(57)【要約】【課題】標高の比較的高い場所で充電を行う場合にバッテリの充電量を満充電時の充電量よりも小さくかつ自車両の高度が大きいほど小さくなる充電量に制限することが可能な充電制御装置を提供する。【解決手段】充電制御装置１は、統合コントローラ３０、圧力センサ２２及びナビゲーション装置３４を備え、統合コントローラ３０は、圧力センサ２２で検出した気圧信号Ｐ及びナビゲーション装置３４からの高度信号Ｈに基づき車両１００の現在の高度Ｈｃを演算し、高度Ｈｃが高度閾値ＴｈＨ以上であるときに、車両１００の備えるバッテリ１３の満充電時の充電量よりも小さくかつ高度Ｈｃが大きいほど小さくなる充電量の上限値Ｔｈｃを設定し、充電装置５０によるバッテリ１３の充電量を上限値Ｔｈｃ以下となるように制限する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回生制動機能を備えた電気自動車である自車両が位置する場所の高度を検出する高度検出部と、
前記高度検出部で検出した高度が予め設定した高度閾値以上であるときに、自車両の備えるバッテリの満充電時の充電量よりも小さくかつ高度が大きいほど小さくなる充電量の上限値を設定し、外部充電装置による前記バッテリの充電量を前記上限値以下となるように制限する充電制御部と、を備えることを特徴とする充電制御装置。
【請求項２】
自車両の重量を推定する車重推定部を備え、
前記充電制御部は、前記車重推定部で推定した自車両の重量の推定値である推定車両重量が大きいほど小さくなる前記上限値を設定する請求項１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、電気自動車に搭載されたバッテリの外部充電装置による充電を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電気自動車は、バッテリが満充電状態のときは、モータによる回生制動を行うことができず、機械式ブレーキのみで制動を行うことになる。そのため、長い下り坂で機械式ブレーキに大きな負担がかかり、フェード現象、ベーパーロック現象、高温ジャダー、ブレーキパッド磨耗の早期化等の不具合が発生する場合がある。
この問題に対して、例えば、特許文献１の技術では、永久磁石モータを駆動源とする電気自動車において、回生制動時に、永久磁石モータの出力を消費する可変抵抗と、その可変抵抗値を回生制動トルクが要求回生制動トルクとなるように調整する抵抗可変装置とを備え、回生制動トルクを一定に保つようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１６１２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、抵抗での発熱量を考慮すると、排熱のための手段等を設ける必要があり、抵抗での消費だけで必要な制動トルクを得られるようにすることは困難である。特に、標高の高い場所に設置された充電装置でバッテリを満充電してから下ろうとする場合に、回生制動トルクが非常に小さい状態で長い下り坂を下ることになる。この状態では、抵抗での発熱がより長時間継続することとなり、排熱がより困難となる。
【０００５】
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、標高の比較的高い場所で充電を行う場合にバッテリの充電量を満充電時の充電量よりも小さくかつ自車両の高度が大きいほど小さくなる充電量に制限することが可能な充電制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、回生制動機能を備えた電気自動車である自車両が位置する場所の高度を検出する高度検出部と、前記高度検出部で検出した高度が予め設定した高度閾値以上であるときに、自車両の備えるバッテリの満充電時の充電量よりも小さくかつ高度が大きいほど小さい充電量の上限値を設定し、外部充電装置による前記バッテリの充電量を前記上限値以下となるように制限する充電制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、自車両の位置する場所の高度が高度閾値以上であるときに、外部充電装置によるバッテリの充電量を、満充電値よりも小さくかつ高度が大きいほど小さくなる上限値以下となるように制限することが可能である。これによって、標高の比較的高い場所で充電を行ってから坂道を下っていくような場合に、抵抗等による消費を行うことなく、回生制動を行いながら坂道を下っていくことが可能となる。その結果、機械式ブレーキの負担を軽減することが可能となり、フェード現象、ベーパーロック現象、高温ジャダー、ブレーキパッド磨耗の早期化等の不具合の発生を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態の充電制御装置を搭載した車両の概略構成を示す図である。
【図２】充電装置によるバッテリ充電方法の一形態を示す図である。
【図３】実施形態の充電制御装置の構成及び信号の入出力関係を示すブロック図である。
【図４】統合コントローラの機能構成の一部を示すブロック図である。
【図５】充電制御部の具体的な構成を示すブロック図である。
【図６】充電器の具体的な構成を示すブロック図である。
【図７】充電量制限処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】実施形態の第１の上限値マップ及び第２の上限値マップの一例を示す図である。
【図９】従来の車両の高度と充電装置によるバッテリの充電量との関係を示す図である。
【図１０】実施形態の充電制御装置を後輪駆動車に搭載した場合の車両の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、寸法の関係や比率等は現実のものとは異なる場合があることに留意すべきである。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１０】
（実施形態）
（構成）
図１に示すように、実施形態に係る車両１００は、電動モータ１０、自動変速機１１、インバータ１２、バッテリ１３、給電インレット１４、給電ケーブル１５、受電装置１６、デファレンシャルギヤ１７、ブレーキアクチュエータ１８、左前輪１９ＦＬ、右前輪１９ＦＲ、左後輪１９ＲＬ及び右後輪１９ＲＲを備える。
【００１１】
車両１００は、更に、加速度センサ２０、車輪速度センサ２１、圧力センサ２２、モータ電流センサ２３、アクセルセンサ２４、モータ回転センサ２５、ブレーキセンサ２６、位相センサ２７及び接続検出センサ２８を備える。
車両１００は、なお更に、統合コントローラ３０、バッテリコントローラ３１、モータコントローラ３２、ブレーキコントローラ３３及びナビゲーション装置３４を備える。
【００１２】
電動モータ１０は、例えばロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルを巻き付けた同期型モータである。電動モータ１０は、モータコントローラ３２からの制御指令に基づき、インバータ１２で作り出した三相交流を印加することで制御できる。即ち、この電動モータ１０は、バッテリ１３からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作する（この状態を「力行」と呼ぶ）。また、電動モータ１０は、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ１３を充電することも可能である（この動作状態を「回生」と呼ぶ）。この電動モータ１０のロータは、図外のダンパーを介して自動変速機１１の入力軸に連結している。
【００１３】
自動変速機１１は、例えば、前進５速後退１速等の有段階の変速比を車速Ｖや統合コントローラ３０からの変速用アクセル開度等に応じて自動的に切り換える変速機である。
インバータ１２は、電動モータ１０のモータ出力（回転数やモータトルク）を制御する。具体的に、インバータ１２は、高電圧インバータであって、バッテリ１３からの直流電流を交流電流に変換し、電動モータ１０の駆動電流を生成する。更に、インバータ１２は、電動モータ１０からの交流電流を直流電流に変換し、バッテリ１３の充電電流を生成する。
【００１４】
バッテリ１３は、電動モータ１０にインバータ１２を介して電力を供給し、また、電動モータ１０からの回生エネルギーを、インバータ１２を介して蓄積する高電圧バッテリである。
ここで、実施形態の車両１００は、電動モータ１０を駆動源として走行する電気自動車であり、図１及び図２に示すように、外部の充電装置５０によって、電動モータ１０の電源であるバッテリ１３を充電する構成となっている。
【００１５】
この充電装置５０は、充電器５１と、充電ケーブル５２と、この充電ケーブル５２の先端部に設けられた充電コネクタ５３と、表示部５４と、操作部５５とを備える。
充電ケーブル５２は、電源線５２ａと、グランド線５２ｂと、信号線５２ｃとを含んで構成されている。操作部５５は、充電開始ボタンと、充電停止ボタンとを備える。
一方、車両１００の給電インレット１４は、充電装置５０の充電コネクタ５３の差込口である。
【００１６】
給電ケーブル１５は、電源線１５ａと、グランド線１５ｂと、信号線１５ｃとを含んで構成されている。電源線１５ａ及びグランド線１５ｂの一端は給電インレット１４のコネクト部に接続され、他端は受電装置１６に接続されている。また、信号線１５ｃの一端は給電インレット１４のコネクト部に接続され、他端は、例えば車載ネットワークを介して統合コントローラ３０に電気的に接続されている。
【００１７】
受電装置１６は、充電装置５０から供給された電力をバッテリ１３に充電する。
充電操作者は、充電コネクタ５３を車両１００側の給電インレット１４に差し込み、表示部５４に表示された案内に従って操作部５５の充電開始ボタンを押下することで充電を開始することが可能である。一方、充電操作者は、充電開始後に充電停止ボタンを押下することで任意のタイミングで充電を停止することが可能である。
【００１８】
デファレンシャルギヤ１７は、自動変速機１１及びプロペラシャフトを介して伝達された電動モータ１０からの出力を、ドライブシャフトを介して左前輪１９ＦＬ及び右前輪１９ＦＲに伝達するギヤである。
ブレーキアクチュエータ１８は、マスターシリンダと各車輪に対応するホイールシリンダとの間に介装されている。実施形態において、各ホイールシリンダは、ディスクロータをブレーキパッドで挟圧して制動力を発生させるディスクブレーキに内蔵されている。
【００１９】
また、実施形態のブレーキアクチュエータ１８は、アンチスキッド制御、トラクション制御、スタビリティ制御等に用いられる制動流体圧制御回路を利用したものである。そのため、ドライバのブレーキ操作量（ブレーキペダルのストローク量）ＢＲに基づき、各ホイールシリンダの液圧の増圧・保持・減圧を制御することが可能である。
加速度センサ２０は、車両前後方向の加速度、車両左右方向の加速度、車両上下方向の加速度のうち、少なくとも車両前後方向の加速度を検出するセンサである。加速度センサ２０は、図１及び図３に示すように、検出結果を示す加速度信号Ｇａを、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワークを介して統合コントローラ３０に送信する。
【００２０】
車輪速度センサ２１ＦＬ、２１ＦＲ、２１ＲＬ及び２１ＲＲ（以下、総じて「車輪速度センサ２１」と称する場合がある）は、左前輪１９ＦＬ、右前輪１９ＦＲ、左後輪１９ＲＬ及び右後輪１９ＲＲの車輪速度Ｖｈ１、Ｖｈ２、Ｖｈ３及びＶｈ４を検出するセンサである。車輪速度センサ２１は、検出結果を示す車輪速度信号Ｖｈ１〜Ｖｈ４を、車載ネットワークを介して統合コントローラ３０に送信する。
【００２１】
圧力センサ２２は、車両１００が位置する場所の高度（以下、「車両１００の高度」と略す）を求めるための気圧を検出するセンサである。圧力センサ２２は、検出結果を示す気圧信号Ｐを、車載ネットワークを介して統合コントローラ３０に送信する。
モータ電流センサ２３は、電動モータ１０のモータ電流Ｉｍを検出し、検出結果を示すモータ電流信号Ｉｍを、車載ネットワークを介して統合コントローラ３０に送信する。
【００２２】
アクセルセンサ２４は、ドライバのアクセルペダルの操作による操作量（以下、「アクセル操作量ＡＣ」と称す）を検出し、その検出結果示すアクセル操作量信号ＡＣを、車載ネットワークを介して統合コントローラ３０に送信する。
モータ回転センサ２５は、電動モータ１０のロータ回転位置θｍを検出するセンサである。モータ回転センサ２５は、検出結果を示すロータ回転位置信号θｍを、車載ネットワークを介してモータコントローラ３２に送信する。
【００２３】
ブレーキセンサ２６は、ドライバのブレーキペダルの操作による操作量（以下、ブレーキ操作量ＢＲと称す）を検出し、その検出結果を示すブレーキ操作量信号ＢＲを、車載ネットワークを介してブレーキコントローラ３３に送信する。
位相センサ２７は、電動モータ１０のロータとステータとの相対的な位相θを検出するセンサである。位相センサ２７は、検出結果を示す位相信号θを、車載ネットワークを介して統合コントローラ３０に送信する。
【００２４】
接続検出センサ２８は、給電インレット１４と充電コネクタ５３との接続状態を検出するセンサである。接続検出センサ２８は、その検出結果を示す接続状態信号Ｓｃを、車載ネットワークを介して統合コントローラ３０に送信する。ここで、接続状態信号Ｓｃは、例えば、信号レベルが「Ｈｉｇｈレベル」であるときに接続状態を、「Ｌｏｗレベル」であるときに非接続状態を示す信号である。
【００２５】
統合コントローラ３０は、例えばマイクロコンピュータからなり、各センサからの検出信号に基づいて後述する充電制御処理を実行し、充電時の車両１００の高度及び車重に基づきバッテリの充電量を制限する処理を行う。
また、統合コントローラ３０は、モータコントローラ３２への制御指令により電動モータ１０の動作制御を実行する。
【００２６】
バッテリコントローラ３１は、バッテリ１３の充電率ＳＯＣを監視している。バッテリコントローラ３１は、充電率ＳＯＣを、電動モータ１０の制御情報等として、車載ネットワークを介して統合コントローラ３０に送信する。
モータコントローラ３２は、モータ回転センサ２５からのロータ回転位置信号θｍと、統合コントローラ３０からの目標駆動トルクＴｄや回生ブレーキ要求トルクＴｒｂ等に基づき、電動モータ１０を制御する信号をインバータ１２へ出力する。
【００２７】
ブレーキコントローラ３３は、ブレーキセンサ２６からのブレーキ操作量ＢＲに基づき要求制動トルクを演算する。そして、演算した要求制動トルクに基づき、回生協調ブレーキ制御を行う。具体的に、ブレーキコントローラ３３は、統合コントローラ３０からの車速Ｖ及び充電率ＳＯＣに基づき、要求制動トルクを、電動モータ１０の回転制動力としての回生ブレーキ要求トルクＴｒｂと、ブレーキアクチュエータ１８の機械制動力（油圧制動力）としての目標油圧制動トルクＴｈｂとに分配する。ここで、ブレーキコントローラ３３は、回生ブレーキ要求トルクＴｒｂが最大となるようにトルクを分配する。但し、回生ブレーキ要求トルクＴｒｂは、充電率ＳＯＣに応じて変動し、充電率ＳＯＣが小さいほど大きくなり、大きいほど（満充電に近づくほど）小さくなる。
【００２８】
ブレーキコントローラ３３は、回生ブレーキ要求トルクＴｒｂを、車載ネットワークを介して統合コントローラ３０に送信し、目標油圧制動トルクＴｈｂを、車載ネットワークを介してブレーキアクチュエータ１８に送信する。統合コントローラ３０は、受信した回生ブレーキ要求トルクＴｒｂに基づく指令信号Ｔｍｂを、車載ネットワークを介してモータコントローラ３２に出力する。
【００２９】
ナビゲーション装置３４は、ＧＰＳ（Global Positioning System ）受信機、地図データベース、および表示モニタを有し、経路探索および経路案内等を行う装置である。ナビゲーション装置３４は、ＧＰＳ受信機によって取得したＧＰＳ信号に基づき車両１００の現在位置（緯度，経度，高度（標高））を演算する。そして、演算した現在位置と地図データベースに格納された道路情報に基づいて、車両１００の進行方向、車両１００周辺の道路形状情報、現在位置に応じた道路地図情報、交差点情報等を検出することが可能である。
【００３０】
実施形態のナビゲーション装置３４は、車載ネットワークを介して、少なくとも車両１００の高度（標高）を示す高度信号Ｈを、統合コントローラ３０に送信する。
以上の構成によって、図３に示すように、統合コントローラ３０には、加速度センサ２０からの加速度信号Ｇａ、車輪速度センサ２１からの車輪速度信号Ｖｈ１〜Ｖｈ４、圧力センサ２２からの気圧信号Ｐ及びモータ電流センサ２３からのモータ電流信号Ｉｍが入力される。更に、位相センサ２７からの位相信号θ、接続検出センサ２８からの接続状態信号Ｓｃ及びアクセルセンサ２４からのアクセル操作量信号ＡＣが入力される。なお更に、バッテリコントローラ３１からの充電率ＳＯＣ、ブレーキコントローラ３３からの回生ブレーキ要求トルクＴｒｂ及びナビゲーション装置３４からの車両１００の位置する場所の高度を示す高度信号Ｈが入力される。
【００３１】
なお、図３に示すように、統合コントローラ３０、加速度センサ２０、車輪速度センサ２１、圧力センサ２２、モータ電流センサ２３、位相センサ２７、接続検出センサ２８及びナビゲーション装置３４から実施形態に係る充電制御装置１が構成される。
この充電制御装置１は、統合コントローラ３０において、入力された各種信号に基づき、後述する充電量制限処理を実行する。
【００３２】
（統合コントローラ３０）
統合コントローラ３０は、図４に示すように、車速演算部４０と、充電制御部４１と、目標駆動トルク演算部４２とを備える。
車速演算部４０は、車輪速度センサ２１ＲＬ及び２１ＲＲからの左後輪１９ＲＬ及び右後輪１９ＲＲの車輪速度信号Ｖｈ３及びＶｈ４に基づき、車両１００の車速Ｖを演算する。例えば、従動輪である左右後輪１９ＲＬ及び１９ＲＲの車輪速度Ｖｈ３〜Ｖｈ４の平均値を車速Ｖとして演算する。車速演算部４０は、演算した車速Ｖを、充電制御部４１及び目標駆動トルク演算部４２に出力する。
【００３３】
充電制御部４１は、入力された気圧信号Ｐ、高度信号Ｈ、充電率ＳＯＣ、車輪速度信号Ｖｈ１〜Ｖｈ２、加速度Ｇａ、モータ電流信号Ｉｍ、位相信号θ、接続状態信号Ｓｃ及び車速Ｖに基づき、バッテリ１３の充電量を制限する充電量制限処理を実行する。
具体的に、充電量制限処理は、車両１００の高度及び重量に基づき充電量の上限値を設定し、バッテリ１３の充電量が、設定した上限値以下となるように、充電量を制限する処理となる。
【００３４】
目標駆動トルク演算部４２は、少なくともアクセル操作量ＡＣ及び車速Ｖに基づき、ドライバ要求トルクを演算する。例えば、アクセル操作量ＡＣを入力し、統合コントローラ３０の備えるＲＯＭ（Read Only Memory）３０ａに予め記憶されたベーストルクマップを参照して基本ドライバ要求トルクを演算する。また、車速Ｖに基づき、補正トルクテーブルを参照して補正トルクを演算する。そして、演算した基本ドライバ要求トルク及び補正トルクに基づき、目標駆動トルクＴｄを演算する。目標駆動トルク演算部４２は、演算した目標駆動トルクＴｄをモータコントローラ３２に出力する。
【００３５】
（充電制御部４１）
充電制御部４１は、図５に示すように、駆動トルク推定部４１ａと、車重推定部４１ｂと、充電量制限部４１ｃとを備える。
駆動トルク推定部４１ａは、入力されたモータ電流Ｉｍ、駆動輪の車輪速度Ｖｈ１及びＶｈ２に基づき駆動トルクを推定する。そして、駆動トルクの推定値であるトルク推定値Ｔｅを、車重推定部４１ｂに出力する。
【００３６】
実施形態において、駆動トルク推定部４１ａは、駆動トルクオブザーバから構成される。駆動トルク推定部４１ａは、モータ電流Ｉｍ、駆動輪の車輪速度Ｖｈ１及びＶｈ２に基づき駆動トルクオブザーバからトルク推定値Ｔｅを演算する。
車重推定部４１ｂは、入力された車速Ｖ、トルク推定値Ｔｅ、加速度Ｇａ及び位相θに基づき、車両１００の重量の推定値である推定車両重量Ｗｅを演算する。そして、演算した推定車両重量Ｗｅを、統合コントローラ３０の備えるＲＡＭ（Random Access Memory）３０ｂに記憶する。なお、この推定車両重量Ｗｅは、車両重量の推定値であり、実際の搭乗者や積荷などの重量を含む車両全体の重量の推定値である。
【００３７】
具体的に、車重推定部４１ｂは、入力された車速Ｖと、ＲＯＭ３０ａに予め記憶された空気抵抗マップとから車両１００の現在の車速Ｖに応じた空気抵抗Ｒａを演算する。ここで、空気抵抗マップは、車速Ｖに対して空気抵抗Ｒａが一義的に設定されたマップである。車重推定部４１ｂは、更に、入力されたトルク推定値Ｔｅ及び加速度Ｇａと、入力された位相θに係る値であるｓｉｎθと、ＲＯＭ３０ａに予め記憶された転がり抵抗Ｒｒとから下式（１）に従って推定車両重量Ｗｅを演算する。
Ｗｅ＝Ｔｅ−Ｒａ／（Ｇａ＋Ｒｒ＋ｓｉｎθ）      ・・・（１）
【００３８】
なお、空気抵抗マップを用いて演算する構成に限らず、例えば、入力された車速Ｖの二乗値に固定のゲインＫを乗じることで、空気抵抗Ｒａを演算する構成としてもよい。
また、実施形態において、トルク推定値Ｔｅの演算及び推定車両重量Ｗｅの演算は、車両１００の走行中に定期的に行われる。なお、演算した複数の推定車両重量Ｗｅの平均値をとるなどして演算値を補正するようにしてもよい。
【００３９】
充電量制限部４１ｃは、入力された接続状態信号Ｓｃに基づき給電インレット１４と充電コネクタ５３とが接続状態であるか否かを判定する。この判定により、接続状態であると判定すると、次に、入力された気圧信号Ｐ及び高度信号Ｈに基づき、車両１００の現在の高度（標高）Ｈｃを演算する。そして、演算した高度Ｈｃと、ＲＡＭ３０ｂに記憶された推定車両重量Ｗｅと、ＲＯＭ３０ａに予め記憶された基準上限値マップとに基づき、バッテリ１３の充電量の上限値Ｔｈｃを設定する。そして、充電装置５０によって、バッテリ１３の充電が開始されると、バッテリコントローラ３１からの充電率ＳＯＣと設定した上限値Ｔｈｃとを比較し、充電率ＳＯＣが上限値Ｔｈｃ以上になったと判定すると、充電停止信号ＣＳを充電装置５０に送信する。なお、上限値Ｔｈｃは、充電が終了するまでＲＡＭ３０ｂに記憶保持する。
【００４０】
（充電器５１）
外部の充電装置５０の備える充電器５１は、図６に示すように、電力変換部５１ａと、充電コントローラ５１ｂとを含んで構成される。
電力変換部５１ａは、図示省略するが、電力変換回路、トランス、整流回路、平滑回路等を含んで構成される。電力変換回路は、三相交流電源２００のＲ相，Ｓ相，Ｔ相に対応してマトリックス状に配列された６つの双方向スイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ）を備え、三相交流電源２００から供給される三相交流電力を単相交流電力に変換する。トランスは、入力された単相交流電力を適宜の電圧に昇圧又は降圧する。整流回路は、例えば４つの整流ダイオードを備え、トランスで調圧された単相交流電力を直流電力に変換する。平滑回路は、コイルとコンデンサとを備え、整流回路で整流された直流電流に含まれる脈流をより直流に近い状態に平滑化する。この平滑化された直流電力は、充電ケーブル５２を介して充電コネクタ５３へと送られる。
【００４１】
充電コントローラ５１ｂは、三相交流電源２００から供給される電圧値、現在出力中の直流電流値及び目標電流指令値に基づき、双方向スイッチング素子のそれぞれのゲート信号を制御し、トランスへ出力する単相交流電力を調整する。これにより、目標と一致する直流電力を得る。
更に、充電コントローラ５１ｂは、信号線５２ｃを介して車両１００の統合コントローラ３０から、バッテリ１３の充電率ＳＯＣや充電停止信号ＣＳを受信する。充電コントローラ５１ｂは、充電停止信号ＣＳを受信した場合は、直ちに電力変換回路の動作を停止して充電を停止する。
【００４２】
なお更に、充電コントローラ５１ｂは、信号線５２ｃを介して車両１００の統合コントローラ３０に、充電開始時に充電開始信号を送信し、充電終了時に充電終了信号を送信する。
また、実施形態の充電器５１は、充電停止信号ＣＳを受信した場合、満充電時と同様の充電完了処理を実行する。
【００４３】
（充電量制限処理）
次に、統合コントローラ３０の充電制御部４１において実行される充電量制限処理の処理手順を説明する。なお、充電量制限処理は、予め設定した周期で繰り返し実行される。
統合コントローラ３０の充電制御部４１において、充電量制限処理が開始されると、図７に示すように、まず、ステップＳ１００に移行する。
【００４４】
ステップＳ１００では、充電制御部４１において、接続検出センサ２８からの接続状態信号Ｓｃに基づき、給電インレット１４と充電コネクタ５３とが接続状態か否かを判定する。そして、接続状態であると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１０２に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、処理を終了する。
ステップＳ１０２に移行した場合は、充電制御部４１において、上限値Ｔｈｃは設定済であるか否かを判定し、設定済であると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１１６に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１０４に移行する。
【００４５】
ステップＳ１０４に移行した場合は、充電制御部４１において、入力された気圧信号Ｐ及び高度信号Ｈに基づき、車両１００の現在の高度Ｈｃを演算する。その後、ステップＳ１０６に移行する。
ここで、高度Ｈｃは、気圧Ｐに基づいて演算した高度Ｈｐと、ナビゲーション装置３４で演算された高度Ｈとの平均値から求めたり、いずれか一方を高度Ｈｃとしたりする（例えば、ＧＰＳ信号を受信できる環境であれば高度ＨをＨｃとし、受信できない環境であれば高度ＨｐをＨｃとする等）。
【００４６】
ステップＳ１０６では、充電制御部４１において、ステップＳ１０４で演算した高度Ｈｃが、ＲＯＭ３０ａに予め記憶された高度閾値ＴｈＨ未満であるか否かを判定する。そして、高度閾値ＴｈＨ未満であると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１０８に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１１０に移行する。
ステップＳ１０８に移行した場合は、充電制御部４１において、バッテリ１３の充電量の上限値Ｔｈｃとして、１００［％］を設定する。その後、ステップＳ１１６に移行する。
【００４７】
一方、ステップＳ１１０に移行した場合は、充電制御部４１において、ステップＳ１０４で演算した高度ＨｃとＲＯＭ３０ａに予め記憶された基準上限値マップとに基づき、バッテリ１３の充電量の上限値の基準値である基準上限値Ｔｃｒを設定する。その後、ステップＳ１１２に移行する。
ここで、図示省略するが、基準上限値マップは、高度Ｈｃが予め設定した高度閾値ＴｈＨ以上となる領域で、基準上限値Ｔｃｒが、高度Ｈｃが大きくなるほど予め設定された空車時の勾配で減少方向に線形に変化する特性を有する。
【００４８】
ステップＳ１１２では、充電制御部４１において、ＲＡＭ３０ｂに記憶された推定車両重量Ｗｅを読み出す。その後、ステップＳ１１４に移行する。
ステップＳ１１４では、充電制御部４１において、ステップＳ１１２で設定した基準上限値Ｔｃｒに、ステップＳ１１２で読み出した推定車両重量Ｗｅに応じた係数である車重係数Ｃｗを乗算して、バッテリ１３の充電量の上限値Ｔｈｃを算出する。そして、算出した上限値Ｔｈｃを今回の充電に用いる上限値Ｔｈｃとして設定して、ステップＳ１１６に移行する。
【００４９】
ここで、車重係数Ｃｗは、空車時の車両重量で最大値の「１」となり、最大積載量以上の重量で予め設定した最小値となるように設定された０＜Ｃｗ≦１の範囲の数である。また、車重係数Ｃｗは、例えば、車種毎に、車両重量に応じた値がマップとしてＲＯＭ３０ａに記憶されている。
即ち、車両重量が大きいほど、下り坂で発生する回生ブレーキ要求トルクＴｒｂが大きくなって回生エネルギーが大きくなる。そのため、実施形態では、同一高度であっても車両重量が大きくなるほど充電量の上限値が小さくなるように、空車時の基準上限値Ｔｃｒに対して車重係数Ｃｗを乗算したものを上限値Ｔｈｃとして設定している。
【００５０】
なお、上限値Ｔｈｃは、例えば、図８に示すように、高度Ｈｃが予め設定した高度閾値ＴｈＨ未満の領域で一律１００［％］となり、高度閾値ＴｈＨ以上となる領域で、高度Ｈｃが大きくなるほど、推定車両重量Ｗｅが大きいほど大きくなる勾配で減少方向に線形に変化する特性を有する。
また、車種毎に、その制動性能等を考慮して適切な上限値Ｔｈｃが設定されるように基準上限値マップや車重係数Ｃｗ等の各種パラメータが設定されている。具体的には、車種毎に、車両の位置する場所の高度及び車両重量に対して、フェード現象、ベーパーロック現象、高温ジャダー、ブレーキパッド磨耗の早期化等の不具合が発生しない程度に回生制動を行うことが可能な上限値となるように各種パラメータが設定されている。
【００５１】
更にまた、上限値Ｔｈｃは、今回の充電が終了するまで、統合コントローラ３０の備えるＲＡＭ３０ｂに記憶保持される。
なお、通常は、充電操作者が、充電途中で意図的に充電停止ボタンを押下しない限り、図９に示すように、高度に関係なく満充電（上限値Ｔｈｃ＝１００［％］）となるまで充電が行われる。加えて、通常は、車両重量にも関係なく、上限値Ｔｈｃは、一律１００［％］に設定される。
【００５２】
ステップＳ１１６では、充電制御部４１において、充電装置５０からの充電開始又は充電終了を示す信号に基づき、バッテリ１３が充電装置５０によって充電中であるか否かを判定する。そして、充電中であると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１１８に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、一連の処理を終了する。
ステップＳ１１８に移行した場合は、充電制御部４１において、入力された現在の充電率ＳＯＣと、設定した上限値Ｔｈｃとを比較し、充電率ＳＯＣが上限値Ｔｈｃ以上になったか否かを判定する。そして、上限値Ｔｈｃ以上になったと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１２０に移行し、そうでないと判定した場合は、一連の処理を終了する。
ステップＳ１２０に移行した場合は、充電制御部４１において、充電停止信号ＣＳを、信号線１５ｃを介して充電装置５０に送信し、ＲＡＭ３０ｂに記憶された上限値Ｔｈｃをクリアして上限値Ｔｈｃを未設定状態とする。その後、一連の処理を終了する。
【００５３】
（動作）
次に、実施形態の充電制御装置１の動作を説明する。
ここで、車両１００は、図２に示すような荷物運搬用のバンボディトラックであり、箱形の荷台に積載した荷物を山の頂上付近の施設（土産屋等）まで運送したり、山の頂上付近の施設で荷物を積載して麓の町等に運送したりする業務に用いられていることとする。また、運送先の山は、頂上付近に、充電装置５０が設置されていることとする。
【００５４】
いま、麓の町等で荷物を積載した車両１００が、山の頂上付近に向かって走行を開始すると、充電制御装置１は、走行中に定期的に、トルク推定値Ｔｅ及び推定車両重量Ｗｅの演算処理を実行する。そして、演算した推定車両重量ＷｅをＲＡＭ３０ｂに記憶する。
その後、車両１００が、山の頂上付近の施設（目的地）に到着したとする。このとき、バッテリ１３の充電率ＳＯＣが例えば１０［％］以下の要充電状態であったとする。
【００５５】
車両１００のドライバである充電操作者は、荷下ろし後に、バッテリ１３を充電するため、車両１００を充電装置５０の近くに移動して停車する。この移動中もトルク推定値Ｔｅ及び推定車両重量Ｗｅの演算処理が行われ、荷下ろし後の推定車両重量ＷｅがＲＡＭ３０ｂに記憶される。
充電操作者（ドライバ）は、車両１００の停車後に降車し、充電装置５０の充電ケーブル５２に接続された充電コネクタ５３を車両１００の給電インレット１４に差し込む。これによって、充電器５１と車両１００の受電装置１６とが電気的に接続されると共に、充電器５１と統合コントローラ３０とが信号の送受信可能に接続される。一方、接続検出センサ２８は、接続状態を示す接続状態信号Ｓｃを出力する。
【００５６】
充電制御装置１は、接続状態信号Ｓｃから、給電インレット１４と充電コネクタ５３との接続を検知する。そして、現在、上限値Ｔｈｃが未設定であることから、圧力センサ２２で検出された気圧Ｐ及びナビゲーション装置３４からの高度Ｈに基づき現在の車両１００の位置する場所の高度Ｈｃを演算する。次に、ＲＯＭ３０ａから高度閾値ＴｈＨを読み出し、演算した高度Ｈｃが高度閾値ＴｈＨ未満であるか否かを判定する。ここでは、高度Ｈｃが高度閾値ＴｈＨ未満では無いと判定されたとする。続いて、ＲＡＭ３０ｂから推定車両重量Ｗｅを読み出し、読み出した推定車両重量Ｗｅと、ＲＯＭ３０ａに記憶された基準上限値マップと、に基づき車両１００の現在の高度Ｈｃに応じた基準上限値Ｔｃｒを設定する。引き続き、ＲＯＭ３０ａから推定車両重量Ｗｅに対応する車重係数Ｃｗを読み出し、この車重係数Ｃｗを設定した基準上限値Ｔｃｒに乗算して、上限値Ｔｈｃを算出する。そして、算出した上限値Ｔｈｃを、ＲＡＭ３０ｂの所定領域に記憶することで今回の充電に用いる上限値Ｔｈｃを設定する。ここでは、上限値Ｔｈｃとして、例えば、８０［％］が設定されたとする。
【００５７】
その後、充電装置５０によるバッテリ１３の充電が開始すると、充電制御装置１は、充電中に、バッテリコントローラ３１からの充電率ＳＯＣと設定した上限値Ｔｈｃとを比較し、充電率ＳＯＣが上限値Ｔｈｃ以上になったか否かを判定する処理を所定周期で繰り返し実行する。そして、充電率ＳＯＣが上限値Ｔｈｃ以上になったと判定すると、接続状態にある信号線１５ｃ及び５２ｃを介して、充電停止信号ＣＳを充電器５１に送信する。
【００５８】
充電器５１は、充電停止信号ＣＳを受信すると、充電完了処理を実行し、直ちに充電動作を停止すると共に、充電が完了したことを表示部５４に表示する。
充電操作者は、充電が完了したことを確認すると、給電インレット１４に差し込まれた充電コネクタ５３を引き抜き、充電装置５０の充電コネクタ５３の置き場に戻す。その後、充電操作者は、車両１００に乗車して車両１００を発進させ、麓に向かって山の坂道を下る。このとき、バッテリ１３は充電率ＳＯＣが８０［％］となっており、残り２０［％］分の充電を回生制動によって行うことが可能な状態である。そのため、満充電になるまでは坂道を、回生制動を最大限に行いながら下っていくことが可能である。
【００５９】
一方、例えば、山の頂上付近で荷物を積載した場合、上記荷下ろし後の動作例と比較して、推定車両重量Ｗｅが大きくなり、車重係数Ｃｗが上記荷下ろし後の動作例の時と比較して小さくなる。そのため、上記荷下ろし後の動作例と同様に設定された基準上限値Ｔｃｒに対して、より小さい値の車重係数Ｃｗが乗算されて、上限値Ｔｈｃが算出される。ここでは、上限値Ｔｈｃとして、例えば、７０［％］が設定されたとする。即ち、上記荷下ろし後の動作例と比較して車重が重くなる分、回生制動時の回生エネルギーが多くなるため、残り充電可能容量を大きくとるようにしている。
【００６０】
また、山の頂上付近ではなく、例えば麓の町に設置された充電装置５０で充電を行った場合は、車両１００の高度Ｈｃが高度閾値ＴｈＨ未満となるため、車重に関係なく上限値Ｔｈｃとして１００［％］が設定される。従って、充電装置５０による通常の充電が行われ、バッテリ１３は満充電となるまで充電される。
ここで、圧力センサ２２、ナビゲーション装置３４及び充電量制限部４１ｃが高度検出部に対応する。
【００６１】
（実施形態の効果）
（１）実施形態に係る充電制御装置１は、圧力センサ２２、ナビゲーション装置３４及び充電量制限部４１ｃが、回生制動機能を備えた電気自動車である車両１００が位置する場所の高度を検出する。充電制御部４１の充電量制限部４１ｃが、圧力センサ２２、ナビゲーション装置３４及び充電量制限部４１ｃで検出した高度が予め設定した高度閾値ＴｈＨ以上であるときに、車両１００の備えるバッテリ１３の満充電時の充電量よりも小さくかつ高度が大きいほど小さくなる充電量の上限値Ｔｈｃを設定し、充電装置５０によるバッテリ１３の充電量を上限値Ｔｈｃ以下となるように制限する。
【００６２】
この構成であれば、車両１００が位置する場所の高度Ｈｃが高度閾値ＴｈＨ以上であるときに、外部の充電装置５０によるバッテリ１３の充電量を、満充電値よりも小さくかつ高度が大きいほど小さくなる上限値Ｔｈｃ以下となるように制限することが可能である。
これによって、標高の比較的高い場所で充電を行ってから坂道を下っていくような場合に、抵抗等による消費を行うことなく、残容量分の回生制動を行いながら坂道を下っていくことが可能となる。その結果、機械式ブレーキの負担を軽減することが可能となり、フェード現象、ベーパーロック現象、高温ジャダー、ブレーキパッド磨耗の早期化等の不具合の発生を低減することが可能となる。
【００６３】
（２）実施形態に係る充電制御装置１は、更に、車重推定部４１ｂが、自車両１００の重量を推定する。充電制御部４１の充電量制限部４１ｃが、車重推定部４１ｂで推定した自車両１００の重量の推定値である推定車両重量Ｗｅが大きいほど小さくなる上限値Ｔｈｃを設定する。
この構成であれば、高度に加えて車両重量を考慮した上限値Ｔｈｃを設定することが可能となるので、上記不具合の発生をより確実に低減することが可能となる。
【００６４】
（変形例）
なお、上記実施形態では、本発明を、図１に示す前輪駆動車（ＦＦ車）に適用した場合を例に挙げて説明したが、この構成に限らない。本発明は、例えば、図１０に示す後輪駆動車に適用してもよい。なお、後輪駆動車としては、フロントエンジン・リアドライブ方式の後輪駆動車（ＦＲ車）、ミッドシップエンジン・リアドライブ方式の後輪駆動車（ＭＲ車）、リアエンジン・リアドライブ方式の後輪駆動車（ＲＲ車）のいずれに適用してもよい。これ以外にも、図示省略するが、本発明は、４輪駆動車（４ＷＤ車）に適用してもよい。本発明を、図１０に示す後輪駆動車に適用した場合、車速演算部４０は、車輪速度センサ２１ＦＬ及び２１ＦＲからの左前輪１９ＦＬ及び右前輪１９ＦＲの車輪速度信号Ｖｈ１及びＶｈ２に基づき、車両１００の車速Ｖを演算する機能構成となる。また、本発明を、４輪駆動車に適用した場合、車速演算部４０は、車輪速度センサ２１ＦＬ、２１ＦＲ、２１ＲＬ及び２１ＲＲからの左前輪１９ＦＬ、右前輪１９ＦＲ、左後輪１９ＲＬ及び右後輪１９ＲＲの車輪速度信号Ｖｈ１、Ｖｈ２、Ｖｈ３及びＶｈ４に基づき、車両１００の車速Ｖを演算する機能構成となる。なお、後輪駆動車及び４輪駆動車共に、車速演算部４０以外の機能構成は、図１に示す前輪駆動車と同様となる。
【００６５】
また、上記実施形態では、満充電時の充電率ＳＯＣよりも小さい上限値Ｔｈｃが設定され、この上限値Ｔｈｃまでの充電が行われると、満充電時と同様の充電完了処理を実行する構成としたが、この構成に限らない。例えば、充電装置５０にて、車両１００から上限値Ｔｈｃの情報を取得して、上限値Ｔｈｃまでの充電（特別な充電）が完了したことを表示部５４に表示する構成としてもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、車重推定部４１ｂにおいて、車両１００が走行中の加速度や駆動トルクを利用して推定車両重量Ｗｅを演算する構成としたが、この構成に限らない。例えば、ストロークセンサ等によってサスペンションのストローク量を検出し、このストローク量とサスペンションのばね定数（既知）とに基づき車両重量を推定する構成としてもよい。この構成とした場合、車両１００の停車時の重量を推定することが可能となる。
【００６７】
また、上記実施形態では、ナビゲーション装置３４からの高度信号Ｈ及び圧力センサ２２からの気圧信号Ｐの双方に基づき車両１００の高度を検出する構成としたが、この構成に限らず、いずれか一方から検出する構成としてもよい。または、充電装置５０から高度情報を取得する構成としてもよい。
また、上記実施形態では、車両１００の位置する場所の高度Ｈｃ及び推定した車両重量（推定車両重量Ｗｅ）を考慮した上限値Ｔｈｃを設定する構成としたが、この構成に限らない。例えば、下り坂の距離や勾配等によっても、回生制動によって得られる充電量（エネルギー量）は変わってくるので、下り坂の距離や勾配等の回生エネルギー量が変化する他の要因にも基づいて上限値Ｔｈｃを設定する構成としてもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、推定車両重量Ｗｅに応じた車重係数Ｃｗを高度Ｈｃから求めた空車時の基準上限値Ｔｃｒに乗算することで、高度Ｈｃ及び車両重量に応じて可変する上限値Ｔｈｃを求める構成としたが、この構成に限らない。例えば、車重閾値Ｔｈｗを設定し、推定車両重量Ｗｅが車重閾値Ｔｈｗ未満となる場合に対応する第１の上限値マップと、推定車両重量Ｗｅが車重閾値Ｔｈｗ以上となる場合に対応する第１の上限値マップより大きい勾配の第２の上限値マップとを設定する。そして、推定車両重量Ｗｅが車重閾値Ｔｈｗ未満か否かによって異なる勾配の２種類のマップを使い分けて上限値Ｔｈｃを求める構成とするなど他の構成としてもよい。ここで、第１の上限値マップは、高度Ｈｃが大きくなるほど、上限値Ｔｈｃが所定の勾配で減少方向に線形に変化する特性を有している。また、第２の上限値マップは、高度Ｈｃが大きくなるほど、上限値Ｔｈｃが第１の上限値マップよりも大きい勾配で減少方向に線形に変化する特性を有している。
【００６９】
また、上記実施形態では、山の頂上付近で充電を行う場合を想定して、高度が高度閾値ＴｈＨ以上であるときに、満充電時の充電量よりも小さい上限値Ｔｈｃを設定する構成としたが、この構成に限らない。例えば、複数の充電装置をそれぞれ山の異なる高度位置に設けた場合に、例えば山の中腹に設置された充電装置では、車両がその後、山を登るのか下るのかによって、満充電にすべきか否かが変わってくる。そこで、ナビゲーション装置３４から車両１００の目的地の情報や経路情報を取得し、この情報に基づき、現在の高度が高度閾値ＴｈＨ以上であっても満充電にすべきか否かを判断する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１  充電制御装置
１０  電動モータ
１２  インバータ
１３  バッテリ
１４  給電インレット
１５  給電ケーブル
１６  受電装置
２０  加速度センサ
２１  車輪速度センサ
２２  圧力センサ
２３  モータ電流センサ
２７  位相センサ
２８  接続検出センサ
３０  統合コントローラ
３１  バッテリコントローラ
３２  モータコントローラ
３３  ブレーキコントローラ
３４  ナビゲーション装置
４０  車速演算部
４１  充電制御部
４１ａ  駆動トルク推定部
４１ｂ  車重推定部
４１ｃ  充電量制限部
５０  充電装置
５１  充電器
５２  充電ケーブル
５３  充電コネクタ
１００  車両
【図１】
2018152926.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018152926.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018152926.tif 000009
【図８】
2018152926.tif 000010
【図９】
2018152926.tif 000011
【図１０】
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