JP2017163737A - 電動車両の補充電制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】補機用電池のバッテリ上がりの発生を抑制すると共に、電動車両の電費を向上させる。【解決手段】補充電制御装置１０の車両制御ＥＣＵ２０は、電動車両１２のシステム停止後、補機用電池電圧Ｖと補充電開始時間Ｔｓ＿ｔａｂｌｅ（Ｖ）及び電圧低下目論見値Ｖ０＿ｔａｂｌｅ（Ｖ）との関係を示すテーブルを参照して、電圧低下目論見値Ｖ０を求め、求めた電圧低下目論見値Ｖ０等を用いて補正係数ｋを算出し、算出した補正係数ｋに基づき次回の補充電開始時間Ｔｓを調整する。【選択図】図１

Description

本発明は、補機用電池の補充電を実施する電動車両の補充電制御装置に関する。

一般に、電動車両は、駆動源に電力を供給する高電圧バッテリの駆動用電池と、補機及びＥＣＵに電力を供給する低電圧バッテリの補機用電池とを備える。補機用電池からＥＣＵへの電力供給により当該ＥＣＵが起動すると、ＥＣＵの制御によって駆動用電池から駆動源への電力供給が開始され、電動車両が起動する。

ところで、補機用電池がバッテリ上がりを起こすと、ＥＣＵに電力を供給することができなくなる。これにより、ＥＣＵが起動せず、駆動用電池から駆動源への電力供給が行われないので、電動車両を起動させることができない。

このようなバッテリ上がりの発生を回避するため、特許文献１には、運転停止中の補機用電池の電圧低下による車両起動の不具合を防止する目的で、運転停止中に補機用電池の電圧を間欠的に監視し、当該電圧が所定電圧よりも低下した場合には、補機用電池への補充電を実施することが開示されている。また、特許文献２には、補機用電池の電圧値が所定値より低下したときに、補機用電池への補充電を実施することが開示されている。さらに、特許文献３には、運転停止中の補機用電池の電圧低下による車両走行の不能を防止するため、運転停止中に補機用電池の電圧を間欠的に監視し、当該電圧が所定電圧よりも低下した場合には、補機用電池への補充電を実施することが開示されている。

特許第５２９３８４１号公報 特開２０１１−６２０１８号公報 特開２０１０−２０６８８５号公報

しかしながら、特許文献１及び３の技術では、運転停止中、幾度となく間欠的に起動して、補機用電池の電圧値を取得し、電圧値の状態を判定する必要がある。これにより、補機用電池の電力消費が多くなる。この結果、駆動用電池から補機用電池に充電する必要が生じるので、駆動用電池の電力消費が増え、電動車両の電費に影響を及ぼす。また、特許文献２の技術では、電圧検知部が常時起動する構成であるため、補機用電池の電力消費がより多くなり、電動車両の電費を向上させることができない。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、補機用電池のバッテリ上がりの発生を抑制すると共に、電費を向上させることができる電動車両の補充電制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、電動車両の駆動源に電力を供給する駆動用電池と、前記電動車両の補機に電力を供給する補機用電池とを備え、前記駆動用電池から前記補機用電池への補充電を実施する電動車両の補充電制御装置に関する。

この場合、前記補充電制御装置は、補充電開始時間設定部、補正係数算出部、補充電実施部及び補充電開始時間調整部を備える。

前記補充電開始時間設定部は、前記電動車両のシステム停止後、前記補機用電池の電圧値に基づいて、前記補機用電池に対する補充電の開始時間を設定する。

前記補正係数算出部は、前記補機用電池の電圧値に基づき、前記システム停止によって前記補機用電池の電圧値がどの程度低下するのかを示す電圧低下目論見値を求め、求めた電圧低下目論見値、前回の補充電モードの終了時における前記補機用電池の電圧値、及び、今回の補充電モードの開始時における前記補機用電池の電圧値を用いて、次回の補充電の開始時間を補正するための補正係数を算出する。

前記補充電実施部は、前記補充電の開始時間を経過すると、前記駆動用電池から前記補機用電池への補充電を一定時間実施する。

前記補充電開始時間調整部は、前記補充電開始時間設定部が前記次回の補充電の開始時間を設定した際に、前記補正係数を用いて前記次回の補充電の開始時間を調整する。

本発明によれば、前記システム停止後、前記補機用電池の電圧値がどの程度低下したのかを示す前記電圧低下目論見値を求め、前記電圧低下目論見値等を用いて前記補正係数を算出し、算出した前記補正係数に基づき前記次回の補充電の開始時間を調整する。このように、本発明では、前記補機用電池の電圧値の低下具合に応じて前記次回の補充電の開始時間が調整される。

そのため、特許文献１及び３のように、単純に、運転停止中、間欠的に起動する構成や、特許文献２のように、電圧検知部を常時起動する構成と比較して、前記補充電制御装置の起動回数を少なくすることができる。これにより、前記補機用電池の不用意な電力消費を削減することができる。

また、前記電動車両が長期間使用されず、システム停止が継続している状態での前記補機用電池のバッテリ上がりの発生を抑制することができる。さらに、前記電動車両が長期間使用されない場合に備え、大容量のバッテリを前記補機用電池に採用する必要がないため、前記補機用電池を小型化して、前記電動車両の軽量化を図ることができる。

このように、本発明では、前記補機用電池の電圧値の低下具合に応じて前記次回の補充電の開始時間が調整されるので、前記駆動用電池から前記補機用電池への補充電の実施が必要以上に行われることを回避し、前記電動車両の電費を向上させることができる。

ここで、前記補正係数算出部は、前回の補充電モードの終了時における前記補機用電池の電圧値と、今回の補充電モードの開始時における前記補機用電池の電圧値との第１差分を求め、求めた前記第１差分と前記電圧低下目論見値との第２差分を求め、求めた前記第２差分に基づいて、現在の補正係数を調整することにより、当該補正係数を更新することが好ましい。

前記補正係数を繰り返し更新することにより、前記補機用電池の容量を高い状態に維持することが可能となる。これにより、暗電流の影響を受けることなく前記補機用電池の容量を設定することができるので、前記補機用電池の一層の小型化及び軽量化を図ることができる。

また、前記補正係数算出部は、前記システム停止による前記補機用電池の電圧値の低下分が前記電圧低下目論見値よりも大きい場合には、前記補正係数を現在の補正係数よりも小さな値に更新し、一方で、前記低下分が前記電圧低下目論見値よりも小さい場合には、前記補正係数を現在の補正係数よりも大きな値に更新することが好ましい。

前記システム停止による前記補機用電池の電圧値の低下分に応じて前記補正係数の大きさが調整されるので、前記補充電開始時間調整部は、前記次回の補充電の開始時間に前記補正係数を乗ずることにより、前記次回の補充電の開始時間を調整することができる。

例えば、前記低下分が大きい場合には、前記次回の補充電の開始時間を早める。これにより、前記補機用電池の電圧値が低い場合には、前記補機用電池の容量を速やかに回復させることができる。また、前記補機用電池が劣化している場合や、容量の異なる電池が前記電動車両に搭載されている場合には、前記補正係数を逐次更新しながら、前記補機用電池を徐々に最適な状態にすることが可能となる。

一方、前記低下分が小さい場合には、前記次回の補充電の開始時間を遅くする。これにより、前記補充電制御装置の起動回数を少なくして、前記補機用電池の電力消費を抑えると共に、前記電動車両の電費を一層向上させることができる。

本発明は、補機用電池のバッテリ上がりの発生を抑制すると共に、電費を向上させることができる。

本実施形態に係る補充電制御装置を含む電動車両の回路構成図である。 本実施形態の補充電制御を説明するためのフローチャートである。 本実施形態の補充電制御を説明するためのフローチャートである。 本実施形態の補充電制御を説明するためのタイミングチャートである。 補充電開始時間及び電圧低下目論見値を設定するためのテーブルである。

以下、本発明に係る電動車両の補充電制御装置について好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら説明する。

［本実施形態の構成］
本実施形態に係る電動車両の補充電制御装置１０（以下、本実施形態に係る補充電制御装置１０ともいう。）は、図１に示すように、電動車両１２に適用される。

電動車両１２は、駆動モータ１４（駆動源）と、駆動モータ１４に電力を供給する高電圧（例えば、１２０Ｖ〜２００Ｖ）のバッテリである駆動用電池１６と、補機１８及び車両制御ＥＣＵ２０（補充電開始時間設定部、補正係数算出部、補充電実施部、補充電開始時間調整部）に電力を供給する低電圧（例えば、１２Ｖ）の補機用電池２２とを有する。

駆動用電池１６の正極には抵抗器２４が接続され、駆動用電池１６及び抵抗器２４の直列回路は、複数のコンタクタ２６を介して、パワードライブユニット２８とＤＣ／ＤＣコンバータ３０とに接続されている。パワードライブユニット２８は、ＣＡＮ通信線３２を介して車両制御ＥＣＵ２０に接続されている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、補機用電池２２に接続されると共に、駆動用電池１６及びパワードライブユニット２８に接続されている。

さらに、補機用電池２２の正極は、車両制御ＥＣＵ２０に接続されている。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の補機用電池２２側の一方の端子、補機用電池２２の負極、及び、補機１８の一方の端子は、電動車両１２のボディ等にアースされている。

車両制御ＥＣＵ２０には、スタートスイッチ３４が接続されている。また、車両制御ＥＣＵ２０は、補機用電池２２から電力供給を受けることにより起動する。補機用電池２２に対して並列に電圧センサ３６が接続されている。電圧センサ３６は、補機用電池２２の電圧値、又は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の補機用電池２２側の電圧値（補機用電池電圧）Ｖを検出し、検出結果を車両制御ＥＣＵ２０に出力する。

なお、本実施形態では、車両制御ＥＣＵ２０が図示しない電源電圧検出回路を備え、この電源電圧検出回路が補機用電池電圧Ｖを検出することも可能である。以下の説明では、電圧センサ３６が補機用電池電圧Ｖを検出する場合について説明する。

起動後の車両制御ＥＣＵ２０は、コンタクタ２６をオンさせることにより、駆動用電池１６からコンタクタ２６を介してパワードライブユニット２８及びＤＣ／ＤＣコンバータ３０に電力を供給させる。

また、車両制御ＥＣＵ２０は、ＣＡＮ通信線３２を介してパワードライブユニット２８を制御する。これにより、パワードライブユニット２８は、駆動用電池１６から供給された電力（直流電力）を三相交流電力に変換し、変換した三相交流電力を駆動モータ１４に供給する。この結果、駆動モータ１４が駆動することにより、電動車両１２を始動させることができる。

一方、回生時において、駆動モータ１４は、発電機として機能し、運動エネルギーを三相交流電力に変換する。これにより、パワードライブユニット２８は、三相交流電力を直流電力に変換することにより、駆動用電池１６を充電し、又は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０に直流電力を供給する。

さらに、車両制御ＥＣＵ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を構成する図示しないスイッチング素子を所定のデューティ比でスイッチング制御することにより、補機用電池２２側と駆動用電池１６及びパワードライブユニット２８側との間で、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０による電圧変換を行わせる。これにより、駆動用電池１６の電力、又は、回生時のパワードライブユニット２８からの電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を介して補機用電池２２に供給し、補機用電池２２を充電させることができる。

なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、一般的なＤＣ／ＤＣコンバータの構成であればよい。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の詳細な構成については、説明を省略する。

また、本実施形態に係る補充電制御装置１０は、補機用電池２２のバッテリ上がりの発生を回避するために、駆動用電池１６から補機用電池２２への補充電を実施するための装置であって、車両制御ＥＣＵ２０、コンタクタ２６及びＤＣ／ＤＣコンバータ３０や、駆動用電池１６と補機用電池２２との間を接続する電力供給路を含み構成される。

［本実施形態の動作］
以上のように構成される本実施形態に係る補充電制御装置１０の動作について、図２〜図５を参照しながら説明する。ここでは、電動車両１２のシステム停止後に車両制御ＥＣＵ２０を起動させ、車両制御ＥＣＵ２０がコンタクタ２６及びＤＣ／ＤＣコンバータ３０を制御することにより、駆動用電池１６からコンタクタ２６及びＤＣ／ＤＣコンバータ３０を介して補機用電池２２に補充電を実施する場合について説明する。そのため、図２及び図３のフローチャートは、主として、車両制御ＥＣＵ２０の処理であることに留意する。また、この動作説明では、必要に応じて、図１を参照しながら説明する。

図４は、補充電制御装置１０による電動車両１２のシステム停止及び補充電制御を図示したタイミングチャートである。

図４の時点ｔ１において、電動車両１２の走行が開始されるか、又は、補機用電池２２に対する充電が開始される。

電動車両１２を走行させる場合、運転者がスタートスイッチ３４を押すと、スタートスイッチ３４から車両制御ＥＣＵ２０に起動信号が供給される。補機用電池２２は、車両制御ＥＣＵ２０に電力供給を行っているので、車両制御ＥＣＵ２０は、スタートスイッチ３４からの起動信号の供給と、補機用電池２２からの電力供給とを受けて起動する。

起動した車両制御ＥＣＵ２０は、コンタクタ２６をオンさせる。これにより、駆動用電池１６は、コンタクタ２６を介して、パワードライブユニット２８及びＤＣ／ＤＣコンバータ３０に電力を供給することが可能となる。

また、車両制御ＥＣＵ２０は、ＣＡＮ通信線３２を介してパワードライブユニット２８を制御する。これにより、パワードライブユニット２８は、駆動用電池１６から供給される電力を三相交流電力に変換し、変換後の三相交流電力を駆動モータ１４に供給する。この結果、駆動モータ１４は駆動し、電動車両１２を走行させることができる。

さらに、車両制御ＥＣＵ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０に制御信号を供給し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０による電圧変換動作を開始させる。これにより、駆動用電池１６からＤＣ／ＤＣコンバータ３０に供給される直流電圧が電圧変換され、変換後の直流電圧が補機用電池２２に供給されることにより、補機用電池２２が充電される。

一方、補機用電池２２を充電する場合、補機用電池２２から電力供給を受けて起動している車両制御ＥＣＵ２０は、コンタクタ２６をオンさせる。これにより、駆動用電池１６は、コンタクタ２６を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０に電力を供給する。そして、車両制御ＥＣＵ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０に制御信号を供給し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０による電圧変換動作を開始させる。これにより、駆動用電池１６からＤＣ／ＤＣコンバータ３０に供給される直流電圧が電圧変換され、変換後の直流電圧が補機用電池２２に供給されることにより、補機用電池２２が充電される。

そこで、図２のステップＳ１において、車両制御ＥＣＵ２０は、電動車両１２内のシステムが停止したか否かを判定する。具体的には、運転者が図示しないイグニッションスイッチをオフすることにより電動車両１２の走行が完了したか否か、補機用電池２２が満充電になったか否か、又は、補機用電池２２に対する補充電が完了したか否かを判定する。なお、車両制御ＥＣＵ２０は、電圧センサ３６が検出した補機用電池２２の電圧値（補機用電池電圧）Ｖが所定の閾値以上である場合に、満充電又は補充電が完了したと判定すればよい。

車両制御ＥＣＵ２０は、ステップＳ１において、肯定的な判定結果であった場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、電動車両１２のシステム停止が行われたと判定する。図４のタイミングチャートでは、時点ｔ２で電動車両１２の走行を停止し、又は、補機用電池２２の充電が完了する。従って、ステップＳ１の判定処理は、時点ｔ１から時点ｔ２の時間帯において、システム停止と判定されるまで、所定の時間間隔で繰り返し実行される。

ステップＳ２において、車両制御ＥＣＵ２０は、スリープ状態に移行する。スリープ状態への移行は、ステップＳ１でのシステム停止の判定後（時点ｔ２）、直ちに行われる。この結果、補機用電池２２は放電を開始し、図４に示すように、補機用電池電圧Ｖは、時点ｔ２から時間経過に伴って低下する。

ステップＳ３において、車両制御ＥＣＵ２０は、スリープ状態への移行（時点ｔ２）から所定の時間Ｔ０経過したか否かを判定する。補機用電池電圧Ｖは、時点ｔ２の直後、時間経過に伴って急速に低下し、その後、時間経過に伴って安定的（緩やか）に低下していく。時間Ｔ０は、予め設定された時間であり、補機用電池電圧が安定的に低下するまでの時間を示している。そして、ステップＳ３の処理は、例えば、車両制御ＥＣＵ２０に内蔵される図示しないタイマにより、時点ｔ２から計時を開始し、時点ｔ２から時間Ｔ０経過した時点ｔ３をタイマが計時すれば、時間Ｔ０だけ経過したと判定すればよい。

時点ｔ３において、時点ｔ２から時間Ｔ０の経過を判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、車両制御ＥＣＵ２０は、再度起動し（ステップＳ４）、電圧センサ３６から補機用電池電圧Ｖを読み込む（ステップＳ５）。読み込まれた補機用電池電圧Ｖは、例えば、車両制御ＥＣＵ２０内の図示しないメモリに記憶される。

次のステップＳ６において、車両制御ＥＣＵ２０は、図５に示すテーブルを参照して、駆動用電池１６から補機用電池２２への次回の補充電の開始時間（補充電開始時間）Ｔｓを設定すると共に、システム停止によって補機用電池電圧Ｖがどの程度低下するのかを示す電圧低下目論見値Ｖ０を設定する。

図５のテーブルは、車両制御ＥＣＵ２０に設けられている。このテーブルは、横軸が補機用電池電圧Ｖ、縦軸が補機用電池電圧Ｖに対応する補充電開始時間ＶＴ＿ｔａｂｌｅ（Ｖ）、及び、補機用電池電圧Ｖに対応する電圧低下目論見値Ｖ０＿ｔａｂｌｅ（Ｖ）とされている。従って、テーブルには、補機用電池電圧Ｖと補充電開始時間ＶＴ＿ｔａｂｌｅ（Ｖ）との関係、及び、補機用電池電圧Ｖと電圧低下目論見値Ｖ０＿ｔａｂｌｅ（Ｖ）との関係を示す曲線がプロットされている。

そこで、ステップＳ６において、車両制御ＥＣＵ２０は、先ず、電圧センサ３６が検出した補機用電池電圧Ｖに対応する補充電開始時間ＶＴ＿ｔａｂｌｅ（Ｖ）と電圧低下目論見値Ｖ０＿ｔａｂｌｅ（Ｖ）とを求める。

次に、車両制御ＥＣＵ２０は、補充電開始時間ＶＴ＿ｔａｂｌｅ（Ｖ）に補正係数ｋを乗じ、乗算したＶＴ＿ｔａｂｌｅ（Ｖ）×ｋを下記の（１）式のように次回の補充電開始時間Ｔｓの確定値として設定する。
Ｔｓ←ＶＴ＿ｔａｂｌｅ（Ｖ）×ｋ （１）

なお、補正係数ｋは、次回の補充電開始時間Ｔｓを補正するための係数であり、図４の時点ｔ３におけるステップＳ６の処理では、任意の値に設定されている。すなわち、時点ｔ３は、第１回目の補充電制御（補充電モード）であるため、後述する補正係数ｋの更新処理は行われない。そのため、第１回目のステップＳ６の処理では、任意の値に設定された補正係数ｋを補充電開始時間ＶＴ＿ｔａｂｌｅ（Ｖ）に乗じて次回の補充電開始時間Ｔｓを求める。

また、後述するように、本実施形態では、補機用電池２２の放電による補機用電池電圧Ｖの低下具合によって補充電開始時間Ｔｓを調整する必要があるため、車両制御ＥＣＵ２０は、補機用電池電圧Ｖに応じた補充電開始時間ＶＴ＿ｔａｂｌｅ（Ｖ）を、上記（１）式のように次回の補充電開始時間Ｔｓに調整する。

さらに、車両制御ＥＣＵ２０は、電圧低下目論見値Ｖ０＿ｔａｂｌｅ（Ｖ）を下記の（２）式のように電圧低下目論見値Ｖ０の確定値として設定する。
Ｖ０←Ｖ０＿ｔａｂｌｅ（Ｖ） （２）

なお、図５に示すように、補機用電池電圧Ｖが大きいほど、補充電開始時間ＶＴ＿ｔａｂｌｅ（Ｖ）は長くなり、一方で、補機用電池電圧Ｖが小さいほど、補充電開始時間ＶＴ＿ｔａｂｌｅ（Ｖ）は短くなる。すなわち、ステップＳ６の処理では、補機用電池２２の容量に応じた補機用電池電圧Ｖが大きいほど、補充電開始時間Ｔｓが長く設定され、次回の補機用電池２２に対する補充電開始時間Ｔｓが遅くなる。一方、補機用電池２２の容量に応じた補機用電池電圧Ｖが小さいほど、補充電開始時間Ｔｓが短く設定され、次回の補機用電池２２に対する補充電開始時間Ｔｓが早くなる。このように、補充電制御装置１０は、補機用電池電圧Ｖの大きさに応じて、補充電開始時間Ｔｓを調整することができる。

ステップＳ６の処理の終了後（時点ｔ３）、車両制御ＥＣＵ２０は、スリープ状態に再度移行する（ステップＳ７）。従って、本実施形態の動作において、時点ｔ１から時点ｔ３まで（第１回目のステップＳ１〜Ｓ７の処理）の補充電制御は、第１回目の補充電モードとされる。

ステップＳ８において、車両制御ＥＣＵ２０は、スリープ状態への移行（時点ｔ３）から、ステップＳ６で設定された補充電開始時間Ｔｓだけ経過したか否かを判定する。この場合、車両制御ＥＣＵ２０は、時点ｔ３からタイマによる計時を開始し、時点ｔ３から補充電開始時間Ｔｓ経過した時点ｔ４を計時したときに、補充電開始時間Ｔｓだけ経過したと判定すればよい。

時点ｔ４において、時点ｔ３から補充電開始時間Ｔｓの経過を判定した場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、図３のステップＳ９において、車両制御ＥＣＵ２０は、再度起動する。すなわち、時点ｔ４から第２回目の補充電モードが開始される。

次のステップＳ１０において、車両制御ＥＣＵ２０は、時点ｔ３でメモリに記憶された補機用電池電圧Ｖを下記の（３）式のように前回の補機用電池電圧（前回読込電圧）Ｖｏｌｄに設定する。なお、前回の補機用電池電圧Ｖｏｌｄとは、前回の補充電モード（例えば、第１回目の補充電モード）の終了時における補機用電池電圧Ｖをいう。
Ｖ→Ｖｏｌｄ （３）

また、車両制御ＥＣＵ２０は、電圧センサ３６から最新の補機用電池電圧Ｖを読み込む。従って、最新の補機用電池電圧Ｖとは、今回の補充電モード（例えば、第２回目の補充電モード）の開始時における補機用電池電圧Ｖをいう。

そして、ステップＳ１１において、車両制御ＥＣＵ２０は、下記の（４）式のように、前回読込電圧Ｖｏｌｄと、時点ｔ４での最新の補機用電池電圧Ｖとの差分（第１差分）ΔＶを求める。
ΔＶ←（Ｖｏｌｄ−Ｖ） （４）

次のステップＳ１２において、車両制御ＥＣＵ２０は、先ず、第１差分ΔＶと電圧低下目論見値Ｖ０との差分（第２差分）（ΔＶ−Ｖ０）を求める。次に、車両制御ＥＣＵ２０は、第２差分（ΔＶ−Ｖ０）に所定のゲインＧを乗じる。ゲインＧは、固定値である。次に、車両制御ＥＣＵ２０は、現在設定されている補正係数ｋと、前述の乗じた値Ｇ×（ΔＶ−Ｖ０）との差分を求め、求めた差分（ｋ−Ｇ×（ΔＶ−Ｖ０））を新たな補正係数ｋとして更新する。すなわち、ステップＳ１２では、下記の（５）式の演算処理が行われる。
ｋ←［ｋ−Ｇ×（ΔＶ−Ｖ０）］ （５）

この場合、車両制御ＥＣＵ２０のスリープ状態における補機用電池２２の放電量に応じた第１差分ΔＶが電圧低下目論見値Ｖ０よりも大きいほど、すなわち、第２差分（ΔＶ−Ｖ０）が大きいほど、予想以上に補機用電池２２が放電している可能性がある。従って、車両制御ＥＣＵ２０は、（５）式に従い、補正係数ｋをより小さな値に更新することで、後述する次回の補充電開始時間Ｔｓを早める。

一方、第１差分ΔＶが電圧低下目論見値Ｖ０より小さいほど、すなわち、第２差分（ΔＶ−Ｖ０）が小さいほど、補機用電池２２があまり放電していないと判断することができる。この場合、車両制御ＥＣＵ２０は、（５）式に従い、補正係数ｋをより大きな値に更新することで、次回の補充電開始時間Ｔｓを遅くする。

従って、補充電制御装置１０では、第２差分（ΔＶ−Ｖ０）の大きさに応じて補正係数ｋの値を更新することにより、次回の補充電開始時間Ｔｓを調整することができる。

これらの処理が完了した後のステップＳ１３において、時点ｔ４から補機用電池２２の補充電制御が開始される。具体的に、車両制御ＥＣＵ２０は、コンタクタ２６をオンすると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０に制御信号を供給して電圧変換動作を開始させることにより、駆動用電池１６からコンタクタ２６及びＤＣ／ＤＣコンバータ３０を介して、補機用電池２２の補充電を開始させる。これにより、補機用電池電圧Ｖは、時点ｔ４後、時間経過に伴って上昇する。

ステップＳ１４において、車両制御ＥＣＵ２０は、時点ｔ４から予め設定された補充電実施時間Ｔｈだけ経過したか否かを判定する。この場合、車両制御ＥＣＵ２０は、時点ｔ４からタイマによる計時を開始し、時点ｔ４から補充電実施時間Ｔｈだけ経過した時点ｔ５を計時したときに、補充電実施時間Ｔｈ経過したと判定すればよい。

時点ｔ５において、時点ｔ４から補充電実施時間Ｔｈの経過を判定した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１５において、車両制御ＥＣＵ２０は、補機用電池２２への補充電を停止する。すなわち、車両制御ＥＣＵ２０は、コンタクタ２６をオフさせると共に、スイッチング素子をオフさせるための制御信号をＤＣ／ＤＣコンバータ３０に供給して、電圧変換動作を停止させる。

次のステップＳ１６において、車両制御ＥＣＵ２０は、補機用電池２２に対する補充電制御の実施を中止すべきか否かを判定する。時点ｔ５以降も補充電制御の実施が必要である場合（ステップＳ１６：ＮＯ）には、図２のステップＳ１の処理に戻り、時点ｔ５以降、ステップＳ１以降の処理が行われる。

すなわち、時点ｔ５〜ｔ６の時間帯の処理は、前述した時点ｔ２〜ｔ３の時間帯での処理（ステップＳ１〜Ｓ３）と同様である。また、時点ｔ６での処理は、前述した時点ｔ３での処理（ステップＳ４〜Ｓ７）と同様である。さらに、時点ｔ６〜ｔ７の時間帯での処理は、前述した時点ｔ３〜ｔ４の時間帯での処理（ステップＳ８〜Ｓ１３）と同様である。さらにまた、時点ｔ７〜ｔ８の時間帯での処理は、前述した時点ｔ４〜ｔ５の時間帯での処理（ステップＳ１４、Ｓ１５）と同様である。

つまり、継続して補充電制御の処理を実施する場合には、ステップＳ１〜Ｓ１５の処理が繰り返し行われる。なお、第２回目の補充電モードは、時点ｔ４から時点ｔ６までの時間帯で実行される。

但し、繰り返し実行されるステップＳ１〜Ｓ１５の処理のうち、ステップＳ６の処理においては、車両制御ＥＣＵ２０は、前回のステップＳ１２で求めた補正係数ｋを用いて、上記（１）式により次回の補充電開始時間Ｔｓを求める。また、次回のステップＳ１２の処理において、車両制御ＥＣＵ２０は、前回のステップＳ１２で求めた補正係数ｋについて、上記（５）式により当該補正係数ｋを更新する。従って、補充電制御（補充電モード）が繰り返し実行される毎に、次回の補充電開始時間Ｔｓ等が設定され、補正係数ｋが更新される。

なお、上記の説明では、補充電実施時間Ｔｈだけ経過すると、補機用電池２２に対する補充電を終了する場合について説明した。本実施形態では、補機用電池２２に対する補充電の実施中、（１）イグニッションスイッチがオンになった場合、（２）充電ガンを電動車両１２に接続して当該充電ガンから補機用電池２２を充電する場合、（３）電動車両１２のドアロックが解除された場合、（４）電動車両１２のドアが開いた場合、（５）電動車両１２が図示しないスマートキーを認識できた場合、又は、（６）電動車両１２がアクセサリモード（ＡＣＣモード）となった場合に、補充電を終了してもよい。

また、本実施形態では、車両制御ＥＣＵ２０が電動車両１２のシステムフェイルを検知した場合、又は、駆動用電池１６の容量が低い場合には、補機用電池２２の補充電を禁止することも可能である。

［本実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態に係る補充電制御装置１０によれば、電動車両１２のシステム停止後（ステップＳ１：ＹＥＳ）、補機用電池２２の電圧値（補機用電池電圧Ｖ）がどの程度低下したのかを示す電圧低下目論見値Ｖ０を求め（ステップＳ６）、電圧低下目論見値Ｖ０等を用いて補正係数ｋを算出し（ステップＳ１２）、算出した補正係数ｋに基づき次回の補充電開始時間Ｔｓを調整する（ステップＳ６）。このように、本実施形態では、補機用電池電圧Ｖの低下具合に応じて補充電開始時間Ｔｓが調整される。

そのため、特許文献１及び３のように、単純に、運転停止中、間欠的に起動する構成や、特許文献２のように、電圧検知部を常時起動する構成と比較して、補充電制御装置１０の起動回数を少なくすることができる。これにより、補機用電池２２の不用意な電力消費を削減することができる。

また、電動車両１２が長期間使用されず、システム停止が継続している状態での補機用電池２２のバッテリ上がりの発生を抑制することができる。さらに、電動車両１２が長期間使用されない場合に備え、大容量のバッテリを補機用電池２２に採用する必要がないため、補機用電池２２を小型化して、電動車両１２の軽量化を図ることができる。

上記のように、補機用電池電圧Ｖの低下具合に応じて次回の補充電開始時間Ｔｓが調整されるので、駆動用電池１６から補機用電池２２への補充電の実施が必要以上に行われることを回避し、電動車両１２の電費を向上させることができる。

また、車両制御ＥＣＵ２０は、上記の（４）式及び（５）式に従って補正係数ｋを更新する（ステップＳ１１、Ｓ１２）。補正係数ｋを繰り返し更新することにより、補機用電池２２の容量を高い状態に維持することが可能となる。この結果、暗電流の影響を受けることなく補機用電池２２の容量を設定することができるので、補機用電池２２の一層の小型化及び軽量化を図ることができる。

また、車両制御ＥＣＵ２０は、第１差分ΔＶが電圧低下目論見値Ｖ０よりも大きい場合（第２差分（ΔＶ−Ｖ０）が大きい場合）には、補正係数ｋを現在の補正係数ｋよりも小さな値に更新し、一方で、第１差分ΔＶが電圧低下目論見値Ｖ０よりも小さい場合（第２差分（ΔＶ−Ｖ０）が小さい場合）には、補正係数ｋを現在の補正係数ｋよりも大きな値に更新する。

このように、電動車両１２のシステム停止による補機用電池電圧Ｖの低下分である第１差分ΔＶに応じて、補正係数ｋの大きさが調整されるので、車両制御ＥＣＵ２０は、補充電開始時間ＶＴ＿ｔａｂｌｅ（Ｖ）に補正係数ｋを乗ずることにより、次回の補充電開始時間Ｔｓに調整することができる（ステップＳ６）。

例えば、第１差分ΔＶが大きい場合には、次回の補充電開始時間Ｔｓを早める。これにより、補機用電池電圧Ｖが低い場合には、補機用電池２２の容量を速やかに回復させることができる。また、補機用電池２２が劣化している場合や、容量の異なる電池が電動車両１２に搭載されている場合には、補正係数ｋを逐次更新しながら、補機用電池２２を徐々に最適な状態にすることが可能となる。

一方、第１差分ΔＶが小さい場合には、次回の補充電開始時間Ｔｓを遅くする。これにより、補充電制御装置１０の起動回数を少なくして、補機用電池２２の電力消費を抑えると共に、電動車両１２の電費を一層向上させることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。

１０…補充電制御装置 １２…電動車両
１４…駆動モータ １６…駆動用電池
２０…車両制御ＥＣＵ ２２…補機用電池
２６…コンタクタ ３０…ＤＣ／ＤＣコンバータ
３６…電圧センサ

Claims (3)

1. 電動車両の駆動源に電力を供給する駆動用電池と、前記電動車両の補機に電力を供給する補機用電池とを備え、前記駆動用電池から前記補機用電池への補充電を実施する電動車両の補充電制御装置において、
   前記電動車両のシステム停止後、前記補機用電池の電圧値に基づいて、前記補機用電池に対する補充電の開始時間を設定する補充電開始時間設定部と、
   前記補機用電池の電圧値に基づき、前記システム停止によって前記補機用電池の電圧値がどの程度低下するのかを示す電圧低下目論見値を求め、求めた電圧低下目論見値、前回の補充電モードの終了時における前記補機用電池の電圧値、及び、今回の補充電モードの開始時における前記補機用電池の電圧値を用いて、次回の補充電の開始時間を補正するための補正係数を算出する補正係数算出部と、
   前記補充電の開始時間を経過すると、前記駆動用電池から前記補機用電池への補充電を一定時間実施する補充電実施部と、
   前記補充電開始時間設定部が前記次回の補充電の開始時間を設定した際に、前記補正係数を用いて前記次回の補充電の開始時間を調整する補充電開始時間調整部と、
   を備えることを特徴とする電動車両の補充電制御装置。
2. 請求項１記載の電動車両の補充電制御装置において、
   前記補正係数算出部は、
   前回の補充電モードの終了時における前記補機用電池の電圧値と、今回の補充電モードの開始時における前記補機用電池の電圧値との第１差分を求め、
   求めた前記第１差分と前記電圧低下目論見値との第２差分を求め、
   求めた前記第２差分に基づいて、現在の補正係数を調整することにより、当該補正係数を更新することを特徴とする電動車両の補充電制御装置。
3. 請求項２記載の電動車両の補充電制御装置において、
   前記補正係数算出部は、前記システム停止による前記補機用電池の電圧値の低下分が前記電圧低下目論見値よりも大きい場合には、前記補正係数を現在の補正係数よりも小さな値に更新し、一方で、前記低下分が前記電圧低下目論見値よりも小さい場合には、前記補正係数を現在の補正係数よりも大きな値に更新し、
   前記補充電開始時間調整部は、前記次回の補充電の開始時間に前記補正係数を乗ずることにより、前記次回の補充電の開始時間を調整することを特徴とする電動車両の補充電制御装置。

Images