车载充电器的电流控制方法以及电流控制装置与流程

本发明涉及车载充电器的电流控制方法以及电流控制装置。

背景技术：

在专利文献1中公开了作为控制对电动汽车的车载电池供给直流充电电流的车载充电器的方法的、根据表示车载充电器可利用的电流/电力的控制信号设定最大直流充电电流，控制车载充电器，以对电池供给直至最大直流充电电流为止的大小的直流充电电流的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2012-85519号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在连接车载充电器和电池的路径中，除了电池以外还连接有强电部件。在电池的充电中强电部件运转的情况下，从车载充电器供给的一部分电流被强电部件消耗，电池的充电时间变长。

另一方面，为了缩短电池的充电时间，在车载充电器输出了“电池的充电所需要的电流”与“强电部件消耗的电流”的合计的情况下，担心伴随强电部件的运转状态的变更，产生对电池的过电流。这是因为，若强电部件的运转状态被变更，强电部件消耗的电流下降，则相当于下降的量的电流都流入电池。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供防止对电池的过电流，并且缩短电池的充电时间的车载充电器的电流控制方法以及电流控制装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述的课题，本发明的一个方式的车载充电器的电流控制方法以及电流控制装置，在控制对强电部件以及电池供给电流的车载充电器时，进行从车载充电器对强电部件以及电池供给输出电流的电流控制，所述输出电流是应对可基于自身的运转状态计算消耗电流的强电部件的驱动电流和电池的充电电流的总和。

发明的效果

按照本发明，即使产生强电部件的消耗电流的突然下降，也可以防止对电池的过电流，进而可以缩短电池的充电时间。

附图说明

图1是表示包含本发明的一个实施方式的电流控制装置的电流供给系统的结构的方框图。

图2是表示本发明的一个实施方式的电流控制装置具有的功能性结构要素的方框图。

图3是表示本发明的一个实施方式的电流控制装置的电流控制的处理步骤的流程图。

具体实施方式

接着，参照附图，详细地说明本发明的实施方式。在说明中，对同一物体附加同一标号，省略重复说明。

[电流供给系统的结构]

参照图1，说明包含本实施方式的电流控制装置的电流供给系统。如图1所示，电流供给系统100包括：车辆控制器11(电流控制装置)、车载充电器72、电池73、dcdc转换器74、加热器75、以及压缩机76。电流供给系统100被安装在未图示的车辆上。

车载充电器72、电池73、dcdc转换器74、加热器75、压缩机76经由强电系统布线91(强电系统)被电连接。被连接到强电系统布线91并从车载充电器72经由强电系统布线91接受电流的供给的设备、即除了电池73以外的设备被称为强电部件。在本实施方式中，dcdc转换器74、加热器75、压缩机76相当于强电部件。强电部件不限于dcdc转换器74、加热器75、压缩机76。

而且，车载充电器72、电池73、以及强电部件(dcdc转换器74、加热器75压缩机76)分别具有控制单元(控制电路)。如图1所示，车载充电器72、电池73、dcdc转换器74、加热器75、压缩机76分别具有车载充电器控制单元82、电池控制单元83、dcdc转换器控制单元84、加热器控制单元85、压缩机控制单元86。

车辆控制器11与控制单元82～86经由信号线93可通信地连接。而且，信号线93可以是有线/无线方式的任一个。

车载充电器72通过车载充电器控制单元82进行控制。在进行被安装在车辆上的电池73的充电时，车载充电器72从被设置在车辆的外部的供给设备200接受电流的供给，根据指令从车辆控制器11对强电系统布线91供给电流。从车载充电器72供给的电流经由共同的强电系统布线91，被提供给电池73以及强电设备。而且，车载充电器72也可以从未图示的发电机接受电流的供给。

电池73具有充电/放电的功能，由电池控制单元83控制。在电池73被充电的情况下，通过经由强电系统布线91从车载充电器72输入到电池73的电流运送的能量被存储在电池73中。相反，在电池73被放电的情况下，电池73存储的能量经由强电系统布线91被提供给强电部件。

强电部件消耗经由强电系统布线91从车载充电器72或者电池73供给的电流而运转。特别是，在进行电池73的充电时，强电部件消耗经由强电系统布线91从车载充电器72供给的一部分电流而运转。未被强电部件消耗的电流被提供给电池73。

dcdc转换器74由dcdc转换器控制单元84控制，消耗从强电系统布线91输入的电流，供给在被连接到dcdc转换器74的未图示的附属设备中需要的电流。具体地说，在dcdc转换器74中，将从强电系统布线91输入的电流变压，对附属设备输出变压后和电流。作为附属设备，例如举出蓄电池、汽车音响、导航系统等。

加热器75由加热器控制单元85控制，通过消耗从强电系统布线91输入的电流，将电能转换为热能，暖和车辆或者车辆内部的各部分。例如，加热器75暖和车厢内的空气，或者加热座位的坐垫或扶手。

压缩机76由压缩机控制单元86控制，消耗从强电系统布线91输入的电流，驱动未图示的空调。

这里，强电部件被分类为可基于自身的运转状态计算消耗电流的第1强电部件、以及不可基于自身的运转状态计算消耗电流的第2强电部件。“可基于自身的运转状态计算消耗电流”意味着，预先知道强电部件的运转状态与强电部件消耗的消耗电流的对应关系，根据该对应关系，可以计算处于某个确定的运转状态的强电部件消耗的消耗电流。

加热器75的运转状态例如通过每单位时间发生的热能的量、和加热器75的设定温度这样的物理量而被表征。每单位时间发生的热能的量与消耗电流之间存在对应关系，所以说加热器75“可基于自身的运转状态计算消耗电流”。在本实施方式中，设加热器75被分类为第1强电部件。

同样，压缩机76的运转状态例如通过每单位时间的工作量、压缩机76的内部的电动机的旋转量、压缩机76的排出量、被压缩的气体的体积量、此外由压缩机76驱动的空调的设定温度这样的物理量而被表征。因为这些状态量与消耗电流之间存在对应关系，所以说压缩机76“可基于自身的运转状态计算消耗电流”。在本实施方式中，设压缩机76被分类为第1强电部件。

与加热器75、压缩机76不同，不清楚dcdc转换器74被分类为第1强电部件和第2强电部件的哪一个。这是因为，在被连接到dcdc转换器74的附属设备中，被设想各种类型的设备，dcdc转换器74的消耗电流依赖于被连接到与dcdc转换器74的附属设备的运转状态。

车辆控制器11例如可通过具有cpu(中央处理装置)、存储器、以及输入输出单元的通用的微计算机来实现。将用于使微计算机具有作为车辆控制器11的功能的计算机程序(控制程序)安装在微计算机中执行。由此，通用的微计算机具有作为车辆控制器11的功能。

而且，在本实施方式中，示出通过软件实现车辆控制器11的例子，当然也能够准备用于执行以下所示的各信息处理的专用的硬件，构成车辆控制器11。而且，也可以通过单独的硬件构成车辆控制器11中包含的多个单元(41，43，45，47，49)。进而，车辆控制器11也可以兼用作用于与车辆有关的其它控制的电子控制单元(ecu)。

而且，车辆控制器11也可以兼用作控制单元82～86。即，强电部件也可以是由车辆控制器11直接控制的部件。在该情况下，车辆控制器11自身具有相当于控制强电部件的控制单元82～86的功能性的结构要素。

[车辆控制器的结构]

接着，参照图2，说明车辆控制器11具有的功能性的结构要素。作为功能性的结构要素，车辆控制器11具有特性判定单元41(特性判定电路)、请求接收单元43(要求接收电路)、计算单元45(计算电路)、追随性判定单元47(追随性判定电路)、以及指令输出单元49(指令输出电路)。

特性判定单元41从强电部件的控制单元(dcdc转换器控制单元84、加热器控制单元85、压缩机控制单元86)获取强电部件的特性数据，判定强电部件的特性。即，特性判定单元41将经由强电系统布线91与车载充电器72连接着的各强电部件作为判定特性的对象处理。

然后，特性判定单元41判定成为对象的强电部件被分类为第1强电部件(可基于自身的运转状态计算消耗电流的强电部件)与第2强电部件(不能基于自身的运转状态计算消耗电流的强电部件)的哪一个。根据特性判定单元41从各强电部件的控制单元获取的特性数据进行该判定。特性判定单元41在未图示的存储器等中记录各强电部件的判定结果。

例如，各强电部件的控制单元在与车辆控制器11的初次通信时，将强电部件的运转状态与强电部件消耗的消耗电流的对应关系是否被记录在该控制单元中作为特性数据通知给特性判定单元41。特性判定单元41在对应关系被记录在该控制单元中的情况下，将该强电部件判定作为第1强电部件，另一方面，在对应关系未被记录在该控制单元中的情况下，将该强电部件判定作为第2强电部件。

各强电部件的控制单元也可以将该控制单元控制的强电部件的识别号作为特性数据通知给特性判定单元41。特性判定单元41也可以将被通知的识别号作为搜索键，从未图示的数据库，判定与被通知的识别号对应的强电部件被分类为第1强电部件和第2强电部件的哪一个。

而且，在连接到强电系统布线91的强电部件被保证仅为第1强电部件的情况下，车辆控制器11不需要进行强电部件属于第1强电部件和第2强电部件的哪一个的判定。在该情况下，车辆控制器11设为全部强电部件都为第1强电部件而进行以后的处理。

除了上述之外，特性判定单元41从车载充电器控制单元82获取车载充电器72实际供给到强电系统布线91的电流(供给电流)的量，作为与车载充电器72的运转状态有关的信息。

而且，特性判定单元41从车载充电器控制单元82获取由车载充电器72可实现的供给电流变化率(每单位步长(step)的供给电流的变化)的上限以及下限，作为与车载充电器72的特性有关的信息。由车载充电器72的性能决定供给电流变化率的上限以及下限。特性判定单元41将与车载充电器72的特性有关的信息记录在未图示的存储器等中。

而且，在供给电流变化率的定义中出场的“单位步长”，相当于进行车辆控制器11中的处理的时间间隔。当然，也可以定义每单位时间的供给电流的变化作为供给电流变化率。

进而，特性判定单元41也可以从电池控制单元83获取被实际地供给到电池73的电流的量。而且，特性判定单元41也可以从强电部件的控制单元获取对强电部件实际地供给的电流的量。

请求接收单元43从第1强电部件的控制单元接收运转状态的“变更请求”。第1强电部件的控制单元在要变更该控制单元控制的第1强电部件的运转状态的情况下，在实际地变更运转状态之前对请求接收单元43发送“变更请求”。因此，通过该“变更请求”的接收，可以探测在发出了“变更请求”的控制单元控制的第1强电部件(与“变更请求”对应第1强电部件)中运转状态在不久的将来被变更的情况。

在本实施方式中，请求接收单元43从加热器控制单元85接收加热器75的运转状态的“变更请求”，从压缩机控制单元86接收压缩机76的运转状态的“变更请求”。

在dcdc转换器74被分类为第1强电部件的情况下，请求接收单元43从dcdc转换器控制单元84接收dcdc转换器74的强电部件的运转状态的“变更请求”。

此外，请求接收单元43从电池控制单元83接收电池73的充电所需要的充电电流的值(充电用电流值ib)。

计算单元45计算在假定了与“变更请求”对应的第1强电部件中实际地进行了运转状态的变更的情况中的、被预测为应对全体第1强电部件供给的驱动电流的值，作为运转用电流值id。具体地说，根据与第1强电部件有关的运转状态和消耗电流的对应关系，计算单元45对每个第1强电部件预测与进行了运转状态的变更后的运转状态对应的消耗电流。然后，计算对每个第1强电部件被预测的消耗电流的总和，作为运转用电流值id。

而且，计算单元45计算进行运转状态的变更前的、应对全体第1强电部件供给的驱动电流的值，作为变更前运转用电流值idb。具体地说，根据与第1强电部件有关的运转状态和消耗电流的对应关系，计算单元45对每个第1强电部件计算与进行运转状态的变更之前的运转状态对应的消耗电流。然后，计算对每个第1强电部件算出的消耗电流的总和，作为变更前运转用电流值idb。

而且，按照流入第1强电部件的电流是否被反馈控制，或者被前馈控制，应供给的驱动电流的计算的方法也可以不同。

更具体地说，也可以在流入第1强电部件的电流被前馈控制的情况下，计算与第1强电部件的当前的运转状态对应的消耗电流，作为应对第1强电部件供给的驱动电流。

另一方面，在流入第1强电部件的电流被反馈控制的情况下，也可以计算实际被供给到第1强电部件的电流，作为应对第1强电部件供给的驱动电流。

在假定为与“变更请求”对应的第1强电部件中实际地进行了运转状态的变更的情况下，追随性判定单元47判定在运转状态的变更的前后，应对强电部件供给的驱动电流是否下降。而且，在应对强电部件供给的驱动电流下降的情况中，追随性判定单元47判定车载充电器72是否可以追随应供给的驱动电流的下降。追随性判定单元47中具体的判定的处理在后叙述。

指令输出单元49将作为运转用电流值id和充电用电流值ib的总和的电流指令值iv发送到车载充电器72。而且，对于与“变更请求”对应的第1强电部件的控制单元，发送运转状态的“变更许可”。指令输出单元49中的具体的发送的处理在后叙述。

而且，接收到“变更许可”的第1强电部件的控制单元，在接收之后实际地进行第1强电部件的运转状态的变更。

[电流控制的处理过程]

接着，参照图3的流程图说明在本实施方式的电流控制装置中进行的电流控制的处理过程。图3所示的电流控制的处理与在车辆中安装的电池73的充电开始一起开始，被反复执行。

而且，在图3的流程图中表示的电流控制的处理被执行之前，特性判定单元41根据需要，判定强电部件被分类为第1强电部件和第2强电部件的哪一个。在事先判明强电部件仅为第1强电部件的情况下，特性判定单元41不需要分类强电部件，全部强电部件设为第1强电部件，进行以后的处理。

如图3所示，首先在步骤s101中，请求接收单元43从电池控制单元83接收电池73的充电所需的充电电流的值即充电用电流值ib。

接着，在步骤s103中，计算单元45获取或者计算运转用电流值id以及变更前运转用电流值idb。

在步骤s105中，计算单元45计算运转用电流值id和充电用电流值ib的总和即电流指令值iv。

然后，在步骤s107中，在假定了在与“变更请求”对应的第1强电部件中实际地进行了运转状态的变更的情况下，追随性判定单元47判定在运转状态的变更的前后，是否被估计应对强电部件供给的驱动电流的下降。具体地说，比较在步骤s103中得到的运转用电流值id以及变更前运转用电流值idb，在运转用电流值id低于变更前运转用电流值idb的情况(运转用电流值id＜变更前运转用电流值idb)下，判定为应对强电部件供给的驱动电流下降。

在判定为未被估计应对强电部件供给的驱动电流的下降的情况(步骤s107中的“否”)下，在步骤s115中指令输出单元49将电流指令值iv发送到车载充电器72，进而，在步骤s117中指令输出单元49将运转状态的“变更许可”发送到第1强电部件。

在判定为被估计应对强电部件供给的驱动电流的下降的情况(下步骤s107中的“是”)，进至步骤s109。

在步骤s109中，追随性判定单元47判定车载充电器72是否可以追随应供给的驱动电流的下降。具体地说，将可由车载充电器72实现的供给电流变化率(每单位步骤的供给电流的变化)的下限的绝对值作为阈值δth，在运转用电流值id与变更前运转用电流值idb之差大于阈值δth的情况下(|运转用电流值id-变更前运转用电流值idb|＞阈值δth)，判定为车载充电器72无法追随应供给的驱动电流的下降。

在判定为车载充电器72可追随应供给的驱动电流的下降的情况下(步骤s109中的“否”)，在步骤s115中指令输出单元49将电流指令值iv发送到车载充电器72，进而，在步骤s117中指令输出单元49将运转状态的“变更许可”发送到第1强电部件。

在判定为车载充电器72无法追随应供给的驱动电流的下降的情况下(步骤s109中的“是”)，进至步骤s111。

在步骤s111中，指令输出单元49将电流指令值iv发送到车载充电器72，接着，在步骤s113中，追随性判定单元47判定车载充电器72的供给电流是否变为电流指令值iv。

在判定为车载充电器72的供给电流未变为电流指令值iv的情况下(步骤s113中的“否”)，等待到直至车载充电器72的供给电流变为电流指令值iv。

在判定为车载充电器72的供给电流变为了电流指令值iv的情况下(步骤s113中的“是”)，进至步骤s117，指令输出单元49将运转状态的“变更许可”发送到第1强电部件。

若大致说明步骤s111、s113、s115、s117的处理内容，则在车载充电器72无法追随应供给的驱动电流的下降的情况下，指令输出单元49从等待到直至车载充电器72的供给电流变为了电流指令值iv，然后将运转状态的“变更许可”发送到第1强电部件。即，在车载充电器72的供给电流变为电流指令值iv之前，第1强电部件的运转状态的变更被限制。

另一方面，在应供给的驱动电流未下降的情况、或者在车载充电器72可追随应供给的驱动电流的下降的情况下，不等待到直至车载充电器72的供给电流变为电流指令值iv，而是将运转状态的“变更许可”发送到第1强电部件。即，第1强电部件的运转状态的变更未被限制。

[实施方式的效果]

如以上详细地说明的那样，按照本实施方式的车载充电器的电流控制方法以及电流控制装置，在对强电部件以及电池供给电流的车载充电器的控制时，将强电部件中的可基于自身的运转状态计算消耗电流的部件作为第1强电部件，计算第1应对强电部件供给的驱动电流以及电池的充电电流的总和作为输出电流。然后，从车载充电器对强电部件以及电池供给输出电流。由此，即使在对第1强电部件供给电流的情况下，也可以防止电池的一部分充电电流流入第1强电部件而被消耗。其结果，可以抑制电池的充电变长。

而且，由于第1强电部件是可基于自身的运转状态计算消耗电流的强电部件，所以在第1强电部件的运转状态被变更之前，可以计算由运转状态的变更后的第1强电部件消耗的消耗电流。通过与算出的消耗电流相应地使应对第1强电部件供给的驱动电流变化，防止为了电池的充电而供给的电流超过电池的充电所需要的电流的量(充电用电流值ib)。其结果，可以下降起因于对电池的过电流的电池的损坏或者劣化的可能性。

进一步，按照本实施方式的车载充电器的电流控制方法以及电流控制装置，不能基于自身的运转状态计算消耗电流的第2强电部件也可以被包含在强电部件中。即使在该情况下，也防止为了电池的充电而供给的电流超过充电用电流值ib。即，可以防止对电池的过电流。例如，即使假设第2强电部件的运转状态被变更，在第2强电部件中消耗的消耗电流变为0，为了电池的充电而供给的电流也仅变为充电用电流值ib，不产生对电池的过电流。

而且，按照本实施方式的车载充电器的电流控制方法以及电流控制装置，在第1强电部件的运转状态的变更之前，判定能否配合伴随运转状态的变更的第1强电部件的消耗电流的下降进行使输出电流下降的追随控制。然后，在判定为不能进行追随控制的情况下，计算运转状态的变更之后的第1强电部件的消耗电流和充电电流的总和作为目标电流，在使输出电流下降至目标电流之后，使运转状态变更。由此，在车载充电器无法追随伴随运转状态的变更而第1强电部件的消耗电流产生变化的情况下，限制第1强电部件的运转状态的变更，直至来自车载充电器的输出电流下降以便不产生至电池的过电流。因此，可以防止对电池的过电流。

进而，按照本实施方式的车载充电器的电流控制方法以及电流控制装置，在判定为能够进行追随控制的情况下，也可以变更第1强电部件的运转状态，进行追随控制。由此，在车载充电器可追随的范围内，第1强电部件的运转状态的变更未被限制而被允许，所以可以迅速地进行第1强电部件的运转状态的变更。

在上述的实施方式中，强电部件的运转状态和强电部件消耗的消耗电流的对应关系，也可以被记录在强电部件的控制单元中，或者也可以被记录在车辆控制器11中。

而且，上述的对应关系也可以在强电部件的制造时被记录，也可以从车辆的外部存在的外部服务器获取。进而也可以在开始了强电部件的使用后，通过使用了神经网络的深度学习(深度学习、机械学习)学习强电部件的运转状态和消耗电流的关系，获取上述的对应关系。上述的对应关系的记录也可以通过记录对运转状态附加特征的物理量和消耗电流的对应表来实现，也可以通过记录将物理量作为独立变量来表现消耗电流的函数而实现。

而且，计算处于特定的运转状态的强电部件消耗的消耗电流的处理，可以在强电部件的控制单元中进行，也可以在车辆控制器中进行。

以上，按照实施方式说明了本发明的内容，但是本领域的技术人员当然明白本发明不限于这些记载，能够有各种变形以及改进。构成本公开的一部分的论述以及附图不应被理解为限定本发明。对本领域的技术人员来说，从本公开能够明白各种代替实施方式、实施例以及运用技术。

本发明当然包含这里未记载的各种各样的实施方式等。因此，本发明的技术的范围仅由基于上述的说明的权利要求有关的发明确定事项来决定。

在上述的实施方式中表示的各功能能够通过1或者多个处理电路来实现。处理电路包含含有电路的处理装置等被编程的处理装置。处理装置还包含被安排为执行在实施方式记载的功能的面向特定用途的集成电路(asic)或普通型的电路部件那样的装置。

标号说明

11车辆控制器(电流控制装置)

41特性判定单元(特性判定电路)

43请求接收单元(请求接收电路)

45计算单元(计算电路)

47追随性判定单元(追随性判定电路)

49指令输出单元(指令输出电路)

72车载充电器

73电池

74dcdc转换器

75加热器

76压缩机

82车载充电器控制单元

83电池控制单元

84dcdc转换器控制单元

85加热器控制单元

86压缩机控制单元

91强电系统布线(强电系统)

93信号线

100电流供给系统

200供给设备