JP2006304551A - 状態判定システムおよび車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 電圧変換器の故障を正しく確実に判定することができる状態判定システムおよびそれを備える車両を提供する。
【解決手段】 システム回路は、高圧側バッテリ１２と、低圧側の補機バッテリ２４と、高圧側バッテリ１２の電圧をより低い電圧に変換して補機バッテリ２４に出力する機能を有し、機能が異常である場合には異常信号ＮＯＤＤで知らせるＤＣ／ＤＣコンバータ２８とを備える。状態判定システムは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８と補機バッテリ２４との間の接続を開閉可能なスイッチ２６と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８から異常の報知があった場合には、スイッチ２６の開閉状態を制御し補機バッテリ２４の端子電圧を観測して電圧変換器が異常であるか否かを確認する制御部１４とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、状態判定システムに関し、特にバッテリを含むシステム回路を搭載する車両において用いられる状態判定システムに関する。

近年、車輪駆動用のモータを搭載するハイブリッド自動車においては、モータ駆動用の１００Ｖを超える高電圧を出力する高圧側バッテリと、制御装置やその他の負荷回路を駆動するための１２Ｖを出力する低圧側バッテリとを搭載するものがある。このような車両では、高圧側バッテリの出力電圧をＤＣ／ＤＣコンバータを用いて１４Ｖ程度まで降圧しその出力によって低圧側バッテリを充電する構成がとられているものがある。

特開２００２−２１８６４６号公報（特許文献１）は、ＤＣ／ＤＣコンバータに短絡検出器を設けてＤＣ／ＤＣコンバータの正常／異常を判定して制御ＥＣＵ（電子制御ユニット）に連絡する構成が開示されている。
特開２００２−２１８６４６号公報 特開平１１−３３２００１号公報 特開２００１−４５６０２号公報

しかしながら、ＤＣ／ＤＣコンバータ側からＥＣＵに異常信号を出力したとしても、この異常信号を伝達する経路に異常が発生して誤報が生じている場合もある。

この場合の解決方法として、たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常信号が検出された後に、低圧側バッテリの電圧を監視してその電圧値が１１Ｖ以下に低下したら充電されていないと判定してＤＣ／ＤＣコンバータが停止していることをＥＣＵに確認させることも考えられる。

しかしながら、補機用の低圧側バッテリが新品の場合にはＤＣ／ＤＣコンバータにより充電が行なわれていない場合においても電圧降下が遅いため、バッテリ端子電圧が１１Ｖ以下になるのに時間がかかり、ＤＣ／ＤＣコンバータの動作停止していることの確認が遅れてしまう。

また逆に、この方法では、補機用の低圧側バッテリが劣化している場合には監視している電圧降下が速すぎるため、端子電圧が１１Ｖを通過して９．５Ｖ以下まで急激に降下してしまう。このような低電圧状態では、ＥＣＵ自体の動作補償がされないため、異常検出は無視されて記録に残らない。

つまり、ＤＣ／ＤＣコンバータの異常を確認する方法が、補機用の低圧側バッテリの状態が新品であるかまたは劣化しているかに影響されやすいという問題がある。

この発明は、電圧変換器の故障を正しく確実に判定することができる状態判定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。

この発明は、要約すると、システム回路の状態を判定する状態判定システムであって、システム回路は、高圧側バッテリと、低圧側バッテリと、高圧側バッテリからの第１の電圧を第１の電圧よりも低い第２の電圧に変換して低圧側バッテリに出力する機能を有し、機能が異常である場合には異常信号を出力する電圧変換器とを備える。状態判定システムは、電圧変換器と低圧側バッテリとの間の接続を開閉可能なスイッチと、異常信号を電圧変換器から受け取った場合には、スイッチの開閉状態を制御し低圧側バッテリの端子電圧を観測して電圧変換器が異常であるか否かを確認する制御部とを備える。

好ましくは、制御部は、電圧変換器が作動中においてスイッチを導通状態から非導通状態に変化させた時の前後で端子電圧の電圧変動が所定値未満であるときは異常信号が正しい内容を示すと判断し、端子電圧の電圧変動が所定値を超えるときには異常信号は誤報であると判断する。

この発明の他の局面に従うと、システム回路の状態を判定する状態判定システムであって、システム回路は、高圧側バッテリと、低圧側バッテリと、高圧側バッテリからの第１の電圧を第１の電圧よりも低い第２の電圧に変換して低圧側バッテリに出力する機能を有する電圧変換器とを備える。状態判定システムは、電圧変換器の動作を制御する制御部を備える。制御部は、低圧側バッテリの端子電圧を観測し端子電圧が所定電圧より低い場合には電圧変換器を稼動させて低圧側バッテリを充電した後に充電停止させて端子電圧を再観測して低圧側バッテリの劣化状態を判定する。

好ましくは、状態判定システムは、電圧変換器と低圧側バッテリとの間の接続を開閉可能なスイッチをさらに備える。制御部は、スイッチを非導通状態に制御することによって低圧側バッテリの充電停止を行なう。

好ましくは、制御部は、電圧変換器に対して動作停止信号を出力することによって低圧側バッテリの充電停止を行なう。

この発明は、さらに他の局面に従うと、上記いずれかの状態判定システムを搭載する車両である。

本発明によれば、バッテリの劣化状態に拘わらず確実な故障判定を早く行なうことができ、故障に対する修理等の対応も早期に行なうことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当部品には同一の符号を付してそれらについての説明は繰返さない。

図１は、本発明の実施の形態に係る車両１の構成を示す概略図である。

図１を参照して、車両１は、前輪２０Ｒ，２０Ｌと、後輪２２Ｒ，２２Ｌと、エンジン２と、プラネタリギヤ１６と、デファレンシャルギヤ１８と、ギヤ４，６とを含む。

車両１は、さらに、車両後方に配置されるバッテリ１２と、バッテリ１２の出力する直流電力を昇圧する昇圧ユニット３２と、昇圧ユニット３２との間で直流電力を授受するインバータ３６と、プラネタリギヤ１６を介してエンジン２の動力を受けて発電を行なうモータジェネレータＭＧ１と、回転軸がプラネタリギヤ１６に接続されるモータジェネレータＭＧ２とを含む。

バッテリ１２は、組電池であり、直列に接続された複数の電池ユニットＢ０〜Ｂｎを含む。直流電源であるバッテリ１２は、たとえば、ニッケル水素またはリチウムイオンなどの二次電池を用いることができる。バッテリ１２は、直流電力を昇圧ユニット３２に供給するとともに、昇圧ユニット３２からの直流電力によって充電される。また、バッテリ１２に代えて直流電力を昇圧ユニット３２に供給する直流電源として燃料電池を用いても良い。

インバータ３６は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に接続されモータに与える交流電力と昇圧ユニット３２からの直流電力との変換を行なう。

プラネタリギヤ１６は第１〜第３の回転軸を有する。第１の回転軸はエンジン２に接続され第２の回転軸はモータジェネレータＭＧ１に接続され第３の回転軸はモータジェネレータＭＧ２に接続される。

この第３の回転軸にはギヤ４が取付けられ、このギヤ４はギヤ６を駆動することによりデファレンシャルギヤ１８に動力を伝達する。デファレンシャルギヤ１８はギヤ６から受ける動力を前輪２０Ｒ，２０Ｌに伝達するとともに、ギヤ６，４を介して前輪２０Ｒ，２０Ｌの回転力をプラネタリギヤ１６の第３の回転軸に伝達する。

プラネタリギヤ１６はエンジン２，モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間で動力を分割する役割を果たす。すなわちプラネタリギヤ１６の３つの回転軸のうちの２つの回転軸の回転が定まれば残る１つの回転軸の回転は自ずと定められる。したがって、エンジン２を最も効率のよい領域で動作させつつ、モータジェネレータＭＧ１の発電量を制御してモータジェネレータＭＧ２を駆動させることにより車速の制御を行ない、全体としてエネルギ効率のよい自動車を実現している。

昇圧ユニット３２はバッテリ１２から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧された直流電圧をインバータ３６に供給する。インバータ３６は供給された直流電圧を交流電圧に変換してエンジン始動時にはモータジェネレータＭＧ１を駆動制御する。また、エンジン始動後にはモータジェネレータＭＧ１が発電した交流電力はインバータ３６によって直流に変換されて昇圧ユニット３２によってバッテリ１２の充電に適切な電圧に変換されバッテリ１２が充電される。

また、インバータ３６はモータジェネレータＭＧ２を駆動する。モータジェネレータＭＧ２はエンジン２を補助して前輪２０Ｒ，２０Ｌを駆動する。制動時には、モータジェネレータＭＧ２は回生運転を行ない、車輪の回転エネルギを電気エネルギに変換する。得られた電気エネルギは、インバータ３６および昇圧ユニット３２を経由してバッテリ１２に戻される。

昇圧ユニット３２とバッテリ１２との間にはシステムメインリレー２９，３０が設けられ車両非運転時には高電圧が遮断される。

車両１は、さらに、システムメインリレー２９，３０と昇圧ユニットとの間から電力供給を受けてこれを降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ２８と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８の出力によって充電される補機バッテリ２４とを含む。補機バッテリ２４のプラス出力端子は制御部１４および負荷回路４０に対して電源電流を供給する。ＤＣ／ＤＣコンバータ２８と補機バッテリ２４のプラス出力端子との間にはスイッチ２６が設けられている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２８は、制御部からの制御信号ＤＣＯＮに応じて動作および停止の制御が行なわれる。またＤＣ／ＤＣコンバータ２８は、動作が正常か異常かを連絡するための異常信号ＮＯＤＤを制御部１４に対して出力する。

図２は、図１に示した構成における補機バッテリ２４を充電するシステム回路１００を示したブロック図である。

図２を参照して、制御部１４は中央処理装置（ＣＰＵ）４２と、不揮発メモリ４４とを含む。ＣＰＵ４２はＤＣ／ＤＣコンバータ２８に対して動作開始／停止を制御するための制御信号ＤＣＯＮと、スイッチ２６の導通／非導通を制御するための信号ＲＯＮとを出力する。またＣＰＵ４２は、補機バッテリ２４の端子電圧＋Ｂを内蔵するＡ／Ｄコンバータで監視し、さらにＤＣ／ＤＣコンバータ２８から送られてくる信号ＮＯＤＤによってＤＣ／ＤＣコンバータ２８の異常を検知している。

ここでＤＣ／ＤＣコンバータ２８の故障の種類について説明する。

まず第１には、ＤＣ／ＤＣコンバータの本体故障がある。本体故障とは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８が補機バッテリ２４に対して正しく電流が供給できない場合であり、このときＤＣ／ＤＣコンバータ２８の出力端子は補機バッテリ２４の電圧となる。この場合にＤＣ／ＤＣコンバータ２８は信号ＮＯＤＤを出力する端子を６Ｖとして制御部１４に対して異常を知らせる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２８の他の故障としては、信号ＮＯＤＤを伝達する信号線の結線異常が考えられる。たとえば信号線が断線したり、他の配線などを噛み込んでしまったりすることにより信号ＮＯＤＤのレベルが正しい電圧範囲にならないような故障である。

たとえばスイッチ２６を設けない構成であっても、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８の本体故障を正確に判定したければ信号ＮＯＤＤのレベルが６Ｖとなり、かつ、補機バッテリ２４のプラス端子の電圧が１１Ｖ以下に低下したことをさらに確認してＤＣ／ＤＣコンバータ２８の本体故障とすることが考えられる。この方法であれば、信号ＮＯＤＤのレベルが異常であってもＤＣ／ＤＣコンバータ２８が正常に動作している場合には補機バッテリ２４に対する充電は正常に行なわれるので制御部１４は誤ってＤＣ／ＤＣコンバータ２８の本体故障を検知することはない。

しかしながら、補機バッテリ２４の状態により本体故障の判定に到達するまでの時間が長くなったり短くなったりする。つまり補機バッテリ２４の出力端の電圧は、バッテリが新品でかつ充電が十分な状態であって初めに１３Ｖ付近にあるときには、判定レベルの１１Ｖに低下していくまでには時間がかかってしまう。

逆に補機バッテリ２４が劣化しており、充電も不十分である状態では、瞬時にレベルが低下してしまう。このようなバッテリ劣化時には、電圧が瞬時に低下してしまうとＤＣ／ＤＣコンバータ２８の異常を不揮発メモリ４４の記録に残すことができない場合も考えられる。すなわち、制御部１４は、異常検出のすべての動作において、補機バッテリ２４の端子間電圧が９．５Ｖ以下に低下すると、その後しばらくすると、異常検出を禁止してしまう。これは、そのような低電圧では、制御部１４に入力される各信号の信頼性がなくなってしまうからである。

［実施の形態１］
実施の形態１では、図２の構成において、走行中にＤＣ／ＤＣコンバータ２８から異常信号ＮＯＤＤが出力されると、この異常状態を確認するためにＣＰＵ４２は信号ＲＯＮによってスイッチ２６を非導通状態に制御する。その結果、補機バッテリ２４のプラス端子の電圧＋Ｂが変化しない場合には充電はされていないと判定し、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８が停止状態にあることを確認する。

一方、ＣＰＵ４２は電圧＋Ｂがスイッチ２６を導通状態から非導通状態に変化させる前後で高い電圧から低い電圧に変化した場合にはＤＣ／ＤＣコンバータ２８から充電が行なわれていると判断する。

すなわち、実施の形態１に係る発明は、システム回路の状態を判定する状態判定システムであって、システム回路は、高圧側バッテリ１２と、低圧側の補機バッテリ２４と、高圧側バッテリ１２の電圧をより低い電圧に変換して補機バッテリ２４に出力する機能を有し、機能が異常である場合には異常信号ＮＯＤＤで知らせるＤＣ／ＤＣコンバータ２８とを備える。状態判定システムは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８と補機バッテリ２４との間の接続を開閉可能なスイッチ２６と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８から異常の報知があった場合には、スイッチ２６の開閉状態を制御し補機バッテリ２４の端子電圧を観測して電圧変換器が異常であるか否かを確認する制御部１４とを備える。

好ましくは、制御部１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８が作動中においてスイッチ２６を導通状態から非導通状態に変化させた時の前後で補機バッテリ２４の端子電圧の電圧変動が所定値未満であるときは異常信号ＮＯＤＤが正しい内容を示すと判断し、端子電圧の電圧変動が所定値を超えるときには異常信号ＮＯＤＤは誤報であると判断する。

図３は、図２の制御部１４で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。この処理は、システム制御のメインルーチンから一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとに呼出されて実行される。

図２、図３を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳ１においてＣＰＵ４２はＤＣ／ＤＣコンバータ２８において故障の仮検出があるか否かを判断する。すなわち信号ＮＯＤＤがオン状態（レベル６Ｖ）であるときには故障の仮検出がなされていると判断し、信号ＮＯＤＤがオフ状態（レベル３Ｖ）であるときにはＤＣ／ＤＣコンバータ２８において故障の仮検出がなされていないと判断する。

故障の仮検出がされていない場合にはステップＳ１１に進み制御は再びメインルーチンに移される。

一方、ステップＳ１において故障の仮検出があった場合にはステップＳ２に進む。ステップＳ２においてＣＰＵ４２は、スイッチ２６の接続状態における補機バッテリ２４のプラス端子の電圧ＶＢをメモリ電圧値ＶＢ（ＯＮ）として記憶する。

続いてステップＳ３において、ＣＰＵ４２は信号ＲＯＮを用いてスイッチ２６を導通状態から非導通状態に変化させる。そしてステップＳ４において再び補機バッテリ２４のプラス端子の電圧ＶＢを内蔵するＡ／Ｄ変換器で測定して、この値をメモリ電圧値ＶＢ（ＯＦＦ）として記憶する。

補機バッテリ電圧は通常鉛蓄電池セルが６セル直列に接続された構造であり、充電状態がいくら良好でもその端子間電圧が１３Ｖを超えることはない。つまりＤＣ／ＤＣコンバータが異常でない場合には、ステップＳ２においては１３〜１４．５Ｖが監視され、ステップＳ４においては１３Ｖより小さい電圧が監視される。

そしてステップＳ５においてＣＰＵ４２はメモリ電圧値ＶＢ（ＯＮ）からメモリ電圧値ＶＢ（ＯＦＦ）を引いてこの値が所定値ＶＴ１よりも小さいか否かを判断する。ＶＢ（ＯＮ）−ＶＢ（ＯＦＦ）＜ＶＴ１が成立する場合にはステップＳ８に進み、成立しない場合にはステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８は充電動作を行なっており、信号ＮＯＤＤによる故障の仮検出は誤りであると判定される。そしてステップＳ７においてスイッチ２６を再び導通状態にした後にステップＳ１１に進み制御はメインルーチンに移される。

一方、ステップＳ５からステップＳ８に処理が進んだ場合には、ステップＳ８ではＤＣ／ＤＣコンバータ２８の故障が現実に起っていると判断されてこの故障判定が確定される。そしてステップＳ９において、たとえば異常ランプの点灯などにより故障が運転者に報知される。またステップＳ１０においてＤＣ／ＤＣコンバータ２８の本体に対応するエラーコードが不揮発メモリ４４に記録される。そして記録が終了するとステップＳ１１に戻り処理はメインルーチンに移される。

図４は、実施の形態１の異常検出動作を説明するための動作波形図である。

図４を参照して、まず走行中において、時刻ｔ１にＤＣ／ＤＣコンバータ２８が出力する信号ＮＯＤＤのレベルが３Ｖから６Ｖに変化したとする。このときこの変化はＣＰＵ４２が内蔵するＡ／Ｄコンバータによって検知される。このとき実際にＤＣ／ＤＣコンバータ２８が出力機能停止状態、つまり故障や保護機能などによって出力の電流値が０Ａの状態であれば補機バッテリ２４の端子電圧は充電正常時の１４Ｖから１２Ｖに波形Ｗ２に示すように低下するはずである。

しかし、何らかのトラブルが発生して、信号ＮＯＤＤを出力する端子やまたは制御部１４の内部または制御部と端子とを繋ぐ結線上に電圧が印加されて６Ｖ近辺の電圧がＣＰＵ４２に検知されてしまう場合がある。この場合はＤＣ／ＤＣコンバータは正常であるので電圧ＶＢは波形Ｗ１に示すようになる。そこで時刻ｔ２において測定した電圧ＶＢをメモリ電圧値ＶＢ（ＯＮ）として記憶し（図３のステップＳ２）、そして時刻ｔ３においてスイッチ２６を導通状態から非導通に変化させる（図３のステップＳ３）。

その後時刻ｔ４において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８とは切離された補機バッテリ２４のプラス端子の電圧を測定してこれをメモリ電圧値ＶＢ（ＯＦＦ）として記憶する（図３のステップＳ４）。その後メモリ電圧値ＶＢ（ＯＮ）とメモリ電圧値ＶＢ（ＯＦＦ）を比較することにより（図３のステップＳ５）ＤＣ／ＤＣコンバータの本体故障であるか否かを判定することができる。

以上説明したように、実施の形態１においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８から動作異常の仮判定が行なわれたときに実際にＤＣ／ＤＣコンバータの動作が停止しているか否かを短時間でかつ確実に判断することができる。したがって、バッテリの劣化状態に拘わらず確実な故障判定を早く行なうことができ、故障に対する修理等の対応も早期に行なうことができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、バッテリが劣化していない状態においてはＤＣ／ＤＣコンバータが検出した異常を制御部１４が正しいか否かを短時間で判定することができた。しかし制御部１４の電源供給をしている補機バッテリ２４自身が劣化しており電圧が低くなっている場合にはこのような制御を行なうことができない。したがってバッテリの劣化は速やかに検出して必要があればバッテリの交換をしなければならない。

実施の形態２においては以下に説明するバッテリの劣化検出処理を実施の形態１と組合せて用いることにより、さらに確実にＤＣ／ＤＣコンバータの動作異常を検出することが可能となる。

実施の形態２に係る発明は、ある局面では、システム回路の状態を判定する状態判定システムであって、システム回路は、高圧側バッテリ１２と、低圧側の補機バッテリ２４と、高圧側バッテリ１２の電圧をより低い電圧に変換して補機バッテリ２４に出力する機能を有する電圧変換器とを備える。状態判定システムは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８の動作を制御する制御部１４を備える。制御部１４は、補機バッテリ２４の端子電圧を観測し端子電圧が所定電圧より低い場合にはＤＣ／ＤＣコンバータ２８を稼動させて補機バッテリ２４を充電した後に充電停止させて端子電圧を再観測して補機バッテリ２４の劣化状態を判定する。

好ましくは、状態判定システムは、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８と補機バッテリ２４との間の接続を開閉可能なスイッチ２６をさらに備える。制御部１４は、スイッチを非導通状態に制御することによって補機バッテリ２４の充電停止を行なう。

図５は、実施の形態２においてバッテリの劣化チェックを行なう処理の制御構造を示したフローチャートである。この処理は、一定時間ごとまたは所定の条件が成立するごとにＣＰＵのメインルーチンから呼出されて実行される。

図１、図５を参照して、まず処理が開始されると、ステップＳ２１において走行前の起動時においてイグニッションキースイッチが押されたか否かが判断される。イグニッションキースイッチが押された状態すなわちＩＧオンである場合にはステップＳ２２に進み、ＩＧオンでない場合にはステップＳ３６に進み処理はメインルーチンに戻される。

ステップＳ２２に進んだ場合には、ＣＰＵ４２はバッテリ電圧ＶＢを測定して、バッテリ電圧ＶＢが１１Ｖより小さいか否かが判断される。

ＶＢ＜１１Ｖではない場合にはバッテリは劣化していないと判断されステップＳ２３に処理が進む。ステップＳ２３では図１のシステムメインリレー２９，３０が所定のシーケンスで導通状態に制御される。そして、ステップＳ２４に処理が進みＤＣ／ＤＣコンバータ２８の動作が開始され、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８は１３Ｖ〜１４．５Ｖの出力電圧を出力する。そしてステップＳ２５に処理が進み、車両は走行可能状態すなわちＲｅａｄｙＯＮのインジケータを点灯させた状態となり、処理はステップＳ３６に進み制御がメインルーチンに戻される。

一方、ステップＳ２２でＶＢ＜１１Ｖであった場合には、処理はＳ２６に進み、そしてステップＳ２８において、ＣＰＵ４２はこのときのバッテリ電圧を初期電圧値ＶＢ０として記憶する。以降、補機バッテリ２４の劣化チェックが実施される。まずステップＳ２７において図１のシステムメインリレー２９，３０が所定のシーケンスで非導通状態から導通状態に制御される。

続いてステップＳ２８において、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８が稼動されＤＣ／ＤＣコンバータ２８は１３Ｖ〜１４．５Ｖの電圧を出力する。

ステップＳ２８の処理を実行してから数十秒後にＣＰＵ４２はステップＳ２９において、ＣＰＵ４２は信号ＲＯＮを変化させスイッチ２６を導通状態から非導通状態に変化させる。そしてステップＳ３０において、ＣＰＵ４２は再びバッテリ電圧ＶＢを内蔵するＡ／Ｄコンバータで計測してこの値をメモリ電圧値ＶＢ（ＯＦＦ）として記憶する。

その後ＣＰＵ４２はメモリ電圧値ＶＢ（ＯＦＦ）から初期電圧値ＶＢ０を差し引いてこの値が所定値のしきい値ＶＴ２より小さいか否かを判断する。

ステップＳ３１においてＶＢ（ＯＦＦ）−ＶＢ０＜ＶＴ２が成立しない場合には充電によりバッテリ電圧が上昇したと考えられるので、ステップＳ３２に処理が進む。

ステップＳ３２では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８による補機バッテリ２４の充電が行なわれるようにスイッチ２６を接続状態に戻す。そしてステップＳ３３において走行可能状態を示すインジケータＲｅａｄｙＯＮを点灯させる。ステップＳ３３の処理が終了すると処理がステップＳ３６に進み制御はメインルーチンに戻される。

一方ステップＳ３１においてＶＢ（ＯＦＦ）−ＶＢ０＜ＶＴ２が成立した場合には充電を行なっても補機バッテリ２４の電圧は上昇しなかったと考えられるので補機バッテリ２４が劣化した旨の表示を行なう。たとえば、この表示はカーナビゲーションの画面に「補機バッテリが劣化しています、交換をお勧めします。」という表示を行なう。そしてステップＳ３５においてＣＰＵ４２は、不揮発メモリ４４に対して補機バッテリ劣化に対応するエラーコードを記憶させる。ステップＳ３５の記憶処理が終了するとステップＳ３６に処理が進み制御はメインルーチンに戻される。

図６は、実施の形態２で説明した補機バッテリの劣化チェック処理を説明するための動作波形図である。

図６を参照して、まず初期状態としては、車両が停止している状態であり、時刻ｔ１において走行前の起動処理すなわちイグニッションスイッチをオフ状態からオン状態にする操作が行なわれる。このとき時刻ｔ２においてバッテリ電圧ＶＢのモニタが行なわれ、電圧範囲が１１Ｖ以下の状態であれば補機バッテリ劣化チェックが実施される（図５のステップＳ２２）。

劣化チェックの内容は、システムメインリレーのオン（図５のステップＳ２６）、ＤＣ／ＤＣコンバータの起動（図５のステップＳ２７）が時刻ｔ２〜ｔ３の間で行なわれる。ＤＣ／ＤＣコンバータの起動が行なわれた後には補機バッテリ２４の端子電圧は１４Ｖに上昇しこの間に補機バッテリに充電が行なわれる。このときの電圧をメモリ電圧値ＶＢ（ＯＮ）として記憶する（図５のステップＳ２８）。充電開始から数十秒後の時刻ｔ４において、スイッチ２６をオン状態からオフ状態に制御すると、バッテリの劣化が正常範囲内であれば充電により１２Ｖ程度にバッテリ電圧は復帰するが、劣化が著しい場合には再び９．５Ｖ程度に急激に低下してしまう。この電圧値を時刻ｔ５においてメモリ電圧値ＶＢ（ＯＦＦ）として記憶する（図５のステップＳ３０）。

この値によってバッテリの劣化状態の程度を判定し（図５のステップＳ３１）、波形Ｗ３に示すように劣化が軽症であれば走行可能状態となる（図５のステップＳ３３）。

実施の形態２によれば、スイッチ２６を追加することにより、電圧降下の遅い新品のバッテリでも故障判定が早くなり、故障に対する修理等の対応も早期に行なうことができる。さらに、走行前に補機バッテリの劣化チェックも行なうので、路上故障を減らすことができるという効果もある。

［実施の形態２の変形例］
図７は、実施の形態２の変形例において用いられるシステム回路１００Ａの構成を示したブロック図である。

図７に示したシステム回路１００Ａは、図２に示したシステム回路１００の構成において、スイッチ２６が取除かれてＤＣ／ＤＣコンバータ２８のプラス端子と補機バッテリ２４のプラス端子とが直結されている点が異なる。他の構成については図７の構成は図２で説明した構成と同じであるので説明は繰返さない。

実施の形態２の変形例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８の充電停止をＣＰＵ４２からの制御信号ＤＣＯＮで実行させる点が実施の形態２の場合と異なる。

図８は、実施の形態２の変形例で実行される制御構造を示したフローチャートである。

図８に示すフローチャートは、図５で説明したフローチャートにおいてステップＳ２９の処理に代えてステップＳ２９Ａの処理を含む。

図８のステップＳ２８においてＤＣ／ＤＣコンバータ２８による補機バッテリ２４の充電が開始され、その数十秒後にＤＣ／ＤＣコンバータ２８から補機バッテリ２４への充電動作を停止させるのであるが、ステップＳ２９Ａにおいては、ＣＰＵ４２は制御信号ＤＣＯＮを非活性化することによりＤＣ／ＤＣコンバータ２８を停止させる。ＤＣ／ＤＣコンバータ２８は、停止時には出力ノードが開放状態となるものを使用する。これによりＤＣ／ＤＣコンバータ２８の補機バッテリ２４に接続されているプラス出力ノードは開放状態となるので、補機バッテリ２４の開放電圧がステップＳ３０で測定されて記録される。

他の部分については図８のフローチャートは図５のフローチャートで説明した処理と同様であるので説明は繰返さない。

図９は、実施の形態２の変形例での動作を示す動作波形図である。

図６では、時刻ｔ４において、スイッチ２６をオフ状態に制御することで充電動作を停止させたが、図９に示す動作では時刻ｔ４においてＤＣ／ＤＣコンバータ２８に対してＣＰＵ４２が停止命令を送っている。これにより、図６の場合と同様に充電によって補機バッテリ２４の機能が回復するか否かの判定を行っている。他の部分の制御については図９の動作波形図は、図６の動作波形図と同様であるので説明は繰返さない。

図７に示した構成においても、補機バッテリの劣化の判定は行なえる。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２８からの異常信号ＮＯＤＤの仮判定の確認を行なうことはできないが、走行前にバッテリの劣化チェックを行なうことで路上故障を減らすことができる。

なお、実施の形態２およびその変形例においてバッテリ劣化の情報を記憶しておくことを述べた。この情報と異常信号ＮＯＤＤを用いれば、バッテリ電圧が低下したバッテリ劣化時においてもＤＣ／ＤＣコンバータの異常を検出することができる。

具体的には、補機バッテリの電圧が９．５Ｖ以下に低下した時は故障診断に使用する各信号値の信頼性がないので診断を行なわないようにしていた。しかし、異常信号ＮＯＤＤについては補機バッテリ２４の電圧が６Ｖまで低下しても信頼できるようにＤＣ／ＤＣコンバータ２８が構成されている。この場合はバッテリ劣化の情報が不揮発性メモリ４４に記憶されていることを条件に異常信号ＮＯＤＤについては検出禁止を解除して、９．５Ｖ以下に補機バッテリ電圧が低下してもＣＰＵ４２で異常信号ＮＯＤＤを観測してＤＣ／ＤＣコンバータの異常を診断することができる。

すなわち、予め低圧側バッテリの劣化状態を検出しておくことにより、低圧側バッテリが劣化している場合においても、ＤＣ／ＤＣコンバータ停止のダイアグ動作を確保することができる。

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。

本発明の実施の形態に係る車両１の構成を示す概略図である。 図１に示した構成における補機バッテリ２４を充電するシステム回路１００を示したブロック図である。 図２の制御部１４で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 実施の形態１の異常検出動作を説明するための動作波形図である。 実施の形態２においてバッテリの劣化チェックを行なう処理の制御構造を示したフローチャートである。 実施の形態２で説明した補機バッテリの劣化チェック処理を説明するための動作波形図である。 実施の形態２の変形例において用いられるシステム回路１００Ａの構成を示したブロック図である。 実施の形態２の変形例で実行される制御構造を示したフローチャートである。 実施の形態２の変形例での動作を示す動作波形図である。

符号の説明

１ 車両、２ エンジン、４，６ ギヤ、１２ バッテリ、１４ 制御部、１６ プラネタリギヤ、１８ デファレンシャルギヤ、２０Ｒ，２０Ｌ 前輪、２２Ｒ，２２Ｌ 後輪、２４ 補機バッテリ、２６ スイッチ、２８ ＤＣ／ＤＣコンバータ、２９，３０ システムメインリレー、３２ 昇圧ユニット、３６ インバータ、４０ 負荷回路、４２ ＣＰＵ、４４ 不揮発メモリ、１００，１００Ａ システム回路、Ｂ０〜Ｂｎ 電池ユニット、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ。

Claims (6)

1. システム回路の状態を判定する状態判定システムであって、
   前記システム回路は、
   高圧側バッテリと、
   低圧側バッテリと、
   前記高圧側バッテリからの第１の電圧を前記第１の電圧よりも低い第２の電圧に変換して前記低圧側バッテリに出力する機能を有し、前記機能が異常である場合には異常信号を出力する電圧変換器とを備え、
   前記状態判定システムは、
   前記電圧変換器と前記低圧側バッテリとの間の接続を開閉可能なスイッチと、
   前記異常信号を前記電圧変換器から受け取った場合には、前記スイッチの開閉状態を制御し前記低圧側バッテリの端子電圧を観測して前記電圧変換器が異常であるか否かを確認する制御部とを備える、状態判定システム。
2. 前記制御部は、前記電圧変換器が作動中において前記スイッチを導通状態から非導通状態に変化させた時の前後で前記端子電圧の電圧変動が所定値未満であるときは前記異常信号が正しい内容を示すと判断し、前記端子電圧の電圧変動が前記所定値を超えるときには前記異常信号は誤報であると判断する、請求項１に記載の状態判定システム。
3. システム回路の状態を判定する状態判定システムであって、
   前記システム回路は、
   高圧側バッテリと、
   低圧側バッテリと、
   前記高圧側バッテリからの第１の電圧を前記第１の電圧よりも低い第２の電圧に変換して前記低圧側バッテリに出力する機能を有する電圧変換器とを備え、
   前記状態判定システムは、
   前記電圧変換器の動作を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記低圧側バッテリの端子電圧を観測し前記端子電圧が所定電圧より低い場合には前記電圧変換器を稼動させて前記低圧側バッテリを充電した後に充電停止させて前記端子電圧を再観測して前記低圧側バッテリの劣化状態を判定する、状態判定システム。
4. 前記状態判定システムは、
   前記電圧変換器と前記低圧側バッテリとの間の接続を開閉可能なスイッチをさらに備え、
   前記制御部は、前記スイッチを非導通状態に制御することによって前記低圧側バッテリの充電停止を行なう、請求項３に記載の状態判定システム。
5. 前記制御部は、前記電圧変換器に対して動作停止信号を出力することによって前記低圧側バッテリの充電停止を行なう、請求項３に記載の状態判定システム。
6. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の状態判定システムを搭載する車両。

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