(57)【要約】【課題】外部電源が接続され、車載電装機器が使用されている状態でも車両駆動用バッテリの残存容量を車両走行可能な最低限の容量まで充電可能な車両駆動用バッテリの電力消費コントロールシステムを提供する。【解決手段】車両駆動用バッテリ１６の残存容量が車両走行に必要な最低限の容量である第１所定値よりも小さい場合には、車両駆動用バッテリ１６から車載電装機器１８〜２２への給電量を制限することにより車両駆動用バッテリ１６に対する充電を優先する。この結果、外部電源４０の接続時に、車載電装機器１８〜２２が使用されていても車両駆動用バッテリ１６の残存容量を第１所定値まで迅速に充電することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源の接続時に前記外部電源から充電可能に構成された車両駆動用バッテリと、
前記外部電源が前記車両駆動用バッテリに接続されたことを検出する外部電源接続検出手段と、
前記車両駆動用バッテリの残存容量を検出する残存容量検出手段と、
前記車両駆動用バッテリから給電される車載電装機器と、
前記外部電源接続検出手段が前記外部電源の前記車両駆動用バッテリに対する接続を検出し、前記残存容量検出手段が検出した前記車両駆動用バッテリの残存容量が車両走行可能な最低限な容量未満の場合に、前記車両駆動用バッテリから前記車載電装機器に給電される給電量を制限する調整手段と、
を備える車両駆動用バッテリの電力消費コントロールシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両駆動用バッテリの電力消費コントロールシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載された車両駆動用バッテリに一般家庭の商用電源から直接充電可能なプラグイン車両が提案されている。このように、車両駆動用バッテリは外部電源から給電（充電）可能に構成されていると共に、車両用駆動バッテリによって車載電装機器が駆動されるように構成されている。
【０００３】
ところで、車室内にＡＣ（交流）の車載コンセントを設け、パソコン等を接続可能とした場合には、外部電源と車両駆動用バッテリの間にＡＣ／ＤＣコンバータが配設されると共に、車両駆動用バッテリと車載コンセントの間にＤＣ／ＡＣコンバータが配設されている。このため、パソコン等に給電する際にコンバータによる電力損失が大きかった。
【０００４】
この電力損失を低減するために、例えば、外部電源から充電ケーブルを介して車両駆動用バッテリを充電する第一充電経路と、車両駆動用バッテリから車載コンセントに給電する第一給電経路と、外部電源から充電ケーブルを介して車載コンセントに直接給電する第二給電経路と、を備え、各経路に設けられたスイッチを選択的に接続、非接続と切り換えることにより、電力損失を低減させる構成が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
特に、第二給電経路を用いて外部電源から車載コンセントに直接給電することにより、車両駆動用バッテリの残存容量が減少することが抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−９３８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記従来技術では、外部電源と車載コンセントとが直接接続された場合には、車両駆動用バッテリの残存容量が減少することは抑制されるが、車両駆動用バッテリの残存容量に応じて適切な充電を行うには改善の余地があった。
【０００８】
本発明は上記事実を考慮し、外部電源が接続され、車載電装機器が使用されている状態でも車両駆動用バッテリの残存容量を車両走行可能な最低限の容量まで充電可能な車両駆動用バッテリの電力消費コントロールシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、外部電源の接続時に前記外部電源から充電可能に構成された車両駆動用バッテリと、前記外部電源が前記車両駆動用バッテリに接続されたことを検出する外部電源接続検出手段と、前記車両駆動用バッテリの残存容量を検出する残存容量検出手段と、前記車両駆動用バッテリから給電される車載電装機器と、前記外部電源接続検出手段が前記外部電源の前記車両駆動用バッテリに対する接続を検出し、前記残存容量検出手段が検出した前記車両駆動用バッテリの残存容量が車両走行可能な最低限の容量未満の場合に、前記車両駆動用バッテリから前記車載電装機器に給電される給電量を制限する調整手段と、を備える。
【００１０】
車両駆動用バッテリに外部電源が接続されると、外部電源から車両駆動用バッテリに充電可能とされる。また、車両駆動用バッテリは、車載電装機器に給電可能に構成されている。したがって、外部電源が接続された状態で車載電装機器が使用されると、外部電源から車両駆動用バッテリに充電されると共に、車両駆動用バッテリから車載電装機器に給電される。
【００１１】
ここで、調整手段が、残存容量検出手段が検出した車両駆動用バッテリの残存容量が車両走行可能な最低限の容量未満の場合には、車両駆動用バッテリから車載電装機器に対する給電量を制限する。
【００１２】
すなわち、車両駆動用バッテリの残存容量が車両走行可能な最低限の容量よりも小さい場合には、車両駆動用バッテリから車載電装機器への給電量を制限することにより車両駆動用バッテリに対する充電を優先する。この結果、外部電源接続時に、車載電装機器が使用されていても車両駆動用バッテリを車両走行可能な最低限の容量まで充電することができる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明の車両駆動用バッテリの電力消費コントロールシステムは、上記構成としたので、外部電源の接続時に車載電装機器が使用されても、車両駆動用バッテリの容量を車両走行可能な最低限の容量まで充電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る車両駆動用バッテリの電力消費コントロールシステムを示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る車両駆動用バッテリの電力消費コントロールシステムの電力消費コントロール処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の第１実施形態に係る車両駆動用バッテリの電力消費コントロールシステムについて図１〜図６を参照して説明する。また、各図は模式的なものであり、本実施形態と関連性の低いものは図示を省略している。
【００１６】
（構成）
図１に示すように、本実施形態に係る車両駆動用バッテリの電力消費コントロールシステム１０（以下、「電力消費コントロールシステム１０」という）は、電気自動車１２の内部に、後述する外部電源４０から延びる充電ケーブル５０（コネクタ５４）が接続される充電インレット１４と、車両の駆動に用いられる車両駆動用バッテリ１６と、それぞれが車載電装機器であるオーディオ装置１８、カーナビゲーション装置２０、エアコン装置２２と、を備えている。
【００１７】
電気自動車１２の内部には、充電インレット１４から車両駆動用バッテリ１６まで充電経路２４が形成されており、充電経路２４上にはＡＣ／ＤＣコンバータ２６が配設されている。
【００１８】
また、車両駆動用バッテリ１６からオーディオ装置１８、カーナビゲーション装置２０、エアコン装置２２までは給電経路２８が形成されており、給電経路２８上にはＤＣ／ＤＣコンバータ３０が配設されている。
【００１９】
このオーディオ装置１８、カーナビゲーション装置２０、エアコン装置２２の内部には各装置を制御する制御部がそれぞれ内蔵されている。また、各制御部は、ＥＶ−ＥＣＵ３２と信号線が接続されており、ＥＶ−ＥＣＵ３２からの制御信号によって各装置の駆動状態を変更可能に構成されている。
【００２０】
ＡＣ／ＤＣコンバータ２６とＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、ＥＶ−ＥＣＵ３２と信号線で接続されており、外部電源４０から車両駆動用バッテリ１６に対する充電量、車両駆動用バッテリ１６からオーディオ装置１８、カーナビゲーション装置２０、エアコン装置２２（以下、「車載電装機器１８〜２２」という場合がある）までの給電量を制御している。
【００２１】
さらに、電力消費コントロールシステム１０には、車両駆動用バッテリ１６の残存容量を検出するための残存容量検出部３４が設けられており、検出した残存容量をＥＶ−ＥＣＵ３２に出力する構成である。
【００２２】
このように構成された電力消費コントロールシステム１０に対して電力を供給（給電）する外部電源４０と、充電ケーブル５０について説明する。
【００２３】
外部電源４０は、例えば、電源コンセント４２に接続された機器に対して、電源コンセント４２を介して所定の電力（例えば、ＡＣ１００Ｖ）を供給する商業用電源である。
【００２４】
充電ケーブル５０は、外部電源４０から電気自動車１２の車両駆動用バッテリ１６に給電する一対の電力ケーブル５２と、電力ケーブル５２の一端に設けられたコネクタ５４と、他端に設けられたプラグ５６と、を備えている。
【００２５】
コネクタ５４は、電気自動車１２に設けられた充電インレット１４に接続可能に構成されている。コネクタ５４には、図示しないリミットスイッチが設けられている。したがって、コネクタ５４が充電インレット１４に接続されるとリミットスイッチが作動し、コネクタ５４が充電インレット１４に接続されたことを示すケーブル接続信号がＥＶ−ＥＣＵ３２に出力される構成である。
【００２６】
ＥＶ−ＥＣＵ３２は、ケーブル接続信号が入力されることにより、充電ケーブル５０（外部電源４０）が電気自動車１２の充電インレット１４に接続されたことを検出すると共に、残存容量検出部３４で検出された車両駆動用バッテリ１６の残存容量に応じて車載電装機器１８〜２２への給電量を調整する（後述する）構成である。
【００２７】
(作用)
このように構成された車両駆動用バッテリの電力消費コントロールシステム１０の作用効果について図２のフローチャートを参照して
説明する。以下説明する制御は、電気自動車１２が停止したタイミングで所定間隔をおいて繰り返し行われるものである。
【００２８】
［外部電源接続時］
先ず、外部電源４０が充電ケーブル５０を介して電気自動車１２の充電インレット１４に接続された場合について説明する。
【００２９】
外部電源４０の電源コンセント４２に充電ケーブル５０のプラグ５６が接続されると共に、コネクタ５４が電気自動車１２の充電インレット１４に接続されると、コネクタ５４からＥＶ−ＥＣＵ３２にケーブル接続信号が入力される。これにより、ＥＶ−ＥＣＵ３２は、外部電源４０が接続されたことを検出する（ステップＳ１０でＹＥＳ）。
【００３０】
次に、ＥＶ−ＥＣＵ３２は、残存容量検出部３４で検出された車両駆動用バッテリ１６の残存容量が第１所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。この第１所定値は、電気自動車１２が車両走行可能な最低限の容量であり、例えば、車両駆動用バッテリ１６にその容量があれば電気自動車１２が時速４０ｋｍ／ｈで一時間走行できる値である。
【００３１】
残存容量が第１所定値以上である場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）には、基本的に車載電装機器１８〜２２の電力使用量に応じて車両駆動用バッテリ１６からＤＣ／ＤＣコンバータ３０を介して車載電装機器１８〜２２に給電（電力が供給）される。
【００３２】
ただし、電力使用量が車両駆動用バッテリ１６に対する充電量を上回る場合には、ＥＶ−ＥＣＵ３２からＤＣ／ＤＣコンバータ３０に制御信号が出力され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が車載電装機器１８〜２２に対する給電量（電力供給量）を充電量以下に制限する。
【００３３】
これは、外部電源４０が接続されて車両駆動用バッテリ１６が充電されており、かつ車両駆動用バッテリ１６の残存容量が十分な場合には、基本的に車載電装機器１８〜２２の電力使用量に応じて車両駆動用バッテリ１６から車載電装機器１８〜２２に給電されるように構成されたものである。すなわち、車載電装機器１８〜２２が電力を自由に使えるように構成したものである。
【００３４】
ただし、車載電装機器１８〜２２の電力使用量が車両駆動用バッテリ１６に対する充電量を超える場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０で車載電装機器１８〜２２に対する給電量を充電量以下に制限し、車両駆動用バッテリ１６の残量容量が減少することを防止している。
【００３５】
このように、車両駆動用バッテリ１６の残存容量が第１所定値以上の場合には、車両駆動用バッテリ１６に車両走行に必要な最低限の容量が確保されているので、基本的には車載電装機器１８〜２２を自由に使用させるが、車両駆動用バッテリ１６の残存容量がこれ以上減少しない（増加する）ように、給電量を充電量以下に制御するものである。
【００３６】
一方、車両駆動用バッテリ１６の残存容量が第１所定値未満の場合（ステップＳ１２でＮＯ）には、外部電源４０から車両駆動用バッテリ１６への充電量に対する車両駆動用バッテリ１６から車載電装機器１８〜２２への給電量の割合（≦１．０）を低減させる。
【００３７】
これは、車両駆動用バッテリ１６の残存容量が車両走行に必要な最低限の容量（第１所定値）を下回っているため、充電量に対する給電量の割合を低減（例えば、０．５に）させ、車両駆動用バッテリ１６に対する充電を優先するものである。すなわち、車両駆動用バッテリ１６の残存容量を第１所定値まで迅速に充電するものである。
【００３８】
なお、この給電量で、駆動されている車載電装機器１８〜２２が良好に動作可能であれば、そのまま駆動すれば良いし、動作不良となるおそれがある場合には、車載電装機器１８〜２２の一部（例えば、エアコン装置２２）の駆動を停止したり、車載電装機器の１８〜２２の一部の機能（例えば、エアコン装置２２の後部座席に対する空調）を停止することによって、他の車載電装機器の良好な動作性を確保する。
【００３９】
［外部電源非接続時］
一方、電気自動車１２の充電インレット１４に充電ケーブル５０のコネクタ５４が接続されていない場合には、ＥＶ−ＥＣＵ３２はケーブル接続信号が入力されないため、外部電源４０が接続されていないと判定する（ステップＳ１０でＮＯ）。
【００４０】
次に、ＥＶ−ＥＣＵ３２は、残存容量検出部３４で検出された車両駆動用バッテリ１６の残存容量が第２所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。
【００４１】
残存容量が第２所定値以上である場合（ステップＳ１８でＹＥＳ）には、ＥＶ−ＥＣＵ３２からＤＣ／ＤＣコンバータ３０に第１制限信号が出力され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が車載電装機器１８〜２２に対する給電量を第１制限値以下となるように制限する（第１給電制限を行う）（ステップＳ２０）。例えば、全ての車載電装機器１８〜２２を駆動した場合の消費電力量（給電量）を１とすると、車両駆動用バッテリ１６から車載電装機器１８〜２２に対する給電量が０．８となる程度の制限を行う。例えば、ＥＶ−ＥＣＵ３２から相対的に消費電力の大きいエアコン装置２２に駆動制限信号が出力され、エアコン装置２２の例えば、温度調整範囲が狭められたり、後部座席用部分の駆動が停止される。これにより、エアコン装置２２の他の機能や、オーディオ装置１８やカーナビゲーション装置２０の良好な動作性が確保される。
【００４２】
これは、車両駆動用バッテリ１６の残存容量が車両走行に必要な最低限の容量である第１所定値よりも大きい第２所定値以上であるため、車載電装機器１８〜２２に給電することは十分に可能であるが、外部電源４０が接続されていないため車両駆動用バッテリ１６の残存容量が減少する一方であるため、第１給電制限を行うことにより残存容量の減少速度を抑制するものである。
【００４３】
一方、車両駆動用バッテリ１６の残存容量が第２所定値未満である場合（ステップＳ１８でＮＯ）、さらにその残存容量が第１所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。
【００４４】
車両駆動用バッテリ１６の残存容量が第１所定値以上である場合には、ＥＶ−ＥＣＵ３２からＤＣ／ＤＣコンバータ３０に第２制限信号が出力され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が車載電装機器１８〜２２に対する給電量を第２制限値以下となるように制限する（第２給電制限を行う）（ステップＳ２４）。例えば、車載電装機器１８〜２２を駆動した場合の電力使用量（給電量）を１とすると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０により車両駆動用バッテリ１６から車載電装機器１８〜２２に対する給電量が０．２となる程度の制限を行う。例えば、ＥＶ−ＥＣＵ３２からエアコン装置２２に駆動停止信号が出力され、相対的に消費電力の大きいエアコン装置２２の駆動が禁止される。これにより、オーディオ装置１８やカーナビゲーション装置２０の良好な動作性が確保される。
【００４５】
これは、車両駆動用バッテリ１６の残存容量が第１所定値以上第２所定値未満であり、かつ外部電源４０が接続されていないため、給電量に大きな制限（第２給電制限）を課したものである。すなわち、非常に小さい給電量で車載電装機器１８〜２２に給電することにより、車両駆動用バッテリ１６の残存容量がすぐに第１所定値を下回ることを防止しつつ、相対的に消費電力の小さいオーディオ装置１８やカーナビゲーション装置２０の使用を可能としたものである。
【００４６】
車両駆動用バッテリ１６の残存容量が第１所定値未満である場合（ステップＳ２２でＮＯ）には、ＥＶ−ＥＣＵ３２からＤＣ／ＤＣコンバータ３０に給電禁止信号が出力され、車両駆動用バッテリ１６から車載電装機器１８〜２２に対する給電が停止される（ステップＳ２６）。
【００４７】
これは、車両駆動用バッテリ１６の残存容量が第１所定値を下回っているため、車載電装機器１８〜２２に対する給電を停止することによって車両駆動用バッテリ１６の残存容量がさらに減少することを防止するものである。
【００４８】
このように、本実施形態に係る電力消費コントロールシステム１０では、外部電源４０が車両駆動用バッテリ１６に接続されている場合には、車両駆動用バッテリ１６の残存容量が車両走行に必要な最低限の容量（第１所定値）以上であるか、否かで車載電装機器１８〜２２に対する給電量を調整している。
【００４９】
すなわち、車両駆動用バッテリ１６の残存容量が第１所定値以上であれば、車載電装機器１８〜２２に対する給電制限が基本的になく、車載電装機器１８〜２２を自由に使用することができる。したがって、乗員は、外部電源４０が接続された電気自動車１２の車室内で車載電装機器１８〜２２を自由に用いて快適に過ごすことができる。
【００５０】
なお、給電量が充電量以下となるように制限することによって、車両駆動用バッテリ１６の残存容量が減少することはなく、増加するように図られている。
【００５１】
一方、車両駆動用バッテリ１６の残存容量が第１所定値未満の場合には、外部電源４０から車両駆動用バッテリ１６への充電量に対する車両駆動用バッテリ１６から車載電装機器１８〜２２への給電量の割合（＜１．０）を低減させる（例えば、０．５にする）（給電を制限する）ことにより、車両駆動用バッテリ１６の残存容量を第１所定値まで迅速に充電することができる。また、充電量の一定割合を給電することによって、車載電装機器１８〜２２の一部あるいは一部の機能を使用可能として、車両駆動用バッテリ１６に対する迅速な充電と、車室内の居住性の両立を図っている。
【００５２】
一方、電力消費コントロールシステム１０では、外部電源４０が接続されていない場合には、車両駆動用バッテリ１６の残存容量が車両走行に必要な最低限の容量（第１所定値）よりも大きい第２所定値以上であるか、否かで車載電装機器に対する給電量の制限を変更している。
【００５３】
すなわち、車両駆動用バッテリ１６の残存容量が第２所定値以上であれば、給電量の制限を最小限（第１給電制限）として給電する。これは、車両駆動用バッテリ１６に充電ナシで車載電装機器１８〜２２に給電しても十分な残存容量（第２所定値以上）があるが、外部電源４０に接続されていないため残存容量が減少する一方のため、第１給電制限で残存容量の減少速度を抑制するものである。
【００５４】
この場合、車室内の乗員は一人、あるいは二人で前部座席に着座する可能性が高いと考えられるため、例えば、相対的に消費電力量の大きいエアコン装置２２の後部座席側の空調を停止する等によって、車室内の良好な居住性を維持しつつ車両駆動用バッテリ１６の残存容量の低減を抑制したものである。
【００５５】
一方、車両駆動用バッテリ１６の残存容量が第２所定値未満で第１所定値以上であれば、最低限確保しておきたい第１所定値をすぐ下回るおそれがあるため、車載電装機器１８〜２２に対する給電量に大きな制限（第２給電制限）を課している。これにより、車両駆動用バッテリ１６の残存容量の減少を最小限に抑制している。
【００５６】
なお、給電量を制限する場合には、例えば、使用電力量の大きいエアコン装置２２に対する給電を中止することによって、他の車載電装機器（オーディオ装置１８、カーナビゲーション装置２０）の良好な動作性を確保することが考えられる。これにより、電力使用量を最小限に抑制しつつ、車室内で一人静かに音楽を楽しみたい乗員の要望に応えることができる。
【００５７】
さらに、車両駆動用バッテリ１６の残存容量が第１所定値未満であれば、車載電装機器１８〜２２に対する給電を停止している。これは、車両駆動用バッテリ１６に充電が必要な状態であり、これ以上残存容量を減少させることは望ましくないからである。また、外部電源４０を接続させて直ちに充電させることが望ましいため、充電が必要であることを乗員に報知することにより、乗員に充電の必要性を認識させることが考えられる。
【００５８】
［その他］
なお、本実施形態では、車両駆動用バッテリは１つであったが、走行に必要な容量が確保された走行専用バッテリと、走行停止兼用バッテリとを備えたものでも良い。この構成の場合には、走行時に走行停止兼用バッテリから使用し、駐停車時に走行停止兼用バッテリに残存容量があれば外部電源が接続されていなくても、車載電装機器に給電することが考えられる。
【００５９】
また、本実施形態では、外部電源４０が接続された状態で車両駆動用バッテリ１６への充電量に対する車載電装機器１８〜２２への給電量の割合を低減させたが、車載電装機器１８〜２２に対する給電量を制限する構成であれば、これに限定するものではない。
【００６０】
さらに、本実施形態では、車載電装機器としてオーディオ装置１８、カーナビゲーション装置２０、エアコン装置２２を説明したが、これに限定するものではない。
【００６１】
また、本実施形態では、電力消費コントロールシステム１０を電気自動車１２に適用したものについて説明したが、ハイブリッド車に適用することもできる。
【符号の説明】
【００６２】
１０  車両駆動用バッテリの電力消費コントロールシステム
１６  車両駆動用バッテリ
１８  オーディオ装置（車載電装機器）
２０  カーナビゲーション装置（車載電装機器）
２２  エアコン装置（車載電装機器）
３０  ＤＣ／ＤＣコンバータ（調整手段）
３２  ＥＶ−ＥＣＵ（外部電源接続検出手段、調整手段）
３４  残存容量検出部（残存容量検出手段）
４０  外部電源
【図１】
2019140753.tif 000003
【図２】
2019140753.tif 000004