(57)【要約】【課題】外部電源からの充電時における電流中央値を正しく検出するリチウムイオンバッテリの充電制御方法を提供する。【解決手段】車両に搭載されたリチウムイオンバッテリであって、外部電源からの充電及び車両走行中のモータからの充電が可能なリチウムイオンバッテリの充電制御方法において、外部電源が充電器に充電可能な状態で接続されているか否かを検出し（Ｓ０１）、外部電源が充電器に充電可能な状態で接続されている場合に、外部電源の周波数を検出し（Ｓ０３）、検出された周波数に応じて、リチウムイオンバッテリに流れる充電電流のサンプリングレートを定め（Ｓ０５）、定められたサンプリングレートに従って充電電流を測定し（Ｓ１１）、測定された複数の充電電流の平均値を、外部電源からの充電時における電流中央値として求める（Ｓ１３）。【選択図】図１
2010279219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたリチウムイオンバッテリであって、外部電源からの充電及び車両走行中のモータからの充電が可能なリチウムイオンバッテリの充電制御方法において、
外部電源が充電器に充電可能な状態で接続されているか否かを検出し、
前記外部電源が充電器に充電可能な状態で接続されている場合に、前記外部電源の周波数を検出し、
検出された周波数に応じて、リチウムイオンバッテリに流れる充電電流のサンプリングレートを定め、
定められたサンプリングレートに従って前記充電電流を測定し、
測定された複数の充電電流の平均値を、外部電源からの充電時における電流中央値として求める
ことを特徴とするリチウムイオンバッテリの充電制御方法。
【請求項２】
外部電源が充電器に充電可能な状態で接続されているか否かを検出することにより、外部電源からの充電が行われているのか、車両走行中のモータからの充電が行われているのかを判断し、
外部電源からの充電時と車両走行中のモータからの充電時とで、リチウムイオンバッテリに流れる充電電流のサンプリングレートを変更する
ことを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオンバッテリの充電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部電源からの充電及び車両走行中のモータからの充電が可能なリチウムイオンバッテリの充電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオンバッテリを充電するためには電圧検出精度が重要であるため、充電器の出力電圧を一定の直流電圧に変換する構造となっており、直流正弦波（脈流）から変換する構造が必要である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２９５０７６号公報（図１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の図１に開示された充電器において、逆流防止用のダイオードＤ５及びコンデンサＣ４を用いずに更に小型化することが考えられるが、充電器の出力電力波形が正弦波（脈流）になるため、電流積算による充電容量を算出することが困難であった。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部電源からの充電時における電流中央値を正しく検出するリチウムイオンバッテリの充電制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の特徴は、車両に搭載されたリチウムイオンバッテリであって、外部電源からの充電及び車両走行中のモータからの充電が可能なリチウムイオンバッテリの充電制御方法において、外部電源が充電器に充電可能な状態で接続されているか否かを検出し、外部電源が充電器に充電可能な状態で接続されている場合に、外部電源の周波数を検出し、検出された周波数に応じて、リチウムイオンバッテリに流れる充電電流のサンプリングレートを定め、定められたサンプリングレートに従って充電電流を測定し、測定された複数の充電電流の平均値を、外部電源からの充電時における電流中央値として求めることである。
【０００７】
本発明の特徴によれば、外部電源からの充電時における電流中央値を正しく検出することができるので、リチウムイオンバッテリへの充電容量の正確な算出が可能となる。検出された周波数に応じて、リチウムイオンバッテリに流れる充電電流のサンプリングレートを定め、定められたサンプリングレートに従って充電電流を測定することにより、外部電源からの充電時における充電電流の正弦波の周波数を検知することができる。
【０００８】
本発明の特徴において、外部電源が充電器に充電可能な状態で接続されているか否かを検出することにより、外部電源からの充電が行われているのか、車両走行中のモータからの充電が行われているのかを判断し、外部電源からの充電時と車両走行中のモータからの充電時とで、リチウムイオンバッテリに流れる充電電流のサンプリングレートを変更してもよい。これにより、外部電源からの充電時における充電電流の積算と、車両走行時に必要となる電流検知を両立することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、外部電源からの充電時における電流中央値を正
しく検出するリチウムイオンバッテリの充電制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図２に示した充電器から出力される正弦波波形の直流電流について出力波形の中央値を演算する方法の一例を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施の形態に係わるリチウムイオンバッテリの充電制御方法を実施する際に使用する充電器の一例を示す回路図である。
【図３】正弦波波形からなる充電電流に対する読取りタイミングの例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付している。
【００１２】
図２を参照して、本発明の実施の形態に係わるリチウムイオンバッテリの充電制御方法を実施する際に使用する充電器の一例について説明する。交流電源からなる外部電源１１の出力端子には、４つのダイオードＤ１〜Ｄ４からなるダイオードブリッジを用いた整流回路１２が接続されている。整流回路１２の出力端子には平滑コンデンサＣの両電極が接続されている。更に、整流回路１２の出力端子には、インダクタンスＬｒ、半導体スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４が接続されている。具体的には、素子Ｑ１及び素子Ｑ２が直列に接続され、素子Ｑ３及び素子Ｑ４が直列に接続され、これら２つの組が並列に接続されている。
【００１３】
素子Ｑ１のエミッタ電極と素子Ｑ４のコレクタ電極の間に、トランスＴの１次側巻線Ｌ１が接続されている。トランスＴの２次側巻線Ｌ２の両端子にリチウムイオンバッテリが接続されることにより、リチウムイオンバッテリは充電可能な状態で充電器に接続されることになる。また、図示は省略するが、半導体スイッチ素子Ｑ１〜Ｑ４各々のオン／オフを制御するコントローラを充電器は備えている。
【００１４】
図２に示す充電器は、一定の直流電流を出力する機能を保有していない為、トランスＴの２次側巻線Ｌ２の両端子から出力される電流（出力電流）は、正弦波波形（脈流）の電流となる。
【００１５】
本発明の実施の形態に係わるリチウムイオンバッテリの充電制御方法は、図２に示した充電器から出力される正弦波波形の直流電流について、出力波形の中央値を演算する方法である。
【００１６】
図１を参照して、図２に示した充電器から出力される正弦波波形の直流電圧について出力波形の中央値を演算する方法の一例を説明する。ここでは、充電器が備えるコントローラ（図示せず）の動作として説明する。
【００１７】
（イ）先ずＳ０１段階において、外部電源１１が充電器に充電可能な状態で接続されているか否か、すなわち図２に示す状態で外部電源１１が充電器に接続されているか否かを判断する。外部電源１１が充電器に充電可能な状態で接続されていることを検出した場合、充電器から出力される正弦波波形の直流電圧の検出タイミングを切替える。なお、検出タイミングには、少なくとも、外部電源１１からの充電時における検出タイミングと、車両走行中のモータからの充電時における検出タイミングが含まれ、Ｓ０１で外聞電源１１の接続を確認した場合には、外部電源１１からの充電時における検出タイミングへ切替える。
【００１８】
（ロ）Ｓ０３段階に進み、交流電源からなる外部電源１１の周波数を検出する。Ｓ０５
段階に進み、検出された周波数に応じて、リチウムイオンバッテリに流れる充電電流、すなわち充電器からの出力電流のサンプリングレートを定める。ここでは、外部電源１１の周波数の２Ｎ倍の周波数をサンプリングレートとして設定する。Ｓ０７段階に進み、リチウムイオンバッテリの残存容量を検出し、この残存容量から必要な充電容量を算出する。その後、Ｓ０９段階に進み、リチウムイオンバッテリへの充電を開始する。
【００１９】
（ハ）充電を開始した後、Ｓ１１段階に進み、定められたサンプリングレートに従って充電電流を測定する。具体的には、外部電源１１の２Ｎ倍の周波数で充電電流の瞬時値を読取る。所定回数の測定を実施した後、Ｓ１３段階に進み、測定された複数の充電電流の平均値を、外部電源１１からの充電時における電流中央値として求める。
【００２０】
（ニ）Ｓ１５段階に進み、この電流中央値から、充電開始してからリチウムイオンバッテリに充電された充電容量を積算する。Ｓ１７段階に進み、所定の充電状態（ＳＯＣ）までリチウムイオンバッテリを充電し、当該充電状態に達した時に充電を終了する（Ｓ１９）。
【００２１】
図３は、正弦波波形からなる充電電流に対する読取りタイミングの例を示すグラフである。図３中の縦線のうち実線で示すタイミングＴ１、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ６がＮ＝２、すなわち外部電源１１の周波数（ｆ）の４倍の周波数（４ｆ）で読取る場合の読取りタイミングを示し、破線で示すタイミングＴ２、Ｔ５がＮ＝１、すなわち外部電源１１の周波数（ｆ）の２倍の周波数（２ｆ）で読取る場合の読取りタイミングを示す。
【００２２】
読取りタイミングは充電電流の周波数に応じて定められているため、少ないサンプリング回数であっても、その平均値を充電電流の中央値として精度良く求めることができる。
【００２３】
なお、上記した充電電流の読取りタイミングの設定は、外部電源１１による充電時のみ行う。車両走行中のモータからの充電時における検出タイミングは固定しないが、外部電源１１による充電時よりも詳細に、即ち読取り間隔を狭くすることが望ましい。
【００２４】
以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
【００２５】
外部電源１１が充電器に充電可能な状態で接続されているか否かを検出し（Ｓ０１）、外部電源１１が充電器に充電可能な状態で接続されている場合に、外部電源１１の周波数を検出し（Ｓ０３）、検出された周波数に応じて、リチウムイオンバッテリに流れる充電電流のサンプリングレートを定め（Ｓ０５）、定められたサンプリングレートに従って充電電流を測定し（Ｓ１１）、測定された複数の充電電流の平均値を、外部電源１１からの充電時における電流中央値として求める（Ｓ１３）。
【００２６】
これにより、外部電源１１からの充電時における電流中央値を正しく検出することができるので、リチウムイオンバッテリへの充電容量の正確な算出が可能となる。検出された周波数に応じて、リチウムイオンバッテリに流れる充電電流のサンプリングレートを定め、定められたサンプリングレートに従って充電電流を測定することにより、外部電源１１からの充電時における充電電流の正弦波の周波数を検知することができる。
【００２７】
外部電源１１が充電器に充電可能な状態で接続されているか否かを検出することにより、外部電源１１からの充電が行われているのか、車両走行中のモータからの充電が行われているのかを判断し、外部電源１１からの充電時と車両走行中のモータからの充電時とで、リチウムイオンバッテリに流れる充電電流のサンプリングレートを変更する。これにより、外部電源１１からの充電時における充電電流の積算と、車両走行時に必要となる電流検知を両立することができる。
【００２８】
上記のように、本発明は、１つの実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。すなわち、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００２９】
１１    外部電源
１２    整流回路
Ｃ    平滑コンデンサ
Ｄ１〜Ｄ４    ダイオード
Ｔ    トランス
Ｑ１〜Ｑ４    半導体スイッチ素子
Ｌ１  １次側巻線
Ｌ２  ２次側巻線
【図１】
2010279219.tif 000003
【図２】
2010279219.tif 000004
【図３】
2010279219.tif 000005