JP2017163736A - 電動車両の起動補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大幅なシステム変更や高価な部品の追加を伴うことなく、補機用電池がバッテリ上がりを起こしたときに、電動車両を簡単に起動させる。
【解決手段】起動補助装置１０Ａにおいて、制御回路５６は、モバイルバッテリ４８と電動車両１２との接続検知と、補機用電池２２のバッテリ上がりの検知とを行う。補機用電池２２のバッテリ上がりを制御回路５６が検知した場合、モバイルバッテリ４８から第１電力供給路３８を介して車両制御ＥＣＵ２０に電力が供給される。
【選択図】図２

Description

本発明は、補機用電池からＥＣＵへの電力供給によって当該ＥＣＵが起動することにより、駆動用電池から駆動源への電力供給が開始される電動車両の起動補助装置に関する。

一般に、電動車両は、駆動源に電力を供給する高電圧バッテリの駆動用電池と、補機及びＥＣＵに電力を供給する低電圧バッテリの補機用電池とを備える。補機用電池からＥＣＵへの電力供給により当該ＥＣＵが起動すると、ＥＣＵの制御によって駆動用電池から駆動源への電力供給が開始され、電動車両が起動する。

ところで、補機用電池がバッテリ上がりを起こすと、ＥＣＵに電力を供給することができなくなる。この結果、ＥＣＵが起動せず、駆動用電池から駆動源への電力供給が行われないので、電動車両を起動させることができない。

このようなバッテリ上がりの発生に対して、特許文献１には、外部電源が接続される制御電源用ノードと補機用電池との間にスイッチ回路を設けることにより、過電流を発生させずに、バッテリ上がりの生じた補機用電池に対する充電を行うことが開示されている。また、特許文献２には、車両のドア開閉信号を発信するスマートキーの内蔵電池から車両に電力を供給して、非常用ＤＣ／ＤＣコンバータを始動させることにより、メインＤＣ／ＤＣコンバータを始動させることが開示されている。

特開２０１２−１５２００３号公報 特開２０１２−１１５０５６号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、スイッチ回路を制御する制御装置が別途必要となる。これにより、電動車両に搭載する部品が増えると共に、電動車両内のシステム変更が必要となり、コストがかかる。

また、特許文献２の技術において、非常用ＤＣ／ＤＣコンバータは、高圧の駆動用電池の電圧を制御部及び補記類に適した電圧に降圧するように構成されている。そのため、高圧部分と低圧部分とを電気的に絶縁する必要がある。このため、非常用ＤＣ／ＤＣコンバータに高価な高圧部品及び絶縁部品を用いる必要があり、コストがかかる。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、大幅なシステム変更や高価な部品の追加を伴うことなく、補機用電池がバッテリ上がりを起こしたときに、電動車両を簡単に起動させることができる電動車両の起動補助装置を提供することを目的とする。

本発明は、電動車両の駆動源に電力を供給する駆動用電池と、前記電動車両の補機及びＥＣＵに電力を供給する補機用電池とを備え、前記ＥＣＵの起動により前記駆動用電池から前記駆動源への電力供給が開始される電動車両の起動補助装置に関する。

この場合、前記起動補助装置は、起動用補助電池と、前記起動用補助電池と前記電動車両との接続を検知する接続検知部と、前記補機用電池のバッテリ上がりを検知するバッテリ上がり検知部と、前記補機用電池のバッテリ上がりを前記バッテリ上がり検知部が検知した場合、前記起動用補助電池から前記ＥＣＵに電力を供給する第１電力供給路とを備える。

このように、前記起動用補助電池と前記電動車両との接続が検知された状態において、前記補機用電池のバッテリ上がりが検知された場合、外部電源としての前記起動用補助電池から前記第１電力供給路を介して前記ＥＣＵに電力が供給される。これにより、前記ＥＣＵが起動すれば、前記駆動用電池から前記駆動源への電力供給が開始され、前記電動車両を起動させることができる。

従って、本発明によれば、前記電動車両のシステムを大幅に変更することなく、且つ、高価な部品を追加することなく、前記補機用電池のバッテリ上がりの発生に対して、前記電動車両を簡単に起動させることができる。

ここで、前記起動補助装置は、前記補機用電池のバッテリ上がりが発生していないことを前記バッテリ上がり検知部が検知した場合、前記補機用電池から前記ＥＣＵに電力を供給する第２電力供給路をさらに備えることが好ましい。これにより、前記補機用電池がバッテリ上がりを起こしていない場合には、前記補機用電池から前記第２電力供給路を介して前記ＥＣＵに電力が供給され、前記ＥＣＵが起動する。このように、前記補機用電池から前記ＥＣＵへの本来の電力供給が実施されることにより、前記起動用補助電池の電力が不用意に消費されることを回避することができる。

また、前記起動補助装置は、前記駆動用電池又は前記補機用電池から前記起動用補助電池に電力を供給する第３電力供給路をさらに備えることが好ましい。これにより、前記補機用電池がバッテリ上がりを起こしていない場合には、前記駆動用電池又は前記補機用電池から前記第３電力供給路を介して前記起動用補助電池が充電されるので、充電後の前記起動用補助電池により前記電動車両の電力を手軽に外部に持ち出すことが可能となる。

そして、前記起動用補助電池から前記補機用電池への電力の流れを防止する逆流防止部を前記電力供給路に設けることが好ましい。これにより、前記補機用電池のバッテリ上がり時に、前記起動用補助電池から前記第１電力供給路を介して前記ＥＣＵに電力を供給する際、前記逆流防止部により前記起動用補助電池から前記補機用電池への電力の流れを阻止することができる。この結果、前記電動車両の起動が阻害されることを防止することができる。なお、少なくとも前記第２電力供給路及び前記第３電力供給路に前記逆流防止部が設けられていれば、前記起動用補助電池から前記補機用電池への電力の流れを確実に阻止することができる。

この場合、前記逆流防止部がダイオードであることが好ましい。前記ダイオードは、整流作用を有し、順方向電圧以上でオンするので、電力の逆流を防止する回路を制御するための制御回路が不要となる。また、前記ダイオードを追加する構成にすることで、前記補機用電池と前記ＥＣＵとの間の電力供給路において、リレーやスイッチ等の切替回路及びその制御回路を使う必要がなくなる。この結果、前記電動車両のコストをさらに低減させることができる。

また、前記ダイオードがオン電圧の低いショットキーダイオードであれば、オン損失は低減され、前記ＥＣＵの起動及び前記起動用補助電池の充電の電力損失を最小にすることができる。

なお、前記起動用補助電池は、モバイルチャージャのモバイルバッテリであることが好ましい。この場合、前記モバイルチャージャは、前記モバイルバッテリと双方向ＤＣ／ＤＣコンバータとを備える。また、前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記モバイルバッテリと前記電動車両との間で電圧変換を行う電圧変換部と、前記電圧変換部を制御する制御回路と、前記電圧変換部における前記電動車両側の電圧を検出する電圧検出回路とを備える。そして、前記制御回路は、前記接続検知部及び前記バッテリ上がり検知部として機能し、前記第１電力供給路は、前記電圧変換部における前記電動車両側と前記ＥＣＵとを接続する電力供給路であればよい。

前記モバイルバッテリがスマートフォンやタブレットに利用される汎用のモバイルバッテリであれば、例えば、前記モバイルチャージャを前記電動車両内に持ち込み、前記モバイルチャージャと前記電動車両とを接続（例えば、ＵＳＢ接続）することができる。このように、前記モバイルチャージャを前記電動車両にビルトインさせて、前記モバイルバッテリから前記ＥＣＵに必要最小限の電力を供給することで、当該ＥＣＵを簡単に起動させることができる。この結果、前記補機用電池がバッテリ上がりを起こした場合でも、前記電動車両を簡単に起動することができる。

また、前記モバイルチャージャに前記モバイルバッテリが内蔵されているので、前記補機用電池がバッテリ上がりを起こしていない場合、前記モバイルバッテリは、前記駆動用電池又は前記補機用電池からの電力供給を受けて充電可能である。これにより、充電後、前記電動車両から前記モバイルチャージャを取り外すことで、前記電動車両の電力を手軽に外部に持ち出すことができる。

本発明によれば、電動車両のシステムを大幅に変更することなく、且つ、高価な部品を追加することなく、補機用電池のバッテリ上がりの発生に対して、電動車両を簡単に起動させることができる。

第１実施形態に係る起動補助装置を含む電動車両の回路構成図である。 図１のモバイルチャージャの回路構成図である。 第１実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。 モバイルバッテリからの電力供給により電動車両を始動させる動作を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態に係る起動補助装置を含む電動車両の回路構成図である。 第３実施形態に係る起動補助装置を含む電動車両の回路構成図である。 第４実施形態に係る起動補助装置を含む電動車両の回路構成図である。

以下、本発明に係る電動車両の起動補助装置について好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら説明する。

［第１実施形態の構成］
第１実施形態に係る電動車両の起動補助装置１０Ａ（以下、第１実施形態に係る起動補助装置１０Ａともいう。）は、図１に示すように、電動車両１２に適用される。

電動車両１２は、駆動モータ１４（駆動源）と、駆動モータ１４に電力を供給する高電圧（例えば、１２０Ｖ〜２００Ｖ）のバッテリである駆動用電池１６と、補機１８及び車両制御ＥＣＵ２０に電力を供給する低電圧（例えば、１２Ｖ）の補機用電池２２とを有する。

駆動用電池１６の正極には抵抗器２４が接続され、駆動用電池１６及び抵抗器２４の直列回路は、複数のコンタクタ２６を介して、パワードライブユニット２８とＤＣ／ＤＣコンバータ３０とに接続されている。パワードライブユニット２８は、ＣＡＮ通信線３２を介して車両制御ＥＣＵ２０に接続されている。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、補機用電池２２に接続されると共に、駆動用電池１６及びパワードライブユニット２８に接続されている。

さらに、補機用電池２２の正極は、ダイオード３４（逆流防止部）を介して車両制御ＥＣＵ２０に接続されると共に、ダイオード３６（逆流防止部）に接続されている。ダイオード３４、３６は、ショットキーダイオードであることが好ましい。また、ダイオード３４、３６のアノード側が補機用電池２２の正極に接続されると共に、ダイオード３４、３６のカソード側が第１電力供給路３８を介して車両制御ＥＣＵ２０に接続されている。

ここで、補機用電池２２から車両制御ＥＣＵ２０に至り、且つ、ダイオード３４が設けられる電力供給路を第２電力供給路４０という。また、駆動用電池１６又はパワードライブユニット２８からＤＣ／ＤＣコンバータ３０及び補機用電池２２の正極を介して電動車両１２の外部に至り、且つ、ダイオード３６が設けられる電力供給路を第３電力供給路４２という。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の補機用電池２２側の一方の端子、補機用電池２２の負極、及び、補機１８の一方の端子は、電動車両１２のボディ等にアースされている。

車両制御ＥＣＵ２０には、スタートスイッチ４４が接続されている。また、車両制御ＥＣＵ２０は、通常時には、補機用電池２２からダイオード３４（が設けられた第２電力供給路４０）を介して電力供給を受けることにより起動する。

起動後の車両制御ＥＣＵ２０は、コンタクタ２６をオンさせることにより、駆動用電池１６からコンタクタ２６を介してパワードライブユニット２８及びＤＣ／ＤＣコンバータ３０に電力を供給させる。

また、車両制御ＥＣＵ２０は、ＣＡＮ通信線３２を介してパワードライブユニット２８を制御する。これにより、パワードライブユニット２８は、駆動用電池１６から供給された電力（直流電力）を三相交流電力に変換し、変換した三相交流電力を駆動モータ１４に供給する。この結果、駆動モータ１４が駆動することにより、電動車両１２を始動させることができる。

一方、回生時において、駆動モータ１４は、発電機として機能し、運動エネルギーを三相交流電力に変換する。これにより、パワードライブユニット２８は、三相交流電力を直流電力に変換することにより、駆動用電池１６を充電し、又は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０に直流電力を供給する。

さらに、車両制御ＥＣＵ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を構成する図示しないスイッチング素子を所定のデューティ比でスイッチング制御することにより、補機用電池２２側と駆動用電池１６及びパワードライブユニット２８側との間で、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０による電圧変換を行わせる。これにより、駆動用電池１６の電力、又は、回生時のパワードライブユニット２８からの電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を介して補機用電池２２に供給し、補機用電池２２を充電させることができる。

なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、一般的なＤＣ／ＤＣコンバータの構成であればよい。そのため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の詳細な構成については、説明を省略する。

ところで、第１実施形態において、モバイルチャージャ４６は、ＵＳＢ端子４７を備え、一般的なスマートフォンやタブレット等の外部機器４９を、ＵＳＢケーブル５１を介してモバイルチャージャ４６に接続することができる。この場合、運転手がモバイルチャージャ４６を電動車両１２内に持ち込んで接続することにより、モバイルチャージャ４６は、電動車両１２にビルトインされ、電動車両１２の電力がＵＳＢケーブル５１を介して外部機器４９へ供給される。電動車両１２にビルトインされていない場合でも、ＵＳＢケーブル５１を介してモバイルチャージャ４６から外部機器４９への電力供給、及び、モバイルチャージャ４６への充電が可能である。

モバイルチャージャ４６は、モバイルバッテリ４８（起動用補助電池）と、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０と、スイッチ５２とを有する。双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、一方がモバイルバッテリ４８に接続され、他方が電動車両１２に接続（例えば、ＵＳＢ接続）されている。

この場合、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の電動車両１２側は、一方の端子が第１電力供給路３８（車両制御ＥＣＵ２０、ダイオード３４のカソード）及び第３電力供給路４２（ダイオード３６のカソード）に接続され、他方の端子がアースされている。

また、電動車両１２の運転者がスタートスイッチ４４を押したときに当該スタートスイッチ４４から出力される起動信号は、車両ＥＣＵ２０及び双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０に入力される。従って、スタートスイッチ４４の起動信号が双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０に供給されることにより、モバイルチャージャ４６は、モバイルチャージャ４６と電動車両１２が接続（例えば、ＵＳＢ接続）されていることを検知することができる。

なお、モバイルチャージャ４６の起動スイッチであるスイッチ５２を運転者が押した場合、スイッチ５２から双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０に他の起動信号が供給される。

そして、第１実施形態に係る起動補助装置１０Ａは、ダイオード３４、３６、第１〜第３電力供給路３８〜４２及びモバイルチャージャ４６を含み構成される。図２は、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を含むモバイルチャージャ４６の詳細な回路構成図である。

双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、モバイルバッテリ４８と補機用電池２２との間で電圧変換を行う電圧変換部５４と、電圧変換部５４を制御する制御回路５６（接続検知部、バッテリ上がり検知部）とを有する。

モバイルバッテリ４８の正極には、電流検出回路５８が接続されている。モバイルバッテリ４８及び電流検出回路５８の直列回路に対して、電圧検出回路６０、コンデンサ６２及び電圧変換部５４のモバイルバッテリ４８側が並列に接続されている。一方、電圧変換部５４の補機用電池２２側には、コンデンサ６４及び電圧検出回路６６が並列に接続されている。電圧検出回路６６は、電流検出回路６８を介して、第１電力供給路３８及び第３電力供給路４２に接続されている。

電流検出回路５８は、モバイルバッテリ４８と電圧変換部５４との間を流れる電流の電流値を検出する。電圧検出回路６０は、モバイルバッテリ４８の電圧（電圧変換部５４のモバイルバッテリ４８側の電圧）の電圧値を検出する。コンデンサ６２、６４は、電圧変換部５４の動作に伴って変換された直流電圧を平滑化する。電圧検出回路６６は、補機用電池２２の電圧（電圧変換部５４の補機用電池２２側の電圧）の電圧値を検出する。電流検出回路６８は、モバイルバッテリ４８と電動車両１２との間を流れる電流の電流値を検出する。各電流検出回路５８、６８が検出した電流値、及び、各電圧検出回路６０、６６が検出した電圧値は、制御回路５６に出力される。

制御回路５６は、各電流検出回路５８、６８から入力される電流値や、各電圧検出回路６０、６６から入力される電圧値を監視し、電圧変換部５４を構成する各ＦＥＴ７０をオンオフするためのデューティ比を示すＰＷＭ信号を電圧変換部５４に出力する。これにより、電圧変換部５４は、ＰＷＭ信号の示すデューティ比に従って各ＦＥＴ７０をオンオフし、所定の電圧変換動作を行う。

なお、電圧変換部５４は、一般的な双方向のＤＣ／ＤＣコンバータの構成であればよい。そのため、電圧変換部５４についての詳細な説明は省略する。また、制御回路５６は、モバイルバッテリ４８からの電力供給を受けて動作可能である一方で、電動車両１２にビルトイン（例えば、ＵＳＢ接続）された際には、補機用電池２２から電力供給を受けて動作することも可能である。

［第１実施形態の動作］
以上のように構成される第１実施形態に係る起動補助装置１０Ａの動作について、図３〜図５を参照しながら説明する。ここでは、モバイルチャージャ４６が電動車両１２に接続される状態において、補機用電池２２のバッテリ上がりが発生していない場合の電動車両１２の起動動作（図３及び図４参照）を最初に説明し、次に、バッテリ上がりが発生した場合の起動動作（図５参照）について説明する。また、この動作説明では、必要に応じて、図１及び図２を参照しながら説明する。

先ず、補機用電池２２のバッテリ上がりが発生していない場合の起動動作について説明する。

ステップＳ１において、電動車両１２の運転者は、モバイルチャージャ４６を電動車両１２に接続（例えば、ＵＳＢ接続）する。

次のステップＳ２において、運転者がスタートスイッチ４４を押すと、スタートスイッチ４４から車両制御ＥＣＵ２０及び双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０に起動信号が供給される。

また、補機用電池２２は、第２電力供給路４０及びダイオード３４を介して車両制御ＥＣＵ２０に電力供給を行っている。そのため、ステップＳ３において、車両制御ＥＣＵ２０は、スタートスイッチ４４からの起動信号と補機用電池２２からの電力供給とを受けて起動する。

ステップＳ４において、起動した車両制御ＥＣＵ２０は、電動車両１２内の通信（例えば、ＣＡＮ通信線３２による通信）を開始し、各ユニット(例えば、パワードライブユニット２８)が正常か否かを判定する。正常ではない、又は、通信ができないと判定した場合（ステップＳ４：ＮＯ）、ステップＳ５において、車両制御ＥＣＵ２０は、補機１８である警告灯を点灯させ、電動車両１２に異常があることを運転者に注意喚起する。

一方、通信により正常と判定した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ステップＳ６において、車両制御ＥＣＵ２０は、コンタクタ２６を順次オンさせる。これにより、駆動用電池１６は、コンタクタ２６を介して、パワードライブユニット２８及びＤＣ／ＤＣコンバータ３０に電力を供給することが可能となる。

ステップＳ７において、車両制御ＥＣＵ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０に制御信号を供給し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０による電圧変換動作を開始させる。これにより、ステップＳ８において、駆動用電池１６からＤＣ／ＤＣコンバータ３０に供給される直流電圧が電圧変換され、変換後の直流電圧が補機用電池２２に供給されることにより、補機用電池２２が充電される。

一方、モバイルチャージャ４６の制御回路５６は、モバイルバッテリ４８から電力供給を受けるか、又は、補機用電池２２から第３電力供給路４２及びダイオード３６を介して電力供給を受ける。この場合、スタートスイッチ４４からの起動信号と上記の電力供給とを受けることにより、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の制御回路５６は起動するに至る（ステップＳ９）。

なお、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０の制御回路５６は、スタートスイッチ４４からの起動信号の入力を受けて、電動車両１２とモバイルチャージャ４６とが接続（例えば、ＵＳＢ接続）されていることを検知する。

次のステップＳ１０において、電圧検出回路６６は、補機用電池２２の電圧値（電圧変換部５４の補機用電池２２側の電圧値）を検出して制御回路５６に出力する。

ステップＳ１１において、制御回路５６は、電圧検出回路６６の検出した電圧値が所定の閾値（例えば、１３．５Ｖ）以上であるか否かを判定する。

電圧検出回路６６の検出した電圧値が閾値以上である場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、制御回路５６は、補機用電池２２の容量が十分にあり、バッテリ上がりが発生しておらず、且つ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の電圧変換動作が開始したと判定する。前述のように、補機用電池２２は、駆動用電池１６から充電されるので、電圧検出回路６６の検出した電圧値が閾値以上である場合、制御回路５６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が正常に起動し、駆動用電池１６のバッテリ上がりも発生していないと判定することが可能である。

ステップＳ１２において、制御回路５６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が正常に起動しているので、補機用電池２２から電圧変換部５４を介してモバイルバッテリ４８を充電することを決定する。そして、制御回路５６は、各電圧検出回路６０、６６が検出した電圧値、及び、各電流検出回路５８、６８が検出した電流値に基づき、モバイルバッテリ４８の充電制御を行うための各ＦＥＴ７０のデューティ比を決定し、決定したデューティ比を含むＰＷＭ信号を電圧変換部５４に出力する。

電圧変換部５４では、入力されたＰＷＭ信号に基づいてＦＥＴ７０がオンオフすることにより、モバイルバッテリ４８側と補機用電池２２側との間で電圧変換を行う。これにより、ステップＳ１３において、補機用電池２２の電力が第３電力供給路４２（ダイオード３６）及び電圧変換部５４を介してモバイルバッテリ４８に供給され、該モバイルバッテリ４８が充電される。

なお、上記のように、補機用電池２２の電圧値が閾値以上である場合には、車両制御ＥＣＵ２０は、ＣＡＮ通信線３２を介してパワードライブユニット２８を制御する。これにより、パワードライブユニット２８は、駆動用電池１６から供給される電力を三相交流電力に変換し、変換後の三相交流電力を駆動モータ１４に供給する。この結果、駆動モータ１４は駆動し、電動車両１２を始動させることができる。

次に、補機用電池２２のバッテリ上がりが発生した場合の起動動作について説明する。

ステップＳ１１において、電圧検出回路６６の検出した電圧値が所定の閾値（例えば、１０．５Ｖ）未満である場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、制御回路５６は、補機用電池２２に車両制御ＥＣＵ２０を起動させるだけの容量がなく、バッテリ上がりが発生していると判定する。そして、制御回路５６は、ステップＳ１４において、モバイルバッテリ４８の電力により車両制御ＥＣＵ２０を起動させることを決定する。

図５は、ステップＳ１４の処理を具体的に図示したフローチャートである。

ステップＳ２１において、制御回路５６は、各電圧検出回路６０、６６が検出した電圧値、及び、各電流検出回路５８、６８が検出した電流値に基づき、モバイルバッテリ４８の放電制御を行うための各ＦＥＴ７０のデューティ比を決定し、決定したデューティ比を含むＰＷＭ信号を電圧変換部５４に出力する。

電圧変換部５４では、入力されたＰＷＭ信号に基づいてＦＥＴ７０がオンオフすることにより、モバイルバッテリ４８側と補機用電池２２側との間で電圧変換を行う。これにより、モバイルバッテリ４８の電力が電圧変換部５４及び第１電力供給路３８を介して車両制御ＥＣＵ２０に供給される。

これにより、ステップＳ２２において、車両制御ＥＣＵ２０は、スタートスイッチ４４からの起動信号と、モバイルバッテリ４８からの電力供給とを受けて起動する。なお、ダイオード３４、３６のカソードは、いずれも、第１電力供給路３８に接続されているため、モバイルバッテリ４８から補機用電池２２への電力供給（逆流）を阻止することができる。

ステップＳ２３において、起動した車両制御ＥＣＵ２０は、電動車両１２内の通信を開始し、各ユニットが正常か否かを判定する。正常でないと判定した場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、ステップＳ２４において、車両制御ＥＣＵ２０は、警告灯（補機１８）を点灯させ、電動車両１２に異常があることを運転者に注意喚起する。

一方、通信により正常と判定した場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、ステップＳ２５において、車両制御ＥＣＵ２０は、コンタクタ２６を順次オンさせる。これにより、駆動用電池１６は、コンタクタ２６を介して、パワードライブユニット２８及びＤＣ／ＤＣコンバータ３０に電力を供給することが可能となる。

ステップＳ２６において、車両制御ＥＣＵ２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０に制御信号を供給し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０による電圧変換動作を開始させる。これにより、ステップＳ２７において、駆動用電池１６からＤＣ／ＤＣコンバータ３０に供給された直流電圧が電圧変換され、変換後の直流電圧が補機用電池２２に供給されることにより、補機用電池２２が充電される（ステップＳ２８）。

また、ステップＳ２９において、車両制御ＥＣＵ２０がＣＡＮ通信線３２を介してパワードライブユニット２８を制御することにより、パワードライブユニット２８は、駆動用電池１６から供給される電力を三相交流電力に変換し、変換後の三相交流電力を駆動モータ１４に供給して駆動させる。この結果、電動車両１２を始動させ、当該電動車両１２を走行させることが可能となる。

一方、ステップＳ３０において、電圧検出回路６６は、補機用電池２２の電圧値を再度検出し、制御回路５６に出力する。

ステップＳ３１において、制御回路５６は、電圧検出回路６６の検出した電圧値が所定の閾値以上であるか否かを判定する。

電圧検出回路６６の検出した電圧値が閾値（例えば、１３．５Ｖ）以上である場合（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、制御回路５６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が正常に起動していると判定する。

ステップＳ３２において、制御回路５６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が正常に起動しているので、補機用電池２２から電圧変換部５４を介してモバイルバッテリ４８を充電することを決定する。そして、制御回路５６は、各電圧検出回路６０、６６が検出した電圧値、及び、各電流検出回路５８、６８が検出した電流値に基づき、モバイルバッテリ４８の充電制御を行うための各ＦＥＴ７０のデューティ比を決定し、決定したデューティ比を含むＰＷＭ信号を電圧変換部５４に出力する。

電圧変換部５４では、入力されたＰＷＭ信号に基づいてＦＥＴ７０がオンオフすることにより、モバイルバッテリ４８側と補機用電池２２側との間で電圧変換を行う。これにより、ステップＳ３３において、補機用電池２２の電力が第３電力供給路４２及び電圧変換部５４を介してモバイルバッテリ４８に供給され、該モバイルバッテリ４８が充電される。

なお、ステップＳ３１において、車両制御ＥＣＵ２０は、図示しない自らが備える電源電圧検出回路の検出した電圧値が閾値(例えば１３．５Ｖ)未満である場合（ステップＳ３１：ＮＯ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が正常に起動していないと判定し、警告灯（補機１８）を点灯させ、補機用電池２２のバッテリ上がりが解消されていないことを運転者に注意喚起する（ステップＳ２４）。

［第１実施形態の効果］
以上説明したように、第１実施形態に係る起動補助装置１０Ａにおいて、制御回路５６は、モバイルチャージャ４６と電動車両１２との接続検知と、補機用電池２２のバッテリ上がりの検知とを行う。そして、モバイルチャージャ４６と電動車両１２との接続が検知された状態において、補機用電池２２のバッテリ上がりを制御回路５６が検知した場合、外部電源であるモバイルバッテリ４８から第１電力供給路３８を介して車両制御ＥＣＵ２０に電力が供給される。これにより、車両制御ＥＣＵ２０が起動すれば、駆動用電池１６から駆動モータ１４への電力供給が開始され、電動車両１２を起動させることができる。

また、モバイルバッテリ４８の電力が低下している場合でも、モバイルチャージャ４６が備えるＵＳＢ端子４７に、ＵＳＢケーブル５１を介して、十分に充電された外部機器４９（例えば、スマートフォンやタブレット等）を接続することにより、外部機器４９の電力で電動車両１２を起動させることもできる。

従って、第１実施形態に係る起動補助装置１０Ａによれば、電動車両１２のシステムを大幅に変更することなく、且つ、高価な部品を追加することなく、補機用電池２２のバッテリ上がりの発生に対して、電動車両１２を簡単に起動させることができる。

また、補機用電池２２のバッテリ上がりが発生していないことを制御回路５６が検知した場合、補機用電池２２から第２電力供給路４０を介して車両制御ＥＣＵ２０に電力が供給され、車両制御ＥＣＵ２０を起動させることができる。このように、補機用電池２２から車両制御ＥＣＵ２０への本来の電力供給が実施されることにより、モバイルバッテリ４８の電力が不用意に消費されることを回避することができる。

また、起動補助装置１０Ａでは、駆動用電池１６又は補機用電池２２から第３電力供給路４２を介してモバイルバッテリ４８に電力供給を行うことが可能である。これにより、補機用電池２２がバッテリ上がりを起こしていない場合には、駆動用電池１６又は補機用電池２２から第３電力供給路４２を介してモバイルバッテリ４８が充電されるので、充電後のモバイルバッテリ４８により電動車両１２の電力を手軽に外部に持ち出すことが可能となる。

そして、モバイルバッテリ４８から補機用電池２２への電力の流れを防止する逆流防止部としてのダイオード３４、３６を第２電力供給路４０及び第３電力供給路４２にそれぞれ設ければ、補機用電池２２のバッテリ上がり時に、モバイルバッテリ４８から第１電力供給路３８を介して車両制御ＥＣＵ２０に電力を供給する際、ダイオード３４、３６によりモバイルバッテリ４８から補機用電池２２への電力の流れを阻止することができる。この結果、モバイルバッテリ４８から電動車両１２に持ち出される電力は、電動車両１２の起動に必要な最小限の電力となるので、外部からの僅かな電力で電動車両１２を起動させることができる。なお、少なくとも第２電力供給路４０及び第３電力供給路４２にダイオード３４、３６がそれぞれ設けられていれば、モバイルバッテリ４８から補機用電池２２への電力の流れを確実に阻止することができる。

また、ダイオード３４、３６は、整流作用を有し、順方向電圧以上でオンするので、電力の逆流を防止する回路を制御するための制御回路が不要となる。ダイオード３４、３６を追加する構成にすることで、補機用電池２２と車両制御ＥＣＵ２０との間の第１〜第３電力供給路３８〜４２において、リレーやスイッチ等の切替回路及びその制御回路を使う必要がなくなる。この結果、電動車両１２のコストをさらに低減させることができる。

さらに、ダイオード３４、３６がオン電圧の低いショットキーダイオードであれば、オン損失が低減され、車両制御ＥＣＵ２０の起動及びモバイルバッテリ４８の充電の電力損失を最小にすることができる。

また、モバイルチャージャ４６は、モバイルバッテリ４８と双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０とを備え、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０は、モバイルバッテリ４８と補機用電池２２との間で電圧変換を行う電圧変換部５４と、電圧変換部５４を制御する制御回路５６と、電圧変換部５４における補機用電池２２側の電圧を検出する電圧検出回路６６とを有する。この場合、第１電力供給路３８は、電圧変換部５４における補機用電池２２側と車両制御ＥＣＵ２０とを接続する。

モバイルバッテリ４８がスマートフォンやタブレットに利用される汎用のモバイルバッテリであれば、例えば、モバイルチャージャ４６を電動車両１２内に持ち込み、モバイルチャージャ４６と電動車両１２とを接続（例えば、ＵＳＢ接続）することができる。このように、モバイルチャージャ４６を電動車両１２にビルトインさせて、モバイルバッテリ４８から車両制御ＥＣＵ２０に必要最小限の電力を供給することで、車両制御ＥＣＵ２０を簡単に起動させることができる。この結果、補機用電池２２がバッテリ上がりを起こした場合でも、電動車両１２を簡単に起動することができる。

また、モバイルチャージャ４６にモバイルバッテリ４８が内蔵されているので、補機用電池２２がバッテリ上がりを起こしていない場合、モバイルバッテリ４８は、駆動用電池１６又は補機用電池２２で充電可能である。これにより、充電後、電動車両１２からモバイルチャージャ４６を取り外すことで、電動車両１２の電力を手軽に外部に持ち出すことができる。なお、モバイルチャージャ４６を取り外し、外部機器４９（例えば、スマートフォンやタブレット）をＵＳＢケーブル５１を介してＵＳＢ端子４７に接続した際には、スイッチ５２をオンすることにより、制御回路５６が起動し、外部機器４９への電力供給が可能となる。

［第２実施形態の説明］
次に、第２実施形態に係る起動補助装置１０Ｂについて、図６を参照しながら説明する。なお、起動補助装置１０Ｂにおいて、第１実施形態に係る起動補助装置１０Ａ（図１〜図５参照）と同じ構成要素については、同じ参照符号を付けて、その詳細な説明を省略し、以下同様とする。

起動補助装置１０Ｂは、第１電力供給路３８にダイオード７２（逆流防止部）が設けられている点で、第１実施形態に係る起動補助装置１０Ａとは異なる。この場合、ダイオード７２のアノードは、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ５０及びダイオード３６のカソードに接続されている。また、ダイオード７２のカソードは、車両制御ＥＣＵ２０及びダイオード３４のカソードに接続されている。ダイオード７２は、ダイオード３４、３６と同様に、オン電圧の低いショットキーダイオードであることが好ましい。

これにより、補機用電池２２のバッテリ上がり時には、ダイオード７２がオンし、必要最小限の僅かな電力をモバイルバッテリ４８から車両制御ＥＣＵ２０に供給して、車両制御ＥＣＵ２０を起動させることができる。さらに、ダイオード７２は、他の２つのダイオード３４、３６と協働して、モバイルバッテリ４８から補機用電池２２への電力の逆流を阻止することができる。

また、起動補助装置１０Ｂは、第１実施形態に係る起動補助装置１０Ａに対してダイオード７２を追加した構成であるため、モバイルバッテリ４８の充電時には、ダイオード３４から第１電力供給路３８を流れる電流を阻止することができる。その結果、ダイオード３４が備える電流容量を最小にすることができ、より小型のダイオードを選択することができる。

また、第２実施形態に係る起動補助装置１０Ｂは、第１実施形態に係る起動補助装置１０Ａの構成も有するので、起動補助装置１０Ａの各効果を容易に奏することができる。

［第３実施形態の説明］
次に、第３実施形態に係る起動補助装置１０Ｃについて、図７を参照しながら説明する。

起動補助装置１０Ｃは、小型の電動自動車（ＭＥＶ）に適用されるものであり、当該電動自動車である電動車両１２には、電源制御ユニット７４及び高圧バッテリ制御ＥＣＵ７６がさらに備わっている。

この場合、車両制御ＥＣＵ２０、電源制御ユニット７４及び高圧バッテリ制御ＥＣＵ７６は、いずれもＥＣＵであり、車両制御ＥＣＵ２０、パワードライブユニット２８、電源制御ユニット７４及び高圧バッテリ制御ＥＣＵ７６間は、ＣＡＮ通信線３２で接続されている。

起動補助装置１０Ｃでは、電源制御ユニット７４に第１電力供給路３８及び第２電力供給路４０が接続されている。そのため、スタートスイッチ４４から電源制御ユニット７４に起動信号が供給され、且つ、補機用電池２２又はモバイルバッテリ４８から電源制御ユニット７４に電力が供給されると、電源制御ユニット７４は起動する。そして、電源制御ユニット７４は、イグニッション信号を車両制御ＥＣＵ２０及び高圧バッテリ制御ＥＣＵ７６に供給して起動させる。

これにより、高圧バッテリ制御ＥＣＵ７６は、コンタクタ２６を順次オンオフさせ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を制御することができる。また、車両制御ＥＣＵ２０は、ＣＡＮ通信線３２を介して、パワードライブユニット２８を制御することができる。

第３実施形態に係る起動補助装置１０Ｃでも、電源制御ユニット７４及び高圧バッテリ制御ＥＣＵ７６が備わる点、すなわち、車両制御ＥＣＵ２０、電源制御ユニット７４及び高圧バッテリ制御ＥＣＵ７６が、起動補助装置１０Ａの車両制御ＥＣＵ２０の機能を分担して担っている点以外は、第１実施形態に係る起動補助装置１０Ａと同様の構成である。そのため、起動補助装置１０Ｃは、起動補助装置１０Ａの各効果を容易に奏することができる。

［第４実施形態の説明］
次に、第４実施形態に係る起動補助装置１０Ｄについて、図８を参照しながら説明する。

起動補助装置１０Ｄは、電動二輪車（２Ｒ−ＥＶ）に適用されるものであり、当該電動二輪車である電動車両１２には、車両制御ＥＣＵ２０に加え、高圧バッテリ制御ＥＣＵ７６がさらに備わっている。また、スタートスイッチ４４に代替して、キースイッチ７８が備わっている。

この場合も、車両制御ＥＣＵ２０及び高圧バッテリ制御ＥＣＵ７６は、いずれもＥＣＵであり、車両制御ＥＣＵ２０、パワードライブユニット２８及び高圧バッテリ制御ＥＣＵ７６間は、ＣＡＮ通信線３２で接続されている。

起動補助装置１０Ｄでは、運転者によるキースイッチ７８の操作によって、キースイッチ７８から車両制御ＥＣＵ２０に起動信号が供給され、且つ、補機用電池２２又はモバイルバッテリ４８から車両制御ＥＣＵ２０に電力が供給されると、車両制御ＥＣＵ２０は起動する。そして、車両制御ＥＣＵ２０は、イグニッション信号を高圧バッテリ制御ＥＣＵ７６に供給して起動させる。

これにより、高圧バッテリ制御ＥＣＵ７６は、コンタクタ２６をオンオフさせ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０を制御することができる。また、車両制御ＥＣＵ２０は、ＣＡＮ通信線３２を介して、パワードライブユニット２８を制御することができる。

第４実施形態に係る起動補助装置１０Ｄでも、高圧バッテリ制御ＥＣＵ７６が備わる点、すなわち、車両制御ＥＣＵ２０及び高圧バッテリ制御ＥＣＵ７６が、起動補助装置１０Ａの車両制御ＥＣＵ２０の機能を分担して担っている点以外は、第１実施形態に係る起動補助装置１０Ａと同様の構成である。そのため、起動補助装置１０Ｄは、起動補助装置１０Ａの各効果を容易に奏することができる。

また、第４実施形態では、電動車両１２が電動二輪車であり、第３実施形態の電動自動車と比較して、補機用電池２２の電圧で駆動する負荷が少なく、電動車両１２の起動時に必要とされる電力が少なくて済む。第４実施形態では、このような電動二輪車に対しても、起動補助装置１０Ｄを適用可能である。

なお、本発明は、上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。

１０Ａ〜１０Ｄ…起動補助装置 １２…電動車両
１４…駆動モータ １６…駆動用電池
１８…補機 ２０…車両制御ＥＣＵ
２２…補機用電池 ２６…コンタクタ
２８…パワードライブユニット ３０…ＤＣ／ＤＣコンバータ
３４、３６、７２…ダイオード ３８…第１電力供給路
４０…第２電力供給路 ４２…第３電力供給路
４４…スタートスイッチ ４６…モバイルチャージャ
４７…ＵＳＢ端子 ４８…モバイルバッテリ
４９…外部機器 ５０…双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ
５１…ＵＳＢケーブル ５２…スイッチ
５４…電圧変換部 ５６…制御回路
６０、６６…電圧検出回路 ７４…電源制御ユニット
７６…高圧バッテリ制御ＥＣＵ ７８…キースイッチ

Claims (7)

1. 電動車両の駆動源に電力を供給する駆動用電池と、前記電動車両の補機及びＥＣＵに電力を供給する補機用電池とを備え、前記ＥＣＵの起動により前記駆動用電池から前記駆動源への電力供給が開始される電動車両の起動補助装置において、
   起動用補助電池と、
   前記起動用補助電池と前記電動車両との接続を検知する接続検知部と、
   前記補機用電池のバッテリ上がりを検知するバッテリ上がり検知部と、
   前記補機用電池のバッテリ上がりを前記バッテリ上がり検知部が検知した場合、前記起動用補助電池から前記ＥＣＵに電力を供給する第１電力供給路と、
   を備えることを特徴とする電動車両の起動補助装置。
2. 請求項１記載の電動車両の起動補助装置において、
   前記補機用電池のバッテリ上がりが発生していないことを前記バッテリ上がり検知部が検知した場合、前記補機用電池から前記ＥＣＵに電力を供給する第２電力供給路をさらに備えることを特徴とする電動車両の起動補助装置。
3. 請求項２記載の電動車両の起動補助装置において、
   前記駆動用電池又は前記補機用電池から前記起動用補助電池に電力を供給する第３電力供給路をさらに備えることを特徴とする電動車両の起動補助装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動車両の起動補助装置において、
   前記電力供給路には、前記起動用補助電池から前記補機用電池への電力の流れを防止する逆流防止部が設けられていることを特徴とする電動車両の起動補助装置。
5. 請求項４記載の電動車両の起動補助装置において、
   前記逆流防止部は、ダイオードであることを特徴とする電動車両の起動補助装置。
6. 請求項５記載の電動車両の起動補助装置において、
   前記ダイオードは、ショットキーダイオードであることを特徴とする電動車両の起動補助装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動車両の起動補助装置において、
   前記起動用補助電池は、モバイルチャージャのモバイルバッテリであり、
   前記モバイルチャージャは、前記モバイルバッテリと、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータとを備え、
   前記双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記モバイルバッテリと前記電動車両との間で電圧変換を行う電圧変換部と、前記電圧変換部を制御する制御回路と、前記電圧変換部における前記電動車両側の電圧を検出する電圧検出回路とを備え、
   前記制御回路は、前記接続検知部及び前記バッテリ上がり検知部として機能し、
   前記第１電力供給路は、前記電圧変換部における前記電動車両側と前記ＥＣＵとを接続する電力供給路であることを特徴とする電動車両の起動補助装置。

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