(57)【要約】【課題】外部電源によって蓄電装置を充電可能に構成された車両において、蓄電装置の確実な保護と満充電の正確な検出との各要求を満足する。【解決手段】監視ユニット５４は、相対的に測定レンジが広く、かつ、検出周期が短い電流検出値ＩＢ１と、相対的に分解能が高い電流検出値ＩＢ２とを充電ＥＣＵ４８へ出力する。充電ＥＣＵ４８は、電流検出値ＩＢ１を用いて算出される充電電力が所定の制限値を超えると、充電電力を低減するように充電器４４を制御する（保護制御）。また、充電ＥＣＵ４８は、電流検出値ＩＢ２を用いて算出される充電電力に基づいて、蓄電装置１０が所定の満充電状態になるように充電器４４を制御する（満充電制御）。【選択図】図１
2011050175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された再充電可能な蓄電装置を車両外部の電源によって充電可能に構成された車両の充電制御装置であって、
前記電源から供給される電力を電圧変換して前記蓄電装置を充電するように構成された充電器と、
前記蓄電装置に入力される電流を検出し、第１の分解能を有する第１の検出値および前記第１の分解能よりも高い第２の分解能を有する第２の検出値を出力するように構成された電流検出部と、
前記第１および第２の検出値に基づいて前記充電器を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記第１の検出値を用いて算出される充電電力が所定の制限値を超えると、前記充電電力を低減するように前記充電器を制御する保護制御部と、
前記第２の検出値を用いて算出される充電電力に基づいて、前記蓄電装置が所定の満充電状態になるように前記充電器を制御する満充電制御部とを含む、車両の充電制御装置。
【請求項２】
前記電流検出部は、
前記第１の検出値を出力するように構成されたセンサ部と、
前記第１の検出値を倍増して前記第２の検出値を出力する増幅部とを含む、請求項１に記載の車両の充電制御装置。
【請求項３】
前記電流検出部は、
前記第１の検出値を出力するように構成された第１の電流センサと、
前記第２の検出値を出力するように構成された第２の電流センサとを含む、請求項１に記載の車両の充電制御装置。
【請求項４】
前記第１の検出値の範囲は、前記第２の検出値の範囲よりも広く、
前記第１の検出値の検出周期は、前記第２の検出値の検出周期よりも短い、請求項１から請求項３のいずれかに記載の車両の充電制御装置。
【請求項５】
前記蓄電装置の電圧を検出するための電圧センサをさらに備え、
前記満充電制御部は、前記第２の検出値を用いて算出される充電電力が一定となるように前記充電器を制御し、前記電圧センサの検出値が所定値に達すると前記蓄電装置が満充電状態になったものと判定する、請求項１から請求項４のいずれかに記載の車両の充電制御装置。
【請求項６】
前記蓄電装置の満充電を指示するための入力部をさらに備え、
前記入力部が操作されると、前記満充電制御部は、前記第２の検出値を用いて算出される充電電力に基づいて、前記蓄電装置が所定の満充電状態になるように前記充電器を制御する、請求項１から請求項５のいずれかに記載の車両の充電制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の充電制御装置と、
前記充電制御装置を用いて充電される蓄電装置に蓄えられる電力を用いて走行トルクを発生する電動機とを備える電動車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の充電制御装置およびそれを備える電動車両に関し、特に、車両に搭載された再充電可能な蓄電装置を車両外部の電源によって充電可能に構成された車両の充電制御装置およびそれを備える電動車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平４−８８８３７号公報（特許文献１）は、バッテリの充電を制御する充電コントローラを開示する。この充電コントローラにおいては、満充電後の電圧降下（−ΔＶ）を検出して満充電が検出されるところ、充電されるバッテリの定格等に合わせて−ΔＶの検出精度を変更する。これにより、バッテリの種類に応じた適切な充電を行なうことが可能になるとされる（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４−８８８３７号公報
【特許文献２】特開平７−１９４０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特開平４−８８８３７号公報に開示される技術は、二次電池に代表される蓄電装置の満充電を適切に検出できる点で有用であるが、充電時には、満充電の正確な検出とともに、充電電力が所定の制限値を超えた場合には速やかに充電電力を低減させることによって蓄電装置を保護することも要求される。
【０００５】
しかしながら、満充電の検出には高精度な電力演算が要求されるのに対し、蓄電装置の保護には広範囲かつ高速な電力演算が要求されるところ、上記公報に開示される技術では、この２つの要求を同時に満足できない可能性がある。
【０００６】
また、近年、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて車両駆動用の電動機を駆動可能に構成された電動車両として、電気自動車やハイブリッド自動車等が注目されている。そして、このような車両について、車両外部の電源（以下「外部電源」とも称し、さらに、外部電源による蓄電装置の充電を「外部充電」とも称する。）によって蓄電装置を充電する構成が提案されている。
【０００７】
ここで、外部充電時の充電電力は、走行時の蓄電装置の充放電電力に比べるとかなり小さいので、走行時の充放電電力を測定するのに適合したセンサ検出値を外部充電時の満充電検出にそのまま用いると、十分な検出精度が得られない可能性がある。
【０００８】
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、外部電源によって蓄電装置を充電可能に構成された車両において、蓄電装置の確実な保護と満充電の正確な検出との各要求を満足することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば、車両の充電制御装置は、車両に搭載された再充電可能な蓄電装置を車両外部の電源によって充電可能に構成された車両の充電制御装置であって、充電器と、電流検出部と、制御装置とを備える。充電器は、車両外部の電源から供給される電力を電圧変換して蓄電装置を充電するように構成される。電流検出部は、蓄電装置に入力される電流を検出し、第１の分解能を有する第１の検出値および第１の分解能よりも高い第２の分解能を有する第２の検出値を出力するように構成される。制御装置は、第１および第２の検出値に基づいて充電器を制御する。制御装置は、保護制御部と、満充電制御部とを含む。保護制御部は、第１の検出値を用いて算出される充電電力が所定の制限値を超えると、充電電力を低減するように充電器を制御する。満充電制御部は、第２の検出値を用いて算出される充電電力に基づいて、蓄電装置が所定の満充電状態になるように充電器を制御する。
【００１０】
好ましくは、電流検出部は、センサ部と、増幅部とを含む。センサ部は、第１の検出値を出力するように構成される。増幅部は、第１の検出値を倍増して第２の検出値を出力する。
【００１１】
好ましくは、電流検出部は、第１および第２の電流センサを含む。第１の電流センサは、第１の検出値を出力するように構成される。第２の電流センサは、第２の検出値を出力するように構成される。
【００１２】
好ましくは、第１の検出値の範囲は、第２の検出値の範囲よりも広く、第１の検出値の検出周期は、第２の検出値の検出周期よりも短い。
【００１３】
好ましくは、車両の充電制御装置は、蓄電装置の電圧を検出するための電圧センサをさらに備える。満充電制御部は、第２の検出値を用いて算出される充電電力が一定となるように充電器を制御し、電圧センサの検出値が所定値に達すると蓄電装置が満充電状態になったものと判定する。
【００１４】
好ましくは、車両の充電制御装置は、蓄電装置の満充電を指示するための入力部をさらに備える。入力部が操作されると、満充電制御部は、第２の検出値を用いて算出される充電電力に基づいて、蓄電装置が所定の満充電状態になるように充電器を制御する。
【００１５】
また、この発明によれば、電動車両は、上述したいずれかの充電制御装置と、充電制御装置を用いて充電される蓄電装置に蓄えられる電力を用いて走行トルクを発生する電動機とを備える。
【発明の効果】
【００１６】
この発明においては、保護制御部に用いられる第１の検出値は、第２の検出値よりも相対的に分解能が低く、広範囲かつ高速な電流検出結果を示し得る。一方、満充電制御部に用いられる第２の検出値は、第１の検出値よりも相対的に分解能が高いので、高精度な電流検出結果を示す。したがって、この発明によれば、蓄電装置の確実な保護と満充電の正確な検出との各要求を満足することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施の形態１による電動車両の全体ブロック図である。
【図２】図１に示す監視ユニットの構成の一例を示した図である。
【図３】図２に示す監視ユニットから出力される電流検出値の特性を相対的・定性的に示した図である。
【図４】図１に示す充電ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図５】蓄電装置のＯＣＶとＳＯＣとの関係を示した図である。
【図６】蓄電装置のＯＣＶとＣＣＶとの関係を示した図である。
【図７】満充電制御時の充電電力およびＳＯＣを示した図である。
【図８】充電ＥＣＵにより実行される外部充電時の電力制御を説明するためのフローチャートである。
【図９】ＣＶ充電が実行されるときの充電電力およびＳＯＣを示した図である。
【図１０】満充電容量の算出方法を説明するための図である。
【図１１】実施の形態２による電動車両の全体ブロック図である。
【図１２】実施の形態３による電動車両の全体ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電動車両の全体ブロック図である。図１を参照して、この電動車両１は、蓄電装置１０と、システムメインリレー（以下「ＳＭＲ（System  Main  Relay）」とも称する。）１２と、昇圧コンバータ１４と、インバータ１６，１８と、モータジェネレータ（以下「ＭＧ（Motor  Generator）」とも称する。）２０，２２と、エンジン２４と、動力分割装置２６と、駆動輪２８と、ＭＧ−ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）３０とを備える。また、電動車両１は、充電インレット４２と、充電器４４と、リレー４６と、充電ＥＣＵ４８と、電圧センサ５０と、電流センサ５２と、監視ユニット５４とをさらに備える。
【００２０】
ＳＭＲ１２は、蓄電装置１０と昇圧コンバータ１４との間に設けられる。インバータ１６，１８は、主正母線７４ｐおよび主負母線７４ｎを介して昇圧コンバータ１４に接続される。充電器４４は、ＳＭＲ１２と昇圧コンバータ１４との間に配設される正極線７２ｐおよび負極線７２ｎにリレー４６を介して接続される。充電器４４の入力側には、充電インレット４２が接続される。
【００２１】
蓄電装置１０は、再充電可能な直流電源であり、代表的には、リチウムイオン等の二次電池によって構成される。蓄電装置１０は、昇圧コンバータ１４へ電力を供給する。また、蓄電装置１０は、ＭＧ２０および／または２２によって発電される電力を昇圧コンバータ１４から受けて充電される。さらに、蓄電装置１０は、車両外部の電源６０（たとえば商用系統電源）による電動車両１の充電時（外部充電時）、充電器４４によって充電される。
【００２２】
昇圧コンバータ１４は、ＭＧ−ＥＣＵ３０から受ける制御信号ＰＷＣに基づいて、主正母線７４ｐおよび主負母線７４ｎ間の電圧を正極線７２ｐおよび負極線７２ｎ間の電圧（すなわち蓄電装置１０の電圧）以上に昇圧する。この昇圧コンバータ１４は、たとえば、エネルギー蓄積用のリアクトルを備える電流可逆型の直流チョッパ回路によって構成される。
【００２３】
インバータ１６は、ＭＧ−ＥＣＵ３０から受ける制御信号ＰＷＩ１に基づいてＭＧ２０を駆動する。インバータ１８は、ＭＧ−ＥＣＵ３０から受ける制御信号ＰＷＩ２に基づいてＭＧ２２を駆動する。インバータ１６，１８は、たとえば、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームを備える三相ブリッジ回路によって構成される。
【００２４】
ＭＧ２０，２２は、交流回転電機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機によって構成される。ＭＧ２０の回転軸は、動力分割装置２６に接続され、ＭＧ２２の回転軸は、駆動輪２８に連結される。動力分割装置２６は、サンギヤ、ピニオンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤによって構成される遊星歯車から成る。そして、動力分割装置２６には、ＭＧ２０の回転軸、エンジン２４のクランクシャフト、および駆動輪２８に連結される駆動軸が接続され、動力分割装置２６は、エンジン２４の出力をＭＧ２０および駆動輪２８に分配する。
【００２５】
ＭＧ−ＥＣＵ３０は、昇圧コンバータ１４を駆動するための制御信号ＰＷＣおよびＭＧ２０，２２をそれぞれ駆動するための制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した制御信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ昇圧コンバータ１４およびインバータ１６，１８へ出力する。
【００２６】
充電インレット４２は、車両外部の電源６０に接続されるコネクタ６２と接続可能に構成され、電源６０から供給される交流電力を受ける。充電器４４は、充電ＥＣＵ４８から受ける制御信号ＰＷＤに基づいて、電源６０から供給される交流電力を所定の充電電圧（直流）に変換する。そして、充電器４４によって電圧変換された電力は、リレー４６を介して蓄電装置１０へ供給され、蓄電装置１０が充電される。充電器４４は、たとえば、ＡＣ／ＤＣコンバータによって構成される。リレー４６は、外部充電時にオンし、外部充電の非実行時はオフする。
【００２７】
電圧センサ５０は、蓄電装置１０の電圧ＶＢを検出し、その検出値を充電ＥＣＵ４８へ出力する。電流センサ５２は、蓄電装置１０に対して入出力される電流を検出し、電流の大きさに応じて変化する検出信号（アナログ信号）を監視ユニット５４へ出力する。
【００２８】
監視ユニット５４は、電流センサ５２から電流の検出信号（アナログ信号）を受ける。そして、監視ユニット５４は、所定の第１の分解能を有する第１の電流検出値ＩＢ１、および第１の分解能よりも高い所定の第２の分解能を有する第２の電流検出値ＩＢ２を生成し、その生成された第１および第２の電流検出値ＩＢ１，ＩＢ２を充電ＥＣＵ４８へ出力する。なお、監視ユニット５４の具体的な構成については、後ほど説明する。
【００２９】
充電ＥＣＵ４８は、外部充電時、監視ユニット５４から受ける第１および第２の電流検出値ＩＢ１，ＩＢ２ならびに電圧センサ５０から受ける電圧ＶＢの検出値に基づいて、充電器４４を駆動するための制御信号ＰＷＤを生成し、その生成した制御信号ＰＷＤを充電器４４へ出力する。より詳しくは、充電ＥＣＵ４８は、第１の電流検出値ＩＢ１を用いて算出される充電電力が所定の制限値を超えると、充電電力を低減するように充電器４４を制御する。また、充電ＥＣＵ４８は、第２の電流検出値ＩＢ２を用いて算出される充電電力に基づいて、蓄電装置１０が所定の満充電状態（たとえば、蓄電装置１０の容量に対して８０％の充電量）になるように充電器４４を制御する。なお、充電ＥＣＵ４８の構成についても、後ほど詳しく説明する。
【００３０】
図２は、図１に示した監視ユニット５４の構成の一例を示した図である。図２を参照して、監視ユニット５４は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０２と、アンプ１０４とを含む。電流センサ５２は、走行中の大電流（たとえば数百アンペア）を検出可能に構成されており、検出される電流の大きさに応じて変化するアナログ信号を出力する。そして、電流センサ５２から出力されるアナログ信号は、ＣＰＵ１０２のＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）ポート１０６に入力される。
【００３１】
ここで、電流センサ５２から出力されるアナログ信号は、途中で分岐されてアンプ１０４に入力される。アンプ１０４は、電流センサ５２から受けるアナログ信号を所定の倍率（たとえば１０倍）に倍増して出力する。そして、アンプ１０４によって所定の倍率に倍増されたアナログ信号は、ＣＰＵ１０２のＡ／Ｄポート１０８に入力される。
【００３２】
ＣＰＵ１０２は、Ａ／Ｄポート１０６に受けるアナログ信号をデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号を電流検出値ＩＢ１として充電ＥＣＵ４８（図１）へ出力する。また、ＣＰＵ１０２は、Ａ／Ｄポート１０８に受けるアナログ信号をデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号を電流検出値ＩＢ２として充電ＥＣＵ４８へ出力する。なお、ＣＰＵ１０２から充電ＥＣＵ４８への送信は、たとえばパケット通信によって行なわれる。
【００３３】
図３は、図２に示した監視ユニット５４から出力される電流検出値ＩＢ１，ＩＢ２の特性を相対的・定性的に示した図である。図３を参照して、電流センサ５２から出力されるアナログ信号をそのままデジタル変換して得られる電流検出値ＩＢ１は、電流検出値ＩＢ２と比較して、分解能は低く、測定レンジは広く、更新周期（検出周期）は短い。一方、電流センサ５２から出力されるアナログ信号をアンプ１０４により倍増した信号をデジタル変換して得られる電流検出値ＩＢ２は、電流検出値ＩＢ１と比較して、分解能が高く、測定レンジは狭く、更新周期は長い。
【００３４】
すなわち、電流検出値ＩＢ１は、分解能は相対的に低いけれども、測定レンジの広さおよび更新周期の短さを優先させたものであり、電流検出値ＩＢ２は、測定レンジが狭く、かつ、更新周期も長いけれども、分解能の高さを優先させたものである。そして、以下に説明するように、充電ＥＣＵ４８は、充電器４４による充電制御を実行するに際し、制御に求められる要求特性に応じて、異なる特性を有する上記の電流検出値ＩＢ１，ＩＢ２を使い分ける。
【００３５】
図４は、図１に示した充電ＥＣＵ４８の機能ブロック図である。図４を参照して、充電ＥＣＵ４８は、電力演算部１１２，１１６と、保護制御部１１４と、満充電制御部１１８と、制御信号生成部１２０とを含む。
【００３６】
電力演算部１１２は、監視ユニット５４（図１，２）から受ける電流検出値ＩＢ１および電圧センサ５０（図１）から受ける電圧ＶＢの検出値に基づいて、蓄電装置１０への充電電力を示す電力ＰＢ１を算出し、その算出された電力ＰＢ１を保護制御部１１４へ出力する。
【００３７】
保護制御部１１４は、電力演算部１１２から受ける電力ＰＢ１に基づいて、蓄電装置１０を保護するための保護制御を実行する。具体的には、保護制御部１１４は、蓄電装置１０への入力電力の制限値Ｗｉｎを電力ＰＢ１が超えると、充電器４４から蓄電装置１０へ供給される充電電力の低減を指示する指令を制御信号生成部１２０へ出力する。
【００３８】
電力演算部１１６は、監視ユニット５４から受ける電流検出値ＩＢ２および電圧センサ５０から受ける電圧ＶＢの検出値に基づいて、蓄電装置１０への充電電力を示す電力ＰＢ２を算出し、その算出された電力ＰＢ２を満充電制御部１１８へ出力する。
【００３９】
満充電制御部１１８は、電力演算部１１６から受ける電力ＰＢ２に基づいて、蓄電装置１０を所定の満充電状態（たとえばＳＯＣ（State  Of  Charge）＝８０％）に充電するための満充電制御を実行する。具体的には、満充電制御部１１８は、電力演算部１１６によって算出される電力ＰＢ２に基づいて、充電器４４から蓄電装置１０へ供給される充電電力が所定の一定値となるように充電電力の増加／低減を指示する指令を制御信号生成部１２０へ出力する。そして、満充電制御部１１８は、蓄電装置１０の充電電力が上記一定値のときの電圧ＶＢ（閉回路電圧（ＣＣＶ：Closed  Circuit  Voltage）に相当する。）に基づいて蓄電装置１０のＳＯＣを後述の手法により推定し、ＳＯＣが所定の満充電状態に達すると、充電の停止を指示する指令を制御信号生成部１２０へ出力する。
【００４０】
制御信号生成部１２０は、保護制御部１１４から受ける指令に従って、充電器４４を駆動するための制御信号ＰＷＤを生成し、その生成された制御信号ＰＷＤを充電器４４へ出力する。また、制御信号生成部１２０は、満充電制御部１１８から受ける指令に従って制御信号ＰＷＤを生成し、その生成された制御信号ＰＷＤを充電器４４へ出力する。保護制御部１１４および満充電制御部１１８の双方から指令を受けているときは、保護制御部１１４から受ける指令が優先される。
【００４１】
図５，６は、この実施の形態１における蓄電装置１０のＳＯＣの推定手法を説明するための図である。図５は、蓄電装置１０の開回路電圧（ＯＣＶ：Open  Circuit  Voltage）とＳＯＣとの関係を示した図である。図５を参照して、蓄電装置１０のＳＯＣは、蓄電装置１０のＯＣＶと一意の関係にある。したがって、所定の満充電状態をＳＦとすると、ＳＯＣ＝ＳＦに対応するＶＦにＯＣＶが達したとき、ＳＯＣがＳＦに達したと判定することができる。
【００４２】
図６は、蓄電装置１０のＯＣＶとＣＣＶとの関係を示した図である。図６を参照して、線ｋ１は、蓄電装置１０のＯＣＶを示し、線ｋ２は、蓄電装置１０のＣＣＶを示す。充電電流が流れる蓄電装置１０の充電中は、電圧センサ５０によって検出される電圧ＶＢはＣＣＶであり、蓄電装置１０の内部抵抗や分極の影響により、ＣＣＶはＯＣＶよりもΔＶだけ高い。
【００４３】
ここで、蓄電装置１０の充電電力が変動するとΔＶも変動し、ＣＣＶからＯＣＶの推定が困難になるところ、この実施の形態１では、外部充電時、充電電力が所定の一定値になるように充電器４４が制御される。そして、充電電力が所定の一定値のときのΔＶを予め求めておき、電圧センサ５０によって検出されるＣＣＶに基づいてＯＣＶが推定される。より詳しくは、充電電力が所定の一定値のときのΔＶを予め求めておき、ＳＯＣ＝ＳＦに対応するＶＦ（ＯＣＶ）にΔＶを加算したＶＦ（ＣＣＶ）に、電圧センサ５０の検出値である電圧ＶＢが達したとき、蓄電装置１０のＳＯＣは所定の満充電状態ＳＦに達したものと判定される。
【００４４】
したがって、この実施の形態１では、蓄電装置１０の充電電力を所定の一定値に正確に制御することが重要である。そこで、この実施の形態１では、蓄電装置１０の保護制御に用いられる低分解能（但し、測定レンジは広く、更新周期（検出周期）は短い。）の電流検出値ＩＢ１とは別に高分解能の電流検出値ＩＢ２を生成し、その電流検出値ＩＢ２を満充電制御に用いることによって満充電の制御精度を高めることとしたものである。
【００４５】
図７は、満充電制御時の充電電力およびＳＯＣを示した図である。図７を参照して、満充電制御は、２段階に分けて実施される。すなわち、ＳＯＣが所定の満充電状態ＳＦに達する直前の時刻ｔ１までは、高分解能の電流検出値ＩＢ２を用いて算出される電力ＰＢ２が一定値Ｐｃ１になるように定電力充電（以下「ＣＰ（Constant  Power）充電」とも称する。）が実行され、時刻ｔ１以降は、電力ＰＢ２が一定値Ｐｃ２（｜Ｐｃ２｜＜｜Ｐｃ１｜）になるようにＣＰ充電が実行される。そして、時刻ｔ２において、電圧センサ５０（図１）により検出されるＣＣＶが、ＳＯＣ＝ＳＦに対応するＶＦ（ＣＣＶ）に達すると、蓄電装置１０のＳＯＣがＳＦに達したものと判定されて外部充電が終了する。
【００４６】
図８は、充電ＥＣＵ４８により実行される外部充電時の電力制御を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理は、外部充電の実行中、一定時間毎または所定の条件が成立する毎に実行される。
【００４７】
図８を参照して、充電ＥＣＵ４８は、監視ユニット５４から受ける電流検出値ＩＢ１および電圧センサ５０から受ける電圧ＶＢの検出値に基づいて電力ＰＢ１を算出する（ステップＳ１０）。さらに、充電ＥＣＵ４８は、監視ユニット５４から受ける電流検出値ＩＢ２および電圧センサ５０から受ける電圧ＶＢの検出値に基づいて電力ＰＢ２を算出する（ステップＳ２０）。
【００４８】
そして、充電ＥＣＵ４８は、まず、蓄電装置１０の入力電力の制限値Ｗｉｎを電力ＰＢ１が超えたか否かを判定する（ステップＳ３０）。電力ＰＢ１が制限値Ｗｉｎを超えたと判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、充電ＥＣＵ４８は、充電電力の低減を指示する指令を充電器４４へ出力し、蓄電装置１０へ供給される充電電力を低減させる（ステップＳ４０）。
【００４９】
一方、ステップＳ３０において電力ＰＢ１が制限値Ｗｉｎ以下であると判定されると（ステップＳ３０においてＮＯ）、充電ＥＣＵ４８は、次いで、充電電力の目標値を示すＰｃよりも電力ＰＢ２が大きいか否かを判定する（ステップＳ５０）。電力ＰＢ２がＰｃよりも大きいと判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、充電ＥＣＵ４８は、充電電力の低減を指示する指令を充電器４４へ出力し、蓄電装置１０へ供給される充電電力を低減させる（ステップＳ６０）。一方、ステップＳ５０において電力ＰＢ２がＰｃ以下であると判定されると（ステップＳ５０においてＮＯ）、充電ＥＣＵ４８は、充電電力の増加を指示する指令を充電器４４へ出力し、蓄電装置１０へ供給される充電電力を増加させる（ステップＳ７０）。これにより、蓄電装置１０の充電電力は、電力ＰＢ２に基づいて高精度にＰｃに調整される。
【００５０】
なお、上記においては、外部充電はＣＰ充電としたが、２段階目を定電圧充電（以下「ＣＶ（Constant  Voltage）充電」とも称する。）としてもよい。
【００５１】
図９は、ＣＶ充電が実行されるときの充電電力およびＳＯＣを示した図である。図９を参照して、ＳＯＣが所定の満充電状態ＳＦに達する直前の時刻ｔ１までは、高分解能の電流検出値ＩＢ２を用いて算出される電力ＰＢ２が一定値Ｐｃ１になるようにＣＰ充電が実行され、時刻ｔ１以降は、ＳＯＣ＝ＳＦに対応するＣＣＶを目標電圧とするＣＶ充電が実行される。そして、ＳＯＣが満充電状態ＳＦに近づくにつれて充電電力（ＰＢ２）は小さくなり、時刻ｔ２において充電電力（ＰＢ２）が微小になると、満充電状態である判定されて外部充電が終了する。
【００５２】
ここで、このＣＶ充電においても、保護制御用の電流検出値ＩＢ１とは別に生成される高分解能の電流検出値ＩＢ２を用いて算出される電力ＰＢ２を制御に用いることによって、満充電状態近傍の微小な充電電力を計測可能となり、ＳＯＣを所定の満充電状態ＳＦにより近づけることができる。
【００５３】
また、上記の保護制御および満充電制御に加えて、外部充電時に、蓄電装置１０の満充電容量を算出することもできる。
【００５４】
図１０は、満充電容量の算出方法を説明するための図である。図１０を参照して、Ａｈは、蓄電装置１０への充電電流の積算量を示す。外部充電が実行される時刻ｔ１からｔ２までの間、保護制御用の電流検出値ＩＢ１とは別に生成される高分解能の上記の電流検出値ＩＢ２を積算することによって、外部充電時の電流積算量ΔＡｈが算出される。
【００５５】
一方、外部充電が開始される時刻ｔ１前のＯＣＶが電圧センサ５０によって検出され、その検出されたＯＣＶに基づいて、外部充電開始前のＳＯＣ（Ｓ１）が推定される。また、外部充電が終了した時刻ｔ２以降の時刻ｔ３においてＯＣＶが電圧センサ５０によって検出され、その検出されたＯＣＶに基づいて、外部充電終了後のＳＯＣ（Ｓ２）が推定される。
【００５６】
そして、外部充電時の電流積算量ΔＡｈを外部充電前後のＳＯＣ差ΔＳＯＣ（＝Ｓ２−Ｓ１）で除算することにより、蓄電装置１０の満充電容量を算出することができる。
【００５７】
ここで、この満充電容量の演算においても、上述のように、保護制御用の電流検出値ＩＢ１とは別に生成される高分解能の電流検出値ＩＢ２を用いて算出される電力ＰＢ２を用いることによって、電流積算量ΔＡｈをより正確に算出可能となり、満充電容量をより正確に算出することができる。
【００５８】
以上のように、この実施の形態１においては、蓄電装置１０の保護制御に用いられる電流検出値ＩＢ１は、電流検出値ＩＢ２よりも相対的に分解能が低く、広範囲かつ高速な電流検出結果を示し得る。一方、蓄電装置１０の満充電制御に用いられる電流検出値ＩＢ２は、電流検出値ＩＢ１よりも相対的に分解能が高いので、高精度な電流検出結果を示す。したがって、この実施の形態１によれば、蓄電装置１０の確実な保護と満充電の正確な検出との各要求を満足することができる。
【００５９】
また、この実施の形態１によれば、保護制御用の電流検出値ＩＢ１とは異なる高分解能の電流検出値ＩＢ２を用いて算出される電力ＰＢ２を用いて、精度の高いＣＰ充電を実行することができる。
【００６０】
また、この実施の形態１においては、ＣＶ充電が実行される場合、高分解能の電流検出値ＩＢ２を用いて算出される電力ＰＢ２を制御に用いることによって、満充電状態近傍の微小な充電電力を計測できる。したがって、この実施の形態１によれば、ＣＶ充電時にＳＯＣを所定の満充電状態ＳＦにより近づけることができる。
【００６１】
さらに、この実施の形態１においては、外部充電時の電流積算量を外部充電前後のＳＯＣ差で除算することにより蓄電装置１０の満充電容量を算出する場合に、高分解能の電流検出値ＩＢ２を用いて算出される電力ＰＢ２を用いることによって、電流積算量をより正確に算出できる。したがって、この実施の形態１によれば、蓄電装置１０の満充電容量をより正確に算出することができる。
【００６２】
［実施の形態２］
図１１は、実施の形態２による電動車両の全体ブロック図である。図１１を参照して、この電動車両１Ａは、図１に示した実施の形態１による電動車両１の構成において、監視ユニット５４を備えず、電流センサ５３をさらに備える。
【００６３】
電流センサ５３は、蓄電装置１０に対して入出力される電流を検出し、その検出値を充電ＥＣＵ４８へ出力する。なお、電流センサ５２も、蓄電装置１０に対して入出力される電流を検出し、その検出値を充電ＥＣＵ４８へ出力する。
【００６４】
ここで、電流センサ５２，５３は、互いに検出性能が異なる。すなわち、図３に示したように、電流センサ５２は、電流センサ５３と比較して、分解能は低く、測定レンジは広く、更新周期（検出周期）の短い電流検出値ＩＢ１を出力する。一方、電流センサ５３は、電流センサ５２と比較して、分解能が高く、測定レンジは狭く、更新周期（検出周期）の長い電流検出値ＩＢ２を出力する。
【００６５】
すなわち、実施の形態１では、電流検出値ＩＢ２は、電流センサ５２から出力されるアナログ信号をアンプ１０４（図２）を用いて所定の倍率に倍増することによって生成されるものとしたが、この実施の形態２では、高分解能の電流検出値ＩＢ２を出力可能な電流センサ５３が別途設けられる。
【００６６】
なお、電動車両１Ａのその他の構成は、実施の形態１による電動車両１と同じである。
この実施の形態２においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
［実施の形態３］
図１２は、実施の形態３による電動車両の全体ブロック図である。図１２を参照して、この電動車両１Ｂは、図１に示した実施の形態１による電動車両１の構成において、満充電指示スイッチ５６をさらに備え、充電ＥＣＵ４８に代えて充電ＥＣＵ４８Ａを備える。
【００６８】
満充電指示スイッチ５６は、車両の利用者が操作可能に構成され、外部充電時に上述した満充電制御の実行を利用者が指示するための入力装置である。満充電指示スイッチ５６は、利用者により操作されると、満充電制御の実行を指示する指令を充電ＥＣＵ４８Ａへ出力する。
【００６９】
充電ＥＣＵ４８Ａは、満充電指示スイッチ５６から上記指令を受けると、監視ユニット５４から受ける高分解能の電流検出値ＩＢ２を用いて、上述した満充電制御を実行する。なお、満充電指示スイッチ５６が操作されていないときは、充電ＥＣＵ４８Ａは、電流検出値ＩＢ１を用いて、充電電力が所定値に一致するように充電器４４を制御する。
【００７０】
なお、電動車両１Ｂのその他の構成は、実施の形態１による電動車両１と同じである。
なお、特に図示しないが、図１１に示した実施の形態２による電動車両１Ａの構成において、満充電指示スイッチ５６をさらに備えたものでもよい。
【００７１】
この実施の形態３によれば、利用者の要求に応じて、高精度な満充電制御を実施することができる。
【００７２】
なお、上記の各実施の形態においては、外部電源は、商用系統電源等の交流電源としたが、外部電源は、直流電源であってもよい。この場合、充電器４４は、ＤＣ／ＤＣコンバータによって構成される。
【００７３】
また、上記においては、電動車両の一例として、動力分割装置２６によりエンジン２４の動力を分割して駆動輪２８とＭＧ２０とに伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド自動車について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド自動車にも適用可能である。たとえば、ＭＧ２０を駆動するためにのみエンジン２４を用い、ＭＧ２２でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド自動車や、エンジンが生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド自動車、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド自動車等にもこの発明は適用可能である。
【００７４】
また、この発明は、エンジン２４を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、直流電源として蓄電装置１０に加えて燃料電池をさらに備える燃料電池自動車にも適用可能である。また、この発明は、昇圧コンバータ１４を備えない電動車両にも適用可能である。
【００７５】
なお、上記において、電流センサ５２および監視ユニット５４は、この発明における「電流検出部」の一実施例を形成し、電流センサ５２，５３も、この発明における「電流検出部」の一実施例を形成する。また、充電ＥＣＵ４８，４８Ａは、この発明における「制御装置」の一実施例に対応する。さらに、電流センサ５２は、この発明における「センサ部」の一実施例に対応し、アンプ１０４は、この発明における「増幅部」の一実施例に対応する。
【００７６】
また、さらに、電流センサ５２は、この発明における「第１の電流センサ」の一実施例に対応し、電流センサ５３は、この発明における「第２の電流センサ」の一実施例に対応する。また、さらに、満充電指示スイッチ５６は、この発明における「入力部」の一実施例に対応し、ＭＧ２２は、この発明における「電動機」の一実施例に対応する。
【００７７】
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、上記した実施の形態の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。
【符号の説明】
【００７８】
１，１Ａ，１Ｂ  電動車両、１０  蓄電装置、１２  ＳＭＲ、１４  昇圧コンバータ、１６，１８  インバータ、２０，２２  ＭＧ、２４  エンジン、２６  動力分割装置、２８  駆動輪、３０  ＭＧ−ＥＣＵ、４２  充電インレット、４４  充電器、４６  リレー、４８，４８Ａ  充電ＥＣＵ、５０  電圧センサ、５２，５３  電流センサ、５４  監視ユニット、５６  満充電指示スイッチ、６０  交流電源、６２  コネクタ、７２ｐ  正極線、７２ｎ  負極線、７４ｐ  主正母線、７４ｎ  主負母線、１０２  ＣＰＵ、１０４  アンプ、１０６，１０８  Ａ／Ｄポート、１１２，１１６  電力演算部、１１４  保護制御部、１１８  満充電制御部、１２０  制御信号生成部。
【図１】
2011050175.tif 000003
【図２】
2011050175.tif 000004
【図３】
2011050175.tif 000005
【図４】
2011050175.tif 000006
【図５】
2011050175.tif 000007
【図６】
2011050175.tif 000008
【図７】
2011050175.tif 000009
【図８】
2011050175.tif 000010
【図９】
2011050175.tif 000011
【図１０】
2011050175.tif 000012
【図１１】
2011050175.tif 000013
【図１２】
2011050175.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月2日(2010.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された再充電可能な蓄電装置を車両外部の電源によって充電可能に構成された車両の充電制御装置であって、
前記電源から供給される電力を電圧変換して前記蓄電装置を充電するように構成された充電器と、
前記蓄電装置に入力される電流を検出し、第１の分解能を有する第１の検出値および前記第１の分解能よりも高い第２の分解能を有する第２の検出値を出力するように構成された電流検出部と、
前記第１および第２の検出値に基づいて前記充電器を制御する制御装置とを備え、
前記第１の検出値の範囲は、前記第２の検出値の範囲よりも広く、
前記第１の検出値の検出周期は、前記第２の検出値の検出周期よりも短く、
前記制御装置は、
前記第１の検出値を用いて算出される充電電力が所定の制限値を超えると、前記充電電力を低減するように前記充電器を制御する保護制御部と、
前記第２の検出値を用いて算出される充電電力に基づいて、前記蓄電装置が所定の満充電状態になるように前記充電器を制御する満充電制御部とを含む、車両の充電制御装置。
【請求項２】
前記電流検出部は、
前記第１の検出値を出力するように構成されたセンサ部と、
前記第１の検出値を倍増して前記第２の検出値を出力する増幅部とを含む、請求項１に記載の車両の充電制御装置。
【請求項３】
前記電流検出部は、
前記第１の検出値を出力するように構成された第１の電流センサと、
前記第２の検出値を出力するように構成された第２の電流センサとを含む、請求項１に記載の車両の充電制御装置。
【請求項４】
前記蓄電装置の電圧を検出するための電圧センサをさらに備え、
前記満充電制御部は、前記第２の検出値を用いて算出される充電電力が一定となるように前記充電器を制御し、前記電圧センサの検出値が所定値に達すると前記蓄電装置が満充電状態になったものと判定する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の車両の充電制御装置。
【請求項５】
前記蓄電装置の満充電を指示するための入力部をさらに備え、
前記入力部が操作されると、前記満充電制御部は、前記第２の検出値を用いて算出される充電電力に基づいて、前記蓄電装置が所定の満充電状態になるように前記充電器を制御する、請求項１から請求項４のいずれかに記載の車両の充電制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の充電制御装置と、
前記充電制御装置を用いて充電される蓄電装置に蓄えられる電力を用いて走行トルクを発生する電動機とを備える電動車両。