JP2016163473A

JP2016163473A - 蓄電池と太陽光充電手段を備えた車輌

Info

Publication number: JP2016163473A
Application number: JP2015041941A
Authority: JP
Inventors: 敬司中堂; Takashi Chudo
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-03-04
Filing date: 2015-03-04
Publication date: 2016-09-05
Anticipated expiration: 2035-03-04
Also published as: JP6229681B2

Abstract

【課題】充電制御手段を用いて太陽光発電手段により蓄電池を充電する車輌に於いては、太陽光発電手段が発生する電力Wgが充電制御手段の充電作動に消費する電力Wcより小さいとき充電制御手段の充電作動を止めるようにすると、車輌が市街地でビルの陰を通過するとき等に充電制御手段が頻繁にオンオフし、発電量の急変の繰り返しにより車輌電源装置の電圧が不安定になったり充電制御手段が早期に疲労したりする虞れがあることに対処する。
【解決手段】Wg＞Wcでないときには、車輌が走行中であるか否かを判断し、車輌走行中であれば、所定時間の経過を待って尚Wg＞Wcでないとき、充電制御手段の作動を止める。
【選択図】図２

Description

本発明は、蓄電池と太陽光発電手段を備え、太陽光発電手段により蓄電池を充電しつつ走行する車輌に係り、特に車輌の走行に伴い太陽光発電手段が受ける太陽光が変化することに関連して太陽光発電手段による蓄電池の充電を制御することに係る。

下記の特許文献１には、蓄電池と太陽光発電手段を備え、太陽光発電手段により蓄電池を充電する車輌に於いて、太陽光発電手段の発電電力でシステムを作動させることができる場合には、蓄電池の電力は用いず、太陽光発電手段の発電電力を用いてシステムを作動させて蓄電池の電力消費を抑制し、太陽光発電手段の発電電力がシステムの作動時消費電力よりも小さいときには、蓄電池の電力によりシステムを作動させることができる場合には、蓄電池の電力によりシステムを作動させ、全体としてシステムの作動時間を長くすることが記載されている。

特開２０１３-１２３９９９号公報

蓄電池と、太陽光発電手段と、前記太陽光発電手段により前記蓄電池を充電する充電作動を行う充電制御手段とを備えた車輌に於いて、前記太陽光発電手段が発生する電力をWgとし、前記充電制御手段が前記充電作動を行うために消費する電力をWcとしたとき、Wg＞Wcの状態で前記充電制御手段に前記充電作動を行わせることには何ら問題はないが、Wg＞Wcでない状態で前記充電制御手段に前記充電作動を行わせることには、エネルギーハーベスト上利益はなく、却って蓄電池の電力を消費し或いは太陽光発電手段や充電制御手段を無駄に作動させることになるので、Wg＞Wcでないときには、直ちに前記充電制御手段による前記充電作動を中止することが考えられる。しかし、特に車輌に搭載された太陽光発電手段に於いては、たとえ天候は快晴であっても、車輌が市街地を走行している場合等には、車輌がビルの陰に入る度にWg＞Wcでない状態が生じ得るので、もしWg＞Wcでないときには直ちに充電制御手段による充電作動が中止されるようになっていると、充電制御手段の作動と非作動の頻繁な切替えが生じ、発電量の急変の繰り返しにより車輌電源装置の電圧が不安定になったり充電制御手段が早期に疲労したりする虞れがある。

本発明は、蓄電池と太陽光発電手段を備え、太陽光発電手段により蓄電池を充電しつつ走行する車輌に於ける上記の問題に着目し、これを解決することを課題としている。

上記の課題を解決すべく、本発明は、蓄電池と、太陽光発電手段と、前記太陽光発電手段により前記蓄電池を充電する充電作動を行う充電制御手段とを備えた車輌にして、前記太陽光発電手段が発生する電力をWgとし、前記充電制御手段が前記充電作動を行うために消費する電力をWcとして、Wg＞Wcのときには、前記充電制御手段に前記充電作動を行わせ、Wg＞Wcでないときには、車輌が走行中であるか否かを判断し、車輌が走行中でなければ、前記充電制御手段に前記充電作動を行わせないかまたは前記充電作動を直ちに中止させ、車輌が走行中であって前記充電制御手段が前記充電作動を行っているときには、所定時間の経過を待って尚Wg＞Wcでないとき前記充電作動を中止させるようになっていることを特徴とする車輌を提案するものである。

上記の如く、蓄電池と、太陽光発電手段と、前記太陽光発電手段により前記蓄電池を充電する充電作動を行う充電制御手段とを備えた車輌に於いて、前記太陽光発電手段が発生する電力をWgとし、前記充電制御手段が前記充電作動を行うために消費する電力をWcとして、Wg＞Wcのときには、前記充電制御手段に前記充電作動を行わせ、Wg＞Wcでないときには、車輌が走行中であるか否かを判断し、車輌が走行中でなければ、前記充電制御手段に前記充電作動を行わせないかまたは前記充電作動を直ちに中止させ、車輌が走行中であって前記充電制御手段が前記充電作動を行っているときには、所定時間の経過を待って尚Wg＞Wcでないとき前記充電作動を中止させるようになっていれば、車輌が市街地を走行中であって、車輌が中ないし高層のビルの陰に入ったときにのみ太陽光発電手段への太陽光の直接照射が中断されるような状況に於いて、前記所定時間を適当な値に設定しておくことにより、車輌が中ないし高層のビルの陰を通過する間、一時的にWg＞Wcでなくなっても、前記充電制御手段を作動より非作動には切り換えず、その間WgがWc以下になっても充電を０には急変させないことにより充電と非充電の頻繁な急変による車輌電源電圧の不安定化を抑え、また前記充電制御手段の作動と非作動の間の切り換えが頻繁に起こって前記充電制御手段に早期の疲労を来たすようなことを回避することができる。

蓄電池と、太陽光発電手段と、前記太陽光発電手段により前記蓄電池を充電する充電作動を行う充電制御手段とを備えた本発明による車輌の一例を示す概略図である。図１に示す車輌に於いて前記充電制御手段が作動状態（ON）と非作動状態（OFF）の間に切り換えられる態様を示すフローチャートである。

図１に示す車輌は、蓄電池１０と、太陽光発電手段１２と、太陽光発電手段１２により蓄電池１０を充電する作動を行う充電制御手段１４とを備え、太陽光発電手段１２への太陽光の照射が得られれば、車輌の走行中にも充電制御手段１４を充電作動させて太陽光発電手段１２により蓄電池１０を充電するようになっている。充電制御手段１４は、昇圧ＤＤＣと高電圧リレーを含み、周知の太陽光発電パネルよりなる太陽光発電手段１２に太陽光照射により生ずる低電圧の電流をデジタル的スイッチングにより昇圧して蓄電池１０を充電する周知の充電制御手段であり、車輌を全体的にコンピュータ制御する車輌ＥＣＵ１６により作動状態（ON）と非作動状態（OFF）の間に切り換えられるようになっている。

図２は、車輌ＥＣＵ１６により、充電制御手段１４が上記の作動状態（ON）と非作動状態（OFF）の間に切り換えられる要領をフローチャートの形にて示している。かかるフローチャートを巡る制御は、車輌ＥＣＵ１６により数十ミリセカンドの周期にて繰り返されてよい。

制御が開始（スタート）されると、ステップ（S）１０にて、太陽光発電手段１２の発生電力Wgが測定され、次いでステップ２０にて、充電制御手段１４が太陽光発電手段１２により蓄電池１０を充電する作動を行うのに消費する電力Wcより上記のWgが大きいか否かが判断される。答がYesであれば、制御はステップ３０へ進み、充電制御手段１４が作動状態（ON）とされる。太陽光発電手段１２が良好な太陽光照射を受けており、ステップ２０の答がYesとなる限り、制御はステップ１０、２０、３０を通って循環し、太陽光発電手段１２による蓄電池１０の充電が続けられる。

太陽光発電手段１２への太陽光照射が不十分であり、ステップ２０の答がNoになると、制御はステップ４０へ進み、車輌が走行中であるか否かが判断される。車輌が走行中ではなく、ステップ４０の答がNoであるときには、制御はステップ５０へ進み、充電制御手段１４は非作動状態（OFF）とされ、それまで充電制御手段１４が充電作動を行っていたときは、ここで直ちに充電は停止される。また既に充電停止の状態で制御がステップ５０に至ったときには、充電停止の状態がそのまま維持される。

これに対し、ステップ４０の答がYesであるときには、制御は６０へ進み、Ｔ秒の如き所定時間が経過したか否かが判断される。この所定時間は、例えば車輌が市街地を通常の速度で走行していて、中ないし高層ビルの１棟ないし数棟を通り過ぎるに要する時間とされてよい。そして答がNoである間、制御はこれよりステップ１０に戻される。従って、前記の所定時間を適当な時間に設定しておけば、車輌が市街地を走行中であって、太陽光発電手段１２への太陽光の直接照射が中ないし高層ビルによって時々遮られるような状況に於いて、車輌がビルの陰を出入りする度に充電制御手段１４が作動状態（ON）と非作動状態（OFF）の間に切り換わることが回避される。この場合、車輌がビルの陰に入っても、充電制御手段１４は所定時間が経過するまでは作動状態（ON）に維持されるので、所定時間が適当に設定されれば、太陽光発電手段による蓄電池の充電は、車輌がビルの陰に入ったところで滑らかに低下し、車輌がビルの陰を出たところで滑らかに回復する。

Wg＞Wcでなくなったことが通過中のビルの陰等でなく、所定時間を越えて持続する場合には、所定時間の経過後、ステップ６０の答はYesとなり、ここで充電制御手段１４は非作動状態（OFF）とされる。

以上に説明した実施例について、本発明の範囲内で種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

１０…蓄電池、１２…太陽光発電手段、１４…充電制御手段、１６…車輌ＥＣＵ

Claims

蓄電池と、太陽光発電手段と、前記太陽光発電手段により前記蓄電池を充電する充電作動を行う充電制御手段とを備えた車輌にして、前記太陽光発電手段が発生する電力をWgとし、前記充電制御手段が前記充電作動を行うために消費する電力をWcとして、Wg＞Wcのときには、前記充電制御手段に前記充電作動を行わせ、Wg＞Wcでないときには、車輌が走行中であるか否かを判断し、車輌が走行中でなければ、前記充電制御手段に前記充電作動を行わせないかまたは前記充電作動を直ちに中止させ、車輌が走行中であって前記充電制御手段が前記充電作動を行っているときには、所定時間の経過を待って尚Wg＞Wcでないとき前記充電作動を中止させるようになっていることを特徴とする車輌。