲を電流検出範囲とする第１電流センサ（２２）と、前記第１範囲よりも広い第２範囲を電流検出範囲とする第２電流センサ（２３）とを備える電源システムに適用され、充電装置（１００）による前記蓄電池の充電時に、前記第１電流センサ及び前記第２電流センサのうち第１電流センサの検出電流に基づいて充電完了判定を実施する蓄電池制御装置（７０）であって、
前記第１電流センサに異常が生じているか否かを判定する異常判定部と、
前記第１電流センサに異常が生じていないと判定された場合に、前記第１電流センサの検出電流に基づいて、前記充電装置による充電時の前記充電完了判定を実施する第１充電制御部と、
前記第１電流センサに異常が生じていると判定された場合に、前記第１電流センサに代えて前記第２電流センサを用い、当該第２電流センサの検出電流に基づいて、前記充電装置による充電時の前記充電完了判定を実施する第２充電制御部と、を備え、
前記第１充電制御部及び前記第２充電制御部において前記充電完了判定を実施する判定基準が各々異なっている蓄電池制御装置。
前記第１充電制御部は、前記第１電流センサの検出電流が第１閾値以下になったことに基づいて充電が完了したことを判定し、
前記第２充電制御部は、前記第２電流センサの検出電流が、前記第１閾値よりも大きい第２閾値以下になったことに基づいて充電が完了したことを判定する、請求項１に記載の蓄電池制御装置。
前記充電装置による前記蓄電池の充電時において、前記充電装置の充電電流を一定値にして前記蓄電池を充電する定電流充電を実施するとともに、その定電流充電に続いて、前記充電装置の充電電圧を一定値にして前記蓄電池を充電する定電圧充電を実施する蓄電池制御装置であって、
前記第２充電制御部は、前記定電圧充電での目標電圧を、前記第１充電制御部で前記定電圧充電が実施される場合よりも低い電圧とする、請求項２に記載の蓄電池制御装置。
前記充電装置による前記蓄電池の充電時において、前記充電装置の充電電流を一定値にして前記蓄電池を充電する定電流充電を実施するとともに、その定電流充電に続いて、前記充電装置の充電電圧を一定値にして前記蓄電池を充電する定電圧充電を実施する蓄電池制御装置であって、
前記第１充電制御部は、前記第１電流センサの検出電流が第１閾値以下になったことに基づいて充電が完了したことを判定し、
前記第２充電制御部は、前記第２電流センサの検出電流が、前記第１閾値よりも大きい第２閾値以下になったこと、及び前記定電圧充電を開始して所定時間が経過したことのいずれか早い方に基づいて充電が完了したことを判定する、請求項１に記載の蓄電池制御装置。
前記充電装置による前記蓄電池の充電時において、前記充電装置の充電電流を一定値にして前記蓄電池を充電する定電流充電を実施するとともに、その定電流充電に続いて、前記充電装置の充電電圧を一定値にして前記蓄電池を充電する定電圧充電を実施する一方、充電モードとして、通常充電モードと急速充電モードとの選択が可能になっている蓄電池制御装置であって、
前記第１充電制御部は、前記第１電流センサの検出電流が第１閾値以下になったことに基づいて充電が完了したことを判定し、
前記第２充電制御部は、充電モードが前記通常充電モードであれば、前記第２電流センサの検出電流が前記第１閾値よりも大きい第２閾値以下になったことに基づいて充電が完了したことを判定し、充電モードが前記急速充電モードであれば、前記定電流充電が完了していることに基づいて充電が完了したことを判定する、請求項１に記載の蓄電池制御装置。
前記第２充電制御部により前記第２閾値を用いて充電完了判定が行われた場合において、充電完了後に前記蓄電池の端子電圧を取得し、その端子電圧に基づいて、当該第２閾値を補正する補正部を備える、請求項２～請求項５のいずれか１項に記載の蓄電池制御装置。