JP2021160665A - 船舶のバッテリの制御装置および制御方法、船舶 - Google Patents

船舶のバッテリの制御装置および制御方法、船舶 Download PDF

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Abstract

【課題】エンジン始動用の電力を優先的に確保する。【解決手段】メインバッテリ３８、駆動バッテリ３９、ハウスバッテリ３６は、発電機２４による充電が可能である。メインバッテリ３８の電圧ｍａｉｎＶ＜ＴＶ３または駆動バッテリ３９の電圧ｍｏｔＶ＜ＴＶ６が成立すると、指示された運転モードに拘わらずモータ駆動モードへの移行が禁止される。さらに、ｍａｉｎＶ＜ＴＶ１またはｍｏｔＶ＜ＴＶ５が成立すると、スイッチＳＷ２が切断されることでハウスバッテリ３６の充電が禁止されると共に、エンジン２３が回転される。【選択図】図４

Description

本発明は、船舶のバッテリの制御装置および制御方法、船舶に関する。
特許文献１、特許文献２に開示されるように、自動車の分野で、いわゆるハイブリッド車両が知られている。特許文献１は、ＥＣＵに複数台の蓄電装置の電池情報を提供し、優先順位をつけて一台ずつ充電するように充放電器を制御する。特許文献２は、制御回路にてオルタネータに接続された第１および第２バッテリのＳＯＣ情報を取得し、ＳＯＣの少ない方のバッテリを優先して充電するようにリレーを制御する。
船舶においても、エンジンとモータのいずれによっても船舶推進機のプロペラを駆動可能な船舶が知られている。この種の船舶には、エンジン始動用のメインバッテリのほか、モータ駆動用、船舶における負荷用等の、複数のバッテリが搭載される。
特開２０１５−１０６９６２号公報 特開２００５−２８７１４６号公報
しかしながら、船舶に搭載された複数のバッテリを効果的に制御する方法については検討段階にあり、改善の余地がある。船舶におけるハイブリッドシステムには様々な運転モードがある。例えば、エンジンを止めてモータだけでプロペラを駆動するモードがある。運転モードの指示によってエンジンが回転しない状況が長く続いた場合、エンジン始動用のバッテリの電圧ないし蓄電量が低下することがあり得る。
ところが、メインバッテリの適切な電圧ないし蓄電量が確保されることはエンジン始動に必須である。特に、船舶においては、洋上でエンジンを始動できないと帰港できなくなる可能性がある。そのため、陸上の車両と比べて、メインバッテリの電圧や蓄電量の過度な低下を回避する重要性は高い。
本発明は、エンジン始動用の電力を優先的に確保することを目的とする。
この発明の一態様による船舶のバッテリの制御装置は、エンジンとモータのいずれによっても船舶推進機のプロペラを駆動可能な船舶に搭載された複数のバッテリを制御する、船舶のバッテリの制御装置であって、前記複数のバッテリは、前記エンジンを始動するための電力を供給するメインバッテリ、前記モータを駆動するための電力を供給する駆動バッテリ、および、前記船舶における負荷に電力を供給する負荷バッテリを含み、且つ、いずれのバッテリも、発電機による充電が可能であり、前記メインバッテリの電圧または蓄電量を示す第１の値を取得する取得部と、前記取得部により取得された前記第１の値が第１の閾値より小さい場合、指示された運転モードに拘わらず前記モータを少なくとも用いて前記プロペラを駆動するモータ駆動モードへの移行を禁止すること、または前記負荷バッテリの充電を禁止すること、の少なくとも1つを実行し、且つ前記エンジンを回転させて前記メインバッテリを充電するように制御する制御部と、を有する。
この構成によれば、メインバッテリの電圧または蓄電量を示す第１の値が取得され、第１の値が第１の閾値より小さい場合、指示された運転モードに拘わらずモータを少なくとも用いてプロペラを駆動するモータ駆動モードへの移行を禁止すること、または負荷バッテリの充電を禁止すること、の少なくとも1つが実行され、且つエンジンを回転させてメインバッテリを充電するように制御される。
モータ駆動モードへの移行が禁止されることで、モータの駆動による電力の消費が回避される。負荷バッテリの充電が禁止されることで、負荷バッテリに対して、メインバッテリおよび駆動バッテリの充電の優先度が高まる。エンジンを回転させることで、メインバッテリの充電が可能となる。
本発明によれば、エンジン始動用の電力を優先的に確保することができる。
バッテリの制御装置が適用される船舶の側面図である。 １つの船外機とそれに関連する構成を示すブロック図である。 電力供給の流れを示すブロック図である。 充放電制御処理を示すフローチャートである。 充放電制御処理を示す図４の続きのフローチャートである。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係るバッテリの制御装置が適用される船舶の側面図である。この船舶１０は、滑走艇であり、船体１１と、船体１１に搭載される船舶推進機としての複数の船外機１２と、複数のトリムタブ１３とを備えている。船体１１の操船席付近には、ステアリングホイール１４や後述の操作レバー３２（図２）が備えられる。
各船外機１２は船体１１の船尾に並べて取り付けられている。各船外機１２は、取付ユニット１９を介して船体１１に取り付けられ、ステアリングホイール１４の操作に応じて取付ユニット１９における略垂直なステアリング軸まわりに回動する。これにより、船舶１０が操舵される。各トリムタブ１３は船体１１の船尾に取り付けられ、船尾における略水平な揺動軸まわりに揺動する。これにより、船体１１の船尾に発生する揚力を調整して船体の姿勢を制御する。
各船外機１２は２つの駆動源を有する。一の駆動源は内燃機関であるエンジン２３であり、他の駆動源は電動モータ２５である。船外機１２は各々、対応するエンジン２３や電動モータ２５の駆動力により回転されるプロペラ１８（推進翼）によって推進力を得る。すなわち、各船外機１２は、エンジン２３とモータ２５のいずれによってもプロペラ１８を駆動可能である。
図２は、１つの船外機１２とそれに関連する構成を示すブロック図である。図２では、各ブロックが、ＣＡＮ（Control Area Network）、アナログ信号線または電力供給線によって接続されている。特に、コントローラ同士はＣＡＮ通信可能に接続されている。
船外機１２は、スタータモータ２１、エンジンコントローラ２２、エンジン２３、発電機２４、電動モータ２５、モータコントローラ２６、各種センサ２７、各種アクチュエータ２８、駆動切替機構３１を有する。駆動切替機構３１はエンジン２３に対してエンジンドライブシャフト２９で連結されている。駆動切替機構３１はプロペラシャフト２０（推進軸）に連結されている。モータ２５の軸は駆動切替機構３１およびプロペラシャフト２０に連結されている。プロペラシャフト２０にはプロペラ１８が取り付けられている。駆動切替機構３１は、クラッチ機構やシフト機構などを有し、プロペラシャフト２０への駆動力の伝達元を、エンジン２３とモータ２５とに切り替える。
スタータモータ２１はエンジン２３を始動する。エンジンコントローラ２２はエンジン２３を制御する。エンジンコントローラ２２は、スロットルアクチュエータおよび燃料供給装置を制御することによりエンジン２３の出力を変更する。発電機２４は、エンジン２３の回転を利用して発電する。モータコントローラ２６はモータ２５を制御する。各種センサ２７は、エンジン２３の回転数を検出するセンサやスロットル開度を検出するセンサ等を含む。ＡＨＥＣＵ４０は、各種センサ２７の検出結果を、ＣＡＮを通じて各コントローラから取得する。各種アクチュエータ２８は、スロットルバルブの開度を変更するスロットルアクチュエータ等を含む。ＡＨＥＣＵ４０は、ＣＡＮを通じて、各種アクチュエータ２８を、対応する各コントローラに制御させる。
船体１１は、ＡＨＥＣＵ（Actuator Head ＥＣＵ）４０（制御部）のほか、操作レバー３２、レバーセンサ３３、リモートコントローラ３４、始動スイッチ３５、ハウスバッテリ３６（負荷バッテリ）、負荷３７、メインバッテリ３８および駆動バッテリ３９を備える。なお、ＡＨＥＣＵ４０は、船外機１２の各々に配置されてもよい。
メインバッテリ３８は、ＡＨＥＣＵ４０、リモートコントローラ３４、スタータモータ２１、エンジンコントローラ２２、エンジン２３、モータコントローラ２６、各種センサ２７、各種アクチュエータ２８などに電力を供給する。駆動バッテリ３９は、モータ２５に電力を供給する。ハウスバッテリ３６は、テレビ等の船舶用の負荷３７に電力を供給する。なお、電力の供給元と供給先の組み合わせは例示したものに限定されない。
ＡＨＥＣＵ４０は、ＥＥＰＲＯＭ等の書き替え可能な不揮発メモリで構成される第１保持部４０ａを有する。エンジンコントローラ２２、モータコントローラ２６はそれぞれ、書き替え可能な不揮発メモリである第２保持部として、エンジンメモリ２２ａ、モータメモリ２６ａを有する。
操作レバー３２はリモコンユニット（不図示）に含まれ、レバーセンサ３３の位置を検出し、検出結果をリモートコントローラ３４に送る。リモートコントローラ３４は、レバーセンサ３３から取得した検出結果から、スロットル開度の要求値や要求トルクを生成し、ＡＨＥＣＵ４０へ出力する。ＡＨＥＣＵ４０は、リモートコントローラ３４から受け取った値を出力要求としてエンジンコントローラ２２とモータコントローラ２６とに送る。その際、ＡＨＥＣＵ４０は、受け取った値を運転状況等に応じて分配してコントローラ２２、２６に送る。エンジンコントローラ２２は、受け取った出力要求に応じてエンジン２３を駆動する。モータコントローラ２６は、受け取った出力要求に応じてモータ２５を駆動する。ＡＨＥＣＵ４０がエンジンコントローラ２２にエンジン始動の指令を出力した場合は、エンジンコントローラ２２は、スタータモータ２１にエンジン２３を始動させる。この場合、エンジンコントローラ２２がリレーを駆動することで、スタータモータ２１はメインバッテリ３８からの電力を得て、エンジン２３を始動させる。
始動スイッチ３５は、ユーザの操作によって、ＯＦＦ位置、ＯＮ位置、ＳＴＡＲＴ位置のいずれかに配置される。始動スイッチ３５がＳＴＡＲＴ位置に配置された後にユーザが始動スイッチ３５から手を離すと、始動スイッチ３５は自動的にＯＮ位置に戻る。ＳＴＡＲＴ位置は、スタータモータ２１を動作させる位置であり、且つ、スタータモータ２１の動作が許可されたことをＡＨＥＣＵ４０に記憶させる位置である。エンジン２３の始動を許可する始動許可指令がＡＨＥＣＵ４０に入力されると、始動が許可されたことがＡＨＥＣＵ４０に記憶される。この記憶は、始動スイッチ３５がＯＦＦ位置に配置されるまで保持される。
なお、始動スイッチ３５の構成はこれに限定されない。例えば、メインスイッチおよびスタート・ストップスイッチを備え、メインスイッチをオンにした状態でスタート・ストップスイッチを操作することによって、スタータモータ２１が動作・動作停止する構成であってもよい。
第２保持部（エンジンメモリ２２ａ、モータメモリ２６ａ）は、第２情報（モード情報および各指令値）を記憶する。モード情報は後述する運転モードを示す情報である。各指令値は、エンジン２３またはモータ２５を制御するための値である。エンジンメモリ２２ａは、エンジン２３を制御するための指令値として、エンジン２３の目標回転数の指令値、エンジン２３の目標トルクの指令値、シフト位置の指令値、スロットル開度の指令値、および故障状態を示す値のうち少なくとも１つを記憶する。モータメモリ２６ａは、モータ２５を制御するための指令値として、モータ２５の目標回転数の指令値、モータ２５の目標トルクの指令値、モータ２５の駆動状態を示す値、および故障状態を示す値のうち少なくとも１つを記憶する。
ＡＨＥＣＵ４０は、メインバッテリ３８、駆動バッテリ３９およびハウスバッテリ３６を統合的に制御する。なお、ＡＨＥＣＵ４０の機能をエンジンコントローラ２２またはリモートコントローラ３４に持たせ、これらのコントローラに統合してもよい。あるいは、ＡＨＥＣＵ４０に代えて、各バッテリを統合的に制御するバッテリコントローラを設けてもよい。
船外機１２の運転モードについて説明する。運転モードには、停止モード、モータ駆動モード（第１モータ駆動モード、第２モータ駆動モード）、エンジンモード、第１同期モード、第２同期モードがある。停止モードは、エンジン２３およびモータ２５の双方が停止するモードである。第１モータ駆動モードは、エンジン２３が停止し、且つ、駆動バッテリ３９からの電力で専らモータ２５によりプロペラ１８を駆動するモードである。第２モータ駆動モードは、エンジン２３によって発電機２４に発電させた電力で駆動バッテリ３９を充電しつつ、駆動バッテリ３９からの電力で専らモータ２５によりプロペラ１８を駆動するモードである。エンジンモードは、モータ２５が停止し、且つ専らエンジン２３によりプロペラ１８を駆動するモードである。
第１同期モードは、停止モード、第１モータ駆動モード、第２モータ駆動モード、エンジンモードの相互間を遷移する際に経由するモードである。第２同期モードは、停止モード、第２モータ駆動モード、エンジンモードの相互間を遷移する際に経由するモードである。これらの同期モードは、モード遷移を円滑にするために設けられており、シフト位置、エンジン回転数、モータ回転数などに応じて制御されるモードである。なお、本実施の形態では、エンジン２３の動力とモータ２５の動力とを併用してプロペラ１８を駆動するモードは存在しない。
図３は、電力供給の流れを示すブロック図である。図３の説明において、船外機１２の数が２個である場合を例にとる。従って、モータ２５、発電機２４、メインバッテリ３８については、２つの船外機１２にそれぞれ対応して、モータ２５Ａ、２５Ｂ、発電機２４Ａ、２４Ｂ、メインバッテリ３８Ａ、３８Ｂが設けられる。また、各船外機１２のエンジン２３には、エンジン補機４９Ａ、４９Ｂが設けられる。
メインバッテリ３８Ａ、３８Ｂはいずれも、対応するエンジン２３を始動するための電力を供給する鉛バッテリである。ハウスバッテリ３６は鉛バッテリである。駆動バッテリ３９は、全ての（ここでは２つの）船外機１２に共通に１つ設けられる。駆動バッテリ３９は、モータ２５Ａ、２５Ｂを駆動するための電力を供給する鉛バッテリである。一例として、メインバッテリ３８Ａ、３８Ｂおよびハウスバッテリ３６の定格電圧はいずれも１２Ｖであり、駆動バッテリ３９の定格電圧は３６Ｖである。なお、これらの定格電圧は例示したものに限定されない。駆動バッテリ３９、メインバッテリ３８Ａ、３８Ｂ、ハウスバッテリ３６はいずれも、発電機２４Ａ、２４Ｂによる充電が可能である。
図３には、電力線（ラインＬ１〜Ｌ４等）が図示されると共に、ＡＨＥＣＵ４０が制御に用いる信号線の一部が図示されている。高電圧部５０には、駆動バッテリ３９、モータ２５Ａ、２５Ｂ、昇圧ＤＣＤＣコンバータ６２、電流センサ４１Ａ、４１Ｂ、４３、スイッチＳＷ１が含まれる。各種センサ２７（図２）は、電流センサ４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、４３、４７、６１Ａ、６１Ｂを含む。各種アクチュエータ２８（図２）は、エンジン補機４９Ａ、４９Ｂを含む。電流センサ４７はハウスバッテリ３６とラインＬ４との間に配置されている。
駆動バッテリ３９は、ラインＬ２に対してラインＬ１を通じて接続されている。発電機２４で発電された電力は、ラインＬ３を介して昇圧ＤＣＤＣコンバータ６２で昇圧され、ラインＬ２に出力される。発電機２４で発電された電力は、ラインＬ２を通じて駆動バッテリ３９の充電用に供給される。また、発電機２４で発電された電力あるいは駆動バッテリ３９の電力は、ラインＬ２を通じてモータ２５Ａ、２５Ｂに供給される。また、発電機２４で発電された電力は、ラインＬ３、Ｌ４を通じてメインバッテリ３８Ａ、３８Ｂ、ハウスバッテリ３６の充電用に供給される。
ＡＨＥＣＵ４０はスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の切断／接続を制御する。ラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３を介して、発電機２４と駆動バッテリ３９とは接続されている。スイッチＳＷ１はラインＬ１上に配置されている。従って、スイッチＳＷ１が接続状態にある場合に、駆動バッテリ３９とラインＬ２との間に電流が流れる。ラインＬ４上にスイッチＳＷ２、ＳＷ３が配置されている。従って、スイッチＳＷ２が接続状態にある場合に、発電機２４からハウスバッテリ３６に電流が流れる。さらにスイッチＳＷ３が接続状態にある場合、発電機２４またはハウスバッテリ３６から負荷３７に電流が流れる。
電流センサ４１Ａ、４１Ｂは、モータ２５Ａ、２５Ｂに設けられる。電流センサ４１Ａ、４１Ｂは、ラインＬ２とモータ２５Ａ、２５Ｂとの間に流れる電流を検出する。ＡＨＥＣＵ４０は、電流センサ４１Ａ、４１Ｂによる検出結果に基づいて、ラインＬ２からモータ２５Ａ、２５Ｂにそれぞれ供給される電力量を取得する。
電流センサ４２Ａ、４２Ｂは、発電機２４Ａ、２４Ｂに設けられる。電流センサ４２Ａ、４２Ｂは、発電機２４Ａ、２４ＢからラインＬ３へそれぞれ流れる電流を検出する。ＡＨＥＣＵ４０は、電流センサ４２Ａ、４２Ｂによる検出結果を監視することで、発電機２４Ａ、２４Ｂの発電電圧、および発電機２４Ａ、２４ＢからラインＬ３へそれぞれ流入する電力量（発電量）を取得する。なお、ＡＨＥＣＵ４０は、対応するエンジン２３の回転数から、ラインＬ３へ流入する電力量を推定により取得してもよい。なお、本実施の形態で用いる電力量や電流量には、ピーク値を拾わないように信号にフィルタをかけて平滑化した値が採用される。
電流センサ６１Ａ、６１Ｂはそれぞれ、メインバッテリ３８Ａ、３８Ｂに設けられる。電流センサ６１Ａ、６１Ｂはそれぞれ、メインバッテリ３８Ａ、３８ＢとラインＬ２との間に流れる電流を検出する。ＡＨＥＣＵ４０は、電流センサ６１Ａ、６１Ｂによる検出結果を監視することで、メインバッテリ３８Ａ、３８Ｂの電圧ｍａｉｎＶＡ、ｍａｉｎＶＢと、メインバッテリ３８Ａ、３８Ｂの各蓄電量ｍａｉｎＳＯＣとを取得する。ここで、電圧ｍａｉｎＶＡ、ｍａｉｎＶＢのうち小さい方を電圧ｍａｉｎＶ（第１の値）とする。また、メインバッテリ３８Ａ、３８Ｂの各蓄電量ｍａｉｎＳＯＣのうち小さい方を、後述する制御に用いる。
電流センサ４３は、駆動バッテリ３９とラインＬ２との間に配置されている。電流センサ４３は、駆動バッテリ３９とラインＬ２との間に流れる電流を検出する。ＡＨＥＣＵ４０は、電流センサ４３による検出結果を監視することで、駆動バッテリ３９の電圧ｍｏｔＶ（第２の値）と、駆動バッテリ３９の残容量である蓄電量ｍｏｔＳＯＣとを取得する。
上述したように、船体１１には複数のバッテリ（駆動バッテリ３９、メインバッテリ３８、ハウスバッテリ３６）が搭載され、これらのバッテリは、発電機２４の発電により充電される。洋上でエンジンを始動できないと帰港できなくなる可能性がある。従って、複数のバッテリの中でも、始動用のメインバッテリ３８の電圧ｍａｉｎＶや蓄電量ｍａｉｎＳＯＣの過度な低下を回避することが重要である。そこで以下に説明するように、ＡＨＥＣＵ４０は、メインバッテリ３８の電圧が低下した場合に、メインバッテリ３８の充電が優先されるように制御する。
図４および図５は、充放電制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＡＨＥＣＵ４０が不図示の記憶部に予め格納された制御プログラムを不図示のＲＡＭに展開して実行することにより実現される。この処理は、主電源が入れられたときに開始される。なお、本処理において、ＡＨＥＣＵ４０は取得部としての機能を果たす。まず、ＡＨＥＣＵ４０は、電流センサ６１Ａ、６１Ｂによる検出結果を監視することで、電圧ｍａｉｎＶおよび蓄電量ｍａｉｎＳＯＣを常に取得している。また、ＡＨＥＣＵ４０は、電流センサ４３の検出結果を監視することで、駆動バッテリ３９の電圧ｍｏｔＶと蓄電量ｍｏｔＳＯＣとを常に取得している。また、ＡＨＥＣＵ４０は、電流センサ４２Ａ、４２Ｂによる検出結果を監視することで、発電機２４による発電電圧を常に取得している。なお、これら電圧およびＳＯＣの取得方法は問わない。図４、図５では、第１の値としてメインバッテリ３８の電圧ｍａｉｎＶを用い、第２の値として駆動バッテリ３９の電圧ｍｏｔＶを用いる例を説明する。
まず、駆動バッテリ３９の電圧ｍｏｔＶ、メインバッテリ３８の電圧ｍａｉｎＶ、または発電機２４による発電電圧と比較される閾値を挙げる。各閾値における括弧内の値は一例であり、この値に限定されない。これらの閾値は、第１の閾値ＴＶ１（１１．５ｖ）、第２の閾値ＴＶ２（１１．２ｖ）、第３の閾値ＴＶ３（１２ｖ）、第４の閾値ＴＶ４（１２ｖ）、第５の閾値ＴＶ５（１１．５ｖ）、第６の閾値ＴＶ６（１２ｖ）、第７の閾値ＴＶ７（１２ｖ）、第８の閾値ＴＶ８（所定電圧；１４．５ｖ）である。第２の閾値ＴＶ２は第１の閾値ＴＶ１より小さい。第３の閾値ＴＶ３は第１の閾値ＴＶ１より大きい。第６の閾値ＴＶ６は第５の閾値ＴＶ５より大きい。
ステップＳ１０１では、ＡＨＥＣＵ４０は、「その他の処理」を実行する。ここでいう「その他の処理」においては、例えば、不図示の設定操作部での設定や操作に応じた各種処理が実行される。また、その他の処理には、終了指示に基づき本フローチャートを終了する処理も含まれる。
ステップＳ１０２では、ＡＨＥＣＵ４０は、運転モードの設定制限を解除する。すなわち、指示された通りに運転モードを設定する。ステップＳ１０３では、ＡＨＥＣＵ４０は、駆動バッテリ３９の電圧ｍｏｔＶが第６の閾値ＴＶ６より小さいこと（ｍｏｔＶ＜ＴＶ６）、または、メインバッテリ３８の電圧ｍａｉｎＶが第３の閾値ＴＶ３より小さいこと（ｍａｉｎＶ＜ＴＶ３）、の少なくとも一方が成立するか否かを判別する。ｍｏｔＶ＜ＴＶ６、およびｍａｉｎＶ＜ＴＶ３のいずれも成立しない場合は、駆動バッテリ３９およびメインバッテリ３８の電圧が適切値であるので、ＡＨＥＣＵ４０は、処理をステップＳ１０１に戻す。しかし、ｍｏｔＶ＜ＴＶ６、またはｍａｉｎＶ＜ＴＶ３の少なくとも一方が成立する場合は、ＡＨＥＣＵ４０は、処理をステップＳ１０４に進める。
ステップＳ１０４では、ＡＨＥＣＵ４０は、指示された運転モードに拘わらず、モータ駆動モード（第１モータ駆動モード、第２モータ駆動モード）への移行を禁止する。これにより、モータ２５の駆動によるラインＬ２上の電力の消費が回避される。なお、その際、モータ駆動モードが指示されていた場合は、ＡＨＥＣＵ４０は、停止モードまたはエンジンモードへ移行する。
ステップＳ１０５では、ＡＨＥＣＵ４０は、メインバッテリ３８の電圧ｍａｉｎＶが第１の閾値ＴＶ１より小さい（ｍａｉｎＶ＜ＴＶ１）か否かを判別する。そして、ｍａｉｎＶ＜ＴＶ１が成立する場合は、メインバッテリ３８の電圧が適切値より低くなったので、ＡＨＥＣＵ４０は、処理をステップＳ１０７に進める。ステップＳ１０７では、ＡＨＥＣＵ４０は、スイッチＳＷ２を切断すると共に、エンジン２３を回転させる。スイッチＳＷ２を切断状態にすることで、ハウスバッテリ３６の充電が禁止される。なお、ＡＨＥＣＵ４０は、スイッチＳＷ１については接続状態のままとする。ステップＳ１０５→Ｓ１０７と移行した場合、スイッチＳＷ２が切断されることで、ハウスバッテリ３６に対して、メインバッテリ３８および駆動バッテリ３９の充電の優先度を高めることができる。特に、結果として、電圧値の低いメインバッテリ３８が主に充電されるように制御される。
スイッチＳＷ２が切断状態にされたことで、ハウスバッテリ３６の充電が禁止されると共に、ラインＬ４上の電力が負荷３７に供給されることも停止される。これにより、ラインＬ２上の電力の消費が低減される。なお、メインバッテリ３８を充電するために、エンジン２３については、ＡＨＥＣＵ４０は、エンジン２３が停止中であった場合はエンジン２３の回転を開始させ、エンジン２３が回転中であった場合は回転を維持する。なお、充電を迅速に行うため、エンジン２３が回転中であった場合に、回転数を上昇させてもよい。すなわち、指示されている目標回転よりも高い回転数でエンジン２３を回転させてもよい。
ステップＳ１０５での判別の結果、ｍａｉｎＶ＜ＴＶ１が成立しない場合は、ＡＨＥＣＵ４０は、ステップＳ１０６で、駆動バッテリ３９の電圧ｍｏｔＶが第５の閾値ＴＶ５より小さい（ｍｏｔＶ＜ＴＶ５）か否かを判別する。ｍｏｔＶ＜ＴＶ５が成立しない場合は、ＡＨＥＣＵ４０は、処理をステップＳ１０３に戻す。しかし、ｍｏｔＶ＜ＴＶ５が成立する場合は、駆動バッテリ３９の電圧が適切値より低くなったので、ＡＨＥＣＵ４０は、ステップＳ１０７を実行する。ステップＳ１０６→Ｓ１０７と移行した場合、スイッチＳＷ２が切断されることで、結果として、メインバッテリ３８の充電を確保しつつ、電圧値の低い駆動バッテリ３９も充電されるように制御される。
ステップＳ１０７の後、ＡＨＥＣＵ４０は、ステップＳ１０８で、メインバッテリ３８の電圧ｍａｉｎＶが第２の閾値ＴＶ２より小さい（ｍａｉｎＶ＜ＴＶ２）か否かを判別する。そして、ｍａｉｎＶ＜ＴＶ２が成立しない場合は、ＡＨＥＣＵ４０は、処理をステップＳ１１２に進める。一方、ｍａｉｎＶ＜ＴＶ２が成立する場合は、ＡＨＥＣＵ４０は、ステップＳ１０９で、スイッチＳＷ１を切断する。
スイッチＳＷ１を切断することにより、駆動バッテリ３９の充電が禁止される。電圧ｍａｉｎＶが、第１の閾値ＴＶ１よりも小さい第２の閾値ＴＶ２よりもさらに小さくなった場合は、メインバッテリ３８を充電する必要性が一層高くなる。そこで、駆動バッテリ３９の充電を禁止し、メインバッテリ３８の充電に専念することで、エンジン始動用の電力確保を最優先にすることができる。
次に、ステップＳ１１０では、ＡＨＥＣＵ４０は、メインバッテリ３８の電圧ｍａｉｎＶが第２の閾値ＴＶ２以上（ｍａｉｎＶ≧ＴＶ２）となるまで待機する。そして、ｍａｉｎＶ≧ＴＶ２が成立すると、ＡＨＥＣＵ４０は、ステップＳ１１１で、スイッチＳＷ１を接続状態にする。これにより、駆動バッテリ３９の充電禁止は解除される。
次に、ステップＳ１１２では、ＡＨＥＣＵ４０は、メインバッテリ３８の蓄電量ｍａｉｎＳＯＣが所定蓄電量ＳＯＣ１より大きく（ｍａｉｎＳＯＣ＞ＳＯＣ１）、且つ、メインバッテリ３８の電圧ｍａｉｎＶが第４の閾値ＴＶ４より大きい（ｍａｉｎＶ＞ＴＶ４）、という条件が成立したか否かを判別する。これは、メインバッテリ３８が劣化して充電能力が低下していないかどうかを判定するためである。上記条件が成立しない場合は、ＡＨＥＣＵ４０は、処理をステップＳ１０８に戻す。なお、所定時間が経過しても、ステップＳ１１２からステップＳ１０８への移行が繰り返される場合は、エラーを報知するようにしてもよい。
上記条件が成立する場合は、メインバッテリ３８が劣化していないので、ＡＨＥＣＵ４０は、ステップＳ１１３で、スイッチＳＷ２を接続状態にする。従って、ハウスバッテリ３６の充電を禁止した後、上記条件が成立した場合に、ハウスバッテリ３６の充電禁止が解除される。
ステップＳ１１４では、ＡＨＥＣＵ４０は、発電機２４Ａ、２４Ｂの発電電圧（合計）が第８の閾値ＴＶ８より大きく（発電電圧＞ＴＶ８）、且つ、駆動バッテリ３９の電圧ｍｏｔＶが第７の閾値ＴＶ７より大きく（ｍｏｔＶ＞ＴＶ７）、且つ、駆動バッテリ３９が受け入れている電流量が所定電流量Ｔｉ１（例えば、５Ａ）以下となった（受け入れ電流量≦Ｔｉ１）、という条件が成立したか否かを判別する。ここで、受け入れ電流量は、電流センサ４３による検出結果から取得される。
上記条件が成立しない場合は、ＡＨＥＣＵ４０は、処理をステップＳ１０８に戻す。上記条件が成立した場合は、ラインＬ２における電力収支が、モータ２５を駆動する余裕が生じるほどに改善したと判断できる。そこで、ＡＨＥＣＵ４０は、ステップＳ１１５で、モータ駆動モードへの移行禁止を解除（移行を許可）する。従って、指示された運転モードがモータ駆動モードであればモータ駆動モードへ移行する。その後、ＡＨＥＣＵ４０は、処理をステップＳ１０１に戻す。
本実施の形態によれば、まず、メインバッテリ３８に着目すれば、ｍａｉｎＶ＜ＴＶ３が成立すると、モータ駆動モードへの移行が禁止される（Ｓ１０４）。さらに、ｍａｉｎＶ＜ＴＶ１が成立すると、スイッチＳＷ２が切断されることでハウスバッテリ３６の充電が禁止されると共に、エンジン２３が回転される（Ｓ１０７）。これにより、メインバッテリ３８の蓄電量、すなわちエンジン始動用の電力を優先的に確保することができる。
また、駆動バッテリ３９に着目すれば、ｍｏｔＶ＜ＴＶ６が成立すると、モータ駆動モードへの移行が禁止される（Ｓ１０４）。さらに、ｍｏｔＶ＜ＴＶ５が成立すると、スイッチＳＷ２が切断されることでハウスバッテリ３６の充電が禁止されると共に、エンジン２３が回転される（Ｓ１０７）。これにより、メインバッテリ３８の充電が確保されつつ、電圧値の低下した駆動バッテリ３９も充電されやすくすることができる。
なお、モータ駆動モードへの移行禁止は、ｍａｉｎＶ＜ＴＶ１またはｍｏｔＶ＜ＴＶ５が成立したタイミングで実行されてもよい。なお、ｍａｉｎＶ＜ＴＶ１またはｍｏｔＶ＜ＴＶ５が成立したときに、モータ駆動モードへの移行禁止とスイッチＳＷ２の切断の双方が実行されることは必須でなく、少なくとも一方が実行される構成であってもよい。
また、ステップＳ１０７で、エンジン２３を回転させてメインバッテリ３８を充電するように制御する際、指示されている目標回転よりも高い回転数でエンジン２３を回転させれば、充電を迅速に行うことができる。
さらに、ｍａｉｎＶ＜ＴＶ２が成立する場合は、スイッチＳＷ１が切断されることにより、駆動バッテリ３９の充電が禁止される（Ｓ１０９）。これにより、メインバッテリ３８の充電電圧がさらに低くなった場合に、エンジン始動用の電力確保を最優先にすることができる。
また、駆動バッテリ３９の充電が禁止された後、ｍａｉｎＶ≧ＴＶ２が成立すると、スイッチＳＷ１が接続されて駆動バッテリ３９の充電が再開される（Ｓ１１１）。これにより、エンジン始動用の電力をある程度確保した上で駆動バッテリ３９の充電を再開することができる。
また、ハウスバッテリ３６の充電が禁止された後、ｍａｉｎＳＯＣ＞ＳＯＣ１が成立し且つ、ｍａｉｎＶ＞ＴＶ４が成立したことを条件に、ハウスバッテリ３６の充電禁止が解除される（Ｓ１１３）。これにより、劣化したメインバッテリ３８の継続使用を回避することができる。
また、モータ駆動モードへの移行が禁止された後、発電電圧＞ＴＶ８で且つ、ｍｏｔＶ＞ＴＶ７で且つ、受け入れ電流量≦Ｔｉ１が成立したことを条件に、モータ駆動モードへの移行禁止が解除される（Ｓ１１５）。これにより、ラインＬ２における電力収支が改善してからモータ２５の駆動を再開することができる。
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
なお、電圧ｍａｉｎＶや電圧ｍｏｔＶを取得する際、電流センサに代えて電圧センサを設け、電圧センサからこれらの値を取得してもよい。
なお、充放電制御処理（図４、図５）では、主にメインバッテリ３８や駆動バッテリ３９の電圧に応じて各ステップの判別を行ったが、電圧に代えて、蓄電量を用いてもよい。すなわち、第１の値として、メインバッテリ３８の電圧ｍａｉｎＶに代えて蓄電量ｍａｉｎＳＯＣを用いてもよい。また、第２の値として、駆動バッテリ３９の電圧ｍｏｔＶに代えて蓄電量ｍｏｔＳＯＣを用いてもよい。その場合、第１〜第８の閾値ＴＶ１〜ＴＶ８に代えて、第１〜第８の閾値蓄電量を設ける。なお、一部のステップでは第１、第２の値として電圧値を用い、他のステップでは蓄電量を用いてもよい。
なお、本発明の制御の対象となる複数の各バッテリは鉛バッテリであるとしたが、これに限定されず、例えば、リチウムイオンバッテリであってもよい。
なお、発電機２４は通常、エンジン２３に取り付けられるが、発電機２４は船体１１に搭載されてもよい。
なお、船舶１０が備える船外機１２は１つでもよいし、３つ以上でもよい。なお、トリムタブ１３を備えることは必須でない。
なお、本発明が適用される船舶は、船外機を備える船舶に限らず、船内外機（スターンドライブ、インボードモータ・アウトボードドライブ）、船内機（インボードモータ）、ウォータージェットドライブ等の他の形態の船舶推進機を備える船舶であってもよい。
１８ プロペラ
２３ エンジン
２４ 発電機
２５ 電動モータ
３６ ハウスバッテリ
３７ 負荷
３８ メインバッテリ
３９ 駆動バッテリ
４０ ＡＨＥＣＵ
ＳＷ１、ＳＷ２ スイッチ

Claims (17)

  1. エンジンとモータのいずれによっても船舶推進機のプロペラを駆動可能な船舶に搭載された複数のバッテリを制御する、船舶のバッテリの制御装置であって、
    前記複数のバッテリは、前記エンジンを始動するための電力を供給するメインバッテリ、前記モータを駆動するための電力を供給する駆動バッテリ、および、前記船舶における負荷に電力を供給する負荷バッテリを含み、且つ、いずれのバッテリも、発電機による充電が可能であり、
    前記メインバッテリの電圧または蓄電量を示す第１の値を取得する取得部と、
    前記取得部により取得された前記第１の値が第１の閾値より小さい場合、指示された運転モードに拘わらず前記モータを少なくとも用いて前記プロペラを駆動するモータ駆動モードへの移行を禁止すること、または前記負荷バッテリの充電を禁止すること、の少なくとも1つを実行し、且つ前記エンジンを回転させて前記メインバッテリを充電するように制御する制御部と、を有する、船舶のバッテリの制御装置。
  2. 前記制御部は、前記第１の値が、前記第１の閾値より小さい第２の閾値より小さい場合、さらに前記駆動バッテリの充電を禁止する、請求項１に記載の船舶のバッテリの制御装置。
  3. 前記制御部は、前記駆動バッテリの充電を禁止した後、前記第１の値が前記第２の閾値以上となった場合、前記駆動バッテリの充電を再開する、請求項２に記載の船舶のバッテリの制御装置。
  4. 前記制御部は、前記発電機と前記駆動バッテリとを接続するラインに設けられたスイッチを切断することで、前記駆動バッテリの充電を禁止する、請求項２または３に記載の船舶のバッテリの制御装置。
  5. 前記制御部は、前記第１の値が前記第１の閾値より大きい第３の閾値より小さくなったときに、指示された運転モードに拘わらず前記モータ駆動モードへの移行を禁止し、さらに、前記第１の値が前記第１の閾値より小さくなったときに、前記負荷バッテリの充電を禁止する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の船舶のバッテリの制御装置。
  6. 前記制御部は、前記負荷バッテリの充電を禁止した後、前記メインバッテリの蓄電量が所定蓄電量より大きく且つ、前記メインバッテリの電圧が第４の閾値より大きくなったことを条件に、前記負荷バッテリの充電の禁止を解除する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の船舶のバッテリの制御装置。
  7. 前記取得部は、前記駆動バッテリの電圧または蓄電量を示す第２の値を取得し、
    前記制御部は、前記取得部により取得された前記第２の値が第５の閾値より小さい場合、指示された運転モードに拘わらず前記モータ駆動モードへの移行を禁止すること、または前記負荷バッテリの充電を禁止すること、の少なくとも1つを実行し、且つ前記エンジンを回転させて前記メインバッテリを充電するように制御する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の船舶のバッテリの制御装置。
  8. 前記制御部は、前記第２の値が前記第５の閾値より大きい第６の閾値より小さくなったときに、指示された運転モードに拘わらず、前記モータ駆動モードへの移行を禁止し、さらに、前記第２の値が前記第５の閾値より小さくなったときに、前記負荷バッテリの充電を禁止する、請求項７に記載の船舶のバッテリの制御装置。
  9. 前記制御部は、前記モータ駆動モードへの移行を禁止した後、前記発電機による発電電圧が所定電圧より大きく且つ、前記第２の値が第７の閾値より大きく且つ、前記駆動バッテリが受け入れている電流量が所定電流量以下となったことを条件に、前記モータ駆動モードへの移行の禁止を解除する、請求項７または８に記載の船舶のバッテリの制御装置。
  10. 前記制御部は、前記エンジンを回転させて前記メインバッテリを充電するように制御する際、指示されている目標回転よりも高い回転数で前記エンジンを回転させる、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の船舶のバッテリの制御装置。
  11. エンジンとモータのいずれによっても船舶推進機のプロペラを駆動可能な船舶に搭載された複数のバッテリを制御する、船舶のバッテリの制御方法であって、
    前記複数のバッテリは、前記エンジンを始動するための電力を供給するメインバッテリ、前記モータを駆動するための電力を供給する駆動バッテリ、および、前記船舶における負荷に電力を供給する負荷バッテリを含み、且つ、いずれのバッテリも、発電機による充電が可能であり、
    前記メインバッテリの電圧または蓄電量を示す第１の値が第１の閾値より小さい場合、指示された運転モードに拘わらず前記モータを少なくとも用いて前記プロペラを駆動するモータ駆動モードへの移行を禁止すること、または前記負荷バッテリの充電を禁止すること、の少なくとも1つを実行し、且つ前記エンジンを回転させて前記メインバッテリを充電するように制御する、船舶のバッテリの制御方法。
  12. 前記第１の値が、前記第１の閾値より小さい第２の閾値より小さい場合、さらに前記駆動バッテリの充電を禁止する、請求項１１に記載の船舶のバッテリの制御方法。
  13. 前記第１の値が前記第１の閾値より大きい第３の閾値より小さくなったときに、指示された運転モードに拘わらず前記モータ駆動モードへの移行を禁止し、さらに、前記第１の値が前記第１の閾値より小さくなったときに、前記負荷バッテリの充電を禁止する、請求項１１または１２に記載の船舶のバッテリの制御方法。
  14. 前記負荷バッテリの充電を禁止した後、前記メインバッテリの蓄電量が所定蓄電量より大きく且つ、前記メインバッテリの電圧が第４の閾値より大きくなったことを条件に、前記負荷バッテリの充電の禁止を解除する、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の船舶のバッテリの制御方法。
  15. 前記駆動バッテリの電圧または蓄電量を示す第２の値が第５の閾値より小さい場合、指示された運転モードに拘わらず前記モータ駆動モードへの移行を禁止すること、または前記負荷バッテリの充電を禁止すること、の少なくとも1つを実行し、且つ前記エンジンを回転させて前記メインバッテリを充電するように制御する、請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の船舶のバッテリの制御方法。
  16. 前記エンジンを回転させて前記メインバッテリを充電するように制御する際、指示されている目標回転よりも高い回転数で前記エンジンを回転させる、請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の船舶のバッテリの制御方法。
  17. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の船舶のバッテリの制御装置を備える、船舶。


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