JP5975526B2

JP5975526B2 - 充電装置

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Publication number: JP5975526B2
Application number: JP2013106358A
Authority: JP
Inventors: 大隈　重男; 重男大隈; 良輔高口
Original assignee: Nichicon Capacitor Ltd
Current assignee: Nichicon Capacitor Ltd
Priority date: 2013-05-20
Filing date: 2013-05-20
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2033-05-20
Also published as: JP2014230332A

Description

本発明は、車両に搭載されたバッテリーを充電する充電装置に関し、特に複数の充電モジュールを備えた単相三相充電兼用型の充電装置に関する。

近年、外部から供給される交流入力電力を用いて直流充電電力を生成して、車両に搭載されたバッテリーを充電する充電装置が開発されている。この充電装置では、バッテリーの充電時間の短縮のために、直流充電電力の高出力化が求められている。高出力化を実現するための充電装置としては、例えば図１５に示す構成のものが考えられる。

この充電装置１’は、図１５に示すように、充電回路４を含む複数の（３つの）充電モジュール２’（２Ａ’〜２Ｃ’）と、ＭＣＵ（Micro Control Unit）８と、各充電モジュール２’およびＭＣＵ８間でデータ伝送を可能にする通信ライン５とを備え、交流電源６からの交流入力電力の入力を受けて、バッテリーを充電するための直流充電電力を生成する。

この充電装置１’によれば、ＭＣＵ８が、各充電モジュール２’を制御し、各充電モジュール２’の充電回路４から出力される直流電力を足し合わせたものを直流充電電力とすることで、高出力化が実現される。

しかしながら、この充電装置１’では、ＭＣＵ８が各充電モジュール２’を制御する構成となっているため、ＭＣＵ８が故障等で動作不可能な状態となった場合には、充電が一切できなくなるという問題があった。

また、上記充電装置１’と異なる構成の充電装置として、ＭＰＵ（ＣＰＵ）および充電回路を含む複数の充電モジュールと、各充電モジュール間でデータの送受信を可能にする通信ラインとを備えた単相三相充電兼用型の充電装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の充電装置によれば、マスター権を有する複数の充電モジュールの１つ（マスター充電モジュール）がマスターとして動作（マスター動作）し、残りの充電モジュール（スレーブ充電モジュール）がスレーブとして動作（スレーブ動作）し、上記の充電装置１’と同様、高出力化が実現される。

しかしながら、特許文献１に記載の充電装置でも、マスター充電モジュールが故障等で動作不可能な状態となった場合に、充電が一切できなくなるという問題がある。
また、この充電装置では、予め設定されたマスター充電モジュールが充電の度にマスター動作を続行する構成となっているため、マスター充電モジュールに負荷がかかって故障等が発生しやすくなり、該マスター充電モジュールを備えた充電装置の製品寿命が短くなるという問題もあった。

特開２０１２−１１５００６号

そこで、本発明の課題は、マスター権を有する充電モジュールがマスター動作不可能な状態となった場合にも充電を可能とし、製品寿命を向上させた充電装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、（１）マイコンおよび充電回路を含む複数の充電モジュールと、前記複数の充電モジュール間でのデータ伝送を可能にする通信ラインとを備え、マスター権を有する前記複数の充電モジュールの１つがマスター動作し、残りがスレーブ動作し、単相または三相の交流入力電力の入力を受けて直流充電電力を生成することにより、車両に搭載されたバッテリーを充電する充電装置であって、前記各マイコンは、前記マスター権を有するか否かを示すマスター権データを記憶する記憶部と、前記マスター権データに基づいて、マスター動作するのかスレーブ動作するのかを認識して、マスター動作またはスレーブ動作により前記充電回路を制御する制御部と、前記各充電回路自身の状態を監視して、該状態を示す状態データを生成する状態監視部と、を備え、前記マスター権を有する充電モジュールの制御部は、前記状態データに基づいてマスター動作を続行可能か否かを判定し、マスター動作を続行可能と判定した場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更しない一方、マスター動作を続行不可能と判定した場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更して、前記マスター権を他の１つの充電モジュールに譲り渡し、前記マスター権を譲り渡された充電モジュールの制御部は、前記変更されたマスター権データに基づいて、自らがマスター動作するとともに、他の充電モジュールをスレーブ動作させることを特徴とする充電装置としたものである。
この構成（１）によれば、状態監視部が各充電回路自身の状態を示す状態データを生成し、マスター権を有する充電モジュールの制御部が、状態データに基づいてマスター動作を続行不可能と判定した場合に、各記憶部に記憶されたマスター権データを変更し、マスター権を他の１つの充電モジュールに譲り渡す。このため、マスター権を有する充電モジュールがマスター動作不可能な状態となった場合でも、譲り渡されたマスター権を有する他の充電モジュールがマスター動作するので、充電が可能になる。

上記構成（１）において、（２）前記状態監視部は、前記各充電回路自身の故障状態を監視して、該故障が有るか否かを示す故障データを生成する故障監視部を含み、前記マスター権を有する充電モジュールの制御部は、前記故障が無いことを示す故障データが生成されている場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更しない一方、前記故障が有ることを示す故障データが生成されている場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更して、前記マスター権を他の１つの充電モジュールに譲り渡すことが好ましい。
この構成（２）によれば、状態監視部が、充電回路自身の故障が有るか否かを示す故障データを生成する故障監視部を含み、マスター権を有する充電モジュールの制御部が、故障が有ることを示す故障データが生成されている場合に、各記憶部に記憶されたマスター権データを変更して、マスター権を他の１つの充電モジュールに譲り渡す。このため、マスター権を有する充電モジュールが故障した場合でも、譲り渡されたマスター権を有する他の充電モジュールがマスター動作するので、充電が可能になる。

上記構成（１）において、（３）前記状態監視部は、前記各充電回路自身の充電回数を監視して、該充電回数を示す充電回数データを生成する充電回数監視部を含み、前記マスター権を有する充電モジュールの制御部は、前記充電回数が所定回数未満であることを示す充電回数データが生成されている場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更しない一方、前記充電回数が前記所定回数以上であることを示す充電回数データが生成されている場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更して、前記マスター権を他の１つの充電モジュールに譲り渡すことが好ましい。
この構成（３）によれば、状態監視部が、充電回路自身の充電回数を示す充電回数データを生成する充電回数監視部を含み、マスター権を有する充電モジュールの制御部が、充電回数が所定回数以上であることを示す充電回数データが生成されている場合に、各記憶部に記憶されたマスター権データを変更して、マスター権を他の１つの充電モジュールに譲り渡す。このため、充電回数が所定回数以上になって、マスター権を有する充電モジュールに負荷がかかっている場合に、該充電モジュールが交替され、譲り渡されたマスター権を有する他の充電モジュールがマスター動作するので、充電モジュールの負荷が分散され、充電装置の製品寿命が向上する。

上記構成（３）において、（４）前記マスター権を有する充電モジュールの制御部は、前記充電回数が前記所定回数以上であることを示す充電回数データが生成されている場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更して、前記マスター権を、充電回数の最も少ないことを示す充電回数データが生成されている他の１つの充電モジュールに譲り渡すことが好ましい。
この構成（４）によれば、マスター権を有する充電モジュールの制御部が、充電回数が所定回数以上であることを示す充電回数データが生成されている場合に、マスター権を、充電回数の最も少ない他の１つの充電モジュールに譲り渡す。このため、充電モジュールの負荷が均一に分散され、充電装置の製品寿命がさらに向上する。

上記構成（１）において、（５）前記状態監視部は、前記各充電回路自身の充電積算時間を監視して、該充電積算時間を示す充電積算時間データを生成するタイマー部を含み、前記マスター権を有する充電モジュールの制御部は、前記充電積算時間が所定時間未満であることを示す充電積算時間データが生成されている場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更しない一方、前記充電積算時間が前記所定時間以上であることを示す充電積算時間データが生成されている場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更して、前記マスター権を他の１つの充電モジュールに譲り渡すことが好ましい。
この構成（５）によれば、状態監視部が、充電回路自身の充電積算時間を示す充電積算時間データを生成するタイマー部を含み、マスター権を有する充電モジュールの制御部が、充電積算時間が所定時間以上であることを示す充電積算時間データが生成されている場合に、各記憶部に記憶されたマスター権データを変更して、マスター権を他の１つの充電モジュールに譲り渡す。このため、充電積算時間が所定時間以上になって、マスター権を有する充電モジュールに負荷がかかっている場合に、該充電モジュールが交替され、譲り渡されたマスター権を有する他の充電モジュールがマスター動作するので、充電モジュールの負荷が分散され、充電装置の製品寿命が向上する。

上記構成（５）において、（６）前記マスター権を有する充電モジュールの制御部は、前記充電積算時間が前記所定時間以上であることを示す充電積算時間データが生成されている場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更して、前記マスター権を、充電積算時間の最も短いことを示す充電積算時間データが生成されている他の１つの充電モジュールに譲り渡すことが好ましい。
この構成（６）によれば、マスター権を有する充電モジュールの制御部が、充電積算時間が所定時間以上であることを示す充電積算時間データが生成されている場合に、マスター権を、充電積算時間の最も少ない他の１つの充電モジュールに譲り渡す。このため、充電モジュールの負荷が均一に分散され、充電装置の製品寿命がさらに向上する。

上記構成（５）または（６）において、（７）前記各充電モジュールは、前記バッテリーの充電中に動作する前記充電回路の動作温度を測定する動作温度測定部をさらに含み、前記タイマー部は、前記充電積算時間データとして、前記動作温度に応じて予め定められた重み付け係数により重み付けされた充電積算時間を示す重み付け充電積算時間データを生成することが好ましい。
この構成（７）によれば、タイマー部によって生成された充電積算時間データが充電モジュールの動作温度を反映させたものとなっている。このため、該充電積算時間データに基づいて、充電モジュールの実際の動作状態に極めて近い形で、マスター権を有する充電モジュールを動作続行可能か否か（マスター権を譲り渡すか否か）を判定することができるので、充電モジュールの負荷がより均一に分散される。

上記構成（５）〜（７）のいずれかにおいて、（８）前記タイマー部は、前記充電積算時間データとして、前記単相の交流入力電力の入力を受けて前記バッテリーを充電した場合の充電積算時間を示す単相充電積算時間データを生成することが好ましい。
この構成（８）によれば、タイマー部によって生成された単相充電積算時間データが充電モジュールの単相充電を反映させたものとなっている。このため、該単相充電積算時間データに基づいて、充電モジュールの実際の充電状態に極めて近い形で、マスター権を有する充電モジュールを動作続行可能か否か（マスター権を譲り渡すか否か）を判定することができるので、充電モジュールの負荷がより均一に分散される。

本発明によれば、マスター権を有する充電モジュールがマスター動作不可能な状態となった場合にも充電を可能とし、製品寿命を向上させた充電装置を提供することができる。

（Ａ）は本発明に係る充電装置の基本構成を示すブロック図、（Ｂ）は（Ａ）の充電モジュールのブロック図である。（Ａ）は本発明に係る充電装置の一連の基本動作を示すフローチャート、（Ｂ）は（Ａ）のステップＳ３０の詳細を示すフローチャートである。第１実施例に係る充電装置の充電モジュールのブロック図である。（Ａ）は第１実施例に係る充電装置の一連の動作を示すフローチャート、（Ｂ）は（Ａ）のステップＳ１３０の詳細を示すフローチャートである。第１実施例に係る充電装置の充電モジュールで用いられる各種データの一例を示す図である。第２実施例に係る充電装置の充電モジュールのブロック図である。（Ａ）は第２実施例に係る充電装置の一連の動作を示すフローチャート、（Ｂ）は（Ａ）のステップＳ２３０の詳細を示すフローチャートである。第２実施例に係る充電装置の充電モジュールで用いられる各種データの一例を示す図である。第３実施例に係る充電装置の充電モジュールのブロック図である。（Ａ）は第３実施例に係る充電装置の一連の動作を示すフローチャート、（Ｂ）は（Ａ）のステップＳ３３０の詳細を示すフローチャートである。第３実施例に係る充電装置の充電モジュールで用いられる各種データの一例を示す図である。第４実施例に係る充電装置の充電モジュールのブロック図である。（Ａ）は第４実施例に係る充電装置の一連の動作を示すフローチャート、（Ｂ）は（Ａ）のステップＳ４３０の詳細を示すフローチャートである。第４実施例に係る充電装置の充電モジュールで用いられる各種データの一例を示す図である。従来の充電装置のブロック図である。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。

［充電装置の基本構成］
図１（Ａ）は本発明に係る充電装置の基本構成を示すブロック図、（Ｂ）は（Ａ）の充電モジュールのブロック図である。
充電装置１は、同図（Ａ）に示すように、マイコン３および充電回路４を含む複数の（本実施例では３つの）充電モジュール２（２Ａ〜２Ｃ）と、各充電モジュール２間でのデータ伝送を可能にするＣＡＮ等の通信ライン５とを備えている。
この充電装置１は、マスター権を授権可能な複数の充電モジュール２の１つ（例えば、マスター権を有する充電モジュール２Ａ）がマスター動作し、残り（例えば、充電モジュール２Ａ以外の充電モジュール２Ｂ、２Ｃ）がスレーブ動作し、交流電源６からの単相または三相の交流入力電力の入力を受けて直流充電電力を生成することにより、車両に搭載されたバッテリーを充電する単相三相充電兼用型のものである。

各充電モジュール２のマイコン３は、図１（Ｂ）に示すように、送受信部３１と、記憶部（メモリ部）３２と、制御部３３と、状態監視部３４とを備えている。
送受信部３１は、通信ライン５を介して互いにデータ送受信を行うものである。
記憶部３２は、メモリ手段、例えばＲＯＭおよびＲＡＭから構成される。各記憶部３２には、各種データ、例えばマスター権を有するか否かを示すマスター権データ等が記憶される。
制御部３３は、記憶部３２に記憶されたマスター権データに基づいて、マスター動作するのかスレーブ動作するのかを認識して、マスター動作またはスレーブ動作により充電回路４を制御するものである。
状態監視部３４は、各充電回路４自身の状態（例えば、後述するような故障の有無、充電回数または充電積算時間等）を監視して、該状態を示す状態データ（例えば、故障データ、充電回数データまたは充電積算時間データ等）を生成するものである。
また、各充電モジュール２の充電回路４は、交流を直流に変換する任意のコンバータ回路からなる。

［充電装置の基本動作］
図２（Ａ）は本発明に係る充電装置の一連の基本動作を示すフローチャート、（Ｂ）は（Ａ）のステップＳ３０の詳細を示すフローチャートである。
次に、同図を参照して、充電装置１の一連の基本動作について説明する。

この充電装置１では、充電を開始するための充電開始信号が入力されると、図２（Ａ）に示すように、各充電モジュール２の制御部３３は、記憶部３２に記憶されたマスター権データを読込む（同図のステップＳ１０）。より詳細には、各制御部３３は、充電装置１の初回充電時に、ＲＯＭに記憶されたマスター権データを読込み、充電装置１の２回目以降の充電時には、ＲＡＭに記憶された（書込まれた）マスター権データを読込む。
そして、各制御部３３は、読込んだマスター権データに基づいて、マスター権を有しているか否かを判定する（ステップＳ２０）。マスター権が有ると判定した制御部３３は、マスター動作を続行可能か否か判定するためのマスター権譲渡判定処理を行う（ステップＳ３０）。マスター権が無いと判定した制御部３３は、マスター権を有する充電モジュール２の制御部３３からの指令データを待つ。

マスター権譲渡判定処理が開始されると、図２（Ｂ）に示すように、マスター権を有する充電モジュール２の制御部３３は、状態監視部３４によって生成された状態データを読込む（同図のステップＳ３１）。なお、制御部３３は、記憶部３２に書込まれた状態データを読込んでもよい。
そして、この制御部３３は、読込んだ状態データに基づいてマスター動作を続行可能か否か判定する（ステップＳ３２）。制御部３３は、マスター動作を続行可能と判定した場合に、送受信部３１を介して他のスレーブ充電モジュール２の制御部３３にマスター動作続行を示す指令データを送り、各記憶部３２に記憶されたマスター権データを変更せず（ステップＳ３３）、マスター動作を続行する（ステップＳ３４）。一方、制御部３３は、マスター動作を続行不可能と判定した場合に、送受信部３１を介して他のスレーブ充電モジュール２の制御部３３にマスター動作続行不可能（マスター権譲渡）を示す指令データを送り、各記憶部３２に記憶されたマスター権データを変更して（ステップＳ３５）、マスター権を他の１つの充電モジュール２に譲り渡す（ステップＳ３６）。
そして、マスター権を譲り渡された充電モジュール２の制御部３３は、変更されたマスター権データに基づいて自身がマスター動作すると認識する。一方、他の充電モジュール２の制御部３３は、変更されたマスター権データに基づいて自身がスレーブ動作すると認識する。これにより、マスター権の譲渡が完了し、マスター権譲渡判定処理が終了する。

マスター権譲渡判定処理の終了後、再び図２（Ａ）を参照して、各充電モジュール２の制御部３３は、充電回路４の予備充電等を行うための充電モジュール初期化処理を行う（同図のステップＳ４０）。
充電モジュール初期化処理が終了すると、各制御部３３は、バッテリーを本充電するための充電処理を行う（ステップＳ５０）。
充電処理が終了すると、各制御部３３は、充電処理終了時点でのマスター権データを記憶部３２に書込み（ステップＳ６０）、充電が終了する。

この充電装置１によれば、状態監視部３４が各充電回路４自身の状態を示す状態データを生成し、マスター権を有する充電モジュール２（例えば２Ａ）の制御部３３が、状態データに基づいてマスター動作を続行不可能と判定した場合に、各記憶部３２に記憶されたマスター権データを変更し、マスター権を他の１つの充電モジュール２（例えば２Ｂまたは２Ｃ）に譲り渡す。このため、マスター権を有する充電モジュール２（２Ａ）がマスター動作不可能な状態となった場合でも、譲り渡されたマスター権を有する他の充電モジュール２（２Ｂまたは２Ｃ）がマスター動作するので、充電が可能になる。

次に、各実施例に係る充電装置１の構成および動作について説明する。なお、上記の基本構成および基本動作の各同一部分についての説明は省略する。

（第１実施例）
図３は、第１実施例に係る充電装置の充電モジュールのブロック図である。図４（Ａ）は図３の充電装置の一連の動作を示すフローチャート、（Ｂ）は（Ａ）のステップＳ１３０の詳細を示すフローチャートである。図５は、図３の充電装置の充電モジュールで用いられる各種データの一例を示す図である。

［充電装置の構成］
充電装置１Ａの各充電モジュール２（２Ａ〜２Ｃ）は、充電回路４の異常（例えば、電圧異常、電流異常、温度異常等）を検出する異常検出部７を備えている。
また、状態監視部３４は、故障監視部３４ａを含む。故障監視部３４ａは、各充電回路４自身の故障状態を監視して、該故障が有るか否かを示す故障データ（例えば故障が有ることを示す「Ｙ」や故障が無いことを示す「Ｎ」等）を生成する。故障データとして、『Ｙ』や『Ｎ』以外のデータ（故障コード）が用いられてもよい。

［充電装置の動作］
この充電装置１Ａでは、図４（Ａ）に示すように、マスター権を有すると判定した制御部３３が、マスター権譲渡判定処理を行う（ステップＳ１３０）。このマスター権譲渡判定処理については後述する。

充電モジュール初期化処理（ステップＳ４０）の終了後、各制御部３３は、充電処理（ステップＳ５１〜５４）を行う。
具体的には、各制御部３３は、まず、各種入力信号（単相または三相の交流入力電力が入力されたことを示す入力信号等）を読込む（ステップＳ５１）。そして、各制御部３３は、故障監視部３４ａによって生成された故障データに基づいて、各充電モジュール２自身の故障判定を行う故障判定フェール処理を行う（ステップＳ５２）。そして、各制御部３３は、充電回路４を制御して、直流充電電力を生成して、バッテリーを本充電する充電制御処理を行う（ステップＳ５３）。そして、各制御部３３は、充電処理が終了したか否かを判定し（ステップＳ５４）、充電処理が終了するまでステップＳ５１〜５３を繰り返す。各制御部３３は、充電処理が終了すると、充電処理終了時点のマスター権データおよび故障データを記憶部３２に書込む（ステップＳ６０）。これにより、充電が終了する。
なお、マスター権データは、本実施例では、カウンタ値データ（０〜２の数値）からなる。カウンタ値データの数値の最も小さいもの（０）が、マスター権を有していることを示している。

次に、マスター権譲渡判定処理（ステップＳ１３０）の詳細について、図４（Ｂ）および図５を参照して、説明する。

まず、図５（Ａ）に示すように、マスター権を有する充電モジュール２Ａおよびスレーブ動作する充電モジュール２Ｂ、２Ｃのいずれにも故障が無い場合について説明する。なお、マスター権譲渡判定処理前に、各充電モジュール２Ａ〜２Ｃの記憶部３２には、図５（Ａ−１）に示すように、それぞれ、カウンタ値データ０〜２と、故障データＮとが記憶されているものとする。
マスター権譲渡判定処理が開始されると、図４（Ｂ）に示すように、マスター権を有する充電モジュール２Ａの制御部３３は、故障データを読込む（同図のステップＳ１３１）。
そして、この制御部３３は、読込んだ故障データに基づいてマスター動作を続行可能か否かを判定する（ステップＳ１３２）。故障データは故障が無いことを示すＮであるので、制御部３３は、送受信部３１を介して他の充電モジュール２Ｂ、２Ｃの制御部３３にマスター動作続行を示す指令データを送り、図５（Ａ−２）に示すように、各記憶部３２に記憶されたカウンタ値データを変更せず（ステップＳ１３３）、マスター動作を続行する（ステップＳ１３４）。これにより、マスター権譲渡判定処理が終了する。

また、図５（Ｂ）に示すように、マスター権を有する充電モジュール２Ａに故障が有る場合について説明する。
図５（Ｂ−１）に示すように、故障データは故障が有ることを示すＹであるので、マスター権を有する充電モジュール２Ａの制御部３３は、送受信部３１を介して他の充電モジュール２Ｂ、２Ｃの制御部３３にマスター動作続行不可能（マスター権譲渡）を示す指令データを送り、各記憶部３２に記憶されたカウンタ値データを、図５（Ｂ−２）に示すように、変更（１減算）して（ステップＳ１３５）、マスター権を、カウンタ値が最も小さい充電モジュール２Ｂに譲り渡す（ステップＳ１３６）。但し、故障している充電モジュール２Ａのカウンタ値はＦ０に変更される。
そして、マスター権を譲り渡された充電モジュール２Ｂの制御部３３は、変更されたカウンタ値データに基づいて自らがマスター動作すると認識する。一方、他の充電モジュール２Ａ、２Ｃの制御部３３は、変更されたカウンタ値データに基づいて自らがスレーブ動作すると認識する。これにより、マスター権の譲渡が完了し、マスター権譲渡判定処理が終了する。

この充電装置１Ａによれば、故障監視部３４ａが、充電回路４自身の故障が有るか否かを示す故障データを生成し、マスター権を有する充電モジュール２Ａの制御部３３が、故障が有ることを示す故障データが生成されている場合に、各記憶部３２に記憶されたマスター権データ（カウンタ値データ）を変更して、マスター権を他の１つの充電モジュール２Ｂに譲り渡す。このため、マスター権を有する充電モジュール２Ａが故障した場合でも、譲り渡されたマスター権を有する他の充電モジュール２Ｂがマスター動作するので、充電が可能になる。

（第２実施例）
図６は、第２実施例に係る充電装置の充電モジュールのブロック図である。図７（Ａ）は図６の充電装置の一連の動作を示すフローチャート、（Ｂ）は（Ａ）のステップＳ２３０の詳細を示すフローチャートである。図８は、図６の充電装置の充電モジュールで用いられる各種データの一例を示す図である。

［充電装置の構成］
状態監視部３４は、充電回数監視部３４ｂを含む。充電回数監視部３４ｂは、各充電回路４自身の充電回数を監視して、該充電回数を示す充電回数データを生成する。

［充電装置の動作］
この充電装置１Ｂでは、各制御部３３は、図７（Ａ）に示すように、マスター権が有ると判定した場合には、マスター権譲渡判定処理を行う（ステップＳ２３０）。このマスター権譲渡判定処理については後述する。

充電処理（ステップＳ５４）が終了すると、充電回数監視部３４ｂは、充電処理終了時点での充電回数を示す充電回数データを生成する（ステップＳ２００）。そして、各充電モジュール２の制御部３３は、充電処理終了時点でのカウンタ値データおよび充電回数データを記憶部３２に書込む（ステップＳ６０）。これにより、充電が終了する。

次に、ステップＳ２３０のマスター権譲渡判定処理の詳細について、図７（Ｂ）および図８を参照して、説明する。

まず、図８（Ａ）に示すように、マスター権を有する充電モジュール２Ａの充電回数Ｐが所定回数Ｑ（例えば１００回）未満である場合について説明する。なお、マスター権譲渡判定処理前に、各充電モジュール２Ａ〜２Ｃの記憶部３２には、図８（Ａ−１）に示すように、それぞれ、カウンタ値データ０〜２と充電回数データ８０、４０、６０[回]とが記憶されているものとする。
マスター権譲渡判定処理が開始されると、図７（Ｂ）に示すように、マスター権を有する充電モジュール２Ａの制御部３３は、充電回数データを読込む（同図のステップＳ２３１）。
そして、この制御部３３は、読込んだ充電回数データに基づいてマスター動作を続行可能か否か判定する（ステップＳ２３２）。充電回数Ｐ＝８０が所定回数Ｑ＝１００未満であるので、制御部３３は、送受信部３１を介して他の充電モジュール２Ｂ、２Ｃの制御部３３にマスター動作続行を示す指令データを送り、図８（Ａ−２）に示すように、各記憶部３２に記憶されたカウンタ値データを変更せず（ステップＳ２３３）、マスター動作を続行する（ステップＳ２３４）。
これにより、マスター権譲渡判定処理が終了する。

また、図８（Ｂ）に示すように、マスター権を有する充電モジュール２Ａの充電回数Ｐが所定回数Ｑ以上である場合について説明する。
図８（Ｂ−１）に示すように、充電回数Ｐが所定回数Ｑ以上であるので、マスター権を有する充電モジュール２Ａの制御部３３は、送受信部３１を介して他の充電モジュール２Ｂ、２Ｃの制御部３３にマスター動作続行不可能（マスター権譲渡）を示す指令データを送り、各記憶部３２に記憶されたカウンタ値データを、図８（Ｂ−２）に示すように、変更（１減算）して（ステップＳ２３５）、マスター権を、充電回数が最も少ない充電モジュール２Ｂに譲り渡す（ステップＳ２３６）。但し、充電回数Ｐが所定回数Ｑ以上のマスター充電モジュール２Ａのカウンタ値データは、最も大きな値の２とする。
これにより、マスター権の譲渡が完了し、マスター権譲渡判定処理が終了する。

この充電装置１Ｂによれば、充電回数監視部３４ｂが、充電回路４自身の充電回数を示す充電回数データを生成し、マスター権を有する充電モジュール２Ａの制御部３３が、充電回数Ｐが所定回数Ｑ以上の充電回数データが生成されている場合に、各記憶部３２に記憶されたマスター権データを変更して、マスター権を他の１つの充電モジュール２Ｂに譲り渡す。このため、充電回数Ｐが所定回数Ｑ以上になって、マスター権を有する充電モジュール２Ａに負荷がかかっている場合に、該充電モジュール２Ａが交替され、譲り渡されたマスター権を有する他の充電モジュール２Ｂがマスター動作するので、各充電モジュール２の負荷が分散され、充電装置１Ｂの製品寿命が向上する。
また、マスター権を有する充電モジュール２Ａの制御部３３が、充電回数Ｐが所定回数Ｑ以上の充電回数データが生成されている場合に、マスター権を、充電回数Ｐの最も少ない他の１つの充電モジュール２Ｂに譲り渡す（マスター権譲渡判定処理後において、充電回数Ｐの最も少ない充電モジュールのカウンタ値データが「０」となるように、マスター権譲渡判定処理前において、充電回数Ｐの最も少ない充電モジュールに対して「１」のカウンタ値データが割り当てられる）。このため、各充電モジュール２の負荷が均一に分散され、充電装置１Ｂの製品寿命がさらに向上する。
なお、全部の充電モジュール２Ａ〜２Ｃの充電回数Ｐが１００に達した場合には、充電回数を一旦クリアして、クリアした状態からカウントする。また、充電回数が多く見込まれる場合は、当初から充電回数の設定値を大きく（例えば、Ｑ＝１６３８３とかＱ＝６５５３５に設定）してもよい。

（第３実施例）
図９は、第３実施例に係る充電装置の充電モジュールのブロック図である。図１０（Ａ）は図９の充電装置の一連の動作を示すフローチャート、（Ｂ）は（Ａ）のステップＳ３３０の詳細を示すフローチャートである。図１１は、図９の充電装置の充電モジュールで用いられる各種データの一例を示す図である。

［充電装置の構成］
状態監視部３４は、タイマー部３４ｃを含む。タイマー部３４ｃは、各充電回路４自身の充電積算時間を監視して、該充電積算時間を示す充電積算時間データを生成する。

［充電装置の動作］
この充電装置１Ｃでは、各制御部３３は、図１０（Ａ）に示すように、マスター権が有ると判定した場合には、マスター権譲渡判定処理を行う（ステップＳ３３０）。このマスター権譲渡判定処理については後述する。

充電モジュール初期化処理（ステップＳ４０）が終了すると、タイマー部３４ｃは、動作を開始する（ステップＳ３００）。充電制御処理（ステップＳ５４）が終了すると、タイマー部３４ｃは、動作を終了して（ステップＳ３０１）、充電処理終了時点での充電積算時間を示す充電積算時間データを生成する（ステップＳ３０２）。そして、各充電モジュール２の制御部３３は、充電処理終了時点でのカウンタ値データおよび充電積算時間データを記憶部３２に書込む（ステップＳ６０）。これにより、充電が終了する。

次に、ステップＳ３３０のマスター権譲渡判定処理の詳細について、図１０（Ｂ）および図１１を参照して、説明する。

まず、図１１（Ａ）に示すように、マスター権を有する充電モジュール２Ａに故障が無く、かつ、充電積算時間Ｔが所定時間Ｕ（例えば５００時間）未満である場合について説明する。なお、マスター権譲渡判定処理前に、各充電モジュール２Ａ〜２Ｃの記憶部３２には、図１１（Ａ−１）に示すように、それぞれ、カウンタ値データ０〜２と、故障データＮと、充電積算時間データ４００、２００、３００[時間]が記憶されているものとする。
マスター権譲渡判定処理が開始されると、図１０（Ｂ）に示すように、マスター権を有する充電モジュール２Ａの制御部３３は、故障データおよび充電積算時間データを読込む（同図のステップＳ３３１）。
そして、この制御部３３は、読込んだ故障データおよび充電積算時間データに基づいてマスター動作を続行可能か否か判定する。故障データがＮであって、かつ、充電積算時間Ｔ＝４００が所定時間Ｕ＝５００未満であるので、制御部３３は、送受信部３１を介して他の充電モジュール２Ｂ、２Ｃの制御部３３にマスター動作続行を示す指令データを送り、図１１（Ａ−２）に示すように、各記憶部３２に記憶されたカウンタ値データを変更せず、マスター動作を続行する（ステップＳ３３２〜Ｓ３３５）。
これにより、マスター権譲渡判定処理が終了する。

また、図１１（Ｂ）に示すように、マスター権を有する充電モジュール２Ａに故障が有り、かつ、充電積算時間Ｔが所定時間Ｕ未満である場合について説明する。
図１１（Ｂ−１）に示すように、故障データがＹであるので、マスター権を有する充電モジュール２Ａの制御部３３は、送受信部３１を介して他の充電モジュール２Ｂ、２Ｃの制御部３３にマスター動作続行不可能（マスター権譲渡）を示す指令データを送り、各記憶部３２に記憶されたカウンタ値データを、図１１（Ｂ−２）に示すように変更して、マスター権を充電モジュール２Ｂに譲り渡す（ステップＳ３３２、Ｓ３３６およびＳ３３７）。
これにより、マスター権の譲渡が完了し、マスター権譲渡判定処理が終了する。

また、図１１（Ｃ）に示すように、マスター権を有する充電モジュール２Ａに故障が無く、かつ、充電積算時間Ｔが所定時間Ｕ以上である場合について説明する。
図１１（Ｃ−１）に示すように、故障コードがＮであって、かつ、充電積算時間Ｔ＝５１０が所定時間Ｕ＝５００以上であるので、マスター権を有する充電モジュール２Ａの制御部３３は、送受信部３１を介して他の充電モジュール２Ｂ、２Ｃの制御部３３にマスター動作続行不可能（マスター権譲渡）を示す指令データを送り、各記憶部３２に記憶されたカウンタ値データを、図１１（Ｃ−２）に示すように変更して、マスター権を、充電積算時間が最も少ない充電モジュール２Ｂに譲り渡す（ステップＳ３３２、Ｓ３３３、Ｓ３３６およびＳ３３７）。
これにより、マスター権の譲渡が完了し、マスター権譲渡判定処理が終了する。

この充電装置１Ｃによれば、タイマー部３４ｃが、充電回路４自身の充電積算時間を示す充電積算時間データを生成し、マスター権を有する充電モジュール２Ａの制御部３３が、充電積算時間Ｔが所定時間Ｕ以上の充電積算時間データが生成されている場合に、各記憶部３２に記憶されたマスター権データを変更して、マスター権を他の１つの充電モジュール２Ｂに譲り渡す。このため、充電積算時間Ｔが所定時間Ｕ以上になって、マスター権を有する充電モジュール２Ａに負荷がかかっている場合に、該充電モジュール２Ａが交替され、譲り渡されたマスター権を有する他の充電モジュール２Ｂがマスター動作するので、各充電モジュール２の負荷が分散され、充電装置１Ｃの製品寿命が向上する。
また、マスター権を有する充電モジュール２Ａの制御部３３が、充電積算時間Ｔが所定時間Ｕ以上の充電積算時間データが生成されている場合に、マスター権を、充電積算時間の最も短い他の１つの充電モジュール２Ｂに譲り渡す（マスター権譲渡判定処理後において、充電積算時間Ｔの最も短い充電モジュールのカウンタ値データが「０」となるように、マスター権譲渡判定処理前において、充電積算時間Ｔの最も短い充電モジュールに対して「１」のカウンタ値データが割り当てられる）。このため、充電モジュール２の負荷が均一に分散され、充電装置１Ｃの製品寿命がさらに向上する。

（第４実施例）
図１２は、第４実施例に係る充電装置の充電モジュールのブロック図である。図１３（Ａ）は図１２の充電装置の一連の動作を示すフローチャート、（Ｂ）は（Ａ）のステップＳ４３０の詳細を示すフローチャートである。図１４は、図１２の充電装置の充電モジュールで用いられる各種データの一例を示す図である。

［充電装置の構成］
タイマー部３４ｃ’は、充電積算時間データとして、単相の交流入力電力の入力を受けてバッテリーを充電した場合の充電積算時間を示す単相充電積算時間データを生成する単相充電用のものからなる。

［充電装置の動作］
この充電装置１Ｄでは、各制御部３３は、図１３（Ａ）に示すように、マスター権が有ると判定した場合には、マスター権譲渡判定処理を行う（ステップＳ４３０）。このマスター権譲渡判定処理については後述する。

充電モジュール初期化処理（ステップＳ４０）が終了すると、タイマー部３４ｃ’は、動作を開始する（ステップＳ４００）。そして、各制御部３３は、各種入力信号を読込んで、単相充電か三相充電かを判定する（ステップＳ４０１）。タイマー部３４ｃ’は、単相充電の場合にはタイマー動作を続行する（ステップＳ４０２）一方、三相充電の場合にはタイマー動作を停止（ステップＳ４０３）する。充電制御処理（ステップＳ５３）が終了すると、タイマー部３４ｃ’は動作を終了して（ステップＳ４０４）、充電処理終了時点での単相充電積算時間を示す単相充電積算時間データを生成する（ステップＳ４０５）。そして、各充電モジュール２の制御部３３は、充電処理後のカウンタ値データおよび単相充電積算時間データを記憶部３２に書込む（ステップＳ６０）。これにより、充電が終了する。

次に、ステップＳ４３０のマスター権譲渡判定処理の詳細について、図１３（Ｂ）および図１４を参照して、説明する。

まず、図１４（Ａ）に示すように、マスター権を有する充電モジュール２Ａに故障が無く、かつ、単相充電積算時間Ｔ’が所定時間Ｕ’（例えば２５０時間）未満である場合について説明する。なお、マスター権譲渡判定処理前に、各充電モジュール２Ａ〜２Ｃの記憶部３２には、図１４（Ａ−１）に示すように、それぞれ、カウンタ値データ０〜２と、故障データＮと、充電積算時間データ２００、１００、１５０[時間]が記憶されているものとする。
マスター権譲渡判定処理が開始されると、図１３（Ｂ）に示すように、マスター権を有する充電モジュール２Ａの制御部３３は、故障データおよび単相充電積算時間データを読込む（同図のステップＳ４３１）。
そして、この制御部３３は、読込んだ故障データおよび単相充電積算時間データに基づいてマスター動作を続行可能か否か判定する。故障データがＮであって、かつ、単相充電積算時間Ｔ’＝２００が所定時間Ｕ’＝２５０未満であるので、制御部３３は、送受信部３１を介して他の充電モジュール２Ｂ、２Ｃの制御部３３にマスター動作続行を示す指令データを送り、図１４（Ａ−２）に示すように、各記憶部３２に記憶されたカウンタ値データを変更せず、マスター動作を続行する（ステップＳ４３２〜Ｓ４３５）。
これにより、マスター権譲渡判定処理が終了する。

また、図１４（Ｂ）に示すように、マスター権を有する充電モジュール２Ａに故障が有り、かつ、単相充電積算時間Ｔ’が所定時間Ｕ’未満である場合について説明する。
図１４（Ｂ−１）に示すように、故障データがＹであるので、マスター権を有する充電モジュール２Ａの制御部３３は、送受信部３１を介して他の充電モジュール２Ｂ、２Ｃの制御部３３にマスター動作続行不可能（マスター権譲渡）を示す指令データを送り、各記憶部３２に記憶されたカウンタ値データを、図１４（Ｂ−２）に示すように変更して、マスター権を充電モジュール２Ｂに譲り渡す（ステップＳ４３２、Ｓ４３６およびＳ４３７）。
これにより、マスター権の譲渡が完了し、マスター権譲渡判定処理が終了する。

また、図１４（Ｃ）に示すように、マスター権を有する充電モジュール２Ａに故障が無く、かつ、単相充電積算時間Ｔ’が所定時間Ｕ’以上である場合について説明する。
図１４（Ｃ−１）に示すように、故障コードがＮであって、かつ、単相充電積算時間Ｔ’＝２６０が所定時間Ｕ’＝２５０以上であるので、マスター権を有する充電モジュール２Ａの制御部３３は、送受信部３１を介して他の充電モジュール２Ｂ、２Ｃの制御部３３にマスター動作続行不可能（マスター権譲渡）を示す指令データを送り、各記憶部３２に記憶されたカウンタ値データを、図１１（Ｃ−２）に示すように変更して、マスター権を単相充電積算時間が最も少ない充電モジュール２Ｂに譲り渡す（ステップＳ４３２、Ｓ４３３、Ｓ４３６およびＳ４３７）。
これにより、マスター権の譲渡が完了し、マスター権譲渡判定処理が終了する。

この充電装置１Ｄによれば、タイマー部３４ｃ’によって生成された単相充電積算時間データが充電モジュール２の単相充電を反映させたものとなっている。このため、該単相充電積算時間データに基づいて、充電モジュール２の実際の充電状態に極めて近い形で、マスター権を有する充電モジュール２を動作続行可能か否か（マスター権を譲り渡すか否か）を判定することができるので、充電モジュール２の負荷がより均一に分散される。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の構成はこれらの実施形態に限定されるものではない。

（変形例）
例えば、上記第３実施例（第４実施例）の充電装置１Ｃ（１Ｄ）において、各充電モジュール２は、バッテリーの充電中に動作する充電回路４の動作温度を測定する動作温度測定部（図示略）をさらに含み、タイマー部３４ｃ（３４ｃ’）は、充電積算時間データ（単相充電積算時間データ）として、動作温度に応じて予め定められた重み付け係数ｋにより重み付けされた充電積算時間を示す重み付け充電積算時間データを生成するように構成することもできる。

この構成によれば、タイマー部３４ｃ（３４ｃ’）によって生成された充電積算時間データ（単相充電積算時間データ）が充電モジュール２の動作温度を反映させたものとなっている。このため、該充電積算時間データに基づいて、充電モジュール２の実際の動作状態に極めて近い形で、マスター権を有する充電モジュール２を動作続行可能か否か（マスター権を譲り渡すか否か）を判定することができるので、充電モジュール２の負荷がより均一に分散される。

マスター権データは、上記実施例ではカウンタ値データからなっていたが、これに限定されるものではなく、数値、記号等の他のデータからなっていてもよい。
また、カウンタ値データの数値の最も小さいものが、マスター権を有していることを示していたが、カウンタ値データの数値の最も大きいもの（あるいは所定の数値に該当するもの）が、マスター権を有していることを示していてもよい。

状態データは、上記実施例では、故障データ、充電回数データ、充電積算時間データからなっていたが、これ以外の充電回路４自身の状態を示す他の状態データであってもよい。

１充電装置
２、２Ａ〜２Ｃ充電モジュール
３マイコン
４充電回路
５通信ライン
６交流電源
７異常検出部
３１送受信部
３２記憶部
３３制御部
３４状態監視部
３４ａ故障監視部
３４ｂ充電回数監視部
３４ｃ、３４ｃ’ タイマー部

Claims

マイコンおよび充電回路を含む複数の充電モジュールと、前記複数の充電モジュール間でのデータ伝送を可能にする通信ラインとを備え、マスター権を有する前記複数の充電モジュールの１つがマスター動作し、残りがスレーブ動作し、単相または三相の交流入力電力の入力を受けて直流充電電力を生成することにより、車両に搭載されたバッテリーを充電する充電装置であって、
前記各マイコンは、
前記マスター権を有するか否かを示すマスター権データを記憶する記憶部と、
前記マスター権データに基づいて、マスター動作するのかスレーブ動作するのかを認識して、マスター動作またはスレーブ動作により前記充電回路を制御する制御部と、
前記各充電回路自身の状態を監視して、該状態を示す状態データを生成する状態監視部と、
を備え、
前記マスター権を有する充電モジュールの制御部は、
前記状態データに基づいてマスター動作を続行可能か否かを判定し、マスター動作を続行可能と判定した場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更しない一方、マスター動作を続行不可能と判定した場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更して、前記マスター権を他の１つの充電モジュールに譲り渡し、
前記マスター権を譲り渡された充電モジュールの制御部は、
前記変更されたマスター権データに基づいて、自らがマスター動作するとともに、他の充電モジュールをスレーブ動作させることを特徴とする充電装置。
前記状態監視部は、
前記各充電回路自身の故障状態を監視して、該故障が有るか否かを示す故障データを生成する故障監視部を含み、
前記マスター権を有する充電モジュールの制御部は、
前記故障が無いことを示す故障データが生成されている場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更しない一方、前記故障が有ることを示す故障データが生成されている場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更して、前記マスター権を他の１つの充電モジュールに譲り渡すことを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
前記状態監視部は、
前記各充電回路自身の充電回数を監視して、該充電回数を示す充電回数データを生成する充電回数監視部を含み、
前記マスター権を有する充電モジュールの制御部は、
前記充電回数が所定回数未満であることを示す充電回数データが生成されている場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更しない一方、前記充電回数が前記所定回数以上であることを示す充電回数データが生成されている場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更して、前記マスター権を他の１つの充電モジュールに譲り渡すことを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
前記マスター権を有する充電モジュールの制御部は、
前記充電回数が前記所定回数以上であることを示す充電回数データが生成されている場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更して、前記マスター権を、充電回数の最も少ないことを示す充電回数データが生成されている他の１つの充電モジュールに譲り渡すことを特徴とする請求項３に記載の充電装置。
前記状態監視部は、
前記各充電回路自身の充電積算時間を監視して、該充電積算時間を示す充電積算時間データを生成するタイマー部を含み、
前記マスター権を有する充電モジュールの制御部は、
前記充電積算時間が所定時間未満であることを示す充電積算時間データが生成されている場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更しない一方、前記充電積算時間が前記所定時間以上であることを示す充電積算時間データが生成されている場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更して、前記マスター権を他の１つの充電モジュールに譲り渡すことを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
前記マスター権を有する充電モジュールの制御部は、
前記充電積算時間が前記所定時間以上であることを示す充電積算時間データが生成されている場合に、前記各記憶部に記憶されたマスター権データを変更して、前記マスター権を、充電積算時間の最も短いことを示す充電積算時間データが生成されている他の１つの充電モジュールに譲り渡すことを特徴とする請求項５に記載の充電装置。
前記各充電モジュールは、
前記バッテリーの充電中に動作する前記充電回路の動作温度を測定する動作温度測定部をさらに含み、
前記タイマー部は、
前記充電積算時間データとして、前記動作温度に応じて予め定められた重み付け係数により重み付けされた充電積算時間を示す重み付け充電積算時間データを生成することを特徴とする請求項５または６に記載の充電装置。
前記タイマー部は、
前記充電積算時間データとして、前記単相の交流入力電力の入力を受けて前記バッテリーを充電した場合の充電積算時間を示す単相充電積算時間データを生成することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の充電装置。