JP2010081734A

JP2010081734A - 電動車両及び電動車両の充電制御方法

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Publication number: JP2010081734A
Application number: JP2008247317A
Authority: JP
Inventors: Shinji Ichikawa; 真士市川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2028-09-26
Also published as: US20110169448A1; DE112009002329T5; CN102164771A; CN102164771B; US8143843B2; JP4438887B1; WO2010035676A1

Abstract

【課題】電動車両において、外部電源から充電可能なバッテリと、充電器と、充電器を制御する充電器制御部と、バッテリの状態を監視するバッテリ制御部とを備える構成において、充電時のエネルギ損失を低減し、充電効率を向上させることである
【解決手段】電動車両であるハイブリッド車両は、高圧バッテリ３６に接続される充電器６０と、高圧バッテリ３６と充電器６０との間に接続される充電時接続スイッチ５４とを含む充電回路と、充電器ＥＣＵ６２と、バッテリＥＣＵ４２とを備える。バッテリＥＣＵ４２は、電圧信号が入力された場合に起動し、高圧バッテリ３６の状態が充電可能条件を満たすと判定した場合に充電時接続スイッチ５４を接続し、充電器ＥＣＵ６２を起動させ、充電器ＥＣＵ６２にバッテリ状態を表す信号を送信する。
【選択図】図２

Description

本発明は、外部電源から充電可能なバッテリを備える電動車両及び電動車両の充電制御方法に関する。

従来から、電気自動車またはハイブリッド車両等の走行用モータを搭載した電動車両において、運転停止中に、商用電源である外部電源から、電源プラグ等の接続部、及び充電器を含む充電回路を介して、バッテリに充電することが考えられている。例えば、エンジンと走行用モータとの少なくとも一方を駆動源として車輪を駆動させるハイブリッド車両において、このように外部電源から電源プラグを介してバッテリに充電可能な車両は、プラグイン型ハイブリッド車両と呼ばれる。

このような電動車両において、従来から、外部電源から電源プラグを介してバッテリに充電可能とするために、電源プラグとバッテリとの間に充電器を接続し、外部電源から充電器を介してバッテリに充電可能とすることが考えられる。

また、特許文献１には、電気自動車に搭載される充電装置と、インフラ側の給電装置とを備える充電システムが記載されている。充電装置は、ポートを有するチャージポートユニット（Ｃ／Ｐユニット）を備える。給電装置は、交流電源と、交流電源に接続されたスタンダードチャージモジュール（ＳＣＭ）とを有する。ＳＣＭは、ケーブルを介してパドルと接続されている。Ｃ／Ｐユニットには、コア及び充電コイルが設けられている。Ｃ／Ｐユニットのコア及びＳＣＭのインバータと接続された充電コイルが設けられている位置は、パドルが充電用位置にあるときにパドル内の給電コイルと充電コイルとが近接する位置であって、給電コイルに電流が流れたときに充電コイルに誘導電流が発生する位置である。

パドルが充電用位置に達したときに閉じられるリミットスイッチは、通信装置としてのＲＦ基板と接続され、リミットスイッチが閉じられると、ＲＦ基板に１２Ｖ電源が投入され、ＲＦ基板はＳＣＭの通信装置との間での通信信号の送受信が可能になる。ＲＦ基板では、ＳＣＭが送信している信号を受信すると、電池ＥＣＵ起動信号が発生し、電池ＥＣＵへ発信され、電池ＥＣＵが起動される。電池ＥＣＵは、充電コイルに発生した電流をバッテリに供給させ、バッテリの充電が開始される。停電が発生すると、電池ＥＣＵは機能を停止する。停電から復帰すると、ＳＣＭはＲＦ基板に対し通信信号の送信を開始させ、電池ＥＣＵが起動し、バッテリの充電が再開されるとされている。

また、特許文献２には、商用電源から主バッテリへ給電する、地上側に固定されるか、または電気自動車に搭載される直流電源装置と、電池ＥＣＵとを有する電気自動車用電源装置が記載されている。直流電源装置は、商用電源電力を高圧の直流電力に変換して主バッテリに給電する高圧出力部と、商用電源電力を低圧の直流電力に変換して補機バッテリに給電する低圧出力部とを有するとされている。
なお、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献１，２の他に特許文献３から特許文献５がある。

特開平１０−３０４５８２号公報特開平１１−１７８２２８号公報特開２００６−２７８２１０号公報特開２００６−３０４４０８号公報特開２００７−１２４８１３号公報

上記のように従来から考えられている電動車両において、外部電源からバッテリに充電可能とするために、充電器と、充電器を制御する充電器制御部と、バッテリの状態を監視するバッテリ制御部とを設けることが考えられる。このような構成において、外部電源から充電器に電力が供給される場合に、バッテリの状態にかかわらず充電器制御部を起動させると、不必要に充電器制御部が起動され、外部電源からバッテリへの充電時に電力が無駄に消費される可能性がある。すなわち、バッテリの状態である充電状態が満充電であるにもかかわらず、充電器制御部が起動されると、電力の無駄が生じる可能性がある。このため、外部電源から充電可能なバッテリと、充電器を制御する充電器制御部と、バッテリの状態を監視するバッテリ制御部とを備える電動車両において、充電時のエネルギ損失を低減し、充電効率を向上させることが求められている。

これに対して、特許文献１から特許文献５に記載された構成は、外部電源から充電可能なバッテリと、充電器と、充電器を制御する充電器制御部と、バッテリの状態を監視するバッテリ制御部とを備える電動車両において、充電時のエネルギ損失を低減し、充電効率を向上させる手段を開示するものではない。

本発明の目的は、電動車両及び電動車両の充電制御方法において、外部電源から充電可能なバッテリと、充電器と、充電器を制御する充電器制御部と、バッテリの状態を監視するバッテリ制御部とを備える電動車両において、充電時のエネルギ損失を低減し、充電効率を向上させることである。

本発明に係る電動車両は、外部電源から充電可能なバッテリと、バッテリに電力線により接続される充電器と、充電器とバッテリとの間に電力線により接続されるスイッチとを含む充電回路と、充電器を制御する充電器制御部と、バッテリの状態を監視するバッテリ制御部と、バッテリからの電力の供給により駆動する走行用モータと、走行用モータとバッテリとの間に電力線により接続されるリレーと、外部電源からバッテリを充電する場合にリレーをオフし、走行用モータを駆動する場合にリレーをオンする車両制御部と、を備え、バッテリ制御部は、電圧信号がバッテリ制御部に入力された場合に起動するバッテリ制御部であって、バッテリ制御部の起動後に、バッテリの状態が充電可能条件を満たすか否かを判定するバッテリ状態判定手段と、バッテリ状態判定手段によりバッテリの状態が充電可能条件を満たすと判定された場合に、バッテリ制御部と信号線により接続されるスイッチをオンし、バッテリ制御部と信号線により接続される充電器制御部を起動させるスイッチ接続充電器制御部起動手段と、充電器制御部にバッテリ状態、またはバッテリ状態から算出されるバッテリに充電させるべき算出充電電力を表す充電電力決定用信号を送信する充電電力決定用信号送信手段と、を含み、充電器制御部は、充電電力決定用信号が表すバッテリ状態から算出されるバッテリに充電させるべき算出充電電力、または充電電力決定用信号が表す算出充電電力で外部電源からバッテリを充電させるように充電器を制御することを特徴とする電動車両である。
なお、スイッチは、例えば、システムリレーを含む。

また、本発明に係る電動車両において、好ましくは、バッテリは、複数のバッテリであり、バッテリ制御部は、それぞれのバッテリに対応し、充電器制御部と通信する複数のバッテリ制御部であり、スイッチは、それぞれのバッテリと充電器との間に電力線により接続される複数のスイッチであり、充電器制御部は、それぞれのバッテリ制御部から送信されるバッテリ状態から算出されるバッテリの算出充電電力、またはバッテリ制御部から送信される算出充電電力で外部電源からそれぞれのバッテリを充電させるように充電器を制御する。

また、本発明に係る電動車両において、好ましくは、複数のバッテリ制御部は、対応するバッテリの状態が充電可能条件を満たすか否かを判定し、複数のスイッチのうち、充電可能条件を満たすと判定されたバッテリに対応するスイッチのみをオンした後に、少なくとも１のバッテリ制御部が、充電器制御部に起動指令信号を送信する。

また、本発明に係る電動車両において、好ましくは、バッテリの外部電源からの充電時には、バッテリの状態を監視するバッテリ制御部と、充電器を制御する充電器制御部とを起動させ、バッテリ制御部及び充電器制御部を除く制御部は起動させない。

また、本発明に係る電動車両において、好ましくは、走行時に駆動するインバータまたは昇圧コンバータと、バッテリとの間に電力線により接続する走行時接続スイッチを備え、バッテリと充電器との間に電力線により接続されるスイッチである充電時接続スイッチの電流容量は、走行時接続スイッチの電流容量よりも小さくする。走行時接続スイッチは、例えばシステムリレーを含む。

また、本発明に係る電動車両において、好ましくは、走行時に駆動するインバータまたは昇圧コンバータとバッテリとの間に電力線により接続する走行時接続スイッチを備え、バッテリと充電器との間に電力線により接続されるスイッチである充電時接続スイッチの電流容量は、走行時接続スイッチの電流容量よりも小さくする構成において、好ましくは、充電時接続スイッチは、電流遮断機能を有するＭＯＳ−ＦＥＴと、ＭＯＳ−ＦＥＴに直列に接続されたシステムリレーとを含む。

また、本発明に係る電動車両において、走行時に駆動するインバータまたは昇圧コンバータとバッテリとの間に電力線により接続する走行時接続スイッチを備え、バッテリと充電器との間に電力線により接続されるスイッチである充電時接続スイッチの電流容量は、走行時接続スイッチの電流容量よりも小さくする構成において、好ましくは、外部電源からの充電時に、運転者が操作可能な起動スイッチがオンされたことを表す信号が入力された場合には、走行時接続スイッチをオンする一方、外部電源からの充電時に起動スイッチがオンされたことを表す信号が入力されない場合には、走行時接続スイッチをオンしない走行時接続スイッチ制御部を備える。

また、本発明に係る電動車両において、走行時に駆動するインバータまたは昇圧コンバータとバッテリとの間に電力線により接続する走行時接続スイッチを備え、バッテリと充電器との間に電力線により接続されるスイッチである充電時接続スイッチの電流容量は、走行時接続スイッチの電流容量よりも小さくする構成において、好ましくは、充電器の起動時に充電時接続スイッチが有するシステムリレーの溶着の有無を検知する溶着検知部を備える。

また、本発明に係る電動車両において、好ましくは、低圧バッテリを充電するための２個の電力変換部を備え、２個の電力変換部の一方の電力変換部は、充電器内に搭載され、外部電源からの充電時にのみ起動し、２個の電力変換部の他方の電力変換部は、車両の走行時にのみ起動し、一方の電力変換部の出力容量は、他方の電力変換部の出力容量よりも小さくし、外部電源からの充電時に運転者が操作可能な起動スイッチがオンされたことを表す信号が入力された場合には、他方の電力変換部を駆動し、一方の電力変換部の駆動を停止する電力変換部制御手段を備える。なお、電力変換部は、ＤＣ／ＤＣコンバータまたはＡＣ／ＤＣコンバータとする。

また、本発明に係る電動車両の充電制御方法は、外部電源から充電可能なバッテリと、バッテリに電力線により接続される充電器と、充電器とバッテリとの間に電力線により接続されるスイッチとを含む充電回路と、充電器を制御する充電器制御部と、バッテリの状態を監視するバッテリ制御部と、走行用モータとバッテリとの間に電力線により接続されるリレーと、外部電源からバッテリを充電する場合にリレーをオフし、走行用モータを駆動する場合にリレーをオンする車両制御部と、を備える電動車両の充電制御方法であって、電圧信号がバッテリ制御部に入力された場合にバッテリ制御部が起動するステップと、バッテリ制御部の起動後に、バッテリ制御部がバッテリの状態が充電可能条件を満たすか否かを判定するステップと、バッテリ制御部によりバッテリの状態が充電可能条件を満たすと判定された場合に、バッテリ制御部と信号線により接続されるスイッチをオンし、バッテリ制御部と信号線により接続される充電器制御部を起動させるステップと、バッテリ制御部が、充電器制御部にバッテリ状態、またはバッテリ状態から算出されるバッテリに充電させるべき算出充電電力を表す充電電力決定用信号を送信するステップと、充電器制御部が、充電電力決定用信号が表すバッテリ状態から算出されるバッテリに充電させるべき算出充電電力、または充電電力決定用信号が表す算出充電電力で外部電源からバッテリを充電させるように充電器を制御するステップと、を含むことを特徴とする電動車両の充電制御方法である。

また、本発明に係る電動車両の充電制御方法において、好ましくは、バッテリは、複数のバッテリであり、バッテリ制御部は、それぞれのバッテリに対応し、充電器制御部と通信する複数のバッテリ制御部であり、スイッチは、それぞれのバッテリと充電器との間に電力線により接続される複数のスイッチであり、充電器制御部が、それぞれのバッテリ制御部から送信されるバッテリ状態から算出されるバッテリの算出充電電力、またはバッテリ制御部から送信される算出充電電力で外部電源からそれぞれのバッテリを充電させるように充電器を制御するステップを含む。

また、本発明に係る電動車両の充電制御方法において、好ましくは、複数のバッテリ制御部は、対応するバッテリの状態が充電可能条件を満たすか否かを判定し、複数のスイッチのうち、充電可能条件を満たすと判定されたバッテリに対応するスイッチのみをオンした後に、少なくとも１のバッテリ制御部が、充電器制御部に起動指令信号を送信するステップを含む。

本発明に係る電動車両及び電動車両の充電制御方法によれば、外部電源から充電可能なバッテリと、充電器と、充電器を制御する充電器制御部と、バッテリの状態を監視するバッテリ制御部とを備える電動車両において、充電時のエネルギ損失を低減し、充電効率を向上させることができる。すなわち、本発明に係る電動車両によれば、充電時には、バッテリ制御部に電圧信号が入力された場合にバッテリ制御部が起動し、バッテリ状態判定手段によりバッテリの状態が充電可能条件を満たすと判定された場合に、スイッチ接続充電器制御部起動手段によりスイッチがオンされ、充電器制御部が起動され、充電器制御部は、充電電力決定用信号送信手段から送信されるバッテリ状態から算出される算出充電電力、または充電電力決定用信号送信手段から送信される算出充電電力で、外部電源からバッテリを充電させるように充電器を制御する。このため、外部電源からの充電時に不必要に充電器制御部が起動されるのを防止して、充電時のエネルギ損失を低減し、充電効率を向上させることができる。

また、本発明に係る電動車両によれば、走行用モータとバッテリとの間に電力線により接続されるリレーと、外部電源からバッテリを充電する場合にリレーをオフし、走行用モータを駆動する場合にリレーをオンする車両制御部とを備えるので、外部電源からの充電をより効率よく行える。すなわち、外部電源からの充電時には、バッテリ制御部に電圧信号が入力された場合にバッテリ制御部が起動し、バッテリ状態判定手段によりバッテリの状態が充電可能条件を満たすと判定された場合に充電器制御部が起動されるが、走行用モータとバッテリとの間に接続されるリレーはオフされるので、リレーよりも走行用モータ側に接続され、インバータを駆動する等の走行用モータ駆動用のシステムを起動させずに済む。このため、充電時の省電力化を図れ、充電効率を向上させることができる。一方、走行時には、走行用モータとバッテリとの間に接続されるリレーがオンされるので、バッテリからの電力を走行用モータ側に供給し、車両において、走行用モータを使用した走行を行える。

また、バッテリは、複数のバッテリであり、バッテリ制御部は、それぞれのバッテリに対応し、充電器制御部と通信する複数のバッテリ制御部であり、スイッチは、それぞれのバッテリと充電器との間に電力線により接続される複数のスイッチであり、充電器制御部は、それぞれのバッテリ制御部から送信されるバッテリ状態から算出されるバッテリの算出充電電力、またはバッテリ制御部から送信される算出充電電力で外部電源からそれぞれのバッテリを充電させるように充電器を制御する構成によれば、車両の走行時に複数のバッテリを同時に効率よく使用できる構成で、外部電源からの効率よい充電が可能となる。

また、本発明に係る電動車両において、走行時に駆動するインバータまたは昇圧コンバータとバッテリとの間に接続する走行時接続スイッチを備え、バッテリと充電器との間に電力線により接続されるスイッチである充電時接続スイッチの電流容量は、走行時接続スイッチの電流容量よりも小さくする構成において、好ましくは、充電時接続スイッチは、電流遮断機能を有するＭＯＳ−ＦＥＴと、ＭＯＳ−ＦＥＴに直列に接続されたシステムリレーとを含む構成によれば、電流遮断機能をシステムリレーに持たせずに済み、システムリレーの小型化と低損失化とにより、充電効率を向上させることができる。

また、本発明に係る電動車両において、走行時に駆動するインバータまたはＤＣ／ＤＣコンバータとバッテリとの間に接続する走行時接続スイッチを備え、バッテリと充電器との間に電力線により接続されるスイッチである充電時接続スイッチの電流容量は、走行時接続スイッチの電流容量よりも小さくする構成において、外部電源からの充電時に、運転者が操作可能な起動スイッチがオンされたことを表す信号が入力された場合には、走行時接続スイッチをオンする一方、外部電源からの充電時に起動スイッチがオンされたことを表す信号が入力されない場合には、走行時接続スイッチをオンしない走行時接続スイッチ制御手段を備える構成によれば、走行時に駆動する電動パワーステアリング装置等の車載装置に、充電中に高圧電圧が加わることを抑制できる。

［第１の発明の実施の形態］
以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１から図４は、本発明の実施の形態の第１例を示している。図１は、本実施の形態のハイブリッド車両の構成を示すブロック図である。図２は、図１の一部の構成の回路を示す図である。図３は、図２のパワーコントロールユニットを含む回路を示す図である。図４は、図２のバッテリＥＣＵの構成を詳しく示すブロック図である。図５は、本実施の形態のハイブリッド車両の充電制御方法を説明するためのフローチャートである。

なお、本実施の形態では、エンジンと走行用モータとのうち、少なくとも一方を走行用動力源として走行する電動車両であるハイブリッド車両に本発明の電動車両を適用する場合について説明する。ただし、本発明は、このような構成に限定するものではなく、電動車両を、走行用モータのみを走行用動力源として走行させる電気自動車とする場合でも適用できる。

図１に示すように、本実施の形態の電動車両であるハイブリッド車両１０は、エンジン１２と、第１モータジェネレータである、発電機（ＭＧ１）１４と、第２モータジェネレータである、走行用モータ（ＭＧ２）１６とを備え、発電機１４と走行用モータ１６とは、モータ制御部１８により駆動を制御する。

また、ハイブリッド車両１０は、車両制御部２０を備え、図示しないアクセル開度センサ、シフトレバーポジションセンサ、車速センサ等から入力される信号に基づいて、エンジン１２に制御信号を出力するとともに、モータ制御部１８に、発電機１４と走行用モータ１６とに出力するためのトルク指令値に対応する信号を出力する。そして、エンジン１２と走行用モータ１６とのうち、少なくとも一方を走行用動力源として、図示しない車輪を駆動する。発電機１４は、３相交流モータであり、エンジン１２始動用モータとしても使用可能である。また、走行用モータ１６は、３相交流モータであり、かつ、発電機、すなわち電力回生用としても使用可能である。なお、本明細書及び特許請求の範囲全体において、「走行用モータ」と「発電機」とは便宜上区別しているが、本実施の形態では、いずれも双方の機能を有するモータジェネレータである。ただし、本発明において、「走行用モータ」は、モータのみの機能を有するものも使用できる。

また、発電機１４および走行用モータ１６の駆動状態は、モータ制御部１８により、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）２２を介して制御している。図３に示すように、パワーコントロールユニット２２は、昇降圧コンバータ２４を有する。すなわち、パワーコントロールユニット２２は、発電機用インバータ（ＭＧ１用インバータ）２６と、走行モータ用インバータ（ＭＧ２用インバータ）２８と、昇降圧コンバータ２４と、第１コンデンサ３０及び第２コンデンサ３２とを有する。また、高圧バッテリ３６と第１コンデンサの両端との間を接続する正極線及び負極線にそれぞれ走行時接続スイッチであり、車両制御部２０またはモータ制御部１８に開閉を制御されるリレー３４を接続している。モータ制御部１８（図１）は、インバータ２６，２８に、発電機１４及び走行用モータ１６の駆動制御信号をそれぞれ出力し、それぞれのインバータ２６，２８は、駆動制御信号に基づいて発電機１４及び走行用モータ１６のそれぞれを駆動する。

昇降圧コンバータ２４は、ハイブリッド車両１０（図１）に搭載する高圧バッテリ３６から、第１コンデンサ３０を介して供給された直流電圧を昇圧して、第２コンデンサ３２に供給可能としている。リレー３４は、モータ制御部１８または車両制御部２０（図１）からの信号によりオンまたはオフされる。

また、昇降圧コンバータ２４は、モータ制御部１８（図１）からの信号に対応して、図示しないトランジスタ等のスイッチング素子のオン時間とオフ時間とに対応して、直流電圧を昇圧し、第２コンデンサ３２に供給する機能を有する。第２コンデンサ３２は、昇降圧コンバータ２４からの直流電圧を平滑化し、平滑化した直流電圧を、発電機用インバータ２６と走行モータ用インバータ２８とに供給する。

発電機用インバータ２６は、第２コンデンサ３２からの直流電圧が供給されると、モータ制御部１８（図１）からのトルク指令値に対応する信号に基づいて、直流電圧を交流電圧に変換して発電機１４を駆動する。また、走行モータ用インバータ２８は、第２コンデンサ３２からの直流電圧が供給されると、モータ制御部１８からのトルク指令値に対応する信号に基づいて、直流電圧を交流電圧に変換して走行用モータ１６を駆動する。

一方、発電機用インバータ２６は、発電機１４により発電した交流電圧をモータ制御部１８（図１）からの信号に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を、第２コンデンサ３２を介して昇降圧コンバータ２４に供給する。また、走行モータ用インバータ２８は、ハイブリッド車両１０（図１）の回生制動時に、走行用モータ１６により発電した交流電圧をモータ制御部１８からの信号に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を、第２コンデンサ３２を介して昇降圧コンバータ２４に供給する。このように昇降圧コンバータ２４に供給された直流電圧は、第１コンデンサ３０を介して高圧バッテリ３６に供給され、高圧バッテリ３６が充電される。図１に示すように、エンジン１２と、車両制御部２０と、モータ制御部１８と、パワーコントロールユニット２２とは、それぞれ信号線１０８により接続している。

図１、図２に示すように、高圧バッテリ３６は、商用電源であり、かつ、交流電源である外部電源３８（図２）からも充電可能としている。すなわち、高圧バッテリ３６は、走行用モータ１６に電力を供給可能で、かつ、外部電源３８からの充電を可能とする。高圧バッテリ３６の電圧は、例えば、２００Ｖ等である。

また、図１に示すように、本実施の形態のハイブリッド車両１０は、充電回路４０と、高圧バッテリ３６の状態を監視するバッテリ制御部であるバッテリＥＣＵ４２と、補機用の低圧バッテリ４４（図２）とを備える。また、充電回路４０は、外部電源３８（図２）に接続可能なプラグ４６と、プラグ４６が接続された高圧系ケーブル４８と、高圧系ケーブル４８に接続された充電コネクタ５０と、充電コネクタ５０と接続可能な充電口である充電インレット５１（図２）と、充電インレット５１に接続される充電器ユニット５２と、高圧バッテリ３６と充電器ユニット５２との間に接続される充電時接続スイッチ５４とを有する。図１に示すように、パワーコントロールユニット２２と、発電機１４及び走行用モータ１６との間、及び、パワーコントロールユニット２２、リレー３４、高圧バッテリ３６、充電時接続スイッチ５４及び充電器ユニット５２の間、充電器ユニット５２と充電インレット５１との間、充電コネクタ５０とプラグ４６との間は、それぞれパワーラインと呼ばれる電力線１０６により接続している。高圧系ケーブル４８は、電力線１０６を構成する。

図２に示すように、充電コネクタ５０は、車体５６に設置される充電インレット５１に接続されたときに、車体５６から外部に導出した高圧系ケーブル４８とプラグ４６とを介して外部電源３８と接続される。ここで、充電インレット５１は、車両外部の外部電源３８から充電電力を受電するための電力インターフェースである。また、充電コネクタ５０は、外部電源３８と接続された場合に電圧信号であるＣＰＬＴをバッテリＥＣＵ４２に出力する。ここで、ＣＰＬＴは、ＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）５８が有するＣＰＬＴ生成部、例えばコントロールパイロット回路（図示せず）により生成される電圧信号で、充電コネクタ５０を介してバッテリＥＣＵ４２に出力され、バッテリＥＣＵ４２のＩ／Ｏに入力されることにより、バッテリＥＣＵ４２のＩ／Ｏに電圧が印加され、スイッチ接続充電器ＥＣＵ起動手段７０（図４）を含むバッテリＥＣＵ４２が起動する。ＣＣＩＤ５８は、漏電検出手段も有する。なお、ＣＣＩＤ５８でＣＰＬＴを生成せず、充電コネクタ５０によりＣＰＬＴを直接生成することもできる。このため、ＣＣＩＤ５８または充電コネクタ５０は、ＣＰＬＴ生成部を有し、ＣＰＬＴ生成部は、外部電源３８とプラグ４６とが接続された場合に外部電源３８から電力を供給されることにより動作し、ＣＰＬＴを発生する機能を有する。ＣＰＬＴ生成部は、充電コネクタ５０が充電インレット５１に接続された場合に、充電ケーブル毎に定められる定格電流に基づいて設定されるデューティサイクル（発振周期に対するオンデューティ幅の比）でＣＰＬＴを発振させ、バッテリＥＣＵ４２に定格電流を通知するようにすることもできる。ＣＣＩＤ５８と充電コネクタ５０とは図示しない信号線で接続され、ＣＣＩＤ５８から送信されるＣＰＬＴを充電コネクタ５０、充電インレット５１を介してバッテリＥＣＵ４２に出力する。なお、本実施の形態とは別の実施の形態として、ＣＣＩＤ５８を車両に内蔵し、プラグ４６を接続した高圧系ケーブル４８の車両への引き込み及び引き出しを可能とし、ＣＣＩＤ５８からバッテリＥＣＵ４２にＣＰＬＴを出力する電動車両において、本実施の形態と同様の構成を採用することもできる。この場合、充電コネクタ５０及び充電インレット５１を省略し、ＣＣＩＤ５８を充電器ユニット５２に電力線を介して接続することもできる。例えば、電動車両では、高圧系ケーブル４８の巻き取り、または引き込みを可能とする収容部を車体に設けることもできる。充電時には、高圧系ケーブル４８を車体から外側に引き出し、プラグ４６を外部電源３８に接続する。

また、本実施の形態において、充電器ユニット５２は、充電器６０と、充電器６０を制御する充電器制御部である充電器ＥＣＵ６２とを有し、充電コネクタ５０と充電器６０とを電力線１０６を構成する高圧系ケーブル６４により接続している。充電器６０は、充電コネクタ５０から入力される交流電流を直流電流に変換する、図示しないＡＣ／ＤＣコンバータを有する。

また、充電時接続スイッチ５４は、互いに並列に接続された２個のシステムリレーＳ１ａ，Ｓ１ｂと、各システムリレーＳ１ａ，Ｓ１ｂに対し直列に接続された電流遮断機能を有する半導体スイッチング素子Ｍ１と、を備える。２個のシステムリレーＳ１ａ，Ｓ１ｂの片側のシステムリレーＳ１ａには抵抗を直列に接続している。２個のシステムリレーＳ１ａ，Ｓ１ｂは、例えば一方のみを接続し、他方を遮断する。また、半導体スイッチング素子Ｍ１は、例えばＭＯＳ−ＦＥＴであり、電流遮断用として使用し、各システムリレーＳ１ａ，Ｓ１ｂは物理的な回路の切り離し用として使用する。充電時接続スイッチ５４は、バッテリＥＣＵ４２から接続指令信号が入力されることにより、２個のシステムリレーＳ１ａ，Ｓ１ｂの一方のシステムリレーＳ１ａ（またはＳ１ｂ）と、半導体スイッチング素子Ｍ１とを接続する。

また、バッテリＥＣＵ４２は、充電コネクタ５０と、充電時接続スイッチ５４と、高圧バッテリ３６と、充電器ＥＣＵ６２とにそれぞれ低圧系ケーブルである信号線１１６，１１２，１１０，１１４により接続される。バッテリＥＣＵ４２は、起動後に、高圧バッテリ３６側に設けたセンサから、高圧バッテリ３６の温度、電流値、電圧値等を表す検知信号が入力され、入力された検知信号からバッテリの状態であり、高圧バッテリ３６の充電量であるＳＯＣ（state of charge）を推定し、監視する。ＳＯＣは、高圧バッテリ３６での満充電量に対する現在の充電量の割合を表し、例えばその単位を％として規定する。また、バッテリＥＣＵ４２は、高圧バッテリ３６の状態、例えばＳＯＣや高圧バッテリ３６の温度、高圧バッテリ３６の漏電の有無等の状態が、予め設定される充電可能条件を満たすと判定した場合に、充電時接続スイッチ５４に接続指令信号を出力することにより、充電時接続スイッチ５４を接続し、充電器ＥＣＵ６２を起動し、充電器ＥＣＵ６２にバッテリ状態を表す信号を送信する。すなわち、図４に示すように、バッテリＥＣＵ４２は、バッテリ状態判定手段６８と、スイッチ接続充電器ＥＣＵ起動手段７０と、充電電力決定用信号送信手段７２とを有する。

図２に示すように、バッテリＥＣＵ４２は、充電コネクタ５０から充電インレット５１を介してＣＰＬＴがバッテリＥＣＵ４２に入力され、バッテリＥＣＵ４２に電圧が印加されることにより起動し、バッテリＥＣＵ４２の起動後には、充電コネクタ５０の代わりに、低圧バッテリ４４から電力の給電を受ける。すなわち、外部電源３８にプラグ４６が接続され、充電コネクタ５０が充電インレット５１に挿入される、すなわち接続された場合に、充電コネクタ５０が送信するＣＰＬＴをトリガにして、車両の走行時にも起動するバッテリＥＣＵ４２が起動する。低圧バッテリ４４の電圧は、例えば１２Ｖ等であり、高圧バッテリ３６の電圧よりも低い。また、低圧バッテリ４４の正極線及び負極線は、パワーコントロールユニット２２と高圧バッテリ３６との間に、ＤＣ／ＤＣコンバータ６９を介して接続している。ＤＣ／ＤＣコンバータ６９の電力容量は、昇降圧コンバータ２４の電力容量よりも小さくしている。逆にいうと、昇降圧コンバータ２４を構成するトランジスタ等のスイッチング素子は、昇降圧コンバータ２４に同時に接続し電力を供給する機器の数がＤＣ／ＤＣコンバータ６９の場合よりも多くなる使用に耐えられる性能を有するものを使用する。また、図２に示すＤＣ／ＤＣコンバータ６９は、２００Ｖ等の高圧バッテリ３６から供給される直流電圧を１２Ｖ等の直流電圧に変換して低圧バッテリ４４に供給可能とする。これに対して、図３に示す昇降圧コンバータ２４は、２００Ｖ等の高圧バッテリ３６から供給される直流電圧を、例えば、２００Ｖから６５０Ｖ等の高圧の大きい範囲の直流電圧に変換して走行用モータ１６等の負荷に供給可能とする。

また、バッテリ状態判定手段６８（図４）は、バッテリＥＣＵ４２の起動後に、高圧バッテリ３６の状態を監視し、高圧バッテリ３６の状態が予め設定された充電可能条件のすべてを満たすか否かを判定する。例えば、充電可能条件は、高圧バッテリ３６が漏電しておらず、高圧バッテリ３６の温度が基準とする範囲内であり、高圧バッテリ３６のＳＯＣが基準とする範囲内であり、高圧バッテリ３６が正常に機能すること等である。

スイッチ接続充電器ＥＣＵ起動手段７０は、バッテリ状態判定手段６８によりバッテリ状態が充電可能条件のすべてを満たすと判定された場合に、充電時接続スイッチ５４に接続指令信号を出力することにより、充電時接続スイッチ５４を接続し、充電器ＥＣＵ６２を起動させる。充電器ＥＣＵ６２は、高圧バッテリ３６からの電圧により駆動される高圧系ＥＣＵである。

また、充電電力決定用信号送信手段７２（図４）は、バッテリ状態である、高圧バッテリ３６のＳＯＣの推定値を表す充電電力決定用信号を充電器ＥＣＵ６２に送信する。なお、バッテリＥＣＵ４２は、車両の走行時に起動しているＥＣＵ（electric control unit）であり、走行時の高圧バッテリ３６の情報を有する、すなわち走行時の高圧バッテリ３６の状態を記憶部に記憶させている。これに対して、充電器ＥＣＵ６２は、車両の走行中には起動しない。すなわち、高圧バッテリ３６の外部電源３８からの充電時には、車両側において、バッテリＥＣＵ４２と充電器ＥＣＵとを起動させ、バッテリＥＣＵ４２及び充電器ＥＣＵ６２を除く制御部であるＥＣＵは起動させない。

充電器ＥＣＵ６２は、バッテリＥＣＵ４２により起動されると、充電電力決定用信号送信手段７２（図４）から送信される充電電力決定用信号が表す高圧バッテリ３６のＳＯＣから高圧バッテリ３６に充電すべき電力である、算出充電電力を算出する、すなわち決定する。充電器ＥＣＵ６２は、高圧バッテリ３６の算出充電電力を決定する場合に、高圧バッテリ３６のＳＯＣと、高圧バッテリ３６の温度とから算出充電電力を決定することもできる。また、充電器ＥＣＵ６２は、決定した算出充電電力で外部電源３８から高圧バッテリ３６を充電させるように、充電器６０が有するＡＣ／ＤＣコンバータを制御する。また、車両制御部２０（図１）は、外部電源３８から高圧バッテリ３６を充電する場合にリレー３４（図１から図３）をオフし、走行用モータ１６を駆動する場合にリレー３４をオンするようにリレー３４を制御する。例えば、車両制御部２０は、車両の起動時、すなわち、イグニッションスイッチに対応する図示しない起動スイッチのオン時にリレー３４を接続する。また、図１に示すように、バッテリＥＣＵ４２と高圧バッテリ３６との間は信号線１１０により接続し、バッテリＥＣＵ４２と充電時接続スイッチ５４との間は信号線１１２により接続し、バッテリＥＣＵ４２と充電器ＥＣＵとの間は信号線１１４により接続し、バッテリＥＣＵ４２と充電コネクタ５０との間は信号線１１６により接続している。

このようなハイブリッド車両１０では、図５のフローチャートを用いて説明する、充電制御方法により高圧バッテリ３６の外部からの充電である外部充電を制御する。なお、以下の説明では、図１から図４に示した要素と同一の要素には同一の符号を付して説明する。図５のフローチャートで示すように、外部充電時には、まず、ステップＳ１で、充電コネクタ５０と外部電源３８とが接続されると、ＣＣＩＤ５８または充電コネクタ５０が有するＣＰＬＴ生成部によりＣＰＬＴが生成される。次いで、ステップＳ２で、充電インレット５１に充電コネクタ５０が接続されると、充電コネクタ５０から充電インレット５１を介して、バッテリＥＣＵ４２に信号線１１６を通じて電圧信号であるＣＰＬＴが出力される。

また、ステップＳ２で、バッテリＥＣＵ４２は、充電コネクタ５０から出力されるＣＰＬＴがバッテリＥＣＵ４２に入力されると起動する。また、ステップＳ３で、バッテリ状態判定手段６８は、バッテリＥＣＵ４２の起動後に、信号線１１０を通じて高圧バッテリ３６から送信される信号に基づいて高圧バッテリ３６の状態が充電可能条件のすべてを満たすか否かを判定する。また、ステップＳ４で、スイッチ接続充電器ＥＣＵ起動手段７０は、バッテリ状態判定手段６８により充電可能条件のすべてを満たすと判定された場合に、充電時接続スイッチ５４に信号線１１２により接続指令信号を送信し、充電時接続スイッチ５４を接続させ、充電器ＥＣＵ６２に信号線１１４により起動指令信号を送信し、充電器ＥＣＵ６２を起動させる。

また、ステップＳ５で、充電電力決定用信号送信手段７２は、バッテリＥＣＵ４２から充電器ＥＣＵ６２にバッテリ状態である、高圧バッテリ３６のＳＯＣを表す充電電力決定用信号を信号線１１４により送信する。そして、ステップＳ６で、充電器ＥＣＵ６２は、充電電力決定用信号が表す高圧バッテリ３６のＳＯＣから高圧バッテリ３６で充電すべき充電電力である算出充電電力を算出し、ステップＳ７で、充電器ＥＣＵ６２は、算出した算出充電電力で外部電源３８から高圧バッテリ３６を充電させるように、充電器６０を制御する。すなわち、算出充電電力で高圧バッテリ３６を充電できた場合には、充電器ＥＣＵ６２は、外部電源３８から高圧バッテリ３６側に入力される電流を、充電器６０が有するＡＣ／ＤＣコンバータで遮断する。

このような本実施の形態のハイブリッド車両及びハイブリッド車両の充電制御方法によれば、外部電源３８から充電可能なバッテリ３６と、充電器６０と、充電器６０を制御する充電器ＥＣＵ６２と、高圧バッテリ３６の状態を監視するバッテリＥＣＵ４２とを備えるハイブリッド車両において、充電時のエネルギ損失を低減し、充電効率を向上させることができる。すなわち、本実施の形態のハイブリッド車両によれば、充電時には、充電コネクタ５０からバッテリＥＣＵ４２に電圧信号であるＣＰＬＴが入力された場合にバッテリＥＣＵ４２が起動し、バッテリ状態判定手段６８により高圧バッテリ３６の状態が充電可能条件を満たすと判定された場合に、スイッチ接続充電器制御部起動手段７０により充電時接続スイッチ５４がオンされ、充電器ＥＣＵ６２が起動される。また、充電器ＥＣＵ６２は、充電電力決定用信号送信手段７２から送信されるＳＯＣから算出される高圧バッテリ３６の算出充電電力で、外部電源３８から高圧バッテリ３６を充電させるように充電器６０を制御する。このため、外部電源３８からの充電時に不必要に充電器ＥＣＵ６２が起動されるのを防止して、充電時のエネルギ損失を低減し、充電効率を向上させることができる。

また、本実施の形態のハイブリッド車両によれば、走行用モータ１６と高圧バッテリ３６との間に電力線により接続されるリレー３４と、外部電源３８から高圧バッテリ３６を充電する場合にリレー３４をオフし、走行用モータ１６を駆動する場合にリレー３４をオンする車両制御部２０とを備える。このため、外部電源３８からの充電をより効率よく行える。すなわち、外部電源３８からの充電時には、充電コネクタ５０からバッテリＥＣＵ４２に電圧信号であるＣＰＬＴが入力された場合にバッテリＥＣＵ４２が起動し、バッテリ状態判定手段６８により高圧バッテリ３６の状態が充電可能条件を満たすと判定された場合に充電器ＥＣＵ６２が起動されるが、走行用モータ１６と高圧バッテリ３６との間に接続されるリレー３４はオフされる。このため、リレー３４よりも走行用モータ１６側に接続され、昇降圧コンバータ２４、インバータ２６，２８を駆動する等の走行用モータ１６駆動用のシステムを起動させずに済む。このため、充電時の省電力化を図れ、充電効率を向上させることができる。一方、走行時には、走行用モータ１６と高圧バッテリ３６との間に接続されるリレー３４がオンされるので、高圧バッテリ３６からの電力を走行用モータ１６側に供給し、車両において、走行用モータ１６を使用した走行を行える。また、外部電源３８からの充電時に、外部電源３８からの電圧を変換するために、走行時に使用しない電力容量の小さいＡＣ／ＤＣコンバータを使用すればよく、走行時に使用する昇降圧コンバータ２４（図３）等を使用せずに済む。このため、充電時のエネルギ消費の低減を図れ、充電を効率よく行える。

また、充電時接続スイッチ５４は、システムリレーＳ１ａ，Ｓ１ｂと、システムリレーＳ１ａ，Ｓ１ｂに対し直列に接続された電流遮断機能を有する半導体スイッチング素子Ｍ１とを備えるので、電流遮断機能をシステムリレーＳ１ａ，Ｓ１ｂに持たせずに済み、システムリレーＳ１ａ，Ｓ１ｂの小型化と低損失化とにより、充電効率を向上させることができる。

［第２の発明の実施の形態］
図６は、本発明の第２の実施の形態のハイブリッド車両の充電制御方法を説明するためのフローチャートである。上記の第１の実施の形態では、図１を参照するように、バッテリＥＣＵ４２が、充電器ＥＣＵ６２にバッテリ状態である高圧バッテリ３６のＳＯＣを表す信号を送信し、充電器ＥＣＵ６２が、高圧バッテリ３６のＳＯＣから高圧バッテリ３６の算出充電電力を算出し、算出充電電力で高圧バッテリ３６を充電させるように充電器６０を制御する場合を説明した。なお、以下の説明では、上記の図１から図４に示した要素と同等の要素には同一の符号を付して説明する。

本実施の形態では、図６に示すように、ステップＳ４でバッテリＥＣＵ４２のスイッチ接続充電器ＥＣＵ起動手段７０が充電器ＥＣＵ６２を起動させると、ステップＳ５で、スイッチ接続充電器ＥＣＵ起動手段７０は、高圧バッテリ３６のＳＯＣから高圧バッテリ３６で充電すべき充電電力である算出充電電力を算出し、算出充電電力を表す充電電力決定用信号を充電器ＥＣＵ６２に送信する。

ステップＳ６で、充電器ＥＣＵ６２は、充電電力決定用信号が表す算出充電電力で高圧バッテリ３６を充電させるように充電器６０を制御する。このように算出充電電力の算出は、充電器ＥＣＵ６２ではなく、バッテリＥＣＵ４２により実行させることもできる。その他の構成及び作用については、上記の第１の実施の形態と同様であるため、重複する図示及び説明を省略する。なお、本実施の形態において、バッテリＥＣＵ４２が、高圧バッテリ３６が充電可能条件を満たすと判定した後、バッテリＥＣＵ４２が充電器ＥＣＵ６２を起動させる前に、バッテリＥＣＵ４２により算出充電電力を算出する構成とすることもできる。

［第３の発明の実施の形態］
図７は、本発明の第３の実施の形態において、ハイブリッド車両の一部の構成の回路を示す図である。図８は、図７の一部の回路において、信号送受信経路を説明するための図である。

本実施の形態のハイブリッド車両は、走行用モータ１６及び発電機１４の駆動用として、複数の高圧バッテリ３６，７４，７６を搭載している。複数の高圧バッテリ３６，７４，７６のうち、２個の高圧バッテリ３６，７４は、車両メーカー側においてハイブリッド車両に標準装備として搭載するバッテリであり、残りの１個の高圧バッテリ７６は、ユーザーが車両にオプションとして搭載することが選択可能なオプションバッテリである。以下の説明では、ハイブリッド車両に３個の高圧バッテリ３６，７４，７６を搭載する場合を説明するが、２個の高圧バッテリ、または４個以上の高圧バッテリを車両に搭載する場合でも同様に実施できる。

車両の走行時には、複数の高圧バッテリ３６，７４，７６から昇降圧コンバータ２４を介して走行用モータ１６または発電機１４に電力を、複数の高圧バッテリ３６，７４，７６で同時または選択的に供給可能とする。また、本実施の形態のハイブリッド車両は、各高圧バッテリ３６，７４，７６と充電器６０との間に接続された複数の充電時接続スイッチ５４，７８，８０と、各高圧バッテリ３６，７４，７６を制御するバッテリ制御部である複数のバッテリＥＣＵ４２，８２，８４とを備える。各充電時接続スイッチは、上記の第１の実施の形態の場合と同様に、２個ずつのシステムリレーＳ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ，Ｓ３ａ，Ｓ３ｂと半導体スイッチング素子Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３とを有する。各バッテリＥＣＵ４２，８２，８４は、上記の図４に示した第１の実施の形態の場合と同様に、バッテリ状態判定手段６８と、スイッチ接続充電器ＥＣＵ起動手段７０と、充電電力決定用信号送信手段７２とを有する。また、低圧バッテリ４４により複数のバッテリＥＣＵ４２，８２，８４に電力を供給可能としている。

また、各バッテリＥＣＵ４２，８２，８４は、それぞれの高圧バッテリ３６，７４，７６に対応し、充電器ＥＣＵ６２と通信する。各バッテリ状態判定手段６８（図４参照）は、対応する高圧バッテリ３６，７４，７６の状態が充電可能条件のすべてを満たすか否かを判定する。また、各スイッチ接続充電器ＥＣＵ起動手段７０は、バッテリ状態判定手段６８により、複数の充電時接続スイッチ５４，７８，８０のうち、充電可能条件のすべてを満たすと判定された、高圧バッテリ３６，７４，７６に対応する充電時接続スイッチ５４，７８，８０のみを接続した後に、少なくとも１のバッテリＥＣＵ４２，８２，８４が有するスイッチ接続充電器ＥＣＵ起動手段７０が、充電器ＥＣＵ６２に起動指令信号を送信し、充電器ＥＣＵ６２を起動させる。充電器ＥＣＵ６２は、それぞれのバッテリＥＣＵ４２，８２，８４から送信される信号が表すバッテリ状態である高圧バッテリ３６，７４，７６のＳＯＣから、それぞれの高圧バッテリ３６，７４，７６の算出充電電力を算出し、算出充電電力で外部電源３８からそれぞれの高圧バッテリ３６，７４，７６を充電させるように充電器６０を制御する。

このようなハイブリッド車両の充電制御方法では、上記の図５に示した第１の実施の形態と同様に、充電コネクタ５０から複数のバッテリＥＣＵ４２，８２，８４のそれぞれに、電圧信号であるＣＰＬＴ（図２参照）が出力される。

また、各バッテリＥＣＵ４２，８２，８４が有するバッテリＥＣＵ４２，８２，８４（図４参照）に、充電コネクタ５０からＣＰＬＴが入力されると、各バッテリＥＣＵ４２，８２，８４が起動する。また、バッテリ状態判定手段６８は、バッテリＥＣＵ４２，８２，８４の起動後に、対応する高圧バッテリ３６，７４，７６の状態が充電可能条件のすべてを満たすか否かを判定し、充電可能条件のすべてを満たすと判定された場合に、対応するスイッチ接続充電器ＥＣＵ起動手段７０が、充電可能条件を満たすと判定された、高圧バッテリ３６，７４，７６に対応する充電時接続スイッチ５４，７８，８０のみに接続指令信号を送信し、充電時接続スイッチ５４，７８，８０を接続させた後に、少なくとも１のスイッチ接続充電器ＥＣＵ起動手段７０が、充電器ＥＣＵ６２に起動指令信号を送信し、充電器ＥＣＵ６２を起動させる。この場合、充電器ＥＣＵ６２は、いずれかのバッテリＥＣＵ４２，８２，８４から最先に送信される起動指令信号により起動する構成とすればよく、複数のスイッチ接続充電器ＥＣＵ起動手段７０のすべてが起動指令信号を送信した場合に、充電器ＥＣＵ６２は、最先に送信される起動指令信号を受信した場合に起動する構成としてもよい。

また、充電可能条件を満たすと判定された高圧バッテリ３６，７４，７６に対応するバッテリＥＣＵ４２，８２，８４が有する、充電電力決定用信号送信手段７２（図４）は、バッテリＥＣＵ４２，８２，８４から充電器ＥＣＵ６２にバッテリ状態である、高圧バッテリ３６，７４，７６のＳＯＣを表す信号を送信する。そして、充電器ＥＣＵ６２は、高圧バッテリ３６，７４，７６のＳＯＣから高圧バッテリ３６，７４，７６の算出充電電力を算出し、算出充電電力で外部電源３８から充電可能条件を満たす高圧バッテリ３６，７４，７６を充電させるように、充電器６０を制御する。

このような本実施の形態によれば、複数のバッテリＥＣＵ４２，８２，８４は、複数の高圧バッテリ３６，７４，７６のそれぞれに対応し、充電器ＥＣＵ６２と通信し、充電時接続スイッチ５４，７８，８０は、それぞれの高圧バッテリ３６，７４，７６と充電器６０との間に接続される。また、充電器ＥＣＵ６２は、充電可能条件を満たすと判定された高圧バッテリ３６，７４，７６に対応する、バッテリＥＣＵ４２，８２，８４から送信される充電電力決定用信号が表すバッテリ状態から、それぞれの高圧バッテリ３６，７４，７６の算出充電電力を算出し、算出充電電力で外部電源３８から充電可能条件を満たす高圧バッテリ３６，７４，７６を充電させるように充電器６０を制御する。このため、ハイブリッド車両の走行時に複数の高圧バッテリ３６，７４，７６を同時に効率よく使用できる構成で、外部電源３８からの効率よい充電が可能となる。その他の構成及び作用については、上記の図１から図５に示した第１の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する図示及び説明を省略する。

なお、本実施の形態において、各バッテリＥＣＵ４２，８２，８４のすべてが、対応する高圧バッテリ３６，７４，７６のバッテリ状態を監視せず、かつ、充電時接続スイッチ５４，７８，８０を接続せず、かつ、充電器ＥＣＵ６２を起動させず、充電器ＥＣＵ６２にバッテリ状態を表す信号を送信しない構成とすることもできる。この場合には、例えば、複数のバッテリＥＣＵ４２，８２，８４の１個のバッテリＥＣＵ４２に残りの２個のバッテリＥＣＵ８２，８４をＣＡＮｂｕｓネットワークで接続し、１個のバッテリＥＣＵ４２が残りのバッテリＥＣＵ８２，８４を統合制御するようにすることもできる。この場合、各バッテリＥＣＵ４２，８２，８４に走行時の高圧バッテリ３６，７４，７６のバッテリ状態を履歴として記憶させ、１個のバッテリＥＣＵ４２が残りの２個のバッテリＥＣＵ８２，８４の履歴を読み出す。１個のバッテリＥＣＵ４２は、その履歴に基づいて、充電可能な高圧バッテリ３６，７４，７６を選択し、選択された高圧バッテリ３６，７４，７６に対応する充電時接続スイッチ５４，７８，８０を接続し、充電器ＥＣＵ６２を起動させる。１個のバッテリＥＣＵ４２，８２，８４は、選択された高圧バッテリ３６，７４，７６のバッテリ状態の履歴を表す信号を充電器ＥＣＵ６２に送信し、充電器ＥＣＵ６２は、決定した充電電力で、外部電源３８から、選択された高圧バッテリ３６，７４，７６を充電させるように充電器６０を制御する。このような構成の場合も、本実施の形態の場合と同様に、外部電源３８からの効率よい充電が可能となる。

［第４の発明の実施の形態］
図９は、本発明の第４の実施の形態において、ハイブリッド車両の一部の構成の回路を示す図である。図１０は、本実施の形態において、各バッテリＥＣＵの構成を示すブロック図である。

本実施の形態では、上記の図７から図８に示した第３の実施の形態において、昇降圧コンバータ２４と複数の高圧バッテリ３６，７４，７６との間に、車両の起動時、すなわち、イグニッションスイッチに対応する図示しない起動スイッチのオン時に接続する、走行時接続スイッチ８６を接続している。図示の例では、走行時接続スイッチ８６は、各高圧バッテリ３６，７４，７６と充電器ユニット５２との間に接続した充電時接続スイッチ５４，７８，８０を構成する半導体スイッチング素子Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ，Ｓ３ａ，Ｓ３ｂと同様に、各高圧バッテリ３６，７４，７６の正極側または負極側とパワーコントロールユニット２２との間に接続したシステムリレーＳＡ，ＳＢを有する。また、各高圧バッテリ３６，７４，７６の負極側または正極側とパワーコントロールユニット２２との間にシステムリレーＳＣを接続している。また、充電時接続スイッチ５４，７８，８０の電流容量は、走行時接続スイッチ８６の電流容量よりも小さくしている。また、車両制御部２０（図１参照）は、外部電源３８（図２参照）から高圧バッテリ３６，７４，７６を充電する場合にリレーである、走行時接続スイッチ８６をオフし、走行用モータ１６（図１等参照）を駆動する場合に走行時接続スイッチ８６をオンするように走行時接続スイッチ８６を制御する。

また、低圧バッテリ４４にＤＣ／ＤＣコンバータ６９を接続し、車両走行時等、発電機１４または走行用モータ１６（図１等参照）からインバータ２６，２８（図３参照）を介して供給される高圧電圧がＤＣ／ＤＣコンバータ６９で降圧された後、低圧バッテリ４４に供給され、充電されるようにしている。また、低圧バッテリ４４に充電器６０が有するＡＣ／ＤＣコンバータ８８を接続し、外部電源３８（図２参照）からの高圧バッテリ３６，７４，７６の充電時に、外部電源３８からの電圧がＡＣ／ＤＣコンバータ８８で降圧された後、低圧バッテリ４４に供給され、充電されるようにしている。

ＡＣ／ＤＣコンバータ８８の出力電力容量は、昇降圧コンバータ２４（図３参照）の出力電力容量よりも小さくしている。すなわち、昇降圧コンバータ２４を構成するトランジスタ等のスイッチング素子は、昇降圧コンバータ２４に同時に接続し電力を供給する機器の数がＡＣ／ＤＣコンバータ８８の場合よりも多くなる使用に耐えられる性能を有するものを使用する。これに対して、ＡＣ／ＤＣコンバータ８８は電力を供給する機器の数が、昇降圧コンバータ２４の場合よりも少なく、電力容量が昇降圧コンバータ２４よりも低いものを使用する。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ８８は、外部電源３８から供給される１００Ｖ等の高い交流電圧を、１２Ｖ等の低い直流電圧に変換し、低圧バッテリ４４に供給する。すなわち、本実施の形態のハイブリッド車両は、低圧バッテリ４４を充電するための２個の電力変換部である、ＡＣ／ＤＣコンバータ８８と、昇降圧コンバータ２４とを備える。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ８８は、充電器６０内に搭載され、外部電源３８からの充電時にのみ起動する。また、昇降圧コンバータ２４は、車両の走行時にのみ起動する。

また、車両制御部２０（図１参照）は、図示しない走行時接続スイッチ制御手段と、溶着検知手段とを有する。なお、以下の説明では、図９と同一の要素には同一の符号を付して説明する。走行時接続スイッチ制御手段は、外部電源３８（図２参照）からの充電時に、運転者が操作可能な起動スイッチ（図示せず）がオンされたことを表す信号が入力された場合には、走行時接続スイッチ８６を接続する、すなわちオンする一方、外部電源３８からの充電時に起動スイッチがオンされたことを表す信号が入力されない場合には、走行時接続スイッチ８６を接続しない、すなわちオフする。

また、溶着検知手段は、充電器６０の起動時に、各充電時接続スイッチ７８が有するシステムリレーＳ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ，Ｓ３ａ，Ｓ３ｂの溶着の有無を検知する。例えば、溶着検知手段は、対応する充電時接続スイッチ５４，７８，８０に接続指令信号または遮断指令信号を出力した場合に検出される電流値により、対応する充電時接続スイッチ５４，７８，８０の溶着の有無を検知する。なお、本実施の形態のように、各充電時接続スイッチ５４，７８，８０が、２個ずつのシステムリレーＳ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ，Ｓ３ａ，Ｓ３ｂを有する場合に、溶着検知手段９２により、２個のシステムリレーＳ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ，Ｓ３ａ，Ｓ３ｂの溶着の有無を検知する時点をずらせることもできる。例えば、抵抗を直列に接続したシステムリレーＳ１ａ，Ｓ２ａ，Ｓ３ａの溶着の有無を検知した後に、抵抗を直列に接続しないシステムリレーＳ１ｂ，Ｓ２ｂ，Ｓ３ｂの溶着の有無を検知することもできる。

また、図１０に示すように、バッテリＥＣＵ４２，８２，８４は、電力変換部制御手段９４を有する。電力変換部制御手段９４は、外部電源３８（図２参照）からの充電時に運転者が操作可能な起動スイッチがオンされたことを表す信号が入力された場合には、昇降圧コンバータ２４（図３参照）を駆動し、ＡＣ／ＤＣコンバータ８８の駆動を停止する。なお、バッテリＥＣＵ４２，８２，８４に電力変換部制御手段９４を持たせずに、ＡＣ／ＤＣコンバータ８８と昇降圧コンバータ２４とを制御する別の制御部が、電力変換部制御手段９４を有する構成とすることもできる。なお、図示の例では、高圧バッテリ３６とパワーコントロールユニット２２とを接続する電力線のうち、システムリレーＳＣが接続された電力線にＤＣ／ＤＣコンバータ６９を接続しているが、システムリレーＳＢとシステムリレーＳＣとが接続された電力線の側にＤＣ／ＤＣコンバータ６９を接続することもできる。

このような本実施の形態のハイブリッド車両の場合も、外部電源３８から充電可能なバッテリ３６，７４，７６と、充電器６０と、充電器６０を制御する充電器ＥＣＵ６２と、高圧バッテリ３６の状態を監視するバッテリＥＣＵ４２とを備えるハイブリッド車両において、充電時のエネルギ損失を低減し、充電効率を向上させることができる。また、高圧バッテリ３６，７４，７６と走行用モータ１６との間に昇降圧コンバータ２４を設ける場合でも、昇降圧コンバータ２４を介さずに外部電源３８から高圧バッテリ３６，７４，７６の充電が可能となり、外部電源３８からの充電を効率よく行えるハイブリッド車両を実現できる。また、外部電源３８からの充電時に、運転者が操作可能な起動スイッチがオンされたことを表す信号が入力された場合には、走行時接続スイッチ８６をオンする一方、外部電源３８からの充電時に起動スイッチがオンされたことを表す信号が入力されない場合には、走行時接続スイッチ８６をオンしない走行時接続スイッチ制御手段を備える。このため、走行時に駆動する電動パワーステアリング装置等の車載装置に、充電中に高圧電圧が加わることを抑制できる。また、車両に搭載する空気調節装置等の車載装置の作動等のため、車載装置に高圧電力を供給する必要がある場合には、起動スイッチのオンにより走行時接続スイッチ８６をオンし、車載装置に高圧バッテリ３６，７４，７６の電力を供給することができる。ただし、この場合でも、車両の停車中には走行が禁止されるように制御する。例えば、シフトレバーがＰレンジ位置にある場合に、走行モータ用インバータ２８（図３参照）にゲート信号が送られないようにモータ制御部１８（図１参照）により制御する。その他の構成及び作用については、上記の図７から図８に示した第３の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する図示及び説明を省略する。

また、本発明から外れる参考例として、車載充電器を搭載する電動車両であって、１２Ｖ等の低圧バッテリ充電用のＤＣ／ＤＣコンバータ等、２個の電力変換部を備え、２個の電力変換部の一方の電力変換部は、充電器内に搭載され、外部電源からの充電時にのみ起動し、２個の電力変換部の他方の電力変換部は、車両の走行時にのみ起動し、一方の電力変換部の出力容量は、他方の電力変換部の出力容量よりも小さくし、さらに、外部電源からの充電時に運転者が操作可能な起動スイッチがオンされたことを表す信号が入力された場合には、他方の電力変換部を駆動し、一方の電力変換部の駆動を停止する電力変換部制御手段を備える構成を採用することもできる。

［本発明に関する参考例］
図１１は、本発明に関する参考例の電動車両であるハイブリッド車両において、複数の高圧バッテリを外部充電する構成を示す略回路図である。本参考例のハイブリッド車両は、外部電源３８から充電する、車両に搭載する複数の（図示の例の場合は２個の）高圧バッテリ３６，７４と、高圧バッテリ３６，７４のそれぞれに接続された第１整流回路部９６と、外部電源３８に接続された第２整流回路部９８と、充電器１００とを備える。充電器１００は、第２整流回路部９８に接続されたスイッチング回路部１０２と、スイッチング回路部１０２と各第１整流回路部９６との間に設けられた電圧変換部１０４とを有する。スイッチング回路部１０２は、例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴ等の半導体スイッチング素子により構成している。また、第２整流回路部９８と高圧バッテリ３６，７４との間であり、第１整流回路部９６と高圧バッテリ３６，７４との間にリレーである充電時接続スイッチ５４，７８を設けている。上記の各実施の形態と同様に、図示しない充電コネクタと外部電源３８とが接続され、充電コネクタが充電インレット（図示せず）に接続された場合に、充電コネクタから充電インレットを介して電圧信号が図示しないバッテリＥＣＵに送信され、バッテリＥＣＵが起動する。

外部電源３８から各高圧バッテリ３６，７４に充電する場合には、第２整流回路部９８と充電器１００とで交流電圧から直流電圧に変換され、昇圧された電圧が、各高圧バッテリ３６，７４に供給され、各高圧バッテリ３６，７４が充電される。また、本参考例では、充電器１００と複数の高圧バッテリ３６，７４とをそれぞれ出力ケーブルを介して接続している。また、外部電源３８から高圧バッテリ３６，７４への充電時に、複数の高圧バッテリ３６，７４のうち、最も電圧が低い高圧バッテリ３６（または７４）に成り行き充電で外部電源３８から電力が供給されるようにしている。

このような参考例のハイブリッド車両１０によれば、充電器１００において、充電のオンとオフとのみを制御するだけで、充電電力が不足している高圧バッテリ３６，７４に充電電力を供給しやすくできる。すなわち、充電器１００は、充電器制御部である充電器ＥＣＵ６２（図２等参照）を有し、充電器ＥＣＵ６２またはバッテリ制御部であるバッテリＥＣＵ（図示せず）は、各高圧バッテリ３６，７４のバッテリ状態であるＳＯＣを監視し、ＳＯＣが予め設定される所定値以上であれば、スイッチング回路部１０２の半導体スイッチング素子をオフするように、充電のオンとオフとを制御することにより、充電電力が不足している高圧バッテリ３６，７４に充電電力を供給しやすくできる。すなわち、本参考例で、高圧バッテリ３６，７４を外部電源３８により充電する場合には、充電電力の割り振りを複数の高圧バッテリ３６，７４に陰に行い、陽には行わない。このため、充電器１００が有する充電器ＥＣＵ６２において、バッテリ状態から高圧バッテリ３６，７４の充電電力を決定し、決定した充電電力で外部電源３８から高圧バッテリ３６，７４を充電させるように充電器１００を制御する必要がなくなる。その他の構成及び作用については、上記の図１から図５に示した第１の実施の形態と同様であるため、重複する説明及び図示は省略する。なお、図示の例では、充電器１００は、第２整流回路部９８を含んでいないが、充電器１００が第２整流回路部９８を含むようにすることもできる。

本発明の第１の実施の形態のハイブリッド車両の構成を示すブロック図である。図１の一部の構成の回路を示す図である。図２のパワーコントロールユニットを含む回路を示す図である。図２のバッテリＥＣＵの構成を詳しく示すブロック図である。本発明の第１の実施の形態のハイブリッド車両の充電制御方法を説明するためのフローチャートである。本発明の第２の実施の形態のハイブリッド車両の充電制御方法を説明するためのフローチャートである。本発明の第３の実施の形態において、ハイブリッド車両の一部の構成の回路を示す図である。図７の一部の回路において、信号送受信経路を説明するための図である。本発明の第４の実施の形態において、ハイブリッド車両の一部の構成の回路を示す図である。本発明の第４の実施の形態において、各バッテリＥＣＵの構成を示すブロック図である。本発明に関する参考例の電動車両であるハイブリッド車両において、複数の高圧バッテリを外部充電する構成を示す略回路図である。

符号の説明

１０ハイブリッド車両、１２エンジン、１４発電機（ＭＧ１）、１６走行用モータ（ＭＧ２）、１８モータ制御部、２０車両制御部、２２パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）、２４昇降圧コンバータ、２６発電機用インバータ（ＭＧ１用インバータ）、２８走行モータ用インバータ（ＭＧ２用インバータ）、３０第１コンデンサ、３２第２コンデンサ、３４リレー、３６高圧バッテリ、３８外部電源、４０充電回路、４２バッテリＥＣＵ、４４低圧バッテリ、４６プラグ、４８高圧系ケーブル、５０充電コネクタ、５１充電インレット、５２充電器ユニット、５４充電時接続スイッチ、５６車体、５８ＣＣＩＤ、６０充電器、６２充電器ＥＣＵ、６４高圧系ケーブル、６８バッテリ状態判定手段、６９ＤＣ／ＤＣコンバータ、７０スイッチ接続充電器ＥＣＵ起動手段、７２充電電力決定用信号送信手段、７４，７６高圧バッテリ、７８，８０充電時接続スイッチ、８２，８４バッテリＥＣＵ、８６走行時接続スイッチ、８８ＡＣ／ＤＣコンバータ、９２溶着検知手段、９４電力変換部制御手段、９６第１整流回路部、９８第２整流回路部、１００充電器、１０２スイッチング回路部、１０４電圧変換部、１０６電力線、１０８，１１０，１１２，１１４，１１６信号線。

Claims

外部電源から充電可能なバッテリと、バッテリに電力線により接続される充電器と、充電器とバッテリとの間に電力線により接続されるスイッチとを含む充電回路と、
充電器を制御する充電器制御部と、
バッテリの状態を監視するバッテリ制御部と、
バッテリからの電力の供給により駆動する走行用モータと、
走行用モータとバッテリとの間に電力線により接続されるリレーと、
外部電源からバッテリを充電する場合にリレーをオフし、走行用モータを駆動する場合にリレーをオンする車両制御部と、
を備え、
バッテリ制御部は、
電圧信号がバッテリ制御部に入力された場合に起動するバッテリ制御部であって、
バッテリ制御部の起動後に、バッテリの状態が充電可能条件を満たすか否かを判定するバッテリ状態判定手段と、
バッテリ状態判定手段によりバッテリの状態が充電可能条件を満たすと判定された場合に、バッテリ制御部と信号線により接続されるスイッチをオンし、バッテリ制御部と信号線により接続される充電器制御部を起動させるスイッチ接続充電器制御部起動手段と、
充電器制御部にバッテリ状態、またはバッテリ状態から算出されるバッテリに充電させるべき算出充電電力を表す充電電力決定用信号を送信する充電電力決定用信号送信手段と、
を含み、
充電器制御部は、充電電力決定用信号が表すバッテリ状態から算出されるバッテリに充電させるべき算出充電電力、または充電電力決定用信号が表す算出充電電力で外部電源からバッテリを充電させるように充電器を制御することを特徴とする電動車両。
請求項１に記載の電動車両において、
バッテリは、複数のバッテリであり、
バッテリ制御部は、それぞれのバッテリに対応し、充電器制御部と通信する複数のバッテリ制御部であり、
スイッチは、それぞれのバッテリと充電器との間に電力線により接続される複数のスイッチであり、
充電器制御部は、それぞれのバッテリ制御部から送信されるバッテリ状態から算出されるバッテリの算出充電電力、またはバッテリ制御部から送信される算出充電電力で外部電源からそれぞれのバッテリを充電させるように充電器を制御することを特徴とする電動車両。
請求項２に記載の電動車両において、
複数のバッテリ制御部は、対応するバッテリの状態が充電可能条件を満たすか否かを判定し、複数のスイッチのうち、充電可能条件を満たすと判定されたバッテリに対応するスイッチのみをオンした後に、少なくとも１のバッテリ制御部が、充電器制御部に起動指令信号を送信することを特徴とする電動車両。
外部電源から充電可能なバッテリと、バッテリに電力線により接続される充電器と、充電器とバッテリとの間に電力線により接続されるスイッチとを含む充電回路と、
充電器を制御する充電器制御部と、
バッテリの状態を監視するバッテリ制御部と、
走行用モータとバッテリとの間に電力線により接続されるリレーと、
外部電源からバッテリを充電する場合にリレーをオフし、走行用モータを駆動する場合にリレーをオンする車両制御部と、
を備える電動車両の充電制御方法であって、
電圧信号がバッテリ制御部に入力された場合にバッテリ制御部が起動するステップと、
バッテリ制御部の起動後に、バッテリ制御部がバッテリの状態が充電可能条件を満たすか否かを判定するステップと、
バッテリ制御部によりバッテリの状態が充電可能条件を満たすと判定された場合に、バッテリ制御部と信号線により接続されるスイッチをオンし、バッテリ制御部と信号線により接続される充電器制御部を起動させるステップと、
バッテリ制御部が、充電器制御部にバッテリ状態、またはバッテリ状態から算出されるバッテリに充電させるべき算出充電電力を表す充電電力決定用信号を送信するステップと、
充電器制御部が、充電電力決定用信号が表すバッテリ状態から算出されるバッテリに充電させるべき算出充電電力、または充電電力決定用信号が表す算出充電電力で外部電源からバッテリを充電させるように充電器を制御するステップと、を含むことを特徴とする電動車両の充電制御方法。
請求項４に記載の電動車両の充電制御方法において、
バッテリは、複数のバッテリであり、
バッテリ制御部は、それぞれのバッテリに対応し、充電器制御部と通信する複数のバッテリ制御部であり、
スイッチは、それぞれのバッテリと充電器との間に電力線により接続される複数のスイッチであり、
充電器制御部が、それぞれのバッテリ制御部から送信されるバッテリ状態から算出されるバッテリの算出充電電力、またはバッテリ制御部から送信される算出充電電力で外部電源からそれぞれのバッテリを充電させるように充電器を制御するステップを含むことを特徴とする電動車両の充電制御方法。
請求項５に記載の電動車両の充電制御方法において、
複数のバッテリ制御部は、対応するバッテリの状態が充電可能条件を満たすか否かを判定し、複数のスイッチのうち、充電可能条件を満たすと判定されたバッテリに対応するスイッチのみをオンした後に、少なくとも１のバッテリ制御部が、充電器制御部に起動指令信号を送信するステップを含むことを特徴とする電動車両の充電制御方法。