(57)【要約】【課題】より適切に低圧バッテリの充電制御を行う。【解決手段】低圧バッテリ１２は、車両の動力源である高圧バッテリ１８の電力を、DCDCコンバータ１１により電圧を変換した電力により充電されるとともに、ACC負荷２、IG負荷３および＋B負荷４からなる低圧系負荷に電力を供給する。CPU５１は、出力電流検出回路３３からの信号に示されるDCDCコンバータ１１の出力電流、および、電流センサ回路１４からの信号に示される低圧系負荷への負荷電流に基づいて、低圧バッテリ１２の充電電流を算出し、充電電流が規定の電流を超えないように、DCDCコンバータ１１の出力電圧を制御する。本発明は、例えば、電動車両の電気系統に適用できる。【選択図】図１
2010200529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の動力源である第１のバッテリの電力を電圧変換部により電圧を変換した電力により充電される、前記車両に設けられている電気部品に電力を供給する第２のバッテリの充電を制御する充電制御装置において、
前記電圧変換部の出力電流および前記電気部品への負荷電流に基づいて、前記第２のバッテリの充電電流を算出する充電電流算出手段と、
前記充電電流が規定の電流を超えないように前記電圧変換部の出力電圧を制御する充電制御手段と
を含む充電制御装置。
【請求項２】
前記電圧変換部の出力停止時の出力側の電圧、および、前記電圧変換部と前記第２のバッテリの間の既知の降下電圧に基づいて、前記第２のバッテリの電圧を推定するバッテリ電圧推定手段を
さらに含み、
前記充電制御手段は、推定された前記第２のバッテリの電圧から規定の電圧まで、前記電圧変換部の出力電圧を所定の値ずつ上昇させる
請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項３】
前記充電制御手段は、前記第２のバッテリの温度変化率が規定値を超えた場合、前記第２のバッテリの温度が所定の温度以下になるまで前記電圧変換部の出力を停止させる
請求項１に記載の充電制御装置。
【請求項４】
車両の動力源である第１のバッテリの電力を電圧変換部により電圧を変換した電力により充電される、前記車両に設けられている電気部品に電力を供給する第２のバッテリの充電を制御する充電制御装置が、
前記電圧変換部の出力電流および前記電気部品への負荷電流に基づいて、前記第２のバッテリの充電電流を算出し、
前記充電電流が規定の電流を超えないように前記電圧変換部の出力電圧を制御する
ステップを含む充電制御装置。
【請求項５】
車両の動力源である第１のバッテリの電力を電圧変換部により電圧を変換した電力により充電される、前記車両に設けられている電気部品に電力を供給する第２のバッテリの充電を制御するコンピュータに、
前記電圧変換部の出力電流および前記電気部品への負荷電流に基づいて、前記第２のバッテリの充電電流を算出し、
前記充電電流が規定の電流を超えないように前記電圧変換部の出力電圧を制御する
ステップを含む処理を実行させるプログラム。
【請求項６】
車両の動力源である第１のバッテリの電力を用いて、前記車両に設けられている電気部品に電力を供給する第２のバッテリを充電する充電装置において、
前記第１のバッテリの電圧を変換して前記第２のバッテリに供給する電圧変換手段と、
前記電圧変換手段の出力電流を検出する出力電流検出手段と、
前記出力電流検出手段により検出された前記電圧変換手段の出力電流、および、前記電気部品への負荷電流を検出する負荷電流検出部により検出された前記電気部品への負荷電流に基づいて、前記第２のバッテリの充電電流を算出する充電電流算出手段と、
前記充電電流が規定の電流を超えないように前記電圧変換手段の出力電圧を制御する充電制御手段と
を含む充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電制御装置および方法、充電装置、並びに、プログラムに関し、特に、電動車両の低圧系のバッテリを充電する場合に用いて好適な充電制御装置および方法、充電装置、並びに、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
EV（Electric Vehicle、電気自動車）、HEV（Hybrid Electric Vehicle、ハイブリッドカー）、PHEV（Plug-in Hybrid Electric Vehicle、プラグインハイブリッドカー）などの電動車両には、通常、例えば、DC158V〜334Vの高圧バッテリと、例えば、DC12Vの低圧バッテリの２種類のバッテリが設けられる。高圧バッテリは、主に主動力モータ、A/C（エアコン）コンプレッサモータなどの大電力負荷（以下、高圧系負荷と称する）用の電源として使用される。また、低圧バッテリは、主に各種のECU（Electronic Control Unit）、パワーウインドウ用のモータ、照明ランプなどの中小電力負荷（以下、低圧系負荷と称する）用の電源として使用される。
【０００３】
この低圧バッテリの充電は、高圧バッテリの電圧をDCDCコンバータにより降圧して供給することにより行われる。
【０００４】
ところで、充電開始時の突入電流などにより低圧バッテリに過大な充電電流が流れ込むと、水素ガスが発生し、低圧バッテリの損傷や寿命の低下を招く恐れがある。そのため、低圧バッテリに過大な充電電流が流れないようにすることが、重要な課題となっている。
【０００５】
また、従来のガソリン車では、低圧バッテリの充電電流を、例えば、特許文献１に示されるように、オルタネータの出力部の電流を計測することにより得ていた。同様に、従来の電動車両では、低圧バッテリの充電電流を、DCDCコンバータの出力部の電流を計測することによりに得ていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１５９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、DCDCコンバータの出力電流は、低圧バッテリだけでなく、低圧系負荷にも供給される。そのため、DCDCコンバータの出力部の電流を計測するだけでは、正確な充電電流を得ることができず、その結果、充電制御を適切に行えない場合がある。
【０００８】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、より適切に低圧バッテリの充電制御を行うことができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の側面の充電制御装置は、車両の動力源である第１のバッテリの電力を電圧変換部により電圧を変換した電力により充電される、車両に設けられている電気部品に電力を供給する第２のバッテリの充電を制御する充電制御装置において、電圧変換部の出力電流および電気部品への負荷電流に基づいて、第２のバッテリの充電電流を算出する充電電流算出手段と、充電電流が規定値を超えないように電圧変換部の出力電圧を制御する充電制御手段とを含む。
【００１０】
本発明の第１の側面の充電制御装置においては、電圧変換部の出力電流および電気部品への負荷電流に基づいて、第２のバッテリの充電電流が算出され、充電電流が規定の電流を超えないように電圧変換部の出力電圧が制御される。
【００１１】
従って、より適切に第２のバッテリの充電制御を行うことができる。具体的には、第２のバッテリの充電電流をより正確に求めることができるとともに、第２のバッテリに過大な充電電流が流れ込むことが防止される。
【００１２】
この電圧変換部は、例えば、DCDCコンバータにより構成される。この充電電流算出手段、充電制御手段は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、ECU（Electronic Control Unit）などにより構成される。
【００１３】
電圧変換部の出力停止時の出力側の電圧、および、電圧変換部と第２のバッテリの間の既知の降下電圧に基づいて、第２のバッテリの電圧を推定するバッテリ電圧推定手段をさらに設け、充電制御手段には、推定された第２のバッテリの電圧から規定の電圧まで、電圧変換部の出力電圧を所定の値ずつ上昇させることができる。
【００１４】
これにより、より適切に第２のバッテリの充電制御を行うことができる。具体的には、充電時に第２のバッテリに突入電流が流れ込むことを防止できる。
【００１５】
このバッテリ電圧推定手段は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、ECU（Electronic Control Unit）などにより構成される。
【００１６】
この充電制御手段には、第２のバッテリの温度変化率が規定値を超えた場合、第２のバッテリの温度が所定の温度以下になるまで電圧変換部の出力を停止させることができる。
【００１７】
これにより、より適切に第２のバッテリの充電制御を行うことができる。具体的には、第２のバッテリの内部抵抗の上昇に伴う電力損失の増大による充電効率の悪化を防止することができる。
【００１８】
本発明の第１の側面の充電制御方法は、車両の動力源である第１のバッテリの電力を電圧変換部により電圧を変換した電力により充電される、車両に設けられている電気部品に電力を供給する第２のバッテリの充電を制御する充電制御装置が、電圧変換部の出力電流および電気部品への負荷電流に基づいて、第２のバッテリの充電電流を算出し、充電電流が規定の電流を超えないように電圧変換部の出力電圧を制御するステップを含む。
【００１９】
本発明の第１の側面のプログラムは、車両の動力源である第１のバッテリの電力を電圧変換部により電圧を変換した電力により充電される、車両に設けられている電気部品に電力を供給する第２のバッテリの充電を制御するコンピュータに、電圧変換部の出力電流および電気部品への負荷電流に基づいて、第２のバッテリの充電電流を算出し、充電電流が規定の電流を超えないように電圧変換部の出力電圧を制御するステップを含む処理を実行させる。
【００２０】
本発明の第１の側面の充電制御方法、または、プログラムを実行するコンピュータにおいては、電圧変換部の出力電流および電気部品への負荷電流に基づいて、第２のバッテリの充電電流が算出され、充電電流が規定の電流を超えないように電圧変換部の出力電圧が制御される。
【００２１】
従って、より適切に第２のバッテリの充電制御を行うことができる。具体的には、第２のバッテリの充電電流をより正確に求めることができるとともに、第２のバッテリに過大な充電電流が流れ込むことが防止される。
【００２２】
この充電制御装置は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、ECU（Electronic Control Unit）などにより構成される。このコンピュータは、例えば、CPU（Central Processing Unit）、ECU（Electronic Control Unit）などにより構成される。この電圧変換部は、例えば、DCDCコンバータにより構成される。
【００２３】
本発明の第２の側面の充電装置は、車両の動力源である第１のバッテリの電力を用いて、車両に設けられている電気部品に電力を供給する第２のバッテリを充電する充電装置であって、第１のバッテリの電圧を変換して第２のバッテリに供給する電圧変換手段と、電圧変換手段の出力電流を検出する出力電流検出手段と、出力電流検出手段により検出された電圧変換手段の出力電流、および、電気部品への負荷電流を検出する負荷電流検出部により検出された電気部品への負荷電流に基づいて、第２のバッテリの充電電流を算出する充電電流算出手段と、充電電流が規定の電流を超えないように電圧変換手段の出力電圧を制御する充電制御手段とを含む。
【００２４】
本発明の第２の側面の充電装置においては、第１のバッテリの電圧が変換されて第２のバッテリに供給され、電圧変換手段の出力電流が検出され、検出された電圧変換手段の出力電流、および、電気部品への負荷電流を検出する負荷電流検出部により検出された電気部品への負荷電流に基づいて、第２のバッテリの充電電流が算出され、充電電流が規定の電流を超えないように電圧変換手段の出力電圧が制御される。
【００２５】
従って、より適切に第２のバッテリの充電制御を行うことができる。具体的には、第２のバッテリの充電電流をより正確に求めることができるとともに、第２のバッテリに過大な充電電流が流れ込むことが防止される。
【００２６】
この電圧変換手段は、例えば、DCDCコンバータにより構成される。この出力電流検出手段は、例えば、電流センサにより構成される。この負荷電流検出部は、例えば、電流センサにより構成される。この充電電流算出手段、充電制御手段は、例えば、CPU（Central Processing Unit）、ECU（Electronic Control Unit）などにより構成される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の第１の側面または第２の側面によれば、電動車両に設けられている電気部品に電力を供給するバッテリを充電することができる。特に、本発明の第１の側面または第２の側面によれば、電動車両に設けられている電気部品に電力を供給するバッテリの充電制御をより適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を適用した電動車両の電気系統の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】DCDCコンバータのCPUにより実現される機能の構成の例の一部を示すブロック図である。
【図３】低圧バッテリ充電制御処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００３０】
図１は、本発明を適用した車両の電気系統の一実施の形態を示すブロック図である。図１の電気系統１は、EV（Electric Vehicle、電気自動車），HEV（Hybrid Electric Vehicle、ハイブリッドカー）、PHEV（Plug-in Hybrid Electric Vehicle、プラグインハイブリッドカー）など、バッテリに蓄えられた電力を用いて走行する電動車両に設けられる電気系統のうち、主に低圧（例えば、12V）の電気部品（以下、低圧系負荷と称する）への電力の供給に関わる部分を示している。なお、低圧系負荷は、例えば、各種のECU（Electronic Control Unit）、パワーウインドウ用のモータ、照明ランプなどを含み、図１に示されるように、ACC（アクセサリ）負荷２、IG（イグニッション）負荷３、および、＋B負荷４の３系統に分類される。また、以下、電気系統１が設けられている車両を自車と称する。
【００３１】
電気系統１は、DCDCコンバータ１１、低圧バッテリ１２、温度センサ１３、電流センサ回路１４、低圧系J/B（Junction Box）１５、低圧系電源ECU（Electronic Control Unit）１６、スイッチ１７、高圧バッテリ１８、高圧系J/B（Junction Box）１９、BMU（Battery Management Unit）２０、および、車両ECU（Electronic Control Unit）２１を含むように構成される。
【００３２】
DCDCコンバータ１１は、電圧変換部３１、出力電圧検出回路３２、出力電流検出回路３３、加熱保護温度センサ３４、制御用自立電源回路３５、および、制御部３６を含むように構成される。
【００３３】
電圧変換部３１は、制御部３６の制御の基に、高圧系J/B１９を介して高圧バッテリ１８から供給される電力の電圧を変換し、低圧バッテリ１２および低圧系J/B１５に供給する。電圧変換部３１は、フィルタ回路４１、パワー素子フルブリッジ回路４２、絶縁トランス４３、および、整流平滑回路４４を含むように構成される。
【００３４】
フィルタ回路４１は、高圧系J/B１９を介して高圧バッテリ１８から供給される電圧のノイズを除去し、パワー素子フルブリッジ回路４２に供給する。
【００３５】
パワー素子フルブリッジ回路４２は、例えば、トランジスタ、MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）、IPM（Intelligent Power Module）などの電力用半導体スイッチング素子を用いたフルブリッジ回路により構成される。パワー素子フルブリッジ回路４２は、制御部３６のパルストランス回路５４から供給されるスイッチング信号に基づいて、高圧系J/B１９を介して高圧バッテリ１８から供給される直流電圧を交流電圧に変換し、絶縁トランス４３に供給する。
【００３６】
絶縁トランス４３は、DCDCコンバータ１１の入力と出力を絶縁するとともに、パワー素子フルブリッジ回路４２から供給される交流電圧を所定の変圧比で変圧し、整流平滑回路４４に供給する。
【００３７】
整流平滑回路４４の２つの出力端子のうち一方は、低圧バッテリ１２の＋端子、および、低圧系J/B１５に接続され、他方は接地されている。整流平滑回路４４は、絶縁トランス４３から供給される交流電圧を直流電圧に整流および平滑化し、低圧バッテリ１２および低圧系J/B１５に供給する。
【００３８】
出力電圧検出回路３２は、DCDCコンバータ１１の出力電圧を検出し、検出値を示す信号を制御部３６のCPU５１およびエラーアンプ５２に供給する。
【００３９】
出力電流検出回路３３は、DCDCコンバータ１１の出力電流を検出し、検出値を示す信号を制御部３６のCPU５１およびPWM IC５３に供給する。
【００４０】
加熱保護温度センサ３４は、DCDCコンバータ１１の温度を検出し、検出値を示す信号を制御部３６のCPU５１に供給する。
【００４１】
制御用自立電源回路３５は、高圧系J/B１９を介して高圧バッテリ１８から供給される電力から、制御部３６の駆動電力を生成し、制御部３６に供給する。
【００４２】
制御部３６は、CPU５１、エラーアンプ５２、PWM IC５３、および、パルストランス回路５４を含むように構成される。
【００４３】
CPU５１は、温度センサ１３から低圧バッテリ１２の温度の検出値を示す信号を取得する。また、CPU５１は、電流センサ回路１４により検出される低圧系負荷への負荷電流の検出値を示す信号を取得する。CPU５１は、DCDCコンバータ１１の出力電圧、出力電流および温度、低圧バッテリ１２の温度、並びに、自車の低圧系負荷への負荷電流に基づいて、DCDCコンバータ１１の出力の開始および停止を制御したり、DCDCコンバータ１１の出力電圧の目標値（以下、目標電圧と称する）を設定したりする。CPU５１は、DCDCコンバータ１１の目標電圧を示す信号をエラーアンプ５２に供給する。
【００４４】
エラーアンプ５２は、出力電圧検出回路３２からの信号の値とCPU５１からの信号の値の差分、すなわち、DCDCコンバータ１１の出力電圧と目標電圧の差分を増幅し、PWM IC５３に供給する。
【００４５】
PWM IC５３は、エラーアンプ５２から供給される信号に基づいて、DCDCコンバータ１１の出力電圧が目標電圧となるように、パルストランス回路５４に供給するPWM（Pulse Width Modulation）信号のデューティ比を制御するとともに、パルストランス回路５４の出力の開始および停止を制御する。
【００４６】
パルストランス回路５４は、PWM IC５３からのPWM信号に基づくスイッチング信号をパワー素子フルブリッジ回路４２に供給し、パワー素子フルブリッジ回路４２のスイッチングを制御することにより、DCDCコンバータ１１の出力電圧を制御する。
【００４７】
低圧バッテリ１２は、高圧系J/B１９およびDCDCコンバータ１１を介して高圧バッテリ１８から供給される電力により充電されるとともに、低圧系J/B１５を介して、ACC負荷２、IG負荷３、および、＋B４負荷に電力を供給する。なお、低圧バッテリ１２の−端子は接地されている。
【００４８】
温度センサ１３は、例えば、低圧バッテリ１２のセルもしくは端子、または、低圧バッテリ１２の近傍に設けられ、低圧バッテリ１２の温度を検出する。温度センサ１３は、低圧バッテリ１２の温度の検出値を示す信号を、CAN（Controller Area Network）を介して、CPU５１に供給する。
【００４９】
電流センサ回路１４は、低圧バッテリ１２と低圧系J/B１５の間に設けられ、低圧系J/B１５を介して、DCDCコンバータ１１または低圧バッテリ１２から低圧系負荷に供給される負荷電流を検出する。電流センサ回路１４は、負荷電流の検出値を示す信号を、CANを介して、CPU５１、車両ECU２１およびBMU２０に供給する。
【００５０】
低圧系J/B１５は、例えば、コンタクタ、リレーなどを内蔵し、低圧系電源ECU１６の制御の基に、ACC負荷２、IG負荷３、および、＋B負荷４への電力の供給の有無を切替える。
【００５１】
スイッチ１７は、例えば、イグニッションキースイッチもしくはスタータスイッチ、または、その両方により構成される。
【００５２】
例えば、走行用または高圧バッテリ１８の充電用のエンジンを搭載するHEVまたはPHEVにより自車が構成される場合、スイッチ１７は、例えば、LOCKまたはOFF（以下、OFFに統一する）、ACC（アクセサリ）、IG（イグニッション）またはON（以下、ONに統一する）、STARTの４つの位置に設定可能とされる。
【００５３】
この場合、スイッチ１７の位置がOFFに設定されたとき、自車は、エンジンおよび主動力モータを稼動することができず、走行できない状態となる。また、自車は、低圧系電源ECU１６の制御の基に、低圧系負荷のうち＋B負荷４にのみ給電可能な状態となる。
【００５４】
また、スイッチ１７の位置がACCに設定されたとき、OFFに設定されたときと同様に、自車は、エンジンおよび主動力モータを稼動することができず、走行できない状態となる。また、自車は、低圧系電源ECU１６の制御の基に、低圧系負荷のうち＋B負荷４およびACC負荷２に給電可能な状態となる。
【００５５】
さらに、スイッチ１７の位置がONに設定されたとき、自車は、エンジンおよび主動力モータを稼動することができ、走行可能な状態となる。また、自車は、低圧系電源ECU１６の制御の基に、＋B負荷４、ACC負荷２およびIG負荷３の全ての低圧系負荷に給電可能な状態となる。
【００５６】
また、スイッチ１７の位置がSTARTに設定されたとき、自車のエンジンが点火し、始動する。また、自車は、低圧系電源ECU１６の制御の基に、＋B負荷４、ACC負荷２およびIG負荷３の全ての低圧系負荷に給電可能な状態となる。なお、車両の種類によっては、スイッチ１７の位置がSTARTに設定された場合、セルフスタータモータを始動させるために、ACC負荷２への給電が停止される場合もある。
【００５７】
このように、自車がHEVまたはPHEVにより構成される場合、電気系統１は、スイッチ１７の設定位置に関わらず、＋B負荷４に常時給電可能であり、スイッチ１７の位置がACC、ONまたはSTARTに設定されたとき、ACC負荷２に給電可能となり、スイッチ１７の位置がONまたはSTARTに設定されたとき、IG負荷３に給電可能となる。
【００５８】
また、例えば、エンジンを搭載しないEVにより自車が構成される場合、スイッチ１７は、例えば、LOCKまたはOFF（以下、OFFに統一する）、ACC（アクセサリ）、STARTまたはON（以下、ONに統一する）の３つの位置に設定可能とされる。
【００５９】
この場合、スイッチ１７の位置がOFFに設定されたとき、自車は、エンジンおよび主動力モータを稼動することができず、走行できない状態となる。また、自車は、低圧系電源ECU１６の制御の基に、低圧系負荷のうち＋B負荷４にのみ給電可能な状態となる。
【００６０】
また、スイッチ１７の位置がACCに設定されたとき、OFFに設定されたときと同様に、自車は、エンジンおよび主動力モータを稼動することができず、走行できない状態となる。また、自車は、低圧系電源ECU１６の制御の基に、低圧系負荷のうち＋B負荷４およびACC負荷２に給電可能な状態となる。
【００６１】
さらに、スイッチ１７の位置がONに設定されたとき、自車は、エンジンおよび主動力モータを稼動することができ、走行可能な状態となる。また、自車は、低圧系電源ECU１６の制御の基に、＋B負荷４、ACC負荷２およびIG負荷３の全ての低圧系負荷に給電可能な状態となる。
【００６２】
このように、自車がEVにより構成される場合、電気系統１は、スイッチ１７の設定位置に関わらず、＋B負荷４に常時給電可能であり、スイッチ１７の位置がACCまたはONに設定されたとき、ACC負荷２に給電可能となり、スイッチ１７の位置がONに設定されたとき、IG負荷３に給電可能となる。
【００６３】
なお、IG負荷３に給電可能な状態において、低圧系J/B１５からDCDCコンバータ１１のCPU５１に制御信号および電力の供給を行うことが可能である。DCDCコンバータ１１は、この制御信号をトリガにして、低圧系J/Bから供給される電力を用いて起動し、出力を開始することが可能である。
【００６４】
そして、スイッチ１７は、スイッチ１７の設定位置を示す信号を、CANを介して、低圧系電源ECU１６および車両ECU２１に供給する。
【００６５】
高圧バッテリ１８は、自車の動力源として用いられる。具体的には、高圧バッテリ１８に蓄えられている電力は、高圧系J/B１９を介して、図示せぬ走行系インバータに供給され、直流電力から交流電力に変換される。そして、その交流電力が図示せぬ主動力モータに供給され、主動力モータが駆動されることにより、自車が走行する。また、高圧バッテリ１８は、高圧系J/B１９を介して、主動力モータ以外の自車の高圧系負荷にも電力を供給する。
【００６６】
高圧系J/B１９は、例えば、コンタクタ、リレーなどを内蔵し、図示せぬECUの制御の基に、DCDCコンバータ１１、および、自車の高圧系負荷への電力の供給の有無を切替える。
【００６７】
BMU２０は、高圧バッテリ１８の管理を行う。例えば、BMU２０は、高圧バッテリ１８の状態（例えば、電圧、電流、温度など）を監視し、監視結果を示す情報を、CANを介して、CPU５１および車両ECU２１に供給する。
【００６８】
車両ECU２１は、図示せぬ走行系インバータなどの制御を行う。また、CPU５１と車両ECU２１とは、CANを介して通信し、各種の制御情報の送受信を行う。
【００６９】
図２は、DCDCコンバータ１１のCPU５１が所定の制御プログラムを実行することにより実現される機能の構成の例の一部を示すブロック図である。CPU５１が所定の制御プログラムを実行することにより、バッテリ電圧推定部１０１、充電電流算出部１０２、および、充電制御部１０３を含む機能が実現される。
【００７０】
バッテリ電圧推定部１０１は、図３を参照して後述するように、出力電圧検出回路３２からの信号に示される電圧に基づいて、低圧バッテリ１２の電圧（例えば、＋端子と−端子間の電圧）を推定する。バッテリ電圧推定部１０１は、推定した低圧バッテリ１２の電圧を示す情報を充電制御部１０３に供給する。
【００７１】
充電電流算出部１０２は、図３を参照して後述するように、出力電流検出回路３３からの信号に示されるDCDCコンバータ１１の出力電流、および、電流センサ回路１４からの信号に示される低圧系負荷の負荷電流に基づいて、低圧バッテリ１２の充電電流を算出する。充電電流算出部１０２は、算出した充電電流を示す情報を充電制御部１０３に供給する。
【００７２】
充電制御部１０３は、図３を参照して後述するように、温度センサ１３からの信号により示される低圧バッテリ１２の温度に基づいて、DCDCコンバータ１１の出力の開始および停止を制御する。さらに、充電制御部１０３は、図３を参照して後述するように、バッテリ電圧推定部１０１により推定された低圧バッテリ１２の電圧、および、充電電流算出部１０２により算出された低圧バッテリ１２の充電電流に基づいて、DCDCコンバータ１１の目標電圧を設定し、設定した目標電圧を示す信号をエラーアンプ５２に供給する。
【００７３】
次に、図３のフローチャートを参照して、自車の電気系統１により実行される低圧バッテリ充電制御処理について説明する。なお、この処理は、例えば、スイッチ１７がイグニッションキースイッチにより構成される場合、スイッチ１７の位置がLOCK以外の位置に設定されたとき開始され、LOCKに設定されたとき終了する。または、この処理は、例えば、スイッチ１７がスタータスイッチにより構成される場合、スイッチ１７の位置が、OFF以外の位置に設定されたとき開始され、OFFに設定されたとき終了する。
【００７４】
ステップＳ１において、DCDCコンバータ１１が起動する。具体的には、高圧系J/B１９は、スイッチ１７の位置がLOCKまたはOFF以外の位置に設定されたのに伴い、図示せぬECUの制御の基に、DCDCコンバータ１１への高圧バッテリ１８の電力の供給を開始する。これにより、制御用自立電源回路３５から制御部３６への電力の供給が開始され、DCDCコンバータ１１が起動する。
【００７５】
ステップＳ２において、バッテリ電圧推定部１０１は、低圧バッテリ１２の電圧を推定する。具体的には、バッテリ電圧推定部１０１は、出力電圧検出回路３２からの信号に示される現在の電圧、すなわち、出力停止時のDCDCコンバータ１１の出力側の電圧から、DCDCコンバータ１１と低圧バッテリ１２との間の降下電圧を差し引くことにより、低圧バッテリ１２の電圧を推定する。なお、DCDCコンバータ１１と低圧バッテリ１２との間の降下電圧は、DCDCコンバータ１１と低圧バッテリ１２との間の回路抵抗などに基づいて、予め求められている。バッテリ電圧推定部１０１は、推定した低圧バッテリ１２の電圧を示す情報を充電制御部１０３に供給する。
【００７６】
ステップＳ３において、制御部３６は、DCDCコンバータ１１の出力電圧を現在の低圧バッテリ１２の電圧に設定する。具体的には、充電制御部１０３は、バッテリ電圧推定部１０１により推定された低圧バッテリ１２の電圧と同じ値にDCDCコンバータ１１の目標電圧を設定する。充電制御部１０３は、設定した目標電圧を示す信号のエラーアンプ５２への供給を開始する。PWM IC５３は、パルストランス回路５４へのPWM信号の供給を開始するとともに、エラーアンプ５２から供給される信号に基づいて、DCDCコンバータ１１の出力電圧が目標電圧となるようにPWM信号のデューティ比を制御する。
【００７７】
ステップＳ４において、制御部３６は、DCDCコンバータ１１の出力を開始させる。具体的には、パルストランス回路５４は、PWM IC５３の制御の基に、PWM IC５３からのPWM信号に基づくスイッチング信号のパワー素子フルブリッジ回路４２への供給を開始する。これにより、パワー素子フルブリッジ回路４２が起動し、DCDCコンバータ１１の出力が開始され、DCDCコンバータ１１から低圧バッテリ１２への充電電流の供給が開始される。
【００７８】
なお、このとき、DCDCコンバータ１１の出力電圧は、バッテリ電圧推定部１０１により推定された低圧バッテリ１２の電圧と等しくなるように制御される。従って、DCDCコンバータ１１の出力開始時に、DCDCコンバータ１１から低圧バッテリ１２に過大な突入電流が流れることが防止される。
【００７９】
ステップＳ５において、制御部３６は、DCDCコンバータ１１の出力電圧をΔV（例えば、0.1V）だけ上昇させる。具体的には、充電制御部１０３は、出力電圧検出回路３２からの信号に示される現在のDCDCコンバータ１１の出力電圧にΔVを加算した値に、目標電圧を変更する。充電制御部１０３は、変更した目標電圧を示す信号のエラーアンプ５２への供給を開始する。これにより、DCDCコンバータ１１の出力電圧が、現在の出力電圧からΔVだけ上昇するように制御される。
【００８０】
なお、ΔVは、DCDCコンバータ１１から低圧バッテリ１２に供給される充電電流が、所定の規定値（例えば、低圧バッテリ１２の５時間放電率の電流（５時間率電流））を超えないように、DCDCコンバータ１１の出力電圧を徐変制御するために、予め設定される値である。
【００８１】
ステップＳ６において、充電制御部１０３は、出力電圧検出回路３２からの信号に基づいて、DCDCコンバータ１１の出力電圧が充電終了電圧（例えば、14V）に達したか否かを判定する。DCDCコンバータ１１の出力電圧が、まだ充電終了電圧に達していないと判定された場合、処理はステップＳ７に進む。なお、充電終了電圧は、例えば、低圧バッテリ１２の充電終止電圧に、DCDCコンバータ１１と低圧バッテリ１２との間の降下電圧を加算した値に設定される。
【００８２】
ステップＳ７において、充電制御部１０３は、低圧バッテリ１２の温度変化率が規定値を超えたか否かを判定する。具体的には、充電制御部１０３は、温度センサ１３からの信号に示される現在の低圧バッテリ１２の温度と、所定の時間Δt前（例えば、１分前）の低圧バッテリ１２の温度との差分を求める。充電制御部１０３は、求めた差分値が所定の規定値を超えていない場合、低圧バッテリ１２の温度変化率が規定値を超えていないと判定し、処理はステップＳ８に進む。
【００８３】
ステップＳ８において、充電制御部１０３は、充電電流が既定値に達しか否かを判定する。具体的には、充電電流算出部１０２は、出力電流検出回路３３からの信号に示される現在のDCDCコンバータ１１の出力電流から、電流センサ回路１４からの信号に示される現在の低圧系負荷の負荷電流を差し引くことにより、現在の低圧バッテリ１２の充電電流を算出する。これにより、DCDCコンバータ１１の出力電流のみを検出する場合と比較して、低圧バッテリ１２の充電電流をより正確に検出することができる。充電電流算出部１０２は、算出した低圧バッテリ１２の充電電流を示す信号を充電制御部１０３に供給する。充電制御部１０３が、充電電流算出部１０２により算出された充電電流が、規定値（例えば、上述した低圧バッテリ１２の５時間率電流）に達していないと判定した場合、処理はステップＳ５に戻る。
【００８４】
その後、ステップＳ６において、DCDCコンバータ１１の出力電圧が充電終了電圧に達したと判定されるか、ステップＳ７において、低圧バッテリ１２の温度変化率が規定値を超えたと判定されるか、ステップＳ８において、充電電流が規定値に達したと判定されるまで、ステップＳ５乃至Ｓ８の処理が繰り返し実行される。
【００８５】
一方、ステップＳ８において、充電電流が規定値に達したと判定された場合、処理はステップＳ９に進む。
【００８６】
ステップＳ９において、制御部３６は、DCDCコンバータ１１の出力電圧を充電電流が規定値に達したときの値に固定する。具体的には、充電制御部１０３は、出力電圧検出回路３２からの信号に示される現在のDCDCコンバータ１１の出力電圧、すなわち、充電電流が規定値に達したときの出力電圧に、DCDCコンバータ１１の目標電圧を変更する。充電制御部１０３は、変更した目標電圧を示す信号のエラーアンプ５２への供給を開始する。これにより、DCDCコンバータ１１の出力電圧が、ステップＳ８において充電電流が規定値に達したと判定されたときの電圧に固定されるように制御される。そして、DCDCコンバータ１１の出力電圧が固定されることにより、低圧バッテリ１２の電圧が上昇するにつれて、低圧バッテリ１２の充電電流が徐々に低下していく。
【００８７】
ステップＳ１０において、充電制御部１０３は、充電電流が所定の閾値未満になったか否かを判定する。具体的には、充電電流算出部１０２は、ステップＳ８と同様の処理により、低圧バッテリ１２の充電電流を算出し、算出した充電電流を示す情報を充電制御部１０３に供給する。充電制御部１０３が、充電電流算出部１０２により算出された充電電流が所定の閾値未満になっていないと判定した場合、処理はステップＳ１１に進む。なお、この閾値は、例えば、上述した充電電流の規定値より所定の値だけ低い電流に設定される。
【００８８】
ステップＳ１１において、ステップＳ７の処理と同様に、低圧バッテリ１２の温度変化率が規定値を超えたか否かが判定される。低圧バッテリ１２の温度変化率が規定値を超えていないと判定された場合、処理はステップＳ１０に戻る。
【００８９】
その後、ステップＳ１０において、充電電流が所定の閾値未満になったと判定されるか、ステップＳ１１において、低圧バッテリ１２の温度変化率が規定値を超えたと判定されるまで、ステップＳ１０およびＳ１１の処理が繰り返し実行される。
【００９０】
一方、ステップＳ１０において、充電電流が所定の閾値未満になったと判定された場合、処理はステップＳ５に戻る。その後、ステップＳ６において、DCDCコンバータ１１の出力電圧が充電終了電圧に達したと判定されるか、ステップＳ７またはステップＳ１１において、低圧バッテリ１２の温度変化率が規定値を超えたと判定されるまで、ステップＳ５乃至Ｓ１１の処理が繰り返し実行される。
【００９１】
一方、ステップＳ７またはステップＳ１１において、低圧バッテリ１２の温度変化率が規定値を超えたと判定された場合、処理はステップＳ１２に進む。
【００９２】
ステップＳ１２において、制御部３６は、DCDCコンバータ１１の出力を停止させる。具体的には、充電制御部１０３は、目標電圧を示す信号のエラーアンプ５２への供給を停止する。これにより、PWM IC５３からパルストランス回路５４へのPWM信号の供給が停止され、DCDCコンバータ１１の出力が停止する。
【００９３】
ステップＳ１３において、充電制御部１０３は、低圧バッテリ１２の温度が規定温度以下になったか否かを判定する。充電制御部１０３は、所定の間隔で、温度センサ１３からの信号に基づいて、低圧バッテリ１２の温度が規定温度以下になったか否かを判定し、低圧バッテリ１２の温度が規定温度以下になるまで待機する。そして、低圧バッテリ１２の温度が規定温度以下になったとき、処理はステップＳ２に戻り、ステップＳ２以降の処理が実行される。すなわち、低圧バッテリ１２の充電が再開される。
【００９４】
これにより、充放電や低圧バッテリ１２の周囲の温度などの要因により、低圧バッテリ１２の内部抵抗が上昇し、充電電力の損失が大きくなっているときに低圧バッテリ１２の充電を継続して、充電効率が悪化することが防止される。
【００９５】
一方、ステップＳ６において、DCDCコンバータ１１の出力電圧が充電終了電圧に達したと判定された場合、処理はステップＳ１４に進む。
【００９６】
ステップＳ１４において、ステップＳ１２の処理と同様に、DCDCコンバータ１１の出力が停止される。
【００９７】
ステップＳ１５において、ステップＳ２の処理と同様に、低圧バッテリ１２の電圧が推定される。
【００９８】
ステップＳ１６において、充電制御部１０３は、ステップＳ１５の処理の結果に基づいて、低圧バッテリ１２の電圧が充電開始電圧以下であるか否かが判定される。低圧バッテリ１２の電圧が充電開始電圧以下でないと判定された場合、処理はステップＳ１５に戻る。その後、ステップＳ１６において、低圧バッテリ１２の電圧が充電開始電圧以下であると判定されるまで、ステップＳ１５およびＳ１６の処理が繰り返し実行される。
【００９９】
一方、ステップＳ１６において、低圧バッテリ１２の電圧が充電開始電圧以下であると判定された場合、処理はステップＳ２に戻り、ステップＳ２以降の処理が実行される。すなわち、低圧バッテリ１２の電圧が充電開始電圧以下になったとき、低圧バッテリ１２の充電が開始される。なお、充電開始電圧は、例えば、低圧バッテリ１２の放電終止電圧、または、低圧系負荷の駆動電圧の最小値付近の電圧に設定される。
【０１００】
なお、スイッチ１７の位置がLOCKまたはOFF以外の位置に設定されたとき、高圧系J/B１９は、図示せぬECUの制御の基に、DCDCコンバータ１１への高圧バッテリ１８の電力の供給を停止し、DCDCコンバータ１１が停止し、低圧バッテリ充電制御処理は終了する。
【０１０１】
以上のようにして、充電電流が規定値を超えたり、充電電流が不足したりしないように、DCDCコンバータ１１の出力電圧が、充電開始時の低圧バッテリ１２の電圧から充電終了電圧までΔVずつ上昇されるとともに、低圧バッテリ１２の温度に基づいて充電効率が低下することが防止され、適切に低圧バッテリ１２が充電される。
【０１０２】
なお、以上の説明では、DCDCコンバータ１１内に制御部３６を設ける例を示したが、制御部３６とDCDCコンバータ１１を分離して設けるようにしてもよい。あるいは、例えば、CPU５１だけDCDCコンバータ１１から分離して設けるようにしてもよい。
【０１０３】
また、低圧バッテリ１２の電圧の測定方法として、例えば、充電電流が0AになるようにDCDCコンバータ１１の出力電圧を制御し、そのときの出力電圧を、低圧バッテリの電圧として測定するようにしてもよい。
【０１０４】
さらに、以上の説明では、低圧バッテリ１２の温度変化率が規定値を超えた場合に、DCDCコンバータ１１の出力を停止するようにしたが、DCDCコンバータ１１の出力電流、すなわち、低圧バッテリ１２の充電電流を下げるようにしてもよい。
【０１０５】
また、上述した一連のCPU５１の処理は、ハードウエアにより実行するようにすることも可能である。
【０１０６】
さらに、CPU５１が実行する制御プログラムは、例えば、予めDCDCコンバータ１１の図示せぬ記録媒体にインストールしておくことも可能であるし、または、例えば、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)等）、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディアに記録して、あるいは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供し、インストールすることも可能である。
【０１０７】
また、CPU５１が実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０１０８】
さらに、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１  電気系統
２  ACC負荷
３  IG負荷
４  ＋B負荷
１１  DCDCコンバータ
１２  低圧バッテリ
１３  温度センサ
１４  電流センサ回路
１８  高圧バッテリ
３１  電圧変換部
３２  出力電圧検出回路
３３  出力電流検出回路
３６  制御部
４１  フィルタ回路
４２  パワー素子フルブリッジ回路
４３  絶縁トランス
４４  整流平滑回路
５１  CPU
５２  エラーアンプ
５３  PWM IC
５４  パルストランス回路
１０１  バッテリ電圧推定部
１０２  充電電流算出部
１０３  充電制御部
【図１】
2010200529.tif 000003
【図２】
2010200529.tif 000004
【図３】
2010200529.tif 000005