JP2012075241A - 電気自動車の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メインバッテリの劣化を防ぐことが可能な電気自動車の制御装置を提供する。
【解決手段】メインバッテリと、互いに並列に配置された第１の補助バッテリおよび第２の補助バッテリと、駆動系回路から供給される電力を降圧して第１の補助バッテリに供給すると共に、第１の補助バッテリから供給される電力を昇圧して駆動系回路に供給する昇降圧器と、少なくとも第１の補助バッテリを外部エネルギー源により充電する充電器と、メインバッテリおよび第１の補助バッテリの残容量を監視すると共に、それぞれの充放電を制御するバッテリ制御部と、を備える。第１の補助バッテリの残容量が所定の閾値以上である場合、第１の補助バッテリから出力可能な電力を昇降圧器により昇圧すると共に、第１の補助バッテリから駆動系回路へ供給された電力と車両の要求出力との差分に相当する電力を前記メインバッテリから供給するよう制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車の制御装置に関する。

従来、車両に搭載されたバッテリから供給される電気エネルギーにより走行する電気自動車が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の電気自動車は、車両を駆動するモータと、このモータを駆動するメインバッテリと、電機器類を駆動するサブバッテリと、を備える。メインバッテリは充電器に接続されており、外部電源から供給される電力により充電可能である。また、外部電源から供給される電力の一部は、ＤＣ／ＤＣコンバータによって降圧されて補助バッテリに供給され、サブバッテリをも充電可能である。

特開２００９−８９５７７号公報

特許文献１記載の電気自動車において、車両を駆動するモータにはメインバッテリの電力のみが供給される。したがって、メインバッテリの電力の残量が所定量未満となってしまうと走行を継続することができなくなるため、使用者が外部電源によりメインバッテリを頻繁に充電することが考えられる。しかしながら、メインバッテリは、充放電を頻繁に繰り返すと劣化してしまうおそれがある。
また、車両を使う頻度や走行距離が小さいユーザにとれば、乗車後に都度、メインバッテリを充電可能な充電システムにて充電することは煩わしくもあり、利便性が求められる。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、メインバッテリの頻繁な充放電を抑制することによりメインバッテリの劣化を防ぐと同時に、車両の使用頻度や走行距離が小さいユーザであっても手軽に充電することが可能な電気自動車の制御装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、駆動系回路を介してモータ（例えば、後述の実施形態におけるモータ２）に電力を供給するメインバッテリ（例えば、後述の実施形態における高圧メインバッテリ４）と、車両内部の電気機器に電力を供給する、互いに並列に配置された第１の補助バッテリ（例えば、後述の実施形態における低圧１サブバッテリ６）および第２の補助バッテリ（例えば、後述の実施形態における低圧２サブバッテリ８）と、前記駆動系回路から供給される電力を降圧して前記第１の補助バッテリに供給すると共に、前記第１の補助バッテリから供給される電力を昇圧して前記駆動系回路に供給する昇降圧器（例えば、後述の実施形態における第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５）と、少なくとも前記第１の補助バッテリを外部エネルギー源により充電する充電器と、前記メインバッテリおよび前記第１の補助バッテリの残容量を監視すると共にそれぞれの充放電を制御するバッテリ制御部、および車両システムの作動を制御する車両システム制御部を有する車両制御部（例えば、後述の実施形態における車両システム制御装置ＥＣＵ２０）と、を備える電気自動車の制御装置であって、前記車両システムの作動時に前記第１の補助バッテリの残容量が所定の閾値以上である場合、前記バッテリ制御部は、前記第１の補助バッテリから出力可能な電力を前記昇降圧器により昇圧して前記駆動系回路へ供給すると共に、前記第１の補助バッテリから前記駆動系回路へ供給された電力と車両の要求出力との差分に相当する電力を前記メインバッテリから前記駆動系回路へ供給するよう制御することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電気自動車の制御装置において、前記第１の補助バッテリから供給される電力を降圧して前記第２の補助バッテリへ供給する降圧器（例えば、後述の実施形態における第２ＤＣ／ＤＣコンバータ７）を備えることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の電気自動車の制御装置において、前記第１の補助バッテリが電力を供給する電気機器は前記車両制御部であり、前記第２の補助バッテリが電力を供給する電気機器は前記車両システムの非作動時にも動作可能な電気機器であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の電気自動車の制御装置において、前記所定の閾値は、前記車両制御部の要求電力を保障する第１の閾値であり、前記第１の補助バッテリの残容量が前記所定の閾値未満となった場合には、前記駆動系回路から供給される電力を前記昇降圧器により降圧して前記第１の補助バッテリへ供給し、前記第１の補助バッテリの残容量が前記所定の閾値以上となるまで前記第１の補助バッテリを充電することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の電気自動車の制御装置において、前記所定の閾値は、ユーザの指令に基づき、前記第１の閾値と、前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値と、の間で切り替えられることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１から５のいずれかに記載の電気自動車の制御装置において、前記第１の補助バッテリは車両から脱着自在であることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１から６のいずれかに記載の電気自動車の制御装置において、前記充電器は前記第１の補助バッテリを前記外部エネルギー源により充電する第１充電器（例えば、後述の実施形態における非接触充電装置１５）と、少なくとも前記メインバッテリを前記外部エネルギー源により充電する第２充電器（例えば、後述の実施形態におけるチャージャー１６）と、を有し、前記第１充電器が作動不能の場合は、前記第２充電器を用いて前記メインバッテリと前記第１の補助バッテリとを充電することを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項１から７のいずれかに記載の電気自動車の制御装置において、前記第１の補助バッテリを充電する充電器は、非接触充電器であることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項７に記載の電気自動車の制御装置において、前記第１充電器は、太陽光パネルであることを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項１から９のいずれかに記載の電気自動車の制御装置を備えた電気自動車である。

請求項１および１０の発明によれば、車両の要求出力を出力する際には第１のサブバッテリの電力が優先的にモータへ供給されるので、メインバッテリの放電頻度を抑制してメインバッテリの劣化を防止することができる。

請求項２の発明によれば、第１のサブバッテリにより第２のサブバッテリを充電することができるので、メインバッテリにより第２のサブバッテリを充電する頻度を抑制してメインバッテリの劣化を防止することができる。

請求項３の発明によれば、車両システムの非作動時にも動作可能な電気機器により第２のサブバッテリ電力を全て消費した場合であっても、第１のサブバッテリによって車両システムを作動することができる。

請求項４の発明によれば、第１のサブバッテリには車両制御部の要求電力を保障するだけの電力が保持されるので、常に車両システムを作動可能であると共に、必要に応じて外部エネルギー源による充電を行うことができる。

請求項５の発明によれば、ユーザの指令に応じて第１の補助バッテリに蓄えられる電力を変更することができるので、ユーザの意図に応じた制御を行うことができる。

請求項６の発明によれば、第１の補助バッテリの電力が全て消費された場合であっても、他のバッテリと取り替えることにより走行を継続することができる。

請求項７の発明によれば、第１の補助バッテリは第１充電器と第２充電器のいずれによっても充電可能であるので、第１の補助バッテリの充電を容易に行うことができる。

請求項８の発明によれば、プラグを接続する工程が不要である非接触充電で第１の補助バッテリを充電することができるので、容易に充電を行うことができる。

請求項９の発明によれば、第１の補助バッテリを太陽光により充電することができるので、第１の補助バッテリの充電を容易に行うことができると共に、電費または燃費を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る電気自動車の制御装置の構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る電気自動車の制御装置の動作を示すフローチャートである。 通常制御の動作を示すフローチャートである。 リザーブモード制御の動作を示すフローチャートである。 エマージェンシモードの表示の一例を示す模式図であり、（ａ）はエマージェンシモードの選択時の表示の一例、（ｂ）はエマージェンシモードで走行中の表示の一例である。 外部充電制御の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１は、本実施形態の制御装置が搭載される電気自動車の内部構成を示す模式図である。図１に示す電気自動車１（以下、単に「車両」という）は、モータジェネレータ（以下、単に「モータ」という）２と、パワードライブユニット（ＰＤＵ）３と、高圧メインバッテリ４と、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ（ＤＣ／ＤＣ１）５と、低圧１サブバッテリ６と、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ（ＤＣ／ＤＣ２）７と、低圧２サブバッテリ８と、非接触充電装置１５と、チャージャー１６と、車両システム制御装置ＥＣＵ２０と、を備える。

モータ２は、パワードライブユニット３を介して高圧電源系（駆動系回路）から三相交流電力を供給されることによって、動力（トルク）を発生する。モータ２で発生したトルクは、不図示の駆動輪の駆動軸へと伝達され、車両が走行する。また、減速走行時における駆動輪の回転により、モータ２は三相交流電力を発電する。

パワードライブユニット３は、高圧電源系から供給される直流電力を三相交流電力に変換してモータ２を駆動するとともに、モータ２で発電された三相交流電力を直流電力に変換する。また、高圧電源系には、空調装置１１が接続されている。

高圧メインバッテリ４は、ボックス内に収容される直列に接続された複数の電池モジュールにより構成され、例えば３００Ｖの高電圧を供給する。各電池モジュールは、例えばリチウムイオン電池などの蓄電池を複数個直列に接続されることにより構成されている。高圧メインバッテリ４は、その残容量が所定の下限値と上限値の間となるように制御される。高圧メインバッテリ４は、モータ２の発電により充電可能であるとともに、チャージャー１６を介して外部電源の電力によって充電可能である。

低圧１サブバッテリ６は、リチウムイオン電池などの蓄電池により構成されており、高圧メインバッテリ４よりも低電圧、例えば２４Ｖの電圧を供給する。低圧１サブバッテリ６は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５を介して高圧電源系と接続されており、高圧電源系の高圧電流を第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５により降圧して供給することにより充電可能である。また、低圧１サブバッテリ６は、後述の非接触充電装置１５を介して、外部電源の電力によって充電可能である。

低圧２サブバッテリ８は、車両システムが非作動状態でも動作可能な補機類、例えばヘッドライト１２、室内灯１３、ウインカー１４に電力を供給する１２Ｖバッテリであり、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ７を介して低圧１サブバッテリ６と並列に配置されている。低圧２サブバッテリ８は、低圧１サブバッテリ６の電力を第２ＤＣ／ＤＣコンバータ７により降圧して供給することにより充電される。

非接触充電装置１５は、例えば車両の外部に設けられた不図示の非接触給電装置に対置された際に磁場共鳴して受電することにより、低圧１サブバッテリ６を充電する。非接触充電装置１５は、例えばコイルや整流器から構成されるが、どのような構成であってもよい。
また、非接触充電装置１５に代えて太陽光パネルを配置することによって、太陽光エネルギーにより充電を行う構成であっても良い。

チャージャー１６は、車両の外部に設けられた外部電源（コンセント）から、不図示のプラグを介して受電することにより、高圧メインバッテリ４を充電する。チャージャー１６から高圧電源系に供給された外部電源の電力は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５により降圧され、低圧１サブバッテリ６に供給されることにより、低圧１サブバッテリ６を充電可能である。

車両システム制御装置ＥＣＵ２０には、不図示のイグニッションスイッチや空調装置１１の作動情報、車両の速度を検出する車速センサ（図示せず）からの情報、アクセル開度やブレーキペダル踏量等の情報が入力される。これらの情報に基づき、車両システム制御装置ＥＣＵ２０は、車両の要求出力を導出して、パワードライブユニット３およびモータ２を制御する。また、車両システム制御装置ＥＣＵ２０は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５および第２ＤＣ／ＤＣコンバータ７を制御すると共に、プラグの検出等を行うことによりチャージャー１６を制御し、高圧メインバッテリ４の充放電を制御する。

高圧メインバッテリ残容量監視部２１は高圧メインバッテリ４の残容量を検出し、低圧１サブバッテリ残容量監視部２２は低圧１サブバッテリ６の残容量を検出する。低圧２サブバッテリ監視部２３は、低圧２サブバッテリ８に接続された負荷状況を監視する。これらの情報に基づいて、低圧１サブバッテリ充放電制御部２４は低圧１サブバッテリ６の充放電を制御する。また、非接触充電装置制御部２５は不図示の非接触給電装置の検出、受電認証を行うことにより、非接触充電装置１５を制御する。

このように、本実施形態の電気自動車１には、高圧メインバッテリ４、低圧１サブバッテリ６、低圧２サブバッテリ８の、３つのバッテリが搭載される。

前述したように、本実施形態では、車両１に搭載された電気機器のうち、車両システムの非作動時にも動作可能である補機類、すなわちヘッドライト１２、室内灯１３、ウインカー１４等には、低圧２サブバッテリ８から電力が供給される。一方、車両システムを起動すると共に非接触充電装置１５およびチャージャー１６を起動するための電気機器、すなわち車両システム制御装置ＥＣＵ２０、低圧１サブバッテリ残容量監視部２２、低圧２サブバッテリ監視部２３、低圧１サブバッテリ充放電制御部２４、および非接触充電装置制御部２５等には、低圧１サブバッテリ６から電力が供給される。したがって、本実施形態では、高圧メインバッテリ４および低圧１サブバッテリ６の充電と車両システムの起動とは、低圧２サブバッテリ８の残容量の程度とは無関係に、低圧１サブバッテリ６により行うことが可能である。

低圧１サブバッテリ６は第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５を介して高圧電源系と接続されているため、高圧メインバッテリ４の高圧電力を第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５により降圧して供給することによって充電可能である。また、前述したように、低圧１サブバッテリ６は、非接触充電装置１５を介して外部電源により充電可能であるほか、非接触充電装置１５が作動不能である場合には、チャージャー１６から供給された外部電源の高圧電力を第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５により降圧して供給することによって充電可能である。

また、低圧１サブバッテリ６は着脱可能であるため、低圧１サブバッテリ６の残容量が低下した場合には、満充電された同種のバッテリと交換することができる。また、これとは逆に、自車両に搭載されていた低圧１サブバッテリ６を、バッテリの残容量が所定値未満に低下した他の車両のバッテリと入れ替えることによって、バッテリ上がりが発生した車両を救援することも可能である。

ところで、本実施形態の電気自動車１を駆動するモータ２を駆動するための電力は、高圧メインバッテリ４と低圧１サブバッテリ６のいずれからも供給可能である。車両システム制御装置ＥＣＵ２０は、通常時、低圧１サブバッテリ６の電力を優先的にモータ２に供給すると共に、低圧１サブバッテリ６により供給可能な電力と車両１の要求出力との差分を高圧メインバッテリ４によりモータ２に供給するように制御する。これにより、高圧メインバッテリ４の放電が抑制されるので、高圧メインバッテリ４の劣化を防ぐことができる。

しかしながら、前述したように、低圧１サブバッテリ６の電力は、車両システム制御装置ＥＣＵ２０をはじめ、非接触充電装置制御部２５や低圧１サブバッテリ充放電制御部２４にも供給されている。そのため、低圧１サブバッテリ６の電力が減少して、車両システム制御装置ＥＣＵ２０や非接触充電装置制御部２５を起動することができなくなってしまうと、車両システムを起動できないばかりか、高圧メインバッテリ４や低圧１サブバッテリ６の充電を行うこともできなくなってしまう。このため、本実施形態においては、低圧１サブバッテリ６が車両システム制御装置ＥＣＵ２０や非接触充電装置制御部２５を作動する電力を確実に有するように、低圧１サブバッテリ６の残容量が閾値Ｌｏｗ以上を維持するよう制御される。

また、本実施形態においては、ユーザの指令に応じて、低圧１サブバッテリ６の残容量が閾値Ｌｏｗよりも高い閾値Ｈｉ以上を維持するように制御することも可能である（リザーブモード）。このリザーブモードにおいては、低圧１サブバッテリ６の電力があまり消費されずに残容量が高く保たれているので、高圧メインバッテリ４の残容量が下限値未満に低下して高圧メインバッテリ４による走行ができなくなった場合であっても、低圧１サブバッテリ６の電力によって、安全な場所まで走行を継続することができる（エマージェンシモード）。このように、本実施形態においては、高圧メインバッテリ４の充放電を抑制して高圧メインバッテリ４の劣化を防ぐことに加え、ユーザの指令に応じて低圧１サブバッテリ６により高圧メインバッテリ４を補助するように制御することも可能である。

図２は、本実施形態に係る電気自動車１の制御装置の動作を示すフローチャートである。まず、車両システム制御装置ＥＣＵ２０は、車両システムが作動しているかどうか、すなわち、イグニッションスイッチがＯＮとなっているかどうかを判断する（ステップＳ１）。

ステップＳ１でイグニッションスイッチがＯＮになっていると判断された場合、すなわち車両システムが作動している場合には、車両システム制御装置ＥＣＵ２０は、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ７を降圧可能な状態に切り替え（ステップＳ２）、低圧１サブバッテリ６から低圧２サブバッテリ８へと電力を供給可能な状態にする。次いで、車両システム制御装置ＥＣＵ２０は、ユーザによりリザーブモードが選択されているかどうか、すなわち、リザーブモードがＯＮになっているかどうかを判断する（ステップＳ３）。リザーブモードがＯＮになっていると判断されなかった場合、すなわち、リザーブモードがＯＦＦである場合、車両システム制御装置ＥＣＵ２０は通常制御を行う（ステップＳ４）。

図３は、通常制御の動作を示すフローチャートである。通常制御においては、まず、低圧１サブバッテリ残容量監視部２２が、低圧１サブバッテリ６の残容量を検出し（ステップＳ１１）、低圧１サブバッテリ６の残容量≧閾値Ｌｏｗであるかどうかを判断する（ステップＳ１２）。低圧１サブバッテリ６の残容量≧閾値Ｌｏｗであると判断された場合、車両システム制御装置ＥＣＵ２０は、空調装置１１がＯＦＦかどうかを判断する（ステップＳ１３）。空調装置１１がＯＦＦであると判断された場合、車両システム制御装置ＥＣＵ２０は、モータ２がＯＦＦであるかどうかを判断する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４でモータ２がＯＦＦであると判断された場合、すなわち、空調装置１１とモータ２のいずれもがＯＦＦである場合には、車両の要求電力がないため、処理が終了する。

ステップＳ１３で空調装置１１がＯＦＦであると判断されなかった場合、またはステップＳ１４でモータ２がＯＦＦであると判断されなかった場合には、空調装置１１とモータ２の少なくともいずれかがＯＮであり、車両の要求電力があるので、低圧１サブバッテリ充放電制御部２４は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５を昇圧可能な状態に切り替える（ステップＳ１５）。これにより、車両システム制御装置ＥＣＵ２０が導出する要求電力に応じ、低圧１サブバッテリ６の電力が第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５により昇圧されて高圧電源系に供給され、モータ２および空調装置１１の少なくともいずれかが駆動される。尚、低圧１サブバッテリ６から供給可能な電力が車両１の要求電力に満たなかった場合には、車両システム制御装置ＥＣＵ２０は、高圧メインバッテリ４により差分を供給するよう制御する。

ステップＳ１２で低圧１サブバッテリ６の残容量≧閾値Ｌｏｗであると判断されなかった場合、すなわち、低圧１サブバッテリ６の残容量＜閾値Ｌｏｗである場合には、低圧１サブバッテリ６の残容量が低下しており、車両システム制御装置ＥＣＵ２０や非接触充電装置制御部２５を起動できないおそれがある。したがって、低圧１サブバッテリ６の残容量＜閾値Ｌｏｗである場合には、高圧メインバッテリ４により低圧１サブバッテリ６を充電するように制御する。まず、高圧メインバッテリ残容量監視部２１は高圧メインバッテリ４の残容量を検出し（ステップＳ１６）、高圧メインバッテリ４の残容量≧下限値であるかどうかを判断する（ステップＳ１７）。高圧メインバッテリ４の残容量≧下限値であると判断されなかった場合、すなわち高圧メインバッテリ４の残容量＜下限値である場合には、高圧メインバッテリ４により低圧１サブバッテリ６を充電することができないので、処理が終了する。

ステップＳ１７で高圧メインバッテリ４の残容量≧下限値であると判断された場合、低圧１サブバッテリ充放電制御部２４は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５を降圧可能な状態に切り替え（ステップＳ１８）、高圧メインバッテリ４の電力を降圧して低圧１サブバッテリ６へと供給することにより、低圧１サブバッテリ６の充電を開始する（ステップＳ１９）。

通常制御においては、低圧１サブバッテリ６の残容量が閾値Ｌｏｗ以上となるように制御される。したがって、低圧１サブバッテリ６の充電中、低圧１サブバッテリ６残容量監視部２２は低圧１サブバッテリ６の残容量を検出し（ステップＳ２０）、低圧１サブバッテリ６の残容量≧閾値Ｌｏｗであるかどうかを判断する（ステップＳ２１）。低圧１サブバッテリ６の残容量≧閾値Ｌｏｗであると判断されなかった場合、すなわち低圧１サブバッテリ６の残容量＜閾値Ｌｏｗである場合には、充電を継続する。ステップＳ１９で低圧１サブバッテリ６の残容量≧閾値Ｌｏｗであると判断された場合には、低圧１サブバッテリ６の充電を終了し（ステップＳ２２）、処理が終了する。

図２に戻って、ステップＳ３でリザーブモードがＯＮになっていると判断された場合には、車両システム制御装置ＥＣＵ２０は、リザーブモード制御を行う（ステップＳ５）。

図４は、リザーブモード制御の動作を示すフローチャートである。リザーブモード制御においては、まず、低圧１サブバッテリ残容量監視部２２が、低圧１サブバッテリ６の残容量を検出し（ステップＳ３１）、低圧１サブバッテリ６の残容量≧閾値Ｈｉであるかどうかを判断する（ステップＳ３２）。低圧１サブバッテリ６の残容量≧閾値Ｈｉであると判断された場合、車両システム制御装置ＥＣＵ２０は、空調装置１１がＯＦＦかどうかを判断する（ステップＳ３３）。空調装置１１がＯＦＦであると判断された場合、車両システム制御装置ＥＣＵ２０は、モータ２がＯＦＦであるかどうかを判断する（ステップＳ３４）。ステップＳ３４でモータがＯＦＦであると判断された場合、すなわち、空調装置１１およびモータ２のいずれもがＯＦＦである場合には、処理が終了する。

ステップＳ３３で空調装置１１がＯＦＦであると判断されなかった場合、またはステップＳ３４でモータ２がＯＦＦであると判断されなかった場合には、空調装置１１およびモータ２の少なくともいずれかがＯＮであるため、低圧１サブバッテリ充放電制御部２４は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５を昇圧可能な状態に切り替える（ステップＳ３５）。これにより、車両システム制御装置ＥＣＵ２０が導出する要求電力に応じ、低圧１サブバッテリ６の電力が第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５により昇圧されて高圧電源系に供給され、モータ２および空調装置１１の少なくともいずれかが駆動される。尚、低圧１サブバッテリ６から供給可能な電力が車両１の要求電力に満たなかった場合には、車両システム制御装置ＥＣＵ２０は、高圧メインバッテリ４により差分を供給するよう制御する。

次いで、高圧メインバッテリ残容量監視部２１が、高圧メインバッテリ４の残容量を検出し（ステップＳ３６）、高圧メインバッテリ４の残容量＜下限値であるかどうかを判断する（ステップＳ３７）。高圧メインバッテリ４の残容量＜下限値であると判断されなかった場合、すなわち、高圧メインバッテリ４の残容量≧下限値である場合には、処理が終了する。

ステップＳ３７で高圧メインバッテリ４の残容量＜下限値であると判断された場合には、高圧メインバッテリ４の電力をこれ以上使用すると、高圧メインバッテリ４が劣化してしまうおそれがある。そこで、車両システム制御装置ＥＣＵ２０は、ユーザによりエマージェンシモードが選択されているかを判断する（ステップＳ３８）。

図５は、エマージェンシモードの表示の一例を示す模式図であり、（ａ）はエマージェンシモードの選択時の表示の一例、（ｂ）はエマージェンシモードで走行中の表示の一例である。図５（ａ）に示されるように、例えばカーナビゲーションシステムの画面３０上には、エマージェンシモードの選択時に「サブバッテリによるエマージェンシ走行をしますか？」とのメッセージと、「ＹＥＳ」「ＮＯ」のボタン３１と、高圧メインバッテリ４の残容量が下限値まで低下していることを示す警告表示３２と、低圧１サブバッテリ６による走行可能表示３３と、が表示される。このメッセージに対し、ユーザが「ＹＥＳ」「ＮＯ」のいずれかのボタン３１を選択することによって、低圧１サブバッテリ６の電力により走行するエマージェンシモードを選択することができる。ユーザが「ＹＥＳ」のボタン３１を選択した場合には、図５（ｂ）に示されるように、「エマージェンシ走行中です」とのメッセージと、高圧メインバッテリ４の残容量が下限値へと低下していることを示す警告表示３２と、低圧１サブバッテリ６による走行中表示３４と、が表示される。

ステップＳ３７で、エマージェンシモードがＯＮであると判断された場合、すなわち、「ＹＥＳ」のボタン３１（図５（ａ））が選択された場合には、車両システム制御装置ＥＣＵ２０は、前述した通常制御を行う。これにより、低圧１サブバッテリ６の残容量が閾値ＬＯＷとなるまで、低圧１サブバッテリ６の電力により走行を継続することができるので、安全な場所まで車両１を移動することが可能となる。ステップＳ３７で、エマージェンシモードがＯＮであると判断されなかった場合、すなわち、エマージェンシモードがＯＦＦである場合には、処理が終了する。

ステップＳ３２で低圧１サブバッテリ６の残容量≧閾値Ｈｉであると判断されなかった場合、すなわち、低圧１サブバッテリ６の残容量＜閾値Ｈｉである場合には、高圧メインバッテリ４により低圧１サブバッテリ６を充電するように制御する。まず、高圧メインバッテリ残容量監視部２１は高圧メインバッテリ４の残容量を検出し（ステップＳ４０）、高圧メインバッテリ４の残容量≧下限値であるかどうかを判断する（ステップＳ４１）。高圧メインバッテリ４の残容量≧下限値であると判断されなかった場合、すなわち高圧メインバッテリ４の残容量＜下限値である場合には、高圧メインバッテリ４の電力をこれ以上使用すると、高圧メインバッテリ４が劣化してしまうおそれがある。そこで、車両システム制御装置ＥＣＵ２０は、ユーザによりエマージェンシモードが選択されているかを判断する（ステップＳ３７）。

ステップＳ４１で高圧メインバッテリ４の残容量≧下限値であると判断された場合、低圧１サブバッテリ充放電制御部２４は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５を降圧可能な状態に切り替え（ステップＳ４２）、高圧メインバッテリ４の電力を降圧して低圧１サブバッテリ６へと供給することにより、低圧１サブバッテリ６の充電を開始する（ステップＳ４３）。

リザーブモード制御においては、低圧１サブバッテリ６の残容量が、少なくとも閾値Ｈｉとなるように制御される。したがって、低圧１サブバッテリ６の充電中、低圧１サブバッテリ残容量監視部２２は低圧１サブバッテリ６の残容量を検出し（ステップＳ４４）、低圧１サブバッテリ６の残容量≧閾値Ｈｉであるかどうかを判断する（ステップＳ４５）。低圧１サブバッテリ６の残容量≧閾値Ｈｉであると判断されなかった場合、すなわち低圧１サブバッテリ６の残容量＜閾値Ｈｉである場合には、充電を継続する。ステップＳ４５で低圧１サブバッテリ６の残容量≧閾値Ｈｉであると判断された場合には、低圧１サブバッテリ６の充電を終了し（ステップＳ４６）、処理が終了する。

図２に戻って、ステップＳ１でイグニッションスイッチがＯＮになっていると判断されなかった場合、すなわちイグニッションスイッチがＯＦＦであり、車両システムが作動していない場合には、外部充電制御を行う（ステップＳ６）。

図６は、外部充電制御の動作を示すフローチャートである。外部充電制御においては、まず、低圧１サブバッテリ残容量監視部２２が、低圧１サブバッテリ６の残容量を検出し（ステップＳ５１）、低圧１サブバッテリ６の残容量＜上限値であるかどうかを判断する（ステップＳ５２）。低圧１サブバッテリ６の残容量＜上限値であると判断された場合には、低圧１サブバッテリ６にさらに電力を蓄えることが可能であるので、非接触充電装置制御部２５は、非接触充電装置１５が受電可能な状態であるかどうかを判断する（ステップＳ５３）。非接触受電可能であると判断された場合、低圧１サブバッテリ充放電制御部２４は、非接触充電装置１５を介して低圧１サブバッテリ６の充電を開始する（ステップＳ５４）。この非接触充電装置１５を介して低圧１サブバッテリ６の充電は、非接触受電可能な状況である限り、且つ低圧１サブバッテリ６の残容量＜上限値である限り、継続される。

ステップＳ５２で低圧１サブバッテリ６の残容量＜上限値ではないと判断された場合、またはステップＳ５３で非接触受電可能でないと判断された場合、例えば非接触充電装置１５が非接触給電装置に十分に接近していない場合や、車両システムが起動された場合には、非接触充電装置を介して低圧１サブバッテリ６の充電を行うことができない。この場合には、低圧１サブバッテリ充放電制御部２４は、非接触充電装置を介した低圧１サブバッテリ６の充電を終了する（ステップＳ５５）。次に、車両システム制御装置ＥＣＵ２０は、チャージャー１６が受電可能な状態であるかどうかを判断する（ステップＳ５６）。チャージャー１６が受電可能な状態であると判断されなかった場合、例えばプラグが挿入されていない場合や、車両システムが起動された場合には、処理が終了する。

ステップＳ５６で、チャージャー１６が受電可能な状態であると判断された場合、低圧１サブバッテリ残容量監視部２２は、低圧１サブバッテリ６の残容量＜上限値であるかどうかを判断する（ステップＳ５７）。低圧１サブバッテリ６の残容量＜上限値であると判断された場合には、チャージャー１６により低圧１サブバッテリ６を充電することが可能であるので、低圧１サブバッテリ充放電制御部２４は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ５を降圧可能な状態に切り替え（ステップＳ５８）。チャージャー１６から高圧電源系に供給される電力を降圧する。低圧１サブバッテリ充放電制御部２４は、チャージャー１６を介した低圧１サブバッテリ６の充電を開始する（ステップＳ５９）。このチャージャー１６を介した低圧１サブバッテリ６の充電は、チャージャー１６が受電可能な状況である限り、且つ低圧１サブバッテリ６の残容量＜上限値である限り継続される。

ステップＳ５７で、低圧１サブバッテリ６の残容量＜上限値ではないと判断された場合、すなわち、低圧１サブバッテリ６の残容量≧上限値である場合には、チャージャー１６による低圧１サブバッテリ６の充電を終了する（ステップＳ６０）。次いで、高圧メインバッテリ残容量監視部２１は、高圧メインバッテリ４の残容量を検出し（ステップＳ６１）、高圧メインバッテリ４の残容量＜上限値であるかどうかを判断する（ステップＳ６２）。高圧メインバッテリ４の残容量＜上限値であると判断された場合には、チャージャー１６により高圧メインバッテリ４を充電することが可能であるので、車両システム制御装置ＥＣＵ２０は、チャージャー１６を介した高圧メインバッテリ４の充電を開始する（ステップＳ６３）。このチャージャー１６を介した高圧メインバッテリ４の充電は、チャージャー１６が受電可能な状況である限り、且つ高圧メインバッテリ４の残容量＜上限値である限り、継続される。ステップＳ６２で、高圧メインバッテリ４の残容量＜上限値であると判断されなかった場合、すなわち、高圧メインバッテリ４の残容量≧上限値である場合には、チャージャー１６による高圧メインバッテリ４の充電を終了し（ステップＳ６４）、処理が終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る電気自動車の制御装置によれば、車両の要求出力を出力する際には優先的に低圧１サブバッテリ６の電力がモータ２へ供給され、また低圧１サブバッテリ６により低圧２サブバッテリ８を充電することができるので、高圧メインバッテリ４の放電を抑制して高圧メインバッテリ４の劣化を防止することができる。また、車両システム制御装置ＥＣＵ２０等に電力を供給する低圧１サブバッテリ６には車両システム制御装置ＥＣＵ２０の要求電力を保障するだけの電力を保持されるので、低圧１サブバッテリ６によって常に車両システムが起動可能であり、外部電源による充電を行うことができる。また、ユーザの指令に応じて低圧１サブバッテリ６に蓄えられる電力を変更することができるので、ユーザの意図に応じた制御を行うことができる。また、低圧１サブバッテリ６が着脱自在であるので、低圧１サブバッテリ６の電力が全て消費された場合であっても、充電された他のバッテリと取り替えることにより走行を継続することができる。また、プラグを接続する工程が不要である非接触充電装置１５により低圧１サブバッテリ６を充電できるとともに、非接触充電装置１５が作動不能であるときにはチャージャー１６で低圧１サブバッテリ６を充電できるので、容易に充電を行うことができる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。例えば低圧１サブバッテリ６は、屋内で単体でも充電可能であってもよく、また前述の通り、太陽光パネルにより充電可能な電池であってもよい。また、高圧メインバッテリ４を、低圧１サブバッテリ６の電力を供給することにより充電してもよい。

１ 電気自動車（車両）
２ モータ(MG)
４ 高圧メインバッテリ
５ 第１ＤＣ／ＤＣコンバータ(ＤＣ／ＤＣ１)
６ 低圧１サブバッテリ
７ 第２ＤＣ／ＤＣコンバータ(ＤＣ／ＤＣ２)
８ 低圧２サブバッテリ
１５ 非接触充電装置
１６ チャージャー
２０ 車両システム制御装置ＥＣＵ

Claims (10)

1. 駆動系回路を介してモータに電力を供給するメインバッテリと、
   車両内部の電気機器に電力を供給する、互いに並列に配置された第１の補助バッテリおよび第２の補助バッテリと、
   前記駆動系回路から供給される電力を降圧して前記第１の補助バッテリに供給すると共に、前記第１の補助バッテリから供給される電力を昇圧して前記駆動系回路に供給する昇降圧器と、
   少なくとも前記第１の補助バッテリを外部エネルギー源により充電する充電器と、
   前記メインバッテリおよび前記第１の補助バッテリの残容量を監視すると共にそれぞれの充放電を制御するバッテリ制御部、および車両システムの作動を制御する車両システム制御部を有する車両制御部と、を備える電気自動車の制御装置であって、
   前記車両システムの作動時に前記第１の補助バッテリの残容量が所定の閾値以上である場合、前記バッテリ制御部は、前記第１の補助バッテリから出力可能な電力を前記昇降圧器により昇圧して前記駆動系回路へ供給すると共に、前記第１の補助バッテリから前記駆動系回路へ供給された電力と車両の要求出力との差分に相当する電力を前記メインバッテリから前記駆動系回路へ供給するよう制御する、電気自動車の制御装置。
2. 前記第１の補助バッテリから供給される電力を降圧して前記第２の補助バッテリへ供給する降圧器を備えることを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の制御装置。
3. 前記第１の補助バッテリが電力を供給する電気機器は前記車両制御部であり、前記第２の補助バッテリが電力を供給する電気機器は前記車両システムの非作動時にも動作可能な電気機器であることを特徴とする請求項２に記載の電気自動車の制御装置。
4. 前記所定の閾値は、前記車両制御部の要求電力を保障する値であり、
   前記第１の補助バッテリの残容量が前記所定の閾値未満となった場合には、前記駆動系回路から供給される電力を前記昇降圧器により降圧して前記第１の補助バッテリへ供給し、前記第１の補助バッテリの残容量が前記所定の閾値以上となるまで前記第１の補助バッテリを充電することを特徴とする請求項３に記載の電気自動車の制御装置。
5. 前記バッテリ制御部は、ユーザの指令に基づき、第１の閾値と、前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値と、の間で前記第１の補助バッテリの前記所定の閾値を切り替えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気自動車の制御装置。
6. 前記第１の補助バッテリは車両から脱着自在であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電気自動車の制御装置。
7. 前記充電器は、前記第１の補助バッテリを前記外部エネルギー源により充電する第１充電器と、少なくとも前記メインバッテリを前記外部エネルギー源により充電する第２充電器と、を有し、
   前記第１充電器が作動不能の場合は、前記第２充電器を用いて前記メインバッテリと前記第１の補助バッテリとを充電することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電気自動車の制御装置。
8. 前記第１充電器は、非接触充電器であることを特徴とする請求項７に記載の電気自動車の制御装置。
9. 前記第１充電器は、太陽光パネルであることを特徴とする請求項７に記載の電気自動車の制御装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の電気自動車の制御装置を備えた電気自動車。

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