JP5879226B2 - 充電装置 - Google Patents

Description

本発明は、太陽光発電装置の出力電圧を変換してバッテリを充電する充電装置に関する。

従来、太陽光発電装置の出力電圧を変換してバッテリを充電する充電装置として、例えば以下に示す特許文献１に開示されている車両の制御装置がある。

この制御装置は、太陽光発電パネルと、電力変換装置とを備えている。太陽光発電パネルは、車両に搭載されている。電力変換装置の入力端子は太陽光発電パネルに、出力端子はバッテリにそれぞれ接続されている。また、一般的に、電力変換装置とバッテリの間に、電力変換装置とバッテリを接続又は切断するリレーを備えている。

太陽光発電パネルの出力電力が、バッテリから電力供給される補機類等の消費電力以下である場合、バッテリを充電してもバッテリの電圧が低下してしまう。そのため、太陽光発電パネルの出力電力が所定電力より大きいとき、リレーをオンして電力変換装置をバッテリに接続し、電力変換装置によってバッテリを充電する。一方、太陽光発電パネルの出力電力が所定電力以下であるとき、リレーをオフして電力変換装置をバッテリから切断し、電力変換装置によるバッテリの充電を停止する。

特開２０１０−１９５０６５号公報

ところで、太陽光発電パネルの出力電力は、天気や車両のおかれている状態に応じて頻繁に変化する。そのため、電力変換装置とバッテリの間に設けられたリレーが、頻繁にオン、オフすることになる。その結果、リレーの寿命が低下してしまう可能性があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、バッテリの電圧低下を抑えるとともに、充電回路とバッテリを接続又は切断するスイッチの寿命低下を抑えることができる充電装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両に搭載され、太陽光によって発電する太陽光発電装置と、太陽光発電装置に接続され、太陽光発電装置の出力電圧を変換してバッテリを充電する充電回路と、充電回路とバッテリを接続又は切断するスイッチと、太陽光発電装置の出力電力が基準電力より大きいとき、スイッチをオンして充電回路をバッテリに接続するとともに、充電回路を制御してバッテリを充電し、太陽光発電装置の出力電力が基準電力以下であるとき、スイッチをオフして充電回路をバッテリから切断するとともに、充電回路を制御してバッテリの充電を停止する制御回路と、を備えた充電装置において、制御回路は、基準電力より大きかった太陽光発電装置の出力電力が基準電力以下になった場合、少なくとも時刻に基づいてバッテリの充電を停止せずに継続するか否かを判断することを特徴とする。

太陽光発電装置の出力電力は、少なくとも時刻に応じて変化する。そのため、少なくとも時刻に基づいてバッテリの充電を停止せずに継続するか否かを判断することで、太陽光発電装置の出力電力が基準電力以下の状態においてバッテリの充電を継続した場合でも、バッテリの電圧低下を抑えることができる。また、バッテリの充電を停止せず継続することで、スイッチのスイッチング回数を低減することができる。従って、バッテリの電圧低下を抑えるとともに、充電回路とバッテリを接続又は切断するスイッチの寿命低下を抑えることができる。

第１実施形態における充電装置の回路図である。 図１の充電装置の動作を説明するためのフローチャートである。 図２における充電停止処理を説明するためのフローチャートである。 時刻に基づく充電停止判定処理を説明するためのフローチャートである。 時刻及び天気に基づく充電停止判定処理を説明するためのフローチャートである。 時刻、天気及び日射状態に基づく充電停止判定処理を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態における充電装置の回路図である。 第３実施形態における充電装置の回路図である。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る充電装置を、ハイブリッド車に搭載された補機バッテリを充電する充電装置に適用した例を示す。
（第１実施形態）
まず、図１を参照して第１実施形態の充電装置の構成について説明する。

図１に示す充電装置１は、太陽光によって発電し、その発電電圧を変換して、車両に搭載されたメインバッテリＢＨ（バッテリ）を充電する装置である。また、メインバッテリＢＨの出力電圧を降圧して補機バッテリＢＬを充電する装置でもある。ここで、補機バッテリＢＬは、車両に搭載された補機類及び充電装置１に電力を供給する充放電可能な電源である。メインバッテリＢＨは、車両走行用モータを駆動するためのパワーコントロールユニットＰＣＵに電力を供給する、補機バッテリＢＬより高電圧である充放電可能な電源である。メインバッテリＢＨの正極端子はスイッチＳＭＲ１を介してパワーコントロールユニットＰＣＵの正極入力端子に、負極端子はスイッチＳＭＲ２を介してパワーコントロールユニットＰＣＵの負極入力端子にそれぞれ接続されている。充電装置１は、太陽光パネル１０（太陽光発電装置）と、ソーラー制御装置１１と、降圧コンバータ１２と、車両制御装置１３と、スイッチ１４０、１４１とを備えている。

太陽光パネル１０は、車両に搭載され、太陽光によって発電する装置である。太陽光パネル１０は、補機バッテリＢＬの電圧より高く、メインバッテリＢＨの電圧より低い電圧を出力する。太陽光パネル１０の正極出力端子及び負極出力端子は、ソーラー制御装置１１に接続されている。

ソーラー制御装置１１は、車両に搭載され、太陽光パネル１０の出力電圧を変換してメインバッテリＢＨを充電する装置である。ソーラー制御装置１１は、昇圧コンバータ１１０（充電回路）と、制御ＣＰＵ１１１（制御回路）とを備えている。

昇圧コンバータ１１０は、制御ＣＰＵ１１１によって制御され、太陽光パネル１０の出力電圧を昇圧してメインバッテリＢＨを充電する回路である。具体的には、スイッチ１４０、１４１を介してメインバッテリＢＨに接続され、太陽光パネル１０の出力電圧を昇圧してメインバッテリＢＨを充電する回路である。昇圧コンバータ１１の正極入力端子は太陽光パネル１０の正極出力端子に、負極入力端子は太陽光パネル１０の負極出力端子にそれぞれ接続されている。また、正極出力端子はスイッチ１４０に、負極出力端子はスイッチ１４１にそれぞれ接続されている。さらに、制御端子は、制御ＣＰＵ１１１に接続されている。

制御ＣＰＵ１１１は、他の装置から入力される各種情報等、及び、太陽光パネル１０の出力電圧及び出力電力に基づいて昇圧コンバータ１１０を制御する素子である。制御ＣＰＵ１１１は、太陽光パネル１０の出力電圧及び出力電流から太陽光パネル１０の出力電力を算出する。制御ＣＰＵ１１１は、各種情報を出力する他の装置（図略）に接続されている。また、太陽光パネル１０の正極出力端子と昇圧コンバータ１１０の正極入力端子を接続する配線に設けられた電流センサ、及び、太陽光パネル１０の正極出力端子にそれぞれ接続されている。さらに、昇圧コンバータ１１０の制御端子に接続されている。加えて、スイッチ１４０、１４１にそれぞれ接続されている。

降圧コンバータ１２は、車両に搭載され、車両制御装置１３によって制御され、メインバッテリＢＨの出力電圧を降圧して補機バッテリＢＬを充電する回路である。具体的には、スイッチＳＭＲ１、ＳＭＲ２を介してメインバッテリＢＨに接続され、メインバッテリＢＨの出力電圧を降圧して補機バッテリＢＬを充電する回路である。降圧コンバータ１２の正極入力端子はスイッチＳＭＲ１に、負極入力端子はスイッチＳＭＲ２にそれぞれ接続されている。また、正極出力端子は補機バッテリＢＬの正極端子に、負極出力端子は補機バッテリＢＬの負極端子にそれぞれ接続されている。さらに、制御端子は、車両制御装置１３に接続されている。

車両制御装置１３は、上位の制御装置（図略）から入力される情報に基づいて降圧コンバータ１２を制御する装置である。また、車両に搭載された他の補機類を制御する装置でもある。車両制御装置１３は、降圧コンバータ１２の制御端子に接続されている。

スイッチ１４０、１４１は、車両に搭載され、制御ＣＰＵ１１１によって制御され、昇圧コンバータ１１０の正極出力端子及び負極出力端子をメインバッテリＢＨの正極端子及び負極端子にそれぞれ接続する素子である。スイッチ１４０、１４１の一端は昇圧コンバータ１１０の正極出力端子及び負極出力端子に、他端はメインバッテリＢＨの正極端子及び負極端子にそれぞれ接続されている。また、制御端子は、制御ＣＰＵ１１１に接続されている。

次に、図２に示すフローチャートを参照して、ソーラー制御装置の動作について説明する。

図２に示すように、制御ＣＰＵ１１１は、検出した太陽光パネル１０の出力電圧が基準電圧以上であるか否かを判定する（Ｓ１０）。ここで、基準電圧は、昇圧コンバータ１１０を介してメインバッテリＢＨを充電する際に最低限必要とされる電力を太陽光パネル１０が出力している状態における、太陽光パネル１０の出力電圧に設定されている。ステップＳ１０において、太陽光パネル１０の出力電圧が基準電圧より小さいと判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、ステップＳ１０を繰り返す。

一方、ステップＳ１０において、太陽光パネル１０の出力電圧が基準電圧以上であると判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、他の装置から入力される時刻情報に基づいて時刻が日射時間帯であるか否かを判定する（Ｓ１１）。具体的には、時刻が日射時間帯である６時〜１８時の範囲内であるか否かを判定する。

ステップＳ１１において、時刻が日射時間帯であると判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、他の装置から入力されるメインバッテリＢＨの情報に基づいてメインバッテリＢＨが充電可能な状態であるか否かを判定する（Ｓ１２）。

ステップＳ１２において、メインバッテリＢＨが充電可能な状態であると判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、システム起動処理を実施する（Ｓ１３）。具体的には、スイッチ１４０、１４１をオンする。

その後、制御ＣＰＵ１１１は、ソーラー制御装置１１のシステムが正常か否かを判定する（Ｓ１４）。ステップＳ１４において、ソーラー制御装置１１が正常であると判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、昇圧コンバータ１１０を制御してメインバッテリＢＨの充電を開始する（Ｓ１５）。これにより、昇圧コンバータ１１０によって太陽光パネル１０の出力電圧が昇圧され、メインバッテリＢＨが充電される。

充電が開始されると、制御ＣＰＵ１１１は、充電停止判定処理を行う（Ｓ１６）。その後、制御ＣＰＵ１１１は、他の装置から充電停止要求があったか否かを判定する（Ｓ１７）。ステップＳ１７において、充電停止要求がないと判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、ステップＳ１６に戻る。

一方、ステップＳ１１において時刻が日射時間帯でないと判定した場合、ステップＳ１２においてメインバッテリＢＨが充電可能な状態でないと判定した場合、ステップＳ１４においてシステムが正常でないと判定した場合、及び、ステップＳ１７において充電停止要求ありと判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、システムを停止する（Ｓ１８）。具体的には、スイッチ１４０、１４１をオフして昇圧コンバータ１１０をメインバッテリＢＨから切断するとともに、昇圧コンバータ１１０を制御してメインバッテリＢＨの充電を停止する。

次に、図３に示すフローチャートを参照して、図２における充電停止判定処理について説明する。

図３に示すように、制御ＣＰＵ１１１は、検出した太陽光パネル１０の出力電圧及び出力電流に基づいて太陽光パネル１０が正常か否かを判定する（Ｓ１６００）。

ステップＳ１６００において、太陽光パネル１０が正常でないと判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、メインバッテリＢＨの充電を停止する（Ｓ１６０１）。具体的には、スイッチ１４０、１４１をオフして昇圧コンバータ１１０をメインバッテリＢＨから切断するとともに、昇圧コンバータ１１０を制御してメインバッテリＢＨの充電を停止する。

ステップＳ１６００において、太陽光パネル１０が正常であると判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、他の装置から入力される車両情報に基づいて車両が走行中か否かを判定する（Ｓ１６０２）。

ステップＳ１６０２において、車両が走行中であると判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、検出した太陽光パネル１０の出力電圧と出力電流から出力電力を算出し、算出した太陽光パネル１０の出力電力が第１基準電力（基準電力）より大きいか否かを判定する（Ｓ１６０３）。ここで、第１基準電力は、昇圧コンバータ１１０を介してメインバッテリＢＨを充電する際に最低限必要とされる電力に設定されている。具体的には、メインバッテリＢＨから電力供給されるパワーコントロールユニットＰＣＵの消費電力に所定電力を加算した電力に設定されている。

ステップＳ１６０３において、算出した太陽光パネル１０の出力電力が第１基準電力より大きいと判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、メインバッテリＢＨの充電を継続又は再開する（Ｓ１６０４）。具体的には、直前にメインバッテリＢＨを充電している場合には充電を継続、直前にメインバッテリＢＨを充電していない場合には充電を再開する。

一方、ステップＳ１６０３において、算出した太陽光パネル１０の出力電力が第１基準電力以下であると判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、他の装置から入力される時刻情報に基づいて時刻が日射時間帯であるか否かを判定する（Ｓ１６０５）。

ステップＳ１６０５において、時刻が日射時間帯であると判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、他の装置から入力される天気情報に基づいて車両の現在地の天気が晴れであるか否かを判定する（Ｓ１６０６）。

ステップＳ１６０６において、車両の現在地の天気が晴れであると判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、メインバッテリＢＨの充電を継続又は再開する（Ｓ１６０４）。

一方、ステップＳ１６０５において時刻が日射時間帯でないと判定した場合、ステップＳ１６０６において車両の現在地の天気が晴れでないと判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、メインバッテリＢＨの充電を停止する（Ｓ１６０１）。

つまり、車両が走行中である場合、太陽光パネル１０の出力電力が第１基準電力より大きいときには、メインバッテリＢＨの充電を継続又は再開する。また、車両が走行中である場合、太陽光パネル１０の出力電力が第１基準電力以下であっても、時刻が日射時間帯であり、車両の現在地の天気が晴れであるときには、メインバッテリＢＨの充電を停止せず継続する。しかし、車両が走行中である場合、太陽光パネル１０の出力電力が第１基準電力以下であり、時刻が日射時間帯でない、又は、車両の現在地の天気が晴れでないときには、メインバッテリＢＨの充電を停止する。

一方、ステップＳ１６０２において、車両が走行中でないと判定した場合、つまり車両が停車中であると判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、検出した太陽光パネル１０の出力電圧と出力電流から出力電力を算出し、算出した太陽光パネル１０の出力電力が第２基準電力（基準電力）より大きいか否かを判定する（Ｓ１６０７）。ここで、第２基準電力は、第１基準電力より大きな値に設定されている。

ステップＳ１６０７において、算出した太陽光パネル１０の出力電力が第２基準電力より大きいと判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、メインバッテリＢＨの充電を継続又は再開する（Ｓ１６０４）。

一方、ステップＳ１６０７において、算出した太陽光パネル１０の出力電力が第２基準電力以下であると判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、他の装置から入力される時刻情報に基づいて時刻が日射時間帯のうち朝方の時間帯であるか否かを判定する（Ｓ１６０８）。具体的には、時刻が日射時間帯のうち朝方の時間帯である６時〜１２時の範囲内であるか否かを判定する。

ステップＳ１６０８において、時刻が日射時間帯のうち朝方の時間帯であると判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、他の装置から入力される天気情報に基づいて車両の現在地の天気が晴れであるか否かを判定する（Ｓ１６０９）。

ステップＳ１６０９において、車両の現在地の天気が晴れであると判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、他の装置から入力される車両情報に基づいて車両の日射状態、つまり車両が日向にあるか否かを判定する（Ｓ１６１０）。

ステップＳ１６１０において、車両が日向にあると判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、メインバッテリＢＨの充電を継続又は再開する（Ｓ１６０４）。

一方、ステップＳ１６０８において時刻が日射時間帯のうち朝方の時間帯でないと判定した場合、ステップＳ１６０９において車両の現在地の天気が晴れでないと判定した場合、ステップＳ１６１０において車両が日向にないと判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、メインバッテリＢＨの充電を停止する（Ｓ１６０１）。

つまり、車両が停車中である場合、太陽光パネル１０の出力電力が第２基準電力より大きいとき、メインバッテリＢＨの充電を継続又は再開する。また、車両が停車中である場合、太陽光パネル１０の出力電力が第２基準電力以下であっても、時刻が日射時間帯のうち朝方の時間帯であり、車両の現在地の天気が晴れであり、車両が日向にあるとき、メインバッテリＢＨの充電を停止せず継続する。しかし、車両が停車中である場合、太陽光パネル１０の出力電力が第２基準電力以下であり、時刻が日射時間帯のうち朝方の時間帯でない、又は、車両の現在地の天気が晴れでない、又は、車両が日向にないときには、メインバッテリＢＨの充電を停止する。

次に、図１を参照して、降圧コンバータ及び車両制御装置の動作について説明する。

車両走行中には、図１に示すＳＭＲ１、ＳＭＲ２がオンし、メインバッテリＢＨがパワーコントロールユニットＰＣＵに接続される。車両制御装置１３は、降圧コンバータ１２を制御する。降圧コンバータ１２は、メインバッテリＢＨの出力電圧を降圧して補機バッテリＢＬを充電する。

次に、効果について説明する。

第１実施形態によれば、制御ＣＰＵ１１１は、基準電力より大きかった太陽光パネル１０の出力電力が基準電力以下になった場合、少なくとも時刻に基づいてメインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続するか否かを判断する。太陽光パネル１０の出力電力は、少なくとも時刻に応じて変化する。そのため、少なくとも時刻に基づいてメインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続するか否かを判断することで、メインバッテリＢＨの充電を継続した場合でも、メインバッテリＢＨの電圧低下を抑えることができる。また、メインバッテリＢＨの充電を停止せず継続することで、スイッチ１４０、１４１のスイッチング回数を低減することができる。従って、メインバッテリＢＨの電圧低下を抑えるとともに、昇圧コンバータ１１０とメインバッテリＢＨを接続又は切断するスイッチ１４０、１４１の寿命低下を抑えることができる。

第１実施形態によれば、制御ＣＰＵ１１１は、時刻及び車両の現在地の天気に基づいてメインバッテリＢＨの充電を停止するか否かを判断する。太陽光パネル１０の出力電力は、時刻だけでなく、車両の現在地の天気に応じても変化する。そのため、時刻及び車両の現在地の天気に基づいてメインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続するか否かを判断することで、太陽光パネル１０の出力電力が基準電力以下の状態においてメインバッテリＢＨの充電を継続した場合でも、メインバッテリＢＨの電圧低下を抑えることができる。

第１実施形態によれば、制御ＣＰＵ１１１は、時刻が日射時間帯であり、車両の現在地の天気が晴れであるとき、メインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続する。時刻が日射時間帯であるとき、車両の現在地の天気が晴れであるとき、太陽光パネル１０の出力電力が大きくなる可能性が高い。そのため、時刻が日射時間帯であり、車両の現在地が天気が晴れであるときにメインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続することで、太陽光パネル１０の出力電力が基準電力以下の状態においてメインバッテリＢＨの充電を継続した場合でも、メインバッテリＢＨの電圧低下を確実に抑えることができる。

第１実施形態によれば、制御ＣＰＵ１１１は、時刻、車両の現在地の天気及び車両の日射状態に基づいてメインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続するか否かを判断する。太陽光パネル１０の出力電力は、時間や車両の現在地の天気だけでなく、車両の日射状態に応じても変化する。そのため、時刻、車両の現在地の天気及び車両の日射状態に基づいてメインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続するか否かを判断することで、太陽光パネル１０の出力電力が基準電力以下の状態になり、メインバッテリＢＨの充電継続によるメインバッテリＢＨの電圧低下の頻度を抑えることができる。

第１実施形態によれば、制御ＣＰＵ１１１は、車両が走行しているとき、時間が日射時間帯であることをメインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続する際の条件とする。これに対して、車両が停車しているときには、時刻が日射時間帯であることに替え、時刻が日射時間帯のうち朝方の時間帯であることを、メインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続する際の条件とする。そのため、車両が停車しており、時刻が日射時間帯のうち朝方の時間であるとき、以降、太陽光パネル１０の出力電力が大きくなる可能性が高い。従って、車両が停車しているとき、時刻が日射時間帯であることに替え、時刻が日射時間帯のうち朝方の時間帯であることを、メインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続する際の条件とすることで、太陽光パネル１０の出力電力が基準電力以下の状態になり、メインバッテリＢＨの充電継続によるメインバッテリＢＨの電圧低下の頻度を抑えることができる。

第１実施形態によれば、車両が停車しているときに用いる第２基準電力は、車両が走行しているときに用いる第１基準電力より大きい。車両が停車している場合、走行している場合に比べ物陰等の変化による日射量変化が小さいため、太陽光パネル１０の出力電力変動が小さい。そのため、停車中の基準電力閾値を設定するための電力余裕度を走行中の基準電力閾値より小さく設定できる。従って、車両が停車しているときに用いる第２基準電力を、車両が走行しているときに用いる第１基準電力より大きくすることで、停車中に太陽光パネル１０の出力電力が基準電力以下の状態になり、メインバッテリＢＨの充電を継続によるメインバッテリＢＨの電圧低下の頻度を抑えることができる。

なお、第１実施形態では、制御ＣＰＵ１１１が、時刻及び車両の現在地に基づいて、又は、時刻、車両の現在地の天気及び車両の日射状態に基づいてメインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続するか否かを判断する例を挙げているが、これに限られるものではない。制御ＣＰＵ１１１は、時刻に基づいてメインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続するか否かを判断するようにしてもよい。具体的には、時刻が日射時間帯又は日射時間帯のうち朝方の時間帯であるとき、メインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続するようにしてもよい。図４に示すように、図３のフローチャートにおけるステップＳ１６０６、Ｓ１６０９及びＳ１６１０を削除し、ステップＳ１６０５において、時刻が日射時間帯であると判定した場合、ステップＳ１６０８において、時刻が日射時間帯のうち朝方の時間帯であると判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、メインバッテリＢＨの充電を継続又は再開する（Ｓ１６０４）ようにしてもよい。

制御ＣＰＵ１１１は、時刻に基づいてメインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続するか否かを判断する。太陽光パネル１０の出力電力は、時刻に応じて変化する。そのため、時刻に基づいてメインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続するか否かを判断することで、太陽光パネル１０の出力電力が基準電力以下の状態においてメインバッテリＢＨの充電を継続した場合でも、メインバッテリＢＨの電圧低下を抑えることができる。具体的には、制御ＣＰＵ１１１が、時刻が日射時間帯又は日射時間帯のうち朝方の時間帯であるとき、メインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続する。時刻が少なくとも日射時間帯であるとき、太陽光パネル１０の出力電力が大きくなる可能性が高い。そのため、時刻が日射時間帯又は日射時間帯のうち朝方の時間帯であるときにメインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続することで、太陽光パネル１０の出力電力が基準電力以下の状態になり、メインバッテリＢＨの充電継続による、メインバッテリＢＨの電圧低下の頻度を抑えることができる。

第１実施形態では、制御ＣＰＵ１１１が、時刻が日射時間帯のうち朝方の時間帯であり、車両の現在地の天気が晴れであり、車両が日向にあるとき、メインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続する例を挙げているが、これに限られるものではない。図５に示すように、図３のフローチャートにおけるステップＳ１６１０を削除し、ステップＳ１６０９において、車両の現在地の天気が晴れであるとき、メインバッテリＢＨの充電を継続するようにしてもよい。

第１実施形態では、制御ＣＰＵ１１１が、時刻が日射時間帯であり、車両の現在地の天気が晴れであるとき、メインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続する例を挙げているが、これに限られるものではない。制御ＣＰＵ１１１は、時刻が日射時間帯であり、車両の現在地の天気が晴れであり、車両が日向にあるとき、メインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続するようにしてもよい。図６に示すように、図３のフローチャートにステップＳ１６１１を追加し、ステップＳ１６０６において、車両の現在地の天気が晴れであると判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、車両が日向にあるか否かを判定する（Ｓ１６１１）。そして、ステップＳ１６６１１において、車両が日向にあると判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、メインバッテリＢＨの充電を継続又は再開する（Ｓ１６０４）。一方、ステップＳ１６１１において、車両が日向にないと判定した場合、制御ＣＰＵ１１１は、メインバッテリＢＨの充電を停止する（Ｓ１６０１）ようにしてもよい。

制御ＣＰＵ１１１は、時刻が日射時間帯であり、車両の現在地の天気が晴れであり、車両が日向にあるとき、メインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続する。時刻が日射時間帯であるとき、車両の現在地の天気が晴れであるとき、車両が日向にあるとき、太陽光パネル１０の出力電力が大きくなる可能性が高い。そのため、時刻が日射時間帯であり、車両の現在地の天気が晴れであり、車両が日向にあるとき、メインバッテリＢＨの充電を停止せずに継続することで、太陽光パネル１０の出力電力が基準電力以下の状態になり、
メインバッテリＢＨの充電継続によるメインバッテリＢＨの電圧低下の頻度を抑えることができる。

第１実施形態では、日射時間帯が６時〜１８時である例を挙げているが、これに限られるものではない。季節に応じて時刻を変更するようにしてもよい。

第１実施形態では、日射時間帯のうち朝方の時間帯が６時〜１２時である例を挙げているが、これに限られるものではない。時間帯を短くしてもよい。また、季節によって時刻を変更するようにしてもよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の充電装置について説明する。第２実施形態の充電装置は、第２実施形態の充電装置が、スイッチ１４０、１４１によって昇圧コンバータとメインバッテリを接続又は切断するのに対して、スイッチＳＭＲ１、ＳＭＲ２によって昇圧コンバータとメインバッテリを接続又は切断するようにしたものである。

まず、図７を参照して第２実施形態の充電装置の構成について説明する。

図７に示す充電装置２は、太陽光によって発電し、その発電電圧を変換して、車両に搭載されたメインバッテリＢＨ（バッテリ）を充電する装置である。また、メインバッテリＢＨの出力電圧を降圧して補機バッテリＢＬを充電する装置でもある。メインバッテリＢＨ、スイッチＳＭＲ１、ＳＭＲ２及びパワーコントロールユニットＰＣＵは、第１実施形態と同一構成である。充電装置２は、太陽光パネル２０（太陽光発電装置）と、ソーラー制御装置２１と、降圧コンバータ２２と、車両制御装置２３と、スイッチＳＭＲ１、ＳＭＲ２とを備えている。第１実施形態におけるスイッチ１４０、１４１に変わって、スイッチＳＭＲ１、ＳＭＲ２を兼用している。

太陽光パネル２０は、第１実施形態の太陽光パネル１０と同一構成である。

ソーラー制御装置２１は、昇圧コンバータ２１０（充電回路）と、制御ＣＰＵ２１１（制御回路）とを備えている。

昇圧コンバータ２１１の正極出力端子はスイッチＳＭＲ１のパワーコントロールユニットＰＣＵ側の端子に、負極出力端子はスイッチＳＭＲ２のパワーコントロールユニットＰＣＵ側の端子にそれぞれ接続されている。それ以外は第１実施形態の昇圧コンバータ１１０と同一構成である。

制御ＣＰＵ２１１は、スイッチＳＭＲ１、ＳＭＲ２の制御端子にそれぞれ接続されている。それ以外は、第１実施形態の制御ＣＰＵ１１１と同一構成である。

次に、充電装置の動作について説明する。充電装置２は、第１実施形態におけるスイッチ１４０、１４１をスイッチＳＭＲ１、ＳＭＲ２に変更したものである。そのため、充電装置２の動作は、変更に伴って制御対象が変わるだけで第１実施形態の充電装置１と同一である。

次に、効果について説明する。第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態の充電装置について説明する。第３実施形態の充電装置は、第１実施形態の充電装置が、太陽光によって発電しメインバッテリを充電するのに対して、太陽光によって発電し補機バッテリを充電するようにしたものである。

まず、図８を参照して第３実施形態の充電装置の構成について説明する。

図８に示す充電装置３は、太陽光によって発電し、その発電電圧を変換して、車両に搭載された補機バッテリＢＬ（バッテリ）を充電する装置である。また、メインバッテリＢＨの出力電圧を降圧して補機バッテリＢＬを充電する装置でもある。メインバッテリＢＨ、スイッチＳＭＲ１、ＳＭＲ２及びパワーコントロールユニットＰＣＵは、第１実施形態と同一構成である。充電装置３は、太陽光パネル３０（太陽光発電装置）と、ソーラー制御装置３１と、降圧コンバータ３２と、車両制御装置３３と、スイッチ３４０、３４１とを備えている。

太陽光パネル３０は、第１実施形態の太陽光パネル１０と同一構成である。

ソーラー制御装置３１は、車両に搭載され、太陽光パネル３０の出力電圧を変換して補機バッテリＢＬを充電する装置である。ソーラー制御装置３１は、降圧コンバータ３１０（充電回路）と、制御ＣＰＵ３１１（制御回路）とを備えている。

降圧コンバータ３１０は、制御ＣＰＵ３１１によって制御され、太陽光パネル３０の出力電圧を降圧して補機バッテリＢＬを充電する回路である。具体的には、スイッチ３４０、３４１を介して補機バッテリＢＬに接続され、太陽光パネル３０の出力電圧を昇圧して補機バッテリＢＬを充電する回路である。降圧コンバータ３１０の正極入力端子は太陽光パネル３０の正極出力端子に、負極入力端子は太陽光パネル３０の負極出力端子にそれぞれ接続されている。また、正極出力端子はスイッチ３４０に、負極出力端子はスイッチ３４１にそれぞれ接続されている。さらに、制御端子は、制御ＣＰＵ３１１に接続されている。

制御ＣＰＵ３１１は、他の装置から入力される各種情報等、及び、太陽光パネル３０の出力電圧及び出力電力に基づいて降圧コンバータ３１０を制御する素子である。制御ＣＰＵ３１１は、太陽光パネル３０の出力電圧及び出力電流から太陽光パネル３０の出力電力を算出する。制御ＣＰＵ３１１は、各種情報を出力する他の装置（図略）に接続されている。また、太陽光パネル３０の正極出力端子と降圧コンバータ３１０の正極入力端子を接続する配線に設けられた電流センサ、及び、太陽光パネル３０の正極出力端子にそれぞれ接続されている。さらに、降圧コンバータ３１０の制御端子に接続されている。加えて、スイッチ３４０、３４１にそれぞれ接続されている。

降圧コンバータ３２及び車両制御装置３３は、第１実施形態の降圧コンバータ１２及び車両制御装置１３と同一構成である。

次に、充電装置の動作について説明する。充電装置３は、第１実施形態における昇圧コンバータ１１０を降圧コンバータ３１０に変更するとともに、充電対象をメインバッテリＢＨから補機バッテリＢＬに変更したものである。そのため、充電装置３の動作は、変更に伴って制御対象及び充電対象が変わるだけで第１実施形態の充電装置１と同一である。

次に、効果について説明する。第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、第３実施形態では、太陽光パネル３０の電圧が補機バッテリＢＬの電圧より高く、太陽光パネル３０の電圧を降圧コンバータ３１０によって降圧して補機バッテリＢＬを充電する例を挙げているが、これに限られるものではない。太陽光パネル３０の電圧は、補機バッテリＢＬの電圧より低くてもよい。この場合、図８に示す降圧コンバータ３１０を、昇圧コンバータ（充電回路）に変更することにより、太陽光パネル３０の出力電圧を昇圧して補機バッテリＢＬを充電することができ、同様の効果を得ることができる。

１・・・充電装置、１０・・・太陽光パネル（太陽光発電装置）、１１・・・ソーラー制御装置、１１０・・・昇圧コンバータ（充電回路）、１１１・・・制御ＣＰＵ（制御回路）、１２・・・降圧コンバータ、１３・・・車両制御装置、１４０、１４１・・・スイッチ、ＰＣＵ・・・パワーコントロールユニット、ＳＭＲ１、ＳＭＲ２・・・スイッチ、ＢＨ・・・メインバッテリ、ＢＬ・・・補機バッテリ（バッテリ）

Claims (9)

1. 車両に搭載され、太陽光によって発電する太陽光発電装置（１０）と、
   前記太陽光発電装置に接続され、前記太陽光発電装置の出力電圧を変換してバッテリ（ＢＬ）を充電する充電回路（１１０）と、
   前記充電回路と前記バッテリを接続又は切断するスイッチ（１４０、１４１）と、
   前記太陽光発電装置の出力電力が基準電力より大きいとき、前記スイッチをオンして前記充電回路を前記バッテリに接続するとともに、前記充電回路を制御して前記バッテリを充電し、前記太陽光発電装置の出力電力が前記基準電力以下であるとき、前記スイッチをオフして前記充電回路を前記バッテリから切断するとともに、前記充電回路を制御して前記バッテリの充電を停止する制御回路（１１１）と、
   を備えた充電装置において、
   前記制御回路は、前記基準電力より大きかった前記太陽光発電装置の出力電力が前記基準電力以下になった場合、少なくとも時刻に基づいて前記バッテリの充電を停止せずに継続するか否かを判断することを特徴とする充電装置。
2. 前記制御回路は、時刻に基づいて前記バッテリの充電を停止せずに継続するか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
3. 前記制御回路は、時刻及び前記車両の現在地の天気に基づいて前記バッテリの充電を停止するか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
4. 前記制御回路は、時刻、前記車両の現在地の天気及び前記車両の日射状態に基づいて前記バッテリの充電を停止せずに継続するか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
5. 前記制御回路は、時刻が日射時間帯であるとき、前記バッテリの充電を停止せずに継続することを特徴とする請求項２に記載の充電装置。
6. 前記制御回路は、時刻が日射時間帯であり、前記車両の現在地の天気が晴れであるとき、前記バッテリの充電を停止せずに継続することを特徴とする請求項３に記載の充電装置。
7. 前記制御回路は、時刻が日射時間帯であり、前記車両の現在地の天気が晴れであり、前記車両が日向にあるとき、前記バッテリの充電を停止せずに継続することを特徴とする請求項４に記載の充電装置。
8. 前記制御回路は、前記車両が停車しているとき、時刻が日射時間帯であることに替え、時刻が日射時間帯のうち朝方の時間帯であることを、前記バッテリの充電を停止せずに継続する際の条件とすることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の充電装置。
9. 前記車両が停車しているときに用いる前記基準電力は、前記車両が走行しているときに用いる前記基準電力より大きいことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の充電装置。

Images