JP5333457B2 - 車両の充電システム - Google Patents

Description

この発明は、車両の電源システムに関し、特に外部電源から充電が可能に構成された蓄電装置を搭載する車両の充電システムに関する。

電気自動車等のバッテリは、充電器により充電されるが、充電器から電力の供給を受ける負荷的な側面ばかりでなく、様々な電気負荷に対して電力を供給する電源的な側面を有するものである。バッテリの温度が所定範囲を外れる異常状態となったときにも、バッテリを冷却するファン等の冷却装置やその他のバッテリ保護回路は動作するから、これらの回路への電力の供給は、バッテリを電源としてなされていた。

しかしながら、バッテリの異常を検出した時に、そのバッテリに電気負荷を駆動させることは、バッテリの充電電力をバッテリ保護のためにのみ浪費してしまうことになる。このため、バッテリの異常状態が解消した時には相当の充電電力が消費されており、例え異常状態が解消された時点から直ちにバッテリの充電を再開したとしても、その消費された電力をカバーするために充電時間が延びてしまう。

また、充電されたバッテリの本来的な電力の供給対象である電気負荷には、バッテリの異常状態とは無関係に動作を必要とするものも存在する。例えば、自動車の場合には、バッテリの電気負荷としてライト、エアコンディショナなど各種の補機系が接続されるが、これらはバッテリ状態の如何を問わず作動の必要が生じる可能性のあるものである。したがって、この様な電気負荷が作動を開始した場合、バッテリからの電力供給が必要となり充電という点からは不都合であった。

特許第３２４７２３０号公報（特許文献１）には、電気自動車の充電制御装置であって、バッテリ状態により一時的に充電中断が必要な場合、冷却ファン、エアコン、ライトなどの補機の駆動状態に基づいて、充電器によって補機で消費される分だけの電力を供給し、電池電力の消費を抑制する充電制御装置が開示されている。
特許第３２４７２３０号公報

しかしながら、上記特許第３２４７２３０号公報に開示された電気自動車用充電制御装置は、バッテリ電流センサの誤差などにより、充電電力を０に正確に設定することが実現できない場合には、長時間の充電が継続される場合があり、バッテリの過充電が生じバッテリの寿命を短くしてしまうという可能性がある。また、充電器に故障が発生する場合も考えられ、充電器の故障の状態によっては充電を中止してバッテリを保護する必要も生じる。

この発明の目的は、バッテリの過充電となる可能性が低減された、外部電源から車載の蓄電装置を充電することが可能な車両の充電システムを提供することである。

この発明は、要約すると、車載の蓄電装置を充電する車両の充電システムであって、蓄電装置を充電するために車両外部の電源から電力が供給されるように構成された充電器と、蓄電装置に供給される充電電力を検知する充電電力検知部と、目標値に基づいて充電器に対する電力指令値を生成することによって充電器の制御を行なう充電制御装置とを備える。充電制御装置は、充電電力検知部により検知された充電電力と目標値との差を検出し、検出した差に基づいて充電器の異常発生の有無を判断する。

好ましくは、車両は、充電器から出力される電力の一部によって駆動され得る補機を含む。車両の充電システムは、充電器から出力される電力を検知する充電器出力電力検知部をさらに備える。充電制御装置は、充電器から出力される電力と充電電力とに基づいて、適切な充電電力を確保するためには補機で消費される補機消費電力が過大であるか否かを判断し、補機消費電力が過大であると判断した場合には、蓄電装置の充電状態がしきい値より小さくなったとき、または補機消費電力が過大である時間が所定時間を超えたときに、補機の動作停止を含む車両のシステム強制終了を実行する。

より好ましくは、充電制御装置は、補機消費電力が過大であると判断した場合には充電器による外部からの蓄電装置に対する充電を中断し、中断後に補機消費電力が減少し適切な充電電力を確保できる状態となったときに蓄電装置に対する充電を再開させる。

より好ましくは、適切な充電電力は、充電電力検知部の出力に基づいて蓄電装置の充電状態が適切に推定できる下限値より大きい電力である。

より好ましくは、蓄電装置は、補機への電力供給経路に接続された第１の蓄電装置と、充電器の出力が接続された第２の蓄電装置とを含む。車両の充電システムは、第１の蓄電装置の電圧と電気負荷への供給電圧との間で電圧変換を行なう第１の電圧コンバータと、第２の蓄電装置の電圧と供給電圧との間で電圧変換を行なう第２の電圧コンバータとをさらに備える。充電制御装置は、第１、第２の電圧コンバータを制御することにより充電器から充電電力が供給される充電対象を第１、第２の蓄電装置のうちから選択する。第１の蓄電装置が充電対象である場合には、充電制御装置は、補機消費電力が過大であると判断した場合には充電器による外部からの充電対象に対する充電を中断し、中断後に補機消費電力が減少し適切な充電電力を確保できる状態となったときに充電対象に対する充電を再開させる。第２の蓄電装置が充電対象である場合には、充電制御装置は、補機消費電力が過大であると判断した場合には、充電対象の充電状態がしきい値より小さくなったとき、または補機消費電力が過大である時間が所定時間を超えたときに、補機の動作停止を含む車両のシステム強制終了を実行する。

好ましくは、車両は、蓄電装置から電力を受けて作動する車両駆動用のモータと、モータと共に車両駆動用として併用される内燃機関とを含む。

本発明によれば、外部電源から充電を実行している際に、蓄電装置への過充電となる可能性が低減され、蓄電装置の寿命に悪影響を及ぼす可能性が低減される。

この発明による電動車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。 図１に示したコンバータ１２−１，１２−２の概略構成図である。 図１に示した充電器４２の概略構成図である。 図３のマイコン８８によって決定される充電電力の制限値の変化を示した図である。 図１に示した充電ＥＣＵ４６の機能ブロック図である。 図１の充電ＥＣＵ４６によって実行される外部充電時の充電器の異常判定および充電中止制御のフローチャートである。 図６のステップＳ２の判断を説明するための図である。 図６のステップＳ３での判断を説明するための図である。 目標値ＰＲと電力指令値ＣＨＰＷとの関係を示した図である。 図６のステップＳ４の処理を説明するための図である。 図６のステップＳ５，Ｓ６で実行される判断を説明するための図である。 図６のステップＳ８での判断を説明するための図である。 スレーブバッテリに充電される場合の補機消費「大」判定について説明するための図である。 図６のステップＳ９で実行される補機消費「大」判定の詳細を示したフローチャートである。 マスタバッテリ充電時の充電中断と再開について説明するための図である。

符号の説明

１０−１〜１０−３ 蓄電装置、１１−１〜１１−３ システムメインリレー、１２−１〜１２−２ 電圧コンバータ、１３−１ チョッパ回路、１４−１〜１４−３，１８−１〜１８−２，２０，９１，９３，９４ 電圧センサ、１６−１〜１６−３，１９，９２，９５ 電流センサ、２２ 補機、２３ ＤＣ／ＤＣコンバータ、２４ 補機バッテリ、３０−１〜３０−２ インバータ、３２−１〜３２−２ モータジェネレータ、３４ 動力分割装置、３６ エンジン、３８ 駆動輪、４２ 充電器、４３ パイロットランプ、４４ 車両インレット、４５ ナビゲーションＥＣＵ、４６ 充電ＥＣＵ、４８ 外部電源、５２ 電力算出部、５３ 減算部、５４ フィードバック制御部、６２ 加算部、６５ 出力制限部、８０ 電力制限部、８１ フィルタ、８２ ＡＣ／ＤＣ変換部、８３，Ｃ，Ｃ１ 平滑コンデンサ、８４ ＤＣ／ＡＣ変換部、８５ 絶縁トランス、８６ 整流部、８７ 温度センサ、８８ マイコン、１００ ハイブリッド自動車、Ｄ１Ａ，Ｄ１Ｂ ダイオード、Ｌ１ インダクタ、ＬＮ１Ａ 正母線、ＬＮ１Ｂ 配線、ＬＮ１Ｃ 負母線、ＭＮＬ 主負母線、ＭＰＬ 主正母線、ＮＬ１，ＮＬ２，ＮＬＣ 負極線、ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬＣ 正極線、Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂ スイッチング素子。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［車両の全体構成］
図１は、この発明による電動車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。

図１を参照して、ハイブリッド自動車１００は、蓄電装置１０−１〜１０−３と、システムメインリレー（System Main Relay）１１−１〜１１−３と、コンバータ１２−１，１２−２と、主正母線ＭＰＬと、主負母線ＭＮＬと、平滑コンデンサＣと、補機２２とを備える。また、ハイブリッド自動車１００は、インバータ３０−１，３０−２と、モータジェネレータ（Motor Generator）３２−１，３２−２と、動力分割装置３４と、エンジン３６と、駆動輪３８とをさらに備える。さらに、ハイブリッド自動車１００は、電圧センサ１４−１〜１４−３，１８−１，１８−２，２０と、電流センサ１６−１〜１６−３，１９と、ＭＧ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０とを備える。さらに、ハイブリッド自動車１００は、充電器４２と、車両インレット４４と、充電ＥＣＵ４６とを備える。

蓄電装置１０−１〜１０−３の各々は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池や、大容量のキャパシタ等を含む。蓄電装置１０−１は、システムメインリレー１１−１を介してコンバータ１２−１に接続され、蓄電装置１０−２，１０−３は、それぞれシステムメインリレー１１−２，１１−３を介してコンバータ１２−２に接続される。なお、以下において蓄電装置１０−１を「マスタバッテリ」と称する場合があり、また蓄電装置１０−２，１０−３を「スレーブバッテリ」と称する場合がある。

システムメインリレー１１−１は、蓄電装置１０−１とコンバータ１２−１との間に設けられる。システムメインリレー１１−２は、蓄電装置１０−２とコンバータ１２−２との間に設けられ、システムメインリレー１１−３は、蓄電装置１０−３とコンバータ１２−２との間に設けられる。なお、蓄電装置１０−２と蓄電装置１０−３との短絡を避けるため、システムメインリレー１１−２，１１−３は、選択的にオンされ、同時にオンされることはない。

コンバータ１２−１，１２−２は、互いに並列して主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに接続される。コンバータ１２−１は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＣ１に基づいて、蓄電装置１０−１と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で電圧変換を行なう。コンバータ１２−２は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＣ２に基づいて、コンバータ１２−２に電気的に接続された蓄電装置１０−２および蓄電装置１０−３のいずれかと主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で電圧変換を行なう。

補機２２は、システムメインリレー１１−１とコンバータ１２−１との間に配設される正極線ＰＬ１および負極線ＮＬ１に接続される。平滑コンデンサＣは、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間に接続され、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに含まれる電力変動成分を低減する。

インバータ３０−１，３０−２は、互いに並列して主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬに接続される。インバータ３０−１は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＩ１に基づいてモータジェネレータ３２−１を駆動する。インバータ３０−２は、ＭＧ−ＥＣＵ４０からの信号ＰＷＩ２に基づいてモータジェネレータ３２−２を駆動する。

モータジェネレータ３２−１，３２−２は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。モータジェネレータ３２−１，３２−２は、動力分割装置３４に連結される。動力分割装置３４は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車を含む。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン３６のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータ３２−１の回転軸に連結される。リングギヤは、モータジェネレータ３２−２の回転軸および駆動輪３８に連結される。この動力分割装置３４によって、エンジン３６が発生する動力は、駆動輪３８へ伝達される経路と、モータジェネレータ３２−１へ伝達される経路とに分割される。

そして、モータジェネレータ３２−１は、動力分割装置３４によって分割されたエンジン３６の動力を用いて発電する。たとえば、蓄電装置１０−１〜１０−３のＳＯＣが低下すると、エンジン３６が始動してモータジェネレータ３２−１により発電が行なわれ、その発電された電力が蓄電装置へ供給される。

一方、モータジェネレータ３２−２は、蓄電装置１０−１〜１０−３の少なくとも１つから供給される電力およびモータジェネレータ３２−１により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。モータジェネレータ３２−２の駆動力は、駆動輪３８に伝達される。なお、車両の制動時には、車両の運動エネルギーが駆動輪３８からモータジェネレータ３２−２に伝達されてモータジェネレータ３２−２が駆動され、モータジェネレータ３２−２が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータ３２−２は、車両の運動エネルギーを電力に変換して回収する回生ブレーキとして作動する。

ＭＧ−ＥＣＵ４０は、コンバータ１２−１，１２−２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２をそれぞれコンバータ１２−１，１２−２へ出力する。また、ＭＧ−ＥＣＵ４０は、モータジェネレータ３２−１，３２−２をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれインバータ３０−１，３０−２へ出力する。

また、ＭＧ−ＥＣＵ４０は、充電器４２によって蓄電装置１０−１の充電が行なわれるとき、充電ＥＣＵ４６から受ける信号ＣＨ１が活性化されると、充電器４２からコンバータ１２−２、主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬならびにコンバータ１２−１を順次介して蓄電装置１０−１へ充電電力が供給されるように信号ＰＷＣ１，ＰＷＣ２を生成してコンバータ１２−１，１２−２へそれぞれ出力する。

充電器４２は、車両インレット４４に入力端が接続され、システムメインリレー１１−２，１１−３とコンバータ１２−２との間に配設される正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２に出力端が接続される。充電器４２は、車両外部の電源（以下「外部電源」とも称する。）４８から供給される電力を車両インレット４４から受ける。そして、充電器４２は、充電ＥＣＵ４６から電力指令値ＣＨＰＷを受け、充電器４２の出力電圧を所定の直流電圧に制御しつつ、充電器４２の出力電力が電力指令値ＣＨＰＷに一致するように出力電力を制御する。車両インレット４４は、外部電源４８から電力を受けるための電力インターフェースである。

ハイブリッド自動車１００は、電圧センサ４７をさらに含む。電圧センサ４７は車両インレット４４に外部から与えられる電圧ＶＡＣを検出し、充電ＥＣＵ４６に検出値を出力する。

電圧センサ１４−１〜１４−３は、蓄電装置１０−１の電圧ＶＢ１、蓄電装置１０−２の電圧ＶＢ２および蓄電装置１０−３の電圧ＶＢ３をそれぞれ検出し、その検出値を充電ＥＣＵ４６へ出力する。電流センサ１６−１〜１６−３は、蓄電装置１０−１に対して入出力される電流ＩＢ１、蓄電装置１０−２に対して入出力される電流ＩＢ２および蓄電装置１０−３に対して入出力される電流ＩＢ３をそれぞれ検出し、その検出値を充電ＥＣＵ４６へ出力する。

電圧センサ１８−１，１８−２は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１との間の電圧ＶＬ１、および正極線ＰＬ２と負極線ＮＬ２との間の電圧ＶＬ２をそれぞれ検出し、その検出値を充電ＥＣＵ４６へ出力する。電流センサ１９は、コンバータ１２−２に対して入出力される正極線ＰＬ２の電流ＩＬを検出し、その検出値を充電ＥＣＵ４６へ出力する。なお、この電流センサ１９は、充電器４２によって蓄電装置１０−１の充電が行なわれるとき、充電器４２からコンバータ１２−２へ流れる電流を検出可能である。電圧センサ２０は、主正母線ＭＰＬと主負母線ＭＮＬとの間の電圧ＶＨを検出し、その検出値を充電ＥＣＵ４６へ出力する。

充電ＥＣＵ４６は、車両インレット４４に接続される外部電源４８による蓄電装置１０−１〜１０−３の充電時、蓄電装置１０−１〜１０−３の充電電力（ｋＷ／ｈ）の目標値ＰＲを算出する。

たとえば、電力一定充電（ＣＰ充電）を実行する場合には、まず蓄電装置の充電状態ＳＯＣが所定値以下のときに急速充電を実行する。このとき目標値ＰＲは、電圧センサ４７で検出する電圧ＶＡＣに基づいて設定される。たとえば電圧ＶＡＣが交流２００Ｖであれば２．０ｋＷ／ｈに設定され、電圧ＶＡＣが交流１００Ｖであれば１．２ｋＷ／ｈに設定される。その後、蓄電装置の充電状態が所定値から満充電しきい値の間では、追加充電が行なわれる。このとき目標値ＰＲは、固定値、例えば０．５ｋＷ／ｈに設定される。

また、急速充電時に電力一定充電（ＣＰ充電）を行ないその後追加充電時に電圧一定充電（ＣＶ充電）を行なう場合には、急速充電時には上記と同様に目標値ＰＲが設定され、追加充電時には蓄電装置の電圧ＶＢが満充電時の最終目標電圧をそのまま維持するように目標値ＰＲを調整する（目標値ＰＲが０ｋＷ／ｈ付近になったら充電終了させる）。

また、充電ＥＣＵ４６は、充電器４２によって蓄電装置１０−１〜１０−３のいずれの充電が行なわれるかを示す信号ＳＥＬを図示しない車両ＥＣＵから受ける。すなわち、この実施の形態においては、蓄電装置１０−１〜１０−３は、予め定められた順序で順次充電される。

なお、蓄電装置１０−１の充電が行なわれるときは、充電ＥＣＵ４６からＭＧ−ＥＣＵ４０へ信号ＣＨ１が出力され、充電器４２からコンバータ１２−２およびコンバータ１２−１を順次介して蓄電装置１０−１へ電力が流れるようにコンバータ１２−１，１２−２が動作する。ここで、蓄電装置１０−１とコンバータ１２−１との間に接続されている補機２２は、蓄電装置１０−１の充電が行なわれるときは、充電器４２から供給される電力によって動作する。一方、蓄電装置１０−２または蓄電装置１０−３の充電が行なわれるときは、補機２２は、蓄電装置１０−１から電力の供給を受ける。

そして、充電ＥＣＵ４６は、外部電源４８による蓄電装置１０−１〜１０−３の充電時、充電器４２の出力電力の目標値を示す電力指令値ＣＨＰＷを生成し、その生成した電力指令値ＣＨＰＷを充電器４２へ出力する。

ここで、充電ＥＣＵ４６は、電圧ＶＢ１〜ＶＢ３，ＶＬ１，ＶＬ２，ＶＨおよび電流ＩＢ１〜ＩＢ３，ＩＬの各検出値を受け、蓄電装置１０−１〜１０−３に実際に供給される充電電力が目標値ＰＲに一致するように、充電器４２の電力指令値ＣＨＰＷを上記各検出値に基づいてフィードバック補正する。すなわち、この実施の形態においては、充電器４２の出力電力が目標値に一致するように充電器４２を制御するだけでなく、蓄電装置の実際の充電電力が目標値に一致するように、蓄電装置の状態に基づいて電力指令値ＣＨＰＷがフィードバック補正される。これにより、蓄電装置１０−１〜１０−３の充電電力を目標値ＰＲに確実に一致させることができる。

車両１００は、さらに、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬ１とに接続され電圧変換を行なうＤＣ／ＤＣコンバータ２３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３から電源電流が供給される補機２２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２３とともに補機２２に接続される補機バッテリ２４とを含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ２３が電圧変換動作を中止しているときには、補機バッテリ２４から補機２２に対して電力の供給が行なわれる。またＤＣ／ＤＣコンバータ２３は、補機２２に電源電流を供給するだけでなく、補機バッテリ２４にも充電電流を供給する。

充電ＥＣＵ４６は、充電器４２によって外部から充電が行なわれている際にＤＣ／ＤＣコンバータ２３を動作させたり停止させたりする制御を行なう。また、充電ＥＣＵ４６によって外部充電が実行されているときに車両外部にいる運転者等に充電中であることを示すパイロットランプ４３が点灯される。したがって、パイロットランプ４３は車室外（たとえばサイドミラーの下部など）に設けられることが好ましい。また充電ＥＣＵ４６は、車両のキーが差込まれており、車両が起動状態（ＩＧ−ＯＮまたはＲｅａｄｙ ＯＮ状態）である場合には、ナビゲーションＥＣＵ４５に車両が充電中であることを表示させ、運転者に充電中であることを報知する。

そして、充電器４２に異常が発生したり充電中に補機２２による消費電力が大きく充電がなかなか進行しない場合には、パイロットランプ４３を点滅させたり、ナビゲーションＥＣＵ４５に指令を送り補機２２が動作中である旨を表示させたりし、補機２２のうち不要なものを動作停止させるように運転者に促す。

本実施の形態の前提となるのは、以下のＡ〜Ｆの特徴を持つ充電システムである：Ａ）車載の他のＥＣＵからの指令値により電力供給可能なプラグイン充電システム；Ｂ）蓄電装置に設けられている電圧センサおよび電流センサにより充電電力または補機消費電力がモニタ可能であり、また充電器４２直下の走行制御用の電圧センサ１８−２，電流センサ１９を利用することにより充電器４２が供給する電力がモニタ可能なシステム；Ｃ）複数の蓄電装置を持ち、補機駆動する蓄電装置１０−１と充電対象の蓄電装置とが同一の場合または別々の場合それぞれの充電パターンが混在するシステム；Ｄ）内部に設けられたサーミスタ等により過熱時にセーブ運転が可能な充電器４２を有するシステム；Ｅ）ユーザがイグニッションキースイッチをＯＮしたとき（ＩＧ−ＯＮ）にはナビゲーション画面にて任意の情報の表示が可能なシステム；Ｆ）車室外に設けられたパイロットランプ４３を点灯および点滅させることで、充電状態を簡易的にユーザに伝えるシステム。

図２は、図１に示したコンバータ１２−１，１２−２の概略構成図である。なお、各コンバータの構成および動作は同様であるので、以下ではコンバータ１２−１の構成および動作について代表として説明する。

図２を参照して、コンバータ１２−１は、チョッパ回路１３−１と、正母線ＬＮ１Ａと、負母線ＬＮ１Ｃと、配線ＬＮ１Ｂと、平滑コンデンサＣ１とを含む。チョッパ回路１３−１は、スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂと、ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂと、インダクタＬ１とを含む。

正母線ＬＮ１Ａは、一方端がスイッチング素子Ｑ１Ｂのコレクタに接続され、他方端が主正母線ＭＰＬに接続される。負母線ＬＮ１Ｃは、一方端が負極線ＮＬ１に接続され、他方端が主負母線ＭＮＬに接続される。

スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂは、負母線ＬＮ１Ｃと正母線ＬＮ１Ａとの間に直列に接続される。具体的には、スイッチング素子Ｑ１Ａのエミッタが負母線ＬＮ１Ｃに接続され、スイッチング素子Ｑ１Ｂのコレクタが正母線ＬＮ１Ａに接続される。ダイオードＤ１Ａ，Ｄ１Ｂは、それぞれスイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂに逆並列に接続される。インダクタＬ１は、スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂの接続ノードと配線ＬＮ１Ｂとの間に接続される。

配線ＬＮ１Ｂは、一方端が正極線ＰＬ１に接続され、他方端がインダクタＬ１に接続される。平滑コンデンサＣ１は、配線ＬＮ１Ｂと負母線ＬＮ１Ｃとの間に接続され、配線ＬＮ１Ｂおよび負母線ＬＮ１Ｃ間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。

チョッパ回路１３−１は、ＭＧ−ＥＣＵ４０（図１）からの信号ＰＷＣ１に応じて、蓄電装置１０−１（図１）と主正母線ＭＰＬおよび主負母線ＭＮＬとの間で双方向の直流電圧変換を行なう。信号ＰＷＣ１は、下アーム素子を構成するスイッチング素子Ｑ１Ａのオン／オフを制御する信号ＰＷＣ１Ａと、上アーム素子を構成するスイッチング素子Ｑ１Ｂのオン／オフを制御する信号ＰＷＣ１Ｂとを含む。そして、一定のデューティーサイクル（オン期間およびオフ期間の和）内でのスイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂのデューティー比（オン／オフ期間比率）がＭＧ−ＥＣＵ４０によって制御される。

スイッチング素子Ｑ１Ａのオンデューティーが大きくなるようにスイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂが制御されると（スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂはデッドタイム期間を除いて相補的にオン／オフ制御されるので、スイッチング素子Ｑ１Ｂのオンデューティーは小さくなる。）、蓄電装置１０−１からインダクタＬ１に流れるポンプ電流量が増大し、インダクタＬ１に蓄積される電磁エネルギーが大きくなる。その結果、スイッチング素子Ｑ１Ａがオン状態からオフ状態に遷移したタイミングでインダクタＬ１からダイオードＤ１Ｂを介して主正母線ＭＰＬへ放出される電流量が増大し、主正母線ＭＰＬの電圧が上昇する。

一方、スイッチング素子Ｑ１Ｂのオンデューティーが大きくなるようにスイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂが制御されると（スイッチング素子Ｑ１Ａのオンデューティーは小さくなる。）、主正母線ＭＰＬからスイッチング素子Ｑ１ＢおよびインダクタＬ１を介して蓄電装置１０−１へ流れる電流量が増大するので、主正母線ＭＰＬの電圧は下降する。

このように、スイッチング素子Ｑ１Ａ，Ｑ１Ｂのデューティー比を制御することによって、主正母線ＭＰＬの電圧を制御することができるとともに、蓄電装置１０−１と主正母線ＭＰＬとの間に流す電流（電力）の方向および電流量（電力量）を制御することができる。

図３は、図１に示した充電器４２の概略構成図である。
図３を参照して、充電器４２は、フィルタ８１と、電力制限部８０と、温度センサ８７と、電圧センサ９１，９３，９４と、電流センサ９２，９５と、マイコン（マイクロコンピュータ）８８とを含む。

電力制限部８０は、ＡＣ／ＤＣ変換部８２と、平滑コンデンサ８３と、ＤＣ／ＡＣ変換部８４と、絶縁トランス８５と、整流部８６とを含む。

フィルタ８１は、車両インレット４４（図１）とＡＣ／ＤＣ変換部８２との間に設けられ、外部電源４８（図１）による蓄電装置１０−１〜１０−３の充電時、車両インレット４４から外部電源４８へ高周波のノイズが出力されるのを防止する。ＡＣ／ＤＣ変換部８２は、単相ブリッジ回路を含む。ＡＣ／ＤＣ変換部８２は、マイコン８８からの駆動信号に基づいて、外部電源４８から供給される交流電力を直流電力に変換して正極線ＰＬＣおよび負極線ＮＬＣへ出力する。平滑コンデンサ８３は、正極線ＰＬＣと負極線ＮＬＣとの間に接続され、正極線ＰＬＣおよび負極線ＮＬＣ間に含まれる電力変動成分を低減する。

ＤＣ／ＡＣ変換部８４は、単相ブリッジ回路を含む。ＤＣ／ＡＣ変換部８４は、マイコン８８からの駆動信号に基づいて、正極線ＰＬＣおよび負極線ＮＬＣから供給される直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス８５へ出力する。絶縁トランス８５は、磁性材を含むコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれＤＣ／ＡＣ変換部８４および整流部８６に接続される。そして、絶縁トランス８５は、ＤＣ／ＡＣ変換部８４から受ける高周波の交流電力を一次コイルおよび二次コイルの巻数比に応じた電圧レベルに変換して整流部８６へ出力する。整流部８６は、絶縁トランス８５から出力される交流電力を直流電力に整流して正極線ＰＬ２および負極線ＮＬ２へ出力する。

電圧センサ９１は、フィルタ８１後の外部電源４８の電圧を検出し、その検出値をマイコン８８へ出力する。電流センサ９２は、外部電源４８から供給される電流を検出し、その検出値をマイコン８８へ出力する。電圧センサ９３は、正極線ＰＬＣと負極線ＮＬＣとの間の電圧を検出し、その検出値をマイコン８８へ出力する。電圧センサ９４は、整流部８６の出力側の電圧を検出し、その検出値をマイコン８８へ出力する。電流センサ９５は、整流部８６から出力される電流を検出し、その検出値をマイコン８８へ出力する。

マイコン８８は、電圧センサ９４および電流センサ９５の検出値に基づいて算出される充電器４２の出力電力が電力指令値ＣＨＰＷに一致するように、電圧センサ９１，９３，９４および電流センサ９２，９５の各検出値に基づいて、ＡＣ／ＤＣ変換部８２およびＤＣ／ＡＣ変換部８４を駆動するための駆動信号を生成する。そして、マイコン８８は、その生成した駆動信号をＡＣ／ＤＣ変換部８２およびＤＣ／ＡＣ変換部８４へ出力する。

温度センサ８７は、充電器４２が過熱状態に至るおそれがあるというセーブ運転条件が成立しているか否かを検出する。具体的には、温度センサ８７は、充電器４２の温度ＴＣを検出しマイコン８８に送信する。マイコン８８は、温度センサ８７の出力する温度ＴＣに基づいて、セーブモードと通常モードとの間で充電器４２の動作モードを変更する。電力制限部８０は、マイコン８８の制御の下で車両外部の電源からの電力を制限して蓄電装置１０−１〜１０−３への充電電力として供給する。

図４は、図３のマイコン８８によって決定される充電電力の制限値の変化を示した図である。

図４において、縦軸には充電電力である充電器４２からの出力電力が示される。横軸には温度センサ８７で検出される温度ＴＣが示される。マイコン８８は、温度が低い状態からしきい値温度Ｔ２に至るまでは、定格出力ＰＳ１を充電器４２の出力制限値として設定する。この場合の動作モードは通常モードである。そして温度ＴＣがしきい値温度Ｔ２を超えると、セーブモードに移行し、出力制限運転を電力制限部８０に実行させる。この場合の出力制限値はＰＳ１からＰＳ２に低下する。

そして温度ＴＣがしきい値温度Ｔ２からしきい値温度Ｔ３である間はセーブモードで充電器４２を運転させる。さらに温度ＴＣがしきい値温度Ｔ３を超えると、マイコン８８は、電力制限部８０の動作を停止させ充電を停止させる。

一方、充電を停止させることにより温度ＴＣがしきい値温度Ｔ３よりも低下すると、再びセーブモードで充電器を運転させしきい値温度Ｔ１に低下するまではセーブモードを維持する。そして温度ＴＣがしきい値温度Ｔ１よりもさらに低下した場合に、通常モードに充電器４２の動作モードを復帰させる。

図５は、図１に示した充電ＥＣＵ４６の機能ブロック図である。
図５を参照して、充電ＥＣＵ４６は、電力算出部５２と、減算部５３と、フィードバック（ＦＢ）制御部５４と、出力制限部６５と、加算部６２とを含む。

電力算出部５２は、充電器４２によって蓄電装置１０−１の充電が行なわれるとき、電圧ＶＢ１および電流ＩＢ１の検出値に基づいて蓄電装置１０−１の充電電力を算出し、その演算結果をモニタ値ＰＭとして減算部５３へ出力する。なお、充電器４２によって蓄電装置１０−１の充電が行なわれることは、図示されない車両ＥＣＵから受ける信号ＳＥＬによって判断される。また、充電器４２によって蓄電装置１０−２の充電が行なわれるとき、電力算出部５２は、電圧ＶＢ２および電流ＩＢ２の検出値に基づいて蓄電装置１０−２の充電電力を算出し、その演算結果をモニタ値ＰＭとして減算部５３へ出力する。また、充電器４２によって蓄電装置１０−３の充電が行なわれるとき、電力算出部５２は、電圧ＶＢ３および電流ＩＢ３の検出値に基づいて蓄電装置１０−３の充電電力を算出し、その演算結果をモニタ値ＰＭとして減算部５３へ出力する。

減算部５３は、上記の図示されない車両ＥＣＵから受ける蓄電装置１０−１〜１０−３の充電電力（ｋＷ／ｈ）の目標値ＰＲから、電力算出部５２によって算出されたモニタ値ＰＭを減算し、その演算結果をフィードバック制御部５４へ出力する。なお、目標値ＰＲは、蓄電装置１０−１〜１０−３ごとに異なってもよいし同じでもよい。

フィードバック制御部５４は、減算部５３から受ける充電電力（ｋＷ／ｈ）の目標値ＰＲとモニタ値との偏差を制御入力として比例積分演算を行ない（ＰＩ制御）、その演算結果をフィードバック補正値ＰＣ０として出力制限部６５へ出力する。

出力制限部６５は、目標値ＰＲに対して電力指令値ＣＨＰＷがあまり離れすぎないように制限を与える。フィードバック制御部５４から出力された制限前の補正値ＰＣ０を制限してあまり０から大きく離れた値とならないようにし補正値ＰＣを出力する。加算部６２は、出力制限部６５から受ける補正値ＰＣを目標値ＰＲに加算し、その演算結果を電力指令値ＣＨＰＷとして出力する。

この充電ＥＣＵ４６においては、フィードバック制御部５４によって、蓄電装置１０−１〜１０−３の充電電力（ｋＷ／ｈ）が所定の目標値ＰＲに一致するようにフィードバック制御される。

［充電器に対する制御］
本実施の形態では、上記に説明したハイブリッド車両の構成において、充電ＥＣＵ４６が図６および図１４に示す制御を行ない、充電器４２の異常検出や充電の中止、中断および再開を行なう。

図６は、図１の充電ＥＣＵ４６によって実行される外部充電時の充電器の異常判定および充電中止制御のフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼出されて実行される。なお、以下の説明において、判断を確定させるために所定時間の継続を要件とすることが実際には行なわれているが、フローチャートが煩雑になるので所定時間をカウンタで測定する処理は記載していない。

図１、図６を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳ１において充電電力フィードバック中であるか否かが充電ＥＣＵ４６によって判断される。充電電力フィードバック中というのは、充電ＥＣＵ４６によって実際に充電される電力が目標値ＰＲに近づくように充電器４２に対して電力指令値ＣＨＰＷを出力しフィードバック制御を行なうことが実行中であるかということである。

ステップＳ１において、充電電力フィードバック中でなければステップＳ１０に処理が進み制御はメインルーチンに移される。一方、ステップＳ１において充電電力フィードバック中であると判断された場合には、ステップＳ２に処理が進む。

ステップＳ２では、図５で目標値ＰＲに対して加算部６２によって加算される補正値ＰＣがしきい値−α１よりも小さいか否かが判断される。

図７は、図６のステップＳ２の判断を説明するための図である。
図７において、フィードバック補正値ＰＣがしきい値−α１より小さい領域Ａ１は、目標値ＰＲに対して−α１よりも小さい補正をかけて電力指令値ＣＨＰＷを出力している状態に対応する。このような状態は、充電器４２から蓄電装置１０−１，１０−２，１０−３のいずれかに向けて送られている電力が大きすぎるので、これを急激に小さくするように補正値が出力されている状態である。このような場合には、ステップＳ１１に処理が進み、充電器４２から出力される電力が目標値を異常に超過している状態であるという診断結果（ダイアグノーシス：diagnosis）が確定され、充電が中止される。

一方ステップＳ２において補正値ＰＣ＜−α１が成立しなかった場合にはステップＳ３に処理が進む。ステップＳ３では、補正値ＰＣがしきい値α２よりも大きいか否かが判断される。

図８は、図６のステップＳ３での判断を説明するための図である。
図８に示すように、フィードバック補正値ＰＣがしきい値α２よりも大きい領域Ａ２は、図５の目標値ＰＲに対してしきい値α２以上の大きな補正をかけて電力指令値ＣＨＰＷを出力している状態を示す。

このような状態は、充電器４２が故障等により電力をあまり出力することができなくなっていることが考えられる。したがって、ＰＣ＞α２が成立した場合には、ステップＳ１２に処理が進み、充電器４２の電力が目標値に対して非常に低下した状態であると診断結果（ダイアグノーシス：diagnosis）が確定され、充電が中止される。

一方ステップＳ３においてＰＣ＞α２が成立しなかった場合にはステップＳ４に処理が進む。ステップＳ４では、充電電力モニタ値ＰＭ２と目標値ＰＲとの差分がしきい値βより大きいか否かが判断される。

図９は、目標値ＰＲと電力指令値ＣＨＰＷとの関係を示した図である。
図９に示すように、電力指令値ＣＨＰＷは、目標値ＰＲ（≒ＰＭ２）に対して補機消費分の電力が足しこまれたラインＬ４によって決定される。なお、ラインＬ５は補機消費電力が最大となる見積もり量が加えられた場合のラインであり、ラインＬ４はラインＬ３とラインＬ５の間に位置する。なお、充電器４２がセーブ運転を実行している場合には、目標値ＰＲが大きくても充電器４２が制限値ＰＳに制限しているので充電器４２の内部では電力指令値ＣＨＰＷも領域Ａ４の内部に制限されている。

図１０は、図６のステップＳ４の処理を説明するための図である。
図１０を参照して、横軸に目標値ＰＲが示され、縦軸に充電電力モニタ値ＰＭ２が示されている。なお、充電電力モニタ値ＰＭ２は、充電対象の蓄電装置に充電される電力を対応する電流センサと電圧センサの検出値の積によって求めたものである。すなわちＰＭ２は、ＩＢ１×ＶＢ１，ＩＢ２×ＶＢ２，ＩＢ３×ＶＢ３のいずれか１つである。

そしてラインＬ１は、目標値ＰＲと充電電力モニタ値ＰＭ２とが一致する直線である。これに対し、ラインＬ２は、目標値ＰＲに対し充電電力モニタ値ＰＭ２がしきい値βだけ大きい状態を示すラインである。そして領域Ａ３は、しきい値β以上差分が大きくなっている領域である。

したがって図６のステップＳ４では、充電ＥＣＵ４６が、充電時の充電システムの動作点が領域Ａ３に存在しているか否かを判断する処理を行なっている。ステップＳ４において充電電力モニタ値ＰＭ２と目標値ＰＲとの差分がβより大きい場合には、ステップＳ１１に処理が進み診断結果（ダイアグノーシス：diagnosis）を確定させ、充電は停止される。この場合は、適正な許容値を示すβを超えて充電器から過大な電力が出力されている。これは、たとえば充電器４２に故障が発生して、指令値よりも大きな電力が出力されてしまうような場合が考えられる。

一方ステップＳ４において充電電力モニタ値ＰＭ２と目標値ＰＲとの差分がしきい値βより大きくなかった場合にはステップＳ５に処理が進む。ステップＳ５では、目標値ＰＲが所定値γより大きいか否かが判断される。続いてステップＳ６では、充電電力モニタ値ＰＭ２が所定値Ｘより小さいか否かが判断される。

図１１は、図６のステップＳ５，Ｓ６で実行される判断を説明するための図である。
図１１において、横軸に目標値ＰＲが示され、縦軸には充電電力モニタ値ＰＭ２が示される。なお、充電対象が、マスタバッテリである蓄電装置１０−１の場合には、充電電力モニタ値ＰＭ２はＩＢ１×ＶＢ１となる。

なお、目標値ＰＲに対する判定しきい値γは、測定値ＩＬ，ＶＬ２，ＩＢ１，ＶＢ１を検出するセンサのばらつきを考慮して、充電電力モニタ値ＰＭ２に対するしきい値Ｘより大きく設定された値である。

ここでしきい値Ｘは、蓄電装置の充電状態の判定が過充電を検出できないような誤判定をしないための下限の充電電力である。たとえば、蓄電装置の充電状態は、開放電圧（ＯＣＶ）で判断できることはよく知られているが、電力一定充電（ＣＰ充電）を実施しているときに、検出することが可能なのは開放電圧（ＯＣＶ）ではなく閉路電圧（ＣＣＶ）である。そして充電の完了後このＣＣＶに対応するしきい値によって判断している。しかし、この開放電圧（ＯＣＶ）に対して閉路電圧（ＣＣＶ）の差がたとえば充電が０．５ｋＷ行なわれている際の差である０．２ＶであるとしてＣＣＶしきい値を設定したとする。ここでは、０．５ｋＷが正しくＳＯＣを算出するための保証電力に該当する。このとき、充電している電力が０．５ｋＷよりも小さい場合には、ＣＣＶとＯＣＶとの差が０．２Ｖよりも小さくなる。したがって、充電される電力が小さい場合、実際のＯＣＶが想定されたＯＣＶ（ＣＣＶ−保証電力に対応する内部抵抗による電圧増加分）よりも大きくなってしまうので、蓄電装置に過充電が発生するおそれがある。

たとえば、ＯＣＶを４．０ＶにするためにＣＣＶが４．２Ｖになるまで充電を実行する場合を考える。充電電力が０．５ｋＷよりも小さい場合には、ＣＣＶを４．２Ｖになるまで充電するとＯＣＶは４．０Ｖより高い値となり想定されるＳＯＣよりも大きくなるので過充電の恐れがある。

図１１において、領域Ａ９に動作点が属する場合とは、目標値ＰＲが大きいのにもかかわらず実際に充電電力としてモニタされる値（充電電力モニタ値ＰＭ２＝ＩＢ１×ＶＢ１）が異常なほど小さい場合である。

図１１において充電システムの動作点が領域Ａ９に属する場合には、ステップＳ５からステップＳ６を経由してステップＳ７に処理が進む。一方、領域Ａ９に充電システムの動作点が属さない場合にはステップＳ５またはステップＳ６からステップＳ１０に処理が進み制御はメインルーチンに移される。

ステップＳ６からステップＳ７に処理が進んだ場合には、ステップＳ７において充電対象である蓄電装置によって補機が駆動中であるか否かが判断される。言い換えると、図１の構成では補機２２は蓄電装置１０−１から電力供給を受ける構成となっているので、ステップＳ７では、充電対象が蓄電装置１０−１であるか否かが判断される。

ステップＳ７において充電対象が補機が接続されている側の蓄電装置、すなわち図１の蓄電装置１０−１でない場合には、ステップＳ１２に処理が進む。この場合は、充電器４２から対象の蓄電装置１０−２または１０−３に充電される充電電力モニタ値ＰＭ２が目標値ＰＲに対して異常に少ないことが判明する。したがって、ステップＳ１２では、指令値に対応する電力を出力することができない故障が充電器４２に生じたと診断され、充電を停止し、そして故障である旨の診断結果（ダイアグノーシス：diagnosis）を確定させる。

一方ステップＳ７において充電対象が補機２２に電力を供給する蓄電装置であった場合にはステップＳ７からステップＳ８に処理が進む。ステップＳ８では、充電器４２から出力される供給電力がしきい値Ｙより小さいか否かが判断される。

図１２は、図６のステップＳ８での判断を説明するための図である。なお、図１２は、マスタバッテリである蓄電装置１０−１が充電対象になっている場合に適用される判定マップである。

図１２を参照して、横軸には図１の充電器４２から出力される電力をモニタした値（ＩＬ×ＶＬ２）が示されている。また縦軸には、対象である蓄電装置１０−１に充電される電力をモニタした値（ＩＢ１×ＶＢ１）が示されている。

ここでしきい値Ｘは、図１１でも説明したが、蓄電装置の充電状態の判定が過充電を検出できないような誤判定をしないための下限の充電電力である。ステップＳ８の処理を実行するまでには、ステップＳ６において充電電力モニタ値がしきい値Ｘより小さい場合に限定されている。

そこで図１２の領域Ａ７に動作点が存在する場合には、充電対象の推定ＳＯＣに誤差が生じ過充電のおそれがあるので、ステップＳ８からステップＳ１２に処理が進む。ステップＳ１２では充電を停止させるとともに充電器４２の出力電力低下異常であるという診断を確定させる。一方、領域Ａ８に動作点が属する場合には、ステップＳ８からステップＳ９に処理が進む。この場合は、充電器４２からは電力が出力されているが、補機２２において消費される電力が大きいので、蓄電装置１０−１に充電される電力が小さいという可能性がある。ステップＳ９においては、補機２２で消費される電力が大きいか否かの判定（以下補機消費「大」判定という）を実行し、その判定結果に対応する所定のフラグをＯＮ／ＯＦＦさせる。

ステップＳ９の判定が終了するとステップＳ１０において制御はメインルーチンに移される。

図１３は、スレーブバッテリに充電される場合の補機消費「大」判定について説明するための図である。

図１３を参照して、横軸には、充電電力モニタ値として（ＩＢ２×ＶＢ２）が設定されていることを示す。縦軸には、補機２２に対して電力供給を行なうために蓄電装置１０−１から放電される電力のモニタ値（ＩＢ１×ＶＢ１）が示されている。しきい値Ｘは、図１１，図１２でも説明したが、蓄電装置のＳＯＣを正しく検出することを保証するための最低電力を示すしきい値である。またしきい値Ｚは、スレーブ蓄電装置を充電している場合に適用される補機消費「大」を判定するためのしきい値である。

領域Ａ５では、充電器４２に出力電力が低下する故障が発生したと判定する領域であり、領域Ａ６は、補機の消費電力が大きい状態であると判定する領域である。

図１４は、図６のステップＳ９で実行される補機消費「大」判定の詳細を示したフローチャートである。

図１４を参照して、このフローチャートの処理が開始されると、まずステップＳ１０１において、補機消費電力が「大」であると判定されているか否かが判断される。これは対応するフラグがＯＮ状態であるか否かで判断することができる。ステップＳ１０１において補機の消費電力が「大」であると判定されていない場合にはステップＳ１０２に処理が進む。

ステップＳ１０２では、充電対象の蓄電装置で補機が駆動中であるか否かが判断される。言い換えると、補機を駆動する蓄電装置が現在の充電器４２による外部充電の対象であるか否かが判断される。ステップＳ１０２において充電対象の蓄電装置で補機が駆動中であると判断された場合にはステップＳ１０７に処理が進む。一方充電対象である蓄電装置で補機が駆動中でない場合にはステップＳ１０３に処理が進む。この場合には、蓄電装置１０−１は補機を駆動するが充電されることは無い。すなわちマスタバッテリにおいて放電が行なわれている。

ステップＳ１０３では、補機側放電電力モニタ値ＰＭ２がしきい値−Ｚよりも小であるか否かが判断される。ここで、補機側放電電力モニタ値ＰＭ２はＩＢ１×ＶＢ１である。ステップＳ１０３においてＰＭ２＜−Ｚが成立した場合にはステップＳ１０７に処理が進み、成立しなかった場合にはステップＳ１０６に処理が進む。

一方ステップＳ１０１において補機消費電力「大」と判定されていた場合にはステップＳ１０４に処理が進み一旦充電が中断されさらにステップＳ１０５に処理が進む。ステップＳ１０５では、補機側放電電力モニタ値ＰＭ２がしきい値Ｚより大であるか否かが判断される。ステップＳ１０５においてＰＭ２＞Ｚが成立した場合にはステップＳ１０６に処理が進み、成立しなかった場合はステップＳ１０７に処理が進む。

ステップＳ１０６では、補機消費電力が「大」であるという判定が行なわれる。この判定に対応してフラグがＯＮ状態に設定される。

一方ステップＳ１０７では、補機消費電力が「大」であるという判定がクリアされこれに対応するフラグがオフ状態に設定される。そして充電の再開が許可される。ステップＳ１０７の処理が終了するとステップＳ１１３に処理が進み制御はメインルーチンに移される。

一方ステップＳ１０６において補機消費電力が「大」であるという判定が行なわれた場合にはステップＳ１０８に処理が進み、補機を駆動する蓄電装置の充電状態ＳＯＣがしきい値Ａより小であるか否かが判断される。ここで図１の構成では、補機を駆動する蓄電装置とは蓄電装置１０−１が該当する。そしてしきい値Ａは、蓄電装置１０−１のダメージ防止のための充電状態ＳＯＣの管理下限値であり、蓄電装置の特性に基づいて定められる値である。

ステップＳ１０８において補機側ＳＯＣがしきい値Ａよりも小さい場合には、ステップＳ１１４に処理が進み車両のシステムを強制終了する。これにより、図１では蓄電装置１０−１が過放電となることを防ぐことができる。

一方ステップＳ１０８においてＳＯＣ＜Ａが成立しなかった場合にはステップＳ１０９に処理が進む。ステップＳ１０９では、車外のパイロットランプ４３を点滅させる。これは、ヘッドランプやハザードランプなどの消費電力が大きい補機を消し忘れたままユーザが車両から離れた可能性があるので、車外のパイロットランプを点滅させてユーザに報知するものである。なお、このパイロットランプは、充電実行中は点灯状態とし、ステップＳ１０９では、特殊な周期や色などで点滅を行ないユーザに注意を促す。なおこの点滅の方法は車両に付属の説明書などに記載しておく。

続いてステップＳ１１０においてイグニッションキースイッチがＯＮ状態であるか否かが判断される。なお、イグニッションキースイッチがＯＮ状態であるとは、車両が発進可能にある状態（Ｒｅａｄｙ ＯＮ状態）を示す。

ステップＳ１１０においてイグニッションキースイッチがＯＮ状態でなかった場合にはステップＳ１１１に処理が進む。この場合、ユーザが車両の内部にいない場合が多いので、消し忘れられた補機がそのままになる可能性が高い。したがってステップＳ１１１では、補機放電電力モニタ値ＰＭ２が大きい状態が一定以上となった場合にステップＳ１１４に処理が進み、システムを強制終了させる。これにより、図１のシステムメインリレー１１−１がオープン状態になるので、蓄電装置１０−１からの過放電が防止され蓄電装置が保護される。

一方ステップＳ１１１において、補機放電電力モニタ値ＰＭ２が大きい状態が一定時間以上継続していない場合にはステップＳ１１３に処理が進み制御はメインルーチンに移される。

またステップＳ１１０においてイグニッションキースイッチがＯＮ状態であった場合には、ステップＳ１１２に処理が進み充電ＥＣＵ４６がナビゲーションＥＣＵ４５に対してナビゲーション画面に警告メッセージを表示させる。この警告メッセージとしては、たとえば「充電電力が不足しています、ＩＧランプをお切り下さい」などの割込表示を実行させる。また、マスタバッテリである蓄電装置１０−１の残量が低下しているときには、ナビゲーション画面を赤くするなどより切迫感を示す方法で表示を行なわせてもよい。

ステップＳ１１２において警告メッセージの表示が実行された後には、ステップＳ１１３に処理が進み、制御はメインルーチンに移される。

図１５は、マスタバッテリ充電時の充電中断と再開について説明するための図である。
図１５を参照して、まずマスタバッテリ充電中において領域Ａ８に動作点が属する場合には、充電ＥＣＵ４６は充電器４２に対して充電を中断させる。これは、補機による消費電力が大きいため、マスタバッテリに、しきい値Ｘ以上の電力が充電できない場合を示している。このような場合には、充電状態ＳＯＣの正しい算出ができないので、マスタバッテリが過充電となってしまうおそれがある。このため充電を一旦中断させる。

そして、補機が動作停止したことによりマスタバッテリから放電される電力ＩＢ１×ＶＢ１が減少し、±Ｚ以内に入った場合に充電を再開させる。電力消費が大きかった補機が停止されたことにより充電再開時にしきい値Ｘよりも大きい電力の充電が期待できる。

この場合、充電器４２から供給される電力ＩＬ×ＶＬ２のばらつきが大きい場合に充電中断と再開の頻度が高くなるハンチングを防止するために、図１５においてβ１＞β２に設定しヒステリシスを設けるようにすれば好ましい。

また、一定期間内で、設定回数以上の充電中断と再開の繰返しがある場合には、充電器の出力する電力の低下異常であるという診断を確定させシステムを終了してもよい。

一方、スレーブバッテリすなわち図１の蓄電装置１０−２または１０−３の充電時には、充電を継続すると、スレーブバッテリへの充電完了前に補機電力消費によりマスタバッテリの過放電が生じるおそれがある場合がある。このような場合には以下の式で時間ＴＡ，ＴＢを算出しこれに基づいてユーザに告知する。

ＴＡ（残充電時間）＝（スレーブバッテリ充電残容量）／（充電電力）
ＴＢ（マスタバッテリＳＯＣ持続時間）＝（（マスタバッテリＳＯＣ）−（強制終了ＳＯＣ））／（補機消費電力）
そして、ＴＢ＜ＴＡとなる場合には、補機消費電力が図１５のしきい値Ｘより小の場合でも補機消費電力「大」であると判定し、スレーブバッテリの充電は継続するがユーザには告知することがよい。

このとき、補機消費電力と比較するしきい値である補機消費「大」判定値は、（マスタバッテリ残電力量）／（スレーブバッテリ充電残容量）×（充電電力）で算出できる。

最後に、本実施の形態について図１を参照して総括する。本実施の形態に係る車載の蓄電装置１０−１〜１０−３を充電する車両の充電システムは、蓄電装置１０−１〜１０−３を充電するために車両外部の電源４８から電力が供給されるように構成された充電器４２と、蓄電装置１０−１〜１０−３に供給される充電電力を検知する充電電力検知部（電圧センサ１４−１〜１４−３，電流センサ１６−１〜１６−３）と、目標値ＰＲに基づいて充電器（４２）に対する電力指令値ＣＨＰＷを生成することによって充電器４２の制御を行なう充電制御装置（充電ＥＣＵ４６）とを備える。充電制御装置は、図６のステップＳ４に示すように、充電電力検知部により検知された充電電力モニタ値ＰＭ２と目標値ＰＲとの差を検出し、検出した差に基づいて充電器４２の異常発生の有無を判断する。

好ましくは、車両１００は、充電器４２から出力される電力の一部によって駆動され得る補機２２を含む。車両１００の充電システムは、充電器４２から出力される電力を検知する充電器出力電力検知部（電圧センサ１８−２，電流センサ１９）をさらに備える。充電制御装置は、充電器４２から出力される電力と充電電力とに基づいて、適切な充電電力（図１１，図１２のしきい値Ｘ）を確保するためには補機２２で消費される補機消費電力が過大であるか否かを判断し、補機消費電力が過大であると判断した場合には、蓄電装置の充電状態がしきい値Ａより小さくなったとき（図１４のステップＳ１０８でＹＥＳ）、または補機消費電力が過大である時間が所定時間を超えたとき（図１４のステップＳ１１１でＹＥＳ）に、補機２２の動作停止を含む車両のシステム強制終了を実行する（図１４のステップＳ１１４）。

より好ましくは、充電制御装置は、補機消費電力が過大であると判断した場合には充電器４２による外部からの蓄電装置１０−１〜１０−３に対する充電を中断し、中断後に補機消費電力が減少し適切な充電電力を確保できる状態となったときに蓄電装置に対する充電を再開させる。

より好ましくは、適切な充電電力（しきい値Ｘ）は、充電電力検知部の出力に基づいて蓄電装置の充電状態ＳＯＣが適切に推定できる下限値より大きい電力である。

より好ましくは、蓄電装置は、補機への電力供給経路（ＰＬ１、ＮＬ１）に接続された第１の蓄電装置１０−１と、充電器４２の出力が接続される経路（ＰＬ２、ＮＬ２）に接続された第２の蓄電装置１０−２とを含む。車両の充電システムは、第１の蓄電装置の電圧ＶＬ１と電気負荷への供給電圧ＶＨとの間で電圧変換を行なう第１の電圧コンバータ１２−１と、第２の蓄電装置１０−２の電圧ＶＬ２と供給電圧ＶＨとの間で電圧変換を行なう第２の電圧コンバータ１２−２とをさらに備える。充電制御装置は、第１、第２の電圧コンバータを制御することにより充電器４２から充電電力が供給される充電対象を第１、第２の蓄電装置１０−１，１０−２のうちから選択する。第１の蓄電装置１０−１が充電対象である場合には、充電制御装置は、補機消費電力が過大であると判断した場合には充電器４２による外部からの充電対象に対する充電を中断し、中断後に補機消費電力が減少し適切な充電電力を確保できる状態となったときに充電対象に対する充電を再開させる。第２の蓄電装置１０−２が充電対象である場合には、充電制御装置は、補機消費電力が過大であると判断した場合には、充電対象の充電状態ＳＯＣがしきい値Ａより小さくなったとき（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、または補機消費電力が過大である時間が所定時間を超えたとき（ステップＳ１１１でＹＥＳ）に、補機の動作停止を含む車両のシステム強制終了を実行する。

好ましくは、車両（１００）は、蓄電装置１０−１〜１０−３から電力を受けて作動する車両駆動用のモータ（モータジェネレータ３２−２）と、モータと共に車両駆動用として併用される内燃機関（エンジン３６）とを含む。

本実施の形態の特徴を列挙すると以下のとおりである。
（１）電池を保護するため、充電電力が目標値と乖離する前にフィードバック補正量のずれがしきい値よりも大きいことで充電器４２の異常を検知する（図６のステップＳ２、Ｓ３）。急な故障も瞬時に検知するため、充電電力の絶対値または充電電力モニタ値と目標値の偏差にもしきい値を設定する。いずれかの値がしきい値を超えたことで充電器４２の故障の診断を確定させる。

（２）モニタ値低下検出の際、センサ出力バラツキによる故障の誤検出を防止するため、目標電力の下限を設定する（図１１）。

（３）さらに、電力絶対値低下を検出する際には、補機駆動をしている電池と充電対象の電池とが同一の場合のみに限定し（図６のステップＳ７でＹＥＳ）、補機での消費電力増加の際の故障誤検出防止のため供給電力も低下したときに限定して（ステップＳ８でＹＥＳ）異常を検出する。

（４）上記（３）の条件が不成立での充電電力低下時は、過充電防止のため補機での消費電力が大きいと判断し、充電を中断する（図１４のステップＳ１０４）。なお補機駆動電池と充電対象電池とが異なる場合には（ステップＳ１０２でＹＥＳ）充電を継続させる（補機接続側電池の放電量にて補機消費電力はモニタする）。

（５）補機での消費電力が「大」時には、ユーザへ補機停止喚起のため表示系を操作する（図１４のステップＳ１０９、Ｓ１１２）。たとえばＩＧ−ＯＮ時ではナビゲーション画面に表示し、ＩＧ−ＯＦＦ時は、車室外のパイロットランプを独自パターンの点滅をさせるなど、注意喚起方法を適宜切換える。なお、パイロットランプはＩＧ−ＯＮ時には点滅させないでも良いが、イグニッションキースイッチをＯＦＦし忘れてユーザが車室外に出たことも想定し、図１４のフローチャートではパイロットランプ４３は常時点滅させている。

また、ＩＧ−ＯＦＦかつ消費電力が想定内であることで、固有の補機（ランプ、ハザードなどイグニッションキースイッチ非連動の補機）に限定し注意を喚起してもよい。

さらに、充電対象が補機を駆動する蓄電装置１０−１でないときに、蓄電装置１０−２または１０−３の充電完了までに蓄電装置１０−１が強制終了に至るという消費電力の方が補機消費電力「大」判定しきい値よりも小さい場合、その小さい方を優先して注意喚起の表示をしてもよい。

（６）補機消費電力「大」時に、補機側電池の容量しきい値以下に到達したときには、電池を過放電から保護するためシステムを強制終了させる（ステップＳ１０８でＹＥＳ）。消費量および消費時間のしきい値を超えたときは、ユーザが車両から離れたと判定し、残容量の低下を待たずにシステムを強制終了させる（ステップＳ１１１でＹＥＳ）。

（７）補機での消費電力「大」での中断中に、補機の消費電力が低下し（ステップＳ１０５でＮＯ）必要な充電量が確保されＳＯＣ算出誤差による過充電が回避される場合は、充電を復帰し充電の機会を確保する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims (5)

1. 車載の蓄電装置を充電する車両の充電システムであって、
   前記蓄電装置を充電するために車両外部の電源から電力が供給されるように構成された充電器と、
   前記蓄電装置に供給される充電電力を検知する充電電力検知部と、
   目標値に基づいて前記充電器に対する電力指令値を生成することによって前記充電器の制御を行なう充電制御装置とを備え、
   前記充電制御装置は、前記充電電力検知部により検知された充電電力と前記目標値との差を検出し、検出した差に基づいて前記充電器の異常発生の有無を判断し、
   前記車両は、
   前記充電器から出力される電力の一部によって駆動され得る補機を含み、
   前記蓄電装置は、
   前記補機への電力供給経路に接続された第１の蓄電装置と、
   前記充電器の出力が接続された第２の蓄電装置とを含み、
   前記車両の充電システムは、
   前記第１の蓄電装置の電圧と電気負荷への供給電圧との間で電圧変換を行なう第１の電圧コンバータと、
   前記第２の蓄電装置の電圧と前記供給電圧との間で電圧変換を行なう第２の電圧コンバータとをさらに備え、
   前記充電制御装置は、前記第１、第２の電圧コンバータを制御することにより前記充電器から前記充電電力が供給される充電対象を前記第１、第２の蓄電装置のうちから選択し、
   前記第１の蓄電装置が充電対象である場合には、前記充電制御装置は、前記補機の消費電力が過大であると判断したときには前記充電器による外部からの前記充電対象に対する充電を中断し、中断後に前記補機の消費電力が減少し適切な前記充電電力を確保できる状態となったときに前記充電対象に対する充電を再開させ、
   前記第２の蓄電装置が充電対象である場合には、前記充電制御装置は、前記補機の消費電力が過大であると判断したときには、前記充電対象の充電状態がしきい値より小さくなったとき、または前記補機の消費電力が過大である時間が所定時間を超えたときに、前記補機の動作停止を含む車両のシステム強制終了を実行する、車両の充電システム。
2. 前記車両の充電システムは、
   前記充電器から出力される電力を検知する充電器出力電力検知部をさらに備え、
   前記充電制御装置は、前記充電器から出力される電力と前記充電電力とに基づいて、適切な前記充電電力を確保するためには前記補機で消費される消費電力が過大であるか否かを判断し、前記補機の消費電力が過大であると判断した場合には、前記蓄電装置の充電状態がしきい値より小さくなったとき、または前記補機の消費電力が過大である時間が所定時間を超えたときに、前記補機の動作停止を含む車両のシステム強制終了を実行する、請求項１に記載の車両の充電システム。
3. 前記充電制御装置は、前記補機の消費電力が過大であると判断した場合には前記充電器による外部からの前記蓄電装置に対する充電を中断し、中断後に前記補機の消費電力が減少し適切な前記充電電力を確保できる状態となったときに前記蓄電装置に対する充電を再開させる、請求項２に記載の車両の充電システム。
4. 前記適切な前記充電電力は、前記充電電力検知部の出力に基づいて前記蓄電装置の充電状態が適切に推定できる下限値より大きい電力である、請求項２または３に記載の車両の充電システム。
5. 前記車両は、
   前記蓄電装置から電力を受けて作動する車両駆動用のモータと、
   前記モータと共に車両駆動用として併用される内燃機関とを含む、請求項１に記載の車両の充電システム。

Images