JP6992453B2 - ソーラー発電システム - Google Patents

Description

本開示は、ソーラー発電システムに関し、特に、車両に搭載された蓄電装置の充電に好適に用いられるソーラー発電システムに関する。

ソーラー発電システムが搭載された車両が公知である。こうした車両のソーラー発電システムは、光エネルギーを電力に変換する太陽電池と、太陽電池の発電制御を行なう電子制御装置（以下、「ＥＣＵ（Electronic Control Unit）」と称する）とを備える。太陽電池から出力される電力は、車両に搭載された蓄電装置の充電に使用される。ＥＣＵは、所定の発電実行条件が成立するか否かを判断し、発電実行条件が成立する場合には、太陽電池により発電を行なって、太陽電池から出力される電力を用いて上記の蓄電装置を充電する。以下、太陽電池による発電を「ソーラー発電」とも称する。

太陽電池から出力される電力により上記の蓄電装置が過充電されると、蓄電装置の劣化が進行しやすくなる。こうした劣化を抑制するために、ソーラー発電による充電の許可及び禁止を、蓄電装置の状態に基づいて切り換える技術が知られている。たとえば、特開２００８－２９０５１３号公報（特許文献１）には、蓄電装置の温度及びＳＯＣ（State Of Charge）に基づいて、ソーラー発電による充電の許可及び禁止を切り換える技術が開示されている。

特開２００８－２９０５１３号公報

ＥＣＵは、日射強度などを用いて、発電実行条件が成立するか否かを判断する。日射強度は、単位時間あたりの太陽電池の発電量として検出されてもよい。ＥＣＵは、たとえば、ソーラー発電を行なうために日射強度が十分大きい場合には、発電実行条件が成立すると判断する。しかし、車両の走行制御も蓄電装置の充放電制御も行なわれない期間（以下、「放置期間」と称する）においては、消費エネルギー削減などの観点からＥＣＵの電源はオフされる。ＥＣＵの電源がオフされると、ＥＣＵが停止状態になり、日射強度を検出することができなくなる。なお、停止状態には、省電力モード（スリープ等）の状態が含まれる。また、放置期間の例としては、車両停止中において、イグニッションスイッチがオフ状態になっており、かつ、車両に搭載された蓄電装置に対して車両外部の電源による充電（以下、「外部充電」と称する）が行なわれていない期間が挙げられる。

放置期間において太陽電池の発電制御を行なうためには、たとえば、放置期間において定期的にＥＣＵの電源をオンして、ＥＣＵに日射強度を検出させることが考えられる。定期的に日射強度が検出されることで、放置期間においても発電実行条件が成立するか否かを判断することが可能になる。しかし、日没直後など、十分な日射強度になるまでに時間がかかる場合には、長期にわたって発電実行条件が成立せず、ＥＣＵの電源のオン／オフが繰り返されることになる。放置期間において頻繁にＥＣＵの電源のオン／オフが繰り返されることは、消費エネルギー削減の観点からは好ましくない。仮にＥＣＵの電源がオンになっている期間が短かったとしても、ＥＣＵの起動時には、所定のイニシャル処理（ソーラー発電システムが正常に動作するか否かのチェックなど）が行なわれるため、ＥＣＵの電源のオン／オフが繰り返されると、かなりの電力が消費されることになる。

本開示は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ソーラー発電システムにおけるエネルギー効率を向上させることである。

本開示のソーラー発電システムは、光エネルギーを電力に変換する太陽電池と、太陽電池の発電制御を行なう制御装置と、現在位置の日照情報を取得する日照情報取得部とを備える。そして、上記の制御装置は、起動中において所定の停止条件が成立した場合には、現在位置の日照情報を用いて起動タイミングを設定してから停止し、停止中において起動タイミングになった場合には起動するように構成される。

上記のように現在位置の日照情報を取得することで、制御装置を起動してソーラー発電を行なうことによりどの程度の発電量が見込めるかを、現在位置の日照情報から予測することができる。上記の制御装置は、現在位置の日照情報を用いることにより、適切な起動タイミングを設定できる。適切な起動タイミングとは、たとえば、制御装置の起動に伴って消費される電力よりも多くの電力を上記の太陽電池により発電（ソーラー発電）できるような制御装置の起動タイミングである。具体的には、長期にわたって十分な日射強度が維持されるようなタイミングで制御装置を起動させることにより、ソーラー発電により多くの電力を発電することが可能になる。

上記ソーラー発電システムでは、停止中の制御装置が、現在位置の日照情報を用いて設定された起動タイミングで起動される。こうしたソーラー発電システムを、たとえば車両に搭載する場合、車両の放置期間において停止中の制御装置が上記の起動タイミングで起動されることによって、ソーラー発電システムにおけるエネルギー効率を向上させることができる。制御装置は、設定された起動タイミングに従って起動するため、制御装置の起動頻度を減らすことができる。これにより、制御装置の起動に伴う電力の消費が抑制される。また、現在位置の日照情報に基づいて、ソーラー発電に適した起動タイミングが設定されることにより、制御装置の起動後のソーラー発電により多くの電力を発電することが可能になる。

起動タイミングの設定には、現在位置の日照情報に含まれる所定のパラメータと適切な起動タイミングとの関係を示す対応情報（以下、「起動タイミング設定情報」と称する）を用いることができる。対応情報は、相関する複数のパラメータの関係を示す情報である。対応情報は、マップでもテーブルでも数式でもモデルでもよい。また、対応情報は、複数のマップ等を組み合わせて構成されていてもよい。

現在位置の日照情報に含まれるパラメータの例としては、日の出時刻、日没時刻、日照時間、所定時刻での日照強度、天気（晴れ／曇り／雨／雪など）が挙げられる。

本開示のソーラー発電システムが車両に搭載される場合には、上記の現在位置は、車両の位置（たとえば、駐車中の車両の位置）に相当する。

本開示によれば、ソーラー発電システムにおけるエネルギー効率を向上させることが可能になる。

本開示の実施の形態に従うソーラー発電システムが適用された車両の全体構成を概略的に示す図である。 図１に示した車両に搭載された機器の構成を示すブロック図である。 車両の放置期間（駐車中）にＥＣＵにより実行されるソーラー発電シーケンスを示すフローチャートである。

以下、本開示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、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１及び図２を用いて、本開示の実施の形態に従うソーラー発電システムが適用された車両１の構成について説明する。以下では、代表的な例として、車両１が、駆動源としてモータジェネレータを搭載した電動車両である例について説明する。

図１は、車両１の構成を概略的に示した図である。図１を参照して、車両１は、電池パック２０と、パワーコントロールユニット（以下、「ＰＣＵ（Power Control Unit）」と称する）３０と、ソーラーＰＣＵ４０と、ソーラーパネル５０と、ソーラーバッテリ６０と、補機バッテリ７０とを備える。

図２は、車両１に搭載された機器の構成を示すブロック図である。図２を参照して、車両１は、駆動輪２と、動力伝達ギヤ４と、モータジェネレータ（以下、「ＭＧ（Motor Generator）」と称する）６と、ＥＣＵ１００とをさらに備える。ＭＧ６は、たとえば、三相交流回転電機である。ＭＧ６の出力トルクは、減速機等によって構成された動力伝達ギヤ４を介して駆動輪２に伝達される。ＭＧ６は、車両１の回生制動動作時には、駆動輪２の回転力によって発電することも可能である。

電池パック２０は、高電圧系（たとえば、後述する低電圧系よりも高い電圧系）のメインバッテリである。電池パック２０は、組電池２２と、システムメインリレー（以下、「ＳＭＲ」と称する）２４と、充電リレー（以下、「ＣＨＲ」と称する）２６とを含む。

電池パック２０は、車両１の駆動源であるＭＧ６との間で電力を授受する。電池パック２０の電力は、ＰＣＵ３０を経由してＭＧ６に供給される。また、電池パック２０は、ＭＧ６により発電された電力を用いて充電される。なお、電池パック２０は、車両１の外部の電源（図示せず）から供給される電力を用いて充電されてもよい。電池パック２０は、たとえば、車両１の後部座席よりも下方の位置であって、かつ、左右の後輪のホイールハウス間に設けられる。

組電池２２は、複数個のセルにより構成されたモジュールが複数個直列に接続されて構成される。ただしこれに限られず、組電池２２は、複数個のセルが直列に接続されて構成されてもよい。セルとしては、たとえばリチウムイオン電池を採用できる。ただし、リチウムイオン電池以外の二次電池（たとえば、ニッケル水素電池）をセルとして採用してもよい。組電池２２の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。

ＳＭＲ２４は、ＰＣＵ３０と組電池２２とを接続する電力線ＰＬ１，ＮＬ１上に設けられる。ＳＭＲ２４は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｃ１に基づいて、ＰＣＵ３０と組電池２２との間を電気的に接続状態（オン状態）にしたり、遮断状態（オフ状態）にしたりする。

ＣＨＲ２６は、組電池２２とＳＭＲ２４とを接続する電力線ＰＬ１，ＮＬ１から分岐してソーラーＰＣＵ４０に接続される電力線ＰＬ２，ＮＬ２上に設けられる。ＣＨＲ２６は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｃ２に基づいて、電力線ＰＬ１，ＮＬ１と、ソーラーＰＣＵ４０との間を電気的に接続状態（オン状態）にしたり、遮断状態（オフ状態）にしたりする。

ＰＣＵ３０は、たとえば、コンバータ及びインバータ（いずれも図示せず）を含む。コンバータ及びインバータの各々は、複数個のスイッチング素子を有し、それらスイッチング素子のオン／オフ制御によって動作する。ＰＣＵ３０は、電池パック２０の直流電力を交流電力に変換してＭＧ６に供給したり、ＭＧ６において生じた回生電力（交流電力）を直流電力に変換して電池パック２０に供給したりする。

ＰＣＵ３０において、コンバータは、電池パック２０から受けた直流電力の電圧を昇圧してインバータに出力する。インバータは、コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換してＭＧ６に出力する。こうして、電池パック２０に蓄えられた電力によりＭＧ６が駆動される。

ＰＣＵ３０において、インバータは、ＭＧ６によって発電される交流電力を直流電力に変換してコンバータに出力する。コンバータは、インバータが出力した直流電力の電圧を降圧して電池パック２０へ出力する。こうして、ＭＧ６で発電された電力により電池パック２０が充電される。

ＰＣＵ３０は、電池パック２０の電圧を補機バッテリ７０の充電に適した電圧（たとえば、ＤＣ１２Ｖ程度）に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）をさらに含む。ＤＣ／ＤＣコンバータは、変換された電力を補機バッテリ７０に供給することによって補機バッテリ７０を充電する。

補機バッテリ７０は、低電圧系（たとえば、１２Ｖ系）のメインバッテリであり、補機負荷（図示せず）に対して電力を供給する。補機バッテリ７０としては、たとえば鉛バッテリを採用できる。ただし、鉛バッテリ以外の二次電池（たとえば、ニッケル水素電池）を補機バッテリ７０として採用してもよい。補機負荷は、比較的低い電圧（たとえば、１２Ｖ程度）で駆動する電気負荷（照明装置、ワイパー装置、オーディオ装置、カーナビゲーションシステム、ＥＣＵ１００等）である。

ソーラーパネル５０は、太陽からの光エネルギーを利用して発電する太陽電池である。ソーラーパネル５０は、光エネルギーを直流電力に変換するように構成される。ソーラーパネル５０は、たとえば図１に示すように、車両１のルーフアウタパネルに設置される。ただし、ソーラーパネル５０の位置は任意に変更できる。たとえば、ソーラーパネル５０を、ルーフアウタパネル以外のアウタパネル（たとえば、ボンネットアウタパネル）に設置してもよい。ソーラーパネル５０において発電された電力は、ソーラーＰＣＵ４０を経由してソーラーバッテリ６０に供給される。

ソーラーバッテリ６０は、ソーラーパネル５０において発電された電力を蓄電する蓄電装置である。ソーラーバッテリ６０の充放電制御は、ＥＣＵ１００が後述するソーラーＰＣＵ４０を制御することによって行なわれる。ソーラーバッテリ６０のＳＯＣが所定のしきい値（以下、「サブＳＯＣ上限値」と称する）を超えると、ソーラーバッテリ６０からメインバッテリ（電池パック２０又は補機バッテリ７０）への放電が行なわれる。すなわち、ソーラーバッテリ６０は、中間貯蔵用のサブバッテリに相当する。ＳＯＣは、満充電容量に対する現在の充電容量の割合（たとえば、百分率）で定義される。

ソーラーバッテリ６０は、複数個（たとえば、３個）のセルが直列に接続されて構成される組電池である。ただしこれに限られず、ソーラーバッテリ６０は、複数個のセルにより構成されたモジュールが複数個直列に接続されて構成される組電池であってもよい。セルとしては、たとえばリチウムイオン電池を採用できる。ただし、リチウムイオン電池以外の二次電池（たとえば、ニッケル水素電池）をセルとして採用してもよい。ソーラーバッテリ６０は、たとえば、乗員が搭乗する車両１内の空間において、センターコンソールの下部に設けられる。ただし、ソーラーバッテリ６０の搭載位置は任意に変更できる。たとえば、ソーラーバッテリ６０を荷室に搭載してもよい。

ソーラーＰＣＵ４０は、高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２と、ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４と、補機ＤＣ／ＤＣコンバータ４６と、監視回路４８とを含む。

高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて、ソーラーバッテリ６０の直流電力を組電池２２の充電が可能な直流電力に変換する。高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、変換した電力を電池パック２０の組電池２２に供給する。

ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４は、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて、ソーラーパネル５０から供給される直流電力をソーラーバッテリ６０の充電が可能な直流電力に変換する。ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ４４は、変換した電力をソーラーバッテリ６０に供給する。

補機ＤＣ／ＤＣコンバータ４６は、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて、ソーラーバッテリ６０の直流電力を補機バッテリ７０の充電が可能な直流電力に変換する。補機ＤＣ／ＤＣコンバータ４６は、変換した電力を補機バッテリ７０に供給する。

ソーラーバッテリ６０のＳＯＣが前述のサブＳＯＣ上限値に達するまで増加した場合には、ソーラーＰＣＵ４０は、ソーラーバッテリ６０の電力を用いてメインバッテリ（電池パック２０又は補機バッテリ７０）を充電する。電池パック２０が充電される場合には、ＣＨＲ２６がオンされる。

監視回路４８は、ソーラーバッテリ６０の状態を監視する。ソーラーバッテリ６０には、温度センサ６２と、電圧センサ６４と、電流センサ６６とが設けられる。温度センサ６２は、ソーラーバッテリ６０の温度（電池温度）を検出し、その検出値を監視回路４８へ出力する。電圧センサ６４は、ソーラーバッテリ６０の電圧を検出し、その検出値を監視回路４８へ出力する。電流センサ６６は、ソーラーバッテリ６０の電流を検出し、その検出値を監視回路４８へ出力する。そして、監視回路４８は、ソーラーバッテリ６０の状態（温度、電圧、電流）を示す信号をＥＣＵ１００へ出力する。

ＥＣＵ１００は、演算装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶装置と、各種信号を入出力するための入出力ポートと、車両１の位置を検出するＧＰＳ（Global Positioning System）センサと、所定の起動タイミング（以下、「ＥＣＵ起動タイミング」と称する）でＥＣＵ１００を起動させるタイマーと（いずれも図示せず）を含んで構成される。ＧＰＳセンサは、ＧＰＳ衛星（図示せず）からの電波を受信して、車両１の位置（たとえば、座標系における位置）を示す信号を出力する。

ＥＣＵ１００の記憶装置は、作業用メモリとしてのＲＡＭ（Random Access Memory）と、保存用ストレージ（ＲＯＭ（Read Only Memory）、書き換え可能な不揮発性メモリ等）とを含む。記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することで、各種制御が実行される。ただし、ＥＣＵ１００が行なう各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

ＥＣＵ１００のタイマーには、ＥＣＵ起動タイミングが設定される。ＥＣＵ１００のタイマーに設定されたＥＣＵ起動タイミングが到来すると、後述するソーラー発電シーケンス（図３に示される一連の処理）が実行され、ＥＣＵ１００が起動する。

ＥＣＵ１００において、ＣＰＵは、保存すべき情報（演算結果等）を記憶装置（たとえば、書き換え可能な不揮発性メモリ）に出力して記憶装置に記憶させる。ＣＰＵは、たとえば、ＥＣＵ１００の電源がオフされる前（たとえば、直前）に取得される車両１の位置情報及び日照情報（詳しくは後述する）を記憶装置に格納する。ＥＣＵ１００の記憶装置は、車両１の制御に用いられる情報を予め記憶していてもよい。また、ＥＣＵ１００の記憶装置は、ソーラーパネル５０の発電制御に用いられる対応情報（たとえば、後述する起動タイミング設定情報）をさらに記憶している。

通信装置１１０は、ワイヤレス通信によりネットワーク２００にアクセスできるように構成される。通信装置１１０は、ネットワーク２００を介して他の装置からデータを受信（たとえば、ダウンロード）したり、ネットワーク２００を介して他の装置へデータを送信（たとえば、アップロード）したりすることができる。また、ＥＣＵ１００と通信装置１１０とは、互いに情報（データや信号等）を送受可能に構成される。

ネットワーク２００の例としては、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）（たとえば、インターネット）、公衆ネットワーク、プライベートネットワーク、仮想ネットワーク、ピアツーピアネットワークが挙げられる。ネットワーク２００は、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）ネットワーク、ＩＥＥＥ８０２．１１ｐネットワーク、３Ｇネットワーク、４Ｇネットワーク、５Ｇ＋ネットワーク、又はＷｉＦｉ（登録商標）ネットワークであってもよい。また、ネットワーク２００は、車両対車両ネットワーク、又は車両対基盤／基盤対車両ネットワークであってもよい。

ＥＣＵ１００は、所定の発電実行条件が成立するか否かを判断し、発電実行条件が成立する場合には、ソーラーパネル５０により発電を行なって、ソーラーパネル５０から出力される電力を用いてソーラーバッテリ６０を充電する。この実施の形態では、ソーラーパネル５０による単位時間あたりの発電量（以下、「ソーラー発電量」と称する場合がある）がしきい値Ｔｈ以上である場合に、発電実行条件が成立すると判断される。

車両１の走行中には、ＥＣＵ１００が、各センサから受ける信号並びに記憶装置に記憶された各種プログラム及びマップに基づいてＰＣＵ３０（ひいては、ＭＧ６）を制御することにより、車両１の走行制御を行なう。ＥＣＵ１００は、ＰＣＵ３０を制御することにより電池パック２０の放電制御を行なう。ＥＣＵ１００は、電池パック２０からＰＣＵ３０への放電を制御することにより、ＭＧ６に対する電力供給量（ひいては、ＭＧ６のトルク等）を制御できる。また、車両１の走行中にＭＧ６の発電電力により電池パック２０が充電される場合には、ＥＣＵ１００は、ＰＣＵ３０を制御することにより電池パック２０の充電電力（ひいては、組電池２２のＳＯＣ）を制御する。

他方、車両１の放置期間においては、車両１の走行制御も各バッテリの充放電制御も行なわれない。車両１は、外部充電可能な車両であってもよいし、外部充電できない車両であってもよい。外部充電可能な車両において、放置期間の代表的な例としては、車両停止中において、イグニッションスイッチがオフ状態になっており、かつ、外部充電が行なわれていない期間が挙げられる。外部充電できない車両において、放置期間の代表的な例としては、車両停止中においてイグニッションスイッチがオフ状態になっている期間が挙げられる。

ところで、消費エネルギー削減などの観点から、放置期間においては、車両１のＥＣＵ１００の電源がオフされることが好ましい。しかし、ＥＣＵ１００の電源がオフされると、ソーラー発電量を検出することができなくなる。

放置期間においてソーラーパネル５０の発電制御を行なうためには、たとえば、放置期間において定期的にＥＣＵ１００の電源をオンして、ソーラー発電量をＥＣＵ１００に検出させることが考えられる。定期的にソーラー発電量が検出されることで、放置期間においても発電実行条件が成立するか否かを判断することが可能になる。しかし、日没直後など、十分なソーラー発電量が得られるようになるまでに時間がかかる場合には、長期にわたって発電実行条件が成立せず、ＥＣＵ１００の電源のオン／オフが繰り返されることになる。放置期間において頻繁にＥＣＵ１００の電源のオン／オフが繰り返されることは、消費エネルギー削減の観点からは好ましくない。仮にＥＣＵ１００の電源がオンになっている期間が短かったとしても、ＥＣＵ１００の起動時には、所定のイニシャル処理（ソーラー発電システムが正常に動作するか否かのチェックなど）が行なわれるため、ＥＣＵ１００の電源のオン／オフが繰り返されると、かなりの電力が消費されることになる。このため、ＥＣＵ１００が起動されるタイミングによっては、ソーラーパネル５０により発電される電力よりも、ＥＣＵ１００の起動に伴って消費される電力のほうが大きくなることがある。

そこで、この実施の形態に従うソーラー発電システムでは、車両１の放置期間においては、以下に示すようにＥＣＵ１００の起動（電源オン）／停止（電源オフ）が制御される。

起動中のＥＣＵ１００が、所定の停止条件が成立したか否かを判断する。この実施の形態では、ソーラー発電量がしきい値Ｔｈ未満になった場合に、ＥＣＵ１００の停止条件が成立したと判断される。

たとえば、車両１が停車されてイグニッションスイッチがオフされることにより、車両１は放置状態になる。車両１の状態が走行状態から放置状態に変わるタイミングでは、ＥＣＵ１００が起動しているため上記の判断が行なわれる。車両１が走行状態から放置状態になった時点（放置期間の開始点）でソーラー発電量がしきい値Ｔｈ以上である場合には、ＥＣＵ１００は起動したまま上記の停止条件が成立するまでソーラー発電を行なう。

ＥＣＵ１００の起動中において上記の停止条件が成立した場合には、ＥＣＵ１００は、ＧＰＳセンサにより車両１の位置を検出するとともに、通信によって車両１の現在位置の日照情報を取得する。

次に、ＥＣＵ１００は、車両１の現在位置の日照情報に基づいてＥＣＵ起動タイミング（ＥＣＵ１００の次回起動タイミング）を決めて、そのＥＣＵ起動タイミングをタイマーに設定する。

上記ＥＣＵ起動タイミングの設定が完了すると、ＥＣＵ１００の電源はオフされ、ＥＣＵ１００は停止状態（たとえば、スリープ状態）になる。そして、ＥＣＵ１００の停止中において、ＥＣＵ１００のタイマーに設定されたＥＣＵ起動タイミングが到来すると、ＥＣＵ１００が起動する。

車両１の放置期間において、上記のように設定された起動タイミングで制御装置が起動されることによって、ソーラー発電システムにおけるエネルギー効率を向上させることができる。ＥＣＵ１００は、設定された起動タイミングに従って起動するため、ＥＣＵ１００の起動頻度を減らすことができる。これにより、ＥＣＵ１００の起動に伴う電力の消費が抑制される。また、現在位置の日照情報に基づいて、ソーラー発電に適した起動タイミングが設定されることにより、ＥＣＵ１００の起動後のソーラー発電により多くの電力を発電することが可能になる。

図３は、車両１の放置期間（たとえば、車両１の駐車中）においてＥＣＵ１００により実行されるソーラーパネル５０の発電制御を説明するためのフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、ＥＣＵ１００のタイマーに設定されたＥＣＵ起動タイミングの到来があった時に実行される。

図３を参照して、ＥＣＵ１００が起動し、所定のイニシャル処理を実行する（ステップＳ１１）。この実施の形態では、イニシャル処理として、ソーラー発電システムが正常に動作するか否かのチェックが実行される。ＥＣＵ１００は、たとえば、アクチュエータに通電を行ない、アクチュエータの動作をチェックする。

ステップＳ１２において、ＥＣＵ１００は、ソーラーパネル５０によるソーラー発電を実行する。ソーラーパネル５０により発電された電力は、ソーラーバッテリ６０に出力される。

次いで、ＥＣＵ１００は、ソーラーパネル５０による単位時間あたりの発電量（以下、「ソーラー発電量Ｅ_Ａ」と称する）を算出する（ステップＳ１３）。ソーラー発電量Ｅ_Ａは、たとえば、ソーラーバッテリ６０の単位時間あたりのＳＯＣ上昇量に基づいて求めることができる。ＳＯＣの測定方法としては、たとえば、電流値積算（クーロンカウント）による手法、又は開放電圧（ＯＣＶ：Open Circuit Voltage）の推定による手法など、種々の公知の手法を採用できる。

ＥＣＵ１００は、ステップＳ１３で算出されたソーラー発電量Ｅ_Ａがしきい値Ｔｈ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。そして、ソーラー発電量Ｅ_Ａがしきい値Ｔｈ以上である場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）には、ＥＣＵ１００は、ソーラー発電量Ｅ_Ａがしきい値Ｔｈ未満になるまで、ソーラーパネル５０によるソーラー発電を続ける（ステップＳ１２～Ｓ１４）。なお、しきい値Ｔｈは、固定値であってもよいし、車両１の状況や各バッテリの状態等に応じて可変であってもよい。

ステップＳ１３で算出されたソーラー発電量Ｅ_Ａがしきい値Ｔｈ未満である場合（ステップＳ１４においてＮＯ）には、ＥＣＵ１００は、ソーラー発電を停止し、車両１の現在位置の日照情報を取得する（ステップＳ１５）。より具体的には、ＥＣＵ１００が、ＧＰＳセンサにより車両１の現在位置を検出する。また、通信装置１１０が、ＥＣＵ１００からの要求に応じて、たとえばネットワーク２００上のＷｅｂサイトから車両１の現在位置の日照情報を取得し、ＥＣＵ１００へ送信する。車両１の現在位置の日照情報は、たとえば、天気予報サイトなどで提供されている気象予測情報から取得できる。この実施の形態では、日照情報として、次回「日の出」時刻及びその「日の出」の日没時刻が取得される。なお、通信装置１１０は、車車間通信により、車両１の近くを走行する他の車両から日照情報を取得してもよい。

次いで、ＥＣＵ１００は、車両１の現在位置の日照情報からＥＣＵ起動タイミングを求めて、次回起動タイミングとしてタイマーにＥＣＵ起動タイミングを設定する（ステップＳ１６）。より具体的には、ＥＣＵ１００は、予め記憶装置に記憶されている起動タイミング設定情報を参照して、車両１の現在位置の日照情報からＥＣＵ起動タイミングを求めて、得られたＥＣＵ起動タイミングをタイマーに設定する。

この実施の形態では、起動タイミング設定情報が、次回「日の出」時刻と、その「日の出」の日没時刻と、ＥＣＵ起動タイミングとの関係を示す対応情報である。起動タイミング設定情報は、ＥＣＵ１００起動後のソーラー発電により発電できる電力量（期待値）が、ＥＣＵ１００の起動に伴う電力消費量よりも多くなるようなＥＣＵ起動タイミングを規定する。ＥＣＵ１００の起動に伴う電力消費量は、たとえば、イニシャル処理に含まれる各シーケンスの「消費電力×処理時間」の積分値として算出できる。起動タイミング設定情報は、予め実験又はシミュレーション等によって求められてＥＣＵ１００の記憶装置に記憶されている。

ステップＳ１６においてＥＣＵ起動タイミングの設定が完了すると、ＥＣＵ１００の電源はオフされる（ステップＳ１７）。これにより、ＥＣＵ１００は停止状態（たとえば、スリープ状態）になる。そして、このソーラー発電シーケンスを終了する。

その後、ＥＣＵ１００のタイマーに設定されたＥＣＵ起動タイミングが到来すると、再び上記ソーラー発電シーケンス（図３に示される一連の処理）が実行され、ＥＣＵ１００が起動する。ＥＣＵ１００は、設定された起動タイミングに従って起動するため、ＥＣＵ１００の起動頻度を減らすことができる。これにより、ＥＣＵ１００の起動に伴う電力の消費が抑制される。また、ＥＣＵ１００の起動頻度を減らすことで、ＥＣＵ１００の起動時及び停止時に駆動されるリレー等の負荷を軽減することができる。さらに、現在位置の日照情報に基づいて、ソーラー発電に適した起動タイミングが設定されることにより、ＥＣＵ１００の起動後のソーラー発電により多くの電力を発電することが可能になる。

この実施の形態に従うソーラー発電システムでは、上記図３の処理を繰り返し行なうことで、エネルギー効率を向上させることができる。

上記実施の形態では、ソーラー発電量が所定のしきい値よりも小さくなったことをＥＣＵ１００の停止条件とした。しかしこれに限られず、ＥＣＵ１００の停止条件は任意に設定できる。たとえば、ソーラー発電時間（ステップＳ１２でソーラー発電を開始した時からの経過時間）が所定のしきい値よりも長くなったことをＥＣＵ１００の停止条件としてもよい。また、ソーラー発電中にソーラーバッテリ６０（又は、メインバッテリ）のＳＯＣが所定のしきい値よりも大きくなったことをＥＣＵ１００の停止条件としてもよい。また、ソーラー発電中にユーザから発電停止の指示があったことをＥＣＵ１００の停止条件としてもよい。

上記実施の形態では、起動タイミング設定情報が、次回「日の出」時刻と、その「日の出」の日没時刻と、ＥＣＵ起動タイミングとの関係を示す対応情報であった。しかし、これとは異なる起動タイミング設定情報も、現在位置の日照情報に含まれる所定のパラメータとＥＣＵ起動タイミングとの関係を示すものであれば、上記実施の形態に準ずる態様で使用できる。たとえば、日の出時刻及び日没時刻に代えて又は加えて、日照時間、所定時刻での日照強度、及び天気（晴れ／曇り／雨／雪など）の少なくとも１つを採用してもよい。

起動タイミング設定情報は、現在位置の日照情報に含まれる所定のパラメータと、現在位置の日照情報に含まれない所定のパラメータ（たとえば、ソーラーバッテリ６０の充放電履歴、及びＥＣＵ１００停止時のソーラーバッテリ６０の温度等）と、ＥＣＵ起動タイミングとの関係を示すものであってもよい。ソーラーバッテリ６０の温度が高過ぎる場合には、ソーラーバッテリ６０を保護するためにソーラーバッテリ６０の入力電力が制限されることがある。こうした電力制限が行なわれているときには、ＥＣＵ１００を起動してソーラーパネル５０によるソーラー発電を実行しても、発電された電力をソーラーバッテリ６０に蓄電することができないことがある。このため、ＥＣＵ１００起動時におけるソーラーバッテリ６０の温度を考慮して、ＥＣＵ起動タイミングを決めることがより好ましい。ＥＣＵ１００起動時におけるソーラーバッテリ６０の温度は、たとえば、ＥＣＵ１００停止時のソーラーバッテリ６０の温度と、ソーラーバッテリ６０の充放電履歴と、現在位置の日照情報とから予測できる。

本開示のソーラー発電システムが適用される対象は、上記実施の形態の車両１に限定されない。たとえば、複数のＭＧを備える車両を適用対象としてもよい。電動車両に代えて電動車両以外の車両（ハイブリッド車両等）を適用対象としてもよい。また、各バッテリの構成も適宜変更可能である。たとえば、電池パック２０内の電池及びソーラーバッテリ６０として、組電池に代えて単電池を採用してもよい。

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。

１ 車両、２ 駆動輪、４ 動力伝達ギヤ、２０ 電池パック、２２ 組電池、２４ ＳＭＲ、２６ ＣＨＲ、３０ ＰＣＵ、４０ ソーラーＰＣＵ、４２ 高圧ＤＣ／ＤＣコンバータ、４４ ソーラーＤＣ／ＤＣコンバータ、４６ 補機ＤＣ／ＤＣコンバータ、４８ 監視回路、５０ ソーラーパネル、６０ ソーラーバッテリ、６２ 温度センサ、６４ 電圧センサ、６６ 電流センサ、７０ 補機バッテリ、１１０ 通信装置、２００ ネットワーク。

Claims (1)

1. 光エネルギーを電力に変換する太陽電池と、
   前記太陽電池の発電制御を行なう制御装置と、
   前記太陽電池において発電された電力を蓄電するソーラーバッテリと、
   現在位置の日照情報を取得する日照情報取得部と、
   を備え、
   前記制御装置は、起動中において所定の停止条件が成立した場合には、前記現在位置の日照情報を用いて起動タイミングを設定してから停止し、停止中において前記起動タイミングになった場合には起動するように構成され、
   前記ソーラーバッテリの温度に応じて、前記ソーラーバッテリの入力電力は制限され、
   前記制御装置は、当該制御装置の起動時における前記ソーラーバッテリの温度の予測値を用いて、前記起動タイミングを決定するように構成され、
   前記制御装置は、当該制御装置の停止時における前記ソーラーバッテリの温度と、前記ソーラーバッテリの充放電履歴と、前記現在位置の日照情報とを用いて、当該制御装置の起動時における前記ソーラーバッテリの温度を予測する、ソーラー発電システム。

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