JP2014212643A - 車両の電源システムおよびそれを備える車両 - Google Patents

Abstract

【課題】駐車中に補機電池へ十分な充電が行なえる車両の電源システムおよびそれを備える車両を提供する。【解決手段】車両１００の電源システムは、走行用の電力を蓄える主蓄電装置ＭＢと、補機電池ＡＢと、主蓄電装置ＭＢと補機電池ＡＢとの間に設けられ、主蓄電装置ＭＢから出力される電力を電圧変換して補機電池ＡＢを充電するためのＤＣ／ＤＣコンバータ３１と、車両１００の駐車中にＤＣ／ＤＣコンバータ３１により変換された電力を補機電池ＡＢに供給する充電制御を実行する制御装置５０と、補機電池ＡＢに対して電力を供給するインレット７０とを備える。制御装置５０は、主蓄電装置ＭＢから補機電池ＡＢへの充電制御を開始するとき、かつ、インレット７０を介して外部電源から充電可能な電力を供給可能であると判断すると、インレット７０から補機電池ＡＢへ充電する。【選択図】図１

Description

この発明は、車両の電源システムおよびそれを備える車両に関し、特に、走行用の電力を蓄える第１の蓄電装置と、補機用の電力を蓄える第２の蓄電装置とを備える車両の電源システムおよびそれを備える車両に関する。

特開２００６−１７４６１９号公報（特許文献１）は、高圧の主電池と低圧の補機電池とを備えるハイブリッド車両の充電制御装置を開示する。この充電制御装置においては、主電池の電圧を降圧して補機電池へ供給するためのＤＣ／ＤＣコンバータが設けられる。

そして、駐車中に補機電池が上がってしまうのを防止するために、駐車されてから一定時間が経過すると、ＤＣ／ＤＣコンバータが駆動されて補機電池が充電される（特許文献１参照）。

特開２００６−１７４６１９号公報 国際公開２０１１−０１６１３５号公報 特開２０１０−１６６７６０号公報

しかしながら、従来の充電制御装置は、駐車から一定時間が経過した場合に、補機電池の充電量が検出されて検出値が所定値以下であっても、主電池から補機電池に電力が供給される。すなわち、補機電池への充電は、主電池の充電状態（ＳＯＣ（State Of Charge））が低下している場合であっても、開始されてしまう。

このため、十分に補機電池を充電できず、補機電池の容量が減少してバッテリ上がりや、補機電池の容量劣化を生じさせてしまう可能性があった。

この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、駐車中に補機電池がバッテリ上がりを起こす機会を減少させることができる車両の電源システムおよびそれを備える車両を提供することである。

この発明によれば、車両の電源システムは、走行用の電力を蓄える第１の蓄電装置と、補機用の電力を蓄える第２の蓄電装置と、第１の蓄電装置と第２の蓄電装置との間に設けられ、第１の蓄電装置から出力される電力を電圧変換して第２の蓄電装置を充電するための電圧変換装置と、車両の駐車時間が所定時間を経過すると、電圧変換装置により第２の蓄電装置を充電するくみ出し充電制御を実行する制御装置と、車両外部の外部電源から電力を受ける受電部とを備える。制御装置は、所定時間の経過時に外部電源から供給可能な接続状態であると判断したとき、受電部から第２の蓄電装置へ充電する外部充電制御を実行する。

好ましくは、受電部から外部電源の電力が供給可能となったことを検知する外部電源検知部をさらに備え、制御装置は、外部電源検知部により受電部から第２の蓄電装置へ充電可能であると判断したとき、外部充電制御を実行する。

好ましくは、制御装置は、第１の蓄電装置の充電量が所定の値を下回る状態にあると、外部充電制御を実行する。

好ましくは、制御装置は、駐車開始からの経過時間を計測するタイマを含むと共に、タイマにより計測された経過時間が予め設定された所定時間を経過すると、くみ出し充電制御を実行する。

好ましくは、外部電源検知部は、外部電源からの電力の供給を行なう充電ケーブルが受電部に接続されたことを検知して、受電部から第２の蓄電装置への充電可能な状態であると判断する。

好ましくは、外部電源検知部は、外部電源による電力の供給を非接触で行なう非接触充電装置が外部電源から電力の供給を可能としたことを検知して、受電部から第２の蓄電装置への充電可能な状態であると判断する。

また、この発明によれば、車両は、上記の電源システムを備える。

この発明によれば、第１の蓄電装置から第２の蓄電装置への充電制御が開始されるとき、かつ、受電部から充電可能な電力が供給可能な接続状態であると制御装置は判断すると、受電部から外部電源の電力を第２の蓄電装置に供給して充電を行なう。

このため、長期駐車中、第１の蓄電装置の充電状態が少なくなり不足していても、外部電源から電力を用いて第２の蓄電装置を充電できる。よって、第１の蓄電装置の充電容量不足に起因する第２の蓄電装置のバッテリ上がりや容量劣化が発生する機会が減少する。

この発明の実施の形態による電源システムが搭載される車両の全体構成図である。 この発明の実施の形態による充電装置と図１に示した制御装置との構成を詳細に示した構成図である。 補機電池の充電処理の順序に沿って説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による電源システムが搭載される車両の全体構成図である。図１を参照して、車両１００は、エンジン２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、動力分割装置４と、車輪６と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power Control Unit）」と称する。）２０と、主電池ＭＢと、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧと、電圧センサ６１と、電流センサ６２とを備える。また、車両１００は、補機電池ＡＢと、補機負荷３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１と、制御装置５０と、システム起動スイッチ８１とをさらに備える。

車両１００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン２を駆動源として搭載する。動力分割装置４には、エンジン２、モータジェネレータＭＧ１、および車輪６の駆動軸が連結される。エンジン２が発生する動力は、動力分割装置４によって２つの経路に分割される。すなわち、一方は車輪６の駆動軸へ伝達される経路であり、他方はモータジェネレータＭＧ１へ伝達される経路である。

モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２により駆動される発電機として主に動作し、かつ、エンジン２の始動用モータとして動作するものとして車両１００に組込まれる。モータジェネレータＭＧ２は、車輪６の駆動軸に連結され、車輪６を駆動するモータとして車両１００に組込まれる。なお、モータジェネレータＭＧ２と車輪６の駆動軸との間に減速機を組込んでもよい。

動力分割装置４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によって構成される。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、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン２のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータＭＧ１の回転軸に連結される。リングギヤは、車輪６の駆動軸（モータジェネレータＭＧ２の回転軸）に連結される。

主電池ＭＢは、第１の蓄電装置に該当する再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池や、電気二重層キャパシタ等によって構成される。主電池ＭＢは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２へ供給される走行用電力を蓄える。また、主電池ＭＢは、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２により発電された電力をＰＣＵ２０から受けて充電される。

そして、車両１００が駐車された状態が所定期間（たとえば１０日間）継続すると、主電池ＭＢに蓄えられた電力が補機電池ＡＢへ供給されて補機電池ＡＢが充電される（以下、駐車中に実行されるこの補機電池ＡＢの充電を「くみ出し充電」とも称する。）。なお、「駐車」とは、システム起動スイッチ８１がオフ操作されることによって車両システムが停止している状態を示す。

電圧センサ６１は、主電池ＭＢの電圧ＶＢを検出し、その検出値を制御装置５０へ出力する。電流センサ６２は、主電池ＭＢに対して入出力される電流ＩＢを検出し、その検出値を制御装置５０へ出力する。

システムメインリレーＳＭＲＢは、主電池ＭＢの正極と正極線ＰＬ１との間に接続される。システムメインリレーＳＭＲＧは、主電池ＭＢの負極と負極線ＮＬとの間に接続される。システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧは、制御装置５０からの信号に応答してオン／オフされる。特に図示しないが、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧのいずれかに並列に、主電池ＭＢからＰＣＵ２０へ突入電流が流れるのを防止するためのプリチャージ回路が設けられる。

ＰＣＵ２０は、コンバータ２１と、インバータ２２，２３と、平滑コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。コンバータ２１は、正極線ＰＬ１と正極線ＰＬ２との間に設けられる。コンバータ２１は、制御装置５０からの信号ＰＷＣに基づいて、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間の電圧を正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間の電圧（すなわち、主電池ＭＢの出力電圧）以上に昇圧する。コンバータ２１は、たとえば、電流可逆型の昇圧チョッパ回路によって構成される。

インバータ２２，２３は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬに接続される。インバータ２２は、制御装置５０からの信号ＰＷＩ１に基づいて、エンジン２の出力を用いてモータジェネレータＭＧ１が発電した交流電力を直流電力に変換し、その変換した直流電力を正極線ＰＬ２へ出力する。インバータ２３は、制御装置５０からの信号ＰＷＩ２に基づいて、正極線ＰＬ２から受ける直流電力を交流電力に変換し、その変換した交流電力をモータジェネレータＭＧ２へ出力する。インバータ２２，２３の各々は、たとえば、三相分の電力用半導体スイッチング素子を含むブリッジ回路によって構成される。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、交流電動機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された永久磁石型交流同期モータによって構成される。モータジェネレータＭＧ１は、動力分割装置４を介して受けるエンジン２の動力を用いて交流電力を発生し、その発生した交流電力をインバータ２２へ出力する。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ２３から受ける交流電力によって、車輪６を駆動するためのトルクを発生する。

平滑コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間に電気的に接続され、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間の電圧変動の交流成分を平滑化する。平滑コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間に電気的に接続され、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間の電圧変動の交流成分を平滑化する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬと、正極線Ｐ１および負極線Ｎ１との間に接続される。正極線Ｐ１および負極線ＮＬには、補機電池ＡＢおよび補機負荷３０が接続される。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、主電池ＭＢと補機電池ＡＢとの間に設けられ、制御装置５０からの信号ＣＭＤに基づいて、主電池ＭＢから出力される電力を電圧変換（降圧）して補機電池ＡＢを充電する。

補機負荷３０は、車両１００に搭載される各種補機を統括的に示したものである。補機電池ＡＢは、再充電可能な直流電源であり、たとえば、鉛電池やニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池によって構成される。補機電池ＡＢに代えてキャパシタを用いてもよい。補機電池ＡＢは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１から供給される電力を蓄え、補機負荷３０および制御装置５０へ供給する。補機電池ＡＢは、制御装置５０へ動作電力を供給するので、補機電池ＡＢの蓄電量が低下すると、制御装置５０が動作不可となり、その結果、車両１００が動作不可となる。

制御装置５０は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）で実行するソフトウェア処理および／または電子回路によるハードウェア処理により、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ、ＰＣＵ２０、エンジン２、およびＤＣ／ＤＣコンバータ３１を制御する。

制御装置５０により実行される主要な制御の一つとして、くみ出し充電制御がある。くみ出し充電制御は、制御装置５０により、車両１００の駐車中に補機電池ＡＢが上がってしまう（残容量が不足している状態）のを防止するために、駐車中に実行される。概略的には、制御装置５０は、車両１００の駐車時間を計測し、所定期間が経過すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１を駆動するための信号ＣＭＤを生成してＤＣ／ＤＣコンバータ３１へ出力する。これにより、主電池ＭＢに蓄えた電力が補機電池ＡＢへ供給されて、補機電池ＡＢが充電される。

また、駐車中、くみ出し充電制御に代えて、外部電源ＥＰの電力を供給して補機電池ＡＢに充電する外部充電制御が行なわれる。制御装置５０は、くみ出し充電制御と、外部充電制御とを切換える。

制御装置５０は、上述したくみ出し充電制御を開始するとき、外部電源ＥＰから受電部へ供給された電力を補機電池ＡＢに充電可能な電力として供給可能であると判断すると、くみ出し充電制御から外部充電制御に切換える。

制御装置５０には、システム起動スイッチ８１が接続されている。システム起動スイッチ８１は、ユーザが車両システムを起動／停止するためのスイッチであり、従来のイグニッションキーに相当するものである（システム起動スイッチ８１に代えてイグニッションキーを採用してもよい。）。ユーザによりシステム起動スイッチ８１がオン操作されると、システム起動スイッチ８１は、車両１００のシステム起動を指示する起動指令を制御装置５０へ出力する。また、ユーザによりシステム起動スイッチ８１がオフ操作されると、システム起動スイッチ８１は、車両１００のシステム停止を指示する停止指令を制御装置５０へ出力する。

図２は、充電装置と図１に示した制御装置５０との構成を詳細に示した図である。図２を参照して、制御装置５０は、タイマＩＣ（Integrated Circuit）５１と、照合ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５２と、ＨＶ統合ＥＣＵ５４と、ＭＧ−ＥＣＵ５５と、電池ＥＣＵ５６と、スイッチＩＧＣＴ１，ＩＧＣＴ２とを含む。

制御装置５０は、補機電池ＡＢから動作電力を受ける。この動作電力は、タイマＩＣ５１および照合ＥＣＵ５２には常時供給されているが、ＨＶ統合ＥＣＵ５４にはスイッチＩＧＣＴ１を介して供給され、ＭＧ−ＥＣＵ５５にはさらにスイッチＩＧＣＴ２を介して供給される。スイッチＩＧＣＴ１，ＩＧＣＴ２は、リレーのような機械的なものでも、トランジスタのような半導体素子を用いるものでもよい。

照合ＥＣＵ５２およびスイッチＩＧＣＴ１，ＩＧＣＴ２は、ＨＶ統合ＥＣＵ５４およびＭＧ−ＥＣＵ５５に対する電源供給を制御する電源制御部５７として動作する。照合ＥＣＵ５２は、リモートキー（図示せず）からの信号が車両１００に適合するものであるか否かを照合する。照合結果が適合を示す場合には、照合ＥＣＵ５２は、スイッチＩＧＣＴ１を導通状態にする。これにより、補機電池ＡＢからＨＶ統合ＥＣＵ５４へ動作電力が供給され、ＨＶ統合ＥＣＵ５４が起動する。

ＨＶ統合ＥＣＵ５４が起動すると、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、スイッチＩＧＣＴ２を導通状態にする。これにより、補機電池ＡＢからＭＧ−ＥＣＵ５５へ動作電力が供給され、ＭＧ−ＥＣＵ５５が起動する。また、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、主電池ＭＢの状態を示す信号（主電池ＭＢの電圧や電流の検出値等）を電池ＥＣＵ５６から受ける。そして、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、その受けた各種信号に基づいて、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧおよびＭＧ−ＥＣＵ５５を制御する。

電池ＥＣＵ５６は、主電池ＭＢの状態を監視する。電池ＥＣＵ５６は、主電池ＭＢの電圧や電流等の検出値に基づいて主電池ＭＢのＳＯＣを算出し、その算出結果をＨＶ統合ＥＣＵ５４へ出力する。ＭＧ−ＥＣＵ５５は、ＨＶ統合ＥＣＵ５４の制御の下で、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１およびＰＣＵ２０（図１）を制御する。

制御装置５０は、予め設定された所定期間が経過した時点で、くみ出し充電制御を行なうか、または外部充電制御を開始させるかを判定する。まず、図２を用いて構成を説明すると、車両１００の外部に設けられた外部電源ＥＰと、車両１００との間には、充電ケーブルに該当する外部電源ケーブルユニット７１が設けられている。一端部を外部電源ＥＰに接続された外部電源ケーブルユニット７１の他端部には、コネクタ７２が設けられている。

また、車両１００側は、コネクタ７２を着脱可能とするインレット７０を設けている。インレット７０は、受電部に該当して車両１００の内部に配置されるプラグイン充電器７３および充電リレー７４を介して、主電池ＭＢとシステムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧとの間に接続されている。

コネクタ７２は、車両１００側のインレット７０に着脱自在に接続される。外部電源ケーブルユニット７１は、外部電源ＥＰと、車両１００との間を接続することにより、外部電源ＥＰと車両１００との間で電力を供給可能とすることができる。

外部電源検知部７５は、インレット７０と、コネクタ７２との接続を検知信号ＰＩＳＷにより検知する。ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、この検知信号ＰＩＳＷに応じて外部電源ＥＰがインレット７０を介して補機電池ＡＢに充電可能な接続状態となったと判断できる。

また、外部電源ケーブルユニット７１は、ＣＣＩＤ(Charging Circuit Interrupt Device)を含む。外部電源検知部７５は検知信号ＰＩＳＷに代えて、パイロット信号ＣＰＬＴを用いて接続状態を検知するようにしてもよい。

なお、図２に示される制御装置５０の構成は一例であり、種々の変形が可能である。また、図２では、制御装置５０は複数のＥＣＵを含んでいるが、いくつかのＥＣＵを統合してより少ない数のＥＣＵで制御装置５０を構成してもよいし、逆により多い数のＥＣＵで制御装置５０を構成してもよい。

上述のように、制御装置５０は、補機電池ＡＢから動作電力を受けるので、補機電池ＡＢの蓄電量が低下すると、制御装置５０が動作不可となり、その結果、車両１００が動作不可となる。車両１００がシステム停止した状態で放置されると、補機電池ＡＢの蓄電量は時間の経過に伴なって低下する。そこで、車両１００が長期間起動されない場合には、蓄電量が低下した補機電池ＡＢの電力量を回復させるために、上述のくみ出し充電制御または、外部充電制御が実行される。

図２に戻って、タイマＩＣ５１は、くみ出し充電制御または、外部充電制御の実行タイミングを生成するために設けられている。タイマＩＣ５１は、システム起動スイッチ８１がオフ操作されることによって車両１００がシステム停止してから、駐車時間タイマのカウントアップを開始する。そして、内蔵されたメモリに予め設定された所定時間を、カウントアップされた駐車時間が経過することで、照合ＥＣＵ５２へ起動指令を出力する。

照合ＥＣＵ５２は、タイマＩＣ５１から起動指令を受けると、リモートキーからの信号が無くてもスイッチＩＧＣＴ１を導通状態にする。これにより、補機電池ＡＢからＨＶ統合ＥＣＵ５４へ動作電力が供給され、ＨＶ統合ＥＣＵ５４が起動する。そして、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、スイッチＩＧＣＴ２およびシステムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを導通状態とするとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の駆動を指示する駆動指令をＭＧ−ＥＣＵ５５へ出力する。

車両１００が駐車状態となってから制御装置５０によってくみ出し充電制御または外部充電制御が開始されるタイミングまでの経過時間は、タイマＩＣ５１によって計測されている。制御装置５０は、所定期間を経過することにより、くみ出し充電制御または外部充電制御を実行する。

図３は、補機電池ＡＢの充電処理の順序に沿って説明する制御装置５０のフローチャートである。

このフローチャートは概略的には、車両１００の駐車日数（時間）を駐車開始からカウントしている。そして、所定の日数（Ｔref：たとえば１０日）を経過する際、制御装置５０のＨＶ統合ＥＣＵ５４は、システムを起動させて、補機電池ＡＢを充電する処理を行なう。また、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、図示しないメインルーチンから制御装置５０のフローチャートを定期的に呼び出すようにしてもよい。

図３とともに図１，図２を参照して、ステップＳ１では、ＨＶ統合ＥＣＵ５４により、判定の処理が開始される。ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、ユーザによるシステム起動スイッチ８１のオン操作またはオフ操作を検出し、かつ、ＡＣＣ状態であるかを検出して充電処理がスタートする。

ステップＳ２では、車両１００のシステム状態の検出に基づき判定が行われる。ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、システム起動スイッチ８１からの操作信号に応じて、イグニッションスイッチがオン状態またはＡＣＣ状態であると判定すると（ステップＳ２でＮＯ）、ステップＳ２に処理を戻す。

制御装置５０は、イグニッションスイッチがオフ状態であり、かつ、ＡＣＣ状態でないと判定すると（ステップＳ２でＹＥＳ）、システムオフ状態であるとして、ステップＳ３に処理を進める。

ステップＳ３に処理が進むと、制御装置５０は、タイマＩＣ５１（図２）において、車両１００の駐車時間を計測するための駐車時間タイマをリセットする。駐車時間タイマがリセットされると、処理はステップＳ４に進む。ステップＳ４では、タイマＩＣ５１において、駐車時間タイマのカウントアップが行われる。

次いで、ステップＳ５では、タイマＩＣ５１は、タイマリセット要件が成立したが否かを判定する。具体的には、システム起動スイッチ８１がオン操作されると、タイマリセット要件が成立する。タイマリセット要件が成立したと判定する。具体的には、システム起動スイッチ８１がオン操作されると、タイマリセット要件が成立する。タイマリセット要件は、ＩＧオン、外部充電開始、ドア開などであってもよい。

タイマリセット要件が成立したと判定されると（ステップＳ５においてＹＥＳ）、ステップＳ２へ処理が戻される。

ステップＳ５においてタイマリセット要件は非成立であると判定されると（ステップＳ５においてＮＯ）、制御装置５０によりステップＳ６に処理は進む。

図３中破線で囲むステップＳ６からステップＳ１１までの処理では、くみ出し充電制御を行なうか、または、外部電源ＥＰを用いた外部充電制御をくみ出し充電制御に代えて実行させるかを判断する手順が示されている。

ステップＳ６に処理が進むと、タイマＩＣ５１は、カウントアップされている駐車時間タイマの値（以下「カウント値」と称する。）がメモリに設定された所定期間Ｔrefと一致した（または超えた）か否かを判定する。すなわち、所定期間Ｔrefを経過したか否かで車両１００が放置されたか否かが判定される。

カウント値がメモリの所定値と一致しない（所定値を超えていない）と判定されたときは（ステップＳ６においてＮＯ）、ステップＳ４へ処理が戻される。また、ステップＳ６でカウント値がメモリの所定値と一致した（または所定値を超えた）と判定されると（ステップＳ６においてＹＥＳ）、ステップＳ７に処理が進む。

ステップＳ７に処理が進むと、システム起動指令が出力され、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧが導通状態にされる。照合ＥＣＵ５２は、システム起動指令を受けると、スイッチＩＧＣＴ１を導通させる。これにより、ＨＶ統合ＥＣＵ５４が起動する。また、スイッチＩＧＣＴ２がシステム起動指令を受けて導通状態にされる。これにより、ＭＧ−ＥＣＵ５５が起動される。ＨＶ統合ＥＣＵ５４およびＭＧ−ＥＣＵ５５の起動により、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１を駆動させて補機電池ＡＢへ充電可能な状態となる。

ステップＳ８に処理が進むと、補機電池ＡＢを充電するために必要とされる主電池ＭＢの残ＳＯＣがあるか否かの判定が行われる。

ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、充電容量の判定をおこなう。電池ＥＣＵ５６（図２）は、主電池ＭＢの電圧センサ６１（図１）で検出された電圧ＶＢや、電流センサ６２で検出された電流ＩＢに基づいて、主電池ＭＢのＳＯＣを算出する。ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、電池ＥＣＵ５６から検出値として出力されたＳＯＣを、予め設定された規定値と比較して、補機電池ＡＢに供給可能であるか否かを判定する。

この主電池ＭＢのＳＯＣが補機電池ＡＢを充電するのに十分な残量である場合（ステップＳ８にてＹＥＳ）には、制御装置５０は、処理をステップＳ１２に進める。また、主電池ＭＢのＳＯＣが不足して補機電池ＡＢを充電するのに十分な残量でない場合（ステップＳ８にてＮＯ）には、ステップＳ９に処理は進む。

図３のステップＳ９において、駐車中にインレット７０に対して、外部電源ケーブルユニット７１のコネクタ７２が接続されていると、外部電源検知部７５は、インレット７０とコネクタ７２との間の接続を検知して、ＨＶ統合ＥＣＵ５４に接続信号を送信する。

インレット７０にコネクタ７２が接続されて、外部電源ケーブルユニット７１を介して外部電源ＥＰから電力が供給可能な接続状態であることを外部電源検知部７５が検知可能であれば、検知信号ＰＩＳＷに代えて、または検知信号ＰＩＳＷとともにパイロット信号ＣＰＬＴを用いてもよい。

そして、制御装置５０は、この判断に基づいてくみ出し充電制御を外部充電制御に切替えることができる。このように外部電源検知部７５として物理的な接続を検出する方法を用いれば、さらに確実に接続状態を検知することができる。このため、たとえばＰＬＣ（電力線搬送通信：（Power Line Communication））モデムなどのような通信装置を必要としない。

ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、外部電源ＥＰが接続されている状態（ステップＳ９でＹＥＳ）であると、ステップＳ１０に処理を進める。また、外部電源ＥＰが接続されていない状態（ステップＳ９でＮＯ）であると、ステップＳ１６に処理を進める。

ステップＳ１０に処理が進むと、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、充電指令を充電リレー７４およびＣＣＩＤ７１（図２）に出力される
ステップＳ１１に処理が進むと、充電リレー７４がＯＮ状態、かつ、ＣＣＩＤ７１の内部リレーがＯＮ状態となり、補機電池ＡＢを充電する外部充電システムが起動される。

外部充電システムでは、外部電源ＥＰから供給される電力を用いて補機電池ＡＢを充電するため、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、スイッチＩＧＣＴ２およびシステムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧに制御信号を出力して、スイッチＩＧＣＴ２およびシステムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧを導通状態とする。そして、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、駆動指令をＭＧ−ＥＣＵ５５へ出力する（図２）。ＭＧ−ＥＣＵ５５は、この駆動指令に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ３１およびプラグイン充電器７３を駆動制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１およびプラグイン充電器７３は、作動により外部電源ＥＰから供給される電力を調整して所定の充電時間（たとえば１０分間）、補機電池ＡＢを充電する。このように、主電池ＭＢの残ＳＯＣが少ない状態でも、補機電池ＡＢの充電に必要とされる十分な電力を外部充電制御を実行することにより得られる。

次いで、ＨＶ統合ＥＣＵ５４は、ステップＳ１２に処理を進め、システムに異常があるか否かを判定する。たとえば、車両１００のいずれかのドアが開いた、または、ドアがアンロック状態となった、シフト位置がＰ位置以外となったなどや、または、その他の駐車状態ではなくなったと考えられる状態や、または、主電池ＭＢのＳＯＣが所定値より低下して、所定の充電容量の範囲外にあるなどが、異常状態に該当する。

システム異常がないと判定された場合は（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ１３に進み、システム異常であると判定された場合は（ステップＳ１２でＮＯ）、ステップＳ１５に処理が進められる。

ステップＳ１３に処理が進むと、ＭＧ−ＥＣＵ５５からＤＣ／ＤＣコンバータ３１に駆動指令が出力される。このとき、外部充電制御が実行されている場合には、プラグイン充電器７３にも駆動指令が出力される。

ステップＳ１４に処理が進むと、充電終了要件があるか否かが判定される。ここで、充電開始から所定の充電時間が経過したことや、または、車両１００のドアやフードが開いたことを終了要件の一例としているが、特にこれらに限られない。たとえば、この他にドアロックが解除された場合、ブレーキペダルが踏まれた場合、オートアラームシステムが警報状態になった場合、リモートキーが検出された場合などを終了要件としてもよい。

ステップＳ１４で充電終了要件があり、いずれかの要件が成立したと制御装置５０により判定されると（ステップＳ１４でＹＥＳ）、ステップＳ１５に処理は進み、充電終了要件がないと判定されると（ステップＳ１４でＮＯ）、ステップＳ１２に処理が戻される。

ステップＳ１５に処理が進められると、充電停止指令が出力されて停止処理が実行される。具体的には、制御装置５０からＤＣ／ＤＣコンバータ３１へ停止指令が出力され、外部充電システムによる外部充電制御が行われている場合は、プラグイン充電器７３にＯＦＦ指令が出力される。

ステップＳ１６に処理が進むと、システム停止指令が制御装置５０から出力される。
システム停止指令が出力されると、システムメインリレーＳＭＲＢ，ＳＭＲＧが遮断状態とされ、プラグイン充電器７３、スイッチＩＧＣＴ１，スイッチＩＧＣＴ１が遮断状態（オフ）とされる。これにより、充電終了処理が実行されて充電システムが停止され、次のステップＳ１７でメインルーチンに戻される。

以上のように、この実施の形態においては、駐車中に外部電力の供給が可能であると判定されると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１によるくみ出し充電制御に代えて、外部充電制御を行なうものを示して説明してきたが、外部充電により主電池ＭＢの容量が補機電池ＡＢを充電可能な所定値よりも大きいと判断される場合には、くみ出し充電制御を行ってもよい。

また、上記の実施の形態では、車両１００は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２およびエンジン２を駆動源として搭載するハイブリッド車両としたが、この発明の適用範囲は、上記のようなハイブリッド車両に限定されるものではなく、エンジン２を搭載しない電気自動車や、エネルギー源として燃料電池をさらに搭載した燃料電池車等も含むものである。また、ＰＣＵ２０は、コンバータ２１を備えるものとしたが、この発明は、コンバータ２１を備えないＰＣＵを搭載した車両にも適用可能である。

さらに、補機電池ＡＢを充電する際にコネクタ７２がインレット７０に接続されていることを検知できるものであればどのような機構を用いて接続を検知しても良い。このように接続状態が検出されると、家庭内の電気配線を用いたＬＡＮ（Local Area Network）を構築するＰＬＣモデムが不要となり、外部電源ＥＰ側のインフラと通信するための装置を簡略化できる。

そして、コネクタ７２がインレット７０に接続される方式のものに代えて、非接触充電方式を用いてもよい。この場合、外部電源検知部７５は、外部電源ＥＰの電力が供給可能となったことを検知する。すなわち、外部電源ＥＰと、車両１００側の受電部との間が接触していなくても、外部電源ケーブルユニット７１と同様に充電可能な電力が供給できる状態を接続状態と判断するように構成する。

外部電源検知部７５は、外部電力を非接触充電方式で供給可能であると判断すると、車両側に設けられた受電部を介して充電可能な外部電力が補機電池ＡＢに供給されて、バッテリ上がりや容量劣化が生じる機会を減少させることができる。

また、電池ＥＣＵ５６からＨＶ統合ＥＣＵ５４に検出値として出力されたＳＯＣを用いて、予め設定された規定値と比較することにより、補機電池ＡＢに主電池ＭＢから充電に用いる電力を供給可能であるか否かを判定しているが、特にこれに限らず、たとえば主電池ＭＢの充電量を、電圧センサ６１で検出した電圧ＶＢに基づいて判断してもよく、電流センサ６２で検出した電流ＩＢに基づいて判断してもよい。このように制御装置５０による電力供給の判断を主電池ＭＢの充電量が所定の値よりも減少しているか否かで行なうものであれば、どのような検出値を用いてもよい。

なお、上記において、主電池ＭＢは、この発明における「第１の蓄電装置」の一実施例に対応し、補機電池ＡＢは、この発明における「第２の蓄電装置」の一実施例に対応する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、この発明における「電圧変換装置」の一実施例に対応し、ＰＣＵ２０およびモータジェネレータＭＧ２は、この発明における「駆動装置」の一実施例を形成し、インレット７０は、この発明における「受電部」の一実施例に対応する。

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。

２ エンジン、４ 動力分割装置、６ 車輪、２１ コンバータ ３１ ＤＣ／ＤＣコンバータ、２２，２３ インバータ、３０ 補機負荷、５０ 制御装置、５１ タイマＩＣ、５２ 照合ＥＣＵ、５４ ＨＶ統合ＥＣＵ、５５ ＭＧ−ＥＣＵ、５６ 電池ＥＣＵ、５７ 電源制御部、６１ 電圧センサ、６２ 電流センサ、７０ インレット、７１ 外部電源ケーブルユニット、７２ コネクタ、７３ プラグイン充電器、７４ 充電リレー、７５ 外部電源検知部、８１ システム起動スイッチ、１００ 車両、ＡＢ 補機電池、Ｃ１，Ｃ２ 平滑コンデンサ、ＩＧＣＴ１，ＩＧＣＴ２ スイッチ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＮＬ，Ｎ１ 負極線、Ｐ１，ＰＬ１，ＰＬ２ 正極線、ＳＭＲＢ，ＳＭＲＧ システムメインリレー。

Claims (7)

1. 車両の電源システムであって、
   走行用の電力を蓄える第１の蓄電装置と、
   補機用の電力を蓄える第２の蓄電装置と、
   前記第１の蓄電装置と前記第２の蓄電装置との間に設けられ、前記第１の蓄電装置から出力される電力を電圧変換して前記第２の蓄電装置を充電するための電圧変換装置と、
   前記車両の駐車時間が所定時間を経過すると、前記電圧変換装置により前記第２の蓄電装置を充電するくみ出し充電制御を実行する制御装置と、
   車両外部の外部電源から電力を受ける受電部とを備え、
   前記制御装置は、前記所定時間が経過する際、前記外部電源から供給可能な状態であると判断したときに、前記受電部から前記第２の蓄電装置へ充電する外部充電制御を実行する、車両の電源システム。
2. 前記受電部から外部電源の電力が供給可能となったことを検知する外部電源検知部をさらに備え、
   前記制御装置は、前記外部電源検知部により前記受電部から前記第２の蓄電装置へ充電可能であると判断したとき、前記外部充電制御を実行する、請求項１に記載の車両の電源システム。
3. 前記制御装置は、前記第１の蓄電装置の充電量が所定の値を下回る状態にあると、前記外部充電制御を実行する、請求項１または２記載の車両の電源システム。
4. 前記制御装置は、駐車開始からの経過時間を計測するタイマを含むと共に、
   前記タイマにより計測された経過時間が予め設定された所定時間を経過すると、前記くみ出し充電制御を実行する、請求項１または２に記載の車両の電源システム。
5. 前記外部電源検知部は、前記外部電源からの電力の供給を行なう充電ケーブルが前記受電部に接続されたことを検知して、前記受電部から前記第２の蓄電装置への充電可能な状態であると判断する、請求項２に記載の車両の電源システム。
6. 前記外部電源検知部は、前記外部電源による電力の供給を非接触で行なう非接触充電装置が前記外部電源から電力の供給を可能としたことを検知して、前記受電部から前記第２の蓄電装置への充電可能な状態であると判断する、請求項２に記載の車両の電源システム。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電源システムを備える車両。

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