JP2022117354A - 充電制御装置および充電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを低減しつつ抵抗焼損を防止することができる充電制御装置および充電制御方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る充電制御装置は、抵抗値を変更可能な抵抗回路と、制御装置とを備える。抵抗回路は、電源から２次電池を充電する充電経路に設けられる。制御装置は、電源と２次電池との電圧差または２次電池に流れる電流に応じて、２次電池に流れる電流が電池要件を満たし、かつ抵抗回路に含まれる抵抗素子の許容損失を超えない電流値となるように、抵抗回路の抵抗値を可変制御する。【選択図】図３

Description

開示の実施形態は、充電制御装置および充電制御方法に関する。

従来、電源から２次電池を充電する充電装置がある（特許文献１参照）。充電装置は、電源と２次電池との間に並列接続される抵抗とスイッチとを備える。さらに、充電装置は、抵抗およびスイッチと電源との間に定電流制御回路を備える。

充電装置は、電源と２次電池との電圧差が小さい場合には、スイッチをオンし、電源から定電流制御回路およびスイッチを介して２次電池へＳＯＣ（State Of Charge）推定に必要な定電流を流して２次電池を充電する。

充電装置は、電源と２次電池との電圧差が大きい場合には、スイッチをオフし、電源から定電流制御回路および抵抗を介して２次電池へ電流を流して２次電池を充電することにより、電圧差が大きな電流による充電によって２次電池が劣化することを抑制する。充電装置は、定電流制御回路によって定電流に制御された電流を２次電池に供給するので、抵抗焼損を防止しつつ２次電池を充電することができる。

特開２０１０－２８３９６９号公報

しかしながら、上記充電装置は、抵抗焼損を防止するために定電流制御回路が必要であるためコストが増大する。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、コストを低減しつつ抵抗焼損を防止することができる充電制御装置および充電制御方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る充電制御装置は、抵抗値を変更可能な抵抗回路と、制御装置とを備える。抵抗回路は、電源から２次電池を充電する充電経路に設けられる。制御装置は、前記電源と前記２次電池との電圧差または前記２次電池に流れる電流に応じて、前記２次電池に流れる電流が電池要件を満たし、かつ前記抵抗回路に含まれる抵抗素子の許容損失を超えない電流値となるように、前記抵抗回路の抵抗値を可変制御する。

実施形態の一態様に係る充電制御装置および充電制御方法は、コストを低減しつつ抵抗焼損を防止することができる。

図１は、実施形態に係る充電制御装置の構成例を示す説明図である。 図２は、実施形態に係る充電制御装置の充電経路を示す説明図である。 図３は、実施形態に係る充電回路および放電回路の回路図である。 図４は、実施形態に係る充電制御装置の充電状態の説明図である。 図５は、実施形態に係る制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。 図６は、実施形態に係る制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。 図７は、実施形態に係る制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。 図８は、実施形態に係る制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。 図９は、実施形態に係る制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、充電制御装置および充電制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。以下では、自動運転機能を備える車両に搭載されて負荷へ電力を供給する充電制御装置を例に挙げて説明するが、実施形態に係る充電制御装置は、自動運転機能を備えていない車両に搭載されてもよい。また、実施形態に係る充電制御装置は、車両以外に、電源から２次電池を充電する任意の装置に適用することができる。

［１．充電制御装置の構成］
図１は、実施形態に係る充電制御装置の構成例を示す説明図である。図１に示すように、実施形態に係る充電制御装置１は、主電源である電源１０と、第１負荷１０１と、第２負荷１０２と、自動運転制御装置１００とに接続される。

第１負荷１０１および第２負荷１０２は、自動運転用の負荷含む。例えば、第１負荷１０１は、自動運転中に動作するステアリングモータ、電動ブレーキ装置、車載カメラ、およびレーダ等を含む。また、第１負荷１０１は、エアコン、オーディオ、ビデオ、各種ライト等の一般負荷も含む。

第２負荷１０２は、少なくとも、ステアリングモータ、電動ブレーキ装置、車載カメラ、およびレーダ等の自動運転中に動作する装置を含む。第１負荷１０１および第２負荷１０２は、充電制御装置１から供給される電力によって動作する。自動運転制御装置１００は、第１負荷１０１および第２負荷１０２を動作させて、車両を自動運転制御する装置である。

充電制御装置１は、副電源であり２次電池の一例であるリチウムイオンバッテリ（以下、「ＬｉＢ２０」と記載する）と、制御装置３と、系統間スイッチ４１と、給電スイッチ４２と、充電回路４３と、放電回路４４とを備える。さらに、充電制御装置１は、電圧センサ５１，５２と、電流センサ５３とを備える。

電源１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（以下、「ＤＣ／ＤＣ１１」と記載する）と、鉛バッテリ（以下、「ＰｂＢ１２」と記載する）とを含む。ＤＣ／ＤＣ１１は、車両の回生エネルギーを電力に変換して発電する発電機に接続され、発電機から入力される入力電圧を変圧して出力する。なお、発電機は、車両がエンジンを備える場合、エンジンの回転力を電力に変換して発電するオルタネータであってもよい。ＤＣ／ＤＣ１１は、ＰｂＢ１２の充電、第１負荷１０１および第２負荷１０２への電力供給、およびＬｉＢ２０の充電を行う。

電源１０と第１負荷１０１との間には、電圧センサ５１が接続される。系統間スイッチ４１と、電源１０および第１負荷１０１との間には、電流センサ５３が接続される。ＬｉＢ２０と系統間スイッチ４１および第２負荷１０２との間には、給電スイッチ４２が接続される。充電回路４３は、給電スイッチ４２に並列接続される。放電回路４４は、給電スイッチ４２と第２負荷１０２とを接続する配線とグランドとの間に接続される。

電圧センサ５１は、電源１０から出力される電圧を検出し、検出結果を制御装置３へ出力する。電圧センサ５２は、ＬｉＢ２０から出力される電圧を検出し、検出結果を制御装置３へ出力する。電流センサ５３は、系統間スイッチ４１を流れる電流を検出して、検出結果を制御装置３へ出力する。

ＬｉＢ２０は、電源１０による電力供給ができなくなった場合のバックアップ用電源である。充電回路４３は、電源１０からＬｉＢ２０を充電する場合に、充電電流を適切に調整する回路である。放電回路４４は、ＬｉＢ２０に充電された余剰電力を放電する回路である。

充電回路４３は、内部にスイッチを備え、ＬｉＢ２０の充電を行わない期間には、スイッチをオフして電源１０からＬｉＢ２０へ流れる電流を遮断する。放電回路４４は、内部にスイッチを備え、ＬｉＢ２０に余剰電力がない期間には、スイッチをオフしてＬｉＢ２０を放電させないようにする。かかる充電回路４３および放電回路４４の回路構成例については、図３を参照して後述する。

かかる充電制御装置１は、電源１０から第１負荷１０１へ電力を供給する第１系統１１０と、ＬｉＢ２０から第２負荷１０２へ電力を供給する第２系統１２０とを備える。系統間スイッチ４１は、第１系統１１０と第２系統１２０とを接続切断可能に接続する。

これにより、充電制御装置１は、第１系統１１０および第２系統１２０のうち、一方の系統に電源失陥が発生しても、系統間スイッチ４１をオフにして、電源失陥が発生していない他方の系統によって電力を供給することにより、車両を安全な場所まで退避走行させて停車させることができる。

制御装置３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。制御装置３は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使用して実行することにより、充電制御装置１の動作を制御する。

なお、制御装置３は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成されてもよい。制御装置３は、電圧センサ５１，５２および電流センサ５３から入力される検出結果に基づいて、系統間スイッチ４１および給電スイッチ４２を制御することにより、電源１０またはＬｉＢ２０から第１負荷１０１と第２負荷１０２とに電力を供給する。

制御装置３は、電源１０およびＬｉＢ２０が失陥していない通常時に、系統間スイッチ４１をオンし、給電スイッチ４２をオフして、電源１０から第１負荷１０１および第２負荷１０２へ電力を供給する。

また、制御装置３は、例えば、第１系統１１０において地絡などの電源失陥が発生した場合、系統間スイッチ４１をオフし、給電スイッチ４２をオンして、ＬｉＢ２０から第２負荷１０２へ電力を供給する。これにより、自動運転制御装置１００は、第１系統１１０において地絡等の電源失陥が発生した場合に、第２系統１２０を用いて車両を安全な場所まで退避走行させて停車させることができる。

［２．充電時動作］
次に、図２を参照し、充電制御装置１の充電時動作について説明する。図２は、実施形態に係る充電制御装置の充電経路を示す説明図である。図２に示すように、充電制御装置１では、制御装置３によって系統間スイッチ４１がオンされ、給電スイッチ４２がオフされた通常時動中に、例えば、自然放電等によってＬｉＢ２０の電圧が所定の電圧以下になると、自動的にＬｉＢ２０の充電が開始される。

制御装置３は、ＬｉＢ２０の電圧が充電開始閾値以下まで低下すると、電源１０から系統間スイッチ４１および充電回路４３を経由してＬｉＢ２０に至る充電経路１３０に電流を流してＬｉＢ２０を充電する。

このとき、制御装置３は、ＬｉＢ２０の状態、例えば、ＳＯＣ（State Of Charge）推定を行いつつ、ＬｉＢ２０を充電する。制御装置３は、電池の状態推定にあたり、電池の内部抵抗（＝（ＯＣＶ－ＣＣＶ）÷Ｉ）を求めるために、ＬｉＢ２０へ一定以上の電流を流す必要がある。ここで、ＯＣＶは、開放回路電圧（無通電時のＬｉＢ２０の電圧）である。ＣＣＶは、閉回路電圧（通電中のＬｉＢ２０の電圧）である。

一般的に、電池の内部抵抗は、値が非常に小さい。このため、制御装置３は、ＬｉＢ２０に流れる電流が少ないとＯＣＶとＣＣＶとの差を検出できないため、内部抵抗を算出するためにＬｉＢ２０へ数〔Ａ〕以上の電流を通電する必要がある。

ただし、通電電流が大き過ぎる場合、充電時にＬｉＢ２０の劣化を促進する可能性がある。このため、制御装置３は、ＬｉＢ２０の劣化を抑制するため、電源１０の電圧値Ｖ１と、ＬｉＢ２０の電圧値Ｖｌｉｂとの差が規定値以上であり、通電電流が大きすぎる場合、電流を制限してＬｉＢ２０を充電する必要がある。

そこで、制御装置３は、電源１０の電圧値Ｖ１と、ＬｉＢ２０の電圧値Ｖｌｉｂとの差が規定値未満の場合には、ＬｉＢ２０に流す電流の要求値Ｉとして数〔Ａ〕を設定する。一方、電源１０の電圧値Ｖ１と、ＬｉＢ２０の電圧値Ｖｌｉｂとの差が規定値以上の場合、制御装置３は、要求値Ｉとして、電源１０の電圧値Ｖ１と、ＬｉＢ２０の電圧値Ｖｌｉｂとの差が規定値未満の場合の１０分の１程度の値を設定する。

このように、制御装置３は、電源１０とＬｉＢ２０との電圧差が規定値以上である場合には、電源１０とＬｉＢ２０との電圧差が規定値未満である場合よりも、ＬｉＢ２０の状態推定に必要な電流値を低く設定する。これにより、制御装置３は、電源１０とＬｉＢ２０との電圧差が規定値以上である場合に、ＬｉＢ２０の劣化を抑制することができる。

さらに、制御装置３は、電源１０とＬｉＢ２０との電圧差またはＬｉＢ２０に流れる電流に応じて、ＬｉＢ２０に流れる電流が電池要件を満たし、かつ充電回路４３の後述する抵抗回路に含まれる抵抗素子の許容損失を超えない電流値となるように、抵抗回路の抵抗値を可変制御する。

ここでの電池要件は、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値がＬｉＢ２０の状態推定に必要な電流値、つまり、上記した要求値Ｉを超えていることである。これにより、制御装置３は、ＬｉＢ２０の充電経路１３０におけるＬｉＢ２０よりも上流側に定電流制御回路が設けられなくても、充電回路４３内の抵抗を焼損させることなく、ＬｉＢ２０のＳＯＣを適切に推定しながら、ＬｉＢ２０を充電することができる。したがって、充電制御装置１によれば、コストを低減しつつ抵抗焼損を防止することができる。

また、ＬｉＢ２０の充電時にＬｉＢ２０へ供給する電流を調整するＤＣ／ＤＣコンバータを系統間スイッチ４１とＬｉＢ２０との間に備える充電装置もあるが、この充電装置は、ＤＣ／ＤＣコンバータがさらに必要になるためコストが増大する。また、この充電装置では、ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング動作により発生するノイズが第１負荷１０１および第２負荷１０２の動作に悪影響をおよぼす恐れがある。

これに対して、実施形態に係る充電制御装置１は、系統間スイッチ４１とＬｉＢ２０との間にＤＣ／ＤＣコンバータを設ける必要がないため、コストを低減することができる。また、抵抗回路４５は、ＬｉＢ２０の充電中にスイッチングが行われないので、ノイズによる悪影響を懸念する必要がない。

なお、電源１０の電圧値Ｖ１とＬｉＢ２０の電圧値Ｖｌｉｂとの差によっては、ＬｉＢ２０に流れる電流が充電回路４３の後述する抵抗回路に含まれる抵抗素子の許容損失を超える場合がある。このため、制御装置３は、ＬｉＢ２０に流れる電流が充電回路４３の抵抗素子の許容損失を超える場合、ＬｉＢ２０の充電を禁止する。また、制御装置３は、ＬｉＢ２０に流れる電流が充電回路４３の抵抗素子の許容損失以上になる場合、電源１０のＤＣ／ＤＣ１１に対して、電源１０の電圧値Ｖ１を低減させる指示を出力することもできる。これにより、制御装置３は、抵抗素子の焼損を防止することができる。

［３．充電回路および放電回路の構成］
図３は、実施形態に係る充電回路および放電回路の回路図である。図３に示すように、充電回路４３は、抵抗回路４５と、スイッチＳ５とを備える。スイッチＳ５は、一端が系統間スイッチ４１に接続され、他端が抵抗回路４５の電流入力部Ｐｉに接続される。抵抗回路４５の電流出力部Ｐｏは、ＬｉＢ２０に接続される。なお、図３では図１に示す給電スイッチ４２や第２負荷１０２への第２系統ラインを省略している。

抵抗回路４５は、電流出力部Ｐｏと電流入力部Ｐｉとの間に、電流出力部Ｐｏに近い側から順に直列接続される抵抗素子Ｒ０、抵抗素子Ｒ１、抵抗素子Ｒ２、抵抗素子Ｒ３、および抵抗素子Ｒ４を備える。

さらに、抵抗回路４５は、抵抗素子Ｒ０に並列接続されるスイッチＳ０、抵抗素子Ｒ２に並列接続されるスイッチＳ２、抵抗素子Ｒ３に並列接続されるスイッチＳ３、および抵抗素子Ｒ４に並列接続されるスイッチＳ４を備える。スイッチＳ０，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５は、制御装置３によってオン／オフ制御される。

制御装置３は、ＬｉＢ２０を充電しない期間には、スイッチＳ５をオフにする。制御装置３は、ＬｉＢ２０を充電する期間には、スイッチＳ５をオンにする。このとき、制御装置３は、ＬｉＢ２０に流す電流が電源１０の電圧値Ｖ１とＬｉＢ２０の電圧値Ｖｌｉｂとの差、または、ＬｉＢ２０に流れる電流に応じて、ＬｉＢ２０に流れる電流が電池要件を満たし、抵抗素子Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の許容損失を超えない電流値となるように、スイッチＳ０，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をオン／オフ制御する。

制御装置３は、スイッチＳ０，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をオン／オフ制御し、抵抗回路４５の抵抗値を変更することによってＬｉＢ２０の充電状態を切り替えて、ＬｉＢ２０に流す充電電流の電流値を調整する。各充電状態におけるスイッチＳ０，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５の状態については、図４を参照して後述する。

放電回路４４は、抵抗回路４５の電流入力部Ｐｉとグランドとの間に直列に接続される抵抗素子Ｒ１０と、スイッチＳ１０とを備える。スイッチＳ１０は、制御装置３によってオン／オフ制御される。抵抗素子Ｒ１０の抵抗値は、抵抗回路４５が備える抵抗素子Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の抵抗値の１０００倍程度である。

制御装置３は、通常時には、スイッチＳ１０をオフしておき、例えば、ＬｉＢ２０が過充電状態になる場合に、スイッチＳ１０をオンして、ＬｉＢ２０からグランドへ余剰電力を放電させる。これにより、制御装置３は、過充電によるＬｉＢ２０の劣化を抑制することができる。

［４．充電状態］
次に、図４を参照し、各充電状態におけるスイッチＳ０，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５の状態について説明する。図４は、実施形態に係る充電制御装置の充電状態の説明図である。図４に示すように、制御装置３は、ＬｉＢ２０の充電を行わない場合、スイッチＳ０，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５をイニシャル状態にする。このとき、制御装置３は、スイッチＳ０，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５を全てオフする。

制御装置３は、第１の充電状態においてスイッチＳ５をオンし、スイッチＳ０，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をオフにする。これにより、電源１０から抵抗素子Ｒ４，Ｒ３，Ｒ２，Ｒ１，Ｒ０を介してＬｉＢ２０に電流が流れる。かかる第１の充電状態は、抵抗回路４５の抵抗値が最大となり、ＬｉＢ２０に最小の電流を流す状態である。

制御装置３は、第２の充電状態においてスイッチＳ５，Ｓ０をオンし、スイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４をオフにする。これにより、電源１０から抵抗素子Ｒ４，Ｒ３，Ｒ２，Ｒ１を介してＬｉＢ２０に電流が流れる。第２の充電状態は、抵抗回路４５の抵抗値が２番目に大きくなり、ＬｉＢ２０に２番目に小さな電流を流す状態である。

制御装置３は、第３の充電状態においてスイッチＳ５，Ｓ０，Ｓ２をオンし、スイッチＳ３，Ｓ４をオフにする。これにより、電源１０から抵抗素子Ｒ４，Ｒ３，Ｒ１を介してＬｉＢ２０に電流が流れる。第３の充電状態は、抵抗回路４５の抵抗値が３番目に大きくなり、ＬｉＢ２０に３番目に小さな電流を流す状態である。

制御装置３は、第４の充電状態においてスイッチＳ５，Ｓ０，Ｓ２，Ｓ３をオンし、スイッチＳ４をオフにする。これにより、電源１０から抵抗素子Ｒ４，Ｒ１を介してＬｉＢ２０に電流が流れる。第４の充電状態は、抵抗回路４５の抵抗値が４番目に大きくなり、ＬｉＢ２０に４番目に小さな電流を流す状態である。

制御装置３は、第５の充電状態においてスイッチＳ５，Ｓ０，Ｓ２，Ｓ３，４を全てオンにする。これにより、電源１０から抵抗素子Ｒ１を介してＬｉＢ２０に電流が流れる。かかる第５の充電状態は、抵抗回路４５の抵抗値が最小となり、ＬｉＢ２０に最大の電流を流す状態である。

［５．制御装置が実行する処理］
次に、図５～図９を参照し、実施形態に係る制御装置が実行する処理について説明する。図５～図９は、実施形態に係る制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。制御装置３は、ＬｉＢ２０の電圧が充電開始閾値以下になった場合に、図５～図９に示す処理を実行する。

制御装置３は、まず、スイッチＳ０，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５をオフしてスイッチ状態をイニシャル状態にする（ステップＳ１０１）。続いて、制御装置３は、データ取得を行う（ステップＳ１０２）。ここでは、制御装置３は、電源１０の電圧値Ｖ１、ＬｉＢ２０の電圧値Ｖｌｉｂ、要求値Ｉ、素子抵抗値Ｒｘ、および素子許容損失Ｐｄｘを取得する。

その後、制御装置３は、電源１０とＬｉｂ２０との電圧差が規定値未満か否かを判定する（ステップＳ１０３）。制御装置３は、電源１０とＬｉｂ２０との電圧差が規定値未満でない、つまり、制御装置３は、電源１０とＬｉｂ２０との電圧差が規定値以上であると判定した場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、処理をステップＳ１０８へ移す。

また、制御装置３は、電源１０とＬｉｂ２０との電圧差が規定値未満であると判定した場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、スイッチＳ５をオンし、スイッチＳ０，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をオフしたときの、すなわち、抵抗回路４５の抵抗値が最大となる第１充電状態としたときの抵抗回路４５の消費電力Ｐｘを算出する（ステップＳ１０４）。なお、ステップＳ１０４で消費電力Ｐｘの算出に使用する素子抵抗値Ｒｘは、経路抵抗であり、消費電力Ｐｘの算出式の分母で使用する抵抗値である。ステップＳ１０４では、素子抵抗値Ｒｘは、Ｒ０＋Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４である。

そして、制御装置３は、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ未満か否かを判定する（ステップＳ１０５）。制御装置３は、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ未満でない、つまり、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ以上であると判定した場合（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、充電禁止またはＤＣ／ＤＣ１１に対して電源１０の電圧値Ｖ１低減指示を行い（ステップＳ１１０）、処理を終了する。

また、制御装置３は、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ未満であると判定した場合（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、スイッチＳ５をオンし、スイッチＳ０，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をオフしたときにＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒを算出する（ステップＳ１０６）。

そして、制御装置３は、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉより大きいか否かを判定する（ステップＳ１０７）。制御装置３は、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉより大きいと判定した場合（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、スイッチＳ５をオンし（ステップＳ１０８）、第１充電状態に移行して（ステップＳ１０９）、処理を終了する。

また、制御装置３は、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉより大きくない、つまり、抵抗回路４５の抵抗値を最大とし、ＬｉＢ２０に流れる電流値を最小としたときに、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉ以下であると判定した場合（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、電流値を増加させるべく図６に示すステップＳ２０１へ処理を移す。

図６に示すように、制御装置３は、ステップＳ２０１において、スイッチＳ５，Ｓ０をオンし、スイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４をオフしたときの、すなわち、抵抗回路４５の抵抗値が２番目に大きな値となる第２充電状態としたときの抵抗回路４５の消費電力Ｐｘを算出する。なお、ステップＳ２０１では、素子抵抗値Ｒｘは、Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３＋Ｒ４である。

そして、制御装置３は、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ未満か否かを判定する（ステップＳ２０２）。制御装置３は、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ未満でない、つまり、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ以上であると判定した場合（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、充電禁止またはＤＣ／ＤＣ１１に対して電源１０の電圧値Ｖ１低減指示を行い（ステップＳ２０７）、処理を終了する。

また、制御装置３は、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ未満であると判定した場合（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、スイッチＳ５，Ｓ０をオンし、スイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４をオフしたときにＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒを算出する（ステップＳ２０３）。

そして、制御装置３は、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉより大きいか否かを判定する（ステップＳ２０４）。制御装置３は、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉより大きいと判定した場合（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、スイッチＳ５，Ｓ０をオンし（ステップＳ２０５）、第２充電状態に移行して（ステップＳ２０６）、処理を終了する。

また、制御装置３は、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉより大きくない、つまり、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉ以下であると判定した場合（ステップＳ２０４，Ｎｏ）、さらに電流値を増加させるべく図７に示すステップＳ３０１へ処理を移す。

図７に示すように、制御装置３は、ステップＳ３０１において、スイッチＳ５，Ｓ０，Ｓ２をオンし、スイッチＳ３，Ｓ４をオフしたときの、すなわち、抵抗回路４５の抵抗値が３番目に大きな値となる第３充電状態としたときの抵抗回路４５の消費電力Ｐｘを算出する。なお、ステップＳ３０１では、素子抵抗値Ｒｘは、Ｒ１＋Ｒ３＋Ｒ４である。

そして、制御装置３は、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ未満か否かを判定する（ステップＳ３０２）。制御装置３は、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ未満でない、つまり、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ以上であると判定した場合（ステップＳ３０２，Ｎｏ）、充電禁止またはＤＣ／ＤＣ１１に対して電源１０の電圧値Ｖ１低減指示を行い（ステップＳ３０７）、処理を終了する。

また、制御装置３は、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ未満であると判定した場合（ステップＳ３０２，Ｙｅｓ）、スイッチＳ５，Ｓ０，Ｓ２をオンし、スイッチＳ３，Ｓ４をオフしたときにＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒを算出する（ステップＳ３０３）。

そして、制御装置３は、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉより大きいか否かを判定する（ステップＳ３０４）。制御装置３は、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉより大きいと判定した場合（ステップＳ３０４，Ｙｅｓ）、スイッチＳ５，Ｓ０，Ｓ２をオンし（ステップＳ３０５）、第３充電状態に移行して（ステップＳ３０６）、処理を終了する。

また、制御装置３は、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉより大きくない、つまり、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉ以下であると判定した場合（ステップＳ３０４，Ｎｏ）、さらに電流値を増加させるべく図８に示すステップＳ４０１へ処理を移す。

図８に示すように、制御装置３は、ステップＳ４０１において、スイッチＳ５，Ｓ０，Ｓ２，Ｓ３をオンし、スイッチＳ４をオフしたときの、すなわち、抵抗回路４５の抵抗値が４番目に大きな値となる第４充電状態としたときの抵抗回路４５の消費電力Ｐｘを算出する。なお、ステップＳ４０１では、素子抵抗値Ｒｘは、Ｒ１＋Ｒ４である。

そして、制御装置３は、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ未満か否かを判定する（ステップＳ４０２）。制御装置３は、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ未満でない、つまり、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ以上であると判定した場合（ステップＳ４０２，Ｎｏ）、充電禁止またはＤＣ／ＤＣ１１に対して電源１０の電圧値Ｖ１低減指示を行い（ステップＳ４０７）、処理を終了する。

また、制御装置３は、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ未満であると判定した場合（ステップＳ４０２，Ｙｅｓ）、スイッチＳ５，Ｓ０，Ｓ２，Ｓ３をオンし、スイッチＳ４をオフしたときにＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒを算出する（ステップＳ４０３）。

そして、制御装置３は、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉより大きいか否かを判定する（ステップＳ４０４）。制御装置３は、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉより大きいと判定した場合（ステップＳ４０４，Ｙｅｓ）、スイッチＳ５，Ｓ０，Ｓ２，Ｓ３をオンし（ステップＳ４０５）、第４充電状態に移行して（ステップＳ４０６）、処理を終了する。

また、制御装置３は、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉより大きくない、つまり、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉ以下であると判定した場合（ステップＳ４０４，Ｎｏ）、さらに電流値を増加させるべく図９に示すステップＳ５０１へ処理を移す。

図９に示すように、制御装置３は、ステップＳ５０１において、スイッチＳ５，Ｓ０，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をオンしたときの、すなわち、抵抗回路４５の抵抗値が最小となる第５充電状態としたときの抵抗回路４５の消費電力Ｐｘを算出する。なお、ステップＳ５０１では、素子抵抗値Ｒｘは、Ｒ１である。

そして、制御装置３は、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ未満か否かを判定する（ステップＳ５０２）。制御装置３は、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ未満でない、つまり、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ以上であると判定した場合（ステップＳ５０２，Ｎｏ）、充電禁止またはＤＣ／ＤＣ１１に対して電源１０の電圧値Ｖ１低減指示を行い（ステップＳ５０７）、処理を終了する。

また、制御装置３は、抵抗回路４５の消費電力Ｐｘが素子許容損失Ｐｄｘ未満であると判定した場合（ステップＳ５０２，Ｙｅｓ）、スイッチＳ５，Ｓ０，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をオンしたときにＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒを算出する（ステップＳ５０３）。

そして、制御装置３は、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉより大きいか否かを判定する（ステップＳ５０４）。制御装置３は、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉより大きいと判定した場合（ステップＳ５０４，Ｙｅｓ）、スイッチＳ５，Ｓ０，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をオンし（ステップＳ５０５）、第５充電状態に移行して（ステップＳ５０６）、処理を終了する。

また、制御装置３は、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉより大きくない、つまり、ＬｉＢ２０に流れる電流の電流値Ｉｒが要求値Ｉ以下であると判定した場合（ステップＳ５０４，Ｎｏ）、これ以上の抵抗回路４５の抵抗値操作では電流を増加できないため、充電禁止または電流値を増加すべくＤＣ／ＤＣ１１に対して電源１０の電圧値Ｖ１増加指示を行い（ステップＳ５０８）、処理を終了する。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 充電制御装置
１０ 電源
１１ ＤＣ／ＤＣ
１２ ＰｂＢ
２０ ＬｉＢ
３ 制御装置
４１ 系統間スイッチ
４２ 給電スイッチ
４３ 充電回路
４４ 放電回路
４５ 抵抗回路
５１，５２ 電圧センサ
５３ 電流センサ
１００ 自動運転制御装置
１０１ 第１負荷
１０２ 第２負荷
１１０ 第１系統
１２０ 第２系統
１３０ 充電経路
Ｓ０，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ１０ スイッチ
Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ１０ 抵抗素子

Claims (7)

1. 電源から２次電池を充電する充電経路に設けられ、抵抗値を変更可能な抵抗回路と、
   前記電源と前記２次電池との電圧差または前記２次電池に流れる電流に応じて、前記２次電池に流れる電流が電池要件を満たし、かつ前記抵抗回路に含まれる抵抗素子の許容損失を超えない電流値となるように、前記抵抗回路の抵抗値を可変制御する制御装置と
   を備えることを特徴とする充電制御装置。
2. 前記２次電池を放電する放電回路
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記２次電池が過充電状態になる場合に、前記放電回路によって前記２次電池を放電させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の充電制御装置。
3. 前記電源の電力が第１負荷に供給される第１系統と、
   前記２次電池の電力が第２負荷に供給される第２系統と、
   前記第１系統および前記第２系統を接続切断可能な系統間スイッチと
   を備え、
   前記抵抗回路は、
   前記系統間スイッチと前記２次電池との間に接続される
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の充電制御装置。
4. 前記電池要件は、
   前記２次電池に流れる電流の電流値が前記２次電池の状態推定に必要な電流値を超えていることである
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の充電制御装置。
5. 前記制御装置は、
   前記電源と前記２次電池との電圧差が規定値以上である場合には、前記電源と前記２次電池との電圧差が規定値未満である場合よりも、前記２次電池の状態推定に必要な電流値を低く設定する
   ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の充電制御装置。
6. 前記制御装置は、
   前記抵抗素子の消費電力が前記抵抗素子の許容損失以上になる場合に、前記電源の電圧を低減させる
   ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載の充電制御装置。
7. 電源から２次電池を充電する充電経路に設けられ抵抗値を変更可能な抵抗回路と、前記抵抗回路の抵抗値を可変制御する制御装置とを備える充電制御装置の前記制御装置が、前記電源と前記２次電池との電圧差または前記２次電池に流れる電流に応じて、前記２次電池に流れる電流が電池要件を満たし、かつ前記抵抗回路に含まれる抵抗素子の許容損失を超えない電流値となるように、前記抵抗回路の抵抗値を可変制御する工程
   を含むことを特徴とする充電制御方法。

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