JP6628699B2 - 給電制御装置および給電制御システム - Google Patents

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Description

本発明は、給電制御装置および給電制御システムに関する。
従来、車両に搭載される補機に直接接続される第1蓄電池と、第1蓄電池よりも充放電効率が高く、電力変換器を介して補機に接続される第2蓄電池とから補機へ電力を供給させる制御装置がある。例えば、特許文献1には、鉛バッテリから補機へ電力を供給すると共に、鉛バッテリよりも充電効率の高いリチウムイオンバッテリから直流―直流コンバータを介して補機へ電力を供給する制御装置が開示されている。
特開2015−217757号公報
しかしながら、補機に直接接続される第1蓄電池と、電力変換器を介して補機に接続される第2蓄電池とから補機へ電力を供給する場合に、補機の消費電力が電力変換器の出力可能な最大電力を超えると、第1蓄電池から補機への電力供給量が増大する。これにより、第1蓄電池は、充放電量が増大して劣化が進むことがある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バッテリの劣化を抑制することができる給電制御装置および給電制御システムを提供することを目的とする。
実施形態に係る給電制御装置は、給電制御部を備える。給電制御部は、補機に接続された第1蓄電池よりも充放電効率の高い第2蓄電池から電力変換器を介して前記補機へ電力を供給する第1状態から、前記第1蓄電池と前記補機との接続を切断し、前記第2蓄電池から前記電力変換器を介さずに前記補機へ電力を供給する第2状態への切替を行う。
実施形態に係る給電制御装置および給電制御システムは、バッテリの劣化を抑制することができる。
図1は、実施形態に係る給電制御装置によって実現する補機への電力供給状態を示す説明図である。 図2は、実施形態に係る給電制御システムを示すブロック図である。 図3は、実施形態に係るリレーの車両における回路的な接続位置を示す説明図である。 図4は、実施形態に係る給電制御情報の一例を示す説明図である。 図5は、実施形態に係る車両状態の推移の一例を示す説明図である。 図6は、実施形態に係る各車両状態での給電制御の一例を示す説明図である。 図7は、実施形態に係る各車両状態での給電制御の一例を示す説明図である。 図8は、実施形態に係る各車両状態での給電制御の一例を示す説明図である。 図9は、実施形態に係る各車両状態での給電制御の一例を示す説明図である。 図10は、実施形態に係る回路構成の変形例を示す説明図である。
以下に添付図面を参照して、実施形態に係る給電制御装置および給電制御システムについて詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。図1は、実施形態に係る給電制御装置によって実現する補機への電力供給状態を示す説明図である。
以下では、実施形態に係る給電制御装置が、第1蓄電池B1と、第1蓄電池B1よりも充放電効率が高い第2蓄電池B2という2つの電源から補機M1へ電力を供給させる場合の給電制御について説明する。図1に(a)、(b)で示すように、実施形態に係る給電制御装置は、第1リレーSW1と第2リレーSW2とを備える。第1リレーSW1は、第1蓄電池B1と補機M1との間に直列に接続される。
第2リレーSW2は、補機M1と第2蓄電池B2との間に直列に接続される電力変換器(以下、「コンバータCV」と記載する)に対して並列に接続される。コンバータCVは、第2蓄電池B2を充放電可能な双方向型の電力変換器であり、放電時の出力電圧が第1蓄電池B1の出力電圧より高くなるように設定される。なお、第1蓄電池B1および第2蓄電池B2は、図示しない発電機に接続され、放電した場合に、発電機によって適宜充電される。
給電制御装置は、図1に(a)で示すように、ある状況では、第1リレーSW1を閉状態にし、第2リレーSW2を開状態にすることによって、第1蓄電池B1と補機M1とを直接接続し、コンバータCVを介して、第2蓄電池B2と補機M1とを接続する。
これにより、給電制御装置は、補機M1に接続された第1蓄電池B1よりも充放電効率の高い第2蓄電池B2からコンバータCVを介して補機M1へ電力を供給する第1の電力供給状態(以下、「第1状態」と記載する)にすることができる。
このとき、コンバータCVは、前述したように、出力電圧が第1蓄電池B1の出力電圧よりも高い。このため、給電制御装置は、補機M1の消費電力がコンバータCVの出力可能な最大電力以下であれば、図1の(a)に太線矢印で示すように、第2蓄電池B2から供給される電力で補機M1を作動させることができる。これにより、給電制御装置は、第1蓄電池B1から補機M1へ電力を供給させることがないので、過度な充放電による第1蓄電池B1の劣化を抑制することができる。
ただし、第1蓄電池B1は、補機M1の消費電力がコンバータCVの出力可能な最大電力を超える場合、図1の(a)に太点線矢印で示すように、補機M1へ電力を供給する状態になり、この状態が継続すると、過度な充放電による劣化が進む。
そこで、給電制御装置は、状況に応じて、第1状態から、図1に(b)で示すように、第1リレーSW1を開状態にし、第2リレーSW2を閉状態にする。これにより、給電制御装置は、第1状態から、第1蓄電池B1と補機M1との接続を切断し、第2蓄電池B2からコンバータCVを介さずに補機M1へ直接電力を供給する第2の電力供給状態(以下、「第2状態」と記載する)への切替を行うことができる。
このように、給電制御装置は、第1蓄電池B1と補機M1との接続を切断することにより、第1蓄電池B1から補機M1への電力供給を遮断することができるので、過度な充放電による第1蓄電池B1の劣化を抑制することができる。
しかも、給電制御装置は、第2蓄電池B2が補機M1を駆動可能な電力を蓄電している場合、コンバータCVの能力によらず、図1の(b)に太線矢印で示すように、第2蓄電池B2から補機M1へ直接電力を供給させて補機M1を駆動させることができる。
また、第2蓄電池B2は、第1蓄電池B1よりも充放電効率が高い。このため、給電制御装置は、仮に、第2蓄電池B2が補機M1を駆動可能な電力を蓄電していなくても、第2蓄電池B2が充電中であれば、第2蓄電池B2へ充電中に入力される電力を補機M1へ直接出力することによって、補機M1を駆動させることができる。
次に、図2を参照し、実施形態に係る給電制御システム100の構成について説明する。図2は、実施形態に係る給電制御システム100を示すブロック図である。なお、図2では、図1に示す構成要素と同一の構成要素に対して、図1に示す符号と同一の符号を付している。
ここでは、給電制御システム100の制御対象が車両である場合について説明するが、給電制御システム100の制御対象は、電車、船舶、および航空機等であってもよい。また、ここでは、給電制御システム100が搭載される車両(以下、単に「車両」と記載する)が、エンジンと、エンジンの動作をアシストするモータとを備える場合を例に挙げて説明する。なお、車両は、エンジンによる走行、モータによる走行、およびエンジンとモータとの協働による走行が可能な所謂ハイブリッドカーであってもよい。
図2に示すように、給電制御システム100は、給電制御装置1と、第2蓄電池B2とを含む。給電制御装置1は、第2蓄電池B2、スタータスイッチ30、イグニッションスイッチ(以下、「IG31」と記載する)、アクセサリ電源スイッチ(以下、「ACC32」と記載する)、ブレーキセンサ33、速度センサ34、およびアクセルセンサ35と接続される。
なお、車両は、図2に示す構成要素の他に、図1に示す第1蓄電池B1、補機M1、コンバータCV等、給電制御に関連する他の構成要素も備える。これらの構成要素と、給電制御システム100との接続態様については、図3を参照して後述する。
スタータスイッチ30は、エンジンを始動させる後述のスタータM3(図3参照)へ駆動電力を供給するか否かを切り替えるスイッチである。スタータスイッチ30は、スタータM3へ駆動電力を供給中か否かを示す情報を給電制御装置1へ出力する。IG31は、給電制御システム100が搭載される車両のエンジンの始動と停止とを手動で切り替えるスイッチである。IG31は、エンジンが始動状態であるか否かを示す情報を給電制御装置1へ出力する。
ACC32は、例えば、IG31の操作に連動して、補機M1等の車載器(アクセサリ)に通電するか否かを手動で切り替えるスイッチである。ACC32は、IG31に対するエンジン始動操作に連動して、アクセサリへの通電を開始し、IG31に対するエンジン停止操作に連動してアクセサリへの通電を停止する。そして、ACC32は、アクセサリへ通電中か否かを示す情報を給電制御装置1へ出力する。
ブレーキセンサ33は、車両を減速および停止させる制動装置の作動状態を検知し、検知結果を給電制御装置1へ出力するセンサである。速度センサ34は、車両の走行速度を検知し、検知結果を給電制御装置1へ出力するセンサである。アクセルセンサ35は、車両のアクセルペダルの操作状態を検知し、検知結果を給電制御装置1へ出力するセンサである。なお、第2蓄電池B2の具体例については、後述する。
給電制御装置1は、制御部10と、記憶部20と、第1リレーSW1と、第2リレーSW2と、第3リレーSW3と、第4リレーSW4とを備える。ここで、図3を参照し、車両における第1リレーSW1、第2リレーSW2、第3リレーSW3と、第4リレーSW4の回路的な接続位置について説明する。図3は、実施形態に係るリレーの車両における回路的な接続位置を示す説明図である。
図3に示すように、第1リレーSW1は、一端が第1蓄電池B1に接続され、他端が補機M1に接続される。第1蓄電池B1は、第2蓄電池B2よりも瞬間的な大電流放電に対する耐性が高く、第2蓄電池B2よりも充放電効率が低い蓄電池であり、例えば、鉛バッテリである。補機M1は、定常的に、または比較的長時間継続して電力を消費する車載器であり、例えば、車両に設けられるカーナビゲーション装置、テレビ装置、ラジオ装置、オーディオ装置、および空調装置等である。
第2リレーSW2は、一端が第2蓄電池B2に接続され、他端が補機M1に接続される。第2蓄電池B2は、第1蓄電池B1よりも瞬間的な大電流放電に対する耐性が低く、第1蓄電池B1よりも充放電効率が高い蓄電池であり、例えば、リチウムイオンバッテリやキャパシタ等である。
第3リレーSW3は、一端が第1蓄電池B1に接続され、他端がモータ機能付発電機M2およびスタータM3に接続される。第4リレーSW4は、一端が第2蓄電池B2に接続され、他端がモータ機能付発電機M2およびスタータM3に接続される。
モータ機能付発電機M2は、例えば、車両を加速させる場合に、エンジンの動作をアシストするモータとして機能し、車両が定速走行中または回生制動中の場合に、エンジンの回転エネルギーを電力に変換して発電する発電機として機能する装置である。スタータM3は、停止中のエンジンを回転させて始動させる始動装置である。
これらの第1リレーSW1、第2リレーSW2、第3リレーSW3、および第4リレーSW4は、制御部10から入力される駆動信号によって、開状態から閉状態になる動作、および閉状態から開状態になる動作を行う。
図2へ戻り、記憶部20は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、または、HDD(Hard Disk Drive)、光ディスク等の記憶装置である。そして、記憶部20は、制御部10が給電制御を行う場合に使用する給電制御情報21を記憶する。なお、給電制御情報21の一例については、図4を参照して後述する。
制御部10は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。
そして、制御部10は、CPUがROMに記憶された診断プログラムを、RAMを作業領域として使用して実行することにより機能する判定部11と給電制御部12とを備える。なお、判定部11および給電制御部12は、それぞれ一部または全部がASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアで構成されてもよい。
判定部11は、第2蓄電池B2から取得する第2蓄電池B2の充電量、IG31およびACC32から入力される情報、ブレーキセンサ33、速度センサ34、およびアクセルセンサ35から入力される検知結果に基づき、車両の状態を判定する。
例えば、判定部11は、車両が初回始動状態か否かを判定する。ここでの初回始動状態は、車両が駐車されてから、最初に車両のエンジンが始動される状態である。判定部11は、スタータスイッチ30、IG31およびACC32から入力される情報に基づいて、初回始動状態か否かを判定する。具体的には、判定部11は、アクセサリに通電されていない状態で手動操作によってエンジンが始動される場合に、初回始動状態であると判定する。
また、判定部11は、車両が定常走行状態であるか否かを判定する。ここでの定常走行状態は、車両がモータ機能付発電機M2のモータ機能のアシストを受けずに、定速走行している状態である。判定部11は、速度センサ34およびアクセルセンサ35から入力される検知結果に基づいて、定常走行状態であるか否かを判定する。具体的には、判定部11は、アクセルが一定の踏込量で踏み込まれた状態を維持し、且つ車両が一定の速度で走行している場合に、定常走行状態であると判定する。
また、判定部11は、車両が減速回生状態であるか否かを判定する。ここでの減速回生状態は、車両が回生制動によって減速している状態である。判定部11は、アクセルセンサ35、速度センサ34、ブレーキセンサ33から入力される検知結果に基づいて、減速回生状態であるか否かを判定する。具体的には、判定部11は、アクセルが踏まれておらず、ブレーキが踏まれて車両の走行速度が低下する場合に、減速回生状態であると判定する。
また、判定部11は、車両がモータアシスト状態であるか否かを判定する。ここでのモータアシスト状態は、車両がモータ機能付発電機M2のモータ機能のアシストを受けて走行中である状態である。なお、車両は、アクセルの踏込量が増大する場合に、モータアシスト状態となる。判定部11は、アクセルセンサ35および速度センサ34から入力される検知結果に基づいて、モータアシスト状態であるか否かを判定する。具体的には、判定部11は、アクセルの踏込量が増大し、且つ、車両の走行速度が上昇する場合に、モータアシスト状態であると判定する。
また、判定部11は、アイドリングストップ(以下、「IS」と記載する)状態であるか否かを判定する。ここでのIS状態は、アクセサリへの通電を継続したまま、エンジンを自動的に停止させた状態である。なお、車両は、ブレーキが踏まれて停車した後、ブレーキが踏まれる状態が所定時間継続した場合に、IS状態になる。判定部11は、速度センサ34およびブレーキセンサ33の検知結果に基づいて、IS状態であるか否かを判定する。具体的には、判定部11は、車両が停止し、ブレーキが踏まれた状態が所定時間経過した場合に、IS状態であると判定する。
また、判定部11は、車両が再始動状態か否かを判定する。ここでの再始動状態は、IS状態のエンジンを再始動させる状態である。車両は、IS状態でブレーキの踏み込みが解除される場合、または、IS状態でアクセルが踏み込まれる場合に、再始動状態になる。判定部11は、IS状態のときにブレーキセンサ33またはアクセルセンサ35から入力される検知結果に基づいて、再始動状態か否かを判定する。具体的には、判定部11は、IS状態のときにブレーキの踏み込みが解除される場合、または、IS状態でアクセルが踏み込まれる場合に、再始動状態と判定する。そして、判定部11は、判定した車両の状態を示す情報を給電制御部12へ出力する。
また、判定部11は、判定した車両の状態と、第2蓄電池B2から取得する第2蓄電池B2の充電量とに基づいて、所定の条件が成立するか否かを判定する。例えば、判定部11は、第2蓄電池B2から取得する第2蓄電池B2の充電量に基づいて、補機M1を駆動可能な電力が第2蓄電池B2に蓄電されている場合に、所定の条件が成立すると判定し、その旨を示す情報を給電制御部12へ出力する。
また、判定部11は、第2蓄電池B2から取得する第2蓄電池B2の充電量に基づいて、補機M1を駆動可能な電力が第2蓄電池B2に蓄電されておらず、第2蓄電池B2が充電中である場合に、所定の条件が成立すると判定し、その旨を示す情報を給電制御部12へ出力する。
また、判定部11は、車両のエンジンがIS状態である場合に、所定の条件が成立すると判定し、その旨を示す情報を給電制御部12へ出力する。また、判定部11は、所定の条件を満たさないと判定する場合、その旨を示す情報を給電制御部12へ出力する。
給電制御部12は、判定部11から入力される情報と、記憶部20に記憶される給電制御情報21に基づいて、第1リレーSW1、第2リレーSW2、第3リレーSW3、および第4リレーSW4へ駆動信号を出力することにより、補機M1等への給電制御を行う。
なお、図2では、図示を省略したが、給電制御部12は、判定部11から入力される情報と、記憶部20に記憶される給電制御情報21に基づいて、車両のエンジンの始動制御および停止制御と、コンバータCVの動作制御を合わせて行う。
ここで、図4を参照し、実施形態に係る給電制御情報21の一例について説明する。図4は、実施形態に係る給電制御情報21の一例を示す説明図である。図4に示すように、給電制御情報21は、車両の状態および第2蓄電池B2の充電量毎に、エンジンに対する制御と、第1リレーSW1、第2リレーSW2、第3リレーSW3、および第4リレーSW4に対する制御と、コンバータCVに対する制御とが対応付けられた情報である。
図2へ戻り、給電制御部12は、判定部11から入力される情報と、給電制御情報21とに基づいて、エンジン、第1リレーSW1、第2リレーSW2、第3リレーSW3、第4リレーSW4、およびコンバータCVに対する制御を行う。
次に、図5〜図9を参照し、車両状態の推移に伴って、給電制御装置1が行う給電制御の一例について説明する。図5は、実施形態に係る車両状態の推移の一例を示す説明図である。図6〜図9は、実施形態に係る各車両状態での給電制御の一例を示す説明図である。
なお、図6〜図9に示す第2蓄電池B2のハッチング部分は、第2蓄電池B2の充電量を示しており、太線矢印および太点線矢印は、電流の流れを示している。また、図6〜図9では、放電中または充電中のコンバータCVの枠線を太線にし、停止中のコンバータCVの枠線を細線にしている。
図5に示すように、給電制御部12は、例えば、車両状態が初回始動状態である場合、図6に(a)で示すように、第1リレーSW1および第3リレーSW3を閉状態にし、第2リレーSW2および第4リレーSW4を開状態にする。そして、給電制御部12は、コンバータCVを停止させる。こうして、給電制御装置1は、第1蓄電池B1からスタータM3へ電力を供給させてエンジンを始動させ、第1蓄電池B1から補機M1へ電力を供給させて補機M1を作動させる。
その後、図5に示すように、例えば、車両状態が初回始動状態から定常走行状態へ推移することがある。給電制御部12は、車両が定常走行状態の期間に、第2蓄電池B2の充電量が比較的少ない場合と、充電量が比較的多い場合とで異なる給電制御を行う。
具体的には、給電制御部12は、第2蓄電池B2の充電量が比較的少ない場合、図6に(b)で示すように、第1リレーSW1、第2リレーSW2、第3リレーSW3、および第4リレーSW4の開閉状態を維持させる。そして、給電制御部12は、コンバータCVを作動(放電動作)させる。
こうして、給電制御装置1は、第2蓄電池B2からコンバータCVを介して補機M1へ電力を供給させる。つまり、給電制御装置1は、給電状態を前述した第1状態にする。これにより、給電制御装置1は、第2蓄電池B2の充電量が比較的少ない場合に、第2蓄電池B2の出力電圧をコンバータCVによって昇圧して補機M1へ供給して、補機M1を作動させることができる。
また、給電制御装置1は、第2蓄電池B2の充電量がさらに減少しても、第1リレーSW1を閉状態にしているため、第1蓄電池B1から補機M1へ電力を供給させて補機M1を継続して作動させることができる。
その後、第2蓄電池B2は、例えば、モータ機能付発電機M2によって充電されて、充電量が比較的多くなる場合がある。このような場合、第1状態で補機M1を駆動可能な電力が第2蓄電池B2に蓄電されている状態になるので、給電制御部12には、判定部11から第1状態で所定の条件が成立すると判定されたことを示す情報が入力される。
したがって、給電制御部12は、図6に(c)で示すように、給電状態を第1状態から第2状態に切り替える。具体的には、給電制御部12は、第1リレーSW1を開状態にし、第2リレーSW2を閉状態にし、コンバータCVを停止させる。さらに、給電制御部12は、第3リレーSW3を開状態にし、第4リレーSW4を閉状態にする。
こうして、給電制御装置1は、コンバータCVを介さずに第2蓄電池B2から直接、補機M1へ電力を供給させる。つまり、給電制御装置1は、給電状態を前述した第1状態から第2状態にする。これにより、給電制御装置1は、仮に、補機M1の消費電力がコンバータCVの出力可能な最大電力を超えても、コンバータCVを介さずに、第2蓄電池B2から補機M1へ直接供給する電力によって、補機M1を作動させることができる。
しかも、給電制御装置1は、第1リレーSW1を開状態にしているため、第1蓄電池B1から補機M1への電力の供給を完全に遮断することができる。したがって、給電制御装置1は、過度な充放電による第1蓄電池B1の劣化を抑制することができる。
なお、給電制御部12は、第2状態(図6に(c)で示す状態)で、補機M1を駆動可能な電力が第2蓄電池B2に蓄電されていない状態になると、判定部11から所定の条件が成立しないと判定されたことを示す情報が入力される。したがって、給電制御部12は、給電状態を第2状態から第1状態(図6に(b)で示す状態)に切り替える。給電制御装置1は、第1蓄電池B1から補機M1へ電力を供給することによって、補機M1を継続して作動させることができる。
その後、図5に示すように、例えば、車両状態が定常走行状態から減速回生状態へ推移することがある。給電制御部12は、減速回生状態の期間に、第2蓄電池B2の充電量が比較的少ない場合と、充電量が比較的多い場合とで異なる給電制御を行う。
具体的には、給電制御部12は、第2蓄電池B2の充電量が比較的少ない場合、図7に(a)で示すように、第1リレーSW1を開状態にし、第2リレーSW2、第3リレーSW3、および第4リレーSW4を閉状態にする。そして、給電制御部12は、コンバータCVを停止させる。
これにより、給電制御装置1は、モータ機能付発電機M2によって発電される電力を第1蓄電池B1および第2蓄電池B2へ供給して、第1蓄電池B1および第2蓄電池B2を充電する。ここで、第2蓄電池B2は、第1蓄電池B1よりも充放電効率が高い。
このため、給電制御装置1は、第2蓄電池B2の充電量が比較的少ない場合、給電状態を第2状態にし、モータ機能付発電機M2から第2蓄電池B2を経由させ、コンバータCVを介さずに、補機M1へ電力を直接供給させることができる。
これにより、給電制御装置1は、仮に、補機M1の消費電力がコンバータCVの出力可能な最大電力を超えても、コンバータCVを介さずに、第2蓄電池B2から補機M1へ直接供給する電力によって、補機M1を作動させることができる。
しかも、給電制御装置1は、第1リレーSW1を開状態にしているため、第1蓄電池B1から補機M1への電力の供給を完全に遮断することができる。したがって、給電制御装置1は、過度な充放電による第1蓄電池B1の劣化を抑制することができる。
その後、第2蓄電池B2は、モータ機能付発電機M2によって充電が継続されて、充電量が比較的多くなる場合がある。このような場合、給電制御部12は、図7に(b)で示すように、第3リレーSW3を閉状態に維持させた状態で、第1リレーSW1を閉状態にし、第2リレーSW2および第4リレーSW4を開状態にし、コンバータCVを作動(充電動作)させる。
こうして、給電制御装置1は、モータ機能付発電機M2によって発電される電力を第1蓄電池B1および第2蓄電池B2へ供給して、第1蓄電池B1および第2蓄電池B2を充電する。このとき、給電制御装置1は、モータ機能付発電機M2によって発電される電力を補機M1にも供給して、補機M1を作動させる。
なお、第2蓄電池B2は、充電量が比較的多くなると充電効率が低下する。このため、給電制御装置1は、第2蓄電池B2の充電量が比較的多い場合、モータ機能付発電機M2から第4リレーSW4経由ではなく、コンバータCVを経由させて、第2蓄電池B2へ電力を供給する。これにより、給電制御装置1は、充電効率が低下した状態の第2蓄電池B2を、コンバータCVの充電動作によって、強制的に充電することができる。
その後、図5に示すように、例えば、車両状態が減速回生状態からIS状態へ推移することがある。給電制御部12は、IS状態の場合、判定部11によって所定の条件が成立すると判定されたことを示す情報が入力される。したがって、給電制御部12は、給電状態を第2状態にする。
具体的には、給電制御部12は、図8に(a)で示すように、第1リレーSW1を開状態に、第2リレーSW2を閉状態にし、コンバータCVを停止させる。なお、このとき、給電制御部12は、その後のエンジン再始動に備えて、第3リレーSW3を閉状態に、第4リレーSW4を開状態にする。
こうして、給電制御装置1は、コンバータCVを介さずに第2蓄電池B2から直接、補機M1へ電力を供給させる。これにより、給電制御装置1は、仮に、補機M1の消費電力がコンバータCVの出力可能な最大電力を超えても、コンバータCVを介さずに、第2蓄電池B2から補機M1へ直接供給する電力によって、補機M1を作動させることができる。
しかも、給電制御装置1は、第1リレーSW1を開状態にしているため、第1蓄電池B1から補機M1への電力の供給を完全に遮断することができる。したがって、給電制御装置1は、過度な充放電による第1蓄電池B1の劣化を抑制することができる。
その後、図5に示すように、例えば、車両状態がIS状態から再始動状態へ推移することがある。給電制御装置1は、給電状態が第2状態でIS状態のエンジンを再始動させる場合、図8に(b)で示すように、第1蓄電池B1からモータ機能付発電機M2へ電力を供給させ、モータ機能付発電機M2によってエンジンを回転させてエンジンの再始動を行わせる。
なお、給電制御装置1は、モータ機能を備えない一般的なオルタネータ(発電機)が搭載される車両の場合には、第1蓄電池B1からスタータM3へ電力を供給させ、スタータM3によってエンジンを回転させてIS状態のエンジンを再始動させる。
前述したように、第1蓄電池B1は、第2蓄電池B2よりも瞬間的な大電流放電に対する耐性が高い蓄電池である。このため、第1蓄電池B1は、瞬間的な大電流放電を伴うエンジンの再始動が繰り返されても、劣化しにくい。
このとき、給電制御装置1は、第4リレーSW4を開状態にしているため、エンジンの再始動時に、第1蓄電池B1に比べて瞬間的な大電流放電に対する耐性が低い第2蓄電池B2からモータ機能付発電機M2またはスタータM3への給電を遮断することができる。これにより、給電制御装置1は、第2蓄電池B2の瞬間的な大電流放電に起因する劣化を抑制することができる。
その後、図5に示すように、例えば、車両状態が再始動状態からモータアシスト状態へ推移することがある。給電制御部12は、モータアシスト状態の期間に、第2蓄電池B2の充電量が比較的少ない場合と、充電量が比較的多い場合とで異なる給電制御を行う。
具体的には、給電制御部12は、第2蓄電池B2の充電量が比較的多い場合、図9に(a)で示すように、第1リレーSW1および第4リレーSW4を閉状態にし、第2リレーSW2および第3リレーSW3を開状態にする。そして、給電制御部12は、コンバータCVを作動(放電動作)させる。
こうして、給電制御装置1は、第2蓄電池B2からモータ機能付発電機M2へ電力を供給させ、モータ機能付発電機M2のモータ機能によってエンジンの動作をアシストさせる。そして、給電制御装置1は、第2蓄電池B2の充電量が比較的多い場合、モータアシスト状態の期間に、第2蓄電池B2からコンバータCVを介して、補機M1へ電力を供給させて補機M1を作動させる。
その後、給電制御部12は、モータアシスト状態の期間に、第2蓄電池B2の充電量が比較的少なくなると、図9に(b)で示すように、コンバータCVを停止させる。これにより、給電制御装置1は、第2蓄電池B2から補機M1への電力の供給を遮断し、第1蓄電池B1から補機M1へ電力を供給させる。
上述したように、実施形態に係る給電制御装置は、補機に接続された第1蓄電池よりも充放電効率の高い第2蓄電池から電力変換器を介して補機へ電力を供給する第1状態から、第1蓄電池と補機との接続を切断し、第2蓄電池から電力変換器を介さずに補機へ電力を供給する第2状態への切替を行う。これにより、給電制御装置1は、蓄電池の劣化を抑制することができる。
なお、図3に示す回路は、一例であり、補機への給電状態を上述した第1状態から第2状態へ切り替え、第2状態から第1状態へ切り替え可能な回路であれば、種々の変形が可能である。
以下、図10を参照し、実施形態に係る回路構成の変形例について説明する。図10は、実施形態に係る回路構成の変形例を示す説明図である。なお、ここでは、図10に示す構成要素のうち、図3に示す構成要素と同様の機能を担う構成に対して、図3に示す符号と同一の符号を付して説明する。
図3に示す回路は、図10に(a)で示す回路であってもよい。図10に(a)で示す変形例1の回路は、コンバータCVの一端が補機M1ではなく、第1蓄電池B1に接続されている点が図3に示す回路とは異なる。
変形例1の回路の場合、給電制御部12は、第1リレーSW1を閉状態にし、第2リレーSW2を開状態にすることによって、第2蓄電池B2からコンバータCVを介して補機M1へ給電することができ、第1蓄電池B1から補機M1への給電も可能にする。つまり、給電制御部12は、補機M1への給電状態を第1状態にすることができる。
また、変形例1の回路の場合、給電制御部12は、第1リレーSW1を開状態にし、第2リレーSW2を閉状態にすることによって、第1蓄電池B1から補機M1への通電を遮断し、第2蓄電池B2からコンバータCVを介さずに補機M1へ給電することができる。つまり、給電制御部12は、補機M1への給電状態を第2状態にすることができる。したがって、給電制御装置1は、図3に示す回路に替えて、図10に(a)で示す回路を採用する場合にも、上述した実施形態と同様の効果を奏する。
また、変形例1の回路の場合、給電制御部12は、第1リレーSW1および第2リレーSW2を閉状態にすることも可能である。これにより、給電制御装置1は、第2蓄電池B2からコンバータCVを介さずに補機M1へ直接給電しながら、第2蓄電池B2からコンバータCVを介して第1蓄電池B1へ電力を供給して、第1蓄電池B1を充電することができる。
また、図3に示す回路は、図10に(b)で示す回路であってもよい。図10に(b)に示す変形例2の回路は、スタータM3がモータ機能付発電機M2ではなく、第1蓄電池B1に接続されている点が図3に示す回路とは異なる。
変形例2の回路の場合、給電制御部12は、第1リレーSW1を閉状態にし、第2リレーSW2を開状態にすることによって、第2蓄電池B2からコンバータCVを介して補機M1へ給電することができ、第1蓄電池B1から補機M1への給電も可能にする。つまり、給電制御部12は、補機M1への給電状態を第1状態にすることができる。
また、変形例2の回路の場合、給電制御部12は、第1リレーSW1を開状態にし、第2リレーSW2を閉状態にすることによって、第1蓄電池B1から補機M1への通電を遮断し、第2蓄電池B2からコンバータCVを介さずに補機M1へ給電することができる。つまり、給電制御部12は、補機M1への給電状態を第2状態にすることができる。したがって、給電制御装置1は、図3に示す回路に替えて、図10に(b)で示す回路を採用する場合にも、上述した実施形態と同様の効果を奏する。
さらに、変形例2の回路の場合、給電制御装置1は、第3リレーSW3を開状態から閉状態にしなくても、第1蓄電池B1からスタータM3へ直接電力を供給させてスタータM3を駆動させることができる。これにより、給電制御装置1は、スイッチング制御を簡略化することができる。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
1 給電制御装置
10 制御部
11 判定部
12 給電制御部
20 記憶部
21 給電制御情報
30 スタータスイッチ
31 IG
32 ACC
33 ブレーキセンサ
34 速度センサ
35 アクセルセンサ
100 給電制御システム
B1 第1蓄電池
B2 第2蓄電池
CV コンバータ
M1 補機
M2 モータ機能付発電機
M3 スタータ
SW1 第1リレー
SW2 第2リレー
SW3 第3リレー
SW4 第4リレー

Claims (8)

  1. 補機に接続された第1蓄電池よりも充放電効率の高い第2蓄電池から電力変換器を介して前記補機へ電力を供給する第1状態から、前記第1蓄電池と前記補機との接続を切断し、前記第2蓄電池から前記電力変換器を介さずに前記補機へ電力を供給する第2状態への切替を行う給電制御部と、
    前記第1状態で所定の条件が成立するか否かを判定する判定部と、
    を備え
    前記判定部は、
    前記補機を駆動可能な電力が前記第2蓄電池に蓄電されておらず、前記第2蓄電池が充電中である場合に、前記所定の条件が成立すると判定し、
    前記給電制御部は、
    前記第1状態で前記所定の条件が成立すると前記判定部によって判定される場合に、前記第1状態から前記第2状態への切替を行うこと
    を特徴とする給電制御装置。
  2. 前記判定部は、
    前記第2状態で前記所定の条件が成立するか否かを判定し、
    前記給電制御部は、
    前記第2状態で前記所定の条件が成立しないと前記判定部によって判定される場合に、前記第2状態から前記第1状態への切替を行う
    ことを特徴とする請求項に記載の給電制御装置。
  3. 前記判定部は、
    前記補機を駆動可能な電力が前記第2蓄電池に蓄電されている場合に、前記所定の条件が成立すると判定する
    ことを特徴とする請求項または請求項に記載の給電制御装置。
  4. 前記判定部は、
    前記補機が搭載される車両のエンジンがアイドリングストップ状態である場合に、前記所定の条件が成立すると判定する
    ことを特徴とする請求項のいずれか一つに記載の給電制御装置。
  5. 前記給電制御部は、
    前記第1蓄電池の方が前記第2蓄電池よりも瞬間的な大電流放電に対する耐性が高い場合、前記第2状態で前記第1蓄電池から前記エンジンの始動装置へ電力を供給させて、前記アイドリングストップ状態の前記エンジンを再始動させる
    ことを特徴とする請求項に記載の給電制御装置。
  6. 前記第1蓄電池と補機との間に直列に接続される第1リレーと、
    前記補機と前記第2蓄電池との間に直列に接続される前記電力変換器に対して並列に接続される第2リレーと
    を備え、
    前記給電制御部は、
    前記第1リレーを閉状態から開状態にし、前記第2リレーを開状態から閉状態にして、前記第1状態から前記第2状態への切替を行う
    ことを特徴とする請求項1〜のいずれか一つに記載の給電制御装置。
  7. 前記給電制御部は、
    前記第1リレーを開状態から閉状態にし、前記第2リレーを閉状態から開状態にして、前記第2状態から前記第1状態への切替を行う
    ことを特徴とする請求項に記載の給電制御装置。
  8. 補機に接続された第1蓄電池よりも充放電効率の高い第2蓄電池と、
    前記第2蓄電池から電力変換器を介して前記補機へ電力を供給する第1状態から、前記第1蓄電池と前記補機との接続を切断し、前記第2蓄電池から前記電力変換器を介さずに前記補機へ電力を供給する第2状態への切替を行う給電制御部と
    前記第1状態で所定の条件が成立するか否かを判定する判定部と、
    を備え
    前記判定部は、
    前記補機を駆動可能な電力が前記第2蓄電池に蓄電されておらず、前記第2蓄電池が充電中である場合に、前記所定の条件が成立すると判定し、
    前記給電制御部は、
    前記第1状態で前記所定の条件が成立すると前記判定部によって判定される場合に、前記第1状態から前記第2状態への切替を行うこと
    を特徴とする給電制御システム。
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