JP5880829B2 - 車両用電源制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池を使用した車両に適用する車両用電源制御装置に関する。

従来、たとえば特許文献１のように太陽電池を搭載した車両において効率のよい蓄電を行える経路を選択することができる車両用経路案内装置が知られている。特許文献１の装置は、太陽光発電で得た電力をバッテリーへ蓄電し、そのバッテリーの電力を用いて各車載機を動作させる。

特開２００７−１９９０３４公報

しかしながら、特許文献１に記載のように、太陽電池によって発電された電力を車載バッテリーに蓄電することができない状況では、車載機の動作時間は、動作開始時のバッテリー残量のみにより定まり、それ以上に長い時間、車載機を動作させてしまうとバッテリー上がりの恐れがある。

一方で、近年の車両においては車両を遠隔操作したり、データ通信を行うことで益々電力の必要性が上がっており、さらにはナビゲーションに使用する地図データの更新やさまざまなコンテンツの獲得など、時間のかかる処理を行いたいという要求もある。これらの要求にバッテリーのみで応えるには、バッテリーに蓄電されている電力が十分ではない場合も多い。

そこで本発明は、太陽電池を備えるものにおいて、バッテリー上がりを抑制しつつ、車両用装置の作動時間を長くすることのできる電源制御装置を提供することを目的とする。

その目的を達成するために請求項１記載の発明は、車両用装置に対する電源としてバッテリーと太陽電池とを搭載している車両に備えられる車両用電源制御装置であって、バッテリーに蓄電された電力と太陽電池によって発電された電力の少なくとも一方を車両用装置の電源とする制御を行う電源制御部を有し、電源制御部は、 車両用装置の動作に必要な電力を示す動作時消費電力、および、太陽電池が発電している発電電力に基づいて、太陽電池の発電電力が車両用装置の動作に必要な消費電力以上かを逐次判定する発電電力判定手段と、発電電力判定手段において、太陽電池の発電電力で車両用装置が動作可能であると判定した場合には、太陽電池の発電電力を電源として車両用装置を動作させる電源設定手段と、バッテリーへ蓄電されない状態において、発電電力判定手段により、太陽電池の発電電力が車両用装置の動作に必要な消費電力よりも小さいと判定された場合、バッテリーに予め設定された最低限残しておきたい電力量より多い電力量が蓄電されており、且つ、バッテリーから電力を供給することで、車両用装置を動作させることができるかを判定するバッテリー動作判定手段とを備え、電源設定手段は、バッテリー動作判定手段で、バッテリーの電力を利用することで車両用装置の動作せることができると判定された場合、バッテリーの電力を少なくとも用いて車両用装置を動作させ、太陽電池による今後の発電電力量を予測値を決定する発電量予測手段と、発電量予測手段が予測した発電電力量の予測値と、バッテリーの残電力量と、車両用装置の動作時消費電力とから、バッテリーおよび太陽電池を電源として用いて車両用装置を所定時間以上継続して動作させることが可能かどうかを判定する継続動作判定手段とをさらに備え、電源設定手段は、継続動作判定手段で車両用装置を継続して動作させることが可能と判定された場合に、その車両用装置を動作させる。
また、上記目的を達成するための請求項５記載の発明は、車両用装置に対する電源としてバッテリーと太陽電池とを搭載している車両に備えられる車両用電源制御装置であって、バッテリーに蓄電された電力と太陽電池によって発電された電力の少なくとも一方を車両用装置の電源とする制御を行う電源制御部を有し、電源制御部は、 車両用装置の動作に必要な電力を示す動作時消費電力、および、太陽電池が発電している発電電力に基づいて、太陽電池の発電電力が車両用装置の動作に必要な消費電力以上かを逐次判定する発電電力判定手段と、発電電力判定手段において、太陽電池の発電電力で車両用装置が動作可能であると判定した場合には、太陽電池の発電電力を電源として車両用装置を動作させる電源設定手段と、バッテリーへ蓄電されない状態において、発電電力判定手段により、太陽電池の発電電力が車両用装置の動作に必要な消費電力よりも小さいと判定された場合、バッテリーに予め設定された最低限残しておきたい電力量より多い電力量が蓄電されており、且つ、バッテリーから電力を供給することで、車両用装置を動作させることができるかを判定するバッテリー動作判定手段とを備え、電源設定手段は、バッテリー動作判定手段で、バッテリーの電力を利用することで車両用装置の動作せることができると判定された場合において、太陽電池が発電している場合には、太陽電池の発電電力とバッテリーの電力とを用いて車両用装置を動作させ、発電電力判定手段により、太陽電池の発電電力が車両用装置の動作に必要な消費電力より低いと判定され、且つ、その発電電力をバッテリーの電力とともに用いて車両用装置を動作させていない場合、電源制御部は、発電電力をバッテリーに充電する。

これらの発明によれば、太陽電池の発電電力で車両用装置を動作させることができる場合には、バッテリーの電力は用いず、太陽電池の発電電力を用いて車両用装置を動作させるので、バッテリーの電力消費が抑制される。その結果、バッテリー上がりを防止しつつ、車両用装置を動作させることができる。また、太陽電池の発電電力が車両用装置の動作に必要な消費電力よりも小さい場合でも、バッテリーの電力を利用することで車両用装置を動作せることができる場合には、バッテリーの電力を利用して車両用装置を動作させる。よって、車両用装置の動作時間を長くすることができる。しかも、バッテリーに最低電力量より多い電力量が蓄電されていなければ、バッテリーの電力を利用して車両用装置を動作させないので、バッテリー上がりを抑制できる。

請求項２記載の発明では、電源設定手段は、バッテリー動作判定手段で、バッテリーの電力を利用することで車両用装置を動作させることができると判定された場合において、太陽電池が発電している場合には、太陽電池の発電電力とバッテリーの電力とを用いて車両用装置を動作させる。

このように、バッテリーの電力を利用して車両用装置を動作させることができる場合にも、太陽電池が発電している場合には、発電電力を車両用装置の動作に用いるようにすれば、より、バッテリー上がりを防止することができる。

請求項３記載の発明では、バッテリー動作判定手段は、前記車両用装置を動作させることができるかの判定として、その車両用装置を待機状態で動作させることができるかを判定し、前記電源設定手段は、前記バッテリー動作判定手段で、バッテリーの電力を利用しても車両用装置を待機状態の動作をさせることができないと判定された場合、その車両用装置を停止させる。このようにすれば、待機消費気電力によりバッテリーが上がってしまうことを抑制できる。

また、請求項１に係る発明によれば、短時間しか車両用装置を動作させることができないにも関わらず、車両用装置を動作させてしまうことを防止でき、この発明は、車両用装置の動作に時間がかかる場合に有効である。

請求項４記載の発明では、前記車両用装置による所定処理を完了するのに要する処理完了時間を取得する処理完了時間取得手段を備え、前記継続動作判定手段は、前記発電量予測手段が予測した発電電力量の予測値と、前記バッテリーの残電力量と、前記車両用装置の動作時消費電力とから、前記バッテリーおよび太陽電池を電源として用いて前記車両用装置を前記処理完了時間継続して動作させることが可能かどうかを判定する。

このように、動作開始前に処理完了可能かどうかを判定するようにすれば、車両用装置の動作内容が、途中で中断すると、トラブルが生じたり、動作を最初からやり直さなければならないという不都合が生じる動作であった場合に、電力を途中で供給することができなくなって、上記不都合が生じてしまうことを抑制できる。

また、請求項２に係る発明によれば、発電電力を車両用装置を動作させるために用いていない場合にも、その発電電力を無駄にすることがなくなる。

電源制御装置と周辺機器との関係を示す模式図である。 発電量の変化に対する電力制御モードの関係図である。 アプリケーションを動作させる場合の電源制御部５の処理を示すフローチャートである。 通信システムを動作させる場合の電源制御部５の処理を示すフローチャートである。 第２実施形態における電源制御部５の処理を示すフローチャートである。 第３実施形態における電源制御部５の処理を示すフローチャートである。 電力の推移をモニタリングして判定を繰り返す処理のイメージ図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 図１は電源制御装置１と、この電源制御装置１と関係する機器とを示す模式図である。

図１における電源制御装置１は、車両に備えられている太陽電池９やバッテリー１０による電源の供給を制御する電源制御部５と、その電源制御部５により電力供給が制御され種々の機能を実行する機能実行制御部６（たとえばナビゲーションシステム、オーディオ、エアコンおよびセンター通信機等）と、機能実行制御部６と外部装置とを繋ぐ通信制御部７、及び通信部８を備える。また、電源制御部５により制御されている電力供給の状況を表示する表示部３と、その表示内容を制御する表示制御部４も備える。その他、外部のマイクやスピーカーと接続する音声制御部２を備えてもよい。

通信部８は、電源制御装置１の外部装置である通信機器１４を介して、車両外部に設置された基地局１７と通信を行い、さらに、基地局１７を介して外部サーバ１８へ接続することも可能である。この外部サーバ１８への接続を利用して、日照量情報（詳しくは後述）などを入手し、図示しない記憶装置に格納することができる。

また、通信部８は、車内ＬＡＮや近距離無線により、エアコン１１、ＧＰＳ受信機１２、携帯電話１３、車両情報１５を格納した装置とも通信可能である。

本実施の形態における電源制御部５は、バッテリー１０と太陽電池９とのいずれか一方または両方を電源として、機能実行制御部６などの車両用装置を動作させる。バッテリー１０、太陽電池９のいずれを用いるか、あるいは、双方を同時に用いるかは、太陽電池９の発電電力、バッテリー１０の電力により決定する。

電源の決定方法の詳細は後述するが、電源を、太陽電池９からバッテリー１０へ、あるいは、太陽電池９とバッテリー１０との併用に切り替えることができることに伴い、いくつかの電力制御モードに分けることができる。そこで次は図２を用いて、発電電力の変化に対する電力制御モードの関係を示す。

図２のグラフは、機能実行制御部６に、あるアプリケーションを動作させる場合の電力制御部５による電力制御モードの変更と発電電力との関係を表している。

本実施形態の電源制御装置１は、太陽電池９の発電電力が、動作させようとしている車両用装置の通常動作時の消費電力（以下、動作時消費電力）を超えている場合には、その発電電力を供給して車両用装置を動作させるようになっている。なお、通常動作とは、待機状態動作ではない動作状態、すなわち、本来の種々の機能を実行できる状態を言う。

図２のグラフは、縦軸が太陽電池９による発電電力（実線）、横軸に時間を示す。グラフ中の一点鎖線は、アプリケーションが動作するあるシステム（たとえばナビゲーションシステムの待機消費電力を示している。また、二点鎖線は、アプリケーションを動作させた時に上記システムが消費する電力である動作時消費電力を示している。

図２のグラフ内では、発電電力、待機消費電力、動作時消費電力、バッテリー１０の残電力量（以下、バッテリー残量）の関係から、phase１から４までに分けている。電源制御部５はこれらのphase毎に制御モードを変更する。以下にphaseと制御モードの詳細を述べる。

まずphase１であるが、ｔ＝０は図２には明示していないが、エンジンＯＦＦ時点である。また、ｔ＝０時点ではシステムは待機状態にある。電源制御部５は、エンジンＯＦＦ後は、発電電力が動作予定のシステムの動作時消費電力を超えるまでは、アプリケーションを動作させず、待機状態、すなわち、低消費電力モードとする。このときに必要な電力として、待機消費電力があるが、phase１では、待機消費電力をバッテリー１０から供給する。なお、太陽光発電がｔ＝１から開始されているが、phase1では、発電電力はバッテリー１０に蓄電する。バッテリー１０の電力が待機消費電力を下回っている場合にphase１の動作となる。

次にｔ＝２からｔ＝３までがphase２である。ｔ＝２において、太陽光発電の発電電力のみでアプリケーションの動作に必要な動作時消費電力を上回るので、ｔ＝２からは太陽光発電のみを電力の供給源としてアプリケーションを動作させることができる。このphase２は太陽光発電でアプリケーションを動作させることができる太陽光動作モードであり、太陽光発電の発電電力がアプリケーションの動作時消費電力を下回るｔ＝３まで継続される。なお、発電電力のうち、動作時消費電力を上回る電力はバッテリー１０へ充電する。

次にphase３であるが、ｔ＝３において、太陽光の発電電力がアプリケーションの動作の消費電力を下回ると、太陽光発電だけではアプリケーションを動作させられないので、電力の供給源を太陽電池９のみから、バッテリー１０を供給源とするバッテリー動作モードへ変更する。このバッテリー動作モードにおいては、電力をバッテリー１０のみとしてもよいし、発電電力が０になる（ｔ＝４）までは、バッテリー１０と太陽光発電とを併用してもよい。太陽光発電による電力供給とバッテリーによる電力供給を併用する場合は、二つの電源を直列に繋いで、両方からの電力をシステムに供給できるように電源の接続を切り替える。

バッテリー動作モードとした後、バッテリー１０の電力が低下してきた場合、低消費電力モードへ切り換える（ｔ＝５）。切り替え後がphase4である。ｔ＝５以降は、アプリケーションは動作せず、システムが待機消費電力で動作する低消費電力モードに戻る。このときの電源の供給はバッテリー１０により行う。

また、図２には示していないが、低消費電力モードにおいて、バッテリー１０の電力が待機消費電力を下回ると、システムを維持できなくなるので、システム自体をＯＦＦにする制御を行う。

次に、アプリケーションを動作させる場合の電源制御部５の処理について図３を使って説明する。アプリケーションの動作要求は、機能実行制御部６から電源制御部５に通知される。

図３ではエンジンがＯＦＦになると以下のフローチャートが開始する。エンジンがＯＦＦであるため、バッテリー１０へは蓄電されない状態にある。

まずステップＳ３０１として、電源制御部５はバッテリー１０からバッテリー残量、電力を取得する。なお、バッテリー１０の電力はバッテリー１０の電圧を測定し、その電圧と、バッテリー電圧と電力との予め記憶した関係から決定してもよい。バッテリー残量も、バッテリー電圧に基づいて所定の関係式やマップから求めてもよい。また、バッテリー１０の出力電力、入力電力を積分してバッテリー残量を求めてもよい。これらバッテリー残量、バッテリーの電力をバッテリー電力情報という。さらに、太陽電池９から太陽光発電で発電された電力（発電電力）を取得する。この発電電力を直接取得することに代えて、発電による電圧と電流とを取得して電力を演算してもよい。また、アプリケーションを動作させるのに必要な動作時消費電力、および、待機消費電力を取得する。なお、待機消費電力については、アプリケーションを動作させるシステムのみの待機消費電力を取得してもよいが、ここでは、バッテリー１０が電力を供給しているすべての車両用装置の待機消費電力（総待機消費電力）を取得する。この総待機消費電力は、各車両用装置からそれぞれ待機消費電力を取得して、その合計を計算することで決定する。また、予め計算結果を記憶しておいてもよい。なお、以下では、単に待機消費電力というときは、この総待機消費電力を指す。また、太陽電池９で発電する電力は、図２に示されたように、時間経過と共に変化していく。そこで、ステップＳ３０１で取得する情報は取得の時点で最新のものとしておく。

次に、ステップＳ３０２では、ステップＳ３０１で取得した発電電力と、動作時消費電力とを比較して、太陽光発電のみでアプリケーションを動作させることが可能か判定する。具体的には、太陽光発電の発電電力が動作時消費電力を上回っていれば、動作可能であるとする。動作可能である場合にはステップＳ３０３へ進み、動作不可能であればステップＳ３０５へ進む。

ステップＳ３０３では、太陽光発電を電力供給源としてアプリケーションの動作が可能であることをそのアプリケーションを動作させるシステムへ通知する。そして、ステップＳ３０４で、アプリケーションを動作させるシステムの電源を太陽電池９に設定する。

一方、太陽光発電のみでアプリケーションを動作させることが不可能であると判定された場合、ステップＳ３０５において、アプリケーションを動作させる電力がバッテリー１０にあるかを判定する。具体的には、ステップＳ３０１で取得したバッテリー１０の電力と動作時消費電力を比較して、バッテリー１０の電力が動作時消費電力を上回っていれば動作可能であるとする。バッテリー１０でアプリケーションが動作可能であると判定された場合は、ステップＳ３０６に進み、動作不可能であると判定された場合は、ステップＳ３０８へ進む。

ステップＳ３０６では、バッテリー１０を電力供給源としてアプリケーションを動作可能なことをそのアプリケーションを動作させるシステムへ通知する。そして、ステップＳ３０７で、アプリケーションを動作させるシステムに対する電源をバッテリー１０に設定する。

この設定の直前の状態が、電源として太陽電池９のみを設定している場合は、バッテリー１０に完全に切り替える設定にしてもよいし、太陽電池９の発電電力がなくなるまでバッテリー１０と併用するように設定してもよい。

一方、バッテリー１０でもアプリケーションを動作させることが不可能であると判定された場合、ステップＳ３０８において、アプリケーションの動作停止をシステムへ通知する。通知した後、アプリケーションを動作するには電力が足りない場合であっても、アプリケーションを動作させるシステムの待機消費電力であればバッテリー１０から供給できる場合が多いので、ステップＳ３０９において、電力の供給源にバッテリー１０を設定する。

次にステップＳ３１０で、アプリケーションを動作させるシステムの待機消費電力をバッテリー１０から供給できるか否かを判定する。待機消費電力は、システムを待機状態で動作させるための電力で、一般的に、アプリケーションを動作させるよりも電力の消費は少なくて済む。なお、バッテリー残量の減少に伴い、バッテリーの電力は一般的に低下する。そのため、この電力の判定は、実質的に、バッテリー残量を判断していると言える。従って、このようにバッテリー１０の電力に基づく判定に代えて、バッテリー残量が最低電力量以上であるか否かを判定するようにしてもよい。また、電力の判定と、バッテリー残量の判定を両方とも行ってもよい。

Ｓ３１０の判定は、システムの待機消費電力がステップＳ３０１で取得したバッテリー１０の電力を超えておらず、待機消費電力をバッテリー１０で供給できる場合は、ステップＳ３１２に進む。一方、システムの待機消費電力がステップＳ３０１で取得したバッテリー１０の電力を上回っている場合は、システムを待機状態とすることもできないので、ステップＳ３１１へ進んでシステムをＯＦＦにする。

システムが起動中は、ステップＳ３１２において、太陽光発電の発電電力と、バッテリー１０の電力を一定時間毎に取得する。次にステップＳ３１３において、電力制御モードに変更があるか否かを判定する。この判定は、一定時間間隔で行うように設定されており、これによって各電源の電力をモニタリングする。

モニタリング自体にも電力を消費するので、このモニタリングによる電力消費をなるべく抑えるために、状況に応じた間隔でモニタリングすることが望ましい。たとえば、太陽光発電で電力を供給できているときには１０秒間隔であっても、バッテリー１０のみで電力を供給しているときには、それよりも相対的に長い間隔、たとえば、１０分間隔にする。また、アプリケーションを動作させられない状態のときには３時間に１回且つ夜間は行わないなどのモニタリング間隔を設定する。

ステップＳ３１３で電力制御モードに変更があると判定した場合には、ステップＳ３０１へ戻り、再び各情報を取得して、再度アプリケーションの動作可否を判定する。

再度動作可否を判定する場合、すなわちＳ３１３からＳ３０１に戻る場合には、以下の３つのケースが考えられる。ケース１は、一度目の図３の処理時に太陽光発電でシステムが動作可能である場合、ケース２は、一度目の図３の処理時に太陽光発電のみではシステム動作不能であるが、バッテリー１０の電力を用いることによりシステムが動作可能である場合、ケース３は、一度目の図３の処理時に、バッテリー１０の電力を用いてもシステム動作不能の場合である。ケース１から順番に説明する。

まずケース１は、一度目の処理のステップＳ３０２において、太陽光発電で動作可能の判定が出ていた場合である。この電源制御のイメージを図７に模式的にphase Aとして示した。phase Aでは、発電電力Ｓ（ｉ）が動作時消費電力（Ｌ）を越えていることから太陽光動作モードでアプリケーションを動作させている。

このphase Aからの変更の可能性として、たとえば、太陽光発電が天気や太陽の位置の変化によって太陽電池９の部分が日陰になるなどの外的要因により低下してきて、太陽光発電による電力がアプリケーションの動作に必要な消費電力（Ｌ）を下回った場合が考えられる。図７ではphase Bに変化することを指す。

このケースにおいてＳ３０２、Ｓ３０５における再度の判定結果は二つに分けることができる。一つ（ケース１−１）はバッテリー１０の電力がアプリケーションの動作に十分なだけあり、バッテリー１０によってアプリケーションが動作可能（Ｓ３１３からＳ３０１に戻り、Ｓ３０２がＮＯになるのでＳ３０５へ進む。ここでＳ３０５がＹＥＳであるケース）と判断するケースである。また一方で、ケース１−２として、バッテリー１０の電力がアプリケーションの動作に十分なほどはない（Ｓ３０５に戻ったときにＮＯ）ケースである。図７のphase Cにあたる。

ケース１−１の場合は、電源をバッテリー１０に切り替えて（Ｓ３０７）バッテリー１０の電力でアプリケーションを引き続き動作させつつ、電力をモニタリングする（Ｓ３１２）。バッテリー１０で動作させている間に、外的要因がなくなって太陽光発電が再び可能になり、太陽光発電の電力が動作時消費電力以上まで回復すると、電力制御モードに変更があった（Ｓ３１３のＹＥＳ）としてまたＳ３０１へ戻ることもある。発電電力が回復した場合の一例が図７のphase Dである。

しかし、太陽光発電による電力が回復せずバッテリー残量が図７の最低限残しておきたいバッテリー残量（Ｂｋ）を下回る場合にも、電力制御モードに変更あり（Ｓ３１３のＹＥＳ）としてＳ３０１へ戻った後、再度、Ｓ３０２、３０５の判定を行う。この場合は、Ｓ３０２，Ｓ３０５ともにＮＯとなりアプリケーションの停止（Ｓ３０８）になる。

ケース１−２の場合は、バッテリー１０の電力がアプリケーションの動作に十分なほどはないので、Ｓ３０８にてアプリケーションを停止させる。さらに、電源はバッテリー１０に切り替える（Ｓ３０９）。このとき、バッテリー１０が待機消費電力を供給可能であれば（Ｓ３１０ＹＥＳ）、モニタリングを継続する（Ｓ３１２）。アプリケーションを動作させるシステムを待機状態に維持している間に、ケース１−１のように、外的要因がなくなって太陽光発電が再び可能になり、発電電力が回復すると、電力制御モードに変更があった（Ｓ３１３のＹＥＳ）としてまたＳ３０１へ戻ることもある。また、バッテリー残量が前述の残量Ｂｋを下回った場合にも電力制御モードに変更あり（Ｓ３１３のＹＥＳ）として再度判定を行うこともある。

ケース２は、一度目の処理のＳ３０２において、太陽光発電のみでは動作不能の判定が出ていたが（Ｓ３０２がＮＯ）、Ｓ３０５においてバッテリー１０でアプリ動作可能の判定が出ていた場合である。ケース２−１として、バッテリー１０で電力を供給していたが太陽光発電が後から開始された場合、発電電力による供給状態が変更した（Ｓ３１３がＹＥＳ）として再度判定を行って（Ｓ３０２）太陽光発電に電源を切り替える（Ｓ３０４）。一方で、ケース２−２は、バッテリー１０で電力を供給していたが、バッテリー残量が前述の残量Ｂｋ以下になった場合にもバッテリー１０に変更あり（Ｓ３１３のＹＥＳ）として再度判定を行う。この場合は、Ｓ３０２，Ｓ３０５ともにＮＯとなりアプリケーションの停止（Ｓ３０８）になる。

最後にケース３として、一度目の処理でバッテリー１０の電力がシステムを動作させる電力以下、且つ、システムの待機消費電力以上であり、アプリケーションは動作させずシステムの待機状態であった場合がある。このときはケース３−１として、太陽光発電の発電電力がシステムの動作消費電力を越える（二度目の処理のＳ３０２判定がＹＥＳ）か、ケース３−２として、バッテリー１０の電力が走行に影響が出るほどに減ったとして（二度目の処理のＳ３１０判定がＮＯ）システムＯＦＦ（Ｓ３１１）となる。

またその他に、たとえばアプリケーション動作中に車両にエンジンがＯＮとなり、バッテリー１０に蓄電されて、バッテリー１０の電力が増える可能性もある。

以上列挙したような各状態のいずれに当てはまるかをステップＳ３１３では判定し、モニタリングを開始したステップＳ３１２のときに設定した電力制御モードから変更になると判断した場合には、ステップＳ３０１へ戻ることとする。 図３で説明した電源制御部５が行う制御は、アプリケーションを動作させる制御に限らない。そこで、通信システムを動作させる場合を、図４を用いて説明する。

図４で動作させたい通信システムは、ここでは、キーレスエントリーや、エアコンのリモートコントロールなどを行う通信システムとする。通信システムは、車両に取り付けられる通信機器１４を含み、通信システムを動作させる場合、この通信機器１４を動作させるとする。また、通信システムは、車両外部の基地局１７と通信が可能であり、インターネットを通して外部のサーバ１８に接続できるものとする。外部サーバ１８には通信で送られる情報（キーレスエントリー入力やリモートコントロール入力など）を一括管理するセンターを構築しておく。センターは、車外からユーザーが通信を開始しようとしても通信システムと直接通信できない場合に、一旦ユーザーからの通信内容を蓄積しておくことができる。

図４に表される処理は、図３と同様に、エンジンがＯＦＦの状態において以下のフローチャートが開始することとする。通信システムの起動要求は、車外のユーザー端末からの入力を通信機器１４が受信し、通信部８を通して電源制御部５に通知される。

ステップＳ４０１はステップＳ３０１と同じであり、ステップＳ４０２はステップＳ３０２と同じである。

ステップＳ４０３では、通信システムに常時通信接続中の設定を行うように、機能実行制御部６に通知する。先のステップＳ４０２で太陽光発電による電源のみでシステムの動作が可能であることが判定されており、太陽電池９による発電電力を用いる限りは、バッテリー１０が上がる心配はない。そこで、電力消費量は多いが、利便性の高い常時通信接続を行なうのである。

次にステップＳ４０４において、センターに記録される通信システムの状態を常時通信可に変更するように指示する。その上で、ステップＳ４０５として、通信システムの動作に必要な電力の供給源を太陽光発電に設定する。

ステップＳ４０２において、太陽光発電のみで通信動作が不可能との判定であった場合、ステップＳ４０６へ進む。ステップＳ４０６では、バッテリー１０で通信動作可能か判定する。判定方法は、ステップＳ３０５と同様である。バッテリー１０で通信動作が可能であればステップＳ４０７へ進み、不可能であればステップＳ４１０へ進む。

ステップＳ４０７では、通信システムの設定を簡易通信中に設定するように、機能実行制御部６へ通知する。簡易通信とは、通信システム側から一定間隔でセンターへ接続し、ユーザーからのメッセージ（入力）を確認する方法である。簡易通信は、常時通信より電力の消費は少ないが、センターへ接続するまでユーザーの入力に気づかないので、ユーザーの入力に対する処理が、常時接続時に比べると遅くなる。

次にステップＳ４０８において、センターに記録される通信システムの状態を簡易通信設定として変更するように指示する。その上で、ステップＳ４０９として、通信システムの動作に必要な電力の供給源をバッテリー１０に設定する。

ステップＳ４０６において、バッテリー１０でも通信動作が不可能と判定されると、ステップＳ４１０へ進む。ステップＳ４１０では、センターに通信不可の設定を行うように機能実行制御部６へ通知する。このとき、機能実行制御部６がセンターに通信不可の設定を指示すると、センターではユーザーに対して通信不可である信号を送信する。通信不可である信号は、たとえば、ユーザー側の入力端末に通信不可を示すメッセージを送信したり、ユーザーの入力端末に通信不可を示すランプを点灯させたりする。

ステップＳ４１１に進むと、通信システムの通信を停止するよう機能実行制御部６に通知する。その上で、ステップＳ４１２として、ステップＳ３０９と同様に電力供給源をバッテリー１０に設定する。通信システムの待機消費電力を供給できる場合が多いからである。

次にステップＳ４１３は、Ｓ３１０と同様である。待機消費電力を供給するだけの電力がバッテリー１０にある場合、システム動作可能としてステップＳ４１５に進む。バッテリー１０に電力がなければ、システム動作不可能としてステップＳ４１４に進み、通信システムをＯＦＦにする。

ステップＳ４１５におよびＳ４１６は、Ｓ３１２，Ｓ３１３と同様である。また、変更があった場合には、ステップＳ４０１へ戻り、再び各情報を取得して、再度通信システムの動作可否を判定する。 以上、説明した第１実施形態では、太陽電池９の発電電力でシステムを動作させることができる場合には（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、バッテリー１０の電力は用いず、太陽電池９の発電電力を用いてシステムを動作させるので、バッテリー１０の電力消費が抑制される。その結果、バッテリー上がりを防止しつつ、システムを動作させることができる。また、太陽電池９の発電電力がシステムの動作時消費電力よりも小さい場合でも（Ｓ３０２：ＮＯ）、バッテリー１０の電力を利用することでシステムを動作せることができる場合には（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、バッテリー１０の電力を利用してシステムを動作させる。よって、システムの動作時間を長くすることができる。しかも、バッテリー１０の電力が待機時消費電力以下であれば（Ｓ３０５：ＮＯ）、バッテリー１０の電力を利用してシステムを通常動作させないので、バッテリー上がりを抑制できる。

また、電源をバッテリー１０に切り替えた後も、太陽光の発電電力を一定時間毎に取得して監視するので、太陽光発電による発電電力が回復した際には、再度、太陽光発電を電源に切り替えることができ、より長い間、システムを動作させることが可能である。

また、本実施形態では、システムの動作に用いていない発電電力は、バッテリー１０に充電することから、発電電力を無駄にすることもない。
（第２実施形態）
次に第２実施形態について説明する。第２実施形態も、図１の電源制御装置１を用いてアプリケーションを動作させるシステムに対する電力供給を制御する処理を行なう。この処理を図５に示す。

図５に表した処理は、車両搭乗前にアプリケーションを自動的にスタートさせる場合、もしくは、アプリケーションが中断できないインストールまたは続き再開をできないインストールを実施中にエンジンがＯＦＦになった場合に開始する。

車両搭乗前の判定は、例えばユーザーが車両に搭乗する際にドアロックを解除したことを検出できれば、これを搭乗前と判定する。そして、ユーザーがアプリケーションを動作させる車載機をＯＮにしなくとも、自動にアプリケーションをスタートする。また、ナビゲーションシステムにユーザーの搭乗予定が記録されている場合は、それを利用してもよい。

また、実行するアプリケーションとしては、各種コンテンツ（楽曲、動画、画像、ニュース、株価、ＰＯＩ）をダウンロードするアプリケーションがある。このアプリケーションを車両搭乗前に自動的に動作させる場合、動作開始時点は、上述した、搭乗予定を検出できた時点がある。また、車両に乗員がいない状態（この状態はたとえばエンジンＯＦＦにより推定）は、次の搭乗前とも言える。従って、車両に乗員がいない状態を検出した時点で図５の処理を実行してもよい。また、上記コンテンツは逐次更新されることから、図５の処理も、エンジンＯＦＦの状態で周期的に行なってもよい。この場合の周期は、ユーザ操作により上記コンテンツをダウンロードしたときの周期に基づいて決定する。

図５の処理は、まずステップＳ５０１としてバッテリー１０からバッテリー電力情報（バッテリー残量、電力）を取得する。さらに、太陽電池９から発電電力を取得し、アプリケーションを動作させるシステムから、アプリケーションを動作させるのに必要な動作時消費電力を取得する。この処理は図３のステップＳ３０１と同じである。

次に、ステップＳ５０２として、現在動作させようとしている、もしくは動作しているアプリケーションの処理を完了するために必要な処理時間（以下、処理完了時間）を取得する。このステップＳ５０２が特許請求の範囲の処理完了時間取得手段に相当する。上記処理完了時間は、アプリケーションを動作させるシステムから取得する。システムは、処理完了時間を、たとえば、データのダウンロードであれば、通信速度と、ダウンロードする残データ量から算出する。なお、ダウンロード開始時は残データ量として全データ量を用いることになる。

ステップＳ５０３は特許請求の範囲の継続動作判定手段に相当する。また、発電量予測手段としての処理も行う。このステップＳ５０３では、ステップＳ５０１で取得したバッテリー残量と、今後の発電電力量の予測値（以下、予測発電量）とを加算する。これを保有電力量とする。予測発電量は、発電電力に発電見込み時間を乗じたものである。発電電力は現時点のものを用いる。ただし、日照量情報から発電電力の変動を予測してもよい。日照量情報とは、日照量の変化に関連する種々の情報であり、たとえば、現在時刻、日付、天候、位置、さらには、これらに対応した過去実績値などがある。また、発電見込み時間は、予め設定された一定時間でもよいし、上記日照量情報から都度、決定してもよい。予め設定された一定時間としては、最も安全側の時間として０とすることが好ましい。日照量情報に基づいて決定する場合には、予め設定された関係式やマップに基づいて決定する。また、外部のセンターへこれらの情報を送信して、センターから、予測発電量、あるいは、予測される発電電力および発電見込み時間の一報または両方を取得してもよい。また、ステップＳ５０１で取得した動作時消費電力と、ステップＳ５０２で取得したアプリケーションの処理完了時間から、トータル消費電力量を算出する。この保有電力量とトータル消費電力量を比較することによって、現在動作させようとしている、もしくは動作しているアプリケーションの処理が完了できるか否かを判定する。処理が完了できると判定された場合は、ステップＳ５０４へ進み、処理が完了できないと判定された場合にはステップＳ５０９へ進む。

ステップＳ５０４では、太陽光発電のみでアプリケーションを動作させることが可能か判定する。この処理はステップＳ３０２と同じである。太陽光発電だけで動作可能だと判定された場合はステップＳ５０５へ進み、太陽光発電だけでは動作不能と判断された場合は、ステップＳ５０７へ進む。

ステップＳ５０５では、アプリケーションの起動もしくは継続可能であることを、アプリケーションを動作させるシステムへ通知する。次いで、ステップＳ５０６にて電力の供給を太陽光発電に切り替える。

一方ステップＳ５０７でも、アプリケーションの起動もしくは継続可能であることをシステムへ通知する。次いで、ステップＳ５０８にて電力の供給をバッテリー１０に切り替える。

ステップＳ５０３において、現在の保有電力量ではアプリケーションの処理が完了できないと判断されてステップＳ５０９へ進んだ場合、アプリケーションを動作させる電力はないとして、ステップＳ５０９においてアプリケーションを停止させるようシステムへ通知する。

ステップＳ５０９にてアプリケーションの停止を通知した後、ステップＳ５１０では図３のステップＳ３０９と同様に、電力の供給源をバッテリー１０に切り替える。前述の保有電力量が、アプリケーションの処理を完了させるだけの電力量よりも少なくても、アプリケーションを動作させるシステムの待機消費電力であればバッテリー１０から供給できる場合が多いので、ステップＳ３０９において、電力の供給源にバッテリー１０を設定する。

次いでステップＳ５１１においてアプリケーションを動作させるシステムの待機状態動作がバッテリー１０の電力で可能か、つまりシステムの待機消費電力をバッテリー１０の電力でまかなえるかを判定する。バッテリー１０の電力で待機状態の動作が可能である場合ステップＳ５１３に進み、バッテリー１０の電力では待機状態の動作も不可能である場合には、ステップＳ５１２に進む。ステップＳ５１２では、アプリケーションを動作させるシステムをＯＦＦにする。

ステップＳ５１３において、図３のステップＳ３１２と同様に、太陽光発電の発電電力と、バッテリー電力情報、アプリケーションの処理完了に必要な処理完了時間を一定時間毎に取得する。次いで、ステップＳ５１４において、電力制御モードに変更が有るかを判定する。この判定方法は図３のステップＳ３１３と同じである。また、ステップＳ５０３と同じ処理を行なって、アプリケーションの処理が完了できるか否かの判断も行なう。電力制御モードに変更があると判定した場合、または、アプリケーションの処理が完了しないと判断した場合、ステップＳ５０１へ戻る。

以上、説明した第２実施形態によれば、アプリケーションの起動前に処理完了可能かどうかを判定するので（Ｓ５０３）、アプリケーションの処理内容が、途中で中断すると、トラブルが生じたり、動作を最初からやり直さなければならないという不都合が生じるものであった場合に、電力を途中で供給することができななくなって、上記不都合が生じてしまうことを抑制できる。

（第３実施形態）
第３実施形態は、機能実行制御部６としてナビゲーションシステムを動作させて、ナビゲーションシステムの記憶装置に格納された道路地図データを更新するアプリケーションを実行する実施形態である。図６に、第３実施形態における電源制御部５の処理を示すフローチャートである。

ステップＳ６０１は図５のステップＳ５０１と同じであり、バッテリー電力情報、発電電力、消費電力を取得する。

ステップＳ６０２では、ナビゲーションシステムを継続して所定時間（Ｔ分）だけ動作させることができるかどうかを判断するための演算を行う。地図データ更新動作の場合、動作時間があまり短いと効率的でないことから、このステップＳ６０２の判断を行う。上記Ｔ分は予め設定されている。

このステップＳ６０２では、まず、今後のＴ分間の発電電力の変化を予測する。予測方法は、ステップＳ５０３における発電電力の予測と同様の方法で行う。次に、ケース１、２、３のいずれに属するかの判定を行う。ケース１の判定は、予測したＴ分間の発電電力の最低値が、ナビゲーションシステムの動作時消費電力を越えているか否かにより行なう。上記最低値が動作消費電力を超えている場合には、ケース１に属するとする。ケース１の場合、地図データ更新アプリケーションのＴ分間の動作を、太陽光発電のみで行える予測できることになる。ケース２の判定は、動作時消費電力にＴを乗じて、Ｔ分間の消費電力量を算出する。そして、これを現在のバッテリー残量から引いた値（処理後残量）が、バッテリー１０に最低限残しておきたい電力量Ｂｋよりも大きいかを判定する。処理後残量が電力量Ｂｋよりも大きい場合、ケース２に属するとする。ケース２の場合、地図データ更新アプリケーションのＴ分間の動作をバッテリー１０の電力のみで行なっても、バッテリー残量として上記電力量Ｂｋを確保できることになる。なお、この電力量Ｂｋは適宜設定できる。一例としては、車両がバッテリー１０の電力を走行の動力源としている場合には、一定距離走行できるだけの電力量とする。また、走行の動力源としていない場合には、エンジンを始動させることができる電力量とする。上記ケース１、２のいずれにも属さない場合をケース３とする。この場合には、本実施形態では地図データ更新アプリケーションは実施しない。

ステップＳ６０３、Ｓ６０６は、ステップＳ６０２の演算結果に基づく判断を行うことになる。ステップＳ６０３では、上記ケース１の場合にＹｅｓと判定する。ステップＳ６０６では、上記ケース２の場合にＹｅｓと判定する。

ステップＳ６０４、Ｓ６０５、Ｓ６０７〜Ｓ６１４は、図３のステップＳ３０３、Ｓ３０４、Ｓ３０６〜Ｓ３１１と同じ処理である。

以上、説明した第３実施形態では、地図データ更新のアプリケーションをＴ分間動作させる場合に限り、そのアプリケーションを動作させるので、短時間しかアプリケーションを動作させることができないにも関わらず、アプリケーションを動作させてしまうことを防止できる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、次の実施の形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

たとえば、前述の実施形態において、アプリケーションを動作させる場合として挙げた例以外に、ナビゲーションシステムの更新や、携帯電話の電話帳のコピーや音声認識の辞書作成、及び記憶装置のバックアップ等のための車両用装置を動作させる場合に、本発明を適用してもよい。

１ 車両用電源制御装置、 ５ 電源制御部、 ６ 機能実行制御部
８ 通信部、 ９ 太陽電池、 １０ バッテリー、
１５ ナビゲーションシステム、 １８外部サーバ

Claims (5)

1. 車両用装置に対する電源としてバッテリーと太陽電池とを搭載している車両に備えられる車両用電源制御装置であって、
   前記バッテリーに蓄電された電力と前記太陽電池によって発電された電力の少なくとも一方を前記車両用装置の電源とする制御を行う電源制御部を有し、
   前記電源制御部は、
   前記車両用装置の動作に必要な電力を示す動作時消費電力、および、前記太陽電池が発電している発電電力に基づいて、前記太陽電池の発電電力が前記車両用装置の動作に必要な消費電力以上かを逐次判定する発電電力判定手段と、
   前記発電電力判定手段において、前記太陽電池の発電電力で前記車両用装置が動作可能であると判定した場合には、太陽電池の発電電力を電源として前記車両用装置を動作させる電源設定手段と、
   前記バッテリーへ蓄電されない状態において、前記発電電力判定手段により、太陽電池の発電電力が車両用装置の動作に必要な消費電力よりも小さいと判定された場合、前記バッテリーに予め設定された最低限残しておきたい電力量より多い電力量が蓄電されており、且つ、バッテリーから電力を供給することで、前記車両用装置を動作させることができるかを判定するバッテリー動作判定手段とを備え、
   前記電源設定手段は、前記バッテリー動作判定手段で、バッテリーの電力を利用することで車両用装置の動作せることができると判定された場合、バッテリーの電力を少なくとも用いて車両用装置を動作させ、
   前記太陽電池による今後の発電電力量を予測値を決定する発電量予測手段と、
   前記発電量予測手段が予測した発電電力量の予測値と、前記バッテリーの残電力量と、前記車両用装置の動作時消費電力とから、前記バッテリーおよび太陽電池を電源として用いて前記車両用装置を所定時間以上継続して動作させることが可能かどうかを判定する継続動作判定手段とをさらに備え、
   前記電源設定手段は、前記継続動作判定手段で前記車両用装置を継続して動作させることが可能と判定された場合に、その車両用装置を動作させることを特徴とする車両用電源制御装置。
2. 前記電源設定手段は、前記バッテリー動作判定手段で、バッテリーの電力を利用することで車両用装置を動作させることができると判定された場合において、太陽電池が発電している場合には、太陽電池の発電電力とバッテリーの電力とを用いて車両用装置を動作させることを特徴とした請求項１記載の車両用電源制御装置。
3. 前記バッテリー動作判定手段は、前記車両用装置を動作させることができるかの判定として、その車両用装置を待機状態で動作させることができるかを判定し、
   前記電源設定手段は、前記バッテリー動作判定手段で、バッテリーの電力を利用しても車両用装置を待機状態の動作をさせることができないと判定された場合、その車両用装置を停止させることを特徴とする請求項１乃至２記載の車両用電源制御装置。
4. 前記車両用装置による所定処理を完了するのに要する処理完了時間を取得する処理完了時間取得手段を備え、
   前記継続動作判定手段は、前記発電量予測手段が予測した発電電力量の予測値と、前記バッテリーの残電力量と、前記車両用装置の動作時消費電力とから、前記バッテリーおよび太陽電池を電源として用いて前記車両用装置を前記処理完了時間継続して動作させることが可能かどうかを判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両用電源制御装置。
5. 車両用装置に対する電源としてバッテリーと太陽電池とを搭載している車両に備えられる車両用電源制御装置であって、
   前記バッテリーに蓄電された電力と前記太陽電池によって発電された電力の少なくとも一方を前記車両用装置の電源とする制御を行う電源制御部を有し、
   前記電源制御部は、
   前記車両用装置の動作に必要な電力を示す動作時消費電力、および、前記太陽電池が発電している発電電力に基づいて、前記太陽電池の発電電力が前記車両用装置の動作に必要な消費電力以上かを逐次判定する発電電力判定手段と、
   前記発電電力判定手段において、前記太陽電池の発電電力で前記車両用装置が動作可能であると判定した場合には、太陽電池の発電電力を電源として前記車両用装置を動作させる電源設定手段と、
   前記バッテリーへ蓄電されない状態において、前記発電電力判定手段により、太陽電池の発電電力が車両用装置の動作に必要な消費電力よりも小さいと判定された場合、前記バッテリーに予め設定された最低限残しておきたい電力量より多い電力量が蓄電されており、且つ、バッテリーから電力を供給することで、前記車両用装置を動作させることができるかを判定するバッテリー動作判定手段とを備え、
   前記電源設定手段は、前記バッテリー動作判定手段で、バッテリーの電力を利用することで車両用装置の動作せることができると判定された場合において、太陽電池が発電している場合には、太陽電池の発電電力とバッテリーの電力とを用いて車両用装置を動作させ、
   前記発電電力判定手段により、前記太陽電池の発電電力が前記車両用装置の動作に必要な消費電力より低いと判定され、且つ、その発電電力を前記バッテリーの電力とともに用いて前記車両用装置を動作させていない場合、前記電源制御部は、発電電力を前記バッテリーに充電することを特徴とする車両用電源制御装置。

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