(57)【要約】【課題】補機負荷への電力供給不足を未然に防止する。【解決手段】車両は、補機負荷へ電力を供給する補機バッテリと、補機負荷へ補助的に電力を供給可能なソーラバッテリと、制御装置（ＥＣＵ）とを備える。ＥＣＵは、通常は、ソーラバッテリからの補助的な電力供給を許容しない第１供給モードで補機負荷への電力供給を行なうが、補機負荷の最大消費電流がしきい値を超えた場合はソーラバッテリからの補助的な電力供給を許容する第２供給モードで補機負荷への電力供給を行なう。ＥＣＵは、第１供給モード中において、ソーラバッテリの残存容量に基づいてソーラバッテリから補機負荷への最大出力可能電流Ｉｓを算出し（Ｓ１０）、最大出力可能電流Ｉｓが基準値β未満である場合（Ｓ１１にてＹＥＳ）、第２供給モードへの移行に備えてソーラバッテリを予め充電する（Ｓ１２）。【選択図】図５
2015057009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補機負荷と、
前記補機負荷へ電力を供給する補機バッテリと、
前記補機負荷へ電力を供給可能に構成された、前記補機バッテリとは異なる蓄電部と、
前記補機負荷の最大消費電力がしきい値を超える場合、前記補機バッテリからの電力に加えて前記蓄電部からの電力を前記補機負荷に供給する補助供給制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記蓄電部の残存容量が基準容量未満である場合、前記補助供給制御に備えて予め前記蓄電部を充電する予備充電制御を行なう、車両。
【請求項２】
前記車両は、
蓄電装置と、
前記蓄電装置からの電力を用いて前記車両の走行駆動力を発生する駆動装置と、
前記蓄電装置からの電力を変換して前記蓄電部へ出力可能な第１コンバータとをさらに備え、
前記予備充電制御は、前記蓄電装置からの電力で前記蓄電部が充電されるように前記第１コンバータを作動させる制御である、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記車両は、
前記蓄電装置からの電力を変換して前記補機負荷へ出力可能な第２コンバータをさらに備え、
前記基準容量は、前記補機バッテリの出力可能電力の最大値と前記第２コンバータの出力可能電力の最大値との合計を前記補機負荷の最大消費電力から減じた値に基づいて設定される、請求項２に記載の車両。
【請求項４】
前記車両は、車両外部からの電力を用いて前記蓄電装置を充電するための充電装置をさらに備え、
前記充電装置は、
車両外部からの電力を変換して前記蓄電装置に出力可能な第３コンバータと、
前記第３コンバータによって変換された前記車両外部からの電力もしくは前記蓄電装置からの電力を降圧して前記補機負荷に出力可能な第４コンバータとを含み、
前記基準容量は、前記補機バッテリの出力可能電力の最大値と前記第２コンバータの出力可能電力の最大値と前記第４コンバータの出力可能電力の最大値との合計を前記補機負荷の最大消費電力から減じた値に基づいて設定される、請求項３に記載の車両。
【請求項５】
前記制御装置は、ユーザからの車両始動要求があった場合に前記蓄電部の残存容量が前記基準容量未満であるか否かを判定し、前記蓄電部の残存容量が前記基準容量未満であると判定された場合に前記予備充電制御を行なう、請求項１〜４のいずれかに記載の車両。
【請求項６】
前記車両は、太陽光を用いて発電するソーラパネルをさらに備え、
前記蓄電部は、前記ソーラパネルの発電電力を蓄えるソーラバッテリである、請求項１〜５のいずれかに記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に関し、より特定的には、車両に搭載される補機負荷への電力供給制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境に配慮した車両として、駆動力発生用の高電圧の蓄電装置（メインバッテリ）を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて走行する電動車両が注目されている。このような電動車両に搭載される蓄電装置を発電効率の高い商用電源により充電する技術が提案されている。
【０００３】
電動車両においては、車両に搭載される補機負荷を駆動するための電力は、一般的に、メインバッテリよりも低い電圧を出力する補機バッテリから供給される。しかしながら、特開２０１３−０１８４２０号公報（特許文献１）に示されるように、いくつかの車両においては、メインバッテリからの電力をＤＣ／ＤＣコンバータ（メインＤＣ／ＤＣコンバータ）で降圧して補機負荷に供給するように構成されているものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０１８４２０号公報
【特許文献２】特開２０１２−０４４８０５号公報
【特許文献３】特開２０１２−０８５４０３号公報
【特許文献４】特開平０５−１１１１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、メインバッテリからの電力を補機負荷に供給可能な車両においては、たとえばコスト面の観点から、補機バッテリを従来に比べて小型化し、補機バッテリ容量を相対的に小さくすることが考えられる。
【０００６】
一方で、たとえばパワーステアリングや電動ブレーキ（Electric Control Brake：ＥＣＢ）システムのような特定の補機負荷においては、ユーザの操作量に応じて消費電力が変化するため、操作状態によっては一時的に大きな電力が必要となり得る。このとき、補機システム全体として必要とされる電力が補機バッテリおよびメインＤＣ／ＤＣコンバータの出力可能電力の合計を超過してしまうと、補機負荷に供給される電力が不足し、補機負荷が適切に動作できなかったり、補機バッテリが過放電となってしまったりする可能性がある。そして、上記のように補機バッテリを小型化した場合には、このような状態が生じる可能性がより高くなる。
【０００７】
たとえば、補機バッテリ以外の蓄電部（たとえば太陽光で発電された電力を蓄えておくためのソーラバッテリ）を備える車両においては、メインバッテリおよび補機バッテリに加えて当該蓄電部からも補機負荷に電力を供給できるため、補機負荷への電力供給不足を回避することができる。
【０００８】
しかしながら、一般的に、蓄電部の出力可能電力は、蓄電部の残存容量に依存する。したがって、蓄電部の残存容量が少ないと、蓄電部の出力可能電力が低下し、必要な量の電力を補機負荷に供給できない可能性がある。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、補機負荷への電力供給不足を未然に防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る車両は、補機負荷と、補機負荷へ電力を供給する補機バッテリと、補機負荷へ電力を供給可能に構成された、補機バッテリとは異なる蓄電部と、補機負荷の最大消費電力がしきい値を超える場合、補機バッテリからの電力に加えて蓄電部からの電力を補機負荷に供給する補助供給制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、蓄電部の残存容量が基準容量未満である場合、補助供給制御に備えて予め蓄電部を充電する予備充電制御を行なう。
【００１１】
好ましくは、車両は、蓄電装置と、蓄電装置からの電力を用いて車両の走行駆動力を発生する駆動装置と、蓄電装置からの電力を変換して蓄電部へ出力可能な第１コンバータとをさらに備える。予備充電制御は、蓄電装置からの電力で蓄電部が充電されるように第１コンバータを作動させる制御である。
【００１２】
好ましくは、車両は、蓄電装置からの電力を変換して補機負荷へ出力可能な第２コンバータをさらに備える。基準容量は、補機バッテリの出力可能電力の最大値と第２コンバータの出力可能電力の最大値との合計を補機負荷の最大消費電力から減じた値に基づいて設定される。
【００１３】
好ましくは、車両は、車両外部からの電力を用いて蓄電装置を充電するための充電装置をさらに備える。充電装置は、車両外部からの電力を変換して蓄電装置に出力可能な第３コンバータと、第３コンバータによって変換された車両外部からの電力もしくは蓄電装置からの電力を降圧して補機負荷に出力可能な第４コンバータとを含む。基準容量は、補機バッテリの出力可能電力の最大値と第２コンバータの出力可能電力の最大値と第４コンバータの出力可能電力の最大値との合計を補機負荷の最大消費電力から減じた値に基づいて設定される。
【００１４】
好ましくは、制御装置は、ユーザからの車両始動要求があった場合に蓄電部の残存容量が基準容量未満であるか否かを判定し、蓄電部の残存容量が基準容量未満であると判定された場合に予備充電制御を行なう。
【００１５】
好ましくは、車両は、太陽光を用いて発電するソーラパネルをさらに備える。蓄電部は、ソーラパネルの発電電力を蓄えるソーラバッテリである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、蓄電部からの電力を補機負荷に供給する場合に備えて予め蓄電部が充電されるため、蓄電部の出力可能電力が予め確保される。これにより、実際に蓄電部からの電力を補機負荷に供給する際に補機負荷への電力供給が不足することが未然に防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】車両の全体ブロック図である。
【図２】充電装置およびソーラ発電システムの詳細な構成を説明するための図である。
【図３】補機負荷への電力供給制御の概要を説明するための図である。
【図４】補機負荷への電力供給制御を行なう場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】ソーラバッテリの予備充電制御を行なう場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】ソーラバッテリの残存容量ＳＯＣｓとソーラＤＤＣの最大出力可能電流Ｉｓとの対応関係の一例を示した図である。
【図７】車両の変形例を示す図（その１）である。
【図８】車両の変形例を示す図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。本明細書において「電力」という用語は、狭義の電力（仕事率）を意味する場合と、広義の電力である電力量（仕事量）または電気エネルギを意味する場合とがあり、その用語が使用される状況に応じて弾力的に解釈される。
【００１９】
［車両の基本構成］
図１は、本実施の形態に従う車両１００の全体ブロック図である。なお、以下の説明においては、エンジンと回転電機とを有するハイブリッド自動車を例として説明するが、本発明が適用可能な車両はこれに限定されず、電力を用いて走行可能な電動車両全般（ハイブリッド自動車に加えて、電気自動車や燃料電池自動車などを含む）に適用可能である。
【００２０】
車両１００は、蓄電装置１１０と、システムメインリレー（System  Main  Relay：ＳＭＲ）１１５と、駆動装置であるＰＣＵ（Power  Control  Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０，１３５と、動力伝達ギヤ１４０と、駆動輪１５０と、内燃機関であるエンジン１６０と、制御装置であるＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）３００とを備える。ＰＣＵ１２０は、コンバータ１２１と、インバータ１２２，１２３と、コンデンサＣ１，Ｃ２とを含む。
【００２１】
蓄電装置１１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池または鉛蓄電池などの二次電池、あるいは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。
【００２２】
蓄電装置１１０は、電力線ＰＬ１，ＮＬ１を介してＰＣＵ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１３０、１３５で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力はたとえば２００Ｖ程度である。
【００２３】
蓄電装置１１０は、いずれも図示しないが電圧センサおよび電流センサを含み、これらのセンサによって検出された、蓄電装置１１０の電圧ＶＢおよび電流ＩＢをＥＣＵ３００へ出力する。
【００２４】
ＳＭＲ１１５は、リレーＳＭＲ−Ｂ，ＳＭＲ−Ｐ，ＳＭＲ−Ｇと、制限抵抗Ｒ１とを含む。リレーＳＭＲ−Ｂは、蓄電装置１１０の正極端子と電力線ＰＬ１とに接続される。リレーＳＭＲ−Ｇは、蓄電装置１１０の負極端子と電力線ＮＬ１とに接続される。また、リレーＳＭＲ−Ｐと制限抵抗Ｒ１とが直列接続された構成が、リレーＳＭＲ−Ｇに並列に接続される。
【００２５】
ＳＭＲ１１５に含まれる各リレーは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて、個別に動作することが可能であり、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切換える。制限抵抗Ｒ１は、蓄電装置１１０からＰＣＵ１２０へ電力の供給を開始するときに、ＰＣＵ１２０に対して瞬間的に大きな電流が流れることを防止するための、電流制限用の抵抗器である。
【００２６】
コンバータ１２１は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣに基づいて、電力線ＰＬ１，ＮＬ１と電力線ＰＬ２，電力線ＮＬ１との間で電圧変換を行なう。
【００２７】
インバータ１２２，１２３は、電力線ＰＬ２および電力線ＮＬ１に並列に接続される。インバータ１２２，１２３は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩ１，ＰＷＩ２にそれぞれ基づいて、コンバータ１２１から供給される直流電力を交流電力に変換し、モータジェネレータ１３０，１３５をそれぞれ駆動する。
【００２８】
コンデンサＣ１は、電力線ＰＬ１と電力線ＮＬ１との間に設けられ、電力線ＰＬ１と電力線ＮＬ１間との電圧変動を減少させる。また、コンデンサＣ２は、電力線ＰＬ２と電力線ＮＬ１との間に設けられ、電力線ＰＬ２と電力線ＮＬ１間との電圧変動を減少させる。
【００２９】
モータジェネレータ１３０，１３５は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。
【００３０】
モータジェネレータ１３０，１３５の出力トルクは、減速機や動力分割機構を含んで構成される動力伝達ギヤ１４０を介して駆動輪１５０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１３０，１３５は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。
【００３１】
また、モータジェネレータ１３０，１３５は動力伝達ギヤ１４０を介してエンジン１６０とも結合される。そして、ＥＣＵ３００により、モータジェネレータ１３０，１３５およびエンジン１６０が協調的に動作されて必要な車両駆動力が発生される。さらに、モータジェネレータ１３０，１３５は、エンジン１６０の回転により発電が可能であり、この発電電力を用いて蓄電装置１１０を充電することができる。なお、本実施の形態においては、モータジェネレータ１３５を専ら駆動輪１５０を駆動するための電動機として用い、モータジェネレータ１３０を専らエンジン１６０により駆動される発電機として用いるものとする。エンジン１６０は、制御信号ＤＲＶを用いてＥＣＵ３００により制御される。
【００３２】
なお、図１においては、モータジェネレータが２つ設けられる構成が例として示されるが、モータジェネレータの数はこれに限定されず、モータジェネレータが１つの場合、あるいは２つより多くのモータジェネレータを設ける構成としてもよい。
【００３３】
車両１００は、低電圧系（補機系）の構成として、ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０と、補機負荷１８０と、補機バッテリ１９０とをさらに含む。
【００３４】
補機バッテリ１９０は、代表的には鉛蓄電池によって構成される。補機バッテリ１９０の出力電圧は、蓄電装置１１０の出力電圧よりも低く、たとえば１２Ｖ程度である。補機バッテリ１９０は、補機負荷１８０などの車両全体の低電圧系に接続され、低電圧系を動作させるための電源電圧を低電圧系に供給する。
【００３５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１７０（以下「メインＤＤＣ１７０」ともいう）は、電力線ＰＬ１，ＮＬ１と低電圧系との間に設けられる。なお、図１では、メインＤＤＣ１７０をＰＣＵ１２０の外部に設けているが、メインＤＤＣ１７０をＰＣＵ１２０の内部に設けるようにしてもよい。
【００３６】
メインＤＤＣ１７０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤに基づいて、電力線ＰＬ１，ＮＬ１からの直流電圧（蓄電装置１１０から供給される電圧、あるいはＰＣＵ１２０を介してモータジェネレータ１３０，１３５から供給される電圧）を降圧し、降圧された直流電圧を電力線ＰＬ４を介して補機負荷１８０および補機バッテリ１９０などの低電圧系に供給する。すなわち、補機負荷１８０には、補機バッテリ１９０の出力電力だけでなく、メインＤＤＣ１７０の出力電力も供給可能である。
【００３７】
補機負荷１８０には、たとえばランプ類、ワイパー、ヒータ、オーディオ、ナビゲーションシステム、パワーステアリング、パワーウィンドウ、ＥＣＢなどが含まれる。補機負荷１８０に含まれる各機器は、動作中であるか停止中であるかを示す状態信号ＳＴＡＴをＥＣＵ３００に出力する。
【００３８】
また、補機負荷１８０が接続される系統の電力線には電流センサ１９５が設けられる。電流センサ１９５は、補機負荷１８０の全体で消費される電流の総和を検出し、その検出値ＩＡＵＸをＥＣＵ３００へ出力する。
【００３９】
車両１００は、外部電源５００からの電力によって蓄電装置１１０を充電するための構成として、充電装置２００と、充電リレーＣＨＲ２１０と、接続部であるインレット２２０とを含む。
【００４０】
インレット２２０には、充電ケーブル４００の充電コネクタ４１０が接続される。そして、外部電源５００からの電力が、充電ケーブル４００を介して車両１００に伝達される。
【００４１】
充電ケーブル４００は、充電コネクタ４１０に加えて、外部電源５００のコンセント５１０に接続するためのプラグ４２０と、充電コネクタ４１０およびプラグ４２０とを接続するケーブル部４３０とを含む。ケーブル部４３０には、外部電源５００からの電力の供給および遮断を切換えるための充電回路遮断装置（以下、ＣＣＩＤ（Charging  Circuit
Interrupt  Device）とも称する。）４４０が介挿される。
【００４２】
充電装置２００は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して、インレット２２０に接続される。また、充電装置２００は、ＣＨＲ２１０を介して蓄電装置１１０に接続される。
【００４３】
充電装置２００は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＥによって制御され、インレット２２０から供給される交流電力を、蓄電装置１１０の充電電力に変換する。
【００４４】
充電装置２００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０５を含む。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０５は、電力線ＰＬ５を介して補機負荷１８０および補機バッテリ１９０などに電気的に接続され、外部充電が実行される際に、バッテリ管理や他の補機負荷１８０を動作させるための電源電圧を供給する。
【００４５】
ＣＨＲ２１０は、リレーＣＨＲ−Ｂ，ＣＨＲ−Ｐ，ＣＨＲ−Ｇと、制限抵抗Ｒ２とを含む。リレーＣＨＲ−Ｂは、蓄電装置１１０の正極端子と電力線ＰＬ３とに接続される。リレーＣＨＲ−Ｇは、蓄電装置１１０の負極端子と電力線ＮＬ３とに接続される。また、リレーＣＨＲ−Ｐと制限抵抗Ｒ２とが直列接続された構成が、リレーＣＨＲ−Ｇに並列に接続される。
【００４６】
ＣＨＲ２１０に含まれる各リレーは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２に基づいて、個別に動作することが可能であり、充電装置２００から蓄電装置１１０への電力の供給と遮断とを切換える。制限抵抗Ｒ２は、蓄電装置１１０と充電装置２００とを接続するときに、充電装置２００に対して瞬間的に過大な電流が流れることを防止するための、電流制限用の抵抗器である。
【００４７】
また、本実施の形態に従う車両１００は、太陽光を利用して発電を行なうことができるソーラ発電システム２８０を搭載している。ソーラ発電システム２８０は、ソーラパネル２５０と、ソーラユニット２６０とを含む。
【００４８】
ソーラパネル２５０は、太陽光を受けて発電し、発電した電力をソーラユニット２６０へ出力する。ソーラユニット２６０は、ソーラパネル２５０で生成された電力を蓄える。また、ソーラユニット２６０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＦに基づいてソーラパネル２５０で生成された電力および／または蓄積した電力を所定の電圧に変換し、変換された電力を電力線ＰＬ５を介して補機負荷１８０および補機バッテリ１９０などの低電圧系へ出力する。
【００４９】
ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、記憶装置（メモリ）および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、蓄電装置１１０および車両１００の各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００５０】
ＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０からの電圧ＶＢおよび電流ＩＢの検出値に基づいて、蓄電装置１１０の残存容量（State  of  Charge）を演算する。
【００５１】
なお、図１においては、ＥＣＵ３００として１つの制御装置を設ける構成としているが、たとえば、ＰＣＵ１２０用の制御装置や蓄電装置１１０用の制御装置などのように、機能ごとまたは制御対象機器ごとに個別の制御装置を設ける構成としてもよい。
【００５２】
図２は、図１で示した充電装置２００およびソーラ発電システム２８０の詳細な構成を説明するための図である。
【００５３】
充電装置２００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０５に加えて、ＡＣ／ＤＣコンバータ２０２をさらに含む。ＡＣ／ＤＣコンバータ２０２は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して受けた外部電源５００からの交流電力を直流電力に変換する。ＡＣ／ＤＣコンバータ２０２は、変換した直流電力を電力線ＰＬ３，ＮＬ３を通して蓄電装置１１０へ送出し、それによって蓄電装置１１０を充電する。
【００５４】
充電装置２００内のＤＣ／ＤＣコンバータ２０５（以下「充電ＤＤＣ２０５」ともいう）は、電力線ＰＬ３，ＮＬ３に接続される。充電ＤＤＣ２０５は、電力線ＰＬ３，ＮＬ３からの直流電圧を降圧して、電力線ＰＬ５を介して補機負荷１８０および補機バッテリ１９０へ出力する。
【００５５】
外部充電を行なう際には、外部充電に必要な充電装置２００は駆動されるが、車両の駆動系のシステムは不要であるためＳＭＲ１１５が開放されるとともにメインＤＤＣ１７０も停止状態とされる。そのため、外部充電実行中においては、メインＤＤＣ１７０の出力電力を補機負荷１８０に供給することができない。そこで、外部充電実行中においては、メインＤＤＣ１７０に代えて充電ＤＤＣ２０５を駆動させて、充電ＤＤＣ２０５の出力電力（外部電力あるいは蓄電装置１１０に蓄えられた電力）を補機負荷１８０に供給することが可能である。
【００５６】
なお、車両１００の走行中においても、ＣＨＲ２１０を閉成して充電ＤＤＣ２０５と蓄電装置１１０とを接続した状態で充電ＤＤＣ２０５を駆動させることで、充電ＤＤＣ２０５の出力電力（蓄電装置１１０に蓄えられた電力あるいはモータジェネレータ１３０，１３５で発電された電力）を補機負荷１８０に供給することが可能である。
【００５７】
ソーラユニット２６０は、ソーラバッテリ２６２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ２６４とを含む。
【００５８】
ソーラバッテリ２６２は、ソーラパネル２５０で発電された電力を蓄電する二次電池である。ソーラバッテリ２６２は、いずれも図示しないが電圧センサおよび電流センサを含む。これらのセンサの検出結果はＥＣＵ３００へ出力される。
【００５９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２６４（以下「ソーラＤＤＣ２６４」という）は、ソーラパネル２５０で生成された直流電圧および／またはソーラバッテリ２６２からの直流電圧を変換し、電力線ＰＬ５を介して補機負荷１８０および補機バッテリ１９０へ出力する。
【００６０】
また、ソーラＤＤＣ２６４は、電力線ＰＬ３，ＮＬ３にも接続される。ソーラＤＤＣ２６４は、電力線ＰＬ３，ＮＬ３からの直流電圧（蓄電装置１１０、モータジェネレータ１３０，１３５、外部電源５００のいずれかからの電圧）を変換してソーラバッテリ２６２へ出力することでソーラバッテリ２６２を充電することも可能である。すなわち、ソーラバッテリ２６２は、ソーラパネル２５０で発電した電力だけでなく、電力線ＰＬ３，ＮＬ３から供給される電力（蓄電装置１１０、モータジェネレータ１３０，１３５、外部電源５００のいずれかからの電力）によっても充電可能である。
【００６１】
図２に示すような構成とすることによって、補機負荷１８０には、補機バッテリ１９０の出力電力およびメインＤＤＣ１７０の出力電力だけでなく、充電ＤＤＣ２０５の出力電力およびソーラＤＤＣ２６４の出力電力も供給することが可能である。
【００６２】
［補機負荷１８０への電力供給制御］
図３は、補機負荷１８０への電力供給制御の概要を説明するための図である。図３の縦軸は、補機負荷に対して出力可能なシステム最大出力電流（単位：アンペア）が示される。なお、補機負荷の系統は、一般的に直流１２Ｖあるいは２４Ｖのような一定電圧であるので、システムの出力電流の変化は、補機負荷に供給される電力（単位：ワット）の変化を表わすことに対応する。そのため、以下の説明においては、「電流」の用語と「電力（ワット）」の用語とは置換可能であることに注意すべきである。
【００６３】
本実施の形態による車両１００は、補機負荷１８０への電力供給制御モードとして、第１供給モード（通常供給モード）と第２供給モード（補助供給モード）とを有する。
【００６４】
第１供給モード（通常供給モード）では、メインＤＤＣ１７０、充電ＤＤＣ２０５およびソーラＤＤＣ２６４のうち、メインＤＤＣ１７０の駆動のみが許容され、他のＤＤＣの駆動は許容されない。すなわち、第１供給モードでは、補機バッテリ１９０の出力電力とメインＤＤＣ１７０の出力電力とを補機負荷１８０に供給することができる。したがって、第１供給モードでのシステム最大出力電流は、補機バッテリ１９０の最大出力可能電流ＩｂとメインＤＤＣ１７０の最大出力可能電流Ｉｍとを合計した値となる。
【００６５】
第２供給モード（補助供給モード）では、メインＤＤＣ１７０の駆動に加えて、充電ＤＤＣ２０５およびソーラＤＤＣ２６４の駆動も許容される。すなわち、第２供給モードでは、補機バッテリ１９０の出力電力およびメインＤＤＣ１７０の出力電力に加えて、さらに充電ＤＤＣ２０５の出力電力およびソーラＤＤＣ２６４の出力電力を補機負荷１８０に供給することができる。したがって、第２供給モードでのシステム最大出力電流は、補機バッテリ１９０の最大出力可能電流Ｉｂと、メインＤＤＣ１７０の最大出力可能電流Ｉｍと、充電ＤＤＣ２０５の最大出力可能電流Ｉｃと、ソーラＤＤＣ２６４の最大出力可能電流Ｉｓとを合計した値となる。
【００６６】
なお、外部充電中は、上述したように、メインＤＤＣ１７０は停止されるため、メインＤＤＣ１７０の最大出力可能電流Ｉｍは零となる。
【００６７】
補機負荷１８０には、たとえばヘッドライトやワイパーなどのように特定の環境においてのみ使用されるものや、たとえばオーディオ、パワーステアリング、電動ブレーキ（ＥＣＢ）システムなどのようにユーザの操作量に応じて消費電力が変化するものがある。したがって、補機負荷１８０全体で必要とされる電流は、補機負荷１８０の使用状態（環境やユーザによる操作量）に応じて一時的に大きく増加する場合がある。この際、補機負荷１８０全体で必要とされる電流がシステム最大出力電流を超過してしまうと、補機負荷１８０が正常に動作できなかったり、補機バッテリ１９０が過放電となり得る。
【００６８】
そこで、ＥＣＵ３００は、補機負荷１８０の使用状態に基づいて補機負荷１８０全体で必要となる電流の最大値（以下「補機最大消費電流Ｉｍａｘ」という）を予測し、補機最大消費電流Ｉｍａｘがしきい値αを超えているか否かを判定する。本実施の形態においては、しきい値αは、第１供給モードでのシステム最大出力電流（＝Ｉｂ＋Ｉｍ）に設定される。
【００６９】
そして、補機最大消費電流Ｉｍａｘがしきい値α未満である場合、ＥＣＵ３００は、補機負荷１８０への電力供給制御モードを第１供給モードに設定する。すなわち、ＥＣＵ３００は、メインＤＤＣ１７０の駆動を許容し、他の充電ＤＤＣ２０５およびソーラＤＤＣ２６４の駆動を停止させる。これにより、不必要に充電ＤＤＣ２０５およびソーラＤＤＣ２６４を駆動させることによる無駄な電力消費が抑えられる。
【００７０】
一方、補機最大消費電流Ｉｍａｘがしきい値αを超えている場合、ＥＣＵ３００は、補機負荷１８０への電力供給制御モードを第２供給モードに設定する。第２供給モードにおいては、メインＤＤＣ１７０の駆動に加えて、充電ＤＤＣ２０５およびソーラＤＤＣ２６４の駆動も許容される。そのため、補機負荷１８０全体で必要とされる電流が一時的に大きく増加しても、システム最大出力電流が不足することを回避することができる。
【００７１】
図４は、ＥＣＵ３００が補機負荷１８０への電力供給制御を行なう場合の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、ＥＣＵ３００の起動中に所定周期で繰り返し実行される。
【００７２】
ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す。）１００にて、ＥＣＵ３００は、現在の補機負荷１８０の定常消費電流を演算する。具体的には、ＥＣＵ３００は、補機負荷１８０から各補機負荷の動作状態を示す状態信号ＳＴＡＴを受け、各補機負荷の使用の有無（オン／オフ状態）に応じて、補機負荷１８０に定常的に流れる電流を演算する。たとえば、メモリに予め記憶された各補機負荷に対する定常電流値を用いて、現在使用されている補機負荷についての定常電流値が加算される。あるいは、電流センサ１９５が設けられている場合には、上記の演算に代えて／加えて、電流センサ１９５で検出された補機負荷１８０の全体に流れる電流値ＩＡＵＸを定常電流値として用いてもよい。
【００７３】
Ｓ１１０にて、ＥＣＵ３００は、Ｓ１００で演算された定常消費電流に加えて、消費電力が変動する補機負荷についての突入電流を考慮して、上述した補機最大消費電流Ｉｍａｘを予測する。たとえば、ＥＣＵ３００は、消費電流が変化し得る補機負荷についての突入電流に関する情報をメモリから取得し、取得した突入電流の情報をＳ１００で得られた現在の定常消費電流に加えた値を補機最大消費電流Ｉｍａｘとする。
【００７４】
Ｓ１２０にて、ＥＣＵ３００は、予測された補機最大消費電流Ｉｍａｘが上述のしきい値α（＝Ｉｂ＋Ｉｍ）よりも大きいか否かを判定する。ここで、補機バッテリ１９０の最大出力可能電流Ｉｂを、予め決められた固定値としてもよいし、補機バッテリ１９０の状態（残存容量、温度など）に応じて算出される変動値としてもよい。メインＤＤＣ１７０の最大出力可能電流Ｉｍは、メインＤＤＣ１７０の仕様によって決まる固定値であり、ＥＣＵ３００内のメモリに予め記憶されている。
【００７５】
補機最大消費電流Ｉｍａｘがしきい値α未満である場合（Ｓ１２０にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、補機バッテリ１９０およびメインＤＤＣ１７０から供給される電流で十分であると判定し、補機負荷１８０への電力供給制御モードを第１供給モードに設定する（Ｓ１３０）。
【００７６】
補機最大消費電流Ｉｍａｘがしきい値αを超える場合（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、補機バッテリ１９０およびメインＤＣ／ＤＣ１７０から供給される電流では不十分であると判定し、補機負荷１８０への電力供給制御モードを第２供給モードに設定する（Ｓ１４０）。
【００７７】
［ソーラバッテリ２６２の予備充電制御］
上述の第２供給モードでは、ソーラＤＤＣ２６４の出力電力が補機負荷１８０に供給される。ところが、ソーラＤＤＣ２６４の最大出力可能電流Ｉｓは、ソーラバッテリ２６２の残存容量が少なくなるほど低下する特性がある。したがって、上述の第２供給モードが設定された場合にソーラバッテリ２６２の残存容量が少ないと、ソーラＤＤＣ２６４の最大出力可能電流Ｉｓが低い値となり、必要な量の電流を補機負荷１８０に供給できない可能性がある（図３参照）。
【００７８】
そこで、本実施の形態によるＥＣＵ３００は、ソーラバッテリ２６２の残存容量が基準容量未満である場合、第２供給モードへの移行に備えてソーラバッテリ２６２を予め充電する制御（以下「予備充電制御」という）を行なう。
【００７９】
図５は、ＥＣＵ３００がソーラバッテリ２６２の予備充電制御を行なう場合の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、ユーザからの始動要求（ＩＧオン）よってＥＣＵ３００が起動された時に開始される。すなわち、ＥＣＵ３００の起動直後（ＩＧオン直後）においては、図４に示すフローチャートが実行される前に、図５に示すフローチャートが実行される。また、ＥＣＵ３００の起動後においては、補機負荷１８０への電力供給制御モードが第１供給モードに設定されている場合に所定周期で繰り返し実行される。
【００８０】
ステップＳ１０にて、ＥＣＵ３００は、ソーラバッテリ２６２の残存容量ＳＯＣｓに基づいて、ソーラＤＤＣ２６４の最大出力可能電流Ｉｓを算出する。
【００８１】
図６は、ソーラバッテリ２６２の残存容量ＳＯＣｓとソーラＤＤＣ２６４の最大出力可能電流Ｉｓとの対応関係の一例を示した図である。図５に示す例では、ソーラバッテリ２６２の残存容量ＳＯＣｓが所定容量Ｓ１を超える範囲では、ソーラＤＤＣ２６４の最大出力可能電流Ｉｓが最大値Ｉｓｍａｘでほぼ一定となる。一方、ソーラバッテリ２６２の残存容量ＳＯＣｓが所定容量Ｓ１未満の範囲では、ソーラバッテリ２６２の残存容量ＳＯＣｓが少ないほどソーラＤＤＣ２６４の最大出力可能電流Ｉｓは低い値となる。ＥＣＵ３００は、実験等に基づいて求められた図５に示すような対応関係をマップとして予め記憶しておき、このマップを参照して実際の残存容量ＳＯＣｓに対応する最大出力可能電流Ｉｓを算出する。なお、ＥＣＵ３００は、ソーラバッテリ２６２に含まれる電圧センサおよび電流センサの検出結果に基づいて残存容量ＳＯＣｓを算出する。残存容量ＳＯＣｓの算出手法としては、ソーラバッテリ２６２の開回路電圧（ＯＣＶ）と残存容量との関係を用いて算出する方法や、ソーラバッテリ２６２を流れる電流の積算値を用いて算出する方法等、種々の公知の手法を用いることができる。
【００８２】
Ｓ１１にて、ＥＣＵ３００は、ソーラＤＤＣ２６４の最大出力可能電流Ｉｓが基準値β未満であるか否か（言い換えれば、ソーラバッテリ２６２の残存容量ＳＯＣｓが基準値βに相当する容量未満であるか否か）を判定する。本実施の形態では、基準値βは、具体的には補機バッテリ１９０の最大出力可能電流ＩｂとメインＤＤＣ１７０の最大出力可能電流Ｉｍと充電ＤＤＣ２０５の最大出力可能電流Ｉｃとの合計を補機最大消費電流Ｉｍａｘから減じた値（＝Ｉｍａｘ−｛Ｉｂ＋Ｉｍ＋Ｉｃ｝）に設定される。すなわち、基準値βは、ソーラーＤＤＣ２６４から出力する必要がある電流値である。
【００８３】
なお、基準値βの設定に用いられる補機最大消費電流Ｉｍａｘは、上述の図４のＳ１００およびＳ１１０で求めた手法と同様の手法で求めることができる。補機バッテリ１９０の最大出力可能電流Ｉｂを、予め決められた固定値としてもよいし、補機バッテリ１９０の状態（残存容量、温度など）に応じて算出される変動値としてもよい。その他の各値Ｉｍ、Ｉｃは各ＤＤＣの仕様によって決まる固定値であり、ＥＣＵ３００内のメモリに予め記憶されている。
【００８４】
ソーラＤＤＣ２６４の最大出力可能電流Ｉｓが所定値β未満である場合（Ｓ１１にてＹＥＳ）、ＥＣＵ３００は、今後の第２供給モードへの移行に備えて、ソーラバッテリ２６２の予備充電を行なう（Ｓ１２）。具体的には、ＥＣＵ３００は、電力線ＰＬ３，ＮＬ３から供給される電圧を降圧してソーラバッテリ２６２に出力するように、ソーラＤＤＣ２６４を駆動させる。
【００８５】
一方、ソーラＤＤＣ２６４の最大出力可能電流Ｉｓが所定値βを超える場合（Ｓ１１にてＮＯ）、ＥＣＵ３００は、ソーラＤＤＣ２６４の駆動を停止させてソーラバッテリ２６２の予備充電を停止する（Ｓ１３）。なお、ソーラバッテリ２６２の予備充電が行なわれていない場合には、ＥＣＵ３００は、予備充電が行なわれていない状態を維持する。
【００８６】
以上のように、本実施の形態によるＥＣＵ３００は、補機最大消費電流Ｉｍａｘがしきい値α未満である場合はソーラＤＤＣ２６４の駆動を許容しない第１供給モード（通常供給モード）で補機負荷への電力供給制御を行ない、補機最大消費電流Ｉｍａｘがしきい値αを超えた場合はソーラＤＤＣ２６４を補助的に駆動することを許容する第２供給モード（補助供給モード）で補機負荷への電力供給制御を行なう。
【００８７】
さらに、ＥＣＵ３００は、第１供給モード中において、ソーラＤＤＣ２６４の最大出力可能電流Ｉｓが基準値β未満である（ソーラバッテリ２６２の残存容量ＳＯＣｓが基準値βに相当する容量未満である）場合、第２供給モードへの移行に備えて、ソーラバッテリ２６２を予め充電する予備充電制御を行なう。これにより、第２供給モードへの移行に備えて、ソーラバッテリ２６２の残存容量ＳＯＣｓ（ソーラＤＤＣ２６４の最大出力可能電流Ｉｓ）を予め確保しておくことができる。そのため、実際に第２供給モードへ移行された場合において補機負荷１８０への電力供給が不足することを未然に防止することができる。
【００８８】
なお、本実施の形態は、以下のように変形することができる。
本実施の形態では、ソーラバッテリ２６２の予備充電制御（図５に示すフローチャート）をユーザからの始動要求時（ＩＧオン時）だけでなく、ＩＧオン後の第１供給モード中に所定周期で繰り返し実行するものとした。しかしながら、予備充電制御の実行タイミングはこれに限定されない。たとえば、ＩＧオン時に１回だけ予備充電制御を実行するようにしてもよい。
【００８９】
本実施の形態では、補機負荷１８０へ補助的に電力を供給するための蓄電部としてソーラバッテリ２６２を用いる場合を例示的に説明したが、補助供給用の蓄電部はソーラバッテリ２６２に限定されない。たとえば、ソーラバッテリ２６２に代えてあるいは加えて、補助供給専用のバッテリを備えるようにしてもよい。
【００９０】
また、本実施の形態で説明した車両１００は、外部充電機能を有する車両であったが、外部充電機能のない電動車両についても本実施の形態の補機電力制御を適用することが可能である。たとえば、図７に示すように、車両１００に対して充電装置２００およびインレット２２０を省いた車両１００Ｂにも本発明は適用可能である。なお、このような車両１００Ｂにおいては、充電ＤＤＣ２０５が設けられていないため、第２供給モードでのシステム最大出力電流は、補機バッテリ１９０の最大出力可能電流Ｉｂと、メインＤＤＣ１７０の最大出力可能電流Ｉｍと、ソーラＤＤＣ２６４の最大出力可能電流Ｉｓとを合計した値となる。同様に、図５のＳ１１で用いられる基準値βは、補機バッテリ１９０の最大出力可能電流ＩｂとメインＤＤＣ１７０の最大出力可能電流Ｉｍとの合計を補機最大消費電流Ｉｍａｘから減じた値（＝Ｉｍａｘ−｛Ｉｂ＋Ｉｍ｝）となる。
【００９１】
また、本発明は、電動車両ではなく、エンジンで発生した駆動力のみを用いて走行を行なうエンジン車両（非電動車両）にも適用可能である。
【００９２】
図８は、本発明が適用可能なエンジン車両１００Ｃの構成を例示した図である。図８において、図１と重複する要素の説明は繰り返さない。
【００９３】
車両１００Ｃにおいては、エンジン１６０の出力軸は、クラッチや変速機などを含む動力伝達機構１４５を介して駆動輪１５０に機械的に結合される。車両１００Ｃは、エンジン１６０によって発生した駆動力を用いて走行する。
【００９４】
エンジン１６０には、エンジン１６０の回転によって発電することができる発電機１５５が取り付けられている。発電機１５５で発電された電力は、補機負荷１８０および補機バッテリ１９０に出力される。
【００９５】
このような車両１００Ｃにおいては、たとえば、第１供給モードにおいて補機バッテリ１９０および／または発電機１５５からの電力を補機負荷１８０に供給し、第２供給モードにおいて補機バッテリ１９０および／または発電機１５５に加えてソーラ発電システム２８０からの電力を補助的に補機負荷１８０に供給するようにすればよい。そして、第１供給モード中において、ソーラ発電システム２８０内のソーラバッテリ２６２の残存容量が基準容量未満である場合に、第２供給モードへの移行に備えて、ソーラバッテリ２６２を発電機１５５からの電力で予め充電するようにすればよい。
【００９６】
このように、エンジン１６０からの駆動力のみを用いて走行する車両においても、ソーラバッテリ２６２のような補機バッテリ以外の蓄電部を有する場合には、本発明を適用することができる。
【００９７】
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、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。
【符号の説明】
【００９８】
１００，１００Ｂ  車両、１００Ｃ  エンジン車両、１１０  蓄電装置、１２０  ＰＣＵ、１２１  コンバータ、１２２，１２３  インバータ、１３０，１３５  モータジェネレータ、１４０  動力伝達ギヤ、１４５  動力伝達機構、１５０  駆動輪、１５５  発電機、１６０  エンジン、１７０  ＤＣ/ＤＣコンバータ（メインＤＤＣ）、１８０  補機負荷、１９０  補機バッテリ、１９５  電流センサ、２００  充電装置、２０２  ＡＣ／ＤＣコンバータ、２０５  ＤＣ/ＤＣコンバータ（充電ＤＤＣ）、２２０  インレット、２５０  ソーラパネル、２６０  ソーラユニット、２６２  ソーラバッテリ、２６４  ＤＣ/ＤＣコンバータ（ソーラＤＤＣ）、２８０  ソーラ発電システム、３００  ＥＣＵ、４００  充電ケーブル、４１０  充電コネクタ、４２０  プラグ、４３０  ケーブル部、５００  外部電源、５１０  コンセント。
【図１】
2015057009.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015057009.tif 000009
【図８】
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