(57)【要約】【課題】  使用者の手を煩わすこと無く、バッテリの性能を十分に活用することができる車両コントローラを提供する。【解決手段】  各バッテリパックの高電圧バッテリの電圧値を取得し（Ｓ１〜Ｓ３）、電圧値が示す残容量の少ないものから順に優先順位を決定する（Ｓ４）。残容量が少ない第一順位に設定された第２バッテリパックを、走行用バッテリとして選択し、走行時に第２バッテリパックを走行用モータに接続できる体制を整える（Ｓ５）。第一順位の第２バッテリパックの残容量が設定値以下となった場合には（Ｓ６）、使用可能のバッテリが有るか否かを判断し（Ｓ７）、使用可能のバッテリが有る場合には、第二順位に設定された第３バッテリパックを走行用バッテリとして選択し、走行時に第３バッテリパックを走行用モータに接続できる体制を整えて（Ｓ８）、ステップＳ６へ戻る。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用のモータに電力を供給するバッテリが複数搭載された車両の車両コントローラにおいて、
各バッテリの残容量を取得する残容量取得手段と、
残容量の少ない順に優先順位を付ける優先順位付与手段と、
優先順位の高いバッテリを走行時に電力を供給する走行用バッテリとして設定する走行用バッテリ設定手段と、
前記走行用バッテリに設定されたバッテリの残容量が予め定められて設定値以下の場合に、次順位のバッテリを前記走行用バッテリとして設定するバッテリ切換手段と、
を備えたことを特徴とする車両コントローラ。
【請求項２】
前記モータで発生した回生電流による充電対象となるバッテリを、前記各バッテリの残容量に基づいて回生可能バッテリとして選別する回生可能バッテリ選別手段と、
前記走行用バッテリに設定されたバッテリが前記回生可能バッテリとして選別されてい無い場合に、前記モータからの前記回生電流を、前記回生可能バッテリとして選別されたバッテリへ供給する回生電流切換手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の車両コントローラ。
【請求項３】
前記各バッテリの残容量に基づいて、それぞれのバッテリの残存容量を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両コントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気自動車での使用バッテリを管理する車両コントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車には、図６に示すように、複数の高圧バッテリ１０１，１０１を搭載したものが知られている。
【０００３】
このような電気自動車としては、図６の（ａ）に示すように、各高電圧バッテリ１０１，１０１を並列接続するとともにモータドライバー１１１を介して走行用モータ１１２へ供給するものが知られている。これにより、バッテリ容量を大きくして走行距離を伸ばせるように構成されている。
【０００４】
このような構成にあっては、充電時に両バッテリ１０１，１０１を常に均等充電する必要があった。
【０００５】
このため、図６の（ｂ）に示すように、各高電圧バッテリ１０１，１０１と前記モータドライバー１１１との間に切換スイッチ１２１を設け、一方の高電圧バッテリ１０１の残量が無くなった時に、他の高電圧バッテリ１０１に手動で切り替えることで、走行距離の延長を図る構成が考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来にあっては、バッテリ切換時において、使用者の感覚に頼るところがあり、高電圧バッテリ１０１の性能をフルに活用することは困難であった。また、切換スイッチ１２１を操作するという手間も必要であった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、使用者の手を煩わすこと無く、バッテリの性能を十分に活用することができる車両コントローラを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために本発明の請求項１の車両コントローラにあっては、走行用のモータに電力を供給するバッテリが複数搭載された車両の車両コントローラにおいて、各バッテリの残容量を取得する残容量取得手段と、残容量の少ない順に優先順位を付ける優先順位付与手段と、優先順位の高いバッテリを走行時に電力を供給する走行用バッテリとして設定する走行用バッテリ設定手段と、前記走行用バッテリに設定されたバッテリの残容量が予め定められて設定値以下の場合に、次順位のバッテリを前記走行用バッテリとして設定するバッテリ切換手段と、を備えている。
【０００９】
すなわち、車両に設けられた各バッテリは、その残容量が取得され、残容量の少ない順に優先順位が付けられる。そして、優先順位の高いバッテリつまり残容量が少ないバッテリが、走行時に電力を供給する走行用バッテリとして設定されるとともに、このバッテリの残容量が予め定められて設定値以下の場合には、次順位のバッテリが前記走行用バッテリとして設定される。
【００１０】
このため、走行時には、残容量の少ないバッテリから優先的に使用され、その残容量が前記設定値になった際には、次に残容量の少ないバッテリが使用される。
【００１１】
また、請求項２の車両コントローラにおいては、前記モータで発生した回生電流による充電対象となるバッテリを、前記各バッテリの残容量に基づいて回生可能バッテリとして選別する回生可能バッテリ選別手段と、前記走行用バッテリに設定されたバッテリが前記回生可能バッテリとして選別されてい無い場合に、前記モータからの前記回生電流を、前記回生可能バッテリとして選別されたバッテリへ供給する回生電流切換手段と、を備えている。
【００１２】
すなわち、満充電に近いバッテリが走行用バッテリとして使用されている場合、このバッテリにモータからの回生電流を供給して充電すると、過充電になる恐れがある。
【００１３】
そこで、モータからの回生電流による充電対象となるバッテリを、残容量に基づいて回生可能バッテリとして選別するとともに、走行用バッテリに設定されているバッテリが、前記回生可能バッテリとして選別されてい無い場合には、前記モータからの前記回生電流を前記回生可能バッテリとして選別されたバッテリへ供給することで、前述した過充電が防止される。
【００１４】
この場合、前記回生電流を前記回生可能バッテリとして選別されたバッテリへ戻すことによって、前記回生電流の回収効率が高められる。このとき、満充電に近いバッテリへ前記回生電流を戻す場合と比較して、流れる電流量の増大が図られる。
【００１５】
さらに、請求項３の車両コントローラでは、前記各バッテリの残容量に基づいて、それぞれのバッテリの残存容量を表示する表示手段を備えている。
【００１６】
すなわち、各バッテリの残存容量は、表示手段に表示される。このため、走行時に使用され、残容量が減ったバッテリを特定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明の請求項１の車両コントローラにあっては、走行時において残容量の少ないバッテリから優先的に使用し、その残容量が設定値になった際に、次に残容量の少ないバッテリを使用することができる。
【００１８】
これにより、使用者の手を煩わすこと無く、バッテリを切り替えて使用することができ、走行距離を伸ばすことができる。このとき、先に使用したバッテリの残容量が前記設定値になってから次のバッテリに切り替えられるため、残容量を残したまま次のバッテリに切り替えてしまう場合と比較して、各バッテリの性能を十分に活用することができるとともに、メモリ効果の発生を抑制することができる。
【００１９】
そして、残容量の少ないバッテリから優先使用することにより、各バッテリの使用順番を管理することができる。このため、バッテリの充放電サイクルを総てのバッテリにおいて同サイクル数にすることができ、一部のバッテリのみが極端に劣化するといった状態を回避することができる。
【００２０】
また、請求項２の車両コントローラにおいては、各バッテリの残容量に基づいて回生可能バッテリを選別するため、空バッテリがあるにも関わらず、満充電に近いバッテリを過充電してしまうといった不具合を防止することができる。
【００２１】
そして、モータからの回生電流を前記回生可能バッテリとして選別されたバッテリへ戻すことにより、満充電に近いバッテリに回生電流を戻してしまう場合と比較して、前記回生電流による充電効率を高めることができる。
【００２２】
このとき、満充電に近いバッテリに回生電流を戻す場合と比較して、流れる電流量を増大することができる。したがって、回生ブレーキ機能を有効に働かせることができる。
【００２３】
さらに、請求項３の車両コントローラでは、各バッテリの残存容量が表示手段に表示される。このため、走行時に使用され、残容量が減ったバッテリを特定することができる。
【００２４】
これにより、バッテリを車外で充電する際には、残容量の少ないバッテリを選択的に持ち出して充電することができる。これにより、満充電に近いバッテリを持ち出して充電する場合と比較して、充電による効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかる車両コントローラ１を示す図であり、該車両コントローラ１は、電気自動車に搭載されている。
【００２６】
この電気自動車には、図外の第１〜第３バッテリ収容部が設けられており、各バッテリ収容部には、同形状に形成された第１〜第３バッテリパック１１〜１３をいずれの箇所にも着脱自在に取り付けられるように構成されている。各バッテリパック１１〜１３は、高電圧バッテリ１４，・・・を内蔵しており、各バッテリパック１１〜１３には、高電圧バッテリ１４のプラス電極及びマイナス電極に電気的に接続された入出力コネクタ１５が設けられている。
【００２７】
各バッテリ収容部には、いずれのバッテリパック１１〜１３が取り付けられた場合であっても、当該バッテリパック１１〜１３の入出力コネクタ１５と電気的に接続される第１〜第３給電コネクタ２１〜２３が設けられており、各給電コネクタ２１〜２３を介して前記高電圧バッテリ１４，・・・のマイナス端子に電気的に接続されるグランドライン２４は、前記車両コントローラ１と車両負荷２５に接続されている。
【００２８】
前記第１給電コネクタ２１を介して前記高電圧バッテリ１４のプラス端子に電気的に接続される第１電源ライン３１は、前記車両コントローラ１に接続されるとともに、該車両コントローラ１でオンオフ制御される第１リレーの第１スイッチ回路３２を介して前記車両負荷２５に接続されている。また、前記第２給電コネクタ２２を介して前記高電圧バッテリ１４のプラス端子に電気的に接続される第２電源ライン３３も、前記車両コントローラ１に接続されるとともに、該車両コントローラ１でオンオフ制御される第２リレーの第２スイッチ回路３４を介して前記車両負荷２５に接続されている。さらに、前記第３給電コネクタ２３を介して前記高電圧バッテリ１４のプラス端子に電気的に接続される第３電源ライン３５も、前記車両コントローラ１に接続されるとともに、該車両コントローラ１でオンオフ制御される第３リレーの第３スイッチ回路３６を介して前記車両負荷２５に接続されている。
【００２９】
これにより、マイコンを中心に構成された前記車両コントローラ１は、前記各給電コネクタ２１〜２３に接続されたバッテリパック１１〜１３内蔵の高電圧バッテリ１４，・・・に接続されるように構成されており、各バッテリパック１１〜１３からの出力電圧を検出することで、各バッテリパック１１〜１３内蔵の前記高電圧バッテリ１４，・・・の残容量を算出できるように構成されている。また、前記車両コントローラ１は、前記各リレー３２，３４，３６をオンオフ制御することによって、各バッテリパック１１〜１３内蔵の高電圧バッテリ１４，・・・からの電源を、当該電気自動車を駆動する為の走行用モータ４１を中心に構成された前記車両負荷２５に供給できるように構成されている。
【００３０】
そして、前記車両コントローラ１には、例えば車室内に配置されたスイッチ５１が接続されており、該スイッチ５１の操作を検出できるように構成されている。また、前記車両コントローラ１には、例えば車室内に設けられたモニター等からなる表示部５２が設けられており、当該車両コントローラ１からの信号に応じた表示を、前記スイッチ５１を操作した乗員に対して行えるように構成されている。
【００３１】
以上の構成にかかる本実施の形態の車両コントローラ１の処理手順を、図２に示すフローチャートに従って説明する。
【００３２】
なお、第１〜第３バッテリ収容部に、第１〜第３バッテリパック１１〜１３が取り付けられ、第１バッテリパック１１の高電圧バッテリ１４が第１給電コネクタ２１に、第２バッテリパック１２の高電圧バッテリ１４が第２給電コネクタ２２に、第３バッテリパック１３の高電圧バッテリ１４が第３給電コネクタ２３に接続された場合を例に挙げて説明する。
【００３３】
すなわち、バッテリ切替処理が呼び出された際には、第１〜第３給電コネクタ２１〜２３に接続された第１〜第３バッテリパック１１〜１３内蔵の高電圧バッテリ１４の電圧値を第１〜３電源ライン３１，３３，３５と介して取得し（Ｓ１〜Ｓ３）、取得した電圧値が走行モータ４１駆動時に最低限必要とする予め定められた一定電圧値以上のものを選別するとともに、この選別されたバッテリのうち電圧値の低いもの、すなわち電圧値が示す残容量が少ないものから順に優先順位を決定する（Ｓ４）。
【００３４】
このとき、第１バッテリパック１１内蔵の高電圧バッテリ１４の残容量が最も少ないが出力される電圧が前記一定電圧値未満であり、第２バッテリパック１２内蔵の高電圧バッテリ１４の残容量が二番目に少なく、第３バッテリパック１３内蔵の高電圧バッテリ１４が満充電の場合には、前記第２バッテリパック１２を第一順位に設定するとともに、第３バッテリパック１３を第二順位に設定し、前記第１バッテリパック１１には、順位を設定しない。その具体的手法としては、第２バッテリパック１２に対応する第２給電コネクタ２２に第一順位を割り当てるとともに、第３バッテリパック１３に対応する第３給電コネクタ２３に第二順位を割り当てる。
【００３５】
そして、優先順位の高い高電圧バッテリ１４、つまり残容量が少ない第一順位に設定された第２バッテリパック１２を、走行時に走行モータ４１へ電力を供給する走行用バッテリとして選択し（他ルーチンとの共用メモリに記憶する等して選択し）、走行時には、走行モータの駆動を司る他ルーチンにて第２リレーＲ２の第２スイッチ回路３４をオン作動して前記第２バッテリパック１２の高電圧バッテリ１４を走行用モータ４１に接続できる体制を整える（Ｓ５）。
【００３６】
このとき、前記走行用バッテリとして設定された第一順位の第２バッテリパック１２の残容量が、走行モータ４１駆動時に最低限必要とする予め定められた設定値以下となったか否かを判断し（Ｓ６）、設定値以下になった場合には、順位が設定されたバッテリパックの有無から使用可能のバッテリが有るか否かを判断する（Ｓ７）。
【００３７】
この判断において、使用可能のバッテリが有る場合には、次順位のバッテリ、つまり第二順位に設定された第３バッテリパック１３を前記走行用バッテリとして選択し（他ルーチンとの共用メモリに記憶する等して選択し）、前記第２リレーＲ２の第２スイッチ回路３４をオフにするとともに、走行時には、図３に示すように、走行モータの駆動を司る他ルーチンにて第３リレーＲ３の第３スイッチ回路３６をオン作動して前記第３バッテリパック１３の高電圧バッテリ１４を走行用モータ４１に接続できる体制を整えて（Ｓ８）、前記ステップＳ６へ戻る。
【００３８】
また、前記ステップＳ７において、使用可能なバッテリが無い場合には、運転席に設けられた走行停止ランプを点灯する等して走行停止要求した後（Ｓ９）、メインルーチンへ戻る。
【００３９】
このように、走行時において残容量の少ない高電圧バッテリ１４から優先的に使用し、その残容量が前記設定値以下になった際には、次に残容量の少ない高電圧バッテリ１４を使用することができる。
【００４０】
これにより、使用者の手を煩わすこと無く、高電圧バッテリ１４を切り替えて使用することができ、走行距離を伸ばすことができる。このとき、先に使用した高電圧バッテリ１４の残容量が前記設定値以下になってから、次の高電圧バッテリ１４に切り替えられるため、残容量を残したまま次の高電圧バッテリ１４に切り替えてしまう場合と比較して、各バッテリパック１１〜１３の高電圧バッテリ１４の性能を十分に活用することができるとともに、各高電圧バッテリ１４でのメモリ効果の発生を抑制することができる。
【００４１】
そして、残容量の少ない高電圧バッテリ１４から優先使用することにより、各高電圧バッテリ１４の使用順番を管理することができる。このため、高電圧バッテリ１４の充放電サイクルを総てのバッテリパック１１〜１３において同サイクル数にすることができ、一部の高電圧バッテリ１４のみが極端に劣化するといった状態を回避することができる。
【００４２】
図４は、メインルーチンより呼び出される走行回生処理を示すフローチャートであり、前記車両コントローラ１の処理手順が示されている。
【００４３】
すなわち、前記走行回生処理が呼び出されると、第１〜第３給電コネクタ２１〜２３に接続された第１〜第３バッテリパック１１〜１３内蔵の高電圧バッテリ１４の電圧値を第１〜３電源ライン３１，３３，３５と介して取得する、あるいは各バッテリパック１１〜１３の使用時間などから、各バッテリパック１１〜１３に残存する容量を演算し（ＳＢ１〜ＳＢ３）、演算された残容量が予め定められた設定容量以下であることを基準として、走行モータ４１からの回生電流による回生充電対象となる回生使用可能バッテリであるか否かを選別するとともに、この回生使用可能バッテリとして選別されたバッテリのうち前記残容量の少ないものから順に優先順位を決定する（ＳＢ４）。
【００４４】
このとき、第１バッテリパック１１内蔵の高電圧バッテリ１４の残容量が最も少なく、第２バッテリパック１２内蔵の高電圧バッテリ１４の残容量が二番目に少なく、第３バッテリパック１３内蔵の高電圧バッテリ１４が満充電であって、その残容量が前記設定容量を越える場合には、前記第１バッテリパック１１を第一順位に設定し、第２バッテリパック１２を第二順位に設定するとともに、前記第３バッテリパック１３には、順位を設定しない。その具体的手法としては、第１バッテリパック１１に対応する第１給電コネクタ２１に第一順位を割り当てるとともに、第２バッテリパック１２に対応する第２給電コネクタ２２に第二順位を割り当てる。
【００４５】
そして、当該電気自動車が減速中であるか否かをアクセルスイッチの状態等を利用して判断し（ＳＢ５）、減速中で無い場合には、メインルーチンへ戻る一方、減速中の場合には、現在前記走行用バッテリとして使用されているバッテリ１４が前記回生使用可能バッテリとして選別されたバッテリパックのバッテリ１４であるか否かを判断する（ＳＢ６）。前記回生使用可能バッテリとして選別されたバッテリパックのバッテリ１４の場合には、当該バッテリ１４を回生充電対象として選択し（他ルーチンとの共用メモリに記憶する等して選択し）、このバッテリ１４への前記回生電流による充電を許容した状態でメインルーチンへ戻る。これにより、回生電流発生時には、現在前記走行用バッテリとして使用されているバッテリ１４へ前記回生電流が供給され当該バッテリ１４を充電することができる。
【００４６】
一方、前記回生使用可能バッテリとして選別されたバッテリパックのバッテリ１４で無い場合において、図３に示したように、例えば現在走行用バッテリとして使用されている高電圧バッテリ１４が満充電に近い場合、この高電圧バッテリ１４に前記走行用モータ４１からの回生電流を供給して充電すると、過充電になる恐れがある。
【００４７】
このため、回生電流発生時に充電対象とする前記回生可能バッテリとして選別された高電圧バッテリ１４、さらには、優先順位の高い第一順位に設定された第１バッテリパック１１の高電圧バッテリ１４を前記回生充電対象として選択し（他ルーチンとの共用メモリに記憶する等して選択し）、この高電圧バッテリ１４への前記回生電流による充電を許容した状態で（ＳＢ７）、メインルーチンへ戻る。これにより、回生電流発生時には、充電対象バッテリとして設定された第一順位の第１バッテリパック１１の高電圧バッテリ１４への回生電流が供給され当該バッテリ１４を充電することができる。
【００４８】
このように、前記各高電圧バッテリ１４の残容量に基づいて回生可能バッテリを選別するため、空バッテリがあるにも関わらず、満充電に近い高電圧バッテリ１４を過充電してしまうといった不具合を防止することができる。
【００４９】
また、走行用モータ４１からの回生電流を前記回生可能バッテリとして選別された高電圧バッテリ１４へ戻すことにより、満充電に近い高電圧バッテリ１４に回生電流を戻してしまう場合と比較して、前記回生電流による充電効率を高めることができる。
【００５０】
このとき、満充電に近い高電圧バッテリ１４に回生電流を戻す場合と比較して、流れる電流量を増大することができる。したがって、回生ブレーキ機能を有効に働かせることができる。
【００５１】
図５は、メインルーチンより定期的に呼び出されて実行される残存容量表示処理を示すフローチャートであり、前記車両コントローラ１の処理手順が示されている。
【００５２】
すなわち、前記残存容量表示処理が呼び出されると、車室内に設けられたスイッチ５１が操作されたか否かを判断し（ＳＣ１）、操作されてい無い場合には、何もせずにメインルーチンへ戻る。
【００５３】
一方、前記スイッチ５１操作時には、第１〜第３給電コネクタ２１〜２３に接続された第１〜第３バッテリパック１１〜１３内蔵の高電圧バッテリ１４の電圧値を第１〜３電源ライン３１，３３，３５と介して取得する、あるいは各バッテリパック１１〜１３の使用時間などから、各バッテリパック１１〜１３に残存する容量を演算し（ＳＣ１〜ＳＣ３）、演算された残容量を、数値や棒グラフ式のレベルメータ等を用いて、表示部５２を構成するモニターに表示する。このとき、各残容量を各給電コネクタ２１〜２３が設けられた各収容部に対応させて表示することによって、どのバッテリパック１１〜１３の残容量を示しているかを特定できるようにする。
【００５４】
これにより、走行時に使用され、残容量が減ったバッテリパック１１〜１３を、前記スイッチ５１操作者が特定することができる。このため、バッテリを車外で充電する際には、残容量の少ないバッテリパック１１〜１３を選択的に持ち出して充電することができる。したがって、満充電に近いバッテリパックを持ち出して充電する場合と比較して、充電による効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態のバッテリ切替処理を示すフローチャートである。
【図３】同実施の形態の作動状態を示す説明図である。
【図４】同実施の形態の走行回生切替処理を示すフローチャートである。
【図５】同実施の形態の残存容量表示処理を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）は従来例を示す図であり、（ｂ）は改良案を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    車両コントローラ
１１    第１バッテリパック
１２    第２バッテリパック
１３    第３バッテリパック
１４    高電圧バッテリ
４１    走行用モータ
５２    表示部
【図１】
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【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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