(57)【要約】【課題】補機バッテリの充電電圧を精度よく制御する。【解決手段】ＥＣＵは、ＤＣ／ＤＣコンバータから補機バッテリに供給される電流を検知するステップ（Ｓ１００）と、補機バッテリに供給される電流値が大きいほど高くなるように、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を補正するステップ（Ｓ２００）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の蓄電機構および第２の蓄電機構の間において電圧を変換して、前記第１の蓄電機構から出力された電力を導電体を介して前記第２の蓄電機構へ供給するコンバータの制御装置であって、
前記第２の蓄電機構へ供給される電流を検知するための電流検知手段と、
前記電流検知手段により検知された電流に応じて前記コンバータの出力電圧が変化するように、前記コンバータを制御するための制御手段とを含む、コンバータの制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電流検知手段により検知された電流値が大きいほど前記コンバータの出力電圧が高くなるように、前記コンバータを制御するための手段を含む、請求項１に記載のコンバータの制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記電流検知手段の故障を判断するための手段と、
前記電流検知手段の故障が判断された場合は、故障が判断されない場合に比べて、前記コンバータの出力電圧が高くなるように、前記コンバータを制御するための手段とをさらに含む、請求項１または２に記載のコンバータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバータの制御装置に関し、特に、第１の蓄電機構および第２の蓄電機構の間において電圧を変換して、第１の蓄電機構から出力された電力を第２の蓄電機構へ供給するコンバータを制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、モータ等の回転電機の駆動力により走行可能なハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車等が注目されている。これらの車両においては、回転電機に供給される電力を蓄えるバッテリやキャパシタ（コンデンサ）等の駆動用電源が搭載される。車両を走行させる必要があることから、駆動用電源の電圧は一般的に高く、エアーコンディショナやオーディオ等の補機類の電源としては不向きである。そこで、駆動用電源とは別に、補機類に供給する電力を蓄える、駆動用電源より低圧の補機バッテリが搭載される。この補機バッテリには、電圧を変換させるＤＣ／ＤＣコンバータ等を介して、駆動用電源から電力を供給することができる。
【０００３】
ところで、補機バッテリを充電する際、補機バッテリが許容し得る充電電圧は、補機バッテリ自体の温度によって変化される。補機バッテリの充電電圧が適切に制御されず、過電圧や低電圧で充電すると、バッテリの劣化につながり、バッテリ寿命に悪影響を及ぼす。そこで、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧、すなわち補機バッテリの充電電圧を、補機バッテリの温度に応じて変化させることが必要である。
【０００４】
特開平７−１０７６１９号公報（特許文献１）は、補機バッテリの温度変化に伴い発生する、過充電（高温時）および充電不足（低温時）を解消する電気自動車用補機バッテリ充電装置を開示する。特許文献１に記載の電気自動車用補機バッテリ充電装置は、走行用駆動力を得る主バッテリと、車両補機類を作動させる補機バッテリと、主バッテリの電圧を補機バッテリへ充電させる電圧変換部（ＤＣ／ＤＣコンバータ）と、補機バッテリの温度変化を検出する温度検出部とを含む。温度検出部の出力信号が電圧変換手段へ入力されて、電圧変換部の出力電圧が変化される。
【０００５】
この公報に記載の電気自動車用補機バッテリ充電装置によれば、補機バッテリの温度変化を温度検出部により検出される。この信号に基づき電圧変換部の出力電圧が変化される。これにより、補機バッテリの充電電圧を温度変化に応じた所定値に設定させることができる。
【特許文献１】特開平７−１０７６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特開平７−１０７６１９号公報に記載の電気自動車用補機バッテリ充電装置のように、ＤＣ／ＤＣコンバータから出力された電流を補機バッテリに供給するようにした場合、補機バッテリの充電電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧よりも低くなる。ＤＣ／ＤＣコンバータと補機バッテリとを接続するハーネス自体に抵抗があるため、電圧が低下するからである。しかしながら、特開平７−１０７６１９号公報においては、ＤＣ／ＤＣコンバータと補機バッテリとを接続するハーネスにより電圧が低下することは、何等考慮されていない。ハーネスによる電圧低下は、電流値により変化するため、補機バッテリの充電電圧を精度よく制御するという観点においては、更なる改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、上述の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、充電電圧を精度よく制御することができるコンバータの制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係るコンバータの制御装置は、第１の蓄電機構および第２の蓄電機構の間において電圧を変換して、第１の蓄電機構から出力された電力を導電体を介して第２の蓄電機構へ供給するコンバータを制御する。この制御装置は、第２の蓄電機構へ供給される電流を検知するための電流検知手段と、電流検知手段により検知された電流に応じてコンバータの出力電圧が変化するように、コンバータを制御するための制御手段とを含む。
【０００９】
第１の発明によると、電流検知手段により、第２の蓄電機構へ供給される電流が検知される。電流検知手段により検知された電流に応じてコンバータの出力電圧が変化するように、コンバータが制御される。これにより、コンバータと第２の蓄電機構との間の導電体を流れる電流および導電体自体の抵抗による電圧の低下分に応じて、コンバータの出力電圧を高くすることができる。そのため、第２の蓄電機構の充電電圧が意図せずに低下することを抑制することができる。その結果、充電電圧を精度よく制御することができるコンバータの制御装置を提供することができる。
【００１０】
第２の発明に係るコンバータの制御装置によれば、第１の発明の構成に加え、制御手段は、電流検知手段により検知された電流値が大きいほどコンバータの出力電圧が高くなるように、コンバータを制御するための手段を含む。
【００１１】
第２の発明によると、電流検知手段により検知された電流値、すなわち導電体を介して第２の蓄電機構に供給される電流値が大きいほどコンバータの出力電圧が高くなるように、コンバータが制御される。これにより、導電体を流れる電流および導電体自体の抵抗による電圧の低下分が大きいほど、コンバータの出力電圧を高くすることができる。そのため、第２の蓄電機構の充電電圧が意図せずに低下することを抑制することができる。
【００１２】
第３の発明に係るコンバータの制御装置は、第１または２の発明の構成に加え、電流検知手段の故障を判断するための手段と、電流検知手段の故障が判断された場合は、故障が判断されない場合に比べて、コンバータの出力電圧が高くなるように、コンバータを制御するための手段とをさらに含む。
【００１３】
第３の発明によると、電流検知手段の故障が判断された場合は、故障が判断されない場合に比べて、コンバータの出力電圧が高くされる。これにより、第２の蓄電機構の充電電圧が低下することを抑制することができる。そのため、第２の蓄電機構の残存容量が不足しないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車両について説明する。この車両は、エンジン１００と、ＭＧ（Motor Generator）（１）２００と、ＭＧ（２）３００と、動力分割機構４００と、インバータ（１）５００と、インバータ（２）６００、主バッテリ７００と、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００と、補機バッテリ９１０とを含む。この車両は、エンジン１００およびＭＧ（２）３００の少なくともいずれか一方からの駆動力により走行する。
【００１６】
なお、本実施の形態においては、エンジンおよびＭＧの少なくともいずれか一方からの駆動力により走行するハイブリッド車両を用いて説明するが、ＭＧからの駆動力のみで走行するハイブリッド車両や、電気自動車、燃料電池車等であってもよい。
【００１７】
エンジン１００、ＭＧ（１）２００およびＭＧ（２）３００は、動力分割機構４００を介して接続されている。エンジン１００が発生する動力は、動力分割機構４００により、２経路に分割される。一方は減速機を介して車輪（図示せず）を駆動する経路である。もう一方は、ＭＧ（１）２００を駆動させて発電する経路である。
【００１８】
ＭＧ（１）２００は、三相交流モータである。ＭＧ（１）２００は、動力分割機構４００により分割されたエンジン１００の動力により発電するが、ＭＧ（１）２００により発電された電力は、車両の走行状態や、主バッテリ７００のＳＯＣ（State Of Charge）に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時では、ＭＧ（１）２００により発電された電力はそのままＭＧ（２）３００を駆動させる電力となる。一方、主バッテリ７００のＳＯＣが予め定められた値よりも低い場合、ＭＧ（１）２００により発電された電力は、インバータ５００により交流から直流に変換される。その後、主バッテリ７００に電力が蓄えられる。なお、コンバータにより電圧を調整して主バッテリ７００に電力を蓄えるようにしてもよい。
【００１９】
ＭＧ（２）３００は、三相交流モータである。ＭＧ（２）３００は、主バッテリ７００に蓄えられた電力およびＭＧ（１）２００により発電された電力のうちの少なくともいずれか一方の電力により駆動する。ＭＧ（２）３００には、インバータ（２）６００により直流から交流に変換された電力が供給される。
【００２０】
ＭＧ（２）３００の駆動力は、減速機を介して車輪に伝えられる。これにより、ＭＧ（２）３００はエンジン１００をアシストしたり、ＭＧ（２）３００からの駆動力により車両を走行させたりする。
【００２１】
一方、ハイブリッド車両の回生制動時には、減速機を介して車輪によりＭＧ（２）３００が駆動され、ＭＧ（２）３００が発電機として作動される。これによりＭＧ（２）３００は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作用する。ＭＧ（２）３００により発電された電力は、インバータ（２）６００を介して主バッテリ７００に蓄えられる。
【００２２】
主バッテリ７００は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。なお、主バッテリ７００の代わりにキャパシタ（コンデンサ）や燃料電池等を用いるようにしてもよい。
【００２３】
補機バッテリ９１０は、エアーコンディショナ９２０やオーディオ９３０等の補機類に主に供給される電力を蓄える。補機バッテリ９１０には、たとえば鉛蓄電池が用いられる。本実施の形態において、補機バッテリ９１０の電圧は主バッテリ７００の電圧よりも低い。補機バッテリ９１０への充電電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００により調整される。
【００２４】
補機バッテリ９１０には、主バッテリ７００から出力された電力が、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００を介して供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ９００と補機バッテリとは、ハーネス９０２，９０４により接続される。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００から出力された電力は、ハーネス９０２，９０４を介して補機バッテリ９１０に供給される。ＤＣ／ＤＣコンバータ９００は、補機バッテリ９１０の端子間電圧が、満充電状態といえる電圧になるように制御される。
【００２５】
このとき、補機バッテリ９１０が許容し得る充電電圧は、補機バッテリ９１０の温度に応じて変化する。したがって、図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００の出力電圧は、補機バッテリ９１０の温度が高いほど、より低くなるように制御される。
【００２６】
図１に戻って、エンジン１００、インバータ（１）５００、インバータ（２）６００およびＤＣ／ＤＣコンバータ９００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０００により制御される。ＥＣＵ１０００は、ＨＶ（Hybrid Vehicle）＿ＥＣＵ１０１０と、ＭＧ＿ＥＣＵ１０２０と、エンジンＥＣＵ１０３０とを含む。
【００２７】
ＨＶ＿ＥＣＵ１０１０には、電圧センサ９１２から補機バッテリ９１０の電圧を表す信号が、電流センサ９１４から補機バッテリ９１０に充電される電流を表す信号がそれぞれ入力される。
【００２８】
さらにＨＶ＿ＥＣＵ１０１０には、車速センサ２０００から車速を表す信号が、アクセル開度センサ２１００からアクセルペダル（図示せず）の開度を表す信号が、ブレーキ踏力センサ２２００からブレーキペダル（図示せず）の踏力を表す信号がそれぞれ入力される。
【００２９】
ＭＧ＿ＥＣＵ１０２０には、回転数センサ２０２からＭＧ（１）２００の回転数を表す信号が、回転数センサ３０２からＭＧ（２）３００の回転数を表す信号が入力される。エンジンＥＣＵ１０３０には、回転数センサ１０２からエンジン１００の回転数を表す信号が入力される。
【００３０】
ＨＶ＿ＥＣＵ１０１０、ＭＧ＿ＥＣＵ１０２０およびエンジンＥＣＵ１０３０は、相互に信号を送受信可能であるように接続されている。本実施の形態において、ＨＶ＿ＥＣＵ１０１０は、車速、アクセル開度、ブレーキ踏力等をパラメータとしてメモリ（図示せず）に記憶されたマップ等に基づいて、車両を加速させたり減速させたりするために車両全体として要求する（必要とする）出力値を算出する。
【００３１】
この出力値を満たすように、エンジン１００、ＭＧ（１）２００およびＭＧ（２）３００への要求出力値や、システム電源（主バッテリ７００および補機バッテリ９１０）に対する要求電力量（システム電源からＭＧ（１）２００やＭＧ（２）３００への出力値として要求される電力量）等が算出される。
【００３２】
たとえば、車両の加速時において算出される車両の出力値を、エンジン１００への要求出力値およびＭＧ（２）３００への要求出力値で分担するように、エンジン１００への要求出力値およびＭＧ（２）３００への要求出力値が算出される。すなわち、エンジン１００への要求出力値とＭＧ（２）３００への要求出力値との和が、車両の出力値に一致する。
【００３３】
また、要求出力値を満たすようにＭＧ（２）３００が駆動するために必要な電力がＭＧ（２）３００に供給されるように、ＭＧ（１）２００への要求出力値やシステム電源への要求電力量が算出される。
【００３４】
なお、ＭＧ（１）２００やＭＧ（２）３００を発電機として作動させる場合、要求出力値は負の値として算出される。要求出力値や要求電力量等を算出する方法については、公知の技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は繰り返さない。
【００３５】
図３を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ１０００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、予め定められた周期で繰返し実行される。
【００３６】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ１０００は、電流センサ９１４から送信された信号に基づいて、補機バッテリ９１０に供給（充電）される電流を検知する。
【００３７】
Ｓ２００にて、ＥＣＵ１０００は、補機バッテリ９１０に供給される電流値が大きいほど高くなるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００の出力電圧を補正する。その後、この処理は終了する。
【００３８】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ１０００の動作について説明する。
【００３９】
補機バッテリ９１０に電流が供給される状態では、補機バッテリ９１０の充電電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００の出力電圧から、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００と補機バッテリ９１０とを接続するハーネス９０２，９０４を流れる電流およびハーネス９０２，９０４自体の抵抗による電圧の低下分を減算した値となる。
【００４０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ９００と補機バッテリ９１０との間のハーネス９０２，９０４における電圧の低下は、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００から補機バッテリ９１０に供給される電流に応じて変化し得る。したがって、仮に、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００から補機バッテリ９１０に供給される電流に対応せずにＤＣ／ＤＣコンバータ９００の出力電圧を制御すると、補機バッテリ９１０の充電電圧が見込みよりも高くなったり、低くなったりし得る。
【００４１】
そこで、補機バッテリ９１０に供給される電流が検知され（Ｓ１００）、図４に示すように、補機バッテリ９１０に供給される電流値が大きいほど、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００の出力電圧が高くなるように補正される（Ｓ２００）。
【００４２】
これにより、ハーネス９０２，９０４を流れる電流およびハーネス９０２，９０４自体の抵抗による電圧の低下分だけ、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００の出力電圧を高くすることができる。そのため、補機バッテリ９１０の充電電圧が低下することを抑制することができる。また、ハーネス９０２，９０４における電圧の低下分だけ、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００の出力電圧を高くするので、補機バッテリ９１０の充電電圧が過剰になることを抑制することができる。そのため、補機バッテリ９１０の充電電圧が適切な電圧になるように、精度よく制御することができる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵによれば、ＤＣ／ＤＣコンバータに供給される電流値が大きいほど、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が高くなるように補正される。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータと補機バッテリとの間のハーネスを流れる電流およびハーネス自体の抵抗による電圧の低下分だけ、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を高くすることができる。そのため、補機バッテリの充電電圧が低下することを抑制することができる。また、ハーネスにおける電圧の低下分だけ、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を高くするので、補機バッテリの充電電圧が過剰になることを抑制することができる。その結果、補機バッテリの充電電圧が変化することを抑制して、補機バッテリの残存容量を精度よく制御することができる。
【００４４】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、電流センサ９１４が故障した場合には、故障していない場合に比べて、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が高くなるように補正される点で、前述の第１の実施の形態と相違する。その他の構造については、前述の第１の実施の形態と同じである。それらについての機能も同じである。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰返さない。
【００４５】
図５を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ１０００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、以下に説明するプログラムは、予め定められた周期で繰返し実行される。また、以下に説明するプログラムは、前述の第１の実施の形態におけるプログラムに加えて実行される。
【００４６】
Ｓ３００にて、ＥＣＵ１０００は、電流センサ９１４が故障であるか否かを判断する。たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００が電力を出力するように制御されている状態において、電流センサ９１４により検出される電流値が「０」であると、電流センサ９１４が故障であると判断される。なお、電流センサ９１４が故障であるか否かは、その他、公知の一般的な技術を用いて判断すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は繰返さない。電流センサ９１４が故障であると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ４００に移される。もしそうでないと（Ｓ３００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００４７】
Ｓ４００にて、ＥＣＵ１０００は、故障であると判断されない場合に比べて高くなるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００の出力電圧を補正する。たとえば、図６に示すように、電流センサ９１４が故障であると判断された場合は、電流値にかかわらず、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００の出力電圧が最大値にされる。その後、この処理は終了する。
【００４８】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ１０００の動作について説明する。
【００４９】
電流センサ９１４が故障であると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、故障であると判断されない場合に比べて高くなるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００の出力電圧が補正される（Ｓ４００）。
【００５０】
これにより、補機バッテリ９１０の充電電圧が低下することを抑制することができる。そのため、補機バッテリＳＯＣが不足しないようにすることができる。その結果、エアーコンディショナ９２０やオーディオ９３０等の補機類の作動不良を抑制することができる。
【００５１】
以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵによれば、ＤＣ／ＤＣコンバータに供給される電流値を検知する電流センサが故障した場合には、故障していない場合に比べて、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が高くなるように補正される。これにより、補機バッテリの充電電圧が低下することを抑制することができる。そのため、補機バッテリＳＯＣが不足しないようにすることができる。
【００５２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車を示す構成概略図である。
【図２】ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を示す図（その１）である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る制御装置である図１のＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図４】ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を示す図（その２）である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図６】ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を示す図（その３）である。
【符号の説明】
【００５４】
１００  エンジン、２００  ＭＧ（１）、３００  ＭＧ（２）、４００  動力分割機構、５００  インバータ（１）、６００  インバータ（２）、７００  主バッテリ、９００  ＤＣ／ＤＣコンバータ、９１０  補機バッテリ、９１２  電圧センサ、９１４  電流センサ、９２０  エアーコンディショナ、９３０  オーディオ、１０００  ＥＣＵ、１０１０  ＨＶ＿ＥＣＵ、１０２０  ＭＧ＿ＥＣＵ、１０３０  エンジンＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
2007295785.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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