(57)【要約】【課題】ソーラパネル１８の発電電力をメインバッテリ１４に充電する充電システムに適用され、上記発電電力をメインバッテリ１４に充電する場合の充電効率を高めることのできる充電制御装置を提供する。【解決手段】ソーラパネル１８の発電電力をサブバッテリ２２に一旦充電する。ここで、サブバッテリ２２が充電されてかつメインバッテリ１４が充電されていない場合に、降圧チョッパ回路２４ａの出力電流及び出力電圧に基づきサブバッテリ２２の充電率を推定する。そして、推定された充電率が規定値以上になったことを条件として、メインバッテリ１４の充電を開始する。ここでは、メインバッテリ１４が充電される場合に電力が供給されてかつＭＢＥＣＵ１６等を含む複数の電子機器に、サブバッテリ２２が充電されてかつメインバッテリ１４が充電されていない場合に電力の供給が遮断される電子機器を含むように複数の電子機器に対する給電制御が行われる。【選択図】      図１
2014117000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池（１４）と、
電気エネルギを蓄積可能な蓄電装置（２２）と、
太陽光発電を行う太陽光発電手段（１８）と、
前記太陽光発電手段及び前記蓄電装置の間に介在する電力変換回路（２４ａ）と、
前記蓄電装置の電圧を昇圧して前記蓄電池に出力可能な昇圧回路（２６ａ）と、
を備える充電システムに適用され、
前記電力変換回路を操作することで前記太陽光発電手段の発電電力を前記蓄電装置に一旦充電する第１の充電制御手段（２４ｂ）と、
前記昇圧回路を操作することで前記蓄電装置に蓄えられた電力を前記蓄電池に充電する第２の充電制御手段（２６ｂ）と、
前記第１の充電制御手段によって前記蓄電装置が充電される場合において、前記電力変換回路の出力電流及び該電力変換回路の出力電圧のうち少なくとも一方を入力パラメータとして前記蓄電装置の充電量を推定する推定手段と、
を備え、
前記第２の充電制御手段は、前記推定手段によって推定された充電量が規定値以上になったことを条件として、前記蓄電池の充電を開始し、
前記第２の充電制御手段によって前記蓄電池が充電される場合に電力が供給される複数の電子機器（１６，２４ｂ，２６ｂ，３２）に、前記第１の充電制御手段によって前記蓄電装置が充電されてかつ、前記第２の充電制御手段によって前記蓄電池が充電されていない場合に電力の供給が遮断される電子機器（１６，２６ｂ，３２）を含むように前記複数の電子機器に対する給電制御を行う給電制御手段（３８）を備えることを特徴とする充電制御装置。
【請求項２】
前記推定手段を第1の推定手段とし、
前記第２の充電制御手段による前記蓄電池の充電の有無にかかわらず、前記蓄電装置の入力電流を入力パラメータとして、該蓄電装置の充電量を推定する第２の推定手段を更に備え、
前記第１の推定手段は、前記第２の充電制御手段によって前記蓄電池の充電が開始される際の前記蓄電装置の充電量である基準充電量と、前記電力変換回路の出力電流を入力パラメータとして推定される前記蓄電装置の充電量の増加量とを加算することで、前記蓄電装置の充電量を推定することを特徴とする請求項１記載の充電制御装置。
【請求項３】
前記第２の充電制御手段による前記蓄電池の充電中に、前記第２の推定手段によって推定された充電量が前記規定値よりも小さい所定の閾値以下になったことを条件として、前記第２の充電制御手段による前記蓄電池の充電を停止させる停止手段と、
前記停止手段によって充電を停止させるに際し、前記第２の推定手段によって推定された充電量を取得する取得手段と、
を備え、
前記第１の推定手段は、前記基準充電量として、前記取得手段によって取得された充電量を用いることを特徴とする請求項２記載の充電制御装置。
【請求項４】
前記第1の推定手段による充電量の推定で用いられてかつ前記入力電流を含む入力パラメータの数は、前記第２の推定手段による充電量の推定で用いられてかつ前記入力電流を含む入力パラメータの数よりも少なく設定され、
前記第２の充電制御手段は、前記第１の推定手段によって推定された充電量が前記規定値以上になった後、前記第２の推定手段によって推定された充電量が前記規定値よりも大きい所定値以上になったことを条件として、前記蓄電池の充電を開始することを特徴とする請求項２又は３記載の充電制御装置。
【請求項５】
前記充電システムは、車両に搭載され、
前記蓄電池は、前記車両に搭載される主機回転機（１０）の電力供給源であり、
前記第１の充電制御手段は、前記車両の停止時において前記蓄電装置に一旦充電し、
前記第２の充電制御手段は、前記車両の停止時において前記蓄電池に充電することを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載の充電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池と、電気エネルギを蓄積可能な蓄電装置と、太陽光発電を行う太陽光発電手段と、前記太陽光発電手段及び前記蓄電装置の間に介在する電力変換回路と、前記蓄電装置の電圧を昇圧して前記蓄電池に出力可能な昇圧回路と、を備える充電システムに適用される充電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に見られるように、車載主機としての駆動モータの電力供給源となる主電池と、主電池の端子電圧よりも低い端子電圧を有する補助電池とを備える電気自動車に適用され、車載太陽光パネルの発電電力によって主電池や補助電池を充電する充電システムが知られている。詳しくは、このシステムでは、太陽光パネルの出力電圧が高い場合、太陽光パネルの発電電力を補助電池に直接充電し、太陽光パネルの出力電圧が低い場合、上記出力電圧を昇圧回路によって昇圧して主電池を充電する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１２３５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、主電池が充放電される場合、主電池の状態を監視する監視装置に電力が供給される等、充電システムを構成してかつ電力供給対象となる電子機器の消費電力が大きくなる。このため、太陽光パネルの発電電力を主電池に充電する場合の充電効率が低下する懸念がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、太陽光発電電力を蓄電池に充電する充電システムに適用され、太陽光発電電力を蓄電池に充電する場合の充電効率を高めることのできる充電制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく、請求項１記載の発明は、蓄電池（１４）と、電気エネルギを蓄積可能な蓄電装置（２２）と、太陽光発電を行う太陽光発電手段（１８）と、前記太陽光発電手段及び前記蓄電装置の間に介在する電力変換回路（２４ａ）と、前記蓄電装置の電圧を昇圧して前記蓄電池に出力可能な昇圧回路（２６ａ）と、を備える充電システムに適用され、前記電力変換回路を操作することで前記太陽光発電手段の発電電力を前記蓄電装置に一旦充電する第１の充電制御手段（２４ｂ）と、前記昇圧回路を操作することで前記蓄電装置に蓄えられた電力を前記蓄電池に充電する第２の充電制御手段（２６ｂ）と、前記第１の充電制御手段によって前記蓄電装置が充電される場合において、前記電力変換回路の出力電流及び該電力変換回路の出力電圧のうち少なくとも一方を入力パラメータとして前記蓄電装置の充電量を推定する推定手段と、を備え、前記第２の充電制御手段は、前記推定手段によって推定された充電量が規定値以上になったことを条件として、前記蓄電池の充電を開始し、前記第２の充電制御手段によって前記蓄電池が充電される場合に電力が供給される複数の電子機器（１６，２４ｂ，２６ｂ，３２）に、前記第１の充電制御手段によって前記蓄電装置が充電されてかつ、前記第２の充電制御手段によって前記蓄電池が充電されていない場合に電力の供給が遮断される電子機器（１６，２６ｂ，３２）を含むように前記複数の電子機器に対する給電制御を行う給電制御手段（３８）を備えることを特徴とする。
【０００７】
上記発明では、太陽光発電手段の発電電力を第1の充電制御手段によって蓄電装置に一旦充電した後、推定手段によって推定された充電量が規定値以上になったことを条件として、蓄電池に蓄えられた電力を第２の充電制御手段によって蓄電池に充電する。こうした構成を前提として、上記発明では、給電制御手段によって複数の電子機器に対する給電制御が行われる。このため、蓄電装置の充電が開始されてから蓄電池の充電が開始されるまでの期間において電子機器の消費電力を低減させることができる。このため、太陽光発電電力を蓄電池に充電する場合の充電効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態にかかる充電システムの構成を示す図。
【図２】一実施形態にかかるＳＢＥＣＵによる充電率推定処理の手順を示す流れ図。
【図３】一実施形態にかかる降圧側制御部による充電処理の手順を示す流れ図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明にかかる充電制御装置を車載太陽光パネルを備える充電システムに適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
まず、図１を用いて、本実施形態にかかる充電システムの全体構成について説明する。
【００１１】
図示されるように、主機回転機（モータジェネレータ１０）は、車載主機であり、図示しない駆動輪に連結されている。モータジェネレータ１０は、インバータ１２を介して蓄電池としてのメインバッテリ１４に接続されている。メインバッテリ１４は、電池セルの直列接続体としての組電池であり、モータジェネレータ１０の電力供給源である。本実施形態では、メインバッテリ１４として、リチウムイオン蓄電池を用いている。なお、メインバッテリ１４は、車体に対して絶縁されている。詳しくは、メインバッテリ１４の正極電位及び負極電位の中央値が車体電位とされている。これは、例えば、メインバッテリ１４の正極及び負極間に一対の抵抗体を接続し、それら抵抗体の接続点を車体に接続することで実現できる。
【００１２】
メインバッテリ１４の状態（各電池セルの状態）は、メインバッテリ用電子制御装置（以下、ＭＢＥＣＵ１６）によって監視及び調整される。詳しくは、ＭＢＥＣＵ１６は、メインバッテリ１４を構成する電池セルの過充電や過放電の有無を監視するとともに、これら電池セルの充電率（ＳＯＣ）を均等化する処理を行う。これら処理は、リチウムイオン２次電池が、過充電や過放電によって信頼性の低下を招く懸念があるために行われる。なお、充電率とは、満充電電荷量に対する実際の電荷量の比率のことである。
【００１３】
充電システムには、「太陽光発電手段」としてのソーラパネル１８が備えられている。ソーラパネル１８は、ソーラ発電用電子制御装置（以下、ＳＥＣＵ２０）に接続されている。ＳＥＣＵ２０は、降圧ユニット２４及び昇圧ユニット２６を備えている。詳しくは、降圧ユニット２４は、ソーラパネル１８の出力電圧を降圧してサブバッテリ２２に出力可能な降圧チョッパ回路２４ａと、降圧チョッパ回路２４ａを操作する降圧側制御部２４ｂとを備えている。降圧側制御部２４ｂには、ソーラパネル１８の出力電圧（降圧チョッパ回路２４ａの入力電圧）を検出する第1の電圧センサ２５や、降圧チョッパ回路２４ａの出力電圧を検出する第２の電圧センサ２８、更には降圧チョッパ回路２４ａの出力電流を検出する第1の電流センサ３０の検出値が入力される。
【００１４】
ちなみに、本実施形態において、降圧チョッパ回路２４ａが、ソーラパネル１８及びサブバッテリ２２の間に介在する「電力変換回路」に相当し、降圧側制御部２４ｂが「第１の充電制御手段」に相当する。また、降圧側制御部２４ｂには、更に、ソーラパネル１８の出力電流を検出する図示しないセンサの検出値が入力される。降圧側制御部２４ｂは、ソーラパネル１８の出力電流の検出値及び第1の電圧センサ２５の検出値に基づき、最大電力点追従制御を行うべく降圧チョッパ回路２４ａを操作する。
【００１５】
一方、昇圧ユニット２６は、自身の入力電圧を昇圧してメインバッテリ１４に出力可能な昇圧チョッパ回路２６ａ（「昇圧回路」に相当）と、昇圧チョッパ回路２６ａを操作する昇圧側制御部２６ｂとを備えている。ちなみに、本実施形態において、昇圧側制御部２６ｂが「第２の充電制御手段」に相当する。
【００１６】
上記サブバッテリ２２は、電池セルの直列接続体としての組電池であり、本実施形態では、メインバッテリ１４と同様にリチウムイオン２次電池である。なお、本実施形態では、サブバッテリ２２として、その端子電圧がメインバッテリ１４の端子電圧よりも低い蓄電池を用いている。すなわち、サブバッテリ２２の満充電電荷量は、メインバッテリ１４の満充電電荷量と比較して小さい。
【００１７】
サブバッテリ２２の状態（各電池セルの状態）は、サブバッテリ用電子制御装置（以下、ＳＢＥＣＵ３２）によって監視及び調整される。詳しくは、ＳＢＥＣＵ３２は、サブバッテリ２２を構成する電池セルの過充電や過放電の有無を監視するとともに、電池セルの充電率を均等化する処理を行う。ＳＢＥＣＵ３２は、サブバッテリ２２の電圧（各電池セルの端子間電圧）を取り込む機能を有し、また、サブバッテリ２２の入力電流を検出する第２の電流センサ３４や、サブバッテリ２２の温度を検出する温度センサ３６の検出値を取り込む。
【００１８】
充電システムには、更に、「給電制御手段」としての電源ＥＣＵ３８が備えられている。電源ＥＣＵ３８は、車体電位を基準電位とし、メインバッテリ１４やサブバッテリ２２の端子電圧よりも十分低い端子電圧を有する補機バッテリ４０（例えば鉛蓄電池）を電源として動作する。電源ＥＣＵ３８は、ＭＰＵ３８ａ、第１のスイッチング素子３８ｂ及び第２のスイッチング素子３８ｃを備え、ＭＢＥＣＵ１６や、降圧側制御部２４ｂ、昇圧側制御部２６ｂ、ＳＥＣＵ２０等に対する電力の供給及び遮断を切り替える機能を有する。
【００１９】
詳しくは、ＭＰＵ３８ａは、第１のスイッチング素子３８ｂをオン状態とすることで第1の切替スイッチ４１をオン状態とする。これにより、ＭＢＥＣＵ１６、昇圧側制御部２６ｂ、ＳＢＥＣＵ３２、及び車両制御を統括する図示しない上位の電子制御装置等に電力が供給される。また、ＭＰＵ３８ａは、第２のスイッチング素子３８ｃをオン状態とすることで第２の切替スイッチ４２をオン状態とする。これにより、降圧側制御部２４ｂに電力が供給される。
【００２０】
なお、図１では、補機バッテリ４０から第1の切替スイッチ４１を介してＭＢＥＣＵ１６、昇圧側制御部２６ｂ及びＳＢＥＣＵ３２に電力が供給可能なことを図示し、補機バッテリ４０から第２の切替スイッチ４２を介して降圧側制御部２４ｂに電力が供給可能なことを図示している。また、第１のスイッチング素子３８ｂ及び第２のスイッチング素子３８ｃは、ＭＰＵ３８ａのみならず、ユーザの操作対象となるイグニッションスイッチがオンされることによってもオン状態とされる。
【００２１】
さらに、本実施形態において、ＭＢＥＣＵ１６や、降圧側制御部２４ｂ、昇圧側制御部２６ｂ、ＳＢＥＣＵ３２等に対する補機バッテリ４０の電力の供給の遮断とは、これらを構成する全ての電子機器に対する電力の遮断を必ずしも意味しない。これは、例えば、降圧側制御部２４ｂに、第1の切替スイッチ４１の操作状態にかかわらず、給電状態が常時維持されるメモリ（バックアップＲＡＭ）を備える場合によって説明される。すなわち、この場合、例えば、第1の切替スイッチ４１がオフ状態とされることによって、降圧側制御部２４ｂを構成する大部分の電子機器については、補機バッテリ４０からの電力の供給が実質上遮断されるものの、降圧側制御部２４ｂの備えるバックアップＲＡＭについては電力の供給が継続される。
【００２２】
ＭＢＥＣＵ１６、ＳＥＣＵ２０、ＳＢＥＣＵ３２及び電源ＥＣＵ３８同士は、互いに通信可能とされている。本実施形態では、これらが有線通信（ＣＡＮ通信）可能とされている。なお、図１では、ＣＡＮ通信線を「４４」にて示した。また、ＭＢＥＣＵ１６、ＳＥＣＵ２０、ＳＢＥＣＵ３２及び電源ＥＣＵ３８同士は、実際には、ＣＡＮドライバを介して通信可能とされている。ここで、図１では、ＳＥＣＵ２０の備えるＣＡＮドライバを「４６」にて示し、ＳＢＥＣＵ３２の備えるＣＡＮドライバを「４８」にて示した。
【００２３】
続いて、図２を用いて、ＳＢＥＣＵ３２によって実行されるサブバッテリ２２の充電率推定処理について説明する。この処理は、本実施形態において「第２の推定手段」に相当する。ここで、図２は、上記推定処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、ＳＢＥＣＵ３２によって例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００２４】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、サブバッテリ２２の入力電流Ｉａ、電圧Ｖａ及び温度Ｔａを取得する。ここで、上記入力電流Ｉａは、第２の電流センサ３４の検出値であり、温度Ｔａは、温度センサ３６の検出値である。ここで、充電率ＳＯＣ１の推定に温度Ｔａを用いたのは、周知のように充電率ＳＯＣ１が温度Ｔａに依存することから、充電率ＳＯＣ１の推定精度を高めるためである。
【００２５】
続くステップＳ１２では、サブバッテリ２２の入力電流Ｉａの積算値ΣＩａ、電圧Ｖａ及び温度Ｔａに基づき、サブバッテリ２２の充電率ＳＯＣ１を推定する。
【００２６】
なお、ステップＳ１２の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００２７】
以上説明したＳＢＥＣＵ３２による充電率ＳＯＣ１の推定処理は、実際には、第1の切替スイッチ４１の操作状態にかかわらず（換言すれば、補機バッテリ４０から第1の切替スイッチ４１を介したＳＢＥＣＵ３２への給電の有無にかかわらず）実行されるものとする。
【００２８】
次に、本実施形態にかかるソーラパネル１８の発電電力をメインバッテリ１４に充電する充電処理について説明する。
【００２９】
本実施形態では、メインバッテリ１４の充電に際し、ソーラパネル１８の発電電力を、降圧ユニット２４を用いて一旦サブバッテリ２２に充電する。これは、ソーラパネル１８の発電電力をメインバッテリ１４に充電する場合の充電効率を高めるためである。
【００３０】
つまり、メインバッテリ１４を充電するに際しては、ＭＢＥＣＵ１６等を起動させる必要が生じることから、第1の切替スイッチ４１をオン状態とすることが要求される。この場合、ＭＢＥＣＵ１６のみならず、その他の電子機器も起動される。このため、メインバッテリ１４の充電処理期間においては、それら電子機器によって電力が消費される。一方、ソーラパネル１８の発電電力は、天候等に依存する。ソーラパネル１８の最大発電電力自体は、上記電子機器による消費電力よりも大きいものの、天候等によってはソーラパネル１８の発電電力が上記電子機器による消費電力以下となるおそれがある。
【００３１】
このため、本実施形態では、ソーラパネル１８の発電電力をサブバッテリ２２に一旦充電する。この際、第1の切替スイッチ４１をオン状態としなくてもよいように、第1の切替スイッチ４１とは別の第２の切替スイッチ４２を介して補機バッテリ４０の電力が降圧側制御部２４ｂに供給可能な構成を採用した。
【００３２】
図３に、本実施形態にかかる充電処理の手順を示す。この処理は、ＳＥＣＵ２０の備える降圧側制御部２４ｂによって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、本実施形態において、ソーラパネル１８によって発電可能な状況下では、電源ＥＣＵ３８によって第２のスイッチング素子３８ｃがオン状態とされることで降圧側制御部２４ｂに補機バッテリ４０の電力が供給されることとする。また、本実施形態において、ＳＥＣＵ２０と電源ＥＣＵ３８とは、ソーラパネル１８によって発電可能な状況下において通信可能であるものとする。
【００３３】
この一連の処理では、まずステップＳ２０において、駐車中であるか否かを判断する。
【００３４】
ステップＳ２０において肯定判断された場合には、ステップＳ２２に進み、ソーラパネル１８によるソーラ発電が可能であるか否かを判断する。本実施形態では、第1の電圧センサ２５によって検出された電圧Ｖｂが所定以上であると判断された場合、ソーラ発電が可能であると判断する。
【００３５】
ステップＳ２２において肯定判断された場合には、ステップＳ２４に進み、降圧チョッパ回路２４ａの操作によってサブバッテリ２２を充電する処理を行う。
【００３６】
続くステップＳ２６では、降圧側制御部２４ｂにおいて推定されたサブバッテリ２２の充電率ＳＯＣ２が第２の規定値ＴＨ２（例えば７０％であり、「規定値」に相当）以上となったか否かを判断する。この処理は、サブバッテリ２２の充電率がメインバッテリ１４の充電にとって十分な値となったか否かを判断するための処理である。ここで、本実施形態にかかる降圧側制御部２４ｂによる充電率の推定手法を説明する。
【００３７】
詳しくは、まず、第1の電流センサ３０によって検出された降圧チョッパ回路２４ａの出力電流Ｉｂ及び第２の電圧センサ２８によって検出された降圧チョッパ回路２４ａの出力電圧Ｖｂを取得する（ステップＳ４４参照）。そして、基準充電率Ｓα（基準充電量に相当）と、充電増加量ΔＳＯＣとの加算値としてサブバッテリ２２の充電率ＳＯＣ２を推定する（ステップＳ４６参照）。ここで、充電増加量ΔＳＯＣとは、上記出力電流Ｉｂの積算値ΣＩｂ及び第１の係数αの乗算値と、上記出力電圧Ｖｂ及び第２の係数β（α＋β＝１）の乗算値とを加算した値である。なお、本実施形態において、降圧側制御部２４ｂによる上記推定処理が「第１の推定手段」に相当する。
【００３８】
ステップＳ２６において肯定判断された場合には、充電増加量ΔＳＯＣを初期化し（「０」にし）、ステップＳ２８に進む。ステップＳ２８では、第２のスイッチング素子３８ｃのオン状態を維持しつつ、第１のスイッチング素子３８ｂをオン状態に切り替える旨を電源ＥＣＵ３８に対して指示する。これにより、電源ＥＣＵ３８によって、第１のスイッチング素子３８ｂがオン状態に切り替えられて第1の切替スイッチ４１がオン状態に切り替えられる給電制御が行われる。そして、これにより、ＭＢＥＣＵ１６、昇圧側制御部２６ｂ及びＳＢＥＣＵ３２等に対して補機バッテリ４０の電力の供給が開始され、また、ＳＥＣＵ２０及びＳＢＥＣＵ３２同士等で通信が可能となる。
【００３９】
続くステップＳ３０では、降圧側制御部２４ｂによって推定された充電率ＳＯＣ２を上記第２の規定値ＴＨ２で固定する。そして、ステップＳ３２では、ＳＢＥＣＵ３２から送信されたサブバッテリ２２の充電率ＳＯＣ１を取得する。
【００４０】
続くステップＳ３４では、ＳＢＥＣＵ３２との通信が再開されてから現在までの期間において、受信された充電率ＳＯＣ１が一度でも第２の規定値ＴＨ２よりも高い第１の規定値ＴＨ１（例えば７５％であり、「所定値」に相当）以上となったことがあるか否かを判断する。この処理は、メインバッテリ１４の充電を開始するか否かを判断するための処理である。以下、第１の規定値ＴＨ１及び第２の規定値ＴＨ２の設定手法と絡めてこの処理について説明する。
【００４１】
本実施形態では、例えばセンサの追加によるコストの増大や配線スペースの制約から、降圧側制御部２４ｂにおいてサブバッテリ２２の充電率ＳＯＣ２の推定に用いられるパラメータ（電流Ｉｂ，電圧Ｖｂ）の数を、ＳＢＥＣＵ３２において充電率ＳＯＣ１の推定に用いられるパラメータ（電流Ｉａ，電圧Ｖａ，温度Ｔａ）の数よりも少なく設定している。このため、降圧側制御部２４ｂにおける充電率ＳＯＣ２の推定精度は、ＳＢＥＣＵ３２における充電率ＳＯＣ１の推定精度よりも低くなり得る。この場合、降圧側制御部２４ｂにおいて推定された充電率ＳＯＣ２がサブバッテリ２２の実際の充電率よりも低くなることで、サブバッテリ２２の実際の充電率がサブバッテリ２２の信頼性を維持可能な上限値を超えてサブバッテリ２２が充電される懸念がある。こうした問題に対処するには、例えば、第２の規定値ＴＨ２を低めに設定することも考えられる。ただし、この場合、サブバッテリ２２からメインバッテリ１４に対して一度に供給可能な電力が小さくなることから、メインバッテリ１４に対する充電の開始及び停止の切替頻度が高くなる。これにより、例えば第1の切替スイッチ４１の操作状態の切替頻度が高くなることで、充電システムを構成する電子機器の消費電力が増大する等の懸念が生じる。
【００４２】
こうした事態を回避すべく、本ステップの処理が設けられている。そして、本実施形態では、第１の規定値ＴＨ１が、サブバッテリ２２の信頼性を維持可能な上限値に設定されている。こうした設定によれば、サブバッテリ２２の信頼性を維持しつつ、メインバッテリ１４に対する充電の開始及び停止の切替頻度の上昇に伴い消費電力が増大することを回避できる。
【００４３】
ステップＳ３４において肯定判断された場合には、ステップＳ３６に進み、昇圧ユニット２６の操作によってサブバッテリ２２に蓄えられた電力をメインバッテリ１４に充電する処理を行う。
【００４４】
続くステップＳ３８では、ＳＢＥＣＵ３２から受信されたサブバッテリ２２の充電率ＳＯＣ１が第２の規定値ＴＨ２よりも低い第３の規定値ＴＨ３（例えば２０％であり、「所定の閾値」に相当）以下となったか否かを判断する。この処理は、メインバッテリ１４への充電を停止するか否かを判断するための処理である。なお、第３の規定値ＴＨ３は、例えば、サブバッテリ２２の信頼性を維持可能な充電率の下限値に設定すればよい。また、本実施形態において、本ステップの処理が「停止手段」に相当する。
【００４５】
ステップＳ３８において肯定判断された場合には、充電率ＳＯＣ２の固定を解除し、ステップＳ４０に進む。ステップＳ４０では、メインバッテリ１４の充電を停止させるに際し、ＳＢＥＣＵ３２から送信されたサブバッテリ２２の現在の充電率ＳＯＣ１を取得する。そして、取得された充電率ＳＯＣ１で上記基準充電率Ｓαを更新する。この処理は、本実施形態において「取得手段」に相当し、降圧側制御部２４ｂにおけるサブバッテリ２２の充電率ＳＯＣ２の推定精度を高めるための処理である。
【００４６】
つまり、本実施形態において、基本的には、ステップＳ３８において肯定判断された場合にメインバッテリ１４の充電を停止することとしている。ここで、メインバッテリ１４の充電は、推定された充電率ＳＯＣ２が第３の規定値ＴＨ３以上になることのみならず、他の要因によっても停止され得る。こうした要因としては、例えば、メインバッテリ１４の充電率がメインバッテリ１４の信頼性を維持可能な上限値に到達した旨がＭＢＥＣＵ１６から通知されることが挙げられる。この場合、例えば、基準充電率Ｓαが固定値に設定される構成を採用すると、ＳＢＥＣＵ３２及びＳＥＣＵ２０同士の通信が停止されてからの降圧側制御部２４ｂにおけるサブバッテリ２２の充電率ＳＯＣ２の推定精度が低下するおそれがある。こうした事態を回避すべく、本ステップの処理を設けた。
【００４７】
続くステップＳ４２では、第２のスイッチング素子３８ｃをオン状態に維持しつつ、第１のスイッチング素子３８ｂをオフ状態に切り替える旨を電源ＥＣＵ３８に対して指示する。これにより、電源ＥＣＵ３８によって、第１のスイッチング素子３８ｂがオフ状態に切り替えられて第1の切替スイッチ４１がオフ状態に切り替えられる給電制御が行われる。ちなみに、本ステップの処理が完了した場合や、上記ステップＳ２６において否定判断された場合には、ステップＳ４４に進む。
【００４８】
なお、上記ステップＳ２０、Ｓ２２、Ｓ３４、Ｓ３８において否定判断された場合や、ステップＳ４６の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００４９】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００５０】
（１）ソーラパネル１８の発電電力をサブバッテリ２２に一旦充電した後、降圧側制御部２４ｂによって推定された充電率ＳＯＣ２が第２の規定値ＴＨ２以上になったと判断された場合、サブバッテリ２２に蓄えられた電力をメインバッテリ１４に充電する充電処理を行った。こうした構成によれば、メインバッテリ１４の充電が開始されるまでは、ＭＢＥＣＵ１６、昇圧側制御部２６ｂ及びＳＢＥＣＵ３２等への補機バッテリ４０の電力供給が遮断されることから、充電システムを構成する電子機器の消費電力を低減させることができる。このため、ソーラパネル１８の発電電力をメインバッテリ１４に充電する場合の充電効率を好適に高めることができる。
【００５１】
（２）降圧側制御部２４ｂにおいて、基準充電率Ｓα及び充電増加量ΔＳＯＣの加算値としてサブバッテリ２２の充電率ＳＯＣ２を推定した。特に、本実施形態では、基準充電率Ｓαとして、メインバッテリ１４の充電が停止される際にＳＢＥＣＵ３２から送信された充電率ＳＯＣ１を用いた。このため、ＳＥＣＵ２０及びＳＢＥＣＵ３２同士の通信が停止される期間において、サブバッテリ２２の充電率ＳＯＣ２の推定精度が低下することを回避できる。
【００５２】
（３）降圧側制御部２４ｂにおいてサブバッテリ２２の充電率ＳＯＣ２の推定で用いられるパラメータの数を、ＳＢＥＣＵ３２において充電率ＳＯＣ１の推定で用いられるパラメータの数よりも少なく設定した。こうした設定を前提として、降圧側制御部２４ｂによって推定された充電率ＳＯＣ２が第２の規定値ＴＨ２以上になった後、ＳＢＥＣＵ３２によって推定された充電率ＳＯＣ１が第１の規定値ＴＨ１以上になったと判断された場合、メインバッテリ１４の充電を開始した。このため、サブバッテリ２２の信頼性が低下したり、充電システムを構成する電子機器の消費電力が増大したりすることを好適に回避できる。
【００５３】
なお、本実施形態では、サブバッテリ２２としてリチウムイオン蓄電池を用いたことが、サブバッテリ２２の信頼性の低下や電子機器の消費電力の増大を回避することに寄与している。つまり、リチウムイオン蓄電池を用いる場合、例えば鉛蓄電池と比較して充電率を大きく変動させることができることから、メインバッテリ１４に対する一度の供給電力を増大させることができる。このため、第１の規定値ＴＨ１及び第３の規定値ＴＨ３を十分離間させて設定することができ、メインバッテリ１４の充電の開始及び停止の切替頻度を低くすることができる。
【００５４】
（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００５５】
・先の図３のステップＳ２２においてソーラ発電が可能であるか否かは、第1の電圧センサ２５の検出値に基づき判断するものに限らない。例えば、充電システムにソーラパネルへの日射量を検出する日射センサを備え、日射センサの検出値に基づきソーラ発電可能であるか否かを判断してもよい。
【００５６】
・先の図３のステップＳ３４の処理を除去してもよい。
【００５７】
・「基準充電量」としては、メインバッテリ１４の充電が停止される際にＳＢＥＣＵ３２から送信されるサブバッテリ２２の充電率ＳＯＣ１に限らない。例えば、降圧側制御部２４ｂの備える図示しないメモリに第３の規定値ＴＨ３と同一の値を有する基準充電率Ｓα（固定値）を記憶させ、記憶された基準充電率Ｓαを降圧側制御部２４ｂにおけるサブバッテリ２２の充電率ＳＯＣ２の推定に用いてもよい。なお、この場合、先の図３のステップＳ４０の処理を除去すればよい。
【００５８】
・降圧側制御部２４ｂに電力を供給する構成としては、電源ＥＣＵ３８によって第２のスイッチング素子３８ｃをオン状態とすることで第２の切替スイッチ４２をオン状態とする構成に限らない。例えば、規定電圧を端子電圧とする電源が接続された反転入力端子及び第1の電圧センサ２５の検出値が入力される非反転入力端子を有するコンパレータを充電システムに備え、コンパレータの出力端子が第２のスイッチング素子３８ｃのゲートに接続された構成であってもよい。こうした構成によれば、ソーラパネル１８の出力電圧が上記規定電圧を上回ることでコンパレータの出力信号の論理が「Ｈ」となって第２のスイッチング素子３８ｃがオン状態とされる。これにより、電源ＥＣＵ３８によらず、降圧側制御部２４ｂに電力が供給される。
【００５９】
・「推定手段」（第１の推定手段）としては、降圧チョッパ回路２４ａの出力電流及び出力電圧の双方を入力パラメータとしてサブバッテリ２２の充電率ＳＯＣ２を推定するものに限らない。例えば、上記出力電流（電流の積算値）のみを入力パラメータとして充電率ＳＯＣ２を推定するものであってもよい。
【００６０】
また、例えば、上記出力電圧のみを入力パラメータとして充電率ＳＯＣ２を推定するものであってもよい。サブバッテリ２２（リチウムイオン蓄電池）の開放端電圧及びサブバッテリ２２の充電率に相関があることから、充電率ＳＯＣ２の推定時に一時的に降圧チョッパ回路２４ａの駆動を停止させることを条件として、降圧チョッパ回路２４ａの出力電圧を入力パラメータとして充電率ＳＯＣ２を推定することができる。すなわち、「推定手段」としては、サブバッテリ２２の基準充電率Ｓα及び充電増加量ΔＳＯＣの加算値として充電率ＳＯＣ２を推定するものに限らない。
【００６１】
・「蓄電池」としては、リチウムイオン蓄電池に限らず、ニッケル水素蓄電池であってもよい。
【００６２】
・「蓄電装置」としてのサブバッテリ２２は、メインバッテリ１４の充電にのみ用いられるものに限らず、メインバッテリ１４の充電とともに他の用途に用いられるものであってもよい。こうした用途としては、例えば、補機バッテリ４０の充電が挙げられる。
【００６３】
・「蓄電装置」としては、メインバッテリよりも満充電電荷量が小さいものに限らず、それ以上のものであってもよい。
【００６４】
・「蓄電装置」としては、リチウムイオン蓄電池に限らず、ニッケル水素蓄電池であってもよい。また、「蓄電装置」としては、リチウムイオン蓄電池やニッケル水素蓄電池に限らず、鉛蓄電池であってもよい。この場合であっても、メインバッテリ１４に対して一度に供給可能な電力が小さくなるものの、蓄電装置に一旦充電するため、充電システムを構成する電子機器の消費電力を低減させることはできる。さらに、「蓄電装置」としては、蓄電池に限らず、例えばコンデンサであってもよい。
【００６５】
・「電力変換回路」としては、降圧チョッパ回路に限らず、昇圧チョッパ回路や、昇降圧チョッパ回路であってもよい。入力電圧を昇圧して出力する機能を有する場合、ソーラパネル１８の出力電圧がサブバッテリ２２の端子電圧よりも低いときであっても、ソーラパネル１８の発電電力をサブバッテリ２２に充電することができる。
【００６６】
・「推定手段」によって推定される「充電量」としては、充電率に限らず、例えば電荷量であってもよい。
【００６７】
・「充電システム」としては、車両に搭載されるものに限らない。
【符号の説明】
【００６８】
１４…メインバッテリ、１６…ＭＢＥＣＵ、１８…ソーラパネル、２２…サブバッテリ、２４ａ…降圧チョッパ回路、２４ｂ…降圧側制御部、２６ａ…昇圧チョッパ回路、２６ｂ…昇圧側制御部、３２…ＳＢＥＣＵ、３８…電源ＥＣＵ。
【図１】
2014117000.tif 000003
【図２】
2014117000.tif 000004
【図３】
2014117000.tif 000005