(57)【要約】【課題】発電機における発電量が低下しても、バッテリの電力消費を抑制しつつ負荷が必要とする電力を供給することができる給電制御装置及び電力供給システムを提供する。【解決手段】給電制御装置は、発電機の発電電力を示す情報を含む発電情報を取得する発電取得部２００と、負荷の使用電力を示す情報を含む使用電力情報を取得する使用取得部２１０と、負荷に電力を供給することが可能なバッテリに対して発電電力を利用して充電することが可能な充電器が出力する電流値を算出する電流値算出部２３０と、電流値算出部が算出した電流値に基づいて、充電器に出力電流を指示する電流指令値を出力する指令値出力部２４０と、を備え、充電器は、負荷にも電力を供給することが可能なように接続され、電流値算出部は、発電電力よりも使用電力が上回った場合に、バッテリからの電力に加えて発電電力を負荷において利用可能なように電流値を算出する。【選択図】図２
2020127289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電制御装置であって、
移動体に搭載された発電機が発電している発電電力を示す情報を含む発電情報を取得する発電取得部（２００）と、
前記移動体に搭載された負荷の使用電力を示す情報を含む使用電力情報を取得する使用取得部（２１０）と、
前記負荷に電力を供給することが可能なバッテリに対して前記発電電力を利用して充電することが可能な充電器が出力する電流値を算出する電流値算出部（２３０）と、
前記電流値算出部が算出した電流値に基づいて、前記充電器に出力電流を指示するための電流指令値を出力する指令値出力部（２４０）と、を備え、
前記充電器は、前記負荷にも電力を供給することが可能なように接続され、
前記電流値算出部は、前記発電情報が示す発電電力よりも前記使用電力情報が示す使用電力が上回った場合に、前記バッテリからの電力に加えて前記発電電力を前記負荷において利用可能なように前記電流値を算出する、給電制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の給電制御装置であって、
前記発電電力を示す情報は、前記発電機の回転軸の回転に関連する情報である、給電制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の給電制御装置であって、
前記使用電力情報は、前記バッテリへの充電に用いられる使用電力を示す情報を含む、給電制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の給電制御装置であって、
更に、前記充電器の出力電圧を取得する電圧取得部（２２０）を備え、
前記電流値算出部は、前記出力電圧を用いて前記電流値を算出する、給電制御装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の給電制御装置であって、
更に、前記発電機から前記負荷に対して前記充電器を経由せずに発電電力を供給する第１電力線（Ｘ）に設けられた第１スイッチ（８０）と、前記発電機から前記負荷に対して前記充電器を経由して発電電力を供給するとともに前記バッテリの充電電力を前記負荷に対して供給するものであって、前記第１スイッチよりも前記負荷側で前記第１電力線に繋がる第２電力線（Ｙ）に設けられた第２スイッチ（８１）と、のそれぞれに制御信号を出力するスイッチ制御部（２５０）を備え、
前記スイッチ制御部は、前記発電情報が示す発電電力よりも前記使用電力情報が示す使用電力が上回った場合に、前記第１スイッチをオフとした後に前記第２スイッチをオンとするように前記制御信号を出力する、給電制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の給電制御装置であって、
前記スイッチ制御部は、前記発電情報が示す発電電力が、前記使用電力情報が示す使用電力を上回らない場合に、前記第２スイッチをオフとした後に前記第１スイッチをオンとするように前記制御信号を出力する、給電制御装置。
【請求項７】
電力供給システムであって、
移動体に搭載された負荷（７０）と、
前記負荷に電力を供給する発電機（２０）と、
前記負荷に電力を供給するバッテリ（５０）と、
前記発電機が発電している発電電力を利用して前記バッテリを充電する充電器（４０）と、
前記負荷、前記発電機、及び前記バッテリの状況に応じて前記充電器を制御する給電制御装置（９０）と、を備え、
前記充電器は、前記負荷にも電力を供給することが可能なように接続され、
前記給電制御装置は、
前記発電機が発電している発電電力を示す情報を含む発電情報を取得する発電取得部（２００）と、
前記負荷の使用電力を示す情報を含む使用電力情報を取得する使用取得部（２１０）と、
前記バッテリに対し前記充電器が出力する電流値を算出する電流値算出部（２３０）と、
前記電流値算出部が算出した電流値に基づいて、前記充電器に出力電流を指示するための電流指令値を出力する指令値出力部（２４０）と、を有し、
前記電流値算出部は、前記発電情報が示す発電電力よりも前記使用電力情報が示す使用電力が上回った場合に、前記バッテリからの電力に加えて前記発電電力を前記負荷において利用可能なように前記電流値を算出する、電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、給電制御装置及び電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍食品や生鮮食品等を運搬するための冷凍用車両では、冷却用コンプレッサを用いて冷凍サイクルを実現することにより冷凍室の温度が保たれる。この冷却用コンプレッサを駆動するに際して、車両の走行中はエンジンにより駆動される発電機から電力を得ることができるが、車両の停車中はエンジンが停止するので、車両の外部又は車両に備えられたバッテリから電力を得る必要がある。
【０００３】
例えば、下記特許文献１には、発電機又は外部電源から供給される電力を検知する検出器を備え、検出された電力が減少すると、発電機又は外部電源に替えてバッテリから電力が供給される車両用冷却装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された構成では、例えば車両の走行中にエンジンの回転数が低下し、発電機において発電される電力が減少すると、発電機から一部の電力の供給が可能であるにもかかわらず、冷却用コンプレッサの駆動に必要な電力供給の全てをバッテリが担うこととなる。従って、バッテリの電力消費が増大し、早くにバッテリ容量が低下するおそれがある。
【０００６】
本開示は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、発電機における発電量が低下しても、バッテリの電力消費を抑制しつつ負荷が必要とする電力を供給することができる給電制御装置及び電力供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る給電制御装置は、移動体に搭載された発電機が発電している発電電力を示す情報を含む発電情報を取得する発電取得部（２００）と、移動体に搭載された負荷の使用電力を示す情報を含む使用電力情報を取得する使用取得部（２１０）と、負荷に電力を供給することが可能なバッテリに対して発電電力を利用して充電することが可能な充電器が出力する電流値を算出する電流値算出部（２３０）と、電流値算出部が算出した電流値に基づいて、充電器に出力電流を指示するための電流指令値を出力する指令値出力部（２４０）と、を備え、充電器は、負荷にも電力を供給することが可能なように接続され、電流値算出部は、発電情報が示す発電電力よりも使用電力情報が示す使用電力が上回った場合に、バッテリからの電力に加えて発電電力を負荷において利用可能なように電流値を算出する。
【０００８】
本開示に係る電力供給システムは、移動体に搭載された負荷（７０）と、負荷に電力を供給する発電機（２０）と、負荷に電力を供給するバッテリ（５０）と、発電機が発電している発電電力を利用してバッテリを充電する充電器（４０）と、負荷、発電機、及びバッテリの状況に応じて充電器を制御する給電制御装置（９０）と、を備え、充電器は、負荷にも電力を供給することが可能なように接続され、給電制御装置は、発電機が発電している発電電力を示す情報を含む発電情報を取得する発電取得部（２００）と、負荷の使用電力を示す情報を含む使用電力情報を取得する使用取得部（２１０）と、バッテリに対し充電器が出力する電流値を算出する電流値算出部（２３０）と、電流値算出部が算出した電流値に基づいて、充電器に出力電流を指示するための電流指令値を出力する指令値出力部（２４０）と、を有し、電流値算出部は、発電情報が示す発電電力よりも使用電力情報が示す使用電力が上回った場合に、バッテリからの電力に加えて発電電力を負荷において利用可能なように電流値を算出する。
【０００９】
本開示では、バッテリを充電するための充電器が負荷にも電力を供給することが可能なように接続されている。給電制御装置は、充電器に対し、発電機の発電電力を負荷において利用可能なように電流指令値を出力するので、当該電流指令値に応じた電流が充電器から負荷に流れる。発電電力よりも負荷やバッテリ充電の使用電力が上回っている状態なので、不足する分の電流を補完するように、受動的に電流を供給する電源であるバッテリから負荷に電流が流れる。このように、発電機の発電電力を最大限活かしつつ不足する分をバッテリが補うので、バッテリの電力消費を抑制しつつ負荷が必要とする電力を供給することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、発電機における発電量が低下しても、バッテリの電力消費を抑制しつつ負荷が必要とする電力を供給することができる給電制御装置及び電力供給システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１実施形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示される給電制御装置の機能ブロックを示す図である。
【図３】図３は、図１に示される給電制御装置が負荷への電力の供給を制御する処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は、第２実施形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。
【図５】図５は、図４に示される給電制御装置が負荷への電力の供給を制御する処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１３】
図１を参照しながら、第１実施形態に係る電力供給システム１００について説明する。電力供給システム１００は、車両などの移動体に搭載された負荷に電力を供給するためのシステムである。電力が供給される負荷は特に限定されないが、例えば、冷凍室を備えた冷凍用車両において、冷凍室を冷却するための冷凍サイクルに用いられる冷却用コンプレッサであってもよい。
【００１４】
電力供給システム１００は、内燃機関１０と、発電機２０と、整流器３０と、充電器４０と、バッテリ５０と、インバータ６０と、コンプレッサ７０と、第１スイッチ８０と、第２スイッチ８１と、給電制御装置９０と、を備えている。なお、これらの要素の一部は電力供給システム１００に含まれていなくてもよい。
【００１５】
内燃機関１０は、空気と液体燃料とを混合した混合気を燃焼させることにより、車両を駆動するとともに、発電機２０を駆動する。
【００１６】
発電機２０は、ステータの内側をロータが回転軸の回転に応じて回転し発電するように構成されている。回転軸は、内燃機関１０に接続される。発電機２０が発電する発電電力は、回転軸の回転数に応じて大きさが変動する交流の電力である。例えば発電機２０の発電周波数は、発電電力の大きさを示す情報として、給電制御装置９０に供給される。
【００１７】
整流器３０は、発電機２０において発電された交流の電力を直流に変換して出力する。整流器３０から出力された電力は、充電器４０を経由しない第１電力線Ｘと充電器４０を経由する第２電力線Ｙとに分かれて伝送される。
【００１８】
充電器４０は、第２電力線Ｙ上に設けられる。充電器４０は、発電機２０から整流器３０を経由して供給される発電電力を利用して、出力電流Ｉｃをバッテリ５０に出力することによりバッテリ５０を充電する。充電器４０が出力する出力電流Ｉｃは、給電制御装置９０から供給される電流指令値に基づいて制御される。充電器４０は、定電流を出力し、かつ電流値を切り替えることができるように構成されている。充電器４０の出力電流Ｉｃが制御されることにより、バッテリ５０へ過剰な電流が流れることが抑制され、バッテリ５０が適切に充電される。
【００１９】
充電器４０は、コンプレッサ７０にも電力を供給することが可能なように接続されている。具体的に、充電器４０の出力端子は、第２電力線Ｙを経由してコンプレッサ７０に接続されている。これにより、充電器４０は、出力電流をバッテリ５０に供給するとともにコンプレッサ７０にも供給することができる。充電器４０の出力端子間の電圧である出力電圧Ｖｃを示す情報は、給電制御装置９０に供給される。
【００２０】
バッテリ５０は、充電器４０の出力端子間に接続されるとともに、コンプレッサ７０に充電電力を供給することが可能なように接続されている。バッテリ５０は、充電器４０によって充電可能な二次電池であり、例えばリチウム電池であってもよい。
【００２１】
インバータ６０は、第１電力線Ｘ及び第２電力線Ｙから電力が供給され、コンプレッサ７０を駆動するために適した周波数及び電圧に変換して出力する。インバータ６０は、コンプレッサ７０が使用する使用電力を示す情報を給電制御装置９０に供給する。
【００２２】
コンプレッサ７０は、インバータ６０から供給された電力を消費する。コンプレッサ７０は、冷凍用車両に備えられた冷凍室を冷却するための冷凍サイクルに用いられる冷却用コンプレッサである。コンプレッサ７０が適用される冷凍サイクルは、一例として、蒸発器と、凝縮器と、膨張弁と、を備える。コンプレッサ７０は、蒸発器から供給される低圧低温の気相冷媒を圧縮し、高圧高温の気相冷媒として凝縮器に供給する。凝縮器によって高圧高温の気相冷媒は放熱凝縮され、高圧過冷却の液相冷媒となり、膨張弁に供給される。膨張弁によって高圧過冷却の液相冷媒は減圧膨張されて一部の液相冷媒が蒸発した低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器に供給される。蒸発器によって低圧の気液二相冷媒に含まれる気相冷媒が蒸発気化することで周囲の熱を奪い取り、冷凍室を冷却する。蒸発器によって気化した低圧低温の気相冷媒は、コンプレッサ７０に還流する。
【００２３】
第１スイッチ８０は、第１電力線Ｘ上に設けられている。第１スイッチ８０は、給電制御装置９０から供給される制御信号に基づいて、整流器３０とインバータ６０との間の導通及び非導通を切り替える。第２スイッチ８１は、第２電力線Ｙ上に設けられている。第２スイッチ８１は、給電制御装置９０から供給される制御信号に基づいて、バッテリ５０とインバータ６０との間の導通及び非導通を切り替える。
【００２４】
第１電力線Ｘは、発電機２０からコンプレッサ７０に対して充電器４０を経由せずに電力を供給する電力線である。第２電力線Ｙは、発電機２０からコンプレッサ７０に対して充電器４０を経由して電力を供給するとともに、バッテリ５０の充電電力をコンプレッサ７０に対して供給する電力線である。第２電力線Ｙは、第１スイッチ８０よりもコンプレッサ７０側で第１電力線Ｘに繋がっている。
【００２５】
給電制御装置９０は、例えばマイクロコンピュータを含む電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）により構成される。給電制御装置９０は、バッテリ５０に充電された電力の消費をなるべく抑制しつつコンプレッサ７０に電力が供給されるように、発電機２０、バッテリ５０、及びコンプレッサ７０の状況に応じて充電器４０、第１スイッチ８０、及び第２スイッチ８１を制御する。
【００２６】
バッテリ５０の電力消費をなるべく抑制するためには、発電機２０により供給可能な電力を最大限利用することが好ましい。発電機２０により供給可能な電力がコンプレッサ７０の使用電力とバッテリ５０への充電に用いられる使用電力の合計以上である場合、発電機２０による発電電力で足りるので、給電制御装置９０は、第１スイッチ８０をオンかつ第２スイッチ８１をオフとする。これにより、発電機２０による発電電力が第１電力線Ｘを経由してインバータ６０に供給されるとともに、充電器４０によりバッテリ５０に充電される。以下、この動作モードを「充足モード」とも呼ぶ。電力供給システム１００が充足モードで動作する場合、第２スイッチ８１がオフであることにより第２電力線Ｙからインバータ６０への電力供給が遮断されるので、充電器４０の出力電流をバッテリ５０の充電のために用いることができる。
【００２７】
他方、コンプレッサ７０の使用電力とバッテリ５０への充電に用いられる使用電力の合計が発電機２０により供給可能な電力を上回る場合、発電機２０による発電電力では足りないので、給電制御装置９０は、第１スイッチ８０をオフかつ第２スイッチ８１をオンとする。これにより、発電機２０から充電器４０を経由した電力とバッテリ５０に充電されていた電力が、いずれも第２電力線Ｙを経由してインバータ６０に供給される。以下、この動作モードを「非充足モード」とも呼ぶ。電力供給システム１００が非充足モードで動作する場合、第２スイッチ８１がオンであることにより、充電器４０からの出力電流Ｉｃでは不足する電力をバッテリ５０によって補うことができる。次に、図２を参照して給電制御装置９０の動作についてさらに説明する。
【００２８】
図２は、図１に示される給電制御装置９０の機能ブロックを示す図である。図２に示されるように、給電制御装置９０は、発電取得部２００と、使用取得部２１０と、電圧取得部２２０と、電流値算出部２３０と、指令値出力部２４０と、スイッチ制御部２５０と、を有する。
【００２９】
発電取得部２００は、発電機２０の発電電力を示す情報を含む発電情報を取得する。発電電力を示す情報は、例えば発電周波数や発電機２０の回転軸の回転数などのように、発電機２０の回転軸の回転に関連する情報であってよい。発電機２０の発電電力は発電機２０の回転軸の回転に応じて変動するので、発電取得部２００が発電機２０の回転軸の回転に関連する情報を取得することで、的確に発電電力を把握することができる。具体的に、例えば回転軸の回転数が多く、発電周波数が高いほど、発電電力が大きくなる。なお、発電電力を示す情報は発電周波数や回転軸の回転数に限られない。発電取得部２００は、例えば発電機２０が発電している発電電力を検出することにより発電情報を取得してもよい。
【００３０】
発電取得部２００は、取得した発電情報に基づいて発電電力を算出し、当該発電電力に基づいて発電機２０が供給可能な電力を算出する。給電制御装置９０は、例えば発電周波数と供給可能電力との関係を示す情報を予め記憶する記憶部を有し、記憶された情報に基づいて供給可能電力を算出してもよい。
【００３１】
使用取得部２１０は、コンプレッサ７０の使用電力を示す情報を含むＳをインバータ６０から取得する。使用取得部２１０は、取得した使用電力情報に基づいて、コンプレッサ７０が使用する電力を算出する。使用電力情報は、コンプレッサ７０が使用する電力に加えて、バッテリ５０への充電に用いられる使用電力を含んでもよい。使用電力情報がバッテリ５０への充電に用いられる使用電力を含むことにより、充電器４０からバッテリ５０に供給される電流が過少又は過大になることが抑制される。
【００３２】
電圧取得部２２０は、充電器４０の出力端子間における出力電圧Ｖｃを取得する。
【００３３】
電流値算出部２３０は、発電機２０が供給可能な電力、コンプレッサ７０の使用電力、及び充電器４０の出力電圧Ｖｃに基づいて、充電器４０が出力すべき出力電流Ｉｃの電流値を算出する。具体的に、電力供給システム１００が充足モードで動作する場合、バッテリ５０への充電に用いられる使用電力の変動が比較的小さいので、充電器４０の出力電流Ｉｃは例えば所定の電流値としてもよい。
【００３４】
他方、電力供給システム１００が非充足モードで動作する場合、電流値算出部２３０は、発電機２０から供給可能な電力と充電器４０の出力電圧Ｖｃに基づいて出力電流Ｉｃの電流値を算出する。これにより、発電機２０及び充電器４０の状況を的確に反映した充電器４０の電流制御が可能となる。具体的には、例えば発電機２０から供給可能な電力をＰｓとし、充電器４０の効率をｅとすると、充電器４０が出力可能な電力Ｐｃは、Ｐｃ＝Ｐｓ×ｅにより表される。従って、充電器４０の出力電流Ｉｃは、例えばＩｃ＝（Ｐｓ×ｅ）／Ｖｃによって算出される値としてもよい。この場合、発電機２０から供給可能な電力Ｐｓに基づいて充電器４０が出力することが可能な最大電力をコンプレッサ７０に供給することができるので、バッテリ５０の電力消費を抑制することができる。
【００３５】
指令値出力部２４０は、算出された出力電流Ｉｃに基づいて、出力電流を指示するための電流指令値を充電器４０に出力する。充電器４０は、定電流を出力することができるので、バッテリ５０やコンプレッサ７０の状況にかかわらず電流指令値に基づいた出力電流Ｉｃを出力することができる。
【００３６】
スイッチ制御部２５０は、第１スイッチ８０と第２スイッチ８１のそれぞれに制御信号を出力し、第１スイッチ８０と第２スイッチ８１のオン及びオフを制御する。具体的に、電力供給システム１００が充足モードで動作する場合、スイッチ制御部２５０は、第２スイッチ８１をオフとした後に第１スイッチ８０をオンとするように制御信号を出力する。他方、電力供給システム１００が非充足モードで動作する場合、スイッチ制御部２５０は、第１スイッチ８０をオフとした後に第２スイッチ８１をオンとするように制御信号を出力する。
【００３７】
第１スイッチ８０と第２スイッチ８１の切り替えを上記順序とすることにより、充足モードと非充足モードの切り替え時に、第１スイッチ８０と第２スイッチ８１が同時にオンとなることがなくなる。これにより、発電機２０の出力電圧とバッテリ５０の出力電圧の差に起因して、発電電力が充電器４０を経由せずに第１スイッチ８０及び第２スイッチ８１を通ってバッテリ５０に流れ込むことが回避されるので、突入電流によるバッテリ５０への影響を低減することができる。
【００３８】
次に、給電制御装置９０において実行される処理の流れについて、図３を参照しながら説明する。図３は、第１実施形態に係る電力供給システム１００において、給電制御装置９０がコンプレッサ７０への電力の供給を制御する処理の流れを示すフローチャートである。図３に示される一連の処理は、所定の期間が経過するごとに、給電制御装置９０において周期的に繰り返し実行されてもよい。
【００３９】
最初のステップＳ１０では、発電取得部２００が、発電機２０の発電電力を示す情報を含む発電情報を取得する。発電電力を示す情報は、上述のとおり例えば発電周波数であってよい。続くステップＳ１１では、発電取得部２００が、発電周波数に基づいて発電機２０の発電電力を算出し、発電電力に基づいて供給可能電力を算出する。
【００４０】
続くステップＳ１２では、使用取得部２１０が、コンプレッサ７０の使用電力を示す情報を含む使用電力情報を取得する。続くステップＳ１３では、使用取得部２１０が、コンプレッサ７０の使用電力と、バッテリ５０に充電される電力の合計を使用電力として算出する。例えば電力供給システム１００が充足モードで動作する場合、バッテリ５０への充電に用いられる使用電力の変動は比較的小さいので、充電に用いられる使用電力は一定としてもよい。
【００４１】
続くステップＳ１４では、電流値算出部２３０が、使用電力が供給可能電力を上回るか否かを判定する。供給可能電力が使用電力以上であると判定された場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、電力供給システム１００は充足モードで動作する。この場合、スイッチ制御部２５０は、ステップＳ１５において第２スイッチ８１をオフとする制御信号を出力し、その後ステップＳ１６において第１スイッチ８０をオンとする制御信号を出力する。
【００４２】
他方、使用電力が供給可能電力を上回ると判定された場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、電力供給システム１００は非充足モードで動作する。この場合、ステップＳ１７に進み、電流値算出部２３０が充電器４０の出力電流Ｉｃの電流値を算出する。続くステップＳ１８では、指令値出力部２４０が、算出された電流値を出力させる電流指令値を充電器４０に出力する。続いてスイッチ制御部２５０は、ステップＳ１９において第１スイッチ８０をオフとする制御信号を出力し、その後ステップＳ２０において第２スイッチ８１をオンとする制御信号を出力する。
【００４３】
いずれの動作モードであっても、続くステップＳ２１では、冷凍室の冷却運転の状態が判定される。冷凍室の冷却運転が停止されていない場合（ステップＳ２１：Ｎｏ）、ステップＳ１０に戻り、冷凍室の冷却運転が停止された場合（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００４４】
以上説明したとおり、第１実施形態における給電制御装置９０は、移動体に搭載された発電機２０が発電している発電電力を示す情報を含む発電情報を取得する発電取得部２００と、移動体に搭載された負荷としてのコンプレッサ７０の使用電力を示す情報を含む使用電力情報を取得する使用取得部２１０と、負荷としてのコンプレッサ７０に電力を供給することが可能なバッテリ５０に対して発電電力を利用して充電することが可能な充電器４０が出力する電流値を算出する電流値算出部２３０と、電流値算出部２３０が算出した電流値に基づいて、充電器４０に出力電流を指示するための電流指令値を出力する指令値出力部２４０と、を備えている。充電器４０は、負荷としてのコンプレッサ７０にも電力を供給することが可能なように接続されている。電流値算出部２３０は、発電情報が示す発電電力よりも使用電力情報が示す使用電力が上回った場合に、バッテリ５０からの電力に加えて発電電力を負荷としてのコンプレッサ７０において利用可能なように電流値を算出する。
【００４５】
第１実施形態をシステムとして把握すると、電力供給システム１００となる。電力供給システム１００は、移動体に搭載された負荷としてのコンプレッサ７０と、負荷としてのコンプレッサ７０に電力を供給する発電機２０と、負荷としてのコンプレッサ７０に電力を供給するバッテリ５０と、発電機２０が発電している発電電力を利用してバッテリ５０を充電する充電器４０と、負荷としてのコンプレッサ７０、発電機２０、及びバッテリ５０の状況に応じて充電器４０を制御する給電制御装置９０と、を備える。充電器４０は、負荷としてのコンプレッサ７０にも電力を供給することが可能なように接続されている。給電制御装置９０は、発電機２０が発電している発電電力を示す情報を含む発電情報を取得する発電取得部２００と、負荷としてのコンプレッサ７０の使用電力を示す情報を含む使用電力情報を取得する使用取得部２１０と、バッテリ５０に対し充電器４０が出力する電流値を算出する電流値算出部２３０と、電流値算出部２３０が算出した電流値に基づいて、充電器４０に出力電流を指示するための電流指令値を出力する指令値出力部２４０と、を有している。電流値算出部２３０は、発電情報が示す発電電力よりも使用電力情報が示す使用電力が上回った場合に、バッテリ５０からの電力に加えて発電電力を負荷としてのコンプレッサ７０において利用可能なように電流値を算出する。
【００４６】
本実施形態によると、バッテリ５０を充電するための充電器４０が、コンプレッサ７０にも電力を供給することが可能なように接続されている。コンプレッサ７０の使用電力が発電機２０の供給可能電力を上回る場合、給電制御装置９０は、当該充電器４０に対し、発電機２０の発電電力をコンプレッサ７０において利用可能なように電流指令値を出力するので、当該電流指令値に応じた出力電流が充電器４０からコンプレッサ７０に流れる。発電機２０の供給可能電力よりもコンプレッサ７０やバッテリ５０の使用電力が上回っている状態なので、充電器４０の出力電流では不足する分の電流を補完するように、受動的に電流を供給する電源であるバッテリ５０からコンプレッサ７０に電流が流れる。このように、本実施形態では、発電機２０の発電電力を最大限活かしつつ、発電機２０のみでは不足する分がバッテリ５０により補われるので、例えば発電電力が不足する場合にバッテリのみから電力が供給される構成に比べて、バッテリ５０の電力消費を抑制しつつコンプレッサ７０が必要とする電力を供給することができる。これにより、バッテリ５０の劣化を防止することができる。
【００４７】
本実施形態において、発電電力を示す情報は、発電機２０の回転軸の回転に関連する情報であることが好ましい。
【００４８】
発電機２０の発電電力は発電機２０の回転軸の回転に応じて変動するので、発電取得部２００が発電機２０の回転軸の回転に関連する情報を取得することで、的確に発電電力を把握することができる。
【００４９】
本実施形態において、使用電力情報は、バッテリ５０への充電に用いられる使用電力を含むことが好ましい。
【００５０】
この好ましい態様では、使用電力情報がバッテリ５０への充電に用いられる使用電力を含むことにより、充電器４０からバッテリ５０に供給される電流が過少又は過大になることが抑制される。
【００５１】
本実施形態において、給電制御装置９０は、更に、充電器４０の出力電圧Ｖｃを取得する電圧取得部２２０を備えている。電流値算出部２３０は、電圧取得部２２０が取得した出力電圧を用いて電流値を算出することができる。
【００５２】
この好ましい態様では、電圧取得部２２０が充電器４０の出力電圧Ｖｃを取得するので、発電機２０及び充電器４０の状況を的確に反映した充電器４０の電流制御が可能となる。
【００５３】
本実施形態において、給電制御装置９０は、更に、スイッチ制御部２５０を備えている。スイッチ制御部２５０は、第１スイッチ８０及び第２スイッチ８１に制御信号を出力する。第１スイッチ８０は、発電機２０から負荷としてのコンプレッサ７０に対して充電器４０を経由せずに発電電力を供給する第１電力線Ｘに設けられている。第２スイッチ８１は、第２電力線Ｙに設けられている。第２電力線Ｙは、発電機２０から負荷としてのコンプレッサ７０に対して充電器４０を経由して発電電力を供給するとともにバッテリ５０の充電電力を負荷としてのコンプレッサ７０に対して供給するものであって、第１スイッチ８０よりも負荷側で第１電力線Ｘに繋がるものである。スイッチ制御部２５０は、発電情報が示す発電電力よりも使用電力情報が示す使用電力が上回った場合に、第１スイッチ８０をオフとした後に第２スイッチ８１をオンとするように制御信号を出力する。
【００５４】
この好ましい態様では、スイッチ制御部２５０が第１スイッチ８０をオフとした後に第２スイッチをオンとするように制御するので、第１スイッチ８０と第２スイッチ８１が同時にオンとなることがなくなる。これにより、発電電力が充電器４０を経由せずにバッテリ５０に流れ込むことが回避されるので、突入電流によるバッテリ５０への影響を低減することができる。
【００５５】
本実施形態において、スイッチ制御部２５０は、発電情報が示す発電電力が、使用電力情報が示す使用電力を上回らない場合に、第２スイッチ８１をオフとした後に第１スイッチ８０をオンとするように制御信号を出力する。
【００５６】
スイッチ制御部２５０が、第２スイッチ８１をオフとした後に第１スイッチ８０をオンとするように制御するので、上記と同様に、突入電流によるバッテリ５０への影響を低減することができる。第２スイッチ８１がオフであることにより、第２電力線Ｙからインバータ６０への電力供給が遮断されるので、充電器４０の出力電流をバッテリ５０の充電のために用いることができる。
【００５７】
例えば、第１スイッチ８０と第２スイッチ８１の双方をオンとし、発電機２０とバッテリ５０のそれぞれから電力が供給される構成とすると、発電機２０の出力電圧とバッテリ５０の出力電圧に差が生じ得る。例えば発電機２０の出力電圧の方がバッテリ５０の出力電圧より高くなると、バッテリ５０に過度な電流が流れ得る。バッテリ５０の出力電圧の方が発電機２０の出力電圧より高くなると、バッテリ５０側から多くの電力がコンプレッサ７０に供給され、発電機２０が供給可能な最大電力を利用することができない。このような出力電圧の不均衡を是正するため、例えばＤＣ−ＤＣコンバータを用いて双方の電圧を揃えるとすると、部品点数が増加し、費用の増加を招く。
【００５８】
この点、本実施形態によると、発電機２０からの電力とバッテリ５０からの電力が、いずれも充電器４０の出力端子から供給されるので、発電機２０の出力電圧とバッテリ５０の出力電圧の差の影響を受けることなく、発電機２０が供給可能な最大電力を利用することができる。本実施形態によると、ＤＣ−ＤＣコンバータ等を用いる必要がないので、費用の増加及び装置の規模の拡大を回避することができる。
【００５９】
本実施形態では、充足モードで動作する場合に、充電器４０を経由せずに第１電力線Ｘを経由して電力がコンプレッサ７０に供給されるので、充電器４０を経由して電力が供給される構成に比べて充電器４０の出力電流を低減させることができる。
【００６０】
次に、図４を参照して本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
【００６１】
図４に示されるように、第２実施形態に係る電力供給システム１００Ａは、上述の電力供給システム１００に比べて、第１電力線Ｘ、第１スイッチ８０、及び第２スイッチ８１を備えない点において相違する。すなわち、本実施形態では、発電機２０からコンプレッサ７０に直接電力が供給される経路がなく、充足モード及び非充足モードのいずれの場合であっても充電器４０を経由してコンプレッサ７０に電力が供給される。
【００６２】
電力供給システム１００Ａが充足モードで動作する場合、充電器４０の出力電流Ｉｃは例えばバッテリ５０の目標充電量に対応する電流値と、コンプレッサ７０の使用電力に対応する電流値との合計値であってよい。このように電流値算出部２３０が出力電流Ｉｃを制御することにより、コンプレッサ７０における使用電力が変動した場合であっても、バッテリ５０に過不足なく電流を供給することができる。他方、電力供給システム１００Ａが非充足モードで動作する場合、充電器４０の出力電流Ｉｃは、上述の電力供給システム１００と同様に、発電機２０から供給可能な電力と充電器４０の出力電圧Ｖｃに基づいて算出される値であってよい。
【００６３】
図５は、第２実施形態に係る電力供給システム１００Ａにおいて、給電制御装置９０がコンプレッサ７０への電力の供給を制御する処理の流れを示すフローチャートである。なお、第１実施形態と同様の処理については同様の符号を付して説明を省略し、異なる処理について説明する。
【００６４】
本実施形態において、ステップＳ１０からステップＳ１４は、図３に示される処理と同様である。ステップＳ１４において、供給可能電力が使用電力以上であると判定された場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、電力供給システム１００Ａは充足モードで動作し、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、電流値算出部２３０が、上述のとおりバッテリ５０の目標充電量に対応する電流値とコンプレッサ７０の使用電力に対応する電流値との合計値を出力電流値とする（方法Ａ）。他方、使用電力が供給可能電力を上回ると判定された場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、電力供給システム１００Ａは非充足モードで動作し、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では、電流値算出部２３０が、上述のとおり供給可能電力Ｐｓと充電器４０の出力電圧Ｖｃに基づいて算出された値を出力電流値とする（方法Ｂ）。
【００６５】
いずれの動作モードであっても、続くステップＳ３２では、指令値出力部２４０が、算出された出力電流値に基づいて電流指令値を充電器４０に出力する。続くステップＳ２１では、ステップＳ２１では冷凍室の冷却運転の状態が判定される。
【００６６】
このような構成であっても、電力供給システム１００Ａは、電力供給システム１００と同様の効果を得ることができる。電力供給システム１００Ａでは、コンプレッサ７０の使用電力とバッテリ５０の充電に必要な電力を同時に供給することが可能な充電器４０を要するが、電力供給システム１００に比べて第１スイッチ８０及び第２スイッチ８１を設けない分、部品点数を減少させることができる。
【００６７】
本開示に記載の制御装置及び制御方法は、コンピュータプログラムにより具体化された１つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された１つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御装置及び制御方法は、１つ又は複数の専用ハードウェア論理回路を含むプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御装置及び制御方法は、１つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと１つ又は複数のハードウェア論理回路を含むプロセッサとの組み合わせにより構成された１つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。専用ハードウェア論理回路及びハードウェア論理回路は、複数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路により実現されてもよい。
【００６８】
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【符号の説明】
【００６９】
２０：発電機
４０：充電器
５０：バッテリ
７０：コンプレッサ（負荷）
８０：第１スイッチ
８１：第２スイッチ
９０：給電制御装置
２００：発電取得部
２１０：使用取得部
２２０：電圧取得部
２３０：電流値算出部
２４０：指令値出力部
２５０：スイッチ制御部
Ｘ：第１電力線
Ｙ：第２電力線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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