JP4655950B2 - 電動車両 - Google Patents

Description

この発明は、電動車両に関し、特に、車両の停止モード時、車両に搭載された発電装置によって発電された電力または車両の外部から与えられる電力によって蓄電装置を充電可能な電動車両に関する。

特開平７−３０４３３８号公報（特許文献１）は、電気自動車に搭載されたバッテリを走行時に限らず外部充電時においても確実に冷却可能な冷却装置を開示する。この冷却装置においては、車両の停止モード時、バッテリの外部充電中にバッテリ温度が所定温度よりも高くなると、バッテリを冷却する車載冷却手段が作動する。

この冷却装置によれば、バッテリを外部充電させる際にも、バッテリ温度の上昇が確実に回避されるので、バッテリの劣化を大幅に抑制することができる（特許文献１参照）。
特開平７−３０４３３８号公報 特開２００２−３７４６０２号公報 特開平１０−２８４１３７号公報

車両システムが停止した停止モード時に蓄電装置（バッテリやキャパシタなど）を充電する場合、蓄電装置の状態（温度や充電状態（State of Charge：ＳＯＣ）など）を監視するために電池ＥＣＵ（Electronic Control Unit）を起動する必要がある。そして、電池ＥＣＵが起動されれば、電池ＥＣＵにより電力が消費される。

ここで、電池ＥＣＵは、蓄電装置の状態を監視するために起動されるにすぎないので、少なくとも常時起動しておく必要はない。そして、電池ＥＣＵの起動頻度を必要最小限に抑えることができれば、より効率的に充電することができる。

特開平７−３０４３３８号公報に開示される冷却装置は、外部充電時におけるバッテリの冷却性を確保できる点で有用ではあるが、外部充電時における、電池ＥＣＵに相当する制御手段の起動状態および消費電力については、特開平７−３０４３３８号公報では特に考慮されていない。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、車両の停止モード時に蓄電装置を充電する場合、蓄電装置の状態を適切に監視しつつ、蓄電装置の状態を監視する装置の起動頻度を必要最小限に抑えた電動車両を提供することである。

この発明によれば、電動車両は、蓄電装置と、車両に搭載された発電装置によって発電された電力または車両の外部から与えられる電力を受けて蓄電装置を充電する充電装置と、与えられる指令に従って起動され、蓄電装置の状態を監視可能な蓄電制御装置と、車両の停止モード時、充電装置による蓄電装置の充電を制御し、充電制御時、所定の間隔で蓄電制御装置を起動する充電制御装置とを備える。充電制御装置は、充電制御時、蓄電装置の状態に応じて蓄電制御装置の起動間隔を変更する。

好ましくは、蓄電制御装置は、蓄電装置の温度を監視する。充電制御装置は、蓄電装置の温度が低いほど、蓄電制御装置の起動間隔を長くする。

また、好ましくは、蓄電制御装置は、蓄電装置の温度を監視する。充電制御装置は、蓄電装置の温度上昇勾配が小さいほど、蓄電制御装置の起動間隔を長くする。

また、好ましくは、蓄電制御装置は、蓄電装置の温度を監視する。充電制御装置は、蓄電装置の温度が低く、かつ、蓄電装置の温度上昇勾配が低いほど、蓄電制御装置の起動間隔を長くする。

好ましくは、充電制御装置は、充電制御の開始後、所定時間遅れて蓄電制御装置を起動する。

好ましくは、発電装置は、太陽電池を含む。
また、好ましくは、車両の外部から与えられる電力は、商用電源からの電力である。

好ましくは、電動車両は、車両に搭載された補機類へ電力を供給する補機用蓄電装置と、与えられる指令に従って起動され、蓄電装置からの電力を補機用蓄電装置の電圧レベルに変換して補機用蓄電装置へ出力する電圧変換装置とをさらに備える。充電制御装置は、充電制御時、補機用蓄電装置の充電状態（ＳＯＣ）がその低下を示すしきい値まで低下すると電圧変換装置を起動する。

さらに好ましくは、充電制御装置は、充電制御時、補機類による消費電力が蓄電装置の充電電力を上回ると、充電装置による蓄電装置の充電を停止させる。

好ましくは、電動車両は、与えられる指令に従って車室内の空気および車外の空気のいずれかを選択して蓄電装置へ供給可能なように構成された切替装置と、車室内の温度および車外の温度を検出する温度検出装置とをさらに備える。充電制御装置は、充電制御時、車室内および車外のうち温度の低い方の空気が蓄電装置へ供給されるように切替装置へ指令を与える。

この発明においては、車両の停止モード時に蓄電装置の充電が行なわれる場合、充電制御装置は、蓄電装置の状態に応じて蓄電制御装置の起動間隔を変更するので、蓄電装置の状態に応じて蓄電制御装置の起動頻度が調整される。

したがって、この発明によれば、蓄電装置の状態を適切に監視しつつ、蓄電制御装置の起動頻度を必要最小限に抑えることが可能となる。その結果、蓄電制御装置の消費電力が抑えられ、効率的な充電が実現される。

また、この発明においては、充電制御時、充電制御装置は、補機用蓄電装置のＳＯＣが低下すると電圧変換装置を起動するので、蓄電装置からの電力を用いて補機用蓄電装置が充電される。

したがって、この発明によれば、補機用蓄電装置のＳＯＣが低下して補機が動作不能になるのを防止することができる。

また、この発明においては、充電制御時、切替装置は、充電制御装置から与えられる指令に従って、車室内および車外のうち温度の低い方の空気を蓄電装置へ供給する。

したがって、この発明によれば、蓄電装置を効果的に冷却することができる。

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返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電動車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド自動車１００は、主蓄電装置Ｂ１と、インバータ１２，１４と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、ＨＶ−ＥＣＵ１６と、エンジンＥＮＧと、動力分割機構１８と、リダクションギヤ２０と、ドライブシャフト２２と、前輪ＦＲ，ＦＬと、後輪ＲＲ，ＲＬとを備える。また、ハイブリッド自動車１００は、太陽電池２４と、コンバータ２６と、充電制御ＥＣＵ２８と、電池ＥＣＵ３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２と、補機用蓄電装置Ｂ２と、冷却ファン３４とをさらに備える。

動力分割機構１８は、エンジンＥＮＧとモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、動力分割機構１８としては、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。そして、この３つの回転軸がエンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各回転軸にそれぞれ接続され、モータジェネレータＭＧ２の回転軸がリダクションギヤ２０によってドライブシャフト２２に結合される。

そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧによって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジンＥＮＧの始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド自動車１００に組込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、前輪ＦＲ，ＦＬを駆動する電動機としてハイブリッド自動車１００に組込まれる。

主蓄電装置Ｂ１は、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。主蓄電装置Ｂ１は、インバータ１２，１４およびＤＣ／ＤＣコンバータ３２へ直流電力を供給する。また、車両が走行モードのとき、主蓄電装置Ｂ１は、エンジンＥＮＧの出力を用いてモータジェネレータＭＧ１により発電された電力および回生制動時にモータジェネレータＭＧ２により発電された電力によって充電される。さらに、車両が走行モードまたは停止モードのとき、主蓄電装置Ｂ１は、太陽電池２４により発電された電力によって充電される。

なお、「走行モード」は、図示されないイグニッションキー（または車両システムを起動／停止するためのパワースイッチ、以下同じ。）がオン状態であって車両が走行可能なときの車両状態であり、「停止モード」は、イグニッションキーがオフ状態であって車両が走行可能でないときの車両状態である。なお、主蓄電装置Ｂ１として、大容量のキャパシタを用いてもよい。

インバータ１２は、エンジンＥＮＧの出力を用いてモータジェネレータＭＧ１が発電した３相交流電圧をＨＶ−ＥＣＵ１６からの制御信号に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を主蓄電装置Ｂ１へ出力する。また、インバータ１２は、エンジンＥＮＧの始動時、ＨＶ−ＥＣＵ１６からの制御信号に基づいて、主蓄電装置Ｂ１から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ１へ出力する。

インバータ１４は、ＨＶ−ＥＣＵ１６からの制御信号に基づいて、主蓄電装置Ｂ１から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ２へ出力する。また、インバータ１４は、車両の回生制動時、モータジェネレータＭＧ２が発電した３相交流電圧をＨＶ−ＥＣＵ１６からの制御信号に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を主蓄電装置Ｂ１へ出力する。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、３相交流電動機であり、たとえば３相交流同期電動機から成る。モータジェネレータＭＧ１は、エンジンＥＮＧの出力を用いて３相交流電圧を発生し、その発生した３相交流電圧をインバータ１２へ出力する。また、モータジェネレータＭＧ１は、インバータ１２から受ける３相交流電圧によって駆動力を発生し、エンジンＥＮＧの始動を行なう。モータジェネレータＭＧ２は、インバータ１４から受ける３相交流電圧によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータＭＧ２は、車両の回生制動時、前輪ＦＲ，ＦＬの回転力を用いて３相交流電圧を発生し、その発生した３相交流電圧をインバータ１４へ出力する。

ＨＶ−ＥＣＵ１６は、イグニッションキーからの信号ＩＧに基づいて、車両が走行モードであるか停止モードであるかを判定する。そして、ＨＶ−ＥＣＵ１６は、走行モード時、インバータ１２，１４を駆動するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をインバータ１２，１４へ出力する。

また、ＨＶ−ＥＣＵ１６は、太陽電池２４による主蓄電装置Ｂ１の充電が行なわれるとき、充電制御の実行を指示する指令を生成して充電制御ＥＣＵ２８へ出力する。なお、太陽電池２４による主蓄電装置Ｂ１の充電は、たとえば、太陽電池２４による主蓄電装置Ｂ１の充電を指示する充電ボタン（図示せず）が利用者によって操作されたり、停止モード時に主蓄電装置Ｂ１のＳＯＣが低下しているときに実行され得る。

太陽電池２４は、たとえば、車両のルーフに配設される。太陽電池２４は、日射を受けて発電し、その発電した電力をコンバータ２６へ出力する。コンバータ２６は、充電制御ＥＣＵ２８からの制御信号に基づいて、太陽電池２４から受ける電力を主蓄電装置Ｂ１の電圧レベルに変換して主蓄電装置Ｂ１へ出力する。

充電制御ＥＣＵ２８は、ＨＶ−ＥＣＵ１６からの指令に基づいて、太陽電池２４によって発電された電力による主蓄電装置Ｂ１の充電を制御する。具体的には、充電制御ＥＣＵ２８は、コンバータ２６を駆動するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をコンバータ２６へ出力する。

ここで、車両の停止モード時に主蓄電装置Ｂ１の充電が行なわれているとき、充電制御ＥＣＵ２８は、後述する所定の頻度で電池ＥＣＵ３０を起動する。具体的には、充電制御ＥＣＵ２８は、電池ＥＣＵ３０の起動を指示する指令ＥＮ１を所定の頻度で活性化して電池ＥＣＵ３０へ出力する。そして、充電制御ＥＣＵ２８は、起動された電池ＥＣＵ３０から主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢを取得する。なお、充電制御ＥＣＵ２８は、電池ＥＣＵ３０から主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢを取得すると、指令ＥＮ１を非活性化して電池ＥＣＵ３０を停止させる。

また、車両の停止モード時に主蓄電装置Ｂ１の充電が行なわれているとき、充電制御ＥＣＵ２８は、主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢが予め設定されたしきい値を超えると、冷却ファン３４の起動を指示する指令ＦＮを活性化して冷却ファン３４へ出力する。

さらに、車両の停止モード時に主蓄電装置Ｂ１の充電が行なわれているとき、充電制御ＥＣＵ２８は、補機用蓄電装置Ｂ２の電圧レベルを監視する。そして、充電制御ＥＣＵ２８は、補機用蓄電装置Ｂ２の電圧レベルが予め設定されたしきい値を下回ると、補機用蓄電装置Ｂ２のＳＯＣが低下していると判断し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２の起動を指示する指令ＥＮ２を活性化してＤＣ／ＤＣコンバータ３２へ出力する。

電池ＥＣＵ３０は、主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢを含む主蓄電装置Ｂ１の状態を監視する。この電池ＥＣＵ３０は、イグニッションキーがオフされるとシステム電源のオフに伴なって停止されるところ、車両の停止モード中は、充電制御ＥＣＵ２８からの指令ＥＮ１に応じて所定の頻度で起動される。そして、電池ＥＣＵ３０は、指令ＥＮ１に応じて起動されると、主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢを検出して充電制御ＥＣＵ２８へ出力し、その後、指令ＥＮ１が非活性化されると停止する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、主蓄電装置Ｂ１から受ける直流電圧を補機系の電圧レベルに変換して補機用蓄電装置Ｂ２へ出力する。ここで、このＤＣ／ＤＣコンバータ３２も、イグニッションキーがオフされるとシステム電源のオフに伴なって停止されるところ、車両の停止モード中は、充電制御ＥＣＵ２８からの指令ＥＮ２に応じて起動される。

冷却ファン３４は、補機用蓄電装置Ｂ２から電力の供給を受けて作動し、主蓄電装置Ｂ１へ冷却風を供給する。ここで、この冷却ファン３４も、イグニッションキーがオフされるとシステム電源のオフに伴なって停止されるところ、車両の停止モード中は、充電制御ＥＣＵ２８からの指令ＦＮに応じて起動される。

このハイブリッド自動車１００においては、車両の停止モード時においても、太陽電池２４により発電された電力により主蓄電装置Ｂ１の充電が行なわれる。車両の停止モード時は、イグニッションキーがオフされ、車両のシステム電源がオフされるところ、太陽電池２４による主蓄電装置Ｂ１の充電中においては、充電制御ＥＣＵ２８は、後述する所定の頻度で電池ＥＣＵ３０を起動し、主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢを電池ＥＣＵ３０から所定の頻度で取得する。

また、車両の停止モード時に太陽電池２４による主蓄電装置Ｂ１の充電が行なわれているとき、主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢがしきい値を超えると、充電制御ＥＣＵ２８は、冷却ファン３４を起動し、冷却ファン３４により主蓄電装置Ｂ１が冷却される。そして、電池ＥＣＵ３０や冷却ファン３４の動作により車両の停止モード時に補機用蓄電装置Ｂ２のＳＯＣが低下し、それに伴なって補機用蓄電装置Ｂ２の電圧レベルが低下すると、充電制御ＥＣＵ２８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２を起動し、主蓄電装置Ｂ１からの電力を用いて補機用蓄電装置Ｂ２が充電される。

図２は、車両の停止モード時に主蓄電装置Ｂ１の充電が行なわれている場合の電池ＥＣＵ３０の起動タイミングを説明するための図である。図２を参照して、時刻ｔ０において、イグニッションキーがオフされ、ハイブリッド自動車１００は停止モードになる。そして、時刻ｔ１において、充電制御ＥＣＵ２８は、コンバータ２６を駆動するための制御信号の生成を開始し、太陽電池２４による主蓄電装置Ｂ１の充電が開始される。

主蓄電装置Ｂ１の充電が開始された時刻ｔ１から予め設定された所定時間経過後の時刻ｔ２において、充電制御ＥＣＵ２８は、信号ＥＮ１を活性化して電池ＥＣＵ３０を起動し、起動された電池ＥＣＵ３０によって検出される主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢを電池ＥＣＵ３０から取得する。そして、充電制御ＥＣＵ２８は、温度ＴＢを取得すると、信号ＥＮ１を非活性化して電池ＥＣＵ３０を停止させる。

また、充電制御ＥＣＵ２８は、時刻ｔ２において電池ＥＣＵ３０から取得した主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢに基づいて、次回の電池ＥＣＵ３０の起動時間を決定する。具体的には、充電制御ＥＣＵ２８は、時刻ｔ２において今回取得した温度に基づいて、次に電池ＥＣＵ３０を起動するまでの時間を決定する。

そして、時刻ｔ２において電池ＥＣＵ３０から取得した主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢに基づいて決定された時間が時刻ｔ２から経過した時刻ｔ３において、充電制御ＥＣＵ２８は、再び信号ＥＮ１を活性化して電池ＥＣＵ３０を起動し、主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢを電池ＥＣＵ３０から取得する。そして、充電制御ＥＣＵ２８は、温度ＴＢを取得すると、信号ＥＮ１を非活性化して電池ＥＣＵ３０を停止させる。

また、充電制御ＥＣＵ２８は、時刻ｔ２，ｔ３において電池ＥＣＵ３０から取得した主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢに基づいて、次回の電池ＥＣＵ３０の起動時間を決定する。具体的には、充電制御ＥＣＵ２８は、時刻ｔ３において今回取得した温度、ならびに時刻ｔ２において前回取得した温度および時刻ｔ３において今回取得した温度から算出される温度上昇勾配に基づいて、次に電池ＥＣＵ３０を起動するまでの時間を決定する。

そして、時刻ｔ２，ｔ３において電池ＥＣＵ３０から取得した主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢに基づいて決定された時間が時刻ｔ３から経過した時刻ｔ４において、充電制御ＥＣＵ２８は、再び信号ＥＮ１を活性化して電池ＥＣＵ３０を起動し、主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢを電池ＥＣＵ３０から取得する。そして、充電制御ＥＣＵ２８は、温度ＴＢを取得すると、信号ＥＮ１を非活性化して電池ＥＣＵ３０を停止させる。さらに、充電制御ＥＣＵ２８は、時刻ｔ２〜ｔ４において電池ＥＣＵ３０から取得した主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢに基づいて、次に電池ＥＣＵ３０を起動するまでの時間を決定する。

図３は、電池ＥＣＵ３０の起動時間を説明するための図である。図３を参照して、横軸は主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢを示し、縦軸は主蓄電装置Ｂ１の温度上昇勾配を示す。主蓄電装置Ｂ１の温度上昇勾配は、現在および過去の主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢに基づいて算出される。

図に示されるように、主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢが高く、温度上昇勾配が大きいほど、次に電池ＥＣＵ３０を起動するまでの時間は相対的に短く設定され、温度ＴＢが低く、温度上昇勾配が小さいほど、次に電池ＥＣＵ３０を起動するまでの時間は相対的に長く設定される。

このように、主蓄電装置Ｂ１の状態（温度ＴＢ）に応じて次回の電池ＥＣＵ３０の起動タイミングを設定することにより、主蓄電装置Ｂ１の状態を適切に監視しつつ、電池ＥＣＵ３０の起動を必要最小限に抑えることができる。その結果、車両の停止モード時に主蓄電装置Ｂ１を充電する際の電池ＥＣＵ３０による消費電力が抑えられる。

図４は、車両の停止モード時に主蓄電装置Ｂ１の充電が行なわれる際の電池ＥＣＵ３０の起動制御に関するフローチャートである。図４を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ１６は、信号ＩＧに基づいてイグニッションキーがオフ状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０おいてイグニッションキーがオフ状態にないと判定されると（ステップＳ１０においてＮＯ）、車両は停止モードでないと判断され、電池ＥＣＵ３０の起動制御が実行されることなく処理が終了する。

ステップＳ１０おいてイグニッションキーがオフ状態にあると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、太陽電池２４を用いた主蓄電装置Ｂ１の充電中であるか否かが判定される（ステップＳ２０）。ステップＳ２０において充電中でないと判定されると（ステップＳ２０においてＮＯ）、電池ＥＣＵ３０の起動制御が実行されることなく処理が終了する。

ステップＳ２０おいて充電中であると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、充電制御ＥＣＵ２８は、前回の電池ＥＣＵ３０の起動時に算出された次回電池ＥＣＵ起動時間（次に電池ＥＣＵ３０を起動するまでの時間であり、電池ＥＣＵ３０がまだ一度も起動されていないときは予め設定された時間）を、前回の電池ＥＣＵ３０停止後から計時している電池ＥＣＵ３０の停止期間が超えたか否かを判定する（ステップＳ３０）。充電制御ＥＣＵ２８は、電池ＥＣＵ３０の停止期間が次回電池ＥＣＵ３０起動時間以下であると判定すると（ステップＳ３０においてＮＯ）、ステップＳ９０へ処理を進め、電池ＥＣＵ３０の停止期間の計時を継続する（ステップＳ９０）。

ステップＳ３０において、電池ＥＣＵ３０の停止期間が次回電池ＥＣＵ起動時間を超えたと判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、充電制御ＥＣＵ２８は、信号ＥＮ１を活性化して電池ＥＣＵ３０を起動する（ステップＳ４０）。そして、充電制御ＥＣＵ２８は、起動された電池ＥＣＵ３０によって監視される主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢを電池ＥＣＵ３０から取得する（ステップＳ５０）。

充電制御ＥＣＵ２８は、主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢを取得すると、今回取得した温度および過去に取得した主蓄電装置Ｂ１の温度に基づいて、次に電池ＥＣＵ３０を起動するまでの時間を算出する（ステップＳ６０）。そして、次回電池ＥＣＵ起動時間が算出されると、充電制御ＥＣＵ２８は、電池ＥＣＵ３０の停止期間の計時をリセットし（ステップ７０）、信号ＥＮ１を非活性化して電池ＥＣＵ３０を停止させる（ステップＳ８０）。

このように、車両の停止モード時に主蓄電装置Ｂ１の充電が行なわれているとき、充電制御ＥＣＵ２８によって電池ＥＣＵ３０が所定の頻度で起動され、充電中における主蓄電装置Ｂ１の状態が監視される。そして、上述のように、充電中に主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢが予め設定されたしきい値を超えると、充電制御ＥＣＵ２８は、指令ＦＮを活性化して冷却ファン３４を起動する。

冷却ファン３４は、補機用蓄電装置Ｂ２から電力の供給を受けており、冷却ファン３４が起動されると、補機用蓄電装置Ｂ２のＳＯＣが低下する。そして、補機用蓄電装置Ｂ２のＳＯＣが予め設定されたしきい値を下回ると、充電制御ＥＣＵ２８は、指令ＥＮ２を活性化してＤＣ／ＤＣコンバータ３２を起動する。

図５は、車両の停止モード時に主蓄電装置Ｂ１の充電が行なわれる際のＤＣ／ＤＣコンバータ３２の起動制御に関するフローチャートである。図５を参照して、充電制御ＥＣＵ２８は、主蓄電装置Ｂ１の充電制御中、冷却ファン３４を含む補機類の総負荷電力を太陽電池２４からの充電電力が上回っているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

なお、補機類の総負荷電力は、たとえば、補機用蓄電装置Ｂ２からの出力電力で代用される。また、補機用蓄電装置Ｂ２からの出力電力および太陽電池２４からの充電電力は、図示されない電力センサによって検出される。

ステップＳ１１０において太陽電池２４からの充電電力が補機負荷電力を上回っていると判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、充電制御ＥＣＵ２８は、補機用蓄電装置Ｂ２の電圧が予め設定されたしきい値よりも低いか否かを判定する（ステップＳ１２０）。なお、補機用蓄電装置Ｂ２の電圧は、図示されない電圧センサによって検出される。

ステップＳ１２０において補機用蓄電装置Ｂ２の電圧がしきい値よりも低いと判定されると（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、充電制御ＥＣＵ２８は、補機用蓄電装置Ｂ２のＳＯＣが低下しているものと判断し、指令ＥＮ２を活性化してＤＣ／ＤＣコンバータ３２を起動する（ステップＳ１３０）。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２が作動し、主蓄電装置Ｂ１からの電力を用いて補機用蓄電装置Ｂ２が充電される。

ステップＳ１２０において補機用蓄電装置Ｂ２の電圧がしきい値以上であると判定されると（ステップＳ１２０においてＮＯ）、充電制御ＥＣＵ２８は、指令ＥＮ２が活性化されている場合には指令ＥＮ２を非活性化してＤＣ／ＤＣコンバータ３２を停止する（ステップＳ１４０）。

一方、ステップＳ１１０において太陽電池２４からの充電電力が補機負荷電力以下であると判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、充電制御ＥＣＵ２８は、コンバータ２６の駆動を停止して主蓄電装置Ｂ１の充電を停止する（ステップＳ１５０）。これは、車両の停止モード中においては、主蓄電装置Ｂ１の充電のために一部の補機を動作させているところ、太陽電池２４からの充電電力が補機の負荷電力以下のときは、充電動作により全体として電力を消費していることになるので、充電を停止するようにしたものである。そして、主蓄電装置Ｂ１の充電が停止されると、動作している補機も停止される（ステップＳ１６０）。

以上のように、この実施の形態１においては、車両の停止モード時に太陽電池２４による主蓄電装置Ｂ１の充電が行なわれる場合、充電制御ＥＣＵ２８は、主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢに基づいて電池ＥＣＵ３０の起動間隔を変更するので、主蓄電装置Ｂ１の状態に応じて電池ＥＣＵ３０の起動頻度が調整される。したがって、この実施の形態１によれば、主蓄電装置Ｂ１の状態を適切に監視しつつ、電池ＥＣＵ３０の起動頻度を必要最小限に抑えることが可能となる。その結果、電池ＥＣＵ３０の消費電力が抑えられ、効率的な充電が実現される。

また、この実施の形態１においては、充電制御時、充電制御ＥＣＵ２８は、補機用蓄電装置Ｂ２のＳＯＣが低下するとＤＣ／ＤＣコンバータ３２を起動するので、主蓄電装置Ｂ１からの電力を用いて補機用蓄電装置Ｂ２が充電される。したがって、この実施の形態１によれば、補機用蓄電装置Ｂ２のＳＯＣが低下して補機が動作不能になるのを防止することができる。

［実施の形態２］
車室内のエアを主蓄電装置Ｂ１に供給して主蓄電装置Ｂ１を冷却する場合、車両が走行モードのときは、利用者が乗車しているので、エアコンにより温度調節されたエアが主蓄電装置Ｂ１に供給される。しかしながら、車両の停止モード時に主蓄電装置Ｂ１の充電が行なわれる場合は、車室内のエア温度は調節されていないので、車外のエアを用いた方が効果的に主蓄電装置Ｂ１を冷却できる場合がある。そこで、この実施の形態２では、車室内のエアと車外のエアとを切替えて主蓄電装置Ｂ１へ供給可能な構成とし、低温の方のエアを主蓄電装置Ｂ１に供給する。

図６は、この発明の実施の形態２によるハイブリッド自動車に搭載された主蓄電装置Ｂ１の冷却システムを説明するための図である。図６を参照して、このハイブリッド自動車１００Ａは、ケース５４と、吸入口５６，５８と、排出口６０と、バルブ６２と、温度センサ６４，６６，６８と、主蓄電装置Ｂ１と、充電制御ＥＣＵ２８Ａと、電池ＥＣＵ３０と、冷却ファン３４とを備える。

主蓄電装置Ｂ１は、ケース５４内に収納される。ケース５４は、吸入口５６，５８と、排出口６０とを有する。そして、吸入口５６または５８から取込まれたエアは、主蓄電装置Ｂ１に供給された後、排出口６０から車外に排出される。

吸入口５６は、車外のエアを取込むためのエア吸入口であり、吸入口５８は、車室内のエアを取込むためのエア吸入口である。排出口６０は、主蓄電装置Ｂ１と熱交換したエアを車外へ排出するためのエア排出口である。バルブ６２は、充電制御ＥＣＵ２８Ａからの信号ＳＷに基づいて、主蓄電装置Ｂ１を冷却するためのエアを車室内から導入するかそれとも車外から導入するかを切替える。そして、バルブ６２と主蓄電装置Ｂ１との間の通気路に冷却ファン３４が配設される。

温度センサ６４は、主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢを検出し、その検出した温度ＴＢを電池ＥＣＵ３０へ出力する。温度センサ６６は、吸入口５６の近傍に配設され、車外のエア温度ＴＯを検出し、その検出した温度ＴＯを充電制御ＥＣＵ２８Ａへ出力する。温度センサ６８は、吸入口５８の近傍に配設され、車室内のエア温度ＴＩを検出し、その検出した温度ＴＩを充電制御ＥＣＵ２８Ａへ出力する。

充電制御ＥＣＵ２８Ａは、温度センサ６６，６８からそれぞれ温度ＴＯ，ＴＩを受ける。そして、充電制御ＥＣＵ２８Ａは、温度ＴＯと温度ＴＩとを比較し、温度ＴＯの方が温度ＴＩよりも低いときは、車外のエアがケース５４内に導入されるようにバルブ６２を動作させるための信号ＳＷを生成し、その生成した信号ＳＷをバルブ６２へ出力する。一方、充電制御ＥＣＵ２８Ａは、温度ＴＩの方が温度ＴＯよりも低いときは、車室内のエアがケース５４内に導入されるようにバルブ６２を動作させるための信号ＳＷを生成し、その生成した信号ＳＷをバルブ６２へ出力する。

なお、充電制御ＥＣＵ２８Ａは、図１に示した実施の形態１における充電制御ＥＣＵ２８と同様に、電池ＥＣＵ３０の起動制御、冷却ファン３４の起動制御、および図示されないＤＣ／ＤＣコンバータ３２の起動制御を行なう。また、この実施の形態２によるハイブリッド自動車１００Ａのその他の構成は、図１に示した実施の形態１によるハイブリッド自動車１００と同じである。

図７は、図６に示した冷却システムの制御に関するフローチャートである。図７を参照して、充電制御ＥＣＵ２８Ａは、起動された電池ＥＣＵ３０によって監視される主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢを電池ＥＣＵ３０から取得し、その取得した温度ＴＢが予め設定されたしきい値よりも高いか否かを判定する（ステップＳ２１０）。充電制御ＥＣＵ２８Ａは、温度ＴＢがしきい値以下であると判定すると（ステップＳ２１０においてＮＯ）、主蓄電装置Ｂ１を冷却する必要はないと判断し、処理が終了する。

ステップＳ２１０において主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢがしきい値よりも高いと判定されると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、充電制御ＥＣＵ２８Ａは、車外のエア温度ＴＯが車室内のエア温度ＴＩよりも低いか否かを判定する（ステップＳ２２０）。

ステップＳ２２０において車外のエア温度ＴＯの方が車室内のエア温度ＴＩよりも低いと判定されると（ステップＳ２２０においてＹＥＳ）、充電制御ＥＣＵ２８Ａは、車外のエア温度ＴＯが主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢよりも低いか否かを判定する（ステップＳ２３０）。

ステップＳ２３０において車外のエア温度ＴＯが主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢよりも低いと判定されると（ステップＳ２３０においてＹＥＳ）、充電制御ＥＣＵ２８Ａは、車外のエアがケース５４内に導入されるようにバルブ６２を動作させる（ステップＳ２４０）。そして、充電制御ＥＣＵ２８Ａは、指令ＦＮを活性化して冷却ファン３４を起動する（ステップＳ２５０）。

一方、ステップＳ２３０において温度ＴＯが温度ＴＢ以上であると判定されると（ステップＳ２３０においてＮＯ）、車外のエアを主蓄電装置Ｂ１に供給しても主蓄電装置Ｂ１を冷却できないので、充電制御ＥＣＵ２８Ａは、冷却ファン３４が動作していれば、指令ＦＮを非活性化して冷却ファン３４を停止させる（ステップＳ２６０）。

ステップＳ２２０において車室内のエア温度ＴＩが車外のエア温度ＴＯ以下であると判定されると（ステップＳ２２０においてＮＯ）、充電制御ＥＣＵ２８Ａは、車室内のエア温度ＴＩが主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢよりも低いか否かを判定する（ステップＳ２７０）。

ステップＳ２７０において車室内のエア温度ＴＩが主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢよりも低いと判定されると（ステップＳ２７０においてＹＥＳ）、充電制御ＥＣＵ２８Ａは、車室内のエアがケース５４内に導入されるようにバルブ６２を動作させる（ステップＳ２８０）。そして、充電制御ＥＣＵ２８Ａは、指令ＦＮを活性化して冷却ファン３４を起動する（ステップＳ２９０）。

一方、ステップＳ２７０において温度ＴＩが温度ＴＢ以上であると判定されると（ステップＳ２７０においてＮＯ）、車室内のエアを主蓄電装置Ｂ１に供給しても主蓄電装置Ｂ１を冷却できないので、充電制御ＥＣＵ２８Ａは、冷却ファン３４が動作していれば、指令ＦＮを非活性化して冷却ファン３４を停止させる（ステップＳ３００）。

以上のように、この実施の形態２においては、充電制御時、バルブ６２は、充電制御ＥＣＵ２８Ａから与えられる指令に従って、車室内および車外のうち温度の低い方の空気を主蓄電装置Ｂ１へ供給する。したがって、この実施の形態２によれば、主蓄電装置Ｂ１を効果的に冷却することができる。

［実施の形態３］
この実施の形態３では、車両の停止モード時に車両外部の商用電源を用いて主蓄電装置Ｂ１を充電可能な構成が示される。

図８は、この発明の実施の形態３による電動車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。図８を参照して、このハイブリッド自動車１００Ｂは、図１に示した実施の形態１によるハイブリッド自動車１００の構成において、太陽電池２４、コンバータ２６および充電制御ＥＣＵ２８に代えてＡＣ／ＤＣコンバータ２６Ａ、コネクタ９２および充電制御ＥＣＵ２８Ｂを備える。

コネクタ９２は、車両の停止モード時に商用電源９４を用いて主蓄電装置Ｂ１を充電する際に、商用電源９４からの商用電力を入力するための端子である。商用電源９４から主蓄電装置Ｂ１の充電を行なうとき、商用電源９４側のコネクタ９６がコネクタ９２に接続され、コネクタ９２に商用電源９４の商用電圧が印加される。

ＡＣ／ＤＣコンバータ２６Ａは、充電制御ＥＣＵ２８Ｂからの制御信号に基づいて、コネクタ９２を介して入力される商用電源９４からの商用電力を主蓄電装置Ｂ１の電圧レベルに変換し、その変換した電力を主蓄電装置Ｂ１へ出力する。

なお、ハイブリッド自動車１００Ｂのその他の構成は、図１に示した実施の形態１によるハイブリッド自動車１００と同じである。

すなわち、このハイブリッド自動車１００Ｂにおいても、車両の停止モード時に商用電源９４から主蓄電装置Ｂ１の充電が行なわれるとき、充電制御ＥＣＵ２８Ｂは、主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢに基づいて電池ＥＣＵ３０の起動タイミングを決定し、その起動タイミングで電池ＥＣＵ３０を起動する。また、主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢがしきい値を超えると、充電制御ＥＣＵ２８Ｂは、冷却ファン３４を起動する。そして、主蓄電装置Ｂ１の充電中に補機用蓄電装置Ｂ２のＳＯＣが低下すると、充電制御ＥＣＵ２８Ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２を起動する。

以上のように、この実施の形態３によれば、車両の停止モード時に車両外部の商用電源９４を用いて主蓄電装置Ｂ１を充電することができる。そして、実施の形態１と同様に、主蓄電装置Ｂ１の温度ＴＢに基づいて電池ＥＣＵ３０の起動タイミングを最適化したので、主蓄電装置Ｂ１の状態を適切に監視しつつ、電池ＥＣＵ３０の起動頻度を必要最小限に抑えることが可能となる。その結果、車両の停止モード時に商用電源９４から主蓄電装置Ｂ１を充電する際の電池ＥＣＵ３０の電力消費が抑えられ、効率的な充電が実現される。

なお、上記の各実施の形態においては、電動車両の一例としてハイブリッド自動車の場合を説明したが、この発明の適用範囲は、ハイブリッド自動車に限定されるものではなく、動力源としてエンジンを搭載していない電気自動車や、主蓄電装置とともに直流電源として燃料電池を搭載した燃料電池自動車も含む。

また、上記の実施の形態１，２においては、太陽電池２４は車両に搭載されるものとしたが、太陽電池は車外に設置されてもよい。

また、上記においては、車両の停止モード時に主蓄電装置Ｂ１を充電するための電源として太陽電池２４または商用電源９４の場合を説明したが、この発明の適用範囲は、充電用の電源が太陽電池２４または商用電源９４の場合に限定されるものではなく、その他の各種電源も含む。

なお、上記において、主蓄電装置Ｂ１は、この発明における「蓄電装置」に対応し、太陽電池２４は、この発明における「発電装置」に対応する。また、商用電源９４の商用電力は、この発明における「車両の外部から与えられる電力」に対応し、コンバータ２６およびＡＣ／ＤＣコンバータ２６Ａは、この発明における「充電装置」に対応する。さらに、電池ＥＣＵ３０は、この発明における「蓄電制御装置」に対応し、充電制御ＥＣＵ２８，２８Ａ，２８Ｂは、この発明における「充電制御装置」に対応する。

また、さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２は、この発明における「電圧変換装置」に対応する。また、さらに、バルブ６２は、この発明における「切替装置」に対応し、温度センサ６６，６８は、この発明における「温度検出装置」に対応する。

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、上記した実施の形態の説明ではなくて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。

この発明の実施の形態１による電動車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。 車両の停止モード時に主蓄電装置の充電が行なわれている場合の電池ＥＣＵの起動タイミングを説明するための図である。 電池ＥＣＵの起動時間を説明するための図である。 車両の停止モード時に主蓄電装置の充電が行なわれる際の電池ＥＣＵの起動制御に関するフローチャートである。 車両の停止モード時に主蓄電装置の充電が行なわれる際のＤＣ／ＤＣコンバータの起動制御に関するフローチャートである。 この発明の実施の形態２によるハイブリッド自動車に搭載された主蓄電装置の冷却システムを説明するための図である。 図６に示す冷却システムの制御に関するフローチャートである。 この発明の実施の形態３による電動車両の一例として示されるハイブリッド自動車の全体ブロック図である。

符号の説明

１２，１４ インバータ、１６ ＨＶ−ＥＣＵ、１８ 動力分割機構、２０ リダクションギヤ、２２ ドライブシャフト、２４ 太陽電池、２６ コンバータ、２６Ａ ＡＣ／ＤＣコンバータ、２８，２８Ａ，２８Ｂ 充電制御ＥＣＵ、３０ 電池ＥＣＵ、３２ ＤＣ／ＤＣコンバータ、３４ 冷却ファン、５４ ケース、５６，５８ 吸入口、６０ 排出口、６２ バルブ、６４，６６，６８ 温度センサ、９２，９６ コネクタ、９４ 商用電源、１００，１００Ａ，１００Ｂ ハイブリッド自動車、Ｂ１ 主蓄電装置、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、ＥＮＧ エンジン、Ｂ２ 補機用蓄電装置、ＦＲ，ＦＬ 前輪、ＲＲ，ＲＬ 後輪。

Claims (10)

1. 蓄電装置と、
   車両に搭載された発電装置によって発電された電力または前記車両の外部から与えられる電力を受けて前記蓄電装置を充電する充電装置と、
   与えられる指令に従って起動され、前記蓄電装置の状態を監視可能な蓄電制御装置と、
   前記車両の停止モード時、前記充電装置による前記蓄電装置の充電を制御するとともに前記蓄電装置の充電中に所定の間隔で前記蓄電制御装置を起動する充電制御装置とを備え、
   前記蓄電制御装置は、前記蓄電装置の温度を監視し、
   前記充電制御装置は、前記蓄電装置の充電中、前記蓄電装置の温度に応じて前記蓄電制御装置の起動間隔を変更する、電動車両。
2. 前記充電制御装置は、前記蓄電装置の温度が低いほど、前記蓄電制御装置の起動間隔を長くする、請求項１に記載の電動車両。
3. 前記充電制御装置は、前記蓄電装置の温度上昇勾配が小さいほど、前記蓄電制御装置の起動間隔を長くする、請求項１に記載の電動車両。
4. 前記充電制御装置は、前記蓄電装置の温度が低く、かつ、前記蓄電装置の温度上昇勾配が低いほど、前記蓄電制御装置の起動間隔を長くする、請求項１に記載の電動車両。
5. 前記充電制御装置は、前記充電制御の開始後、所定時間遅れて前記蓄電制御装置を起動する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動車両。
6. 前記発電装置は、太陽電池を含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電動車両。
7. 前記車両の外部から与えられる電力は、商用電源からの電力である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電動車両。
8. 前記車両に搭載された補機類へ電力を供給する補機用蓄電装置と、
   与えられる指令に従って起動され、前記蓄電装置からの電力を前記補機用蓄電装置の電圧レベルに変換して前記補機用蓄電装置へ出力する電圧変換装置とをさらに備え、
   前記充電制御装置は、前記蓄電装置の充電中、前記補機用蓄電装置の充電状態がその低下を示すしきい値まで低下すると前記電圧変換装置を起動する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電動車両。
9. 前記充電制御装置は、前記蓄電装置の充電中、前記補機類による消費電力が前記蓄電装置の充電電力を上回ると、前記充電装置による前記蓄電装置の充電を停止させる、請求項８に記載の電動車両。
10. 与えられる指令に従って車室内の空気および車外の空気のいずれかを選択して前記蓄電装置へ供給可能なように構成された切替装置と、
    前記車室内の温度および前記車外の温度を検出する温度検出装置とをさらに備え、
    前記充電制御装置は、前記蓄電装置の充電中、前記車室内および前記車外のうち温度の低い方の空気が前記蓄電装置へ供給されるように前記切替装置へ前記指令を与える、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の電動車両。

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