JP2020127304A

JP2020127304A - 車両

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Publication number: JP2020127304A
Application number: JP2019018854A
Authority: JP
Inventors: 史之守屋; Fumiyuki Moriya; 裕太戸塚; Yuta Totsuka; 秀寛高木; Hidehiro Takagi
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2019-02-05
Filing date: 2019-02-05
Publication date: 2020-08-20
Anticipated expiration: 2039-02-05
Also published as: US20200247249A1; JP7249164B2; CN111532134A; US11097625B2

Abstract

【課題】バッテリの電力で機器を駆動しながらバッテリの充電を開始する場合でも、バッテリの電力を用いた機器の継続使用と、リレーの保護とを図ることのできる車両を提供する。【解決手段】この車両は、走行用の電力を蓄積するバッテリと、外部から充電用の電力を取り込む電力取込部と、バッテリから走行モータ以外の機器に電源を供給可能な電源機能部と、バッテリを電源ラインに接続又は切断する第１リレーと、電力取込部を電源ラインに接続又は切断する第２リレーと、第１リレーが接続状態のまま前記第２リレーを接続状態に切り替える第１切替制御を実行可能な制御部とを備える。そして、制御部は、第１切替制御で第２リレーを接続状態に切り替える際（ステップＳ１３）、電力取込部から入力される電力を用いて、第２リレーの前記電力取込部側と前記バッテリ側との電位差を低減させる（ステップＳ８）。【選択図】図２

Description

本発明は、走行用の電力を蓄積するバッテリと、外部からバッテリの充電用の電力を取り込む電力取込部とを有する車両に関する。

ＥＶ（Electric Vehicle）又はＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）などの車両は、走行用の電力を蓄積する大容量の高電圧バッテリを備える。高電圧バッテリは、エアコン又はナビゲーションシステムなどの車載機器の電源として使用されることがある。さらに、近年、車体の内外に設けられたコンセントからＡＣ電源を供給する利便性機能が実用化され、利便性機能の電源としても高電圧バッテリが用いられている。

このような車両は、外部電源から電力を取り込んで、高電圧バッテリの充電を行うことができる。充電の形式には、地上設備の送電コイルから非接触で電力を取り込む非接触充電形式と、充電コネクタを介して有線で電力を取り込む有線充電形式とがある。

一般に、高電圧バッテリを備える車両では、高電圧バッテリの電圧が無暗にシステムの電源ラインに出力されないよう、システムメインリレーを介して、電源ラインと高電圧バッテリとが切断可能とされる。また、高電圧バッテリを外部電源から充電可能な車両においては、電力取込部に、高電圧バッテリの電圧が必要なく出力されないよう、電圧取込部と電源ラインとが充電用リレーを介して切断可能とされる。

特許文献１には、高電圧バッテリと、高電圧バッテリと電源ラインとを断続するシステムメインリレーと、外部電源と接続されて高電圧バッテリを充電する充電器と、充電器と高電圧バッテリとを断続する外部充電リレーとを有する電動車両が開示されている。

国際公開第２０１１／０１６１３４号

高電圧バッテリを有する車両では、突入電流等の過大な電流がリレーに流れないよう、リレーの切替制御が行われる。例えば、充電用リレーを接続状態に切り替えて充電を開始するには、一旦、システムメインリレーを切断状態にして電源ラインから高電圧バッテリを切り離し、その後、充電用リレーを接続状態に切り替える。そして、再びシステムメインリレーを接続状態に切り替える。システムメインリレーには、その両端間の電圧を緩やかに変化させる保護機構が付加されているため、上記の手順により、充電用リレー及びシステムメインリレーの両方に過大な電流を流さずに、高電圧バッテリと電力取込部とを電源ラインを介して接続することができる。

しかしながら、車載機器又は利便性機能のコンセントに接続された電気機器が動作しているときに、高電圧バッテリの充電を行う場合、上記のようにリレーの切替制御を行うと、機器の電源が一時的に切れてしまうという課題が生じる。

本発明は、バッテリの電力で機器を駆動しながらバッテリの充電を開始する場合でも、バッテリの電力を用いた機器の継続使用と、リレーの保護とを図ることのできる車両を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、
走行用の電力を蓄積するバッテリと、
外部から充電用の電力を取り込む電力取込部と、
前記バッテリから走行モータ以外の機器に電源を供給可能な電源機能部と、
前記バッテリを電源ラインに接続又は切断する第１リレーと、
前記電力取込部を前記電源ラインに接続又は切断する第２リレーと、
前記第１リレーが接続状態のまま前記第２リレーを接続状態に切り替える第１切替制御を実行可能な制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第１切替制御で前記第２リレーを接続状態に切り替える際、前記電力取込部から入力される電力を用いて、前記第２リレーの前記電力取込部側と前記バッテリ側との電位差を低減させることを特徴とする車両である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両であって、
前記制御部は、前記第１切替制御において、更に、前記電源ラインに接続された負荷を増すことで、前記第２リレーの前記バッテリ側の電位を低下させることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の車両であって、
前記制御部は、前記バッテリの充電可能電力に基づいて、前記負荷を増すことにより前記バッテリ側の電位を低下させる処理の実行と非実行とを切り替えることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両であって、
前記制御部は、前記第１切替制御において、前記第２リレーの前記バッテリ側と前記電力取込部側との電位差を測定し、測定された前記電位差が所定範囲内であるときに、前記第２リレーを接続状態に切り替えることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両であって、
前記制御部は、前記第２リレーを接続状態に切り替える前に、前記電源機能部が使用中か否かを判定し、使用中である場合に、前記第１切替制御により前記第２リレーを切り替える一方、使用中でない場合に、別の切替制御により前記第２リレーを切り替えることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両であって、
前記電力取込部は、地上設備の送電コイルから非接触に電力を取り込む受電コイルを含み、
前記車両は、
前記送電コイルと前記受電コイルとの位置合わせ判定を行うために、前記地上設備に、前記送電コイルに充電電力の伝送時よりも低い励磁を行わせる第１励磁要求を行う充電制御部を、更に備え、
前記制御部は、前記第１切替制御において、前記地上設備に、前記第１励磁要求よりも大きくかつ充電電力の伝送時よりも低い励磁を行わせる第２励磁要求を行うことを特徴とする。

本発明によれば、第１切替制御により、第１リレーが接続状態のまま第２リレーが切断状態から接続状態に切り替えられるので、電源機能部の使用中にバッテリの充電が開始されても、機器への電力供給の中断なしに、電源機能部の使用を継続することができる。一方、第１リレー及び第２リレーの上記の切り替えを、何ら工夫なく行うと、第２リレーに大きな電流が流れる恐れがあるが、第１切替制御では、第２リレーの切り替えを行う際に、電力取込部から入力される電力を用いて、第２リレーの両端間の電位差が低減される。これにより、バッテリが電源ラインに接続された状態で第２リレーを接続しても、第２リレーに大きな電流が流れてしまうことを抑制できる。これらのことから、電源機能部の使用中にバッテリを充電する場合でも、電源機能部による機器の継続使用と、第２リレーの保護とを図ることができる。

本発明の実施形態の車両を示すブロック図である。充電制御部が実行する非接触充電移行処理の手順を示すフローチャートである。図２のステップＳ１２の電圧合わせ処理の詳細を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態の車両を示すブロック図である。

本発明の実施形態に係る車両１は、ＥＶ又はＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）などであり、走行用の電力を蓄積するバッテリ１１と、駆動輪を駆動する走行モータ１３と、バッテリ１１と走行モータ１３との間で電力を変換するインバータ１２とを備える。バッテリ１１は、走行モータ１３を駆動する高電圧を出力し、高電圧バッテリと呼んでもよい。バッテリ１１は、例えばリチウムイオン蓄電池又はニッケル水素蓄電池などの二次電池である。

車両１は、さらに、システムメインリレーＲ１、プリチャージ部ＰＣ及び電源ラインＬｂを備える。バッテリ１１は、システムメインリレーＲ１及びプリチャージ部ＰＣを介して電源ラインＬｂに接続される。プリチャージ部ＰＣは、システムメインリレーＲ１が切断状態のときに、システムメインリレーＲ１の両端間の電圧を緩やかに近づける機能を有する。バッテリ１１を電源ラインＬｂに接続するには、まず、プリチャージ部ＰＣが接続状態に切り替えられ、これによりシステムメインリレーＲ１の両端間の電位差が小さくされる。その後、システムメインリレーＲ１が接続状態に、プリチャージ部ＰＣが切断状態に切り替えられ、これにより、システムメインリレーＲ１に過大な電流が流れずに、システムメインリレーＲ１を切断状態から接続状態に切り替えることができる。以下、システムメインリレーＲ１を接続状態に切り替えると説明したときは、プリチャージ部ＰＣの上記の切り替えの動作が含まれるものとする。システムメインリレーＲ１は、本発明に係る第１リレーの一例に相当する。

車両１は、さらに、走行制御と各部の制御を行う車両制御部１５を備える。車両制御部１５は、１つのＥＣＵ（Electronic Control Unit）から構成されてもよいし、互いに連携して動作する複数のＥＣＵから構成されてもよい。車両制御部１５は、例えば、運転操作部（図示略のペダル、シフトレバー等）の操作に応じて、インバータ１２を駆動し、走行モータ１３を力行運転又は回生運転させる。これにより、運転操作に応じた車両１の走行が実現される。加えて、車両制御部１５は、電源機能部２５の始動制御と、システムメインリレーＲ１及びプリチャージ部ＰＣの切り替え制御とを行う。

車両１は、さらに、走行モータ１３以外の電気機器にバッテリ１１の電力を用いて電源電圧を供給可能な電源機能部２５を備える。電源機能部２５は、エアコン用インバータ２１及び車載インバータ２３を含む。エアコン用インバータ２１は、バッテリ１１の電力を変換してエアコン２２（コンプレッサ等）に駆動電流を送る。車載インバータ２３は、バッテリ１１の電力をＡＣ電源電圧に変換し、車内コンセント２４に出力する。車両１の搭乗者は、車載インバータ２３を駆動させることで、例えば家庭用の電気器具をコンセントに接続して使用することができる。図示を省略するが、車両１は、電源ラインＬｂに接続される負荷として、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）ヒータを備える。ＰＴＣヒータは空調用の冷媒又はバッテリ１１を温めるヒータであり、ヒータスイッチを介して電源ラインＬｂに接続される。

なお、車内コンセント２４の代わりに、あるいは、車内コンセント２４に加えて、車載インバータ２３には、車両１の近傍（車室外）で電気器具を使用できる車外コンセント又は宅内のコンセントが接続されていてもよい。あるいは、電源機能部２５は、車載インバータ２３の代わりに、外付け用のインバータを接続可能なコネクタ及びリレーを備えていてもよい。そして、コネクタに外付け用のインバータが接続され、リレーがオンにされることで、車両制御部１５の制御により、電源ラインＬｂからインバータへ電力が供給され、外付け用のインバータから車外コンセントへＡＣ電源電圧が出力されるように構成されてもよい。また、外付け用のインバータから家庭のコンセントへＡＣ電源電圧が出力されるように構成されてもよい。車両１から車外へＡＣ電源電圧を供給する構成はＶ２Ｌ（Vehicle to Load）であり、車両１から宅内へＡＣ電源電圧を供給する構成はＶ２Ｈ（Vehicle to Home）である。このような構成により、車両１のユーザは、車両１の近傍又は家庭で、車両１から供給される電力を用いて電気器具を使用することができる。

車両１は、さらに、地上設備１００から非接触に電力を取り込む非接触充電機構３０を備える。非接触充電機構３０は、受電コイル３１、整流器３２、電圧センサＤ１、Ｄ２、無線通信を行う通信部３３、充電制御部３４及び充電用リレーＲ２を備える。受電コイル３１は、地上設備１００の送電コイル１０３と対向した状態で、電磁的な結合又は電磁的な共鳴により送電コイル１０３から電力を受けることができる。整流器３２は、受電コイル３１から出力される交流電流を整流し、電源ラインＬｂ側へ送る。充電用リレーＲ２は、整流器３２と電源ラインＬｂとを接続状態と切断状態とに切り替える。電圧センサＤ１、Ｄ２は、充電用リレーＲ２の電源ラインＬｂ側の電圧と、整流器３２側の電圧とを検出し、検出値を充電制御部３４へ送る。

充電制御部３４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵが実行する制御プログラム及び制御データを格納した記憶部、並びに、ＣＰＵがデータを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）を有するＥＣＵである。充電制御部３４は、通信部３３を介して地上設備１００と通信を行い、かつ、整流器３２から電圧情報を受けて、非接触充電の制御を行う。非接触充電の制御には、充電用リレーＲ２の切替制御が含まれる。充電制御部３４は、通信ラインＬｃを介した通信を行って、車両制御部１５と連携する。すなわち、充電制御部３４は、車両制御部１５を介してシステムメインリレーＲ１の切替制御を行うことができる。

車両１は、さらに、ダッシュボード等に設けられた非接触充電移行スイッチ３６を備える。車両１の搭乗者は、非接触充電移行スイッチ３６を操作することで、充電制御部３４へ非接触充電への移行の指令を送ることができる。

なお、車両制御部１５と充電制御部３４とは通信ラインＬｃを介した通信により連携するので、図１の例に示される車両制御部１５の処理の一部（例えばシステムメインリレーＲ１の切替制御）は、充電制御部３４が行ってもよい。逆に、図１の例に示される充電制御部３４の処理の一部（例えば非接触充電移行スイッチ３６からの信号入力、充電用リレーＲ２の切替制御）は、車両制御部１５が行ってもよい。また、車両制御部１５と充電制御部３４とは、別構成とせずに、一組の制御部として統合されてもよい。

地上設備１００は、非接触に電力を伝送する送電コイル１０３と、外部電源の電力を変換して送電コイル１０３へ出力するインバータ１０２と、車両１の充電制御部３４と通信可能な通信部１０６と、インバータ１０２を駆動制御する地上設備制御部１０５とを備える。車両１の充電制御部３４は、通信部３３、１０６による無線通信を介して、地上設備制御部１０５へ、送電コイル１０３の励磁要求を送ることができる。

＜非接触充電移行処理＞
続いて、非接触充電機構３０を用いてバッテリ１１を充電する非接触充電処理について説明する。非接触充電処理は、車両１の状態を電力伝送可能な状態まで遷移させる非接触充電移行処理と、非接触に電力を伝送してバッテリ１１を実際に充電する電力伝送処理とを含む。非接触充電処理の際、車両１の搭乗者は、電源機能部２５を利用して、エアコン２２又は何らかの電気機器を使用している場合と、電源機能部２５が使用されていない場合とがある。電気機器の使用中、電源機能部２５が停止して、使用中の電気機器が停止すると、搭乗者に違和感を与えてしまう。

図２は、充電制御部が実行する非接触充電移行処理の手順を示すフローチャートである。図３は、図２のステップＳ１２の電圧合わせ処理の詳細を示すフローチャートである。

非接触充電移行処理は、車両１が地上設備１００の近傍にあるときに、運転者が非接触充電移行スイッチ３６を操作することで開始される。この処理が開始されると、まず、充電制御部３４は、通信部３３を介して地上設備制御部１０５と通信し、地上設備制御部１０５に位置合わせ用の励磁を要求する（ステップＳ１）。位置合わせ用の励磁は、受電コイル３１を送電コイル１０３に位置合わせするための励磁であり、充電時の励磁と比較して非常に小さい強度を有する。ステップＳ１の励磁の要求は、本発明に係る第１励磁要求の一例に相当する。

ステップＳ１の要求に基づき、位置合わせ用の励磁がなされると、充電制御部３４は、位置合わせ処理を実行する（ステップＳ２）。位置合わせ処理において、充電制御部３４は、整流器３２に生じる誘導起電力を監視しつつ、運転者に車両１を移動するよう誘導するかあるいは自動運転機能に指令を送ることで、受電コイル３１を送電コイル１０３に対向する位置に合わせる。充電制御部３４の誘導により、受電コイル３１に所定の大きさの誘導起電力が生じた状態で車両１が停止したら、充電制御部３４は、通信部３３を介して地上設備制御部１０５と通信し、地上設備制御部１０５に励磁の終了を要求する（ステップＳ３）。これにより、一旦、送電コイル１０３の励磁が終了する。

次に、充電制御部３４は、車両制御部１５に問い合わせを行って、電源機能部２５が使用中か否かを判別する（ステップＳ３）。その結果、電源機能部２５が使用中でなければ、充電制御部３４は、通常方式のリレー切替処理（ステップＳ５〜Ｓ７）により、受電コイル３１及び整流器３２を電源ラインＬｂに接続する。すなわち、充電制御部３４は、まず、車両制御部１５を介してシステムメインリレーＲ１を切断状態に切り替え（ステップＳ５）、電源ラインＬｂの電圧が低下したら充電用リレーＲ２を接続する（ステップＳ６）。加えて、充電制御部３４は、車両制御部１５を介してシステムメインリレーＲ１を接続状態に切り替える（ステップＳ７）。ステップＳ７の切り替えでは、上述したプリチャージ部ＰＣの機能により、各部に突入電流などの過大な電流が流れることが抑制される。ステップＳ５〜Ｓ７の通常形式のリレー切替処理が完了したら、充電制御部３４は、非接触充電移行処理を終了し、電力伝送処理へ処理を移行する。

一方、ステップＳ４の判別の結果、電源機能部２５が使用中であれば、充電制御部３４は、別方式のリレー切替処理（ステップＳ８〜Ｓ１３）により、受電コイル３１及び整流器３２を電源ラインＬｂに接続する。ステップＳ８〜Ｓ１３のリレー切替処理を、以下では、「第１方式のリレー切替処理」と呼ぶ。第１方式のリレー切替処理は、本発明の係る第１切替制御の一例に相当する。

第１方式のリレー切替処理では、まず、充電制御部３４は、通信部３３を介した通信により、地上設備制御部１０５に、電圧合わせ用の励磁を要求する（ステップＳ８）。この励磁は、位置合わせ用の励磁よりも大きく、電力伝送時の励磁よりも小さい。この励磁は、充電用リレーＲ２の整流器３２側の電圧を電源ラインＬｂと同等な電圧まで上昇させる大きさに、予め設定されている。充電用リレーＲ２は切断されているので、電力伝送時の励磁よりも小さい励磁であっても、充電用リレーＲ２の整流器３２側の電圧が比較的に大きく上昇する。

次に、充電制御部３４は、車両制御部１５と連携して電源機能部２５の出力が安定している期間か判別し（ステップＳ９）、安定しているときに、電圧センサＤ１、Ｄ２の出力から充電用リレーＲ２の両端間の電位差を計測する（ステップＳ１０）。そして、電源機能部２５は、計測された電位差が所定範囲内か否かを判別する（ステップＳ１１）。ここで、所定範囲には、第２リレーＲ２を接続状態に切り替えたときに、第２リレーＲ２に過大な電流が流れない電圧範囲が設定されればよい。そして、ステップＳ１１の判別で、電位差が所定範囲内にあると判別されたら、そのタイミングで、充電制御部３４は、充電用リレーＲ２を接続状態に切り替える（ステップＳ１３）。

一方、ステップＳ１１の判別処理で、電位差が所定範囲内にないと判別されたら、充電制御部３４は、ステップＳ１２の電圧合わせ処理を実行する（ステップＳ１２）。図３に示すように、電圧合わせ処理では、まず、充電制御部３４は、整流器３２側の電圧が低いか否かを判別し（ステップＳ２１）、否であれば、通信部３３を介した通信により、地上設備制御部１０５に送電コイル１０３の励磁を低減するように要求する（ステップＳ２３）。ここで、充電制御部３４は、予め定められた一段分の量の低減を要求してもよいし、ステップＳ２１で比較された電位差に応じて、この電位差を解消する量の低減を要求してもよい。ステップＳ２３で、励磁の低減を要求したら、充電制御部３４は、電圧合わせ処理を終了して、非接触充電移行処理（図２)のステップＳ９へ処理を戻す。

一方、ステップＳ２１の判別で整流器３２側の電圧が高いと判別されたら、充電制御部３４は、バッテリ１１の充電可能電力Ｗｉｎが予め設定された閾値以下であるか判別する（ステップＳ２２）。充電可能電力Ｗｉｎの情報は、図示略のバッテリ１１の管理部（バッテリコントロールユニット）が、バッテリ１１の温度及び電圧などの各種の状態情報から計算し、保持している。充電制御部３４は、通信ラインＬｃを介して、バッテリ１１の管理部から充電可能電力Ｗｉｎを取得することができる。充電可能電力Ｗｉｎとは、バッテリ１１に流すことが可能な充電電力の制限値を意味する。例えば、バッテリ１１が冷えている場合、あるいは、充電率が高い場合に、充電可能電力Ｗｉｎが小さくなる。充電可能電力Ｗｉｎが小さいときは、整流器３２側の電圧が高い状態で充電用リレーＲ２が接続されると、非接触充電機構３０からバッテリ１１へ送られる電力が、充電可能電力Ｗｉｎを超過する可能性が生じる。このため、整流器３２側の電圧は高くしない方が好ましい。

ステップＳ２２の判別の結果、充電可能電力Ｗｉｎが閾値より大きければ、充電制御部３４は、通信部３３を介した通信により、地上設備制御部１０５に送電コイル１０３の励磁を増加するように要求する（ステップＳ２４）。ここで、充電制御部３４は、予め定められた一段分の量の増加を要求してもよいし、ステップＳ２１で比較された電位差に応じて、この電位差を解消する量の増加を要求してもよい。ステップＳ２４で、励磁の増加を要求したら、充電制御部３４は、電圧合わせ処理を終了し、非接触充電移行処理（図２）のステップＳ９へ処理を戻す。

一方、ステップＳ２２の判別の結果、充電可能電力Ｗｉｎが閾値以下であれば、充電制御部３４は、車両制御部１５への要求により、例えば、ヒータを駆動したり、駆動輪を切り離して走行モータ１３だけ駆動したり、あるいは、エアコン２２の駆動量を増したりすることで、電源ラインＬｂに接続されている負荷を増加する（ステップＳ２５）。これにより、充電用リレーＲ２の電源ラインＬｂ側の電圧が低下し、充電用リレーＲ２の両端間の電位差を小さくすることができる。ステップＳ２５で、負荷を増加したら、充電制御部３４は、電圧合わせ処理を終了して、非接触充電移行処理（図２）のステップＳ９へ処理を戻す。

以上のような電圧合わせ処理により、充電用リレーＲ２の両端間の電位差が所定範囲以上である場合でも、この電位差を小さくすることができる。そして、非接触充電移行処理（図２）において、ステップＳ９〜Ｓ１２のループ処理が繰り返されることで、充電用リレーＲ２の両端間の電位差が所定範囲内に縮小され、この状態で、充電用リレーＲ２に過大な電流が流れないように、充電用リレーＲ２を接続状態に切り替えることができる。

非接触充電移行処理が完了したら、充電制御部３４は、処理を電力伝送処理へ移行し、送電コイル１０３が電力伝送用に励磁される。この励磁により、受電コイル３１、整流器３２、充電用リレーＲ２及びシステムメインリレーＲ１を介してバッテリ１１に充電電流が送られる。また、充電前、電源機能部２５から電力を受けて電気機器を使用している場合でも、電力供給が中断されずに電気機器の使用を継続することができる。

以上のように、本実施形態の車両１によれば、充電制御部３４は、第１方式のリレー切替処理（図２のステップＳ８〜Ｓ１３）により、システムメインリレーＲ１が接続状態のまま充電用リレーＲ２を接続状態へ切り替えることができる。さらに、第１方式のリレー切替処理（ステップＳ８〜Ｓ１３）において充電制御部３４は、地上設備１００から取り込んだ電力を使用して、充電用リレーＲ２の電源ラインＬｂ側と、整流器３２側との電位差を低減させる。そして、電位差が低減した状態で、充電用リレーＲ２が接続状態に切り替えられる。したがって、電源機能部２５の利用中に充電を開始する場合でも、電源機能部２５の電力供給を中断せずに、バッテリ１１の充電を開始することができる。さらに、充電用リレーＲ２の状態を切り替えたときに、充電用リレーＲ２に大きな電流が流れないよう、充電用リレーＲ２を保護することができる。

バッテリ１１の充電形式が、非接触充電の場合、充電の開始時に運転者又は搭乗者が車室内に残っていることが多く、バッテリ１１の充電開始時に、運転者又は搭乗者が電源機能部２５の電力で電気機器を使用している状況が多く生じえる。このため、上記の第１方式のリレー切替処理により、電源機能部２５が一時停止することなく非接触充電を開始できることは、より効果的である。

また、第１方式のリレー切替処理（ステップＳ８〜Ｓ１３）によれば、システムメインリレーＲ１の切断と、プリチャージ部ＰＣによるプリチャージの動作が不要であるので、従来のリレー切替方式と比較して、短時間で充電用リレーＲ２を接続し、システムを充電可能な状態に遷移させることができる。さらに、システムメインリレーＲ１とプリチャージ部ＰＣの動作が不要な分、システムメインリレーＲ１とプリチャージ部ＰＣの経時劣化を低減できる。

さらに、本実施形態の車両１によれば、電圧合わせ処理（図３）の際、充電制御部３４は、電源ラインＬｂに接続された負荷を大きくすることで、充電用リレーＲ２の両端間の電位差を小さくする（ステップＳ２５）。このような処理の併合により、整流器３２側の電圧を過度に高くしたくないような場合でも、電源ラインＬｂ側の電位を下げて、充電用リレーＲ２の両端間の電位差を小さくすることができる。

さらに、本実施形態の車両１によれば、充電制御部３４は、バッテリ１１の充電可能電力Ｗｉｎに基づいて、電源ラインＬｂに接続された負荷を増減する制御の実行と非実行とを切り替える（図３のステップＳ２２）。したがって、バッテリ１１の充電可能電力Ｗｉｎが小さいときに、電源ラインＬｂ側の電圧を低下させて、充電用リレーＲ２の両端間の電位差を小さくしつつ、バッテリ１１に大きな充電電流が流れ込むことを抑制できる。

さらに、本実施形態の車両１によれば、充電制御部３４は、充電用リレーＲ２を接続状態に切り替える前、電源機能部２５が使用中か否かを判定する（図２のステップＳ４）。そして、使用中の場合は、第１方式のリレー切替処理（ステップＳ８〜Ｓ１３）により、システムメインリレーＲ１を接続したまま、充電用リレーＲ２を接続状態に切り替える。一方、電源機能部２５が使用中でなければ、通常方式のリレー切替処理（ステップＳ５〜Ｓ７）を実行する。したがって、システムメインリレーＲ１を切断してもよいような状況では、電圧合わせ処理を省くことができる。

さらに、本実施形態の車両１によれば、充電制御部３４は、第１方式のリレー切替処理（ステップＳ８〜Ｓ１３）において、地上設備１００に電力伝送時よりも小さく、位置合わせ時よりも大きな励磁の要求を行う（ステップＳ８）。これにより、非接触充電を行う際に、第２リレーＲ２の整流器３２側の電位を上昇させて、第２リレーＲ２の両端間の電位差を小さくすることができる。ステップＳ８の励磁の要求は、本発明に係る第２励磁要求の一例に相当する。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限らない。例えば、車両には、エアコン用インバータ及びヒータスイッチなど、電力供給の中断が許容される電源機能部と、車載インバータのように電力供給の中断が許容されない機器が接続される可能性のある電源機能部とが含まれる場合がある。上記実施形態では、エアコン用インバータ、車載インバータ及びヒータスイッチの全てを、本発明に係る電源機能部とみなし、これらのいずれかが使用中であれば、第１方式のリレー切替処理（ステップＳ８〜Ｓ１３）が選択される構成を示した。しかし、このような電源機能部のうち、例えば電力供給の中断が許容されない場合が生じる特定の一部の電源機能部のみを、本発明の電源機能部とみなしてもよい。そして、特定の一部の電源機能部が使用中である場合に、第１方式のリレー切替処理（ステップＳ８〜Ｓ１３）が選択され、特定の一部の電源機能部が使用中でなければ、通常方式のリレー切替処理（ステップＳ５〜Ｓ７）が選択されるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、充電用リレーＲ２の両端間の電位差を測定するために、専用の電圧センサＤ１、Ｄ２を設けた構成を示したが、例えば電圧センサＤ１の代わりに、インバータ１２内の電圧センサ又はバッテリ１１の電圧センサが流用されてもよい。また、電圧センサＤ２は、整流器３２内あるいは受電コイル３１内に設けられてもよいし、電圧センサＤ２の代わりに、送電コイルの励磁の強度情報等から整流器３２側の電圧を推定する構成が採用されてもよい。

また、上記実施形態で示した制御処理のうち、例えば、図２のステップＳ４〜Ｓ７を省いて、電源機能部の使用又は不使用に関わらずに、第１方式のリレー切替処理が行われるようにしてもよい。また、第１方式のリレー切替処理において、ステップＳ９〜Ｓ１２の電位差を確認しかつ調整する処理を省いて、電圧合わせ用の励磁のみで充電用リレーの両端の電位差を小さくする制御を完了させてもよい。また、電圧合わせ処理においても、ステップＳ２２、Ｓ２５を省いて、励磁の増減のみで電圧合わせを行ってもよい。

また、上記実施形態では、本発明に係る電力取込部として、非接触に電力伝送を行う構成を一例として示した。しかし、本発明に係る電力取込部としては、有線接続により外部電源から電力を伝送する構成が適用されてもよい。例えば、外部からＤＣ電源電圧を取り込んでバッテリを充電する車両においては、ＤＣ電源電圧が入力される電力取込部として、非接触充電機構における受電コイル及び整流器が有線の電力線に変わり、通信部が有線方式に変わった構成が適用され、その他の構成要素は、非接触充電機構とほぼ同様である。したがって、ＤＣ電源から有線接続によりバッテリを充電する車両においても、実施形態と同様の構成及び制御方法により、本発明を適用できる。その他、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１車両
１１バッテリ
１２インバータ
１３走行モータ
１５車両制御部
２１エアコン用インバータ
２３車載インバータ
２４車内コンセント
２５電源機能部
３１受電コイル（電力取込部）
３２整流器（電力取込部）
３４充電制御部
３６非接触充電移行スイッチ
Ｌｂ電源ライン
Ｌｃ通信ライン
Ｒ１システムメインリレー（第１リレー）
Ｒ２充電用リレー（第２リレー）
ＰＣプリチャージ部
１００地上設備
１０３送電コイル

Claims

走行用の電力を蓄積するバッテリと、
外部から充電用の電力を取り込む電力取込部と、
前記バッテリから走行モータ以外の機器に電源を供給可能な電源機能部と、
前記バッテリを電源ラインに接続又は切断する第１リレーと、
前記電力取込部を前記電源ラインに接続又は切断する第２リレーと、
前記第１リレーが接続状態のまま前記第２リレーを接続状態に切り替える第１切替制御を実行可能な制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第１切替制御で前記第２リレーを接続状態に切り替える際、前記電力取込部から入力される電力を用いて、前記第２リレーの前記電力取込部側と前記バッテリ側との電位差を低減させることを特徴とする車両。
前記制御部は、前記第１切替制御において、更に、前記電源ラインに接続された負荷を増すことで、前記第２リレーの前記バッテリ側の電位を低下させることを特徴とする請求項１記載の車両。
前記制御部は、前記バッテリの充電可能電力に基づいて、前記負荷を増すことにより前記バッテリ側の電位を低下させる処理の実行と非実行とを切り替えることを特徴とする請求項２記載の車両。
前記制御部は、前記第１切替制御において、前記第２リレーの前記バッテリ側と前記電力取込部側との電位差を測定し、測定された前記電位差が所定範囲内であるときに、前記第２リレーを接続状態に切り替えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両。
前記制御部は、前記第２リレーを接続状態に切り替える前に、前記電源機能部が使用中か否かを判定し、使用中である場合に、前記第１切替制御により前記第２リレーを切り替える一方、使用中でない場合に、別の切替制御により前記第２リレーを切り替えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両。
前記電力取込部は、地上設備の送電コイルから非接触に電力を取り込む受電コイルを含み、
前記車両は、
前記送電コイルと前記受電コイルとの位置合わせ判定を行うために、前記地上設備に、前記送電コイルに充電電力の伝送時よりも低い励磁を行わせる第１励磁要求を行う充電制御部を、更に備え、
前記制御部は、前記第１切替制御において、前記地上設備に、前記第１励磁要求よりも大きくかつ充電電力の伝送時よりも低い励磁を行わせる第２励磁要求を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の車両。