(57)【要約】      （修正有）【課題】主蓄電装置および副蓄電装置を搭載した電動車両において、電源システム起動時に副蓄電装置を確実に充電するとともに、車両のエネルギ効率を高める。【解決手段】補機バッテリ２１０は、メインバッテリ１５０の出力電圧を降圧するＤＣＤＣコンバータ２００の出力電圧によって充電される。ＥＣＵ１７０は、ＤＣＤＣコンバータ２００の電圧指令値Ｖｄｃｒを、電源システムの起動時には、補機バッテリ２１０を充電するための電圧に設定する。ＥＣＵ１７０は、補機バッテリ２１０の充電電流Ｉｃｈｇの推移に基づいて、補機バッテリ２１０の充電所要時間を推定し、かつ、推定した充電所要時間が経過すると、電圧指令値Ｖｄｃｒを低下させる。【選択図】図３
2012010503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動力を発生するための電動機を搭載した電動車両の電源システムであって、
前記電動機に対して入出力される電力を蓄積するための主蓄電装置と、
前記主蓄電装置の出力電圧を電圧指令値に従って降圧して電源配線に出力するための電圧変換器と、
前記電源配線に電気的に接続された副蓄電装置と、
前記電源配線に電気的に接続された補機負荷と、
前記副蓄電装置の充電電流を検出するための充電電流検出部と、
前記副蓄電装置の出力電圧を検出するための電圧検出器と、
前記電圧指令値を設定するための電圧指令設定部とを備え、
前記電圧指令設定部は、前記電圧変換器の始動時には、前記電圧指令値を、前記副蓄電装置を充電するための第１の電圧に設定するとともに、前記充電電流検出部によって検出された前記充電電流の推移に基づいて、前記副蓄電装置の充電所要時間を推定し、かつ、推定した前記充電所要時間が経過すると前記電圧指令値を前記第１の電圧よりも低い第２の電圧に設定する、電動車両の電源システム。
【請求項２】
前記電圧指令設定部は、前記電圧変換器の始動後における前記充電電流の変化の傾きと、前記電圧変換器の始動時における前記充電電流とに基づいて、前記充電所要時間を推定する、請求項１記載の電動車両の電源システム。
【請求項３】
前記電圧変換器は、前記電源システムが起動する第１の時刻から所定時間遅れた第２の時刻に始動し、
前記電圧指令設定部は、前記電圧変換器の始動後における前記充電電流の変化の傾きと、前記第１の時刻以前における前記副蓄電装置の出力電圧に対する前記第１の時刻から前記第２の時刻の間における前記副蓄電装置の出力電圧の電圧差とに基づいて、前記充電所要時間を推定する、請求項１記載の電動車両の電源システム。
【請求項４】
前記電圧指令設定部は、前記電圧指令値を前記第２の電圧に設定している期間において前記副蓄電装置からの放電量を推定するとともに、推定した放電量に基づいて、前記電圧指令値を前記第１の電圧へ上昇させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動車両の電源システム。
【請求項５】
０
前記電圧指令設定部によって推定された前記充電所要時間と、前記電源システムの起動前後における前記副蓄電装置の電圧降下とに基づいて、前記副蓄電装置の劣化度を判定する劣化判定部をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動車両の電源システム。
【請求項６】
前記電圧指令設定部は、前記電圧変換器の始動時には、前記電圧指令値を前記第１の電圧に設定する前に、前記電圧指令値を前記副蓄電装置の開放電圧よりも低い第３の電圧に設定する所定期間を設けるように構成され、
前記充電電流検出部は、
前記電圧変換器から前記電源配線への出力電流を検出するための電流センサの前記所定期間における検出値に基づく補機電流推定値と、前記副蓄電装置の充電時における前記電流センサの検出値との差に基づいて、前記充電電流を検出する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動車両の電源システム。
【請求項７】
前記電動車両は、前記電動機に加えてエンジンを搭載したハイブリッド車両であり、
前記エンジンの始動に用いる電力は、前記主蓄電装置から供給される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動車両の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動車両の電源システムに関し、より特定的には車両駆動力発生用の主蓄電装置と補機駆動用の副蓄電装置とを搭載した電動車両の電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機によって車両駆動力を発生可能に構成された、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車等の電動車両では、当該電動機を駆動するための電力を蓄積する蓄電装置（たとえば、メインバッテリ）と、低電圧の補機駆動用の蓄電装置（たとえば、補機バッテリ）との２種類の蓄電装置を搭載する構成が採用されている。走行用電動機の駆動に適した出力電圧と、ヘッドライトや空調機器等の補機あるいは電子制御ユニット（ＥＣＵ）等の制御機器の定格電圧（たとえば、１２Ｖ）とが大きく異なるからである。このような構成では、補機バッテリは、メインバッテリの出力電圧を降圧する電圧変換器（ＤＣＤＣコンバータ）の出力電圧によって充電されることが一般的である。
【０００３】
このような補機バッテリの充電制御が、特開２００３−３７９０３号公報（特許文献１）および特開平９−４６９２１号公報（特許文献２）に記載されている。特に、特許文献１には、メインバッテリの充電に並行して充電される補機バッテリの充電電圧の適切な設定が記載されている。具体的には、メインバッテリの充電開始に基づいて補機用バッテリの充電を開始するとともに、補機バッテリを確実に充電可能な第１の規定電圧（１４．５Ｖ）で充電開始から規定時間まで充電する一方で、この規定時間経過後から補機バッテリを第１の規定電圧よりも低い第２の規定電圧（１３．４Ｖ）で充電する制御が記載されている。
【０００４】
また、特許第３５５４０５７号公報（特許文献３）には、電気自動車用蓄電池の充電の際に、必要な充電期間の推定値を用いる制御が記載されている。また、特開平１１−３４１６９６号公報（特許文献４）には、電池種類の異なる複数の充電電池の充電制御が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３７９０３号公報
【特許文献２】特開平９−４６９２１号公報
【特許文献３】特許第３５５４０５７号公報
【特許文献４】特開平１１−３４１６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、補機バッテリはメインバッテリの充電時に並列に充電されることを前提としている。そして、長時間を要するメインバッテリの充電中に、規定時間が経過すると補機バッテリの充電電圧を低下させることによって、補機バッテリの過充電を防止しつつ確実に充電を行なうようにするものである。
【０００７】
一方、電動車両の補機バッテリの充電については、車両起動時（たとえばイグニッションスイッチのオン時）における電源システムの起動時に実行することが好ましい。車両起動時に補機バッテリの充電を確保することによって、制御機器を含む補機の動作を確実化することができるからである。特に、外部電源による充電機構を搭載しないタイプのハイブリッド車両では、特許文献１のような補機バッテリの充電機会が存在しないので、車両起動時の充電が必要となる。
【０００８】
このような、電源システムの起動時における補機バッテリの充電に、特許文献１に記載された充電制御を適用すると、補機バッテリの充電電圧を低下させるまでの時間（規定時間）が固定されているために、補機バッテリの充電が完了してもＤＣＤＣコンバータの出力電圧が高いままとなることが懸念される。一方、電圧変換器（ＤＣＤＣコンバータ）の消費電力は、出力電圧が高いほうが大きくなる。
【０００９】
このため、特許文献１に記載された充電制御では、補機バッテリの充電が完了しても充電電圧が高いままとなることで効率が低下する可能性がある。特許文献１での補機バッテリの充電は、電気自動車の走行開始前のメインバッテリ充電時に行なわれるので、このような効率低下が生じても、車両走行の効率（燃費）そのものは低下しない。一方で、電源システムの起動時における充電では、特許文献１とは異なり、充電効率が低いと車両の燃費が悪化する虞がある。
【００１０】
この発明は、このような問題点を解決するためのものであって、この発明の目的は、車両駆動力発生用の主蓄電装置と補機駆動用の副蓄電装置とを搭載した電動車両において、副蓄電装置の充電電力を発生する電圧変換器の出力電圧を適切に設定することによって、電源システム起動時に副蓄電装置を確実に充電するとともに、車両のエネルギ効率を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明のある局面では、車両駆動力を発生するための電動機を搭載した電動車両の電源システムは、主蓄電装置と、電圧変換器と、副蓄電装置と、補機負荷と、充電電流検出部と、電圧検出器と、電圧指令設定部とを備える。主蓄電装置は、電動機に対して入出力される電力を蓄積するように構成される。電圧変換器は、主蓄電装置の出力電圧を電圧指令値に従って降圧して電源配線に出力するように構成される。副蓄電装置および補機負荷は、電源配線に電気的に接続される。充電電流検出部は、副蓄電装置の充電電流を検出するように構成される。電圧検出器は、副蓄電装置の出力電圧を検出するように構成される。電圧指令設定部は、電圧変換器の始動時には、電圧指令値を、副蓄電装置を充電するための第１の電圧に設定するとともに、充電電流検出部によって検出された充電電流の推移に基づいて、副蓄電装置の充電所要時間を推定し、かつ、推定した充電所要時間が経過すると電圧指令値を第１の電圧よりも低い第２の電圧に設定する。
【００１２】
好ましくは、電圧指令設定部は、電圧変換器の始動後における充電電流の変化の傾きと、電圧変換器の始動時における充電電流とに基づいて、充電所要時間を推定する。
【００１３】
また好ましくは、電圧変換器は、電源システムが起動する第１の時刻から所定時間遅れた第２の時刻に始動する。電圧指令設定部は、電圧変換器の始動後における充電電流の変化の傾きと、第１の時刻以前における副蓄電装置の出力電圧に対する第１の時刻から第２の時刻の間における副蓄電装置の出力電圧の電圧差とに基づいて、充電所要時間を推定する。
【００１４】
さらに好ましくは、電圧指令設定部は、電圧指令値を第２の電圧に設定している期間において副蓄電装置からの放電量を推定するとともに、推定した放電量に基づいて、電圧指令値を第１の電圧へ上昇させる。
【００１５】
あるいは、さらに好ましくは、電動車両の電源システムは、劣化判定部をさらに備える。劣化判定部は、電圧指令設定部によって推定された充電所要時間と、電源システムの起動前後における副蓄電装置の電圧降下とに基づいて、副蓄電装置の劣化度を判定する。
【００１６】
またさらに好ましくは、電圧指令設定部は、電圧変換器の始動時には、電圧指令値を第１の電圧に設定する前に、電圧指令値を副蓄電装置の開放電圧よりも低い第３の電圧に設定する所定期間を設けるように構成される。充電電流検出部は、電圧変換器から電源配線への出力電流を検出するための電流センサの所定期間における検出値に基づく補機電流推定値と、副蓄電装置の充電時における電流センサの検出値との差に基づいて、充電電流を検出する。
【００１７】
さらに好ましくは、電動車両は、電動機に加えてエンジンを搭載したハイブリッド車両であり、エンジンの始動に用いる電力は、主蓄電装置から供給される。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、車両駆動力発生用の主蓄電装置と補機駆動用の副蓄電装置とを搭載した電動車両において、副蓄電装置の充電電力を発生する電圧変換器の出力電圧を適切に設定することによって、電源システムの起動時に副蓄電装置を確実に充電するとともに、車両のエネルギ効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車両の概略構成図である。
【図２】図１に示したハイブリッド車両におけるエンジンおよびモータジェネレータ間の回転速度の関係を示す共線図である。
【図３】本発明の実施の形態による電動車両の電源システムの構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示した電源システムの起動時におけるＤＣＤＣコンバータの制御を説明する概念図である。
【図５】図３に示した電源システムの起動時における補機バッテリの電圧および電流の推移を説明する波形図である。
【図６】補機バッテリの充電時における充電電流の推移を説明する波形図である。
【図７】実施の形態１による補機バッテリの充電制御を説明する機能ブロック図である。
【図８】ＤＣＤＣコンバータの出力電圧と出力電流との対応関係を説明する概念図である。
【図９】実施の形態１による補機バッテリの充電制御でのＤＣＤＣコンバータの電圧指令値の設定を説明する概念図である。
【図１０】実施の形態１による補機バッテリの充電制御の処理手順を説明するフローチャートである。
【図１１】実施の形態２による補機バッテリの充電制御の処理手順を説明するフローチャートである。
【図１２】実施の形態３による補機バッテリの充電制御を説明する機能ブロック図である。
【図１３】一般的な補機バッテリの劣化判定を説明する概念図である。
【図１４】実施の形態３による補機バッテリの劣化判定を説明する概念図である。
【図１５】実施の形態３による補機バッテリの劣化判定の処理手順を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照し詳細に説明する。なお、以下図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は原則的に繰返さないものとする。
【００２１】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車両の概略構成図である。
【００２２】
図１を参照して、ハイブリッド車両５は、エンジン１００と、第１モータジェネレータ１１０（以下、単に「ＭＧ１」とも称する）と、第２モータジェネレータ１２０（以下、単に「ＭＧ２」とも称する）と、動力分割機構１３０と、減速機１４０と、メインバッテリ１５０とを備える。
【００２３】
ハイブリッド車両５は、エンジン１００およびＭＧ２のうちの少なくとも一方からの駆動力により走行する。エンジン１００、ＭＧ１およびＭＧ２は、動力分割機構１３０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１３０により、２経路に分割される。一方は減速機１４０を介して前輪１９０を駆動する経路である。もう一方は、ＭＧ１を駆動させて発電する経路である。
【００２４】
ＭＧ１およびＭＧ２の各々は、代表的には三相の交流回転電機である。ＭＧ１は、動力分割機構１３０により分割されたエンジン１００の動力により発電する。ＭＧ１により発電された電力は、車両の走行状態や、メインバッテリ１５０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、ＭＧ１により発電された電力はそのままＭＧ２を駆動させる電力となる。一方、メインバッテリ１５０のＳＯＣが予め定められた値よりも低い場合、ＭＧ１により発電された電力は、図示しないインバータにより交流から直流に変換されて、メインバッテリ１５０に蓄えられる。
【００２５】
ＭＧ１が発電機として作用している場合、ＭＧ１は負のトルクを発生している。ここで、負のトルクとは、エンジン１００の負荷となるようなトルクをいう。ＭＧ１が電力の供給を受けてモータとして作用している場合、ＭＧ１は正のトルクを発生する。ここで、正のトルクとは、エンジン１００の負荷とならないようなトルク、すなわち、エンジン１００の回転をアシストするようなトルクをいう。なお、ＭＧ２についても同様である。
【００２６】
ＭＧ１は、エンジン１００の始動時には、正トルクを発生することにより、エンジン１００をモータリングするスタータとして動作する。したがって、ハイブリッド車両５では、エンジン１００を始動するための電力は、メインバッテリ１５０から出力される。
【００２７】
ＭＧ２は、メインバッテリ１５０に蓄えられた電力およびＭＧ１により発電された電力のうちの少なくとも一方の電力により駆動する。ＭＧ２の駆動力は、減速機１４０を介して前輪１９０に伝えられる。これにより、ハイブリッド車両５は、ＭＧ２からの駆動力のみによって、あるいは、エンジン１００およびＭＧ２の両方の駆動力によって走行する。なお、ハイブリッド車両５では、前輪１９０の代わりに後輪を駆動するようにしてもよく、前輪および後輪の両方を駆動するようにしてもよい。
【００２８】
ハイブリッド車両５の回生制動時には、減速機１４０を介して前輪１９０によりＭＧ２が駆動され、ＭＧ２が発電機として作動する。これによりＭＧ２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動する。ＭＧ２により発電された電力は、メインバッテリ１５０に蓄えられる。
【００２９】
動力分割機構１３０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から構成される。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤが自転可能であるように支持する。サンギヤはＭＧ１の回転軸に連結される。キャリアはエンジン１００のクランクシャフトに連結される。リングギヤはＭＧ２の回転軸および減速機１４０に連結される。
【００３０】
エンジン１００、ＭＧ１およびＭＧ２が、遊星歯車からなる動力分割機構１３０を介して連結されることで、エンジン１００、ＭＧ１およびＭＧ２の回転速度は、図２に示すように、共線図において直線で結ばれる関係になる。
【００３１】
図１に戻って、メインバッテリ１５０は、複数の二次電池セルにより構成された組電池である。メインバッテリ１５０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。メインバッテリ１５０は、ＭＧ１およびＭＧ２が発電した電力の他、車両の外部電源から供給される電力によって充電されてもよい。メインバッテリ１５０は「主蓄電装置」に対応する。なお、二次電池に代えて電気二重層キャパシタ等の他の蓄電装置を用いて、あるいは、二次電池と他の蓄電装置との組み合わせによって、本発明の「主蓄電装置」を構成してもよい。
【００３２】
エンジン１００、ＭＧ１およびＭＧ２は、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１７０により制御される。なお、ＥＣＵ１７０は複数のＥＣＵに分割するようにしてもよい。
【００３３】
ＥＣＵ１７０は、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）およびメモリを内蔵した電子制御ユニットにより構成され、当該メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、各センサによる検出値を用いた演算処理を行なうように構成される。あるいは、ＥＣＵの少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。
【００３４】
概略的には、ハイブリッド車両５は、車両発進時や低速走行時のように、エンジン１００の効率が低下するときには、エンジン１００を停止してＭＧ２の駆動力のみによって走行する。そして、車速上昇によりエンジン１００の効率が高い運転領域となったときや、加速要求により車両駆動力を増加させる場合には、ハイブリッド車両５は、必要な車両駆動力に応じて、エンジン１００を始動して、エンジン１００およびＭＧ２の両方の駆動力によって走行する。特に、エンジン１００を高効率の動作点で限定的に作動させるとともに、不足分の車両駆動力をＭＧ２が発生するように、車両全体でのパワー配分を制御することによって、エネルギ効率、すなわち燃費を改善することができる。また、車両走行上はエンジン１００を始動させる必要がない場合でも、メインバッテリ１５０のＳＯＣが低下すると、エンジン１００は、メインバッテリ１５０の充電電力を発生するために始動される。
【００３５】
図３は、本発明の実施の形態による電動車両の電源システムの構成を示すブロック図である。
【００３６】
図３を参照して、メインバッテリ１５０の電力は、高圧系回路１５５へ供給される。高圧系回路１５５は、図１に示したＭＧ１，ＭＧ２およびＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するための図示しない電力変換器（インバータ、コンバータ等）を含む。
【００３７】
メインバッテリ１５０の電力は、補機系の駆動電力にも用いられる。ＤＣＤＣコンバータ２００は、メインバッテリ１５０の出力電圧を降圧して電源配線２０５へ出力する。
【００３８】
ＤＣＤＣコンバータ２００は、ＥＣＵ１７０からの動作指示に応じて始動する。ＤＣＤＣコンバータ２００は、作動時には、ＥＣＵ１７０からの電圧指令値Ｖｄｃｒに従って、電源配線２０５への出力電圧Ｖｄｃを制御する。ＤＣＤＣコンバータ２００は、代表的には、半導体スイッチング素子（図示せず）を含むスイッチングレギュレータであり、公知の任意の回路構成を適用することができる。ＤＣＤＣコンバータ２００は、出力電圧Ｖｄｃを制御しながら、出力電流定格を超えない範囲内で出力電流Ｉｄｃを電源配線２０５へ供給する。
【００３９】
補機バッテリ２１０は、電源配線２０５に接続されている。補機バッテリ２１０は、たとえば、鉛蓄電池によって構成される。補機バッテリ２１０の電圧は、メインバッテリ１５０の出力電圧よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。補機バッテリ２１０は「副蓄電装置」に対応する。なお、鉛蓄電池以外の二次電池や、二次電池以外の電気二重層キャパシタ等の他の蓄電装置を用いて、あるいは、二次電池と他の蓄電装置との組み合わせによって、本発明の「副蓄電装置」を構成してもよい。
【００４０】
電源配線２０５には、さらに補機負荷２２１〜２２４が接続される。補機負荷２２１〜２２４は、運転者の操作指示に伴って動作して、電源配線２０５から補機系電力（低電圧）の供給を受けて動作する。補機負荷２２１〜２２４は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）を含む各種制御機器や、オーディオ、ヘッドライト等を含む。補機負荷２２１〜２２４による消費電流の合計を、補機電流Ｉｌｄと表記する。補機電流Ｉｌｄは、各補機負荷の作動／停止および作動時の条件に応じて決まる。
【００４１】
すなわち、ＤＣＤＣコンバータ２００の出力電流Ｉｄｃよりも補機電流Ｉｌｄが大きいときには、充電電流Ｉｃｈｇ＜０となって、補機バッテリ２１０の蓄積電力が消費される。一方、電源配線２０５の電圧が補機バッテリ２１０の出力電圧（開放電圧）よりも高く、かつ、Ｉｄｃ＞Ｉｌｄのときには、充電電流Ｉｃｈｇ＞０となって補機バッテリ２１０は充電される。
【００４２】
電源配線２０５には、ＤＣＤＣコンバータ２００からの出力電流Ｉｄｃを検出するための電流センサ２０１が少なくとも設けられる。さらに、補機バッテリ２１０の出力電圧Ｖｂａｔ（以下、バッテリ電圧Ｖｂａｔ）を検出するための電圧センサ２０２が設けられる。
【００４３】
以下の説明で明らかになるように、本発明の実施の形態による電源システムでは補機バッテリ２１０の充電電流Ｉｃｈｇに基づいて、補機バッテリ２１０の充電が制御される。充電電流Ｉｃｈｇの検出については、補機バッテリ２１０に充電電流Ｉｃｈｇを検出するための電流センサ２０３を設けてもよく、電流センサ２０１の検出値から充電電流Ｉｃｈｇを演算によって検出するようにしてもよい。
【００４４】
ＥＣＵ１７０は、高圧系回路１５５の各機器、および、ＤＣＤＣコンバータ２００の動作を制御する。特に、補機系の制御として、ＤＣＤＣコンバータ２００の始動および停止を制御するとともに、ＤＣＤＣコンバータ２００の電圧指令値Ｖｄｃｒを出力する。
【００４５】
さらに、ＥＣＵ１７０は、ＤＣＤＣコンバータ２００の出力電流Ｉｄｃの電流センサ２０１による検出値および、バッテリ電圧Ｖｂａｔの電圧センサ２０２による検出値を受ける。ＥＣＵ１７０は、電流センサ２０３をさらに設けた場合には、補機バッテリ２１０の充電電流Ｉｃｈｇの検出値をさらに受ける。あるいは、ＥＣＵ１７０は、検出された出力電流Ｉｄｃに基づいて、充電電流Ｉｃｈｇを演算によって検出する。
【００４６】
次に図４を用いて、電源システムの起動時におけるＤＣＤＣコンバータ制御を説明する。
【００４７】
図４を参照して、ハイブリッド車両５の電源システムは、ユーザのスイッチ操作（たとえば、イグニッションスイッチのオン）に応答して起動される。電源システムが起動されると、ＤＣＤＣコンバータ２００は、ＥＣＵ１７０からの指示に応答して始動する。
【００４８】
ＤＣＤＣコンバータ２００の始動時には、補機バッテリ２１０を充電するための定電圧充電モードが設定される。この定電圧充電モードでは、電圧指令値Ｖｄｃｒが、補機バッテリ２１０の開放電圧Ｖｏｃよりも高い電圧に設定される。たとえば、Ｖｄｃｒは、１３．５〜１５Ｖ程度に設定される。この際の電圧指令値Ｖｄｃｒについては、バッテリ温度による内部抵抗の変化に対応して十分な充電電圧を確保するために、補機バッテリ２１０の温度に応じて可変に設定することが好ましい。
【００４９】
定電圧充電モードでは、ＤＣＤＣコンバータ２００の出力電流Ｉｄｃによって、補機電流Ｉｌｄおよび充電電流Ｉｃｈｇ（Ｉｃｈｇ＞０）が確保される（Ｉｄｃ＝Ｉｃｈｇ＋Ｉｌｄ）。すなわち、充電電流Ｉｃｈｇ＞０となって、補機バッテリ２１０が充電される。定電圧充電モードでの補機バッテリ２１０の充電が進むにつれて、充電電流Ｉｃｈｇは徐々に低下する。
【００５０】
補機バッテリ２１０の充電が完了すると、ＤＣＤＣコンバータ２００は、低電圧モードに移行する。ＥＣＵ１７０は、低電圧モードでは、出力電圧Ｖｄｃが補機バッテリ２１０の開放電圧Ｖｏｃよりも低くてもよいので、電圧指令値Ｖｄｃｒを定電圧充電モードよりも低下させる。たとえば、補機負荷２２１〜２２４の動作電圧に合わせて、Ｖｄｃｒは１２Ｖ程度に設定される。低電圧モードでは、基本的には、ＤＣＤＣコンバータ２００の出力電流Ｉｄｃによって補機電流Ｉｌｄが確保される（すなわち、Ｉｃｈｇ＝０）。
【００５１】
そして、補機電流Ｉｌｄが大きくなって、ＤＣＤＣコンバータ２００の出力電流Ｉｄｃによってカバーできなくなると、補機バッテリ２１０の電力によって、補機電流Ｉｌｄが確保される。すなわち、Ｉｃｈｇ＜０となる。
【００５２】
ＤＣＤＣコンバータ２００の出力電圧Ｖｄｃが低下すると、ＤＣＤＣコンバータ２００での消費電力も低下する。このため、補機バッテリ２１０の充電完了を的確に検出して、ＤＣＤＣコンバータ２００を定電圧充電モードから低電圧モードへ移行すれば、ＤＣＤＣコンバータ２００での効率を向上させて、ハイブリッド車両５全体でのエネルギ効率、すなわち燃費を向上させることが期待できる。
【００５３】
図５には、電源システムの起動時における補機バッテリの電圧および電流の推移が示される。
【００５４】
図５を参照して、時刻ｔａに電源システムが起動されると、補機負荷２２１〜２２４が作動して電力が消費される。そして、時刻ｔａよりも後の時刻ｔｄに、ＤＣＤＣコンバータ２００が始動する。
【００５５】
電源システムが起動される時刻ｔａまでは、補機バッテリ２１０は充放電されておらず、バッテリ電圧Ｖｂａｔは開放電圧Ｖｏｃに相当する。一方、時刻ｔａ〜ｔｂの期間では、補機バッテリ２１０の放電（Ｉｃｈｇ＜０）により、補機負荷２２１〜２２４が消費する補機電流Ｉｌｄが消費される。このため、時刻ｔａ〜ｔｄの期間のバッテリ電圧Ｖｂａｔは閉路電圧Ｖｃｃに相当する。すなわち、時刻ｔａを境に、補機電流Ｉｌｄ（すなわち、充電電流Ｉｃｈｇ）に応じた電圧降下ΔＶ（ΔＶ＝Ｖｏｃ−Ｖｃｃ）が、補機バッテリ２１０に生じる。以下では、時刻ｔａ〜ｔｄにおける補機電流Ｉｌｄのみが消費されるときの閉路電圧Ｖｃｃを指して、単に閉路電圧Ｖｃｃと称する。
【００５６】
ＤＣＤＣコンバータ２００の始動時（時刻ｔｄ）には、電圧指令値Ｖｄｃｒは、定電圧充電モードでのＶ１（たとえば、Ｖ１＝１３．５〜１５（Ｖ））に設定される。これに応じて、ＤＣＤＣコンバータ２００の出力電圧Ｖｄｃ＝Ｖ１となるので、補機バッテリ２１０が充電される。この結果、図４に示したように充電電流Ｉｃｈｇが生じる。
【００５７】
図６には、補機バッテリ２１０の充電時における充電電流Ｉｃｈｇの推移が示される。図６の横軸である時間軸の原点である充電開始時刻ｔ０は、図５に示した、ＤＣＤＣコンバータ２００の始動時刻ｔｄに相当する。
【００５８】
図６を参照して、ＥＣＵ１７０は、充電開始後の充電電流Ｉｃｈｇの推移に基づいて、補機バッテリ２１０の充電所要時間Ｔｆを推定する。たとえば、充電開始時刻ｔ０から、所定時間が経過した時刻ｔ１およびｔ２における充電電流Ｉｃｈｇによって推定される充電電流Ｉｃｈｇの傾きに基づいて、充電所要時間Ｔｆが推定できる。
【００５９】
たとえば、時刻ｔ１における電流値Ｉ１および、時刻ｔ２における電流値Ｉ２から、このままの充電電流Ｉｃｈｇの傾きで、Ｉｃｈｇ＝０となる時刻ｔ３は、（Ｉ１・ｔ２−Ｉ２・ｔ１）の関数となることが理解される。
【００６０】
したがって、補機バッテリ２１０の充電完了時刻ｔｆまでの充電所要時間Ｔｆについて、たとえば下記（１）式で求めることができる。
【００６１】
Ｔｆ＝（Ｉ１・ｔ２−Ｉ２・ｔ１）・ｋ  …      （１）
（１）式において、係数ｋは、充電開始時刻ｔ０の充電電流値Ｉ０に比例した値とすることができる。充電開始時の充電電流が大きいときには、補機バッテリ２１０の充電量が低下しており、補機バッテリ２１０を満充電にするまでの充電量が多いことが推定される。Ｉ０に比例するように係数ｋを設定すれば、この現象に合わせて充電所要時間Ｔｆを推定することができる。
【００６２】
あるいは、係数ｋは、ＤＣＤＣコンバータ２００の起動前に検出される、補機負荷作動時の電圧降下ΔＶ（ΔＶ＝Ｖｏｃ−Ｖｃｃ）に比例した値とすることができる。電圧降下ΔＶが大きいときは、補機バッテリ２１０の内部抵抗が上昇していることが推定されるので、補機バッテリ２１０の充電が相対的に長期間を要することが推定される。電圧降下ΔＶに比例するように係数ｋを設定すれば、この現象に合わせて充電所要時間Ｔｆを推定することができる。
【００６３】
上述のように、ハイブリッド車両５では、車両発進時には、エンジン１００を停止したままで、メインバッテリ１５０の電力を用いてＭＧ２からの駆動力によって走行することが基本である。すなわち、メインバッテリ１５０のＳＯＣ低下時等の特別な条件下でしかエンジン１００は始動されない。また、エンジン１００が始動される場合にも、エンジン１００をモータリングするための電力（ＭＧ１の消費電力）は、メインバッテリ１５０から供給される。
【００６４】
この結果、ハイブリッド車両５では、イグニッションスイッチのオンに対応した電源システムの起動時に、補機バッテリ２１０の電力を用いてエンジン１００をクランキングすることがない。このため、補機系での消費電力が、エンジンスタータの消費電力を含むことがないため、比較的安定的に推移する。この結果、図５および図６に示した、電源システムの起動およびＤＣＤＣコンバータ２００の始動時における電圧挙動および電流挙動も安定している。したがって、充電電流Ｉｃｈｇの推移に基づいて補機バッテリ２１０の充電所要時間Ｔｆを推定する際の外乱が小さいため、以下に説明する本実施の形態による補機バッテリの充電制御を適用することができる。
【００６５】
図７は、本発明の実施の形態１による補機バッテリ２１０の充電制御を説明するための機能ブロック図である。なお、図７に示された各機能ブロックについては、当該ブロックに相当する機能を有する回路（ハードウェア）がＥＣＵ１７０に内蔵されてもよいし、ＥＣＵ１７０が予め格納されたプログラムに従ってソフトウェア処理を実行することにより実現されてもよい。
【００６６】
図７を参照して、充電電流検出部３１０は、電流センサ２０１の出力に基づいて、あるいは電流センサ２０３が設けられている場合には、電流センサ２０３の出力に基づいて、充電電流Ｉｃｈｇを検出する。ここで、図８および図９を用いて、電流センサ２０１の検出値（Ｉｄｃ）に基づいて充電電流Ｉｃｈｇを検出する手法について説明する。
【００６７】
図８には、ＤＣＤＣコンバータの出力電圧と出力電流との対応関係が示される。図８の横軸はＤＣＤＣコンバータ２００の出力電圧Ｖｄｃを示し、縦軸はＤＣＤＣコンバータ２００の出力電流Ｉｄｃを示している。
【００６８】
出力電圧Ｖｄｃが、開放電圧Ｖｏｃよりも低い電圧Ｖ０に設定されるときには、補機バッテリ２１０は充電されない（すなわち、Ｉｃｈｇ＝０）。このため、出力電流Ｉｄｃは、補機負荷２２１〜２２４によって消費される補機電流Ｉｌｄによって決まる。すなわち、補機負荷２２１〜２２４の駆動パターンに応じて、出力電流Ｉｄｃが定まる。このときの出力電流Ｉｄｃ（補機電流Ｉｌｄ）は、出力電圧Ｖｄｃにほぼ比例する。
【００６９】
一方、出力電圧Ｖｄｃが、開放電圧Ｖｏｃよりも高い電圧Ｖ１まで上昇すると、補機バッテリ２１０の充電電流Ｉｃｈｇが生じることになる。これにより、出力電流Ｉｄｃは、充電電流Ｉｃｈｇと補機電流Ｉｌｄの和となる。
【００７０】
Ｖｄｃ＞Ｖｏｃの領域においても、補機電流Ｉｌｄは出力電圧Ｖｄｃにほぼ比例するので、Ｖｄｃ＜Ｖｏｃの領域での検出値（Ｉｄｃ）に基づいて、Ｖｄｃ＞Ｖｏｃ（特に、Ｖｄｃ＝Ｖ１）における補機電流予測値Ｉｌｄ♯を外挿により求めることができる。
【００７１】
そして、Ｖｄｃ＞Ｖｏｃの領域では、電流センサ２０１により検出された出力電流Ｉｄｃから、補機電流予測値Ｉｌｄ♯を減算することによって、充電電流Ｉｃｈｇを算出する。これにより、電流センサ２０３（図１）を設けることなく、補機バッテリ２１０の充電電流Ｉｃｈｇを検出することが可能となる。
【００７２】
なお、図６および（１）式に示したように、充電開始後の初期（時刻ｔ１、ｔ２）の充電電流Ｉｃｈｇに基づいて充電所要時間Ｔｆを推定することとすれば、補機負荷２２１〜２２４の駆動パターンが変化しない間に、充電所要時間Ｔｆの推定を完了できる。すなわち、電流センサ２０３（図１）を設けることなく、充電電流Ｉｃｈｇを検出する際の誤差要因を排除できる。
【００７３】
再び図７を参照して、タイマ３３０は、イグニッションスイッチのオン（ＩＧＯＮ）およびＤＣＤＣコンバータ２００の始動（ＤＣＯＮ）からの経過時間を示すカウント値ＣＮＴを出力する。したがって、タイマ３３０によるカウント値ＣＮＴに基づいて、図５、図６の時刻ｔｄ，ｔ０〜ｔ２，ｔｆ等への到達を検知できる。
【００７４】
電圧指令設定部３５０は、電圧センサ２０２によって検出されたバッテリ電圧Ｖｂａｔ、充電電流検出部３１０によって検出された充電電流Ｉｃｈｇおよび、タイマ３３０のカウント値ＣＮＴに基づいて、図９に示すように、ＤＣＤＣコンバータ２００の電圧指令値Ｖｄｃｒを設定する。
【００７５】
図９を参照して、電圧指令設定部３５０は、ＤＣＤＣコンバータ２００の始動時刻ｔｄから所定時間Ｔ１の間は、定電圧充電モードに先立って、電圧指令値Ｖｄｃｒ＝Ｖ０（Ｖ０＜Ｖｏｃ）に設定する。これにより、図８に示した、補機電流予測値Ｉｌｄ♯を算出するための電流データを検出することができる。
【００７６】
所定時間Ｔ１が経過した時刻ｔ０（充電開始時刻）から、ＤＣＤＣコンバータ２００は定電圧充電モードに移行する。これにより、電圧指令設定部３５０は、電圧指令値Ｖｄｃｒ＝Ｖ１（Ｖ１＞Ｖｏｃ）に設定する。なお、充電電流Ｉｃｈｇを直接検出できる電流センサ２０３が設けられている場合には、所定時間Ｔ１＝０として、時刻ｔｄから直ちにＶｄｃｒ＝Ｖ１に設定してもよい。
【００７７】
電圧指令値Ｖｄｃｒ＝Ｖ１とすることにより、補機バッテリ２１０の充電が開始される。電圧指令設定部３５０は、充電開始後の充電電流Ｉｃｈｇの推移に基づいて、（１）式に従って、充電所要時間Ｔｆを推定する。そして、充電開始時刻ｔ０から充電所要時間Ｔｆが経過した時刻ｔｆになると、電圧指令設定部３５０は、電圧指令値ＶｄｃｒをＶ１からＶ２へ低下させる。すなわち、ＤＣＤＣコンバータ２００は、低電圧モードへ移行する。上述のように、低電圧モードにおける電圧指令値Ｖ２は、補機バッテリ２１０を充電できない電圧とできる。なお、充電開始時刻ｔ０までの電圧指令値Ｖ０と、低電圧モードにおける電圧指令値Ｖ２とは、同一の電圧としてもよい。
【００７８】
図１０には、本発明の実施の形態１による補機バッテリの充電制御の処理手順を説明するフローチャートが示される。図１０を始めとする以下に説明するフローチャートの各ステップは、ＥＣＵ１７０によるソフトウェア処理（格納プログラムのＣＰＵによる実行）あるいはハードウェア処理（専用電子回路の作動）によって実現されるものとする。
【００７９】
図１０を参照して、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１００では、たとえばイグニッションスイッチのオンに応答して、ハイブリッド車両５の電源システムを起動する（時刻ｔｓ）。そして、ＥＣＵ１７０は、電電システムの起動時に、補機負荷が始動する前のタイミングでの電圧センサ２０２の出力に基づいて、補機バッテリ２１０の開放電圧Ｖｏｃを測定する（ステップＳ１１０）。
【００８０】
そして、ＥＣＵ１２０は、ステップＳ１２０により、補機負荷２２１〜２２４の作動を開始するとともに、ステップＳ１３０により、そのときの電圧センサ２０２の出力電圧から、補機電流Ｉｌｄの発生時における補機バッテリ２１０の閉路電圧Ｖｃｃを測定する。これにより、電圧降下ΔＶ＝Ｖｏｃ−Ｖｃｃが算出できる。
【００８１】
さらに、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１４０により、ＤＣＤＣコンバータ２００を起動する（時刻ｔｄ）。そして、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１５０により、定電圧充電モードとなるように、電圧指令値Ｖｄｃｒ＝Ｖ１に設定される。
【００８２】
なお、電流センサ２０３が非配置である場合には、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１５０に先立ってステップＳ１４５の処理を実行する。ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１４５では、電圧指令値Ｖｄｃｒ＝Ｖ０に設定する。さらに、ＥＣＵ１７０は、このときのＤＣＤＣコンバータ２００の出力電流Ｉｄｃの基づいて、補機電流予測値Ｉｌｄ♯を求める。上述のように、この時点（Ｖｄｃ＜Ｖｏｃ）での出力電流Ｉｄｃから、外挿によって補機電流予測値Ｉｌｄ♯を求めることができる。
【００８３】
ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１６０では、図６で説明したように、充電開始後の初期（時刻ｔ１，ｔ２）における充電電流Ｉｃｈｇを検出する。そして、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１７０では、ステップＳ１６０で検出した充電電流値に基づいて、（１）式に従って充電所要時間Ｔｆを推定する（ステップＳ１７０）。
【００８４】
そして、ＥＣＵ１７０は、充電所要時間Ｔｆを推定すると、ステップＳ１８０により、タイマによるカウント値ＣＮＴに基づいて、充電開始時刻ｔ０から充電所要時間Ｔｆが経過した時刻ｔｆに到達したか否かを判定する。そして、時刻ｔｆに到達するまでの間（Ｓ１８０のＮＯ判定時）、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１９０により、タイマのカウント値ＣＮＴを逐次カウントアップする。
【００８５】
ＥＣＵ１７０は、時刻ｔｆに到達すると（Ｓ１８０のＹＥＳ判定時）、ステップＳ１９５により、ＤＣＤＣコンバータ２００を定電圧充電モードから低電圧モードへ移行させる。すなわち、ＥＣＵ１７０は、電圧指令値ＶｄｃｒをＶ１からＶ２に低下させる。
【００８６】
このように、実施の形態１による電動車両の電源システムにおける補機バッテリの充電制御では、充電電流Ｉｃｈｇの推移に基づいて、補機バッテリ２１０を充電するための、電圧指令値Ｖｄｃｒが高い定電圧充電モードの期間を過不足なく設定できる。これにより、補機バッテリ２１０の充電が完了すると、速やかに低電圧モードへ移行してＤＣＤＣコンバータ２００の出力電圧を低下させることができるので、ＤＣＤＣコンバータ２００の出力電圧が無駄に高いままに維持されることを回避できる。この結果、補機バッテリ２１０を確実に充電する一方で、ＤＣＤＣコンバータ２００での消費電力を低減して、ハイブリッド車両５のエネルギ効率、すなわち燃費を向上できる。
【００８７】
［実施の形態２］
実施の形態２では、実施の形態１で説明した補機バッテリの充電制御によって、ＤＣＤＣコンバータ２００が低電圧モードへ移行した後の動作についてさらに説明する。
【００８８】
図１１は、実施の形態２による補機バッテリの充電制御の処理手順を説明するフローチャートである。
【００８９】
図１１を参照して、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１００〜Ｓ１９５（図１０）に基づいて、ＤＣＤＣコンバータ２００の始動時における補機バッテリ２１０の充電制御を実行する。すなわち、ステップＳ１００〜Ｓ１９５の終了時点において、ＤＣＤＣコンバータ２００は、低電圧モードへ移行している。
【００９０】
ＥＣＵは、低電圧モードの期間中には、ステップＳ２００により、補機バッテリ２１０からの放電量を推定する。放電量は、充電電流Ｉｃｈｇの積算値に相当する。したがって、電流センサ２０３（図１）が配置されている場合には、電流センサ２０３の検出値に基づいて、放電量を推定できる。
【００９１】
一方、電流センサ２０３が配置されていない場合には、ＥＣＵ１７０は、たとえば下記（２）式に基づいて、放電量推定値Ｑｃｈを算出する。
【００９２】
Ｑｃｈ＝Ｔｌｉｍ・Ｉｄｃｈｇ…      （２）
（２）式において、Ｔｌｉｍは、ＤＣＤＣコンバータ２００の出力電流Ｉｄｃが所定電流以上となることによって作動する過電流リミッタの作動時間をカウントしたものである。過電流リミッタの作動時には、ＤＣＤＣコンバータ２００の出力電流Ｉｄｃのみによって補機電流Ｉｌｄをカバーできていないため、補機バッテリ２１０が放電していることが予測される。Ｉｄｃｈｇは、過電流リミッタの作動時における、補機バッテリ２１０からの放電電流の想定値である。Ｉｄｃｈｇは、ＤＣＤＣコンバータ２００の定格と、補機負荷２２１〜２２４の消費電流の想定値から定めることができる。
【００９３】
ＥＣＵ１７０は、ステップＳ２１０では、ステップＳ２００での放電量推定値Ｑｃｈを判定値Ｑｔｈと比較する。判定値Ｑｔｈは、ステップＳ１００〜Ｓ１９５における補機バッテリ２１０の充電量に対応して設定されることが好ましい。たとえば、定電圧充電モードにおける充電電流Ｉｃｈｇの積算値によって、判定値Ｑｔｈを設定することができる。あるいは、図６に示した充電電流Ｉｃｈｇの推移に基づいて、たとえば、充電開始時の充電電流値Ｉ０と、時刻ｔ０〜ｔ３の所要時間との積に基づいて、判定値Ｑｔｈを簡易的に設定することも可能である。
【００９４】
ＥＣＵ１７０は、放電量推定値Ｑｃｈが判定値Ｑｔｈに達していないとき（Ｓ２１０のＮＯ判定時）には、ステップＳ２２０により、低電圧モードを維持するとともに、ステップＳ２００による放電量推定値Ｑｃｈの算出を継続する。これにより、低電圧モードが維持される期間を通じて、ステップＳ２００での放電量推定値Ｑｃｈは積算される。
【００９５】
ＥＣＵ１７０は、積算された放電量推定値が判定値を超えると（Ｓ２１０のＹＥＳ判定時）、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ２３０に処理を進めて、ＤＣＤＣコンバータ２００を再び定電圧充電モードへ移行させる。これにより、電圧指令値Ｖｄｃｒが再びＶ１に設定されるので、ＤＣＤＣコンバータ２００の出力電圧によって補機バッテリ２１０が充電される。この際に、ステップＳ２２０での放電量推定値Ｑｃｈは、一旦クリアされる。
【００９６】
ＤＣＤＣコンバータ２００が低電圧モードへ移行すると、図１０に示したステップＳ１５０〜Ｓ１９５の処理が実行される。そして、補機バッテリの充電が完了すると（Ｓ１８０がＹＥＳ判定）、ＤＣＤＣコンバータ２００は、再び低電圧モードへ移行することになる（Ｓ１９５）。
【００９７】
そして、低電圧モードに移行すると、図１１のフローチャートのステップＳ２００〜Ｓ２３０の処理が再び実行される。この際には、ステップＳ２１０で用いる判定値Ｑｔｈは、直前の定電圧充電モードにおける補機バッテリ２１０の充電時のデータに基づいて、更新される。ステップＳ２００〜Ｓ２３０の処理については、図７の電圧指令設定部３５０によって実行される。
【００９８】
実施の形態２による電動車両の電源システムにおける補機バッテリの充電制御では、実施の形態１での効果に加えて、低電圧モードへの移行後に補機バッテリ２１０が過放電されることを防止できる。特に、放電量の推定に基づいて、補機バッテリ２１０の再充電の要否を判定するので、ＤＣＤＣコンバータ２００の出力電圧が高くなる再充電の機会が無用に設けられることを回避できる。この結果、ＤＣＤＣコンバータ２００の効率、ひいては、ハイブリッド車両５の燃費を向上できる。
【００９９】
［実施の形態３］
実施の形態３では、定電圧充電モードにおける補機バッテリ２１０の充電時のデータに基づいて、補機バッテリ２１０の劣化判定を併せて実行する構成について説明する。
【０１００】
図１２は、実施の形態３による補機バッテリの充電制御を説明する機能ブロック図である。
【０１０１】
図１２を参照して、実施の形態３による補機バッテリの充電制御では、図７に示した実施の形態１による構成と比較して、劣化判定部３６０がさらに設けられる点で異なる。その他の部分は、図７と同様であるので、説明は繰返さない。
【０１０２】
劣化判定部３６０は、電圧指令設定部３５０が推定した充電所要時間Ｔｆと、電源システム起動時における補機バッテリ２１０の電圧降下ΔＶとに基づいて、補機バッテリ２１０の劣化度を判定する。そして、劣化判定部３６０は、劣化度が所定レベルを超えている場合には、劣化検出フラグＦｄをオンする。一方、補機バッテリ２１０の劣化が検出されない正常時には、劣化検出フラグＦｄはオフされる。
【０１０３】
図１３には、補機バッテリ２１０の出力電圧に基づく一般的な劣化判定が示される。
図１３を参照して、補機バッテリ２１０の閉路電圧Ｖｃｃは、開放電圧Ｖｏｃから内部抵抗に応じた電圧降下ΔＶだけ低下する。したがって、電圧降下ΔＶが所定値より大きいときに、内部抵抗増大を検知して、補機バッテリ２１０の劣化が検出される。具体的には、電源システムの起動時（図５の時刻ｔａ〜ｔｄ）におけるバッテリ電圧Ｖｂａｔ（すなわち、閉路電圧Ｖｃｃ）が、判定電圧Ｖｔｈよりも低いときに、補機バッテリ２１０の劣化が検出される。判定電圧Ｖｔｈは、開放電圧Ｖｏｃよりも基準値ΔＶｔｈだけ低い。すなわち、電圧降下ΔＶが基準値ΔＶｔｈよりも大きいときに、補機バッテリ２１０の劣化が検出されることになる。
【０１０４】
実施の形態３による補機バッテリの充電制御での劣化判定では、電圧降下ΔＶに加えて、実施の形態１で説明した充電所要時間Ｔｆをさらに用いて、補機バッテリ２１０の劣化を判定する。
【０１０５】
図１４は、実施の形態３による補機バッテリの劣化判定を説明する概念図である。図１４の横軸は、バッテリ電圧Ｖｂａｔ（閉路電圧Ｖｃｃ）であり、縦軸は、電圧指令設定部３５０によって推定された充電所要時間Ｔｆである。
【０１０６】
上述のように、閉路電圧Ｖｃｃが低い、すなわち、電圧降下ΔＶが大きいときには、補機バッテリ２１０の内部抵抗が増加している。一方、充電所要時間Ｔｆが長いときには、充電可能な容量が大きく、反対に、充電所要時間Ｔｆが短いときには、充電可能な容量が小さいことが示される。
【０１０７】
劣化判定部３６０は、内部抵抗が大きく、かつ、充電可能な容量も小さい領域４０３で劣化を検出する。一方、劣化判定部３６０は、内部抵抗が比較的大きくても、充電所要時間Ｔｆが長く充電可能な容量が大きい領域４０１では、補機バッテリ２１０はまだ使用可能であると判断して、劣化を検出しない。すなわち、補機バッテリ２１０は正常と判定される。
【０１０８】
また、劣化判定部３６０は、充電所要時間Ｔｆが短く、充電可能な容量が小さい領域４０２では、内部抵抗に応じて補機バッテリ２１０の劣化を検出する。
【０１０９】
このようにすると、バッテリ電圧Ｖｂａｔ（電圧降下ΔＶ）のみに基づいて補機バッテリ２１０の劣化を判定する場合と比較して、より精密な劣化判定を行なうことが可能となる。
【０１１０】
また、下記式（３）で定義されるパラメータＰを用いて、劣化度を定量的に評価することも可能である。
【０１１１】
Ｐ＝Ｔｆ／ΔＶ    ・・・（３）
パラメータＰが所定値よりも低いときに、劣化検出フラグＦｄをオンすることとすれば、図１４に示した劣化判定を実現できる。
【０１１２】
図１５は、実施の形態３による補機バッテリの劣化判定の処理手順を説明するフローチャートである。
【０１１３】
図１５を参照して、ＥＣＵ１７０は、ステップＳ１００〜Ｓ１９５（図１０）に従って、電源システムの起動時における補機バッテリ２１０の充電制御を行なう。これにより、補機バッテリ２１０が充電されて、ＤＣＤＣコンバータ２００は、定電圧充電モードから低電圧モードへ移行する。
【０１１４】
さらにＥＣＵ１７０は、補機バッテリ２１０の充電が完了して低電圧モードへ移行すると、ステップＳ３００により、起動時の充電データに基づいて、図１４に従った補機バッテリ２１０の劣化判定を実行する。すなわち、ステップＳ３００による処理は、図１２の劣化判定部３６０の機能に対応する。
【０１１５】
実施の形態３による電動車両の電源システムにおける補機バッテリの充電制御では、実施の形態１での効果に加えて、電源システム起動時の補機バッテリ２１０の充電に合わせて、劣化判定をさらに実行できる。特に、電圧降下ΔＶによる内部抵抗の評価のみならず。充電所要時間Ｔｆの推定値に基づく充電可能な容量の大小も評価して劣化判定を行なうので、より精密な劣化判定を行うことが可能となる。
【０１１６】
なお、本実施の形態では、電動車両の代表例としてエンジンおよび電動機を搭載したハイブリッド車両を説明したが、主蓄電装置（メインバッテリ）および副蓄電装置（補機バッテリ）を搭載する、電気自動車や燃料電池自動車等の他の電動車両に対しても、電源システム起動時における副蓄電装置（補機バッテリ）に本発明を適用できる。エンジンを搭載していない、ハイブリッド車両以外の電動車両についても、電源システム起動時における補機系の消費電流は安定しているため、同様の充電制御が問題なく適用できる。逆に言えば、上述のように、エンジンを搭載したハイブリッド車両についても、エンジン始動のための電力を補機バッテリから供給しない構成であるため、電源システム起動時における補機系の消費電流が安定する。
【０１１７】
また、電動車両が主蓄電装置（メインバッテリ）を車両外部の電源によって充電する機構を具備している場合でも、電源システム起動時における副蓄電装置（補機バッテリ）に本発明を適用できる。
【０１１８】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
この発明は、車両駆動力発生用の蓄電装置（メインバッテリ）と補機駆動用の蓄電装置（補機バッテリ）とを搭載した電動車両に適用できる。
【符号の説明】
【０１２０】
５  ハイブリッド車両、１００  エンジン、１１０  第１モータジェネレータ（ＭＧ１）、１２０  第２モータジェネレータ（ＭＧ２）、１３０  動力分割機構、１４０  減速機、１５０  メインバッテリ、１５５  高圧系回路、１９０  前輪、２００  ＤＣＤＣコンバータ、２０１，２０３  電流センサ、２０２  電圧センサ、２０５  電源配線、２１０  補機バッテリ、２２１〜２２４  補機負荷、３１０  充電電流検出部、３３０  タイマ、３５０  電圧指令設定部、３６０  劣化判定部、４０１，４０２，４０３  領域、ＣＮＴ  カウント値、Ｆｄ  劣化検出フラグ、Ｉ０〜Ｉ２  充電電流値、Ｉｃｈｇ  充電電流、Ｉｄｃ  出力電流（ＤＣＤＣコンバータ）、Ｉｌｄ  補機電流、Ｉｌｄ♯  補機電流予測値、Ｑｃｈ  放電量推定値、Ｔｆ  充電所要時間、Ｖ０  電圧指令値（充電開始前）、Ｖ１  電圧指令値（定電圧充電モード）、Ｖ２  電圧指令値（低電圧モード）、Ｖｂａｔ  バッテリ電圧、Ｖｃｃ  閉路電圧、Ｖｄｃ  出力電圧（ＤＣＤＣコンバータ）、Ｖｄｃｒ  電圧指令値、Ｖｏｃ  開放電圧、Ｖｔｈ  判定電圧、ｔ０  充電開始時刻、ｔｄ  コンバータ始動時刻、ｔｆ  充電完了時刻。
【図１】
2012010503.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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