JP5163050B2 - 充電量制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、光エネルギと熱エネルギと運動エネルギとを電気エネルギに変換して、この電気エネルギを充電装置に蓄えることを可能とし、将来の充電状態を推定して充電装置の充電状態を制御する充電量制御装置に関するものである。

一般に、車両は内燃機関のシリンダ内の混合気の爆発により走行に必要なエネルギーを得ている。この混合気は、火花放電により点火されている。この火花放電は、スパークプラグの電極の隙間に高電圧を加えることにより生じる。この火花放電を生じさせる際に加えられる電圧は、車両に搭載されているバッテリー、即ち充電装置に蓄えられている電気エネルギをスパークプラグの電極に加えることにより得られる。したがって、車両の内燃機関を駆動させる際には充電装置に充電されている電気エネルギを使用することとなる。また、この電気エネルギは車両に搭載されている冷暖房装置やオーディオ装置、そしてカーナビゲーション装置等の電子機器にも使用されている。

車両で使用される電気エネルギは車両に搭載されている発電機により生じており、具体的には交流発電機であるオルタネータや直流発電機であるダイナモにより電気エネルギが生じている。ここで、発電機により生じる電気エネルギのエネルギ量は、内燃機関のシリンダ内の混合気の爆発の状態により変動する。また、電子機器により使用される電気エネルギの使用量は冷暖房の強弱や、オーディオ装置の音量の増減により変動する。そのため、発電機により生じる電気エネルギの一部がスパークプラグや電子機器に使用されないことがある。

発電機により生じた電気エネルギのうち、スパークプラグや電子機器に使用されない電気エネルギについて充電装置に充電されることが知られている。この充電装置は一般に車両に搭載されており、発電機により生じる電気エネルギの他に太陽電池等により生じる電気エネルギも充電することが可能である。

この充電装置において、発電機により生じる電気エネルギを必要最小限に抑えることを目的とした発明が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された装置は、エンジンと、このエンジンの駆動力に応じた電力を発生してバッテリーを充電する発電機と、バッテリーから供給される電力により前記車両の駆動力を発生させるモータと、照射光に応じた電力を発生させて前記バッテリーを充電する太陽電池と、現在地から目的地までの気象情報を含む走行経路情報を入力するための情報入力手段と、前記情報入力手段により入力された走行経路情報に基づいて、前記走行経路の日照状態を予測する予測手段と、前記予測手段により予測された日照状態に基づいて、前記太陽電池による前記バッテリーの充電量を決定する決定手段とにより構成されている。

特開２０００−１２５４０７公報

上記の特許文献１に記載された装置は、車両の走行する経路の情報と日照状態の予測とに基づいて太陽電池により生じる電気エネルギの充電量を決定して、発電機により生じる電気エネルギを必要最小限に抑えることを目的としている。そして、これにより内燃機関の燃費が向上する。

冷暖房装置の使用状況は、車両の外部の気温（外気温）に大きく依存する。即ち、外気温が高い時は設定温度を低くし、あるいは冷房風を強くして冷房機を使用する。また、外気温が低い時は、設定温度を高くし、あるいは暖房風を強くして暖房機を使用する。このときは、バッテリーに蓄えられている電気エネルギの消費量が増大する。そのため、車両全体で消費される電気エネルギが、外気温により変動する。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、動力源から得られる電気エネルギを最小限に抑えることができる発電装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、車両の動力源から得られる運動エネルギを電気エネルギに変換する動力発電手段と、光エネルギを電気エネルギに変換する光発電手段と、熱エネルギを電気エネルギに変換する熱発電手段と、それら電気エネルギを蓄えるバッテリとを有する充電量制御装置において、前記車両の外気温度の予測と日射量の予測とに該当する環境情報を受信する環境情報受信手段と、前記車両の外気温度の予測情報に基づいて、前記熱発電手段による将来の発電量を推定し、かつ日射量の予測情報に基づいて、前記光発電手段による将来の発電量を推定する発電量推定手段と、日射量と前記光発電手段による発電量との関係を示す日射発電マップから算出される第１係数と、外気温度と前記車両の消費電力との関係を示す気温消費マップから算出される第２係数とに基づいて、前記動力発電手段による目標発電量を算出する目標算出手段と、外気温度に応じた電力消費が反映された前記バッテリからの電力消費実績に関する情報であり且つ記憶部に記憶されている情報である電気負荷量の学習値と、前記外気温度の予測情報と、センサ測定値であり消費電力に関する情報である電気負荷情報とに基づいて、将来の電気消費量を推定する消費電力量推定手段と、電気消費量に関する補正係数により前記目標発電量を補正した補正目標発電量が、前記動力発電手段による実際の発電量より大きい場合に、当該補正目標発電量に応じる作動信号を前記動力発電手段に出力する作動制御手段とを備え、前記補正係数は、前記電気負荷情報と、前記電気負荷量の学習値に関するマップとに基づいて算出されることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記日射発電マップは、日射量が減少すると前記光発電手段による発電量が減少することを示すマップであり、前記気温消費マップは、外気温度が低い状態および高い状態において、前記消費電力が大きくなることを示し、かつ前記第２係数が極小値を有するマップであり、 前記目標算出手段は、前記算出された第１係数および第２係数と発電継続時間とを乗じた値に基づいて、前記動力発電手段による目標発電量を算出することを特徴とする充電量制御装置である。

請求項１または２の発明によれば、発電量推定手段に基づいて熱エネルギから変換される電気エネルギのエネルギ量が推定されるため、推定されたエネルギ量に基づいて動力源から得られる運動エネルギを電気エネルギに変換する際の変換量を調節することができる。そのため、運動エネルギから電気エネルギへの変換を充電装置の充電量に応じてすることができ、動力源の燃費、すなわち車両全体の燃費が上昇する。そして、電気エネルギの変換量を制御することにより充電量を一定とすることができるため、ドライバビリティが向上する。

つぎにこの発明をより具体的に説明する。図２０には車両の一例がブロック図で示してあり、この車両１には動力源２が搭載されている。この動力源２の出力側に変速機３が連結されている。また、その変速機３の出力軸４がデファレンシャルを介して駆動輪５に連結されている。すなわち、前記動力源２は、前記駆動輪５に伝達するトルクを出力する原動機である。前記動力源２としては、ガソリンエンジンなどの内燃機関を単独で使用する以外に、モータ・ジェネレータと内燃機関とを組み合わせたハイブリッド機構あるいは電動機を単独で使用する構成などを採用することができる。前記エンジン６は、燃料を燃焼させて熱エネルギを発生させ、その熱エネルギを運動エネルギとして出力する動力装置である。これに対して、モータ・ジェネレータ７は、電気エネルギを運動エネルギに変換する機能（力行機能）と、運動エネルギを電気エネルギに変換する機能（回生機能）とを兼備した回転装置である。なお、このエンジン６とモータ・ジェネレータ７とは、それぞれの出力軸を直接連結した構成としてもよく、あるいは遊星歯車機構などのトルク合成・分配機構を介してそれぞれの出力軸を連結するように構成してもよい。

また、前記変速機３は、要は、入力回転数と出力回転数との比率を適宜に変更できる構成のものであり、有段式の自動変速機や無段変速機を採用することができる。さらに、前記エンジン６は、スロットル開度や点火時期あるいはバルブの開閉タイミングを電気的に制御できるように構成されており、その制御をおこなうエンジン用電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）が設けられている。また、前記変速機３は、変速比や変速パターンを電気的に制御できるように構成されており、その制御をおこなう変速機用電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）９が設けられている。

前記モータ・ジェネレータ７は、一例として永久磁石式の同期電動機であって、インバータ１０を介して高圧バッテリ１１に接続されている。これらのインバータ１０および高圧バッテリ１１を制御するための電子制御装置（Ｍ−ＥＣＵ）１２が設けられている。そしてこの電子制御装置１２は、モータ・ジェネレータ７の出力や発電電力（すなわち高圧バッテリ１１に対する充電電力）を制御するようになっている。このモータ・ジェネレータ７は、前記エンジン６の動力で発電する制御、または車両１の惰力走行による運動エネルギにより発電する制御を実行可能である。

前記動力源２から駆動輪５に到る駆動系統との間で選択的に動力を授受する空調用のコンプレッサー１３が設けられている。具体的には、動力源２の出力軸から選択的にトルクが伝達されるようにコンプレッサー１３が配置されている。そして、このコンプレッサー１３を含む空調装置（エアコンディショナ）を制御する電子制御装置（Ａ／Ｃ−ＥＣＵ）１４が設けられている。さらに、前記エンジン６には、運動エネルギを電気エネルギに変換する運動エネルギ変換装置が連結されている。この運動エネルギ変換装置の具体例としては、回転数を予め定めた所定回転数以上の回転数のときに発電をおこなうオルタネータやダイナモが該当する。そして、このオルタネータやダイナモを動作させる手段が発電手段に該当する。以下の説明では、オルタネータを運動エネルギ変換装置の例として説明する。

前記エンジン６には、オルタネータ１５が連結され、エンジン６の動力をオルタネータ１５に伝達して発電した電力を低圧バッテリ（充電装置）１６に充電するようになっている。ここで、車両１の惰力走行時に、車両１の運動エネルギをオルタネータ１５に伝達し、そのオルタネータ１５で発電された電力を低圧バッテリ１６に充電することも可能である。その低圧バッテリ１６における充電を制御するための電子制御装置（Ｂ−ＥＣＵ）１７が設けられている。さらに、この低圧バッテリ１６には太陽光を受けて電気エネルギを生成する光エネルギ変換装置と外気温度により電気エネルギを生成する熱エネルギ変換装置とが連結されている。この光エネルギ変換装置の具体例としては、太陽電池等が挙げられる。以下の説明では、太陽電池１８を光エネルギ変換装置の例として説明する。また、熱エネルギ変換装置の具体例としては、ゼーベック効果によるペルチェ素子１９の発電が挙げられる。なお、低圧バッテリ１６と高圧バッテリ１１との間で相互に電力の授受をおこなうことが可能となるように、電気回路（図示せず）が形成されている。

演算装置２０は、一例としてマイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータと予め記憶しているデータならびにプログラムとに従って演算をおこない、その演算の結果に基づいて指令信号を出力するようになっている。ここで、演算装置２０には、オルタネータ１５を制御するための情報が入力されており、オルタネータの制御に関する演算と、低圧バッテリ１６の制御に関する演算が演算装置２０でなされている。

（具体例１）
演算装置２０に、外気温度に関する外気温度情報と日射量に関する日射量情報と低圧バッテリ１６に充電されている充電量に関するバッテリ情報とがデータとして入力される。その模式的な図を図１に記す。この外気温度と日射量と充電量とはセンサにより測定され、各々の測定値が演算装置２０に読み込まれる。また、バッテリ情報は、オルタネータ１５により生じる運動エネルギを変換した電気エネルギの充電量と、太陽電池１８やペルチェ素子１９など光エネルギや熱エネルギを変換した電気エネルギの充電量とを別々に読み込むことができる。

読み込まれた日射量と外気温度に基づいて、目標とする充電量にあたる予測充電値が演算される。この予測充電値に基づいて、オルタネータ作動目標値（ＡＳＯＣ）が電子制御装置１７からバッテリー充電制御装置２１へ入力されて、このバッテリー充電制御装置２１についての制御がなされる。このバッテリー充電制御装置２１は、オルタネータ１５以外で電気エネルギを生成する装置に該当し、光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池１８や、熱エネルギを電気エネルギに変換するペルチェ素子１９が挙げられる。また、前記予測充電値に基づいて、オルタネータ１５を作動させるための作動効率信号が電子制御装置１７からオルタネータ１５へ出力されて、このオルタネータ１５についての制御がなされる。

図２は、車両におけるオルタネータの制御例を説明するためのフローチャートである。先ず、日射量と外気温度と低圧バッテリ１６の充電量との読み込みが行われる（ステップＳ０１）。この読み込みは、車両に取り付けられている各センサと前記演算装置２０との間でデータを伝送することにより行われる。ついで、読み込まれた日射量と外気温度とに基づいてオルタネータ１５の作動可否を判断するオルタネータ作動目標値（ＡＳＯＣ）が演算される（ステップＳ０２）。このオルタネータ作動目標値は、オルタネータ１５により生じる電気エネルギの目標値であり、電子制御装置１７に組み込まれているマップにより判断される。具体的には図３〜５に記されたマップとなっている。そのため、読み込まれた日射量と外気温度とから、オルタネータ作動目標値の算出に必要な係数が求められる。

オルタネータ作動目標値は、日射量から求められる係数αと外気温度から求められる係数βと定数１００とを乗じることにより得られる。そして、このオルタネータ作動目標値（ＡＳＯＣ）とオルタネータ１５により変換されている実際の電気エネルギの充電値（実ＳＯＣ）とが比較される（ステップＳ０３）。オルタネータ作動目標値（ＡＳＯＣ）が実ＳＯＣ以下のときは、オルタネータ１５により生成される電気エネルギを低圧バッテリ１６に蓄える必要がないため、オルタネータ１５における運動エネルギから電気エネルギへの変換が行われず、図２に記されているルーチンが一旦終了される。換言すれば、エンジンとオルタネータ１５との間の運動エネルギの伝達が遮断されて、図２に記されているルーチンが一旦終了される。これにより、運動エネルギから電気エネルギの変換をする際に用いられるエネルギを使用しないため、燃費が向上する。

一方、オルタネータ作動目標値（ＡＳＯＣ）が実ＳＯＣよりも大きい時は、オルタネータ１５により変換される電気エネルギを低圧バッテリ１６に蓄える必要があるため、オルタネータ１５により電気エネルギを変換させる必要が生じる。このため、エンジンからオルタネータ１５に運動エネルギを伝達させるように、電子制御装置１７からオルタネータ１５に作動信号が出力される（ステップＳ０４）。この作動信号は、図５に記されているオルタネータ作動目標値（ＡＳＯＣ）に対するマップに基づく信号に該当する。そして、オルタネータ１５の制御が完了して、このルーチンが終了する。

次に、図３〜５に記されているマップについて説明する。図３には、センサにより測定された日射量から係数αを求めるマップが記されている。このマップにおいて係数αは、日射量の減少につれて大きくなる傾向にある。これは、日射量が少なくなると、太陽電池１８により変換される電気エネルギが減少するため、オルタネータ１５により変換される電気エネルギを増大させる必要が生じることに起因する。また、図４には、センサにより測定された外気温度から係数βを求めるマップが記されている。係数βは、外気温度が高い状態と低い状態で大きくなる傾向にある。これは、外気温度が高い時には冷房を使用するために、また外気温度が低い時には暖房を使用するために、電子機器により消費される電気エネルギが増大することに起因する。そして、図５にはオルタネータ作動目標値（ＡＳＯＣ）に対するオルタネータ１５への作動効率を求めるマップが記されている。この作動信号は係数αとβを乗じたものに該当し、この作動信号はオルタネータ作動目標値の上昇に伴い大きな値となる。換言すれば、オルタネータ作動目標値が大きくなるにつれてオルタネータ１５で変換される電気エネルギが増大する。

（具体例２）
演算装置２０に、外気温度情報と日射量情報と低圧バッテリ１６に充電されている充電量情報と環境情報とがデータとして入力される。その模式的な図を図６に記す。この外気温度と日射量と充電量とはセンサにより測定され、各々の測定値が演算装置２０に読み込まれる。ここで、環境情報はセンサによる外気温と日射量との少なくとも一方の測定値から予測され、あるいは外部通信からの情報により予測される。そして、読み込まれた日射量と外気温度と予測された環境情報とに基づいて、オルタネータ作動目標値が演算される。このオルタネータ作動目標値に基づいて、バッテリー充電制御装置２１とオルタネータ１５との制御がなされる。

図７は、車両における熱エネルギ変換装置の他の制御例を説明するためのフローチャートである。先ず、日射量と外気温度と低圧バッテリ１６の充電量に関するバッテリ情報と環境情報の読み込みが行われる（ステップＳ１１）。この読み込みは、車両に取り付けられている各センサや外部通信と前記演算装置２０との間でデータを伝送することにより行われる。次に、演算装置２０に読み込まれたこれらのデータに基づいて、熱エネルギから電気エネルギへの変換量及び光エネルギから電気エネルギへの変換量が演算装置２０により演算される。この演算が発電量推定手段に該当する。より具体的には、ペルチェ素子１９による単位時間当たりの発電量と太陽電池１８による単位時間当たりの発電量とが演算装置２０により推定される（ステップＳ１２）。推定される単位時間当たりの発電量には、今後エネルギ変換されると予測される将来の単位時間当たりの発電量が含まれる。この将来の単位時間当たりの発電量は、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）やナビゲーション、サインポスト、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）等の装置から得られる情報と走行方向とに基づいて予測される。この推定された発電量に充電を継続する継続時間を乗じることにより、ペルチェ素子１９と太陽電池１８に基づいて発電される電気エネルギが推定される。

一方で、オルタネータ作動目標値（ＡＳＯＣ）は、日射量から求められる係数αと外気温度から求められる係数βと定数１００とを乗じることにより得られる（ステップＳ１３）。このオルタネータ作動目標値は、図８に記されているマップにより算出され、このマップではαとβと発電の継続時間を乗じた係数が高くなるにつれてオルタネータ作動目標値が低くなる。これは、αとβと発電の継続時間を乗じた係数が高くなるに連れてオルタネータ１５からの予測される総発電量が多くなることに起因している。ステップＳ１４とステップＳ１５とについては、前述したステップＳ０３とステップＳ０４と同一であるため、符号を付してその説明を省略する。

（具体例３）
演算装置２０に、外気温度情報と日射量情報と低圧バッテリ１６に充電されている充電量に該当するバッテリー情報と環境情報と走行情報とがデータとして入力される。その模式的な他の図を図９に記す。この外気温度と日射量と充電量と走行情報はセンサにより測定され、各々の測定値が演算装置２０に読み込まれる。ここで、走行情報の一例としてはアクセル開度やエンジン回転数やシフトポジションが挙げられる。そして、読み込まれた日射量および外気温度とから予測された環境情報に基づいて、オルタネータ作動目標値（ＡＳＯＣ）が演算される。そして、このオルタネータ作動目標値と読み込まれている走行情報とに基づいて、バッテリー充電制御装置２１とオルタネータ１５との制御がなされる。

図１０は、車両における熱エネルギ変換装置の他の制御例を説明するためのフローチャートである。ステップＳ２１からステップＳ２４については、前述したステップＳ１１からステップＳ１４と同一であるため、符号を付してその説明を省略する。ステップＳ２４において、オルタネータ作動目標値（ＡＳＯＣ）が実ＳＯＣ以下の時は、オルタネータ１５により生成される電気エネルギを低圧バッテリ１６に蓄える必要がないため、オルタネータ１５における運動エネルギから電気エネルギへの変換が行われず、図１０に記されているルーチンが一旦終了される。また、オルタネータ作動目標値（ＡＳＯＣ）が実ＳＯＣよりも大きい時は、オルタネータ１５により変換される電気エネルギを低圧バッテリ１６に蓄える必要があるため、オルタネータ１５により電気エネルギを変換させる必要が生じる。その際、エンジンの負荷は、アクセル開度、エンジン回転数、シフトポジションなど運転の操作により変動するため、アクセル開度、エンジン回転数、シフトポジションなどの走行情報が演算装置２０にデータとして読み込まれる（ステップＳ２５）。

さらにステップＳ２５の次に、読み込まれた走行情報に基づいてエンジン負荷率が算出される（ステップＳ２６）。エンジン負荷率が高い時には、車両に搭載されている動力源２で生じている運動エネルギが多いため、ステップＳ２６においてオルタネータ１５へ出力される作動効率信号が補正される。このときは、動力源２と接続されているオルタネータ１５に係る負荷が大きくなるため、この負荷を小さくするように作動効率信号の補正が実行される。この補正は、図１１に記されているマップに基づいて実行される。つぎに、ステップＳ２６において演算された作動信号に基づいて、オルタネータ１５へ作動効率信号が出力される（ステップＳ２７）。そして、オルタネータ１５の制御が完了して、このルーチンが終了する。

図１１に記されているマップについて説明する。エンジン負荷率が低い時には、車両に搭載されている動力源２で燃焼されているエネルギーが低い変換効率で電気エネルギに変換されている。そのため、オルタネータ１５の作動効率を高くするような補正がステップＳ２６において実行される。

（具体例４）
演算装置２０に、外気温度情報と日射量情報と低圧バッテリ１６に充電されている充電量に該当するバッテリー情報と前記環境情報と前記走行情報と道路勾配や踏切や道路のカーブ径などの情報であるナビゲーション情報、すなわちナビ情報とがデータとして入力される。その模式的な他の図を図１２に記す。この外気温度と日射量と充電量と走行情報はセンサにより測定され、各々の測定値が演算装置２０に読み込まれる。また、ナビ情報はＧＰＳなどの通信手段により、演算装置２０に読み込まれる。ここで、ナビ情報としては、道路勾配や踏切や道路のカーブ径などが該当する。そして、読み込まれた日射量および外気温度とナビ情報と予測された環境情報に基づいて、オルタネータ作動目標値（ＡＳＯＣ）が演算される。そして、このオルタネータ作動目標値と読み込まれている走行情報とに基づいて、バッテリー充電制御装置２１とオルタネータ１５との制御が実行される。

図１３は、車両における熱エネルギ変換装置の他の制御例を説明するためのフローチャートである。先ず、日射量と外気温度と低圧バッテリ１６の充電量と環境情報とナビ情報の読み込みが行われる（ステップＳ３１）。この読み込みは、車両に取り付けられている各センサ及びＧＰＳなどの外部通信と演算装置２０との間でデータを伝送することにより行われる。次に、演算装置２０に読み込まれたこれらのデータに基づいて、単位時間当たりの発電量が推定される（ステップＳ３２）。より具体的には、ゼーベック効果に伴いペルチェ素子１９により変換される電気エネルギの発電量及び太陽電池１８により変換される電気エネルギの発電量及び回生発電量の発電量が推定される（ステップＳ３２）。この回生発電量は、モーター・ジェネレータ７により回生される発電量に該当する。推定される単位時間当たりの発電量には、今後エネルギ変換されると予測される将来の単位時間当たりの発電量が含まれる。この将来の単位時間当たりの発電量は、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）やナビゲーション、サインポスト、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）等の装置から得られる情報と走行方向とに基づいて予測される。ステップＳ３３は前述したステップＳ１３と同一であるため、符号を付して説明を省略する。

つぎに、算出されたオルタネータ作動目標値と実ＳＯＣとが比較される（ステップＳ３４）。オルタネータ作動目標値（ＡＳＯＣ）が実ＳＯＣ以下のときは、オルタネータ１５により生成される電気エネルギを低圧バッテリ１６に蓄える必要がないため、オルタネータ１５における運動エネルギから電気エネルギへの変換が行われず、このルーチンを終了する。また、オルタネータ作動目標値（ＡＳＯＣ）が実ＳＯＣよりも大きい時は、オルタネータ１５により変換される電気エネルギを低圧バッテリ１６に蓄える必要があるため、オルタネータ１５により電気エネルギを変換させる必要が生じる。そのための制御がステップＳ３５からステップＳ３７において実行される。このステップＳ３５からステップＳ３７は、前述したステップＳ２５からステップＳ２７と同一であるため、符号を付して説明を省略する。

（具体例５）
演算装置２０に、外気温度情報と日射量情報と低圧バッテリ１６に充電されている充電量に該当するバッテリー情報と環境情報と走行情報とナビ情報と電気負荷情報がデータとして入力される。その模式的な他の図を図１４に記す。ここで、電気負荷情報は、オーディオや空調などの電子機器による消費電力に関する情報である。この消費電力の消費実績はオルタネータ作動目標値の演算で使用される。そして、演算装置２０から電子制御装置２２への電気負荷情報の入力により、今後の電子機器の使用に際しての消費電力を予測する学習機能の精度が向上する。

この外気温度と日射量と充電量と走行情報と環境情報と電気負荷情報とはセンサにより測定されて、演算装置２０に読み込まれる。また、ナビ情報はＧＰＳなどの通信手段により、演算装置２０に読み込まれる。また、測定された外気温度と日射量と走行情報と環境情報と電気負荷情報は、演算装置２０でオルタネータ作動目標を算出する際にフィードバックを可能とするように記憶装置２２に入力される。あるいは、この記憶装置２２には外気温度と日射量と走行情報と環境情報と電気負荷情報との基準値が入力され、演算装置２０におけるオルタネータ作動目標の算出の際にフィードバックが可能となる。

演算装置２０に読み込まれた日射量と外気温度と充電量と環境情報と走行情報とナビ情報とセンサ及び記憶装置２２から入力された外気温度と日射量と走行情報と環境情報と電気負荷情報とに基づいて、オルタネータ作動目標値（ＡＳＯＣ）が演算される。そして、予測された発電量に基づいて、バッテリー充電制御装置２１にオルタネータ作動目標値が出力され、オルタネータに発電量を制御する信号が出力される。そして、この予測充電値と読み込まれている走行情報とに基づいて、バッテリー充電制御装置２１とオルタネータ１５との制御が実行される。

図１５は、車両における熱エネルギ変換装置の他の制御例を説明するためのフローチャートである。先ず、日射量と外気温度と低圧バッテリ１６の充電量と環境情報とナビ情報と電気負荷量の読み込みが行われる（ステップＳ４１）。これは、車両に取り付けられている各センサやＧＰＳなどの外部通信と演算装置２０との間でデータを伝送することにより行われる。ステップＳ４２とステップＳ４３については、前述したステップＳ３２とステップＳ１３と同一であるため、符号を付して説明を省略する。つぎに、記憶装置２２に入力されている電気負荷量が演算装置２０に読み込まれる（ステップＳ４４）。そのつぎに、記憶装置２２から演算装置２０に読み込まれている外気温度と日射量と走行情報と環境情報と電気負荷情報と、ステップＳ４１で演算装置２０に入力されている電気負荷量とに基づいて、今後消費される電気消費量が予測される（ステップＳ４５）。

ステップＳ４５において、演算装置２０に入力された電気負荷量と記憶装置２２に記憶されている電気負荷学習値に関するマップとにより、電気消費量の増減を求める補正係数が求められる。この補正係数は、マップにより求められ、その一例として図１６に記載されているマップにより求められる。このマップによると、記憶装置２２に入力されている電気負荷量、即ち学習された電気負荷量に該当する電気負荷学習値が大きくなるにつれてオルタネータ作動目標値が増大するように補正係数が設定されている。そして、ステップＳ４５にて、この補正係数をステップＳ４３で算出された低圧バッテリ１６のオルタネータ作動目標値（ＡＳＯＣ）に反映させる。ステップＳ４５以降のステップであるステップＳ４６からステップＳ４９については、前述したステップＳ３４からステップＳ３７と同一であるため、符号を付して説明を省略する。

（具体例６）
演算装置２０に、外気温度情報と日射量情報と低圧バッテリ１６に充電されている充電量に該当するバッテリー情報と環境情報と走行情報とナビ情報と電気負荷情報と蓄冷器情報とがデータとして入力される。その模式的な他の図を図１７に記す。ここで、蓄冷器情報は、低圧バッテリ１６の冷却に必要な蓄冷量、換言すれば低圧バッテリ１６の冷却に必要な熱エネルギについての情報である。

この外気温度と日射量と充電量と走行情報と環境情報と電気負荷情報と蓄冷器情報とはセンサにより測定されて、演算装置２０に読み込まれる。また、ナビ情報はＧＰＳなどの通信手段により、演算装置２０に読み込まれる。さらに、演算装置２０及び記憶装置２２から読み込まれた日射量と外気温度と充電量と環境情報と走行情報とナビ情報と電気負荷情報とに基づいて、ペルチェ素子１９と太陽電池１８とで発電される発電量とモーター・ジェネレータ７により回生される発電量にあたる回生発電量とが予測される。そして、予測された発電量に基づいて、バッテリー充電制御装置２１にオルタネータ作動目標値が出力され、オルタネータ１５に発電量を制御する信号が出力される。また、演算装置２０に入力された蓄冷器の温度情報、即ち蓄冷器情報に基づいて、低圧バッテリ１６を冷却するか否かと、冷却する際の冷却温度とがバッテリー冷却装置２３に入力される。

図１８は、車両における熱エネルギ変換装置の他の制御例を説明するためのフローチャートである。先ず、ステップＳ５１からステップＳ５８については、前述したステップＳ４１からステップＳ４８と同一であるため、符号を付して説明を省略する。つぎに、車両に搭載されている蓄冷器に蓄積されている蓄冷エネルギ量が演算装置２０に読み込まれる（ステップＳ５９）。そのつぎに、この蓄冷エネルギ量について、低圧バッテリ１６の冷却に充分なエネルギ量であるか否かが判断される（ステップＳ５１０）。蓄冷エネルギ量が低圧バッテリ１６の冷却に充分なエネルギ量であるときは、低圧バッテリ１６を冷却するための目標温度が図１９に示されているマップにより求められて、低圧バッテリ１６を冷却するようバッテリー冷却装置２３にバッテリー目標温度に関する信号が送られる（ステップＳ５１１）。図１９に記されているマップは、算出されている作動信号の出力が一定以上の場合にはバッテリー目標温度が低くなり、算出されている作動信号の出力が一定以下の場合にはバッテリー目標温度が一定となる。そして、この信号に基づいて、低圧バッテリ１６が冷却されるため、低圧バッテリ１６の充電効率が向上する。

ステップＳ５１１で、低圧バッテリ１６が冷却された後に、オルタネータ１５に作動信号が出力される（ステップＳ５１２）。このステップＳ５１２は、ステップＳ０４と同一であるため、符号を付してその説明を省略する。また、前述したステップＳ５１０において、蓄冷エネルギ量が低圧バッテリ１６の冷却に対して不足しているときは、ステップＳ５１１に記されている低圧バッテリ１６の冷却は行われず、ステップＳ５１２の制御が実行される。

なお、オルタネータ作動目標値及び実際の電気エネルギの充電値については、バッテリーに蓄えられる充電量の他にバッテリーに蓄えられる充電率を用いて制御を実行しても良い。このときは、ステップＳ０３におけるオルタネータ作動目標値と実際の電気エネルギの充電値との間の大小関係が、オルタネータ作動目標率と電気エネルギの充電率との大小関係としてフローチャートで判断される。

オルタネータとバッテリー充電制御装置の制御のための構成の一例を示すブロック図である。 オルタネータとバッテリー充電制御装置の制御の一例を説明するためのフローチャートである。 オルタネータ作動目標値の算出に用いられる日射量に関するマップを概略的に示す図である。 オルタネータ作動目標値の算出に用いられる外気温度に関するマップを概略的に示す図である。 オルタネータ作動目標値の算出に用いられるオルタネータ作動目標値の出力に関するマップを概略的に示す図である。 オルタネータとバッテリー充電制御装置の制御のための構成の他の例を示すブロック図である。 オルタネータとバッテリー充電制御装置の制御の他の例を説明するためのフローチャートである。 オルタネータ作動目標値の算出に用いられるオルタネータ作動目標値の出力に関するマップの他の例を概略的に示す図である。 オルタネータとバッテリー充電制御装置の制御のための構成の他の例を示すブロック図である。 オルタネータとバッテリー充電制御装置の制御の他の例を説明するためのフローチャートである。 オルタネータの作動効率信号の出力に関するマップを概略的に示す図である。 オルタネータとバッテリー充電制御装置の制御のための構成の他の例を示すブロック図である。 オルタネータとバッテリー充電制御装置の制御の他の例を説明するためのフローチャートである。 オルタネータとバッテリー充電制御装置の制御と記憶装置へのデータの入出力のための構成を示すブロック図である。 オルタネータとバッテリー充電制御装置の制御と記憶装置へのデータの入出力を説明するためのフローチャートである。 オルタネータ作動目標値の補正に用いられる電気負荷量の学習値に関するマップを概略的に示す図である。 オルタネータとバッテリー充電制御装置とバッテリー冷却装置の制御と記憶装置へのデータの入出力のための構成を示すブロック図である。 オルタネータとバッテリー充電制御装置とバッテリー冷却装置の制御と記憶装置へのデータの入出力を説明するためのフローチャートである。 冷却装置に用いられる電気負荷量の学習値に関するマップを概略的に示す図である。 エネルギ蓄積制御装置を搭載した車両のパワートレーンの構成、および制御系統の構成を模式的に示すブロック図である。

符号の説明

１…車両、 ２…動力源、 ３…変速機、 ４…出力軸、 ５…駆動輪、 ６…エンジン、 ７…モータ・ジェネレータ、 ８，９，１２，１４，１７…電子制御装置、 １０…インバータ、 １１…高圧バッテリ、 １３…コンプレッサー、 １５…オルタネータ、 １６…低圧バッテリ、 １８…太陽電池、 １９…ペルチェ素子、 ２０…演算装置、 ２１…バッテリー充電制御装置、 ２２…記憶装置、 ２３…バッテリー冷却装置。

Claims (2)

1. 車両の動力源から得られる運動エネルギを電気エネルギに変換する動力発電手段と、光エネルギを電気エネルギに変換する光発電手段と、熱エネルギを電気エネルギに変換する熱発電手段と、それら電気エネルギを蓄えるバッテリとを有する充電量制御装置において、
   前記車両の外気温度の予測と日射量の予測とに該当する環境情報を受信する環境情報受信手段と、
   前記車両の外気温度の予測情報に基づいて、前記熱発電手段による将来の発電量を推定し、かつ日射量の予測情報に基づいて、前記光発電手段による将来の発電量を推定する発電量推定手段と、
   日射量と前記光発電手段による発電量との関係を示す日射発電マップから算出される第１係数と、外気温度と前記車両の消費電力との関係を示す気温消費マップから算出される第２係数とに基づいて、前記動力発電手段による目標発電量を算出する目標算出手段と、
   外気温度に応じた電力消費が反映された前記バッテリからの電力消費実績に関する情報であり且つ記憶部に記憶されている情報である電気負荷量の学習値と、前記外気温度の予測情報と、センサ測定値であり消費電力に関する情報である電気負荷情報とに基づいて、将来の電気消費量を推定する消費電力量推定手段と、
   電気消費量に関する補正係数により前記目標発電量を補正した補正目標発電量が、前記動力発電手段による実際の発電量より大きい場合に、当該補正目標発電量に応じる作動信号を前記動力発電手段に出力する作動制御手段とを備え、
   前記補正係数は、前記電気負荷情報と、前記電気負荷量の学習値に関するマップとに基づいて算出されることを特徴とする充電量制御装置。
2. 前記日射発電マップは、日射量が減少すると前記光発電手段による発電量が減少することを示すマップであり、
   前記気温消費マップは、外気温度が低い状態および高い状態において、前記消費電力が大きくなることを示し、かつ前記第２係数が極小値を有するマップであり、
   前記目標算出手段は、前記算出された第１係数および第２係数と発電継続時間とを乗じた値に基づいて、前記動力発電手段による目標発電量を算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の充電量制御装置。

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