JP2018038201A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】外部から供給される電力が小さい場合でも、メインバッテリの充電を継続して利便性の悪化を抑制する。【解決手段】ＥＣＵは、外部充電中であって（Ｓ１００にてＹＥＳ）、補機バッテリのＳＯＣが低下している場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、充電リレーをオンするステップ（Ｓ１０４）と、ＤＣ／ＤＣコンバータを動作させるステップ（Ｓ１０６）と、予め定められた時間が経過している場合であって（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、かつ、電流ＩＢの大きさが低下している場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、充電装置およびＤＣ／ＤＣコンバータの動作を停止するステップ（Ｓ１１２）と、予め定められた時間が経過していない場合（Ｓ１０８にてＮＯ）、あるいは、電流ＩＢの大きさが低下していない場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、充電装置およびＤＣ／ＤＣコンバータの動作を継続するステップ（Ｓ１１４）とを含む、制御処理を実行する。【選択図】図３

Description

本発明は、外部から電力の供給を受けて、搭載された蓄電装置の充電が可能な電動車両の制御に関する。

電気自動車やハイブリッド自動車等のモータを駆動源とする電動車両に搭載された蓄電装置（メインバッテリ）の充電を、車両の外部から電力の供給を受けて行う技術が公知である。このような充電が行なわれる場合には、駆動源に電力を供給する高圧系の蓄電装置に加えて、車両に搭載される補機類に電力を供給する低圧系の蓄電装置（補機バッテリ）の充電も行なわれる場合がある。

たとえば、特開２０１５−２１１５４８号公報（特許文献１）には、補機バッテリのＳＯＣが所定値に到達していない場合には、メインバッテリを充電する前に補機バッテリを充電する技術が開示される。

特開２０１５−２１１５４８号公報

ところで、外部から供給される電力が小さい場合に、メインバッテリの充電中に補機バッテリの充電も行なうと、外部から供給される電力が補機バッテリの充電にも割り当てられるため、メインバッテリを充電するための充電電力が小さくなる場合がある。その結果、メインバッテリに流れる電流が検出誤差程度にまで小さくなると、メインバッテリを充電しているか放電しているかを正確に判別することができない場合がある。このような場合、外部から供給される電力を用いた充電を停止することも考えられる。しかしながら、外部から供給された電力を用いた充電がユーザの要求に応じて開始された場合、ユーザの要求に応じた充電が行われないことになり、利便性が悪化する場合がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、外部から供給される電力が小さい場合でも、メインバッテリの充電を継続して、利便性の悪化を抑制する電動車両を提供することである。

この発明のある局面に係る電動車両は、車両を走行させる駆動源である回転電機と、回転電機に電力を供給する第１蓄電装置と、車両に搭載された補機に電力を供給する第２蓄電装置と、車両の外部に設けられる外部電源からの交流電力を第１蓄電装置の充電が可能な第１直流電力に変換して第１蓄電装置に出力するための第１電力変換装置と、第１電力変換装置において変換された第１直流電力を第２蓄電装置の充電が可能な第２直流電力に変換して第２蓄電装置に出力するための第２電力変換装置と、第１電力変換装置の動作と第２電力変換装置の動作とを制御する制御装置とを備える。制御装置は、外部電源から交流電力が車両に供給される場合に第１電力変換装置を作動させるとともに、第２蓄電装置の残容量が第１しきい値よりも低いときには、さらに第２電力変換装置を作動させる。制御装置は、第２電力変換装置の作動を開始してから予め定められた時間が経過した後に、第１蓄電装置の電流の大きさが第２しきい値よりも低下した場合には、第１電力変換装置および第２電力変換装置の作動を停止する。

このようにすると、第２電力変換装置の作動を開始してから予め定められた時間が経過するまでの間は、第１電力変換装置および第２電力変換装置の作動を継続することにより、第１蓄電装置の充電を継続することができる。そのため、ユーザの要求に応じて第１蓄電装置の充電が開始された場合に、ユーザの要求に応じた充電を継続することができるため、利便性の悪化を抑制することができる。一方、予め定められた時間が経過した後に、第１蓄電装置の電流の大きさが第２しきい値よりも小さいときには第１蓄電装置の充電が停止される。そのため、充電しているか放電しているかを明確に判別しにくい状態が継続することが抑制される。そのため、第１蓄電装置が過充電状態、あるいは、過放電状態になることを抑制することができる。

この発明によると、外部から供給される電力が小さい場合でも、メインバッテリの充電を継続して、利便性の悪化を抑制する電動車両を提供することができる。

本実施の形態に係る電動車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。 通常充電時と充電電力小時とにおける外部電源からの入力電力の車両側での消費先の内訳を示した図である。 本実施の形態におけるＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャートである。 本実施の形態におけるＥＣＵの動作を説明するためのタイミングチャートである。 変形例に係る電動車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。 変形例におけるＥＣＵの動作を説明するためのタイミングチャートである。

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り返さない。

図１は、本実施の形態に係る電動車両１（以下、単に車両１と記載する）の全体構成を概略的に示すブロック図である。図１に示すように、車両１は、電気負荷１０と、充電装置２０と、メインバッテリ３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０と、補機バッテリ５０と、充電リレー６０と、インレット７０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００とを備える。

電気負荷１０は、モータジェネレータ（以下、ＭＧと記載する）１２と、ＭＧ１２との間で電力を授受するＰＣＵ（Power Control Unit）１４とを含む。

ＭＧ１２は、車両１を走行させる駆動源である回転電機であって、たとえば、三相交流回転電機である。ＭＧ１２は、駆動輪（図示せず）に連結され、駆動輪を駆動するモータとしての機能と、回生制動を行なうジェネレータとしての機能とを有する。ＰＣＵ１４は、たとえば、インバータとコンバータとを含むように構成されてもよいし、インバータ単体で構成されてもよい。

充電装置２０は、外部電源１６０から供給される交流電力をメインバッテリ３０の充電が可能な直流電力に変換して、変換した直流電力をメインバッテリ３０に出力したり、あるいは、メインバッテリ３０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０の双方に出力したりする。充電装置２０は、たとえば、車両１の停止中において充電プラグ１５０が車両１のインレット７０に取り付けられる場合に、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて外部電源１６０から供給される電力を用いてメインバッテリ３０を充電する。

充電プラグ１５０は、充電ケーブル１５２の一方端に接続される。充電ケーブル１５２の他方端は、外部電源１６０に接続される。外部電源１６０は、交流電源であって、たとえば、商用電源である。なお、本実施の形態においては、充電プラグ１５０等を用いた接触給電によって外部電源１６０から車両１のメインバッテリ３０に電力が供給される充電方法を用いることを前提として説明するが、当該充電方法に加えてまたは代えて、共鳴法や電磁誘導等の非接触給電によって外部電源１６０から車両１のメインバッテリ３０に電力が供給される充電方法が用いられてもよい。

メインバッテリ３０は、蓄電装置であり、再充電可能な直流電源である。メインバッテリ３０としては、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池が用いられる。メインバッテリ３０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。メインバッテリ３０は、ＭＧ１２により発電された電力を用いて充電される他、外部電源１６０から供給される電力を用いて充電される。なお、メインバッテリ３０は、二次電池に限らず、直流電圧を生成できるもの、たとえば、キャパシタ等であってもよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は、たとえば、充電リレー６０がオン状態である場合に、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて、充電装置２０から出力される直流電力を補機バッテリ５０の充電が可能な直流電力に変換して補機バッテリ５０に出力する。

補機バッテリ５０は、車両１に搭載される補機に電力を供給する蓄電装置である。車両１に搭載される補機とは、たとえば、車両１に搭載される電気機器のうちメインバッテリ３０を電源とする電気機器以外の電気機器をいう。補機バッテリ５０は、たとえば、所定の出力電圧（たとえば、１２Ｖ）の鉛蓄等の二次電池である。

充電リレー６０は、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて充電装置２０とＤＣ／ＤＣコンバータ４０とを電気的に接続状態（オン状態）にしたり、遮断状態（オフ状態）にしたりする。ＥＣＵ１００は、たとえば、外部電源１６０を用いたメインバッテリ３０の充電中において、補機バッテリ５０の電圧がしきい値よりも低下した場合に充電リレー６０をオン状態にするとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を動作させて補機バッテリ５０の充電を実施する。

電流センサ１０２は、メインバッテリ３０の電流ＩＢを検出する。具体的には、電流センサ１０２は、充電装置２０と充電リレー６０とを接続する電力線から分岐してメインバッテリ３０に接続される電力線を流れる電流ＩＢを検出する。電流センサ１０２は、検出された電流ＩＢを示す信号をＥＣＵ１００に送信する。

ＥＣＵ１００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置であるメモリ、および、入出力バッファ等を含んで構成される。ＥＣＵ１００は、電流センサ１０２等の各種センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の状態となるように各種機器を制御する。なお、各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）により処理することも可能である。

ＥＣＵ１００は、電気負荷１０、充電装置２０および充電リレー６０、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０等の動作を制御することによって車両１を走行させたり、メインバッテリ３０あるいは補機バッテリ５０を充電したりするための制御装置である。

ＥＣＵ１００は、たとえば、インレット７０に充電プラグ１５０が接続される場合に、充電装置２０を動作させてメインバッテリ３０を充電する。ＥＣＵ１００は、インレット７０に充電プラグ１５０が接続された場合には、接続された時点にメインバッテリ３０の充電を開始してもよいし、あるいは、充電を開始する時刻がユーザによって設定されている場合には、設定された時刻になる時点にメインバッテリ３０の充電を開始してもよい。また、ＥＣＵ１００は、たとえば、インレット７０に設けられる接触センサ等を用いてインレット７０に充電プラグ１５０が接続されたか否かを判定してもよいし、インレット７０に充電プラグ１５０が接続されることによってＥＣＵ１００に出力される電圧が変化する電気回路を用いてインレット７０に充電プラグ１５０が接続されたか否かを判定してもよい。

また、ＥＣＵ１００は、メインバッテリ３０の残容量（以下、ＳＯＣ（State Of Charge）と記載する）を推定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、メインバッテリ３０の充電電流と放電電流とを積算することによってメインバッテリ３０のＳＯＣを推定してもよい。あるいは、ＥＣＵ１００は、たとえば、メインバッテリ３０の電流ＩＢと、メインバッテリ３０の端子間の電圧と、メインバッテリ３０の温度とに基づいてＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を推定し、推定されたＯＣＶと所定のマップとに基づいてメインバッテリ３０のＳＯＣを推定してもよい。さらに、ＥＣＵ１００は、補機バッテリ５０のＳＯＣを推定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、補機バッテリ５０の電圧と所定のマップとに基づいて補機バッテリ５０のＳＯＣを推定してもよい。

以上のような構成を有する車両１においては、外部電源１６０を用いた充電時に、外部から供給される電力が小さい場合に、メインバッテリ３０の充電中に補機バッテリ５０の充電も行なうと、外部から供給される電力が補機バッテリ５０の充電にも割り当てられるため、メインバッテリ３０を充電するための充電電力が小さくなる場合がある。

図２は、通常充電時と充電電力小時とにおける外部電源１６０からの入力電力の車両１側での消費先の内訳を示した図である。図２には、外部充電が開始された時点以降のある時点における消費先の内訳が示される。図２に示すように、補機バッテリ５０の充電が行われる場合、補機の動作によって消費される電力と補機バッテリ５０の充電によって消費される電力と損失により消費される電力との和についてはほぼ変化しないため、充電電力小時においては、メインバッテリ３０の充電電力が小さくなる。

図２に示すようにメインバッテリ３０の充電電力が小さくなり、図２の破線に示すしきい値を下回ると、メインバッテリ３０の電流ＩＢが検出誤差程度に小さくなる場合がある。この場合、ＥＣＵ１００は、電流センサ１０２によって検出される電流ＩＢの値からメインバッテリ３０を充電しているか放電しているかを正確に判別することができない場合がある。

このような場合、外部から供給される電力を用いた充電を停止することも考えられるが外部から供給された電力を用いた充電はユーザの要求に応じて開始された場合には、ユーザの充電要求があるにもかかわらず充電が実施されないことになり、利便性が悪化する場合がある。

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ１００は、外部電源１６０から交流電力が車両１に供給される場合に充電装置２０を作動させるとともに、補機バッテリ５０のＳＯＣが第１しきい値よりも低いときには、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を作動させる。そして、ＥＣＵ１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の作動を開始してから予め定められた時間が経過した後に、電流ＩＢの大きさが第２しきい値よりも低下した場合には、充電装置２０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０の作動を停止する。

このようにすると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の作動を開始してから予め定められた時間が経過するまでの間は、充電装置２０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０の作動を継続することにより、メインバッテリ３０の充電を継続することができる。一方、予め定められた時間が経過した後に、メインバッテリ３０の電流ＩＢの大きさが第２しきい値よりも小さいときには、メインバッテリ３０の充電が停止される。そのため、メインバッテリ３０を充電しているか放電しているかを明確に判別しにくい状態が継続することが抑制される。

図３は、本実施の形態においてＥＣＵ１００で実行される制御処理を示すフローチャートである。

ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と記載する）１００にて、ＥＣＵ１００は、外部充電中であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、インレット７０に充電プラグ１５０が取り付けられており、かつ、充電装置２０が作動中である場合に、外部充電中であると判定する。外部充電中であると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１００は、補機バッテリ５０のＳＯＣが低下しているか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、補機バッテリ５０のＳＯＣが第１しきい値以下となる場合に補機バッテリ５０のＳＯＣが低下していると判定する。補機バッテリ５０のＳＯＣが低下していると判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ１００は、充電リレー６０をオン状態にする。Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を動作させる。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作によって補機バッテリ５０が充電される。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ１００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作を開始してから予め定められた時間が経過したか否かを判定する。予め定められた時間は、たとえば、補機バッテリ５０の充電が開始されてからメインバッテリ３０の充電電力の低下が解消されるまでの時間よりも長い時間が設定される。ＥＣＵ１００は、たとえば、予め定められた時間が経過していないと判定する場合に停止抑制フラグをオンする。ＥＣＵ１００は、たとえば、予め定められた時間が経過していると判定する場合に停止抑制フラグをオフする。予め定められた時間が経過したと判定される場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ１００は、メインバッテリ３０の電流ＩＢの大きさが低下しているか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、電流ＩＢの大きさが第２しきい値以下となる場合にメインバッテリの電流ＩＢの大きさが低下していると判定する。電流ＩＢの大きさが低下していると判定される場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。

Ｓ１１２にて、ＥＣＵ１００は、充電装置２０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作を停止する。ＥＣＵ１００は、たとえば、停止抑制フラグがオフ状態であって、かつ、メインバッテリ３０の電流ＩＢの大きさが第２しきい値以下である場合に、充電装置２０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作を停止する。

一方、予め定められた時間が経過していないと判定される場合（Ｓ１０８にてＮＯ）、あるいは、電流ＩＢの大きさが低下していないと判定される場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。Ｓ１１４にて、ＥＣＵ１００は、充電装置２０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作を継続する。ＥＣＵ１００は、たとえば、停止抑制フラグがオン状態である場合には、メインバッテリ３０の電流ＩＢの大きさが第２しきい値以下であっても、充電装置２０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作を継続する。また、ＥＣＵ１００は、たとえば、メインバッテリ３０の電流ＩＢの大きさが第２しきい値よりも大きい場合に、充電装置２０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作を継続する。

なお、外部充電中でないと判定される場合（Ｓ１００にてＮＯ）、あるいは、補機バッテリ５０のＳＯＣが低下していないと判定される場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、この処理を終了する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態におけるＥＣＵ１００の動作について図４を参照しつつ説明する。図４は、本実施の形態におけるＥＣＵ１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。図４に示すタイミングチャートは、たとえば、外部充電中であって、かつ、補機バッテリ５０のＳＯＣが低下していない場合を前提とする。

図４のＬＮ１は、メインバッテリ３０の充電電力の変化を示す。図４のＬＮ２は、補機バッテリ５０の指令電圧の変化を示す。図４のＬＮ３は、停止抑制フラグの変化を示す。図４のＬＮ４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作状態の変化を示す。なお、図４の横軸は、時間を示す。

図４のＬＮ１に示すように、たとえば、メインバッテリ３０の充電電力が充電電流の第２しきい値に対応するしきい値ＰＢよりも高いＰＢ（０）である場合を想定する。また、図４のＬＮ２に示すように、補機バッテリ５０の指令電圧がＶＡ（１）であるものとし、図４のＬＮ３に示すように、停止抑制フラグがオフ状態である場合を想定する。また、図４のＬＮ４に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０は停止状態（オフ状態）であるものとする。このとき、充電リレー６０は、遮断状態（オフ状態）になる。

外部充電中において（Ｓ１００にてＹＥＳ）、補機バッテリ５０のＳＯＣが第１しきい値よりも高い場合には（Ｓ１０２にてＮＯ）、補機バッテリ５０の充電は行なわれないため、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０が作動しない状態が継続される。

一方、時間ｔ（０）にて、補機バッテリ５０のＳＯＣが第１しきい値よりも低下した場合には（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、充電リレー６０がオン状態になるとともに（Ｓ１０４）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の作動が開始される（Ｓ１０６）。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の作動が開始され、補機バッテリ５０の指令電圧がＶＡ（１）からＶＡ（０）まで上昇する。そのため、外部電源１６０からの入力電力の一部が補機バッテリ５０の充電に割り当てられるため、メインバッテリ３０の充電電力がＰＢ（０）からしきい値ＰＢよりも低いＰＢ（１）まで低下する。ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の作動が開始してから予め定められた時間が経過するまでの間は（Ｓ１０８にてＮＯ）、停止抑制フラグがオン状態にされ、充電装置２０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０の作動が継続される（Ｓ１１４）。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の作動によって補機バッテリ５０が充電される。これにより補機バッテリ５０のＳＯＣが回復するため、外部電源１６０からの入力電力のうち補機バッテリ５０の充電に用いられていた電力は時間の経過とともに減少していく。そのため、メインバッテリ３０の充電電力は、時間ｔ（０）から時間が経過するにしたがって上昇することとなる。そして、メインバッテリ３０の充電電力は、時間ｔ（０）から一定時間ｔが経過したときにしきい値ＰＢ以上となる。そして、時間ｔ（１）にて、予め定められた時間が経過した場合（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、充電電力がしきい値ＰＢよりも高いため（すなわち、電流ＩＢの大きさが第２しきい値よりも大きいため）（Ｓ１１０にてＮＯ）、充電装置２０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作が継続される（Ｓ１１４）。

なお、予め定められた時間が経過したときに（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、充電電力がしきい値ＰＢ以下である場合（すなわち、電流ＩＢの大きさが第２しきい値以下である場合）（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、充電装置２０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作が停止される（Ｓ１１２）。

以上のようにして、本実施の形態に係る電動車両によると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の作動を開始してから予め定められた時間が経過するまでの間は、充電装置２０およびＤＣ／ＤＣコンバータ４０の作動を継続することにより、メインバッテリ３０の充電を継続することができる。そのため、ユーザの要求に応じて（たとえば、ユーザにより充電プラグ１５０がインレット７０に取り付けられる等して）メインバッテリ３０の充電が開始された場合に、ユーザの要求に応じた充電を継続することができるため、利便性の悪化を抑制することができる。一方、予め定められた時間が経過した後に、メインバッテリ３０の電流ＩＢの大きさが第２しきい値よりも小さいときにはメインバッテリ３０の充電が停止される。そのため、充電しているか放電しているかを明確に判別しにくい状態が継続することが抑制される。そのため、メインバッテリ３０が過充電状態、あるいは、過放電状態になることを抑制することができる。したがって、外部から供給される電力が小さい場合でも、メインバッテリの充電を継続して利便性の悪化を抑制する電動車両を提供することができる。

以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態では、車両１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０を１台搭載するものとして説明したが、車両１は、複数台のＤＣ／ＤＣコンバータを搭載するものであってもよい。図５は、変形例に係る電動車両１の全体構成を概略的に示すブロック図である。図５は、図１と比較して、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０に代えてサブＤＣ／ＤＣコンバータ９０を含む点、メインＤＣ／ＤＣコンバータ８０をさらに含む点とが異なる。それ以外の構成については、同様であるため、その詳細な説明は、繰り返さない。

メインＤＣ／ＤＣコンバータ８０は、メインバッテリ３０と補機バッテリ５０との間に、サブＤＣ／ＤＣコンバータ９０と並列に接続される。メインＤＣ／ＤＣコンバータ８０は、車両１の走行時に充電のために補機バッテリ５０に電力を供給する他、車両１に搭載された高圧系および低圧系の補機負荷に電力を供給する。そのため、メインＤＣ／ＤＣコンバータ８０は、車両１の走行時において、補機バッテリ５０の充電電力に加えて、ＥＣＵ１００や車両１に搭載された高圧系および低圧系の補機負荷全般の消費電力を出力できるように設定された出力容量を有する。

サブＤＣ／ＤＣコンバータ９０は、外部充電時に充電のために補機バッテリ５０に電力を供給する他、外部充電時に作動する低圧系の補機負荷に電力を供給する。サブＤＣ／ＤＣコンバータ９０は、外部充電時において、補機バッテリ５０の充電電力に加えて、外部充電時において作動する低圧系の補機負荷の消費電力を出力できるように設定された出力容量を有する。そのため、メインＤＣ／ＤＣコンバータ８０は、サブＤＣ／ＤＣコンバータ９０よりも高い出力容量を有する。

メインＤＣ／ＤＣコンバータ８０の方が出力容量が高いため、外部充電中において、補機バッテリ５０のＳＯＣが低下する場合には、補機バッテリ５０のＳＯＣを速やかに上昇させるために、補機バッテリ５０の充電に用いられるＤＣ／ＤＣコンバータをサブＤＣ／ＤＣコンバータ９０からメインＤＣ／ＤＣコンバータ８０に切り替えることが考えられる。

このような場合、メインＤＣ／ＤＣコンバータ８０に切り替えることによって、外部電源１６０からの入力電力のうちの補機バッテリ５０の充電に割り当てられる電力が大きくなるため、上述の実施の形態と同様に、メインバッテリ３０の充電電力が小さくなる場合がある。

そのため、この変形例においては、ＥＣＵ１００は、メインＤＣ／ＤＣコンバータ８０の作動が開始してから予め定められた時間が経過した後にメインバッテリ３０の電流ＩＢの大きさが第２しきい値よりも低下した場合には、充電装置２０およびメインＤＣ／ＤＣコンバータ８０の作動を停止する。

本変形例におけるＥＣＵ１００の動作については、充電プラグ１５０がインレット７０に接続されたときに充電リレー６０がオン状態にされるとともに、サブＤＣ／ＤＣコンバータ９０の動作が開始される点が異なる。さらに、本変形例において、ＥＣＵ１００は、図３のフローチャートと比較して、補機バッテリ５０のＳＯＣが低下すると、Ｓ１０４にて充電リレー６０をオンする処理に代えて充電リレー６０をオフする処理が実行され、Ｓ１０６にてＤＣ／ＤＣコンバータ４０を動作する処理に代えて、補機バッテリ５０の充電に用いるＤＣ／ＤＣコンバータをサブＤＣ／ＤＣコンバータ９０からメインＤＣ／ＤＣコンバータ８０に切り替える処理が実行される点が異なる。それ以外の動作については、図３のフローチャートと同様であるため、その詳細な説明は繰り返さない。

以上のような構造および処理に基づく本変形例におけるＥＣＵ１００の動作について図６を参照しつつ説明する。図６は、本変形例におけるＥＣＵ１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。図６に示すタイミングチャートは、たとえば、外部充電中であって、かつ、補機バッテリ５０のＳＯＣが低下していない場合を前提とする。

図６のＬＮ１’は、メインバッテリ３０の充電電力の変化を示す。図６のＬＮ２’は、補機バッテリ５０の指令電圧の変化を示す。図４のＬＮ３’は、停止抑制フラグの変化を示す。図６の最下段のグラフは、充電に用いられるＤＣ／ＤＣコンバータが示される。なお、図６の横軸は、時間を示す。

図６のＬＮ１’に示すように、たとえば、メインバッテリ３０の充電電力がしきい値ＰＢよりも高い場合を想定する。なお、上述したとおり、外部充電の開始とともにサブＤＣ／ＤＣコンバータ９０が作動し、補機バッテリ５０の充電に用いられているものとする。サブＤＣ／ＤＣコンバータ９０の作動によって、メインバッテリ３０の充電電力は周期的に変化しているものとする。

また、図６のＬＮ２’に示すように、補機バッテリ５０の指令電圧がＶＡ（１）であるものとする。補機バッテリ５０の指令電圧についても、サブＤＣ／ＤＣコンバータ９０の作動によって、周期的に変化しているものとする。

さらに、図６のＬＮ３’に示すように、停止抑制フラグはオフ状態である場合を想定する。

外部充電中において、補機バッテリ５０のＳＯＣが第１しきい値よりも高い場合には、サブＤＣ／ＤＣコンバータ９０の作動が継続される。一方、時間ｔ（２）にて、補機バッテリ５０のＳＯＣが第１しきい値よりも低下した場合には、充電リレー６０がオフ状態にされるとともに補機バッテリ５０の充電に用いられるＤＣ／ＤＣコンバータがサブＤＣ／ＤＣコンバータ９０からメインＤＣ／ＤＣコンバータ８０に切り替えられる。

メインＤＣ／ＤＣコンバータ８０の作動が開始され、補機バッテリ５０の指令電圧がＶＡ（０）まで上昇する。そのため、外部電源１６０からの入力される入力電力のうち補機バッテリ５０の充電に割り当てられる量が増加するため、メインバッテリ３０の充電電力がしきい値ＰＢよりも低いＰＢ（１）まで低下する。メインＤＣ／ＤＣコンバータ８０の作動が開始してから予め定められた時間が経過するまでの間は、停止抑制フラグがオン状態にされ、充電装置２０およびメインＤＣ／ＤＣコンバータ８０の動作が継続される。

メインＤＣ／ＤＣコンバータの作動によって補機バッテリ５０が充電される。これにより補機バッテリ５０のＳＯＣが回復するため、外部電源１６０からの入力電力のうち補機バッテリ５０の充電に用いられていた電力は時間の経過とともに減少していく。そのため、メインバッテリ３０の充電電力は、時間ｔ（２）から時間が経過するにしたがって上昇することとなる。そして、メインバッテリ３０の充電電力は、時間ｔ（２）から一定時間ｔが経過したときにしきい値ＰＢ以上となる。そして、時間ｔ（３）にて、予め定められた時間が経過した場合、充電電力がしきい値ＰＢよりも高いため（すなわち、電流ＩＢの大きさが第２しきい値よりも大きいため）、充電装置２０およびメインＤＣ／ＤＣコンバータ８０の動作が継続される。

なお、予め定められた時間が経過したときに、充電電力がしきい値ＰＢ以下である場合（すなわち、電流ＩＢの大きさが第２しきい値以下である場合）、充電装置２０およびメインＤＣ／ＤＣコンバータ８０の動作が停止される。

このようにしても、補機バッテリ５０の充電によってメインバッテリ３０の充電電力が小さくなる場合でも、メインＤＣ／ＤＣコンバータ８０に切り替えられてから予め定められた時間が経過するまで充電が停止されないため、ユーザの利便性の悪化を抑制することができる。さらに、予め定められた時間が経過した後においてもメインバッテリ３０の充電電力が小さい場合には、充電装置２０およびメインＤＣ／ＤＣコンバータ８０の動作が停止されるため、メインバッテリ３０が充電されているか放電されているかを明確に判別しにくい状態が継続されることが抑制される。そのため、メインバッテリ３０が過充電状態、あるいは、過放電状態になることを抑制することができる。

さらに上述の実施の形態では、補機バッテリ５０のＳＯＣが第１しきい値以下となる場合を条件として、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の動作を開始してから予め定められた時間が経過するまで電流ＩＢの大きさが低下しているか否かを判定せずに、予め定められた時間が経過した後に、電流ＩＢの大きさが低下しているか否かを判定するものとして説明したが、特にこのような条件に限定されるものでない。たとえば、補機バッテリ５０のＳＯＣが第１しきい値以下となる場合に加えて、メインバッテリ３０のＳＯＣが予め定められた上限値と下限値との間である場合を条件としてもよい。このようにすると、メインバッテリ３０が過充電状態、あるいは、過放電状態になることを抑制することができる。

上述の実施の形態では、車両１は、モータを駆動源とする電動車両を一例として説明したが、車両１は、たとえば、少なくとも発電機としての機能を有するエンジンを搭載するハイブリッド車両であってもよい。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
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特許請求の範囲によって示され、特許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。

１ 電動車両、１０ 電気負荷、１２ ＭＧ、１４ ＰＣＵ、２０ 充電装置、３０ メインバッテリ、４０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、５０ 補機バッテリ、６０ 充電リレー、７０ インレット、８０ メインＤＣ／ＤＣコンバータ、９０ サブＤＣ／ＤＣコンバータ、１００ ＥＣＵ、１０２ 電流センサ、１５０ 充電プラグ、１５２ 充電ケーブル、１６０ 外部電源。

Claims (1)

1. 車両を走行させる駆動源である回転電機と、
   前記回転電機に電力を供給する第１蓄電装置と、
   前記車両に搭載された補機に電力を供給する第２蓄電装置と、
   前記車両の外部に設けられる外部電源からの交流電力を前記第１蓄電装置の充電が可能な第１直流電力に変換して前記第１蓄電装置に出力するための第１電力変換装置と、
   前記第１電力変換装置において変換された前記第１直流電力を前記第２蓄電装置の充電が可能な第２直流電力に変換して前記第２蓄電装置に出力するための第２電力変換装置と、
   前記第１電力変換装置の動作と前記第２電力変換装置の動作とを制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記外部電源から前記交流電力が前記車両に供給される場合に前記第１電力変換装置を作動させるとともに、前記第２蓄電装置の残容量が第１しきい値よりも低いときには、さらに前記第２電力変換装置を作動させ、
   前記第２電力変換装置の作動を開始してから予め定められた時間が経過した後に、前記第１蓄電装置の電流の大きさが第２しきい値よりも低下した場合には、前記第１電力変換装置および前記第２電力変換装置の作動を停止する、電動車両。

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