JP2016119792A - 発電制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な発電効率を確保しつつ、充放電電流によるバッテリ劣化を低減可能な発電制御装置を提供する。
【解決手段】発電制御装置１は、バッテリ６又は電気負荷５に電力を供給する発電機３並びに走行経路情報取得部と、走行状況解析部と、消費電力スケジュール推定部と、走行状況情報に基づき、走行ルートにおいて発電機によって回生発電される発電量が最大となる場合の発電スケジュールを推定する発電スケジュール推定部と、消費電力スケジュールに基づき推定された消費電力量が発電スケジュールに基づき推定された最大発電量よりも小さい走行区間においては、充電により発生するバッテリの負荷が許容範囲内となる最大充電量を算出し、消費電力量が最大発電量よりも大きい走行区間においては、放電によりバッテリに発生する負荷が許容範囲内となる最大放電量を算出する放充電量算出部と、を有する制御装置７（ＥＣＵ）を含む。
【選択図】図１

Description

本開示は、エンジンの動力の一部を用いて発電可能なオルタネータのような発電機の発電を制御する発電制御装置に関する。

一般的に、エンジンの動力の一部又は減速時の車両の運動エネルギーを利用してオルタネータ（発電機）を駆動することにより発電し、発電された電力を車内の電力需要に応じて車内の各種電気負荷に供給又はバッテリに蓄電することが行われている。そして、オルタネータで発電される電力量は、走行状態に応じていわば成り行きで変化する。

一方で、各電気負荷における電力需要もまた、走行状態に応じて成り行きで変化する。そのため、車内で発電した限りある電力を、各電気負荷の電力需要に応じて効率的に配分することが求められる。このような要求に対し、例えば特許文献1では、ナピゲーション装置などを利用して将来の電力需要を推定し、該推定結果に応じてバッテリ等に蓄電された電力を各電気負荷に配分することで、各電気負荷の電力需要にマッチした電力供給が可能になるとしている。

特開２０１４−１１７９５７号公報

このような発電制御に用いられる二次電池等のバッテリは、放充電時の電流が大きいほどバッテリに対する劣化が大きくなる。しかしながら上記特許文献1では、放充電電流によるバッテリ劣化の影響を考慮することなく成り行きで、オルタネータの発電を行っているため、バッテリの劣化が進む場合がある。

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、本発明の少なくとも一実施形態は、良好な発電効率を確保しつつ、充放電電流によるバッテリ劣化を低減可能な発電制御装置を提供することを目的とする。

本発明の少なくとも一実施形態に係る発電制御装置は、
車両の駆動源である内燃機関の回転数に応じて駆動され、バッテリ又は電気負荷に電力を供給する発電機と、
前記車両が走行する走行ルートの情報を取得する走行経路情報取得部と、
前記走行ルートの情報に基づき、前記車両の走行状況情報を解析する走行状況解析部と、
前記走行状況情報に基づき、前記走行ルートにおいて前記電気負荷によって電力消費される消費電力スケジュールを推定する消費電力スケジュール推定部と、
前記走行状況情報に基づき、前記走行ルートにおいて前記発電機によって回生発電される発電量が最大となる場合の発電スケジュールを推定する発電スケジュール推定部と、
前記消費電力スケジュールに基づき推定された消費電力量が前記発電スケジュールに基づき推定された最大発電量よりも小さい走行区間においては、充電により発生する前記バッテリの負荷が許容範囲内となる最大充電量を算出し、一方、前記消費電力量が前記最大発電量よりも大きい走行区間においては、放電により前記バッテリに発生する負荷が許容範囲内となる最大放電量を算出する放充電量算出部と、を含み、
前記放充電量算出部によって前記最大充電量または前記最大放電量が算出された前記走行区間においては、前記最大充電量または前記最大放電量に基づき前記発電機の前記発電量を制御する。

上記の構成によれば、走行ルート情報から推定される回生発電量が最大となる発電スケジュールに基づいて発電機を制御するなど、効率良く発電を行うため、良好な発電効率が得られる。その上で、バッテリの充電および放電によって発生するバッテリの負荷が許容範囲外と判定される場合には、その負荷が許容範囲内となるように発電機の発電量が調整される。これによって、発電機から供給されるバッテリを充電する電力量、および、電気負荷に電力を供給するためにバッテリから放電される電力量が過大になることが回避され、バッテリの劣化の進行を抑制することができる。このようにして、本構成では、良好な発電効率を達成しながら、バッテリの劣化抑制を図ることができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、良好な発電効率を確保しつつ、バッテリ劣化を低減可能な発電制御装置が提供される。

本発明の一実施形態に係る発電制御装置を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る発電制御装置のブロック図である。 本発明の一実施形態に係る走行状況情報のイメージの一例を示す図である。 発電機の性能マップの一例を示す図である。 充電量マップの一例を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る制御装置による発電機の発電制御フローを示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る発電制御装置１を概略的に示す図である。図１に示されるように、発電制御装置１は、発電機３と、ＥＣＵ（電子制御ユニット）などからなる制御装置７（走行経路情報取得部７１と、走行状況解析部７２と、消費電力スケジュール推定部７３と、発電スケジュール推定部７４と、充放電量算出部７５とを備える）とを備え、例えばトラックやバスなどを含む商用車及び乗用車を含む各種車両に搭載される。

この発電制御装置１を備える車両は走行用動力源として内燃機関（エンジン２）を搭載しており、エンジン２からの出力を不図示の動力伝達機構（例えばクラッチ装置、トランスミッション装置等）を介して駆動輪に伝達することにより走行する。また、エンジン２からの出力はベルト等を介して発電機３にも伝えられている。このように、発電機３は、エンジン２によって駆動されると共に、制御装置７（後述）によって制御される。

発電機３（オルタネータ）は、車両の駆動源である内燃機関の回転数に応じて駆動され、バッテリ６又は電気負荷５に電力を供給する。より詳細には、発電機３は、交流発電機と整流器からなる。また、交流発電機は、ステータおよびステータの内側で回転するロータから構成される。そして、フィールド電流Ｉｆにより励磁されることでロータからは磁束を発生しており、ステータの内側でエンジン２の回転数に応じてこのロータが回転することで、ロータからの磁束がステータコイルと交差し、電磁誘導によって電流が発生する。このようにして発生する交流電流は、上記の整流器によって直流に整流された後に、車内の電源ライン４を介して接続される各種の電気負荷５に発電電流Ｉｇとして供給される。これと共に、発電機３の発電電力が全ての電気負荷５による消費電力よりも大きい場合には、この余剰分の電力はバッテリ６の充電に使用される。

また、発電機３には回生発電制御（回生ブレーキ）がなされており、車両の減速時には、動力伝達機構を介して伝達される駆動輪からの運動エネルギーによって回転駆動されることで発電する。すなわち、減速時には、燃料の供給がなくても回転する駆動輪によってエンジン２は回転され、このエンジン２の回転によって発電機３も回転される。そして、燃費を向上させるべく、回生発電時（減速時）には発電量（回生発電）を多くし、逆に、回生発電時以外では発電量を抑えるよう発電機３は制御されている。具体的には、回生発電時には、上記のフィールド電流Ｉｆが高く設定され、回生発電時以外ではフィールド電流Ｉｆが小さく設定されることで発電電力を制御しても良い。このように回生発電された電力はバッテリ６に蓄積される。そして、発電機３の発電による電圧がバッテリ６の電圧より低い場合に、バッテリ６の電力が電気負荷５に供給されることで、発電機３の発電のための燃料を低減し、燃費を向上している。

なお、上述の電気負荷５は、電気駆動によって電力を消費する車載部品（電装部品）である。例えば、点火制御などの車両走行などに用いられ電子制御ユニット（ＥＣＵ）、やセンサ、エアバック、エアコン、ブロア、ヘッドライト、ブレーキランプ、ワイパー、ウインカー、シガーソケット、オーディオ、カーナビなど、様々な電気負荷が車両に搭載される。図１の例示では、簡略化のために、対象となる全ての電気負荷５が合成されたものとして電気負荷５が１つ例示されている。

一方、バッテリ６は、車両に搭載されるシステムの電源として用いられる２次電池（例えば鉛蓄電池）であり、上述した電気負荷５の電気駆動や、エンジン２を始動させるためのスタータモータの電気駆動に用いられる。また、エンジン２の運転時において、発電機３による発電電力が電気負荷５の消費電力以下の場合に、バッテリ６からの電気負荷５への電力供給が、発電機３からの電気負荷５への電力供給と共に行われる。図１の例示では、バッテリ６は、電気負荷５と共に、電源ライン４を介して発電機３に並列に接続される。

そして、バッテリ６の充電量や発電機３は、下記に説明する制御装置７によって制御される。
この制御装置７は、図２に示されるように、走行経路情報取得部７１と、走行状況解析部７２と、発電スケジュール推定部７４と、消費電力スケジュール推定部７３と、充放電量算出部７５と、を備える。また、図２に示されるように発電機制御部７６をさらに備えても良い。

走行経路情報取得部７１は、車両が走行する走行ルートの情報を取得する。この走行ルートの情報（以下、走行ルート情報Ｄｒ）は、車両の現在地から目的地までに通過する経路の情報であり、走行ルート情報Ｄｒは、例えば、走行ルートにおける道路線形情報や道路交通情報（渋滞情報、交通規制情報）、制限速度、施設情報、天候情報などを含んでも良い。道路線形情報は道路形状に関する情報であり、平面的な道路の形状がどのような直線と曲線の組み合わせであるか、上り坂や下り坂などの勾配がどのように構成されているかなどの情報である。また、施設情報は、例えば、交差点、踏切、駐車場、有料道路の料金所等の情報である。

走行ルート情報Ｄｒの取得は、図１に示される実施形態のように、ナビゲーション装置８１（カーナビ）から行っても良い。図１の例示では、ナビゲーション装置８１は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などからなる車載ネットワーク９を介して制御装置７に接続されている。なお、ナビゲーション装置８１は、周知のように、例えばＧＰＳから得られる位置情報と地図情報とに基づいて、車両の走行位置が特定できるようになっている。この地図情報には道路線形情報（例えば、道路の形状、分岐の有無、標高等）や、施設情報（例えば、交差点、踏切、駐車場、有料道路の料金所等）が座標データと関連付けられて規定されている。また、周知のように、ナビゲーション装置８１は、例えばＶＩＣＳ（登録商標）（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）から渋滞や交通規制などの道路交通情報の受信が可能となっている。天候情報は、ナビゲーション装置８１から取得しても良いし、車車間通信や天気予測などを取得可能な他の手段である車両状況取得手段８２から取得しても良い。

また、走行ルート情報Ｄｒの取得のタイミングは、走行ルートの決定の度に行われても良い。例えば、ナビゲーション装置８１による走行ルートの決定は、一般に、運転手などによる目的地の入力のタイミングや、決定された走行ルートとは異なるルートを車両が走行する場合、道路交通情報が変化した場合に行われる。
そして、走行経路情報取得部７１によって走行ルート情報Ｄｒが取得される度に、走行ルート情報Ｄｒは下記の走行状況解析部７２に入力される。
走行状況解析部７２は、走行ルートの情報（走行ルート情報Ｄｒ）に基づき、車両の走行状況情報Ｄｅを解析する。このため、走行状況解析部７２は、上述の走行経路情報取得部７１に接続されることで、走行ルート情報Ｄｒの入力を受けるよう構成される。この走行状況情報Ｄｅは、走行ルートにおける車両が減速される走行区間（回生タイミング）や、エンジン２の回転数、電気負荷５の稼働状態などを予測するための情報である。そして、走行状況解析部７２によって走行ルート情報Ｄｒが解析されることにより、図３に例示されるような走行状況情報Ｄｅが取得されても良い。図３の例示される走行ルートは、車両の現在地から一般道、高速道路、山間部、目的地の順で構成されている。そして、一般道と高速道路の一部には渋滞区間が発生している共に、一般道から高速道路にまたがって雨天となる区間が発生している。なお、走行状況情報Ｄｅには、道路線形情報や道路勾配などの走行ルート情報Ｄｒに含まれるその他の情報が含まれても良い。
そして、この走行状況情報Ｄｅは、以下に説明する発電スケジュール推定部７４と、消費電力スケジュール推定部７３によるスケジュールの推定に利用される。

消費電力スケジュール推定部７３は、走行状況情報Ｄｅに基づき、走行ルートにおいて電気負荷５によって電力消費される消費電力スケジュールＳｃを推定する。このため、消費電力スケジュール推定部７３は、上述の走行状況解析部７２に接続されることで、走行状況情報Ｄｅの入力を受けるよう構成される。そして、走行ルートにおける各種の電気負荷５の稼働状況（電気駆動の有無）を走行状況情報Ｄｅに沿って予測し、この予測に基づいて走行ルートに沿った消費電力の推移を消費電力スケジュールＳｃとして推定する。例えば、電気負荷５を構成する電気負荷５の個々の消費電力は予め規定されており、予め規定された電気負荷５の消費電力に関するデータに基づいて、電気負荷５の消費電力は予測される。また、ヘッドライトやウインカー、ワイパーのように運転状況に応じて運転者の操作によってＯＮ／ＯＦＦされる電気負荷の場合であっても、スイッチＯＮ時の消費電力とＯＦＦ時の消費電力も予め規定されている。

一方、発電スケジュール推定部７４は、走行状況情報Ｄｅに基づき、走行ルートにおいて発電機３によって回生発電される発電量が最大となる場合の発電スケジュールＳｇを推定する。このため、発電スケジュール推定部７４は上述の走行状況解析部７２に接続されることで、走行状況情報Ｄｅの入力を受けるよう構成される。そして、走行ルートにおける発電機３による回生発電のタイミング（例えば、開始と終了を含む区間からなる回生タイミング）とその際のエンジン２の回転数を走行状況情報Ｄｅに従って予測し、この予測に基づいて走行ルートに沿った最大発電量の推移を発電スケジュールＳｇとして推定する。より詳細には、各回生タイミングにおける発電機３による発電量は、発電機３の回転数Ｎがエンジン２の回転数Ｎｅによって決まることから、フィールド電流Ｉｆを最大とすることで、エンジン２の回転数Ｎｅの情報から推定できる。

図１に示される実施形態では、発電スケジュール推定部７４は、走行状況情報Ｄｅに基づいて回生タイミングおよびその際のエンジン２の回転数Ｎｅを予測し、予測されるエンジン２の回転数Ｎｅから発電機３の回転数Ｎを求めている。具体的には、予測されるエンジン２の回転数Ｎｅに発電機３における減速比を乗算することで発電機３の回転数Ｎを算出している。そして、フィールド電流Ｉｆ（最大値）における発電機３の性能マップ（図４参照）を参照し、発電機３の回転数Ｎに対応する発電電流を取得する。この発電電流Ｉｇと回生発電時間Ｔｒとを演算することで最大発電量Ｗｇが推定される。この演算は、推定する精度に応じて様々な方法が採用できる。例えば、走行状況情報Ｄｅに含まれる全区間における平均回生電流と全回生発電時間の乗算することで推定しても良いし、回生タイミング毎の平均の発電電流と回生発電時間を乗算することで推定しても良い。あるいは、発電電流Ｉｇを回生発電時間Ｔｒで積分して推定しても良い。なお、発電機３の性能マップは、図４に示されるように、発電機３の回転数Ｎに従って発電電流Ｉｇが大きくなっている。そして、上記の回生タイミングを含む発電スケジュールＳｇは、発電機制御部７６に入力されても良い。

なお、消費電力スケジュールＳｃと発電スケジュールＳｇの推定は、走行状況情報Ｄｅが入力される場合に限らず、天候や運転速度などの運転状況が変化するなど、少なくとも一方のスケジュールを再度推定する必要があると判断される場合に行われても良い。

そして、上述のように推定される発電スケジュールＳｇおよび消費電力スケジュールＳｃは、バッテリ６の劣化の抑制を図るために行われるバッテリ６の充放電量の調整を発電機３の制御によって実行すべく、充放電量算出部７５に入力される。
すなわち、バッテリ６は、充電電力量や放電電力量が過剰となる場合には劣化の進行が進むという特質を有している。このため、回生時の発電機３の発電電力が過度に大きく、バッテリ６の充電量が過大となる場合や、電気負荷５への電力供給のためにバッテリ６から放電される放電量が過大となる場合には、バッテリ６の劣化を進行させるおそれがある。このため、充放電量算出部７５はこういった状況の発生を回避するよう構成されている。

具体的には、充放電量算出部７５は、消費電力スケジュールＳｃに基づき推定された消費電力量Ｗｃが発電スケジュールＳｇに基づき推定された最大発電量よりも小さい走行区間においては、充電により発生するバッテリ６の負荷が許容範囲内となる最大充電量を算出し、一方、上記の消費電力量Ｗｃが上記の最大発電量よりも大きい走行区間においては、放電によりバッテリ６に発生する負荷が許容範囲内となる最大放電量を算出する。

詳述すると、消費電力量Ｗｃが最大発電量Ｗｇより小さい走行区間（消費電力量Ｗｃ＜最大発電量Ｗｇ）では、電気負荷５によって消費される電力量（推定値）よりも発電機３による発電量（推定値）が多いことが推定される。つまり、発電機３による発電量に余剰が生じるため、バッテリ６に充電電力が供給されることが推定される。そこで、充放電量算出部７５は、この最大発電量Ｗｇによりバッテリ６を充電する場合にバッテリ６に発生する負荷が許容範囲内となるかを判定する。例えば、最大発電量Ｗｇによってなされるバッテリ６の充電量を算出し、この算出値が所定の閾値（充電量閾値Ｔｃ）以上となる場合に許容範囲外の負荷がバッテリ６に発生すると判定し、充電量閾値Ｔｃより小さい場合に許容範囲内の負荷がバッテリ６に発生すると判定しても良い。なお、この充電量閾値Ｔｃは、単位時間にバッテリ６になされる充電量（電流量）が一定値以上だとバッテリ６にダメージを与えるとして規定される値となる。

そして、バッテリ６に許容範囲外の負荷が発生すると判定される場合には、許容範囲内に含まれる充電量の最大値（最大充電量）が算出される。図１に示される実施形態では、充放電量算出部７５は、この最大充電量を達成するための目標となる発電量（目標発電量Ｗｔ）を算出している。その後、その走行区間において目標発電量Ｗｔが発電されるように発電機３を制御（発電量の抑制制御）すべく、目標発電量Ｗｔを発電機制御部７６（後述）に指示している。他の幾つかの実施形態では、充放電量算出部７５によって算出される上記の最大充電量が発電機制御部７６（後述）に入力され、発電機制御部７６によって目標発電量Ｗｔが算出されても良い。

なお、上記の充電量の算出値は、幾つかの実施形態では、充電量マップ（図５参照）に基づいて行われても良い。充電量マップは、バッテリ６のＳＯＣおよびバッテリ６の温度に対する充電電流Ｉｒの依存性を示すマップである。すなわち、発電機３から流れ出る発電電流Ｉｇによって充電されるバッテリ６の実際の充電電流Ｉｒは、バッテリ６の状態（ＳＯＣ、温度など）に依存する。例えば、図５に示されるように、充電電流Ｉｒは、同一の温度においてはＳＯＣが低いほど大きくなり、また、同一のＳＯＣにおいては温度が高いほど大きくなる。そこで、充放電量算出部７５は、発電電流Ｉｇと充電量マップに基づいて充電電流Ｉｒの時間推移を取得し、充電電流Ｉｒと回生発電時間Ｔｒとを演算（例えば、積分など）することで最大充電量を算出しても良い。

逆に、消費電力量Ｗｃが最大発電量Ｗｇより大きい走行区間（消費電力量Ｗｃ＞最大発電量Ｗｇ）では、電気負荷５によって消費される電力量（推定値）よりも発電機３による発電量（推定値）が少ないことが推定される。つまり、発電機３による発電量の不足が生じるため、その不足分を補うために、バッテリ６が放電することが推定される。そこで、制御装置７（充放電量算出部７５）は、バッテリ６からの最大の放電量（最大放電量＝消費電力量Ｗｃ−最大発電量Ｗｇ）によって発生するバッテリ６の負荷が許容範囲内となるかを判定する。例えば、最大放電量が放電量閾値Ｔｄ以上となる場合に許容範囲外の負荷がバッテリ６に発生すると判定し、最大放電量が放電量閾値Ｔｄより小さい場合に許容範囲内の負荷がバッテリ６に発生すると判定して良い。なお、この放電量閾値Ｔｄは、単位当たりのバッテリ６からの放電量（電流量）が一定値以上だとバッテリ６にダメージを与えるとして規定される値となる。

そして、放電により発生するバッテリ６の負荷が許容範囲外と判断される場合には、許容範囲内に含まれる放電量の最大値（最大放電量）が算出される。図１に示される実施形態では、充放電量算出部７５は、この最大放電量を達成するための目標となる発電量（目標発電量Ｗｔ）を算出している。その後、その走行区間において目標発電量Ｗｔが発電されるように発電機３を制御（発電量の増加制御）すべく、目標発電量Ｗｔを発電機制御部７６（後述）に指示している。他の幾つかの実施形態では、充放電量算出部７５によって算出される上記の最大放電量が発電機制御部７６（後述）に入力され、発電機制御部７６によって目標発電量Ｗｔが算出されても良い。

上記のような構成において、制御装置７は、上述の通り、充放電量算出部７５によって最大充電量または最大放電量が算出された走行区間においては、放充放電量算出部７５により算出される最大充電量または最大放電量に基づいて発電機３による発電量を制御する。図１に示される実施形態では、このような発電量の制御は、発電機制御部７６によって行われている。このため、発電機制御部７６は充放電量算出部７５に接続されており、充放電量算出部７５からの命令を受けるよう構成されている。より詳細には、発電機３の発電量の制御は、発電機３のロータを励磁するための上述のフィールド電流Ｉｆによって行っても良い。そして、充放電量算出部７５からの命令（例えば、目標発電量Ｗｔ、最大充電量または最大放電量）の入力を受けると、最適なものとして算出されたフィールド電流Ｉｆを変更することで、上記の命令に基づく電力量を発電するように発電機３を制御する。具体的には、発電量の抑制制御の場合には、フィールド電流Ｉｆが小さくなるように制御することで発電量を低下させる。この発電量の抑制制御はバッテリ６の充電量は増えると予測される場合に行われるものであり、バッテリ６の充電量が足りない状態（バッテリ上がり）を引き起こすことはないようになっている。逆に、発電量の増加制御の場合には、フィールド電流Ｉｆが大きくなるように制御することで発電量を増加させる。

なお、図１に示される実施形態では、発電機制御部７６は、発電スケジュール推定部７４からの発電スケジュールＳｇの入力を受けるよう構成されてもり、発電スケジュールＳｇに基づいて発電量を制御することで、最適なフィールド電流Ｉｆを算出している。他の幾つかの実施形態では、発電機制御部７６は、周知のように、リアルタイムに計測したバッテリ６の電圧や実際の回路に流れている電流量など、様々なセンサから取得する情報に基づいて最適なフィールド電流Ｉｆを算出しても良い。この場合には、発電スケジュール推定部７４は、このように算出されるフィールド電流Ｉｆを推定しながら最大発電量Ｗｇを算出される。

また、図１に示される実施形態では、制御装置７は、図６に示されるような発電機３の発電制御を行っている。すなわち、図６は、幾つかの実施形態における制御装置７による発電機３の発電制御フローを示す図である。
図６のステップＳ６１において走行ルート情報Ｄｒが取得され、ステップＳ６２において走行ルート情報Ｄｒが解析されることで走行状況情報Ｄｅが取得される。ステップＳ６３において走行状況情報Ｄｅに基づいて、消費電力スケジュールＳｃおよび発電スケジュールＳｇがそれぞれ推定される。

そして、ステップＳ６４〜ステップＳ６６において、発電量の抑制制御に関する処理が実行される。具体的には、ステップＳ６４において、消費電力スケジュールＳｃおよび発電スケジュールＳｇが比較するなどにより、最大発電量Ｗｇが消費電力量Ｗｃよりも大きくなる走行区間が抽出され、抽出される走行区間毎にバッテリ６の充電量が算出される。次のステップＳ６５において、走行区間毎の上記の充電量のそれぞれによってバッテリ６を充電する場合に発生するバッテリ６の負荷が許容範囲内となるかを判定される。すなわち、図６の例示では、上記の各充電量が充電量閾値Ｔｃ以上であるか判定されている。そして、この判定において、バッテリ６の負荷が許容範囲外となる走行区間に対しては、その負荷が許容範囲内となる充電量のうちの最大充電量が算出され、最大充電量をバッテリ６が得られるように発電機３による発電量の抑制制御が実行される（スケジュールされる）。すなわち、図６の例示では、上記の充電量が充電量閾値Ｔｃ以上となる走行区間では、上記の最大充電量が算出され、その最大充電量に基づいて発電機３による発電量の抑制制御が実行される。逆に、上記の負荷が許容範囲内となる走行区間（ステップＳ６５における充電量が充電量閾値Ｔｃより小さい走行区間）や、ステップＳ６４において該当する走行区間が抽出されない場合には、発電量の抑制制御は実行されず、下記に説明するステップＳ６７に移る。

図６のステップＳ６７〜ステップＳ６９において、発電量の増加制御に関する処理が実行される。具体的には、ステップＳ６７において、消費電力スケジュールＳｃおよび発電スケジュールＳｇが比較するなどにより、最大発電量Ｗｇが消費電力量Ｗｃよりも小さくなる走行区間が抽出され、抽出される走行区間毎にバッテリ６の放電量が算出される。
次のステップＳ６８において、走行区間毎の上記の放電量のそれぞれによってバッテリ６を放電する場合に発生するバッテリ６の負荷が許容範囲内となるかを判定される。すなわち、図６の例示では、上記の各放電量が放電量閾値Ｔｄ以上であるか判定されている。そして、この判定において、バッテリ６の負荷が許容範囲外となる走行区間に対しては、その負荷が許容範囲内となる放電量のうちの最大放電量が算出され、最大放電量をバッテリ６が放電するように発電機３による発電量の増加制御が実行される（スケジュールされる）。すなわち、図６の例示では、上記の放電量が放電量閾値Ｔｄ以上となる走行区間では、上記の最大放電量が算出され、その最大放電量に基づいて発電機３による発電量の増加制御が実行される。逆に、上記の負荷が許容範囲内となる走行区間（ステップＳ６８における放電量が放電量閾値Ｔｄより小さい走行区間）や、ステップＳ６７において該当する走行区間が抽出されない場合には、発電量の増加制御は実行されず、図６のフローを終了する。

上記の構成によれば、走行ルート情報から推定される回生発電量が最大となる発電スケジュールＳｇに基づいて発電機３を制御するなど、効率良く発電を行うため、良好な発電効率が得られる。その上で、バッテリ６の充電および放電によって発生するバッテリ６の負荷が許容範囲外と判定される場合には、その負荷が許容範囲内となるように発電機３の発電量が調整される。これによって、充電のためにバッテリ６に対して供給される発電機３からの電力量、および、電気負荷５に電力を供給するために放電されるバッテリ６の電力量が過大になることが回避され、バッテリ６の劣化の進行を抑制することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

１ 発電制御装置
２ エンジン
３ 発電機
４ 電源ライン
５ 電気負荷
６ バッテリ
７ 制御装置
７１ 走行経路情報取得部
７２ 走行状況解析部
７３ 消費電力スケジュール推定部
７４ 発電スケジュール推定部
７５ 充放電量算出部
７６ 発電機制御部
８１ ナビゲーション装置
８２ 車両状況取得手段
９ 車載ネットワーク
Ｄｅ 走行状況情報
Ｄｒ 走行ルート情報
Ｉｆ フィールド電流
Ｉｇ 発電電流
Ｉｒ 充電電流
Ｎｅ エンジンの回転数
Ｎ 発電機の回転数
Ｓｃ 消費電力スケジュール
Ｓｇ 発電スケジュール
Ｔｃ 充電量閾値
Ｔｄ 放電量閾値
Ｔｒ 回生発電時間
Ｗｃ 消費電力量
Ｗｇ 最大発電量
Ｗｔ 目標発電量

Claims (1)

1. 車両の駆動源である内燃機関の回転数に応じて駆動され、バッテリ又は電気負荷に電力を供給する発電機と、
   前記車両が走行する走行ルートの情報を取得する走行経路情報取得部と、
   前記走行ルートの情報に基づき、前記車両の走行状況情報を解析する走行状況解析部と、
   前記走行状況情報に基づき、前記走行ルートにおいて前記電気負荷によって電力消費される消費電力スケジュールを推定する消費電力スケジュール推定部と、
   前記走行状況情報に基づき、前記走行ルートにおいて前記発電機によって回生発電される発電量が最大となる場合の発電スケジュールを推定する発電スケジュール推定部と、
   前記消費電力スケジュールに基づき推定された消費電力量が前記発電スケジュールに基づき推定された最大発電量よりも小さい走行区間においては、充電により発生する前記バッテリの負荷が許容範囲内となる最大充電量を算出し、一方、前記消費電力量が前記最大発電量よりも大きい走行区間においては、放電により前記バッテリに発生する負荷が許容範囲内となる最大放電量を算出する放充電量算出部と、を含み、
   前記放充電量算出部によって前記最大充電量または前記最大放電量が算出された前記走行区間においては、前記最大充電量または前記最大放電量に基づき前記発電機の前記発電量を制御することを特徴とする発電制御装置。

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