JP2019119388A - 車両用制御装置及び制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】十分な発電が期待できない夜間にソーラー発電システムで消費される電力を抑制できる制御装置及び制御方法を提供する。【解決手段】車両に搭載されるソーラー発電装置の動作を制御する車両用制御装置であって、車両の現在位置における日の入り時刻及び日の出時刻を取得する取得制御部と、ソーラー発電装置の動作モードを、ウェイクアップモードと、ウェイクアップモードよりもソーラー発電装置の電力消費が少ないスリープモードとに、切り替えて制御する動作制御部と、を備え、動作制御部は、日の入り時刻及び日の出時刻に基づいて、夜間の時間帯におけるスリープモードからウェイクアップモードへの切り替えを制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載されるソーラー発電装置の動作を制御する車両用の制御装置及び当該制御装置が実行する制御方法に関する。
特許文献１に、ソーラーパネルの発電電力に基づいてシステムの起動／停止（ウェイクアップ／スリープ）を適切に切り替えて、ソーラーパネルの発電電力を効率的にバッテリーに蓄電するソーラー発電システム、が開示されている。
特開２０１５−００２６４０号公報
上記特許文献１に記載のソーラー発電システムでは、日射量の低下などでソーラーパネルの発電電力が所定値未満となってバッテリーへの蓄電を停止するスリープモードを実行した場合、日射量が回復したときに素早くバッテリーへの蓄電を再開できるようにするため、定期的にウェイクアップモードに切り替えて、ソーラーパネルの発電電力が所定値以上になっていないか監視する制御を行っている。このため、ソーラー発電システムにおいて、スリープモードからウェイクアップモードに切り替えるための電力が不必要に消費されてしまうおそれがある。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ソーラー発電システムにおいてスリープモードからウェイクアップモードへの切り替えで消費される電力を抑制できる制御装置及び制御方法、を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、車両に搭載されるソーラー発電装置の動作を制御する車両用制御装置であって、車両の現在位置における日の入り時刻及び日の出時刻を取得する取得制御部と、ソーラー発電装置の動作モードを、ウェイクアップモードと、ウェイクアップモードよりもソーラー発電装置の電力消費が少ないスリープモードとに、切り替えて制御する動作制御部と、を備え、動作制御部は、日の入り時刻及び日の出時刻に基づいて、夜間の時間帯におけるスリープモードからウェイクアップモードへの切り替えを制御する、ことを特徴とする。
上記本発明の一態様による車両用制御装置では、日の入り時刻と日の出時刻とに基づく夜間の時間帯において、ソーラー発電装置の動作モードがスリープモードからウェイクアップモードへ切り替わってしまうことを抑制することができる。これにより、十分な発電が期待できない夜間の時間帯において、スリープモードからウェイクアップモードへの切り替え処理に伴うソーラー発電システムの消費電力を抑制することができる。
この一態様における車両用制御装置では、動作制御部は、日の入り時刻から日の出時刻までの時間帯は、ソーラー発電装置の動作モードをスリープモードに制御することができる。
このように、日の入り時刻から日の出時刻までの時間帯を継続してスリープモード動作させることで、十分な発電が期待できない夜間にソーラー発電装置が定期的にウェイクアップしてしまうことを回避できる。よって、夜間の時間帯において、スリープモードからウェイクアップモードへの切り替え処理に伴うソーラー発電システムの消費電力を大幅に削減することができる。
また、この一態様における車両用制御装置では、取得制御部は、日の入り時刻から所定の時間遡った第１時刻から日の出時刻から所定の時間経過した第２時刻までの時間帯は、ソーラー発電装置の動作モードをスリープモードに制御してもよい。
このように、所定の時間だけ余裕を持たせた第１時刻及び第２時刻に基づく時間帯を継続してスリープモード動作させることで、日の入り時刻前及び日の出時刻後のまだ十分な発電が期待できない時間においても、ソーラー発電装置がウェイクアップしてしまうことを回避できる。スリープモードからウェイクアップモードへの切り替え処理に伴うソーラー発電システムの消費電力を効果的に削減することができる。
取得制御部は、日の出時刻及び日の入り時刻を、車両に搭載される通信機器を介して車両の外部から取得する、又は車両に搭載されるナビゲーション装置から取得してもよいし、車両の現在位置及び現在日時を、車両に搭載されるＧＰＳ受信機又はナビゲーション装置から取得してもよい。
また、本発明の他の態様は、車両用制御装置が実行する車両に搭載されるソーラー発電装置の動作を制御する方法であって、車両の現在位置における日の入り時刻及び日の出時刻を取得するステップと、ソーラー発電装置の動作モードを、ウェイクアップモードと、ウェイクアップモードよりもソーラー発電装置の電力消費が少ないスリープモードとに、切り替えて制御するステップと、日の入り時刻から日の出時刻までの期間を少なくとも含む時間帯を、ソーラー発電装置の動作モードをスリープモードからウェイクアップモードへの切り替えを制御するステップと、を含む、ことを特徴とする。
上記本発明の他の態様による制御方法によれば、日の入り時刻と日の出時刻とに基づく夜間の時間帯において、ソーラー発電装置の動作モードがスリープモードからウェイクアップモードへ切り替わってしまうことを抑制することができる。これにより、十分な発電が期待できない夜間の時間帯において、スリープモードからウェイクアップモードへの切り替え処理に伴うソーラー発電システムの消費電力を抑制することができる。
上記本発明の制御装置及び制御方法によれば、十分な発電が期待できない夜間にソーラー発電システムにおいてスリープモードからウェイクアップモードへの切り替えで消費される電力を抑制することができる。
本発明の一実施形態に係る制御装置を含むソーラー発電システムの構成例を示す図 本発明の一実施形態に係る制御装置が実行するスリープ期間設定の処理手順を説明するフローチャート 本発明の一実施形態に係る制御装置が実行する動作モード制御の処理手順を説明するフローチャート
［概要］
本実施形態に係る車両に搭載されるソーラー発電装置の動作を制御する制御装置は、日の入り時刻から日の出時刻までの夜間の時間帯において、ソーラー発電装置の動作モードをスリープモードに制御する。これにより、十分な発電が期待できない夜間の時間帯においてソーラー発電システムで消費される電力を抑制することができる。
［構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る制御装置２０を含むソーラー発電システム１の構成例を示す図である。図１に例示したソーラー発電システム１は、ソーラー発電装置１０及び制御装置２０を構成に含む。ソーラー発電装置１０は、ソーラーパネル１１と、ソーラーＥＣＵ１２と、ソーラーバッテリー１３と、を備えている。制御装置２０は、取得制御部２１と、動作制御部２２と、を備えている。本ソーラー発電システム１は、例えば車両などに搭載される。
ソーラーパネル１１は、太陽光の照射を受けて発電を行う太陽電池モジュールである。ソーラーパネル１１で発電される電力の量は、日射強度に依存する。このソーラーパネル１１は、例えば車両のルーフなどに設置することができる。ソーラーパネル１１の発電電力は、ソーラーＥＣＵ１２に出力される。
ソーラーＥＣＵ（Electronic Control Unit）１２は、ソーラー発電装置１０における各種制御を実行するための構成である。このソーラーＥＣＵ１２は、各種制御機能の１つとして充放電制御を行う機能を有しており、ソーラーパネル１１の発電電力を所定の電圧に変換してソーラーバッテリー１３に蓄電したり、ソーラーバッテリー１３に蓄えられた電力を所定のバッテリーや負荷（図示せず）に供給したりすることが可能である。
また、このソーラーＥＣＵ１２は、各種制御機能の１つとして省電力機能を有しており、ソーラーＥＣＵ１２が有する全ての機能を起動させて動作させる「ウェイクアップモード」と、ソーラーＥＣＵ１２が有する少なくとも一部の機能だけを動作させて残りの機能を停止させる「スリープモード」とを、切り替えて制御することができる。スリープモードによる動作は、一部の機能を停止しているため、ウェイクアップモードによる動作よりも消費電力が少ない。ソーラーＥＣＵ１２は、上述した動作モードの切り替えを、制御装置２０からの指示に基づいて実施する。この動作モードの切り替えについては、後述する。
ソーラーバッテリー１３は、例えば鉛蓄電池やニッケル水素電池などの、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。このソーラーバッテリー１３は、ソーラーパネル１１の発電電力によって充電可能に、また自らが蓄えている電力をバッテリーや負荷（図示せず）へ放電可能に、ソーラーＥＣＵ１２と接続されている。
取得制御部２１は、車両の現在位置、当日の日付、現在時刻、日の入り時刻、及び日の出時刻を、取得できるように構成される。車両の現在位置、当日の日付、及び現在時刻は、例えば、車両が搭載するＧＰＳ（global positioning system）受信機（図示せず）を介して、外部の情報提供装置（図示せず）から取得することができる。また、日の入り時刻及び日の出時刻は、車両が搭載する無線通信機器（図示せず）を介して、外部の情報提供装置（図示せず）から取得することもできるし、年間データを車載メモリー（図示せず）などに予めマップ形式で格納しておいて、必要なデータを抽出することもできる。
そして、取得制御部２１は、取得した車両の現在位置、当日の日付、現在時刻、日の入り時刻、及び日の出時刻に基づいて、制御装置２０が内蔵する時計（図示せず）の日時情報を修正する処理、及びスリープモードを開始する時刻及びスリープモードを終了する時刻を設定する処理を行う。これらの処理に関しては、後述する。
動作制御部２２は、ソーラー発電装置１０の動作モードを制御できるように構成される。具体的には、動作制御部２２は、ソーラー発電装置１０の所定の状態に基づいて、ウェイクアップモードの動作とスリープモードの動作とを切り替える制御を行う。ソーラー発電装置１０の所定の状態として、ソーラーパネル１１の発電電力量を用いることができ、動作制御部２２は、この発電電力量が所定の値以上である場合にはウェイクアップモードに、発電電力量が所定の値未満である場合にはスリープモードに、ソーラー発電装置１０の動作モードを切り替えることができる。所定の値は、例えば、ソーラーパネル１１の発電電力を処理するためにソーラー発電装置１０で消費される電力とすることができる。
また、動作制御部２２は、取得制御部２１で設定したスリープ開始時刻及びスリープ終了時刻に基づいて、夜間の時間帯におけるスリープモードからウェイクアップモードへの切り替えを制御することが可能である。この処理に関しては、後述する。
［制御装置で実行される制御］
次に、図２及び図３をさらに参照して、本実施形態に係る制御装置２０が実行する制御を説明する。図２は、本実施形態に係る制御装置２０の取得制御部２１が実行するスリープ期間設定の処理手順を説明するフローチャートである。図３は、本実施形態に係る制御装置２０の動作制御部２２が実行する動作モード制御の処理手順を説明するフローチャートである。
まず、図２に示したスリープ期間設定の処理は、例えば、イグニッションスイッチがオン状態（ＩＧ＿ＯＮ）からオフ状態（ＩＧ＿ＯＦＦ）に切り替わったときや、プラグイン充電が終了したときや、ソーラー発電電力による高圧バッテリーへの充電が終了したとき、などのイベントの発生に応じて開始される。
ステップＳ２０１：制御装置２０が内蔵する時計（図示せず）の日時情報を修正する必要があるか否かを判断する。日時情報を修正する必要がある場合としては、例えば、制御装置２０が内蔵する時計の日付及び時刻とＧＰＳ受信機（図示せず）を介して取得した日付及び時刻とのズレがある程度大きいときなど、が考えられる。日時情報を修正する必要があると判断した場合は（Ｓ２０１、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２に処理が進み、日時情報を修正する必要がないと判断した場合は（Ｓ２０１、Ｎｏ）、ステップＳ２０３に処理が進む。
ステップＳ２０２：制御装置２０が内蔵する時計の日時情報を修正する。例えば、制御装置２０が内蔵する時計の日付及び時刻を、基準日時となるＧＰＳ受信機を介して取得した日付及び時刻に一致させることなどを行う。
なお、日時情報は、車載のナビゲーション装置（図示せず）から取得してもよい。但し、この場合には、ナビゲーション装置の日付及び時刻を基準日時とするために、ナビゲーション装置が自動時計合わせ機能を有しているか、その機能がなければ適宜ユーザーに時計合わせを実行させる必要がある。
ステップＳ２０３：今日の「日の入り時刻」及び明日の「日の出時刻」を取得する。日の入り時刻及び日の出時刻は、上述した外部の情報提供装置や車載メモリーなど（図示せず）から取得することができる。
ステップＳ２０４：ソーラー発電装置１０をスリープモードで継続して実行させる時間帯を設定する。具体的には、スリープモードの動作を開始させる第１時刻（以下「スリープ開始時刻」という）を、日の入り時刻に基づいて設定し、スリープモードの動作を終了してウェイクアップモードの動作を開始させる第２時刻（以下「スリープ終了時刻」という）を、日の出時刻に基づいて設定する。
この設定においては、日の入り時刻をそのままスリープ開始時刻に設定し、日の出時刻をそのままスリープ終了時刻に設定してもよい。この設定では、発電が期待できない時間にソーラー発電装置１０がウェイクアップしてしまうことを回避できる。また、日の入り時刻から所定の時間遡った時刻をスリープ開始時刻に設定し、日の出時刻から所定の時間経過した時刻をスリープ終了時刻に設定してもよい。この設定では、日の入り時刻前及び日の出時刻後のまだ十分な発電が期待できない時間においても、ソーラー発電装置１０がウェイクアップしてしまうことを回避できる。また、取得した日の入り時刻及び日の出時刻のポイント（座標データ）が、車両の現在位置（座標データ）から離れているような場合には、その距離に基づいて時差を補正した時刻を、スリープ開始時刻及びスリープ終了時刻に設定してもよい。
スリープ開始時刻及びスリープ終了時刻が設定されると、本スリープ期間設定の処理が完了する。
なお、上記図２のステップＳ２０１及びＳ２０２における日時情報の修正処理は、本スリープ期間設定の処理内において行われる必要はなく、イグニッションスイッチがオン状態のときなど、いつ実施しても構わない。但し、図２に示すように、スリープ開始時刻及びスリープ終了時刻を設定する直前に日時情報を修正しておくことで、基準時刻との時刻ズレを少なくすることができる。
次に、図３に示した動作モード制御の処理は、例えば電源オンなどによってソーラー発電システム１が稼働すると開始され、例えば電源オフなどによってソーラー発電システム１が停止するまで、所定の時間ごとに繰り返し実行される。なお、詳しい説明は省略するが、図３の処理と並列して、ソーラー発電装置１０におけるソーラーパネル１１の発電電力量に応じて、ソーラー発電装置１０の動作モードをウェイクアップモード及びスリープモードのいずれかに切り替える制御が実行される。
ステップＳ３０１：現在時刻がスリープ開始時刻になったか否かを判断する。現在時刻がスリープ開始時刻になったと判断した場合は（Ｓ３０１、Ｙｅｓ）、ステップＳ３０２に処理が進み、現在時刻がスリープ開始時刻になっていないと判断した場合は（Ｓ３０１、Ｎｏ）、ステップＳ３０１に処理が戻って引き続き現在時刻がスリープ開始時刻になったか否かを判断する。
ステップＳ３０２：ソーラー発電装置１０をスリープモードで動作させる。現在実行中の動作モードがウェイクアップモードであればスリープモードに切り替えられ、現在実行中の動作モードがスリープモードであれば継続してスリープモードが実行される。この処理によって、夜間の時間帯におけるスリープモードからウェイクアップモードへの切り替えが制限される。そして、現在時刻がスリープ終了時刻になるまでスリープモードを継続して実行する。
ステップＳ３０３：スリープモードを終了させ、ソーラー発電装置１０をウェイクアップモードで動作させる。その後、ステップＳ３０１の処理に戻り、現在時刻がスリープ開始時刻になったか否かを判断する。
［本実施形態における作用・効果］
上述した本発明の一実施形態に係る制御装置２０によれば、日の入り時刻と日の出時刻とに基づく夜間の時間帯において、ソーラー発電装置１０の動作モードがスリープモードからウェイクアップモードへ切り替わってしまうことを制御することができる。これにより、十分な発電が期待できない夜間の時間帯において、スリープモードからウェイクアップモードへの切り替え処理に伴ってソーラー発電装置１０で消費される電力を抑制することができる。
また、本実施形態に係る制御装置２０によれば、日の入り時刻から日の出時刻までの時間帯をソーラー発電装置１０の動作モードをスリープモードに制御することや、日の入り時刻から所定の時間遡った第１時刻から日の出時刻から所定の時間経過した第２時刻までの時間帯をソーラー発電装置１０の動作モードをスリープモードに制御することによって、十分な発電が期待できない夜間にソーラー発電装置１０が定期的にウェイクアップしてしまうことを回避できる。よって、夜間の時間帯において、スリープモードからウェイクアップモードへの切り替え処理に伴ってソーラー発電システム１で消費される電力を大幅に削減することができる。
なお、上記実施形態では、制御装置２０がソーラー発電装置１０と別体で構成されている例を説明したが、制御装置２０はソーラー発電装置１０に含まれて構成されていてもよい。この場合、制御装置２０がソーラーＥＣＵ１２の各種制御の一機能として組み込まれてもよい。
本発明の制御装置は、車両に搭載されるソーラー発電装置の動作を制御する場合に利用可能である。
１ ソーラー発電システム
１０ ソーラー発電装置
１１ ソーラーパネル
１２ ソーラーＥＣＵ
１３ ソーラーバッテリー
２０ 制御装置
２１ 取得制御部
２２ 動作制御部

Claims (6)

  1. 車両に搭載されるソーラー発電装置の動作を制御する車両用制御装置であって、
    前記車両の現在位置における日の入り時刻及び日の出時刻を取得する取得制御部と、
    前記ソーラー発電装置の動作モードを、ウェイクアップモードと、当該ウェイクアップモードよりも前記ソーラー発電装置の電力消費が少ないスリープモードとに、切り替えて制御する動作制御部と、を備え、
    前記動作制御部は、前記日の入り時刻及び前記日の出時刻に基づいて、夜間の時間帯における前記スリープモードから前記ウェイクアップモードへの切り替えを制御する、
    制御装置。
  2. 前記動作制御部は、前記日の入り時刻から前記日の出時刻までの時間帯は、前記ソーラー発電装置の動作モードを前記スリープモードに制御する、
    請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記取得制御部は、前記日の入り時刻から所定の時間遡った第１時刻から前記日の出時刻から所定の時間経過した第２時刻までの時間帯は、前記ソーラー発電装置の動作モードを前記スリープモードに制御する、
    請求項１に記載の車両用制御装置。
  4. 前記取得制御部は、前記日の出時刻及び前記日の入り時刻を、前記車両に搭載される通信機器を介して車両の外部から取得する、又は車両に搭載されるナビゲーション装置から取得する、
    請求項１に記載の車両用制御装置。
  5. 前記取得制御部は、前記車両の現在位置及び現在日時を、前記車両に搭載されるＧＰＳ受信機又はナビゲーション装置から取得する、
    請求項１に記載の車両用制御装置。
  6. 車両用制御装置が実行する車両に搭載されるソーラー発電装置の動作を制御する方法であって、
    前記車両の現在位置における日の入り時刻及び日の出時刻を取得するステップと、
    前記ソーラー発電装置の動作モードを、ウェイクアップモードと、当該ウェイクアップモードよりも前記ソーラー発電装置の電力消費が少ないスリープモードとに、切り替えて制御するステップと、
    前記日の入り時刻及び前記日の出時刻に基づいて、夜間の時間帯における前記スリープモードから前記ウェイクアップモードへの切り替えを制御するステップと、を含む、
    制御方法。
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