JP2018133941A - 給電制御装置、給電制御方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】給電制御装置、給電制御方法及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】車両に搭載されたオルタネータと、オルタネータからの電力を蓄電するバッテリとが並列に接続されており、オルタネータ又はバッテリから車両が備える負荷への給電を制御する給電制御装置であって、蓄電池を備えた外部機器が着脱可能に接続される接続部と、接続部に接続された外部機器とオルタネータ及びバッテリとの間に配置されており、オルタネータ及びバッテリから外部機器への給電経路を接続又は遮断するスイッチ部と、外部機器が備える蓄電池の蓄電量に係る情報を取得する取得部と、車両が減速走行から加速走行又は等速走行へ転じた際の蓄電池の蓄電量を維持すべく、取得部が取得した情報に基づいてスイッチ部の動作を制御する制御部とを備える。【選択図】図５

Description

本発明は、給電制御装置、給電制御方法及びコンピュータプログラムに関する。

車両には、オルタネータ又はバッテリから車両に搭載された負荷への給電を行う給電制御装置が搭載されている。例えば、特許文献１には、バッテリからエンジンシステム、パワーウィンドウ等の複数の負荷への給電経路に流れる電流を制御することにより、バッテリから複数の負荷への給電を制御する構成が開示されている。

また、車両の給電制御装置に対して携帯型電話機などの外部機器を接続し、給電制御装置を通じて外部機器への給電を行い、外部機器が備える蓄電池を充電することが可能である。

特開２０１４−８３９８８号公報

しかしながら、外部機器に対する従来の給電制御では、ＩＧスイッチのスイッチ位置によって給電を行うか否かを定めているに過ぎず、不要不急な外部機器に対し、オルタネータ又はバッテリからの給電が可能である場合には常時給電を行っていたため、無駄な燃料消費を抑制することができないという問題点を有していた。

本発明の目的は、外部機器に対する給電制御を実行することにより無駄な燃料消費を抑えることができる給電制御装置、給電制御方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。

本態様に係る給電制御装置は、車両に搭載されたオルタネータと、該オルタネータからの電力を蓄電するバッテリとが並列に接続されており、前記オルタネータ又は前記バッテリから前記車両が備える負荷への給電を制御する給電制御装置であって、蓄電池を備えた外部機器が着脱可能に接続される接続部と、該接続部に接続された外部機器と前記オルタネータ及び前記バッテリとの間に配置されており、前記オルタネータ及び前記バッテリから前記外部機器への給電経路を接続又は遮断するスイッチ部と、前記外部機器が備える蓄電池の蓄電量に係る情報を取得する取得部と、前記車両が減速走行から加速走行又は等速走行へ転じた際の前記蓄電池の蓄電量を維持すべく、前記取得部が取得した情報に基づいて前記スイッチ部の動作を制御する制御部とを備える。

本態様に係る給電制御方法は、車両に搭載されたオルタネータと、該オルタネータからの電力を蓄電するバッテリとが並列に接続されており、蓄電池を備えた外部機器が着脱可能に接続される接続部を備えた給電制御装置を用いて、前記オルタネータ又は前記バッテリから前記接続部に接続された外部機器への給電を制御する方法であって、前記外部機器が備える蓄電池の蓄電量に係る情報を取得し、前記車両が減速走行から加速走行又は等速走行へ転じた際の前記蓄電池の蓄電量を維持すべく、取得した前記蓄電量に係る情報に基づき、前記オルタネータ及び前記バッテリから前記外部機器への給電経路を接続又は遮断する。

本態様に係るコンピュータプログラムは、車両に搭載されたオルタネータ又はバッテリから蓄電池を備えた機器への給電を制御するコンピュータに、前記機器が備える蓄電池の蓄電量に係る情報を取得し、前記車両が減速走行から加速走行又は等速走行へ転じた際の前記蓄電池の蓄電量を維持すべく、取得した前記蓄電量に係る情報に基づき、前記オルタネータ及び前記バッテリから前記機器への給電経路を接続又は遮断する処理を実行させるためのコンピュータプログラムである。

上記によれば、外部機器に対する給電制御を実行することにより無駄な燃料消費を抑えることができる。

本実施の形態に係る給電制御装置を説明するブロック図である。 ＩＧスイッチのスイッチ位置の時系列変化を示すグラフである。 給電制御装置への入力電圧（電源電圧）の時系列変化を示すグラフである。 バッテリの充放電電流の時系列変化を示すグラフである。 車速の時系列変化を示すグラフである。 外部機器に対する給電制御の時系列変化を示すグラフである。 ＳＯＣを維持する制御の制御手法を説明する説明図である。 比較例におけるＩＧスイッチのスイッチ位置の時系列変化を示すグラフである。 比較例における給電制御の時系列変化を示すグラフである。 制御部が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。

本発明の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

本願の一態様に係る給電制御装置は、車両に搭載されたオルタネータと、該オルタネータからの電力を蓄電するバッテリとが並列に接続されており、前記オルタネータ又は前記バッテリから前記車両が備える負荷への給電を制御する給電制御装置であって、蓄電池を備えた外部機器が着脱可能に接続される接続部と、該接続部に接続された外部機器と前記オルタネータ及び前記バッテリとの間に配置されており、前記オルタネータ及び前記バッテリから前記外部機器への給電経路を接続又は遮断するスイッチ部と、前記外部機器が備える蓄電池の蓄電量に係る情報を取得する取得部と、前記車両が減速走行から加速走行又は等速走行へ転じた際の前記蓄電池の蓄電量を維持すべく、前記取得部が取得した情報に基づいて前記スイッチ部の動作を制御する制御部とを備える。

従来では、ＩＧスイッチのスイッチ位置がＡＣＣ位置に切り替えられた場合、オフ位置に戻るまで外部機器への給電を継続する制御を行っていたが、上記一態様にあっては、減速走行から加速走行又は等速走行に移行した場合に、移行時の外部機器のＳＯＣ（蓄電池の蓄電量）を維持する制御を実行するので、無駄な燃料消費が抑制される。

本願の一態様に係る給電制御装置は、前記制御部は、前記オルタネータ又は前記バッテリから前記負荷への給電を行う場合、前記スイッチ部の動作を制御して前記給電経路を遮断する。

上記一態様にあっては、車両が備える負荷への給電が必要である場合、外部機器への給電経路を遮断して、前記負荷への給電が優先される。

本願の一態様に係る給電制御装置は、前記制御部は、前記車両が等速走行又は加速走行から減速走行へ転じた場合、前記スイッチ部の動作を制御して前記給電経路を接続する。

上記一態様にあっては、車両が等速走行又は加速走行から減速走行へ転じた場合、オルタネータによる発電の余力を活用して、外部機器のＳＯＣを回復させることができる。

本願の一態様に係る給電制御装置は、前記バッテリへの充電電流を検知する検知部を備え、前記制御部は、前記検知部が検知した充電電流の大きさが閾値以上である場合、前記スイッチ部の動作を制御して前記給電経路を遮断する。

上記一態様にあっては、バッテリへの充電電流の大きさが閾値以上である場合、外部機器への給電経路を遮断する。バッテリへの充電開始後、しばらくするとバッテリの電解液の分極により充電されにくい状態となり、バッテリへの充電電流が減少する。この間、外部機器への給電経路を遮断し、バッテリへの給電を優先させることができる。

本願の一態様に係る給電制御装置は、前記制御部は、ＰＷＭ信号を前記スイッチ部へ送出することにより、前記蓄電池の蓄電量を維持する制御を実行する。

上記一態様にあっては、ＰＷＭ信号によりスイッチ部の動作を制御することにより、走行中にＳＯＣを減らさない制御が可能となる。

本願の一態様に係る給電制御装置は、前記蓄電量を維持する制御の要否に係る選択を受付ける受付部を備え、前記制御を否とする選択を前記受付部にて受付けた場合、前記制御部は、前記蓄電量を維持する制御を禁止する。

上記一態様にあっては、外部機器への常時充電を実行するか、無駄な燃料消費を抑えるために、外部機器のＳＯＣを維持する制御を実行するかの選択を受付けることができる。

本願の一態様に係る給電制御方法は、車両に搭載されたオルタネータと、該オルタネータからの電力を蓄電するバッテリとが並列に接続されており、蓄電池を備えた外部機器が着脱可能に接続される接続部を備えた給電制御装置を用いて、前記オルタネータ又は前記バッテリから前記接続部に接続された外部機器への給電を制御する方法であって、前記外部機器が備える蓄電池の蓄電量に係る情報を取得し、前記車両が減速走行から加速走行又は等速走行へ転じた際の前記蓄電池の蓄電量を維持すべく、取得した前記蓄電量に係る情報に基づき、前記オルタネータ及び前記バッテリから前記外部機器への給電経路を接続又は遮断する。

上記一態様にあっては、従来では、ＩＧスイッチのスイッチ位置がＡＣＣ位置に切り替えられた場合、オフ位置に戻るまで外部機器への給電を継続する制御を行っていたが、上記一態様にあっては、減速走行から加速走行又は等速走行に移行した場合に、移行時の外部機器のＳＯＣ（蓄電池の蓄電量）を維持する制御を実行するので、無駄な燃料消費が抑制される。

本願の一態様に係るコンピュータプログラムは、車両に搭載されたオルタネータ又はバッテリから蓄電池を備えた機器への給電を制御するコンピュータに、前記機器が備える蓄電池の蓄電量に係る情報を取得し、前記車両が減速走行から加速走行又は等速走行へ転じた際の前記蓄電池の蓄電量を維持すべく、取得した前記蓄電量に係る情報に基づき、前記オルタネータ及び前記バッテリから前記機器への給電経路を接続又は遮断する処理を実行させるためのコンピュータプログラムである。

上記一態様にあっては、従来では、ＩＧスイッチのスイッチ位置がＡＣＣ位置に切り替えられた場合、オフ位置に戻るまで外部機器への給電を継続する制御を行っていたが、上記一態様にあっては、減速走行から加速走行又は等速走行に移行した場合に、移行時の外部機器のＳＯＣ（蓄電池の蓄電量）を維持する制御を実行するので、無駄な燃料消費が抑制される。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本実施の形態に係る給電制御装置を説明するブロック図である。実施の形態１に係る給電制御装置１０は、図示しないエンジンに連動して電力を発生させるオルタネータ２１と、オルタネータ２１からの電力を蓄電するバッテリ２２とを備えた車両に搭載されており、オルタネータ２１又はバッテリ２２からの電力を負荷２４及び外部機器５０へ供給する制御を行う。ここで、外部機器５０は、携帯型電話機、タブレット端末、携帯型ゲーム機などの機器であり、自機が動作するために必要な電力を蓄電する蓄電池５１を備える。外部機器５０は、給電制御装置１０の接続部１６に着脱可能に接続され、オルタネータ２１又はバッテリ２２から供給される電力を蓄電池５１に蓄電することができるように構成されている。以下の説明では、外部機器５０は接続部１６に接続されているものとする。

オルタネータ２１は、車両の走行動力源であるエンジン（不図示）に連結された発電機であり、エンジンの出力軸の回転によって発電する。オルタネータ２１の発電により得られる電力は、給電制御装置１０を介して負荷２４及び外部機器５０へ供給されると共に、オルタネータ２１に並列に接続されたバッテリ２２へ供給される。オルタネータ２１は、車両が減速しているときに発電する回生制御を行うことにより、エンジン出力軸の回転に対する負荷となって車両に制動力を与えると共に、発電した電力でバッテリ２２を充電し、負荷２４及び外部機器５０へ電力を供給する。

バッテリ２２は、リチウム蓄電池などの蓄電池であり、オルタネータ２１からの電力を蓄電する。また、バッテリ２２は、給電制御装置１０を介して負荷２４及び外部機器５０に接続され、給電制御装置１０からの制御により、負荷２４及び外部機器５０へ電力を供給する。

また、本実施の形態では、オルタネータ２１とバッテリ２２との間に電流検知センサ２３が介装されており、オルタネータ２１からバッテリ２２への充電電流及びバッテリ２２からの放電電流を電流検知センサ２３により検知できるように構成されている。

給電制御装置１０は、制御部１１、電圧変換部１２、スイッチ部１３、通信部１４、入出力部１５、及び接続部１６を備える。

制御部１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備える。制御部１１が備えるＣＰＵは、ＲＯＭに予め記憶されている制御プログラムを実行することにより、給電制御装置１０が備えるハードウェア各部の動作を制御し、本実施の形態に係る給電制御方法を実現する。

なお、制御部１１は、上記の構成に限定されるものではなく、シングルコアＣＰＵ、マルチコアＣＰＵ、マイコン、揮発性又は不揮発性のメモリ等を含む１又は複数の処理回路であればよい。また、制御部１１は、日時情報を出力するクロック、計測開始指示を与えてから計測終了指示を与えるまでの経過時間を計測するタイマ、数をカウントするカウンタ等の機能を備えていてもよい。

電圧変換部１２は、制御部１１からの制御に基づき、オルタネータ２１及びバッテリ２２からの入力電圧（例えば１５Ｖ）を所定の電圧（例えば１２．８Ｖ）に変換して出力する。

スイッチ部１３は、オルタネータ２１及びバッテリ２２から外部機器５０への給電経路の中途に設けられたＦＥＴ（Field-Effect Transistor）などのスイッチング素子を備えており、制御部１１からの制御信号（オン／オフ信号）により、外部機器５０への給電経路を接続又は遮断する。

通信部１４は、例えばＣＡＮ通信インタフェース（CAN : Controller Area Network）を備えており、ＣＡＮバスを介してエンジンＥＣＵ（Electronic Controller Unit）などの各種ＥＣＵ（不図示）に接続されている。通信部１４は、ＣＡＮプロトコルに従って各種ＥＣＵと必要な情報の送受信を行う。

入出力部１５は、各種スイッチ、センサ等を接続するためのインタフェースを備える。本実施の形態では、例えば、ＩＧスイッチ３１、モード切替スイッチ３２、車速センサ３３が入出力部１５に接続されている。

ＩＧスイッチ３１は、例えば、乗員の操作によって車両のエンジンを始動させる押しボタン式のスイッチである。ＩＧスイッチ３１は、乗員の操作によって、オフ位置、アクセサリ位置（ＡＣＣ位置）、オン位置、及びエンジン始動位置に段階的に切り替えられる。

一般的にＩＧスイッチ３１がオフ位置にある場合、ヘッドランプ等のランプ制御装置、車両ドアのロック機構等が動作可能であり、ＡＣＣ位置では、図に示していない音声出力装置、表示装置等が動作可能となる。このように、オフ位置及びＡＣＣ位置では電力消費量が小さい一部の車載機器のみが動作可能である。一方、ＩＧスイッチ３１がオン位置にある場合には、空気調和装置、ターンハザード、ワイパー、メータ機器等の多くの車載機器が動作可能となる。さらにエンジン始動位置では点火プラグに点火してエンジンが始動し、エンジン始動後はオン位置に戻るように構成されている。

モード切替スイッチ３２は、乗員の操作によって外部機器５０に対する給電モードを切り替える選択スイッチである。本実施の形態では、外部機器５０に対する給電モードとして、オルタネータ２１又はバッテリ２２からの給電が可能である場合、蓄電池５１の最大の蓄電量（SOC : state of charge）に達するまで給電を継続する継続モードと、オルタネータ２１又はバッテリ２２からの給電が可能である場合であっても、ある特定の時点のＳＯＣを維持する維持モードとを備える。
なお、モード切替スイッチ３２は、車両のインスツルメントパネル等に設けられる独立したスイッチであってもよく、ナビゲーション装置が備えるユーザインタフェースの一部として搭載されるスイッチであってもよい。

車速センサ３３は、車両の走行速度（車速）を計測するセンサであり、計測した車速を給電制御装置１０へ出力する。

接続部１６は、外部機器５０を着脱可能に接続し、オルタネータ２１又はバッテリ２２からの給電が可能である場合、オルタネータ２１又はバッテリ２２から供給される電力を接続部１６に接続された外部機器５０へ出力する。

以下、実施の形態１に係る給電制御方法を説明する。
図２ＡはＩＧスイッチ３１のスイッチ位置の時系列変化を示すグラフであり、横軸は時刻、縦軸はスイッチ位置を表している。図２Ａに示した例では、時刻ｔ１に達するまでＩＧスイッチ３１はオフであり、時刻ｔ１でＩＧスイッチ３１はＡＣＣ位置に遷移し、その後、時刻ｔ２でオン位置（エンジン始動位置）に遷移したことを示している。また、時刻ｔ９でＩＧスイッチ３１はＡＣＣ位置に遷移し、時刻ｔ１０でオフ位置に遷移したことを示している。更に、時刻ｔ１１でＩＧスイッチ３１はＡＣＣ位置に遷移し、時刻ｔ１２でオフ位置に遷移したことを示している。

図２Ｂは給電制御装置１０への入力電圧（電源電圧）の時系列変化を示すグラフであり、横軸は時刻、縦軸は電源電圧の値を表している。電源電圧は、ＩＧスイッチ３１がオフである場合、すなわち図２Ｂの例では、時刻ｔ１に達するまでの間、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの間、時刻ｔ１２以降、実質的に一定値に保たれる。また、車両が加速する時刻ｔ２からｔ３までの間、及び時刻ｔ７から時刻ｔ８までの間、電源電圧は一時的に上昇し、その後、一定値に戻る。また、ＩＧスイッチ３１がＡＣＣ位置であり、給電制御装置１０からの給電を継続して行っている場合、すなわち図２Ｂの例では、時刻ｔ９から時刻ｔ１０の間、及び時刻ｔ１１から時刻ｔ１２の間、バッテリ２２の蓄電量の低下に伴い、電源電圧は徐々に低下する。

図２Ｃはバッテリ２２の充放電電流の時系列変化を示すグラフであり、横軸は時刻、縦軸は充放電電流の値を表している。ＩＧスイッチ３１がオフ位置にある場合、すなわち図２Ｃの例では、時刻ｔ１に達するまでの間、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの間、時刻ｔ１２以降、バッテリ２２の充放電電流はゼロである。一方、ＩＧスイッチ３１がＡＣＣ位置にある場合、すなわち、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、時刻ｔ９から時刻ｔ１０の間、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２の間、バッテリ２２から負荷２４又は外部機器５０への給電を行うので、バッテリ２２からの放電電流が電流検知センサ２３にて検知される。

ＩＧスイッチ３１がオン位置（エンジン始動位置）となり、車両が加速走行を行った場合（図２Ｃの例では時刻ｔ２から時刻ｔ３の間）、オルタネータ２１からバッテリ２２への充電を行うので、バッテリ２２への充電電流が電流検知センサ２３により検知される。オルタネータ２１からバッテリ２２への充電は、車両が加速走行から減速走行に転じた後も維持され、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間、バッテリ２２への充電電流が電流検知センサ２３により検知される。

車両が減速走行から等速走行に転じた場合、図２Ｃの例では時刻ｔ４から時刻ｔ５の間、バッテリ２２からの放電及びバッテリ２２への充電を行わない状態に遷移し、電流検知センサ２３により検知される充放電電流はゼロとなる。等速走行中であっても、負荷２４の動作状態がオフからオンに切り替えられた場合、バッテリ２２から負荷２４への給電を行うため、バッテリ２２からの放電電流が電流検知センサ２３にて検知される。図２Ｃに示す例では、時刻ｔ５から時刻ｔ６において、バッテリ２２から負荷２４への給電を行い、電流検知センサ２３にて放電電流が検知された状態を示している。

車両が等速走行又は加速走行から減速走行に転じ、減速時の回生により発電電力に余裕がある場合、オルタネータ２１からバッテリ２２への充電を行う。図２Ｃに示す例では、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの間、及び時刻ｔ８から時刻ｔ９の間、オルタネータ２１からバッテリ２２への充電を行い、電流検知センサ２３にて充電電流が検知された状態を示している。

一方、車両が等速走行又は減速走行から加速走行に転じた場合、制御部１１は、スイッチ部１３の動作を制御してバッテリ２２から外部機器５０への給電を行う。図２Ｃに示す例では、時刻ｔ７から時刻ｔ８までの間、バッテリ２２から外部機器５０への給電を行い、電流検知センサ２３にて放電電流が検知された状態を示している。

図２Ｄは車速の時系列変化を示すグラフであり、横軸は時刻、縦軸は車速を表している。図２Ｄに示す例では、時刻ｔ２で加速走行を開始し、時刻ｔ３、ｔ４、ｔ６、ｔ７、ｔ８のそれぞれにおいて、加速走行から減速走行、減速走行から等速走行、等速走行から減速走行、減速走行から加速走行、加速走行から減速走行に転じたことを示している。また、図２Ｄの例は、時刻ｔ９において車両が停止したことを示している。

図２Ｅは外部機器５０に対する給電制御の時系列変化を示すグラフであり、横軸は時刻、縦軸は制御状態を表している。外部機器５０に対する給電制御は、制御部１１がスイッチ部１３の動作を制御することにより行う。ＩＧスイッチ３１がオフ位置にある場合、外部機器５０への給電を行わないので、制御部１１は、外部機器５０への給電経路を遮断する制御信号（オフ信号）をスイッチ部１３へ出力する。図２Ｅの例では、時刻ｔ１に達するまでの間、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの間、時刻ｔ１２以降、外部機器５０への給電経路を遮断する制御を行っている状態を示している。

ＩＧスイッチ３１がＡＣＣ位置にある場合、制御部１１は、外部機器５０が備える蓄電池５１のＳＯＣを維持する制御を行う。蓄電池５１のＳＯＣを維持する制御は、ＰＷＭ制御により行われる。図２Ｅの例では、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、時刻ｔ９から時刻ｔ１０までの間、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの間、蓄電池５１のＳＯＣを維持する制御を行っている状態を示している。

ＩＧスイッチ３１がＡＣＣ位置からオン位置に切り替わった直後は、車両のエンジンが始動し、オルタネータ２１からバッテリ２２への充電電流が大きいため、制御部１１は、スイッチ部１３の動作を制御して外部機器５０への給電経路を遮断することにより、外部機器５０への給電をオフに制御する。このとき、制御部１１は、電流検知センサ２３により検知されるバッテリ２２への充電電流の値を取得し、取得した値が予め設定された閾値以上である場合、外部機器５０への給電経路を遮断する構成とすればよい。図２Ｅの例では、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間、外部機器５０への給電をオフに制御した状態を示している。
なお、給電制御装置１０の制御部１１は、通信部１４を通じて、オルタネータ２１の発電状態、バッテリ２２の蓄電状態等を管理するエンジンＥＣＵと通信を行うことにより、電流検知センサ２３により検知されるバッテリ２２への充電電流の値を取得してもよい。また、電流検知センサ２３を入出力部１５に接続し、入出力部１５を通じて、電流検知センサ２３により検知されるバッテリ２２への充電電流の値を取得してもよい。

また、車両が加速走行又は等速走行から減速走行に移行した場合であって、減速時の回生により発電電力に余裕があるとき、制御部１１は、スイッチ部１３の動作を制御して外部機器５０への給電経路を接続し、外部機器５０のＳＯＣを回復させる制御を行う。図２Ｅの例では、時刻ｔ３からｔ４の間、時刻ｔ６からｔ７の間、外部機器５０への給電をオンに制御した状態を示している。外部機器５０への給電をオンに制御した状態では、蓄電池５１が満充電となるまで、給電が継続して行われる。

車両が減速走行から加速走行又は等速走行に移行した場合、制御部１１は、スイッチ部１３の動作を制御することにより、蓄電池５１のＳＯＣを維持する制御を行う。蓄電池５１のＳＯＣを維持する制御は、ＰＷＭ制御により行われる。図２Ｅの例では、時刻ｔ４から時刻ｔ５の間、時刻ｔ７から時刻ｔ８の間、蓄電池５１のＳＯＣを維持する制御を行っている状態を示している。蓄電池５１のＳＯＣを維持する制御については、後に詳述することとする。

一方、負荷２４の動作状態がオフからオンに切り替えられ、負荷２４への給電を優先させる必要がある場合、制御部１１は、スイッチ部１３の動作を制御して外部機器５０への給電経路を遮断することにより、外部機器５０への給電をオフに制御する。図２Ｅの例では、時刻ｔ５から時刻ｔ６の間、外部機器５０への給電をオフに制御した状態を示している。

図３はＳＯＣを維持する制御の制御手法を説明する説明図である。制御部１１は、車両が減速走行から加速走行又は等速走行に転じた際の蓄電池５１のＳＯＣに係る情報を外部機器５０から取得する。制御部１１は、例えば通信部１４を通じて外部機器５０と通信を行うことによりＳＯＣに係る情報を取得してもよく、入出力部１５に外部機器５０を接続し、入出力部１５を通じてＳＯＣに係る情報を取得してもよい。

また、減速走行から加速走行又は等速走行に転じた際の蓄電池５１のＳＯＣとして、制御部１１は、減速走行から加速走行又は等速走行に切り替わった直前のＳＯＣを取得してもよく、切り替わった直後のＳＯＣを取得してもよい。制御部１１は、外部機器５０からＳＯＣに係る情報を定期的に取得して内蔵のＲＡＭに記憶させておき、減速走行から加速走行又は等速走行に切り替わった後に、直前又は直後に記憶したＳＯＣをＲＡＭから読み出すことにより、切り替わった直前又は直後の蓄電池５１のＳＯＣを特定することができる。また、減速走行から加速走行又は等速走行に切り替わった後に、制御部１１と外部機器５０との間で通信を行うことにより、切り替わった直後のＳＯＣを取得する構成としてもよい。

制御部１１は、外部機器５０から得られるＳＯＣに係る情報に基づき、減速走行から加速走行又は等速走行に転じた際の蓄電池５１のＳＯＣを維持する制御を行う。図３の上段に示すグラフは、蓄電池５１におけるＳＯＣの時系列変化を示しており、横軸は時刻、縦軸は蓄電池５１のＳＯＣの値を表している。減速走行から加速走行又は等速走行に転じた際の蓄電池５１のＳＯＣを例えば８０％とした場合、制御部１１は、その８０％を維持する制御を行う。具体的には、制御部１１は、スイッチ部１３を構成するＦＥＴなどのスイッチング素子に対してＰＷＭ信号を出力することにより、蓄電池５１のＳＯＣが所定の範囲（例えば±５％の範囲）に収まるようにスイッチング素子のオン／オフを制御する。

図３の下段に示すグラフは、制御部１１から出力されるＰＷＭ信号の時系列変化を示しており、横軸は時刻、縦軸はＰＷＭ信号の大きさを表している。ＰＷＭ信号がハイレベルである場合、スイッチ部１３により外部機器５０への給電経路は接続され、オルタネータ２１又はバッテリ２２から供給される電力により、外部機器５０の蓄電池５１は充電される。ＰＷＭ信号がローレベルである場合、スイッチ部１３により外部機器５０への給電経路が遮断され、外部機器５０への充電は停止される。

以下、比較例として従来の給電制御方法を説明する。
図４Ａは比較例におけるＩＧスイッチのスイッチ位置の時系列変化を示すグラフであり、横軸は時刻、縦軸はスイッチ位置を表している。図４Ａに示した例では、時刻ｔ１に達するまでＩＧスイッチはオフであり、時刻ｔ１でＩＧスイッチはＡＣＣ位置に遷移し、その後、時刻ｔ２でオン位置（エンジン始動位置）に遷移したことを示している。また、時刻ｔ９でＩＧスイッチ３１はＡＣＣ位置に遷移し、時刻ｔ１０でオフ位置に遷移したことを示している。更に、時刻ｔ１１でＩＧスイッチはＡＣＣ位置に遷移し、時刻ｔ１２でオフ位置に遷移したことを示している。

図４Ｂは比較例における給電制御の時系列変化を示すグラフであり、横軸は時刻、縦軸は制御状態を表している。比較例では、ＩＧスイッチのスイッチ位置に連動して、給電制御装置に接続された外部機器に対する給電制御を行う。具体的には、ＩＧスイッチのスイッチ位置がオフ位置からＡＣＣ位置に遷移したタイミングで外部機器に対する給電をオンし、ＩＧスイッチのスイッチ位置がオフ位置に戻るまで外部機器に対する給電を継続する制御を行う。すなわち、従来の給電制御方法では、不要不急な外部機器に対し、オルタネータ又はバッテリからの給電が可能である場合には常時給電を行っていたため、無駄な燃料消費を抑制することができない。

これに対し、本実施の形態に係る給電制御では、図２Ａ〜図２Ｅを用いて説明したように、車両の減速走行時にはオルタネータ２１による発電の余力を活用して、外部機器５０が備える蓄電池５１のＳＯＣを回復させることができると共に、減速走行から加速走行又は等速走行に移行した場合には、ＰＷＭ制御によりＳＯＣを維持する制御を実行するので、無駄な燃料消費を抑制することが可能となる。

図５は制御部１１が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。制御部１１は、入出力部１５を通じて入力される信号に基づき、ＩＧスイッチ３１がオフであるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。ＩＧスイッチ３１がオフである場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、制御部１１は、以下の処理を実行することなく、本フローチャートによる処理を終了する。

ＩＧスイッチ３１がオフでないと判断した場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、すなわちＩＧスイッチ３１のスイッチ位置がオフ位置からＡＣＣ位置又はオン位置に切り替えられた場合、制御部１１は、入出力部１５を通じて入力される信号に基づき、モード切替スイッチ３２により維持モードが選択されているか否かを判断する（ステップＳ１０２）。

維持モードが選択されていない場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、すなわちオルタネータ２１又はバッテリ２２からの給電が可能である場合に外部機器５０への給電を継続的に行う継続モードが選択されている場合、制御部１１は、以下の処理を実行することなく、本フローチャートによる処理を終了する。

ある特定の時点の蓄電池５１のＳＯＣを維持する維持モードが選択されている場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、制御部１１は、電源電圧が所定値（例えば１３．５Ｖ以上）であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。

電源電圧が所定値未満の場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、制御部１１は、以下の処理を実行することなく、本フローチャートによる処理を終了する。

電源電圧が所定値以上の場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、制御部１１は、入出力部１５を通じて入力される車速センサ３３からの信号に基づき、車両が減速走行から加速走行又は等速走行に移行したか否かを判断する（ステップＳ１０４）。

車両が減速走行を維持しており、加速走行又は等速走行に移行していないと判断した場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、制御部１１は、外部機器５０が備える蓄電池５１に対して通常の充電を行い、蓄電池５１のＳＯＣを回復させる制御を実行する（ステップＳ１０６）。

車両が減速走行から加速走行又は等速走行に移行したと判断した場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、制御部１１は、外部機器５０から得られる蓄電池５１のＳＯＣに係る情報に基づき、スイッチ部１３へＰＷＭ信号を出力することにより、蓄電池５１のＳＯＣを維持する制御を実行する（ステップＳ１０５）。

以上のように、本実施の形態では、車両の減速走行時にはオルタネータ２１による発電の余力を活用して、外部機器５０が備える蓄電池５１のＳＯＣを回復させることができる。また、制御部１１は、減速走行から加速走行又は等速走行に移行した場合に、ＰＷＭ制御によりＳＯＣを維持する制御を実行するので、無駄な燃料消費を抑制することができる。

今回開示された実施の形態は、全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、上述した意味ではなく、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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１０ 給電制御装置
１１ 制御部
１２ 電圧変換部
１３ スイッチ部
１４ 通信部（取得部）
１５ 入出力部（取得部）
１６ 接続部
２１ オルタネータ
２２ バッテリ
２３ 電流検知センサ
２４ 負荷
３１ ＩＧスイッチ
３２ モード切り替えスイッチ（受付部）
３３ 車速センサ
５０ 外部機器
５１ 蓄電池

Claims (8)

1. 車両に搭載されたオルタネータと、該オルタネータからの電力を蓄電するバッテリとが並列に接続されており、前記オルタネータ又は前記バッテリから前記車両が備える負荷への給電を制御する給電制御装置であって、
   蓄電池を備えた外部機器が着脱可能に接続される接続部と、
   該接続部に接続された外部機器と前記オルタネータ及び前記バッテリとの間に配置されており、前記オルタネータ及び前記バッテリから前記外部機器への給電経路を接続又は遮断するスイッチ部と、
   前記外部機器が備える蓄電池の蓄電量に係る情報を取得する取得部と、
   前記車両が減速走行から加速走行又は等速走行へ転じた際の前記蓄電池の蓄電量を維持すべく、前記取得部が取得した情報に基づいて前記スイッチ部の動作を制御する制御部と
   を備える給電制御装置。
2. 前記制御部は、前記オルタネータ又は前記バッテリから前記負荷への給電を行う場合、前記スイッチ部の動作を制御して前記給電経路を遮断する
   請求項１に記載の給電制御装置。
3. 前記制御部は、前記車両が等速走行又は加速走行から減速走行へ転じた場合、前記スイッチ部の動作を制御して前記給電経路を接続する
   請求項１又は請求項２に記載の給電制御装置。
4. 前記バッテリへの充電電流を検知する検知部
   を備え、
   前記制御部は、前記検知部が検知した充電電流の大きさが閾値以上である場合、前記スイッチ部の動作を制御して前記給電経路を遮断する
   請求項１から請求項３の何れか１つに記載の給電制御装置。
5. 前記制御部は、ＰＷＭ信号を前記スイッチ部へ送出することにより、前記蓄電池の蓄電量を維持する制御を実行する
   請求項１から請求項４の何れか１つに記載の給電制御装置。
6. 前記蓄電量を維持する制御の要否に係る選択を受付ける受付部
   を備え、
   前記制御を否とする選択を前記受付部にて受付けた場合、前記制御部は、前記蓄電量を維持する制御を禁止する
   請求項１から請求項５の何れか１つに記載の給電制御装置。
7. 車両に搭載されたオルタネータと、該オルタネータからの電力を蓄電するバッテリとが並列に接続されており、蓄電池を備えた外部機器が着脱可能に接続される接続部を備えた給電制御装置を用いて、前記オルタネータ又は前記バッテリから前記接続部に接続された外部機器への給電を制御する方法であって、
   前記外部機器が備える蓄電池の蓄電量に係る情報を取得し、
   前記車両が減速走行から加速走行又は等速走行へ転じた際の前記蓄電池の蓄電量を維持すべく、取得した前記蓄電量に係る情報に基づき、前記オルタネータ及び前記バッテリから前記外部機器への給電経路を接続又は遮断する
   給電制御方法。
8. 車両に搭載されたオルタネータ又はバッテリから蓄電池を備えた機器への給電を制御するコンピュータに、
   前記機器が備える蓄電池の蓄電量に係る情報を取得し、
   前記車両が減速走行から加速走行又は等速走行へ転じた際の前記蓄電池の蓄電量を維持すべく、取得した前記蓄電量に係る情報に基づき、前記オルタネータ及び前記バッテリから前記機器への給電経路を接続又は遮断する
   処理を実行させるためのコンピュータプログラム。

Images