特許 7178892 車両のバッテリ充電制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-17

(45)【発行日】2022-11-28

(54)【発明の名称】車両のバッテリ充電制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20221118BHJP

   H02J 7/10 20060101ALI20221118BHJP

   B60L 1/00 20060101ALI20221118BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 P

H02J7/10 H

H02J7/10 B

B60L1/00 L

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018235063

(22)【出願日】2018-12-17

(65)【公開番号】P2020099103

(43)【公開日】2020-06-25

【審査請求日】2021-09-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(72)【発明者】

【氏名】田島 綾一

【審査官】右田 勝則

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２４９４６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９３２２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２２６１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１６５６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０４６９９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ７／１０

Ｂ６０Ｌ １／００

Ｂ６０Ｌ ５０／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行モータに電力を供給する第１バッテリと、前記第１バッテリの電圧を降下させる電圧変換器と、前記電圧変換器の出力から充電可能でありかつ前記第１バッテリの出力電圧よりも低い電圧を出力する第２バッテリと、前記第２バッテリの出力及び前記電圧変換器の出力により動作可能な車載機器と、を備えた車両に搭載される、車両のバッテリ充電制御装置であって、
前記電圧変換器から前記第２バッテリへ送られる充電電流を減少させることが可能な電流調整回路と、
前記電圧変換器の出力電流に基づいて前記電流調整回路を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電圧変換器の出力電流と第２閾値との比較結果に基づいて、前記電流調整回路を制御して前記第２バッテリの充電の実行と非実行とを切り替えることを特徴とする車両のバッテリ充電制御装置。

【請求項2】

前記電流調整回路は、
前記電圧変換器から前記車載機器へ電力が伝送される電源ラインと前記第２バッテリとを接続又は遮断する第１スイッチと、
平滑用フィルタと、
前記第２バッテリと前記電源ラインとを前記平滑用フィルタを介して接続又は遮断する第２スイッチと、
前記第２バッテリから前記電源ラインへ前記車載機器の駆動電流を伝送可能な電力用ダイオードと、
を備えることを特徴とする請求項１記載の車両のバッテリ充電制御装置。

【請求項3】

前記制御部は、
前記電圧変換器の出力電流と第１閾値との比較結果に基づいて、前記電流調整回路を制御して前記充電電流の減少量を変化させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両のバッテリ充電制御装置。

【請求項4】

前記制御部は、
更に前記第２バッテリの状態に基づいて、前記電流調整回路を制御して前記充電電流の減少量を変化させることを特徴とする請求項３記載の車両のバッテリ充電制御装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記電圧変換器の出力電流の代わりに、あるいは、前記電圧変換器の出力電流に加えて、前記電圧変換器の出力電圧、前記車載機器に送られる電流、及び、前記車載機器の駆動状況のいずれか１つ又は複数に基づいて、前記電流調整回路を制御することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両のバッテリ充電制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高電圧を出力する第１バッテリと低電圧を出力する第２バッテリとを有する車両において第２バッテリの充電制御を行う車両のバッテリ充電制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

走行モータにより走行可能なＥＶ、ＨＥＶなどの車両は、走行モータに電力を供給する第１バッテリ（例えば高電圧バッテリ）と、エンジンの補機など、他の車載機器に電力を供給する第２バッテリ（例えば１２Ｖ鉛バッテリ）とを有する。このような車両においては、第１バッテリの電力を用いて第２バッテリの充電と、車載機器の駆動とを行う場合がある。

【0003】

特許文献１には、高電圧バッテリと、１２Ｖバッテリと、高電圧バッテリの電圧を降下するＤＣ／ＤＣコンバータと、を備える車両において、ＤＣ／ＤＣコンバータを効率の高い動作点で使用するシステムが開示されている。このシステムでは、車載機器の消費電力が少ない軽負荷状態のときに、高電圧バッテリの電力を用いてＤＣ／ＤＣコンバータから１２Ｖバッテリへ充電を行い、これによりＤＣ／ＤＣコンバータの負荷を高め、電力変換効率を上げている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－０４６９９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

走行モータに電力を供給する第１バッテリと、第１バッテリの出力を降圧する電圧変換器とを備える車両において、電圧変換器の定格出力を小さく抑えたいという要求がある。定格出力が小さくなると、電圧変換器を小型化でき、電圧変換器の搭載スペースの縮小あるいは他の部品の搭載スペースを広げられるという利点が得られる。加えて、電圧変換器の重量及びコストの低減を図れるという利点が得られる。

【0006】

しかしながら、単に、電圧変換器の定格出力を小さくしただけでは、例えば、第２バッテリへの充電中に車載機器の負荷が増した場合などに、電圧変換器から正常な出力電圧の出力が困難になるという課題が生じる。あるいは、電圧変換器の定格出力が小さいと、高負荷時に電圧変換器の変換効率が低下し、車両の燃費又は電費が悪化するという課題が生じる。

【0007】

本発明は、車載機器の電源電圧の異常低下又は車両の燃費又は電費の悪化を抑制しつつ、電圧変換器の定格出力の低減を図ることのできる車両のバッテリ充電制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１記載の発明は、
走行モータに電力を供給する第１バッテリと、前記第１バッテリの電圧を降下させる電圧変換器と、前記電圧変換器の出力から充電可能でありかつ前記第１バッテリの出力電圧よりも低い電圧を出力する第２バッテリと、前記第２バッテリの出力及び前記電圧変換器の出力により動作可能な車載機器と、を備えた車両に搭載される、車両のバッテリ充電制御装置であって、
前記電圧変換器から前記第２バッテリへ送られる充電電流を減少させることが可能な電流調整回路と、
前記電圧変換器の出力電流に基づいて前記電流調整回路を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電圧変換器の出力電流と第２閾値との比較結果に基づいて、前記電流調整回路を制御して前記第２バッテリの充電の実行と非実行とを切り替えることを特徴とする。

【0009】

請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両のバッテリ充電制御装置において、
前記電流調整回路は、
前記電圧変換器から前記車載機器へ電力が伝送される電源ラインと前記第２バッテリとを接続又は遮断する第１スイッチと、
平滑用フィルタと、
前記第２バッテリと前記電源ラインとを前記平滑用フィルタを介して接続又は遮断する第２スイッチと、
前記第２バッテリから前記電源ラインへ前記車載機器の駆動電流を伝送可能な電力用ダイオードと、
を備えることを特徴とする。

【0010】

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両のバッテリ充電制御装置において、
前記制御部は、
前記電圧変換器の出力電流と第１閾値との比較結果に基づいて、前記電流調整回路を制御して前記充電電流の減少量を変化させることを特徴とする。

【0011】

請求項４記載の発明は、請求項３記載の車両のバッテリ充電制御装置において、
前記制御部は、
更に前記第２バッテリの状態に基づいて、前記電流調整回路を制御して前記充電電流の減少量を変化させることを特徴とする。

【0013】

請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両のバッテリ充電制御装置において、
前記制御部は、前記電圧変換器の出力電流の代わりに、あるいは、前記電圧変換器の出力電流に加えて、前記電圧変換器の出力電圧、前記車載機器に送られる電流、及び、前記車載機器の駆動状況のいずれか１つ又は複数に基づいて、前記電流調整回路を制御することを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、車載機器の消費電力が変動した場合に、制御部が電流調整回路を制御して第２バッテリの充電電流を増減させることで、電圧変換器のトータルの出力電流を調整し、電圧変換器からその定格出力に対応する適正な範囲の電流を出力させることができる。これにより、定格出力に対して負荷が過大となって出力電圧が異常に低下するといった不都合、並びに、非効率な動作範囲での電圧変換器の駆動が続いて車両の燃費又は電費が悪化するといった不都合を抑制しつつ、電圧変換器の定格出力の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態の車両を示すブロック図である。

【図2】電圧変換器の出力電流と変換効率との関係を示すグラフである。

【図3】制御部が実行する充電制御処理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】

【0016】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態の車両を示すブロック図である。

【0017】

本発明の実施形態の車両１は、ＥＶ（Electric Vehicle）又はＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）等であり、図１に示すように、駆動輪２と、駆動輪２を駆動する走行モータ３と、走行モータ３に電力を供給する第１バッテリ１１とを備える。第１バッテリ１１は、例えばリチウムイオンバッテリ又はニッケル水素バッテリなどの二次電池であり、走行用の電力を蓄積し、走行用の高電圧を出力する。

【0018】

車両１は、さらに、第１バッテリ１１と走行モータ３との間で電力を変換するインバータ１３と、インバータ１３を制御する走行制御部３１とを備える。走行制御部３１は、運転者の運転操作に応じてインバータ１３を制御し、走行モータ３を力行運転又は回生運転する。これにより駆動輪２が運転操作に応じて駆動され、車両１が走行する。

【0019】

車両１は、さらに、例えば図示略の内燃機関を駆動するために電気的に駆動される補機４２と、電気的に駆動される様々な電気機器４１と、これらに電源電圧を供給する第２バッテリ１５とを備える。補機４２には、内燃機関を始動するスタータモータが含まれてもよい。電気機器４１としては、車両のライト、室内照明、メータ類、オーディオ、ディスプレイなど、様々な機器が適用できる。第２バッテリ１５は、例えば鉛蓄電池などの二次電池であり、第１バッテリ１１の出力電圧よりも低い電圧（例えば１２Ｖ）を出力する。第２バッテリ１５には、第２バッテリ１５のＳＯＣ（State of Charge）を推定可能な物理量（例えば開放端電圧又は放電電圧など）を検出する検出部１５ａが取り付けられている。電気機器４１及び補機４２は、本発明に係る車載機器の一例に相当する。

【0020】

車両１は、さらに、第１バッテリ１１の電圧を降圧し、降圧した電圧を補機４２及び電気機器４１の電源ラインＬｐｗに出力する電圧変換器１２を備える。電圧変換器１２は、半導体スイッチ素子のスイッチング動作により、直流電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータであり、第１バッテリ１１の高電圧を低電圧系の電圧に降下させる。低電圧系とは、第２バッテリ１５が入出力する電圧範囲を意味する。電圧変換器１２は、降圧動作と並行して、出力電流を検出し、出力電流出力情報を出力する。電圧変換器１２は、出力電流の検出の代わりに、出力電圧を検出し、出力電圧情報を出力してもよい。

【0021】

車両１は、さらに、電源ラインＬｐｗから第２バッテリ１５へ送られる充電電流を減少させる（「絞る」と言い換えてもよい）ことが可能な電流調整回路５と、電流調整回路５を制御する制御部３２とを備える。制御部３２は、検出部１５ａから第２バッテリ１５の検出値の情報を受ける。検出値は、先にも述べたが、ＳＯＣ（State of Charge）を計算可能な物理量の情報（例えば開放端電圧又は放電電圧などの電圧情報）である。さらに、制御部３２は、電圧変換器１２から出力電流情報を受ける。制御部３２及び電流調整回路５の組み合わせが、本発明に係るバッテリ充電制御装置の一例に相当する。

【0022】

電流調整回路５は、電源ラインＬｐｗと第２バッテリ１５とを接続又は遮断する第１スイッチＳＷ１、平滑用フィルタ５１、電源ラインＬｐｗと第２バッテリ１５とを平滑用フィルタ５１を介して接続又は遮断する第２スイッチＳＷ２、並びに、第２バッテリ１５から電源ラインＬｐｗに駆動電流を伝送可能な電力用ダイオードＤ１とを有する。平滑用フィルタ５１は、第２スイッチＳＷ２のスイッチング動作により流れる電流を平滑する。平滑用フィルタ５１は、特に制限されないが、入力端と出力端との間に設けられたインダクタンスＬ１と、入力端と接地電位との間並びに出力端と接地電位との間に設けられた静電容量Ｃ１、Ｃ２とを含む。平滑用フィルタ５１と第２スイッチＳＷ２とは直列に接続され、平滑用フィルタ５１及び第２スイッチＳＷ２の直列回路と、第１スイッチＳＷ１と、電力用ダイオードＤ１とは、電源ラインＬｐｗと第２バッテリ１５の出力端子との間において、並列接続される。

【0023】

電力用ダイオードＤ１は、電気機器４１及び補機４２の駆動電流を流すことのできるダイオードであり、半導体スイッチの寄生ダイオードとは異なる。電力用ダイオードＤ１は、電気機器４１及び補機４２が一時的に大電流を必要としたときに大電流を流すことのできる瞬時最大定格を有していてもよい。

【0024】

第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２は、例えば電力用半導体スイッチである。第２スイッチＳＷ２は、比較的に高速にオンとオフとを繰り返すスイッチング動作を行うように制御される。第１スイッチＳＷ１は、高速にオンとオフとを繰り返すようなスイッチング動作は想定されておらず、オンとオフとに切り替えられる。第１スイッチＳＷ１としてはリレーが適用されてもよい。

【0025】

このように構成された電流調整回路５によれば、第２バッテリ１５の充電率が低いときに、第１スイッチＳＷ１がオン、第２スイッチＳＷ２がオフされることで、電圧変換器１２から第２バッテリ１５へ充電電流を流して、第２バッテリ１５を充電することができる。第２バッテリ１５の充電率が低いと、第２バッテリ１５の電圧が低下する。そして、第２バッテリ１５の出力電圧が電圧変換器１２の出力電圧よりも低下することで、第１スイッチＳＷ１を介して電圧変換器１２から第２バッテリ１５へ充電電流が送られる。

【0026】

また、電流調整回路５によれば、第２バッテリ１５の充電率が高いときに、第１スイッチＳＷ１がオン、第２スイッチＳＷ２がオフされることで、第１スイッチＳＷ１を介して第２バッテリ１５から補機４２及び電気機器４１へ駆動電流を供給することができる。第２バッテリ１５の充電率が高いと、第２バッテリ１５の電圧が上昇し、電圧変換器１２の出力電圧と同等又はそれ以上になることで、負荷の変動に応じて、第２バッテリ１５と電圧変換器１２とから補機４２及び電気機器４１へ駆動電流が送られる。

【0027】

また、電流調整回路５によれば、第２バッテリ１５の充電率が低いときに、第１スイッチＳＷ１をオフ、第２スイッチＳＷ２をスイッチング動作させることで、電圧変換器１２から第２バッテリ１５へ充電電流を送り、かつ、第１スイッチＳＷ１を介して充電させる場合よりも充電電流を減少させる（絞る）ことができる。第２スイッチＳＷ２が、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によりオンとオフとを交互に切り替えることで、電圧変換器１２から平滑用フィルタ５１を介して第２バッテリ１５へ充電電流を送ることができる。電圧変換器１２から第２バッテリ１５に送られる充電電流の大きさは、第２スイッチＳＷ２のオンデューティを制御することで増減できる。

【0028】

また、電流調整回路５によれば、第１スイッチＳＷ１がオフ、第２スイッチＳＷ２がオフ又はＰＷＭ制御中、補機４２又は電気機器４１の負荷が一時的に大きくなった場合に、電力用ダイオードＤ１を介して第２バッテリ１５から電源ラインＬｐｗへ電流を送ることができる。負荷が一時的に大きくなる場合とは、例えばスタータモータの始動時などがある。一時的に補機４２又は電気機器４１に大電流が引き込まれると、電源ラインＬｐｗの電圧が低下する。そして、この電圧が第２バッテリ１５の電圧よりも一定量以上小さくなると、第２バッテリ１５から電力用ダイオードＤ１を介して電源ラインＬｐｗに比較的に大きな電流が送られて、補機４２又は電気機器４１の駆動電流を補充することができる。

【0029】

制御部３２は、制御プログラム及び制御データを格納した記憶装置を含み、制御プログラムを実行することで、予め定められた制御処理を実現する。制御部３２は、車両１に含まれる様々なＥＣＵ（Electronic Control Unit）の１つ又は複数により構成されてもよい。あるいは、制御部３２は、電流調整回路５の制御のために専用に設けられたＥＣＵから構成されてもよい。

【0030】

図２は、電圧変換器の出力電流と変換効率との関係を示すグラフである。電圧変換器１２は、負荷（電気機器４１及び補機４２）の大きさに対して定格出力が過大にならないよう、小さめの定格出力が選定されている。図２に示すように、電圧変換器１２においては、出力電流が適正範囲Ｗ１にあるとき、高い電力変換効率が実現され、出力電流が適正範囲Ｗ１よりも大きい高負荷範囲Ｗ２にあるとき、出力電流が大きくなるほど、電力効率が低下する。

【0031】

＜充電制御処理＞
図３は、制御部が実行する充電制御処理を示すフローチャートである。

【0032】

例えば電源が投入されると、制御部３２が、図３の充電制御処理を開始する。充電制御処理において、制御部３２は、システムが動作中か否かを判別し（ステップＳ１）、システムが動作中である場合に、ステップＳ１以降のループ処理を繰り返し実行する。ここで、システムが動作中とは、例えば、図示略のメインリレーが第１バッテリ１１の出力電路を接続し、第１バッテリ１１の出力電圧が電圧変換器１２及びインバータ１３へ供給され、かつ、電気機器４１又は補機４２に電源が供給されている状態等を意味する。

【0033】

ループ処理において、制御部３２は、電圧変換器１２の出力電流Ｉが第２閾値Ｉｔｈ０２よりも大きいか否かを判別し（ステップＳ２）、否であれば、電圧変換器１２の出力電流Ｉが第１閾値Ｉｔｈ０１よりも大きいか否かを判別する（ステップＳ３）。ここで、第１閾値Ｉｔｈ０１は、図２に示したように、電圧変換器１２の適正範囲Ｗ１と高負荷範囲Ｗ２との境界あるいは境界の周辺の値に、予め設定されている。第２閾値Ｉｔｈ０２は、例えば電圧変換器１２の定格電流に近い値に、予め設定されている。第２閾値Ｉｔｈ０２は、第１閾値Ｉｔｈ０１よりも大きい。

【0034】

さらに、ループ処理において、制御部３２は、第２バッテリ１５のＳＯＣが高充電率閾値よりも大きいか否の判別（ステップＳ４）と、第２バッテリ１５のＳＯＣが中充電率閾値よりも大きいか否かの判別（ステップＳ５、Ｓ６）とを行う。ここで、制御部３２は、第２バッテリ１５の検出部１５ａの出力からＳＯＣを換算又は計算して求めてもよいし、検出部１５ａの出力をＳＯＣが換算された値とし、この換算に対応した高充電率閾値又は中充電率閾値との比較を行ってもよい。

【0035】

高充電率閾値は、満充電に近い充電率など、負荷が無い状態で、例えば電圧変換器１２から第２バッテリ１５への充電がほぼ行われないか、行われても充電電流が非常に小さくなる充電率に、予め設定される。中充電率閾値は、その他の負荷が無い状態で、例えば電圧変換器１２から第２バッテリ１５へ小さな充電電流しか流れない充電率に、予め設定される。中充電率閾値は、充電率についての第１閾値と呼び、高充電率閾値は、充電率についての第２閾値と呼んでもよい。

【0036】

これらの判別処理の結果、出力電流Ｉが第２閾値Ｉｔｈ０２よりも大きく、かつ、第２バッテリ１５のＳＯＣが高充電率閾値以下であれば、制御部３２は、第１スイッチＳＷ１をオフ、第２スイッチＳＷ２をオフする（ステップＳ７）。出力電流Ｉが第２閾値Ｉｔｈ０２よりも大きい場合とは、電圧変換器１２の出力電流が定格出力に近い状態を意味し、この状態で電圧変換器１２から第２バッテリ１５へ充電電流が出力されると、電圧変換器１２の出力電圧が異常なレベルまで低下してしまう。また、第２バッテリ１５のＳＯＣが高充電率閾値以下のとき、第１スイッチＳＷ１がオンであると、第２バッテリ１５に充電電流が引き込まれる可能性がある。そのため、制御部３２は、ステップＳ７の切り替えを行うことで、電源ラインＬｐｗから第２バッテリ１５へ充電電流が引き込まれることを抑制している。一方、このような制御中、補機４２又は電気機器４１のいずれかが一時的に大電流を必要とした場合、電圧変換器１２の電流供給だけでは対応できないが、電流調整回路５の電力用ダイオードＤ１を介して、第２バッテリ１５から負荷へ電流を出力することができる。これにより、大電流が必要なときに、第２バッテリ１５からの電流供給により、電源ラインＬｐｗの電圧が異常なレベルまで下がってしまうことを抑制できる。

【0037】

ステップＳ２～Ｓ６の判別処理の結果、出力電流Ｉが第２閾値Ｉｔｈ０２よりも大きく、かつ、第２バッテリ１５のＳＯＣが高充電率閾値よりも大きければ、制御部３２は、第１スイッチＳＷ１をオン、第２スイッチＳＷ２をオフする（ステップＳ８）。出力電流Ｉが第２閾値Ｉｔｈ０２よりも大きく、定格出力に近い状態でも、第２バッテリ１５の充電率が高い状態であれば、電圧変換器１２から第２バッテリ１５へ充電電流が引き込まれることはほとんどない。さらに、第２バッテリ１５は、電気機器４１及び補機４２に駆動電流を供給するように作用する。したがって、このような場合に、制御部３２は、ステップＳ８の切り替えを行うことで、電源ラインＬｐｗに接続された大きな負荷に対応して、第２バッテリ１５と電圧変換器１２との両方から電流供給を行うことができる。第１スイッチＳＷ１を介して第２バッテリ１５から電流を送ることで、低損失に電流を送ることができる。

【0038】

ステップＳ２～Ｓ６の判別処理の結果、出力電流Ｉが第１閾値Ｉｔｈ０１から第２閾値Ｉｔｈ０２の間であり、かつ、第２バッテリ１５のＳＯＣが中充電率閾値以下であれば、制御部３２は、第１スイッチＳＷ１をオフにする（ステップＳ９）。さらに、この条件で、制御部３２は、第２スイッチＳＷ２をオフ又は低いオンデューティでスイッチング制御する（ステップＳ９）。出力電流Ｉがこの範囲にあるとき、図２に示したように、出力電流Ｉが増えるほど電力の変換効率が低下する。また、第２バッテリ１５の充電率が低いときには、第２バッテリ１５の充電率がより低下することを避けた方が好ましい。これらのことから、制御部３２は、ステップＳ９の切り替えを行うことで、電圧変換器１２の変換効率がより低下されることの抑制と、第２バッテリ１５のＳＯＣがより低下することの抑制との両方を図ることができる。

【0039】

なお、ステップＳ９で制御部３２が第２スイッチＳＷ２をスイッチング制御する場合、出力電流Ｉが大きくなるほど、あるいは、第２バッテリ１５のＳＯＣが大きくなるほど、スイッチング制御のオンデューティを低下させる制御を行ってもよい。

【0040】

ステップＳ２～Ｓ６の判別処理の結果、出力電流Ｉが第１閾値Ｉｔｈ０１から第２閾値Ｉｔｈ０２の間であり、かつ、第２バッテリ１５のＳＯＣが中充電率閾値よりも大きければ、制御部３２は、第１スイッチＳＷ１をオン、第２スイッチＳＷ２をオフする（ステップＳ１０）。出力電流Ｉがこの範囲にあるとき、変換効率がより低くならないように、出力電流Ｉを増大させない方が好ましい。一方、高負荷により電源ラインＬｐｗの電圧が比較的に低く、かつ、第２バッテリ１５の充電率が低くなければ、電源ラインＬｐｗから第２バッテリ１５へ充電電流が引き込まれることは余りなく、逆に、第２バッテリ１５から負荷へ駆動電流が供給されやすい。このため、制御部３２は、ステップＳ１０の切り替えを行うことで、電圧変換器１２の変換効率の低下を抑制することができる。さらに、第２スイッチＳＷ２のスイッチング制御は、それ自体、電力の消費が生じるので、スイッチング制御を行わないことで、車両１の燃費又は電費の向上に寄与することができる。

【0041】

ステップＳ２～Ｓ６の判別処理の結果、出力電流Ｉが第１閾値Ｉｔｈ０１以下であり、かつ、第２バッテリ１５のＳＯＣが中充電率閾値以下であれば、制御部３２は、第１スイッチＳＷ１をオフ、第２スイッチＳＷ２を高いオンデューティでスイッチング制御する（ステップＳ１１）。出力電流Ｉがこの範囲にあるとき、電圧変換器１２の出力には余裕がある。また、第２バッテリ１５の充電率が上記条件のように低ければ、第２バッテリ１５の充電率を上げた方が好ましい。したがって、制御部３２は、ステップＳ１１の切り替えを行うことによって、電圧変換器１２の余裕分を用いて、第２バッテリ１５の速やかな受電率の改善を図ることができる。

【0042】

なお、ステップＳ１１で制御部３２が第２スイッチＳＷ２をスイッチング制御する場合、出力電流が小さくなるほど、あるいは、第２バッテリ１５のＳＯＣが小さくなるほど、スイッチング制御のオンデューティを上昇させる制御を行ってもよい。

【0043】

ステップＳ２～Ｓ６の判別処理の結果、出力電流Ｉが第１閾値Ｉｔｈ０１以下であり、かつ、第２バッテリ１５のＳＯＣが中充電率閾値よりも大きければ、制御部３２は、第１スイッチＳＷ１をオン、第２スイッチＳＷ２をオフする（ステップＳ１２）。この条件は、電圧変換器１２の出力にも、第２バッテリ１５の充電率にも、余裕があることを示している。したがって、制御部３２は、ステップＳ１２の切り替えを行うことで、電気機器４１及び補機４２に効率的に駆動電流を供給し、かつ、電気機器４１又は補機４２が一時的に大電流を要求したときにも、これに対応することを可能としている。すなわち、オン状態の第１スイッチＳＷ１に電流を流すほうが電力用ダイオードＤ１に電流を流すよりも、低損失に電力を伝送できる。また、第２スイッチＳＷ２のスイッチング制御はそれ自体に電力の消費が生じる。このため、ステップＳ１２の切り替えにより、電気機器４１及び補機４２への電力伝送の効率化が図れる。

【0044】

制御部３２は、ステップＳ７からステップＳ１２のいずれか１つを実行したら、処理をステップＳ１に戻して、ステップＳ１からのループ処理を繰り返す。そして、車両１の電源がオフされてシステムが終了すると、充電制御処理が終了する。

【0045】

以上のように、本実施形態の車両１及びバッテリ充電制御装置（電流調整回路５及び制御部３２）によれば、電圧変換器１２から第２バッテリ１５に送られる充電電流を減少させる（絞る）ことが可能な電流調整回路５を有する。さらに、制御部３２が電圧変換器１２の出力電流に基づいて電流調整回路５を制御する。したがって、電気機器４１及び補機４２の消費電力に変動があっても、制御部３２が、第２バッテリ１５の充電電流を増減させることで、電圧変換器１２のトータルの出力電流を調整することができる。これにより、過大でない定格出力を有する電圧変換器１２が適用されても、電圧変換器１２をその定格出力に応じた適正な動作点で動かせる割合が増し、電源ラインＬｐｗの電圧が異常なレベルで低下するといった不都合、又は、電圧変換器１２の変換効率が非常に低下するといった不都合を抑制できる。また、定格出力の低い電圧変換器１２を採用できることで、電圧変換器１２の搭載スペースの削減、電圧変換器１２の重量の低減、並びに、電圧変換器１２のコストの低減を図ることができる。

【0046】

さらに、本実施形態の車両１及びバッテリ充電制御装置によれば、電流調整回路５に、第１スイッチＳＷ１と、平滑用フィルタ５１及び第２スイッチＳＷ２と、電力用ダイオードＤ１とが含まれる。したがって、第１スイッチＳＷ１をオンすることで、第２バッテリ１５と電源ラインＬｐｗとの間で低損失に電力を伝送できる。さらに、第２スイッチＳＷ２をスイッチング制御することで、電流を減少させて（絞って）、電圧変換器１２の出力から第２バッテリ１５を充電することができる。加えて、第１スイッチＳＷ１をオフさせることにより第２バッテリ１５の充電が制限されている状態で、電気機器４１又は補機４２が一時的に大電流を必要としたとき、電力用ダイオードＤ１を介して、第２バッテリ１５から電源ラインＬｐｗへ電流を送って、大電流の一部を補うことができる。すなわち、このような電流調整回路５によって、第２バッテリ１５のＳＯＣと電圧変換器１２の出力電流Ｉの大きさが異なる複数の状況に適した電流制御を実現できる。

【0047】

さらに、本実施形態の車両１及びバッテリ充電制御装置によれば、制御部３２は、出力電流Ｉと第１閾値Ｉｔｈ０１との比較結果に基づき、電流調整回路５を介して第２バッテリ１５に流れる充電電流を減少させる量（絞る量）を変化させる（図３のステップＳ３、Ｓ９、Ｓ１１を参照）。このような制御により、電圧変換器１２の変換効率の低下を抑制した第２バッテリ１５の充電制御を実現できる。

【0048】

さらに、本実施形態の車両１及びバッテリ充電制御装置によれば、制御部３２は、第２バッテリ１５のＳＯＣに応じて、電流調整回路５を介して第２バッテリ１５に流れる充電電流を減少させる量（絞る量）を切り替える（図３のステップＳ５、Ｓ９、Ｓ１０、あるいは、ステップＳ６、Ｓ１１、Ｓ１２を参照）。このような制御により、電圧変換器１２の変換効率と第２バッテリ１５のＳＯＣとの両方を考慮した、第２バッテリ１５の充電制御を実現できる。

【0049】

さらに、本実施形態の車両１及びバッテリ充電制御装置によれば、制御部３２は、出力電流Ｉと第２閾値Ｉｔｈ０２との比較結果に基づき、電流調整回路５を制御して第２バッテリ１５の充電の実行と非実行とを切り替える（図３のステップＳ２、ステップＳ２のＹＥＳのシーケンスと、ＮＯのシーケンスとを参照）。このような制御により、負荷に対して小さめの定格出力を有する電圧変換器１２が適用され、電圧変換器１２の出力が定格出力に近づいたような場合でも、電圧変換器１２から第２バッテリ１５へ充電電流が流れないようにして、電圧変換器１２の出力電圧が異常なレベルに低下してしまうことを抑制できる。

【0050】

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、制御部３２は、電圧変換器１２の出力電流Ｉに基づいて電流調整回路５を制御する構成を示した。しかし、電圧変換器１２の出力電流Ｉは、電気機器４１及び補機４２に供給されるトータルの電流値（負荷電流）、電圧変換器１２の出力電圧、電気機器４１及び補機４２の駆動状況（負荷の駆動状況）と相関を有する。したがって、制御部３２は、出力電流Ｉの代わりに、あるいは、出力電流Ｉに加えて、負荷電流、電圧変換器１２の出力電圧、負荷の駆動状況のいずれか１つ又は複数に基づいて、同様に電流調整回路５を制御してもよい。その際、実施形態で示した出力電流Ｉについての第１閾値Ｉｔｈ０１と第２閾値Ｉｔｈ０２とは、電流調整回路５を制御するパラメータに対応した値又は条件に変更すればよい。また、上記実施形態では、第２スイッチＳＷ２のスイッチング動作により、第２バッテリ１５の充電電流を減少させる構成として、図１の例を一具体例として示したが、平滑用フィルタ５１の回路構成、並びに、第２スイッチＳＷ２と平滑用フィルタ５１との接続形態等は、適宜変更可能である。その他、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0051】

１ 車両
２ 駆動輪
３ 走行モータ
５ 電流調整回路
５１ 平滑用フィルタ
ＳＷ１ 第１スイッチ
ＳＷ２ 第２スイッチ
Ｄ１ 電力用ダイオード
１１ 第１バッテリ
１２ 電圧変換器
１３ インバータ
１５ 第２バッテリ
１５ａ 検出部
３１ 走行制御部
３２ 制御部
Ｌｐｗ 電源ライン

【図1】

【図2】

【図3】