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１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１または請求項２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１〜３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４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１〜５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６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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