特開 2022-185287 充電システム、充電器、および、充電システムの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022185287

(43)【公開日】2022-12-14

(54)【発明の名称】充電システム、充電器、および、充電システムの制御方法

(51)【国際特許分類】

   B60L 53/14 20190101AFI20221207BHJP

   B60L 1/00 20060101ALI20221207BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20221207BHJP

   B60L 58/12 20190101ALI20221207BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20221207BHJP

【ＦＩ】

B60L53/14

B60L1/00 L

B60L50/60

B60L58/12

H02J7/00 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021092861

(22)【出願日】2021-06-02

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】土井 大我

(72)【発明者】

【氏名】村里 健次

(72)【発明者】

【氏名】青木 智哉

【テーマコード（参考）】

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503AA07

5G503BA02

5G503BB02

5G503CA01

5G503CA11

5G503DA08

5G503EA05

5G503FA06

5G503GB03

5G503GD03

5G503GD06

5H125AA01

5H125AC12

5H125AC24

5H125BB09

5H125BC21

5H125BC29

5H125CD04

5H125DD02

5H125EE23

(57)【要約】

【課題】外部充電の開始前に充電リレーを接続状態に切替不能となることの抑制。
【解決手段】充電システムは、車両の走行用の電力を蓄えるメインバッテリと、メインバッテリを充電する電力を供給するための充電コネクタを接続するインレットと、インレットからメインバッテリへ電力の経路の接続状態と遮断状態とを切替える充電リレーと、インレットからの電力の電圧を補機用電圧まで降圧するコンバータと、充電リレーおよびコンバータを制御するＥＣＵとを備える。ＥＣＵは、インレットからの電力の供給を受けた後に補機用電圧への降圧を開始するようコンバータを制御し（ステップＳ１１４）、充電リレーが接続状態に切替えられる前に、コンバータからの電力を、接続状態に切替えるための作動電力として充電リレーに供給し（ステップＳ１１４）、作動電力を用いて遮断状態から接続状態に切替えるよう、充電リレーを制御する（ステップＳ１１７）。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の走行用の電力を蓄えるメインバッテリと、
前記メインバッテリを充電する電力を供給するための充電コネクタを接続するインレットと、
前記インレットから前記メインバッテリへ電力の経路の接続状態と遮断状態とを切替える充電リレーと、
前記インレットからの電力の電圧を補機用電圧まで降圧するインレット側電圧変換器と、
前記充電リレーおよび前記インレット側電圧変換器を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記インレットからの電力の供給を受けた後に前記補機用電圧への降圧を開始するよう前記インレット側電圧変換器を制御し、
前記充電リレーが前記接続状態に切替えられる前に、前記インレット側電圧変換器からの電力を、前記接続状態に切替えるための作動電力として前記充電リレーに供給し、
前記作動電力を用いて前記遮断状態から前記接続状態に切替えるよう、前記充電リレーを制御する、充電システム。

【請求項2】

前記補機用電圧の電力を蓄える補機バッテリをさらに備え、
前記インレット側電圧変換器は、前記補機バッテリと並列に接続される、請求項１に記載の充電システム。

【請求項3】

前記インレット側電圧変換器と異なり、前記メインバッテリの電力を前記補機バッテリに供給する場合に前記メインバッテリの電力の電圧を前記補機用電圧まで降圧するメインバッテリ側電力変換器をさらに備える、請求項２に記載の充電システム。

【請求項4】

前記制御装置は、前記補機バッテリの電圧に関わらず、前記作動電力を前記充電リレーに供給する場合に、前記インレット側電圧変換器を動作させるよう制御する、請求項２または請求項３に記載の充電システム。

【請求項5】

前記補機バッテリの電圧を検知する電圧センサをさらに備え、
前記制御装置は、前記電圧センサによって検知された電圧が所定電圧未満である場合に、前記作動電力を前記充電リレーに供給するために前記インレット側電圧変換器を動作させるよう制御する、請求項２または請求項３に記載の充電システム。

【請求項6】

前記制御装置は、前記インレット側電圧変換器を動作させた後、前記電圧センサによって検知された電圧が前記所定電圧以上となった場合に、前記作動電力を前記充電リレーに供給するよう制御する、請求項５に記載の充電システム。

【請求項7】

前記制御装置は、前記インレット側電圧変換器を動作させた後、所定期間が経過した場合に、前記作動電力を前記充電リレーに供給するよう制御する、請求項４または請求項５に記載の充電システム。

【請求項8】

車両の走行用の電力を蓄えるメインバッテリを充電する電力を供給するための充電コネクタを接続するインレットからの電力を、前記メインバッテリへ電力の経路の接続状態と遮断状態とを切替える充電リレーに供給する電力供給部と、
前記インレットからの電力の電圧を補機用電圧まで降圧するインレット側電圧変換器とを備え、
前記インレット側電圧変換器は、前記充電リレーが前記接続状態に切替えられる前に、前記接続状態に切替えるための作動電力として前記充電リレーに供給するために、前記インレットからの電力の供給を受けた後に前記補機用電圧へ降圧する、充電器。

【請求項9】

充電システムの制御方法であって、
前記充電システムは、
車両の走行用の電力を蓄えるメインバッテリと、
前記メインバッテリを充電する電力を供給するための充電コネクタを接続するインレットと、
前記インレットから前記メインバッテリへ電力の経路の接続状態と遮断状態とを切替える充電リレーと、
前記インレットからの電力の電圧を補機用電圧まで降圧するインレット側電圧変換器と、
前記充電リレーおよび前記インレット側電圧変換器を制御する制御装置とを備え、
前記制御方法は、前記制御装置が、
前記インレットからの電力の供給を受けた後に前記補機用電圧への降圧を開始するよう前記インレット側電圧変換器を制御するステップと、
前記充電リレーが前記接続状態に切替えられる前に、前記インレット側電圧変換器からの電力を、前記接続状態に切替えるための作動電力として前記充電リレーに供給するステップと、
前記作動電力を用いて前記遮断状態から前記接続状態に切替えるよう、前記充電リレーを制御するステップとを含む、充電システムの制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この開示は、充電システム、充電器、および、充電システムの制御方法に関し、特に、インレットからメインバッテリへの電力の経路の接続状態と遮断状態とを切替える充電リレーを備える充電システム、充電器、および、充電システムの制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電動車両は、駆動用の高圧システムのメインバッテリの電力を降圧して補機系統へ電力を供給するメインＤＣ／ＤＣコンバータを備えることが多い（たとえば、特許文献１参照）。メインバッテリへの外部充電中の補機系統への電力の供給は、効率を向上させる観点から、メインＤＣ／ＤＣコンバータと異なるサブＤＣ／ＤＣコンバータを用いることが、従来、知られている。サブＤＣ／ＤＣコンバータは、外部電源から電力変換を行って補機系統へ電力供給を行うために、メインＤＣ／ＤＣコンバータとは別途、充電器内に設けられるＤＣ／ＤＣコンバータである。

【0003】

また、電動車両の外部充電用の回路は、充電器とメインバッテリとの間の電気的な接続状態と遮断状態とを切替え可能な充電リレーを備えることが多い。この充電リレーは、補機系統から供給された電力で動作する。従来は、外部充電が開始される前は、補機バッテリに蓄えられた電力を用いて、この充電リレーは動作していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－０７２５９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

充電リレーは、メインバッテリの外部充電をするたびに、少なくとも１回は遮断状態から接続状態に切替えられる。充電リレーの切替え動作の回数が多くなるにつれ、切替え動作に最低限必要な動作電圧が上昇していく。一方、補機バッテリは、電力を供給するときのＳＯＣ、および、補機バッテリの使用年数に応じて、供給電圧が低下している可能性がある。補機バッテリの供給電圧が充電リレーの動作電圧に対して十分でない場合、外部充電の開始前に充電リレーを接続状態に切替えることができなくなる虞があった。

【0006】

この開示は、上述した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、外部充電の開始前に充電リレーを接続状態に切替えることができなくなることを抑制することが可能な充電システム、充電器、および、充電システムの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】

【0007】

この開示に係る充電システムは、車両の走行用の電力を蓄えるメインバッテリと、メインバッテリを充電する電力を供給するための充電コネクタを接続するインレットと、インレットからメインバッテリへ電力の経路の接続状態と遮断状態とを切替える充電リレーと、インレットからの電力の電圧を補機用電圧まで降圧するインレット側電圧変換器と、充電リレーおよびインレット側電圧変換器を制御する制御装置とを備える。制御装置は、インレットからの電力の供給を受けた後に補機用電圧への降圧を開始するようインレット側電圧変換器を制御し、充電リレーが接続状態に切替えられる前に、インレット側電圧変換器からの電力を、接続状態に切替えるための作動電力として充電リレーに供給し、作動電力を用いて遮断状態から接続状態に切替えるよう、充電リレーを制御する。

【0008】

このような構成によれば、外部充電の開始前に、インレット側電圧変換器によって、外部電力からインレットを経由して電力が供給された後に補機用電圧への降圧が開始され、充電リレーが接続状態に切替えられる前に、インレット側電圧変換器からの電力が、接続状態に切替えるための作動電力として充電リレーに供給され、作動電力が用いられて、充電リレーが遮断状態から接続状態に切替えられる。その結果、外部充電の開始前に充電リレーを接続状態に切替えることができなくなることを抑制することが可能な充電システムを提供できる。

【0009】

補機用電圧の電力を蓄える補機バッテリをさらに備え、インレット側電圧変換器は、補機バッテリと並列に接続されるようにしてもよい。

【0010】

インレット側電圧変換器と異なり、メインバッテリの電力を補機バッテリに供給する場合にメインバッテリの電力の電圧を補機用電圧まで降圧するメインバッテリ側電力変換器をさらに備えるようにしてもよい。

【0011】

制御装置は、補機バッテリの電圧に関わらず、作動電力を充電リレーに供給する場合に、インレット側電圧変換器を動作させるよう制御するようにしてもよい。

【0012】

補機バッテリの電圧を検知する電圧センサをさらに備え、制御装置は、電圧センサによって検知された電圧が所定電圧未満である場合に、作動電力を充電リレーに供給するためにインレット側電圧変換器を動作させるよう制御するようにしてもよい。

【0013】

制御装置は、インレット側電圧変換器を動作させた後、電圧センサによって検知された電圧が所定電圧以上となった場合に、作動電力を充電リレーに供給するよう制御するようにしてもよい。

【0014】

制御装置は、インレット側電圧変換器を動作させた後、所定期間が経過した場合に、作動電力を充電リレーに供給するよう制御するようにしてもよい。

【0015】

この開示の他の局面によれば、充電器は、車両の走行用の電力を蓄えるメインバッテリを充電する電力を供給するための充電コネクタを接続するインレットからの電力を、メインバッテリへ電力の経路の接続状態と遮断状態とを切替える充電リレーに供給する電力供給部と、インレットからの電力の電圧を補機用電圧まで降圧するインレット側電圧変換器とを備える。インレット側電圧変換器は、充電リレーが接続状態に切替えられる前に、接続状態に切替えるための作動電力として充電リレーに供給するために、インレットからの電力の供給を受けた後に補機用電圧へ降圧する。

【0016】

このような構成によれば、外部充電の開始前に充電リレーを接続状態に切替えることができなくなることを抑制することが可能な充電器を提供できる。

【0017】

この開示のさらに他の局面によれば、充電システムの制御方法における充電システムは、車両の走行用の電力を蓄えるメインバッテリと、メインバッテリを充電する電力を供給するための充電コネクタを接続するインレットと、インレットからメインバッテリへ電力の経路の接続状態と遮断状態とを切替える充電リレーと、インレットからの電力の電圧を補機用電圧まで降圧するインレット側電圧変換器と、充電リレーおよびインレット側電圧変換器を制御する制御装置とを備える。制御方法は、制御装置が、インレットからの電力の供給を受けた後に補機用電圧への降圧を開始するようインレット側電圧変換器を制御するステップと、充電リレーが接続状態に切替えられる前に、インレット側電圧変換器からの電力を、接続状態に切替えるための作動電力として充電リレーに供給するステップと、作動電力を用いて遮断状態から接続状態に切替えるよう、充電リレーを制御するステップとを含む。

【0018】

このような構成によれば、外部充電の開始前に充電リレーを接続状態に切替えることができなくなることを抑制することが可能な充電システムの制御方法を提供できる。

【発明の効果】

【0019】

この開示によれば、外部充電の開始前に充電リレーを接続状態に切替えることができなくなることを抑制することが可能な充電システム、充電器、および、充電システムの制御方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】この実施の形態に係る車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。

【図2】第１実施形態のバッテリ充電開始処理の流れを示すフローチャートである。

【図3】この実施の形態の充電リレーの動作電圧に関するグラフである。

【図4】第２実施形態のバッテリ充電開始処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

［第１実施形態］
以下、図面を参照しつつ、この開示の実施の形態は説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返されない。

【0022】

図１は、この実施の形態に係る車両１００の全体構成を概略的に示すブロック図である。図１を参照して、車両１００は、外部設備９００から供給される電力による外部充電が可能に構成された車両である。車両１００は、この例では電気自動車であるが、プラグインハイブリッド車両、燃料電池車等であってもよい。

【0023】

車両１００は、充電システム１１と、システムメインリレー（ＳＭＲ：System Main Relay）３２と、高圧負荷５１と、補機負荷５２と、ＰＣＵ（Power Control Unit）８と、モータジェネレータ９と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０とを備える。充電システム１１は、インレット１と、充電器２と、充電リレー３１と、メインバッテリ４と、電圧センサ４１と、電流センサ４２と、補機バッテリ６と、電圧センサ６１と、電流センサ６２と、メインＤＣ／ＤＣコンバータ７と、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０とを備える。

【0024】

インレット１は、充電ケーブルの先端に設けられた充電コネクタ９１０を接続可能に構成されている。インレット１は、充電ステーション等の外部設備９００から充電コネクタ９１０を介して供給される交流電力を受ける。インレット１が受けた交流電力は、充電器２に伝送される。

【0025】

充電器２は、フィルタ回路２１と、ＰＦＣ（Power Factor Correction）回路２２と、平滑コンデンサ２３，２８と、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２４と、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５と、電圧センサ２６，２７とを含む。

【0026】

フィルタ回路２１は、インレット１から伝送された交流電力に含まれるノイズを除去し、ノイズが除去された交流電力をＰＦＣ回路２２に出力する。電圧センサ２６は、充電器２の入口の電圧、つまり、フィルタ回路２１に入力される電圧を検出し、その検出結果をＥＣＵ１０に出力する。

【0027】

ＰＦＣ回路２２は、ＥＣＵ１０によって制御されて、フィルタ回路２１によりノイズ除去された交流電力を整流および昇圧して平滑コンデンサ２３に出力するとともに、入力電流を正弦波に近づけることで力率を改善する。ＰＦＣ回路２２には公知の種々のＰＦＣ回路を採用し得る。なお、ＰＦＣ回路２２に代えて、力率改善機能を有しない整流器を採用してもよい。

【0028】

平滑コンデンサ２３は、ＰＦＣ回路２２から受けた直流電力の電圧変動を平滑化する。平滑化された直流電力は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびサブＤＣ／ＤＣコンバータ２５に供給される。電圧センサ２７は、平滑コンデンサ２３の両端の電圧、つまり、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２４およびサブＤＣ／ＤＣコンバータ２５に供給される電圧を検出し、その検出結果をＥＣＵ１０に出力する。

【0029】

高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、ＥＣＵ１０によって制御されて、平滑コンデンサ２３により平滑化された直流電力の電圧をメインバッテリ４の充電に適する電圧（たとえば２００Ｖ超）に変換する。

【0030】

平滑コンデンサ２８は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２４から受けた直流電力の電圧変動を平滑化する。

【0031】

サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、ＥＣＵ１０によって制御されて、平滑コンデンサ２３により平滑化された直流電力の電圧を補機バッテリ６の充電に適する電圧（たとえば１４Ｖ）に変換する。

【0032】

充電リレー３１は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２４とメインバッテリ４との間に電気的に接続されている。充電リレー３１は、外部充電時には基本的に、ＥＣＵ１０からの制御指令に従って閉成される。リレーが閉成された状態を接続状態と呼び、開放された状態を遮断状態と呼ぶ。これにより、充電器２からの電力をメインバッテリ４に供給することが可能となる。

【0033】

システムメインリレー３２は、メインバッテリ４と高圧負荷５１との間、および、メインバッテリ４とＰＣＵ８との間に電気的に接続されている。システムメインリレー３２は、車両１００の走行時にはＥＣＵ１０からの制御指令に従って閉成される。これにより、メインバッテリ４の電力が高圧負荷５１とＰＣＵ８とに供給され、モータジェネレータ９を駆動することが可能となる。

【0034】

メインバッテリ４は、充電リレー３１とシステムメインリレー３２との間に電気的に接続されている。メインバッテリ４は、複数のセルを含む組電池である。各セルは、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池などの二次電池である。メインバッテリ４の出力電圧は高く、たとえば２００Ｖ程度である。メインバッテリ４は、車両１００の駆動力を発生させるための電力を供給する。また、メインバッテリ４は、モータジェネレータ９により回生発電された電力を蓄える。

【0035】

電圧センサ４１は、メインバッテリ４の電圧を検出し、その検出結果をＥＣＵ１０に出力する。電流センサ４２は、メインバッテリ４に入出力される電流を検出し、その検出結果をＥＣＵ１０に出力する。ＥＣＵ１０は、電圧センサ４１および電流センサ４２からの検出結果に基づいて、メインバッテリ４の残存容量（ＳＯＣ：State Of Charge）を算出できる。

【0036】

高圧負荷５１は、システムメインリレー３２を介してメインバッテリ４に電気的に接続されるとともに、メインＤＣ／ＤＣコンバータ７に電気的に接続されている。高圧負荷５１は、たとえば、エアコン、シートヒータ、車内コンセント用のインバータを含み得る。

【0037】

補機負荷５２は、補機バッテリ６に電気的に接続されている。補機負荷５２は、たとえば、ランプ類（ヘッドランプ、フォグランプ、コーナリングシグナルランプ、コーナーランプ等）、オーディオ機器、カーナビゲーションシステム、ＡＢＳ（Antilock Brake System）、オイルポンプ、メータ類、デフォガおよびワイパを含み得る。

【0038】

補機バッテリ６は、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５とメインＤＣ／ＤＣコンバータ７との間に電気的に接続されている。補機バッテリ６は、鉛蓄電池またはリチウムイオン電池等の二次電池である。補機バッテリ６の出力電圧は、メインバッテリ４の出力電圧よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。

【0039】

電圧センサ６１は、補機バッテリ６の電圧を検出し、その検出結果をＥＣＵ１０に出力する。電流センサ６２は、補機バッテリ６に入出力される電流を検出し、その検出結果をＥＣＵ１０に出力する。ＥＣＵ１０は、電圧センサ６１および電流センサ６２からの検出結果に基づいて、補機バッテリ６のＳＯＣを算出できる。

【0040】

メインＤＣ／ＤＣコンバータ７は、補機バッテリ６と、システムメインリレー３２を介してメインバッテリ４との間に電気的に接続されている。メインＤＣ／ＤＣコンバータ７は、メインバッテリ４からの電力を電圧変換して補機バッテリ６に供給する。メインＤＣ／ＤＣコンバータ７の電力容量（負荷への電流供給能力）は、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５の電力容量よりも大きい。

【0041】

ＰＣＵ８は、ＥＣＵ１０からの制御指令に従って、メインバッテリ４とモータジェネレータ９との間で電力変換を行う。ＰＣＵ８は、メインバッテリ４から電力を受けてモータジェネレータ９を駆動するインバータと、インバータに供給される直流電圧のレベルを調整するコンバータ（いずれも図示せず）とを含み得る。

【0042】

モータジェネレータ９は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。モータジェネレータ９の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギヤを介して駆動輪（いずれも図示せず）に伝達され、車両１００を走行させる。モータジェネレータ９は、車両１００の回生制動時には、駆動輪の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ８によってメインバッテリ４の充電電力に変換される。

【0043】

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリと、入出力ポート（いずれも図示せず）とを含む。ＥＣＵ１０は、上記センサから受ける信号ならびにメモリに記憶されたプログラムおよびマップに基づいて、車両１００に備えられた各機器を制御したり監視したりする。なお、図１には、車両１００に備えられた全機器をＥＣＵ１０が制御する構成例を示している。しかし、ＥＣＵ１０は、機能毎に複数のＥＣＵに分割されて構成されていてもよい。ＥＣＵ１０により実行される様々な制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電気回路）で構築して処理してもよい。

【0044】

従来は、外部充電が開始される前は、補機バッテリ６に蓄えられた電力を用いて、充電リレー３１は動作していた。充電リレー３１は、メインバッテリ４の外部充電をするたびに、少なくとも１回は遮断状態から接続状態に切替えられる。充電リレー３１の切替え動作の回数が多くなるにつれ、切替え動作に最低限必要な動作電圧が上昇していく。一方、補機バッテリ６は、電力を供給するときのＳＯＣ、および、補機バッテリ６の使用年数に応じて、供給電圧が低下している可能性がある。補機バッテリ６の供給電圧が充電リレー３１の動作電圧に対して十分でない場合、外部充電の開始前に充電リレー３１を接続状態に切替えることができなくなる虞があった。

【0045】

そこで、ＥＣＵ１０は、インレット１からの電力の供給を受けた後に補機バッテリの充電に適する電圧への降圧を開始するようサブＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御し、充電リレー３１が接続状態に切替えられる前に、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５からの電力を、接続状態に切替えるための作動電力として充電リレー３１に供給し、作動電力を用いて遮断状態から接続状態に切替えるよう、充電リレー３１を制御する。

【0046】

これにより、外部充電の開始前に、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５によって、外部電力からインレット１を経由して電力が供給された後に補機バッテリ６の充電に適する電圧への降圧が開始され、充電リレー３１が接続状態に切替えられる前に、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５からの電力が、接続状態に切替えるための作動電力として充電リレー３１に供給され、作動電力が用いられて、充電リレー３１が遮断状態から接続状態に切替えられる。その結果、外部充電の開始前に充電リレー３１を接続状態に切替えることができなくなることを抑制することができる。

【0047】

図２は、第１実施形態のバッテリ充電開始処理の流れを示すフローチャートである。図２を参照して、このバッテリ充電開始処理は、上位の処理から所定周期ごとに呼出されて実行される。ＥＣＵ１０のＣＰＵは、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５が未作動であるか否かを判断する（ステップＳ１１１）。

【0048】

サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５が未作動である（ステップＳ１１１でＹＥＳ）と判断した場合、ＥＣＵ１０のＣＰＵは、電圧センサ６１の検出結果を用いて補機バッテリ６の電圧が所定電圧未満であるか否かを判断する（ステップＳ１１２）。所定電圧は、少なくとも、充電リレー３１を遮断状態から接続状態に切替えるのに必要な電圧（以下「オン電圧」という。）以上の電圧であり、たとえば、後述する図３で示す電圧Ｖaである。

【0049】

図３は、この実施の形態の充電リレー３１の動作電圧に関するグラフである。図３を参照して、横軸は、充電リレー３１の動作回数を示し、縦軸は、充電リレー３１のオン電圧を示す。プロットは、充電リレー３１の動作回数に対するオン電圧の推移を示す。プロットを繋いだグラフの線で示されるように、充電リレー３１の動作回数が増加するにしたがって、オン電圧も増加する傾向がある。

【0050】

充電リレー３１に供給される電圧が電圧Ｖbである場合、左から３つ目のプロットにおいては、供給電圧Ｖbが、動作回数に対応するオン電圧を超えているため、充電リレー３１を遮断状態から接続状態に切替えることができる。一方、左から４つ目のプロットにおいては、供給電圧Ｖbが、動作回数に対応するオン電圧を下回っているため、充電リレー３１を遮断状態から接続状態に切替えることができない。

【0051】

供給電圧が電圧Ｖaであれば、動作回数が増加しても、供給電圧Ｖaが、動作回数に対応するオン電圧を超えているため、充電リレー３１を遮断状態から接続状態に切替えることができる。このため、ステップＳ１１２においては、たとえば、充電リレー３１に供給される補機バッテリ６の電圧が電圧Ｖa未満でないかを判断することにより、補機バッテリ６の電圧で充電リレー３１を遮断状態から接続状態に切替えることができない可能性がある状態であるかを判断するようにしている。

【0052】

図２に戻って、補機バッテリ６の電圧が所定電圧未満である（ステップＳ１１２でＹＥＳ）と判断した場合、ＥＣＵ１０のＣＰＵは、外部設備９００からの電圧がインレット１に印加されることで、充電器２の入口に電圧が印加されたか否かを、電圧センサ２６の検出結果を用いて判断する（ステップＳ１１３）。

【0053】

充電器２の入口に電圧が印加された（ステップＳ１１３でＹＥＳ）と判断した場合、ＥＣＵ１０のＣＰＵは、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５を作動させるよう制御する（ステップＳ１１４）。これにより、補機バッテリ６の充電に適する電圧が補機バッテリ６に印加される。補機バッテリ６の電圧はＥＣＵ１０に供給され、ＥＣＵ１０は、プログラムの実行に応じて、補機バッテリ６からの電圧を制御対象（たとえば、充電リレー３１，システムメインリレー３２）に印加する。

【0054】

サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５が未作動でない（ステップＳ１１１でＮＯ）と判断した場合、補機バッテリ６の電圧が所定電圧未満でない（ステップＳ１１２でＮＯ）と判断した場合、充電器２の入口に電圧が印加されていない（ステップＳ１１３でＮＯ）と判断した場合、または、ステップＳ１１４の後、ＥＣＵ１０のＣＰＵは、補機バッテリ６の電圧が所定電圧以上となったか否かを判断する（ステップＳ１１６）。

【0055】

なお、ステップＳ１１４でサブＤＣ／ＤＣコンバータ２５の作動が開始されることで補機バッテリ６の電圧が所定電圧以上になった場合、ステップＳ１１６でＹＥＳと判断される。また、ステップＳ１１１でサブＤＣ／ＤＣコンバータ２５が未作動であると判断された場合であっても、ステップＳ１１２で補機バッテリ６の電圧が所定電圧未満でないと判断された場合は、ステップＳ１１４でサブＤＣ／ＤＣコンバータ２５の作動は開始されないが、ステップＳ１１６でＹＥＳと判断される。

【0056】

補機バッテリ６の電圧が所定電圧以上である（ステップＳ１１６でＹＥＳ）と判断した場合、ＥＣＵ１０のＣＰＵは、充電リレー３１をオンにする、つまり、遮断状態から接続状態に切替えるよう制御する（ステップＳ１１７）。具体的には、この制御によって、ＥＣＵ１０は、補機バッテリ６の電圧を充電リレー３１の動作電圧として印加する。

【0057】

補機バッテリ６の電圧が所定電圧以上でない（ステップＳ１１６でＮＯ）と判断した場合、および、ステップＳ１１７の後、ＥＣＵ１０のＣＰＵは、実行する処理をこのバッテリ充電開始処理の呼出元の上位の処理に戻す。

【0058】

これにより、充電リレー３１を動作させる電圧が、充電リレー３１を遮断状態から接続状態に切替えるのに必要な所定電圧以上となるため、充電リレー３１を遮断状態から接続状態に確実に切替えることができる。

【0059】

［第２実施形態］
第１実施形態においては、補機バッテリ６の電圧を実際に検出することで充電リレー３１に供給される電圧が所定電圧以上となったと判断したときに、充電リレー３１を接続状態に切替えるようにした。第２実施形態においては、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５から補機バッテリ６に電力の供給が開始されてから所定期間、経過すると、充電リレー３１に供給される電圧が所定電圧以上になっているとみなして、充電リレー３１を接続状態に切替えるようにする。

【0060】

図４は、第２実施形態のバッテリ充電開始処理の流れを示すフローチャートである。図４を参照して、このバッテリ充電開始処理は、上位の処理から所定周期ごとに呼出されて実行される。ステップＳ１２１、ステップＳ１２３およびステップＳ１２４の処理は、それぞれ、図２で説明したステップＳ１１１、ステップＳ１１３およびステップＳ１１４と同様であるので重複する説明は繰り返さない。

【0061】

ステップＳ１２４の後、ＥＣＵ１０のＣＰＵは、タイマによるカウントを開始する。つまり、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５によって補機バッテリ６の充電に適する電圧が補機バッテリ６に印加されてからの経過期間のカウントが開始される。

【0062】

ＥＣＵ１０のＣＰＵは、タイマによってカウントされている経過期間が、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５により補機バッテリ６に電圧が印加されてから所定期間を経過したか否かを判断する（ステップＳ１２６）。所定期間は、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５によって補機バッテリ６に電圧が印加されてから、補機バッテリ６の電圧が図２で示した所定電圧以上となるまでに十分な期間である。実際には、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５によって補機バッテリ６に電圧が印加されると、補機バッテリ６の電圧は、すぐに、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５による供給電圧と等しくなるので、所定期間は、長くても数分程度の期間である。

【0063】

カウントされている経過期間が所定期間を経過した（ステップＳ１２６でＹＥＳ）と判断した場合、図２のステップＳ１１７と同様、ＥＣＵ１０のＣＰＵは、充電リレー３１をオンにする、つまり、遮断状態から接続状態に切替えるよう制御する（ステップＳ１２７）。具体的には、この制御によって、ＥＣＵ１０は、補機バッテリ６の電圧を充電リレー３１の動作電圧として印加する。

【0064】

カウントされている経過期間が所定期間を経過していない（ステップＳ１２６でＮＯ）と判断した場合、および、ステップＳ１２７の後、ＥＣＵ１０のＣＰＵは、実行する処理をこのバッテリ充電開始処理の呼出元の上位の処理に戻す。

【0065】

これにより、充電リレー３１を動作させる電圧が、充電リレー３１を遮断状態から接続状態に切替えるのに必要な所定電圧以上となるため、充電リレー３１を遮断状態から接続状態に確実に切替えることができる。

【0066】

［変形例］
（１） 前述した実施の形態においては、図２および図３で示したように、所定電圧が一定であることとした。しかし、これに限定されず、充電リレー３１の動作回数に応じて所定電圧を増加させるようにしてもよい。この場合、所定電圧は、図３で示した充電リレー３１の動作回数に対応するオン電圧を上回る電圧とする。

【0067】

（２） 前述した実施の形態においては、図１で示したように、ＥＣＵ１０に補機バッテリ６またはサブＤＣ／ＤＣコンバータ２５の電圧が印加されると、制御対象である充電リレー３１を遮断状態から接続状態に切替えるための電圧がＥＣＵ１０から出力されるようにした。しかし、これに限定されず、トランジスタのベースにＥＣＵ１０から電圧（たとえば５Ｖ）が掛けられることで、トランジスタによって補機バッテリ６またはサブＤＣ／ＤＣコンバータ２５の電圧が充電リレー３１に印加されるようにしてもよい。

【0068】

（３） 前述した実施の形態においては、図１で示したように、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、充電器２の内部に設けられるようにした。しかし、これに限定されず、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、充電器２の外部に設けられるようにしてもよい。

【0069】

（４） 前述した実施の形態においては、図１で示したように、補機バッテリ６が備えられるようにした。しかし、これに限定されず、補機バッテリ６が備えられないようにしてもよい。

【0070】

（５） 前述した実施の形態においては、図１で示したように、外部電力がＡＣ電力であることとした。しかし、これに限定されず、外部電力がＤＣ電力であってもよい。

【0071】

（６） 前述した実施の形態において、図１の充電器２と充電リレー３１との間に、並列に、太陽電池または燃料電池などが接続されるようにしてもよい。

【0072】

（７） 前述した実施の形態においては、図２のステップＳ１１２およびステップＳ１１４で示したように、外部充電の開始時に、補機バッテリ６の電圧が所定電圧未満である場合、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５を作動させるようにした。しかし、これに限定されず、外部充電の開始時に、充電リレー３１を遮断状態から接続状態に切替えるための電圧が、補機バッテリ６の電圧の変動範囲の上限を下回っている場合に、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５を作動させるようにしてもよい。また、外部充電の開始時に、常に、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５を作動させるようにしてもよい。

【0073】

（８） 前述した実施の形態においては、充電リレー３１は、コイルに電圧が印加された場合（励磁された場合）に、端子間が接続された状態となり、コイルに電圧が印加されない場合（無励磁の場合）に、端子間が遮断された状態となるリレーであることとした。しかし、これに限定されず、セットコイルに電圧が印加された場合に、端子間が接続された状態となり、セットコイルに電圧が印加されなくなっても、接続された状態が維持されるラッチングリレーであることとしてもよい。この場合、リセットコイルに電圧が印加されると、端子間が遮断された状態となる。

【0074】

（９） 前述した実施の形態においては、図１から図４で示したように、外部充電の開始時に、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５を作動させることで、補機バッテリ６の電圧を上昇させるようにした。しかし、これに限定されず、外部充電の開始時に、システムメインリレー３２が接続状態であれば、メインＤＣ／ＤＣコンバータ７を作動させることで、補機バッテリ６の電圧を上昇させるようにしてもよい。

【0075】

（１０） 前述した実施の形態を、充電システム１１の開示と捉えることができるし、充電器２の開示と捉えることができるし、車両１００の開示と捉えることができるし、充電システム１１、充電器２または車両１００の制御方法または制御プログラムの開示と捉えることができる。

【0076】

［まとめ］
（１） 図１で示したように、充電システム１１は、車両１００の走行用の電力を蓄えるメインバッテリ４と、メインバッテリ４を充電する電力を供給するための充電コネクタ９１０を接続するインレット１と、インレット１からメインバッテリ４へ電力の経路の接続状態と遮断状態とを切替える充電リレー３１と、インレット１からの電力の電圧を補機用電圧（たとえば、補機バッテリ６の充電に適する電圧）まで降圧するサブＤＣ／ＤＣコンバータ２５と、充電リレー３１およびサブＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御するＥＣＵ１０とを備える。

【0077】

図２および図４で示したように、ＥＣＵ１０は、インレット１からの電力の供給を受けた後に補機用電圧への降圧を開始するようサブＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御し（たとえば、図２のステップＳ１１４、図４のステップＳ１２４）、充電リレー３１が接続状態に切替えられる前に、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５からの電力を、接続状態に切替えるための作動電力として充電リレー３１に供給し（たとえば、図２のステップＳ１１４、図４のステップＳ１２４）、作動電力を用いて遮断状態から接続状態に切替えるよう、充電リレー３１を制御する（たとえば、図２のステップＳ１１７、図４のステップＳ１２７）。

【0078】

これにより、外部充電の開始前に、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５によって、外部電力からインレット１を経由して電力が供給された後に補機用電圧への降圧が開始され、充電リレー３１が接続状態に切替えられる前に、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５からの電力が、接続状態に切替えるための作動電力として充電リレー３１に供給され、作動電力が用いられて、充電リレー３１が遮断状態から接続状態に切替えられる。その結果、外部充電の開始前に充電リレー３１を接続状態に切替えることができなくなることを抑制できる。

【0079】

（２） 図１で示したように、補機用電圧の電力を蓄える補機バッテリ６をさらに備え、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、補機バッテリ６と並列に接続されるようにしてもよい。

【0080】

（３） 図１で示したように、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５と異なり、メインバッテリ４の電力を補機バッテリ６に供給する場合にメインバッテリ４の電力の電圧を補機用電圧まで降圧するメインＤＣ／ＤＣコンバータ７をさらに備えるようにしてもよい。

【0081】

（４） 図４で示したように、ＥＣＵ１０は、補機バッテリ６の電圧に関わらず、作動電力を充電リレー３１に供給する場合に、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５を動作させるよう制御する（たとえば、ステップＳ１２４）ようにしてもよい。

【0082】

（５） 図１で示したように、補機バッテリ６の電圧を検知する電圧センサ６１をさらに備えるようにしてもよい。図２で示したように、ＥＣＵ１０は、電圧センサ６１によって検知された電圧が所定電圧未満である場合（たとえば、図２のステップＳ１１２でＹＥＳと判断した場合）に、作動電力を充電リレー３１に供給するためにサブＤＣ／ＤＣコンバータ２５を動作させるよう制御する（たとえば、図２のステップＳ１１４）ようにしてもよい。

【0083】

（６） 図２で示したように、ＥＣＵ１０は、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５を動作させた後、電圧センサ６１によって検知された電圧が所定電圧以上となった場合（たとえば、図２のステップＳ１１６でＹＥＳと判断した場合）に、作動電力を充電リレー３１に供給するよう制御する（たとえば、図２のステップＳ１１７）ようにしてもよい。

【0084】

（７） 図４で示したように、ＥＣＵ１０は、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５を動作させた後、所定期間が経過した場合（たとえば、図４のステップＳ１２６でＹＥＳと判断した場合）に、作動電力を充電リレー３１に供給するよう制御する（たとえば、図４のステップＳ１１７）ようにしてもよい。

【0085】

（８） 図１で示したように、充電器２は、車両１００の走行用の電力を蓄えるメインバッテリ４を充電する電力を供給するための充電コネクタ９１０を接続するインレット１からの電力を、メインバッテリ４へ電力の経路の接続状態と遮断状態とを切替える充電リレー３１に供給する高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ２４と、インレット１からの電力の電圧を補機用電圧（たとえば、補機バッテリ６の充電に適する電圧）まで降圧するサブＤＣ／ＤＣコンバータ２５とを備える。図２および図４で示したように、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、充電リレー３１が接続状態に切替えられる前に、接続状態に切替えるための作動電力として充電リレー３１に供給するために、インレット１からの電力の供給を受けた後に補機用電圧へ降圧する（たとえば、図２のステップＳ１１４、図４のステップＳ１２４）。

【0086】

これにより、外部充電の開始前に充電リレー３１を接続状態に切替えることができなくなることを抑制できる。

【0087】

（９） 図１で示したように、充電システム１１の制御方法における充電システム１１は、車両１００の走行用の電力を蓄えるメインバッテリ４と、メインバッテリ４を充電する電力を供給するための充電コネクタ９１０を接続するインレット１と、インレット１からメインバッテリ４へ電力の経路の接続状態と遮断状態とを切替える充電リレー３１と、インレット１からの電力の電圧を補機用電圧（たとえば、補機バッテリ６の充電に適する電圧）まで降圧するサブＤＣ／ＤＣコンバータ２５と、充電リレー３１およびサブＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御するＥＣＵ１０とを備える。

【0088】

図２および図４で示したように、制御方法は、ＥＣＵ１０が、インレット１からの電力の供給を受けた後に補機用電圧への降圧を開始するようサブＤＣ／ＤＣコンバータ２５を制御するステップ（たとえば、図２のステップＳ１１４、図４のステップＳ１２４）と、充電リレー３１が接続状態に切替えられる前に、サブＤＣ／ＤＣコンバータ２５からの電力を、接続状態に切替えるための作動電力として充電リレー３１に供給するステップ（たとえば、図２のステップＳ１１４、図４のステップＳ１２４）と、作動電力を用いて遮断状態から接続状態に切替えるよう、充電リレー３１を制御するステップ（たとえば、図２のステップＳ１１７、図４のステップＳ１２７）とを含む。

【0089】

これにより、外部充電の開始前に充電リレー３１を接続状態に切替えることができなくなることを抑制できる。

【0090】

今回開示された各実施の形態は、適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、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。本開示の範囲は、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】

【0091】

１ インレット、２ 充電器、４ メインバッテリ、６ 補機バッテリ、７ メインＤＣ／ＤＣコンバータ、８ ＰＣＵ、９ モータジェネレータ、１０ ＥＣＵ、１１ 充電システム、２１ フィルタ回路、２２ ＰＦＣ回路、２３，２８ 平滑コンデンサ、２４ 高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ、２５ サブＤＣ／ＤＣコンバータ、２６，２７，４１，６１ 電圧センサ、３１ 充電リレー、３２ システムメインリレー、４２，６２ 電流センサ、５１ 高圧負荷、５２ 補機負荷、１００ 車両、９００ 外部設備、９１０ 充電コネクタ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】