(57)【要約】【課題】メインバッテリーの劣化を抑制する。【解決手段】メインバッテリー３と、メインバッテリー３と異なるサブバッテリー４と、を有する車両Ｖに搭載された制御装置１は、車両Ｖに搭載される電動機により発生した回生電力をサブバッテリー４に充電する充放電制御部１３３と、車両Ｖの進行方向における道路の勾配を特定する勾配特定部１３１と、勾配特定部１３１が特定した勾配に基づいて、メインバッテリー３に充電された電力を使用するかサブバッテリー４に充電された電力を使用するかを決定する決定部１３２と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインバッテリーと、前記メインバッテリーと異なるサブバッテリーと、を有する車両に搭載された制御装置であって、
前記車両に搭載される電動機により発生した回生電力を前記サブバッテリーに充電する充電制御部と、
前記車両の進行方向における道路の勾配を特定する勾配特定部と、
前記勾配特定部が特定した前記勾配に基づいて、前記メインバッテリーに充電された電力を使用するか前記サブバッテリーに充電された電力を使用するかを決定する決定部と、
を有する制御装置。
【請求項２】
前記勾配特定部は、前記車両の進行方向における道路の上り勾配を特定し、
前記決定部は、前記勾配特定部が前記上り勾配を特定した場合に、前記上り勾配に到達するまでの間に前記メインバッテリーに充電された電力を優先的に使用することを決定する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記勾配特定部は、前記車両の進行方向における道路の下り勾配を特定し、
前記決定部は、前記勾配特定部が前記下り勾配を特定した場合に、前記下り勾配に到達するまでの間に前記サブバッテリーに充電された電力を優先的に使用することを決定する、
請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記勾配特定部は、前記車両の現在位置の先の道路の勾配の変化を特定し、
前記決定部は、前記勾配特定部が特定した勾配の変化に基づいて、前記サブバッテリーの電力を使用するタイミングを決定する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
メインバッテリーと、車両に搭載された電動機により発生した回生電力により充電されるサブバッテリーとを備える前記車両に搭載されたプロセッサが実行する、
前記車両の進行方向における道路の勾配を特定するステップと、
特定した前記勾配に基づいて、前記メインバッテリーに充電された電力を使用するか前記サブバッテリーに充電された電力を使用するかを決定するステップと、
を有するバッテリー制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されたバッテリーを制御する制御装置及びバッテリー制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
メインバッテリーとサブバッテリーとが搭載された車両が知られている。例えば、特許文献１には、車両に搭載される電動機により発生した回生電力をサブバッテリーに充電し、電力を使用する場合、最初にサブバッテリーに充電された電力を使用する技術が開示されている。当該技術においては、サブバッテリーが過放電にならないように、サブバッテリーが使用下限電圧に達した場合、メインバッテリーに充電された電力を使用するように制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２１１５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載の技術は、サブバッテリーの使用下限電圧になるまでサブバッテリーに充電された電力を使用してしまうので、サブバッテリーに充電された電力を使用することが望ましい電気機器（例えば、急速に大電流を消費する電気機器）を動作させる場合に、サブバッテリーの電力が不足することがある。例えば、モーターによりコンプレッサーを回転させる電動過給機を搭載する車両において、サブバッテリーに充電された電力から使用すると、電動過給機を使用することが望ましい状況でサブバッテリーの電力が不足し、メインバッテリーを使用する必要が生じる。メインバッテリーが充放電により劣化しやすい場合、短時間で大電流が必要な電気機器にメインバッテリーから給電すると、メインバッテリーの劣化が進行しやすくなるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、メインバッテリーの劣化を抑制する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様においては、メインバッテリーと、前記メインバッテリーと異なるサブバッテリーと、を有する車両に搭載された制御装置であって、前記車両に搭載される電動機により発生した回生電力を前記サブバッテリーに充電する充電制御部と、前記車両の進行方向における道路の勾配を特定する勾配特定部と、前記勾配特定部が特定した前記勾配に基づいて、前記メインバッテリーに充電された電力を使用するか前記サブバッテリーに充電された電力を使用するかを決定する決定部と、を有する制御装置を提供する。
【０００７】
例えば、前記勾配特定部は、前記車両の進行方向における道路の上り勾配を特定し、前記決定部は、前記勾配特定部が前記上り勾配を特定した場合に、前記上り勾配に到達するまでの間に前記メインバッテリーに充電された電力を優先的に使用することを決定する。
【０００８】
例えば、前記勾配特定部は、前記車両の進行方向における道路の下り勾配を特定し、前記決定部は、前記勾配特定部が前記下り勾配を特定した場合に、前記下り勾配に到達するまでの間に前記サブバッテリーに充電された電力を優先的に使用することを決定する。
【０００９】
例えば、前記勾配特定部は、前記車両の現在位置の先の道路の勾配の変化を特定し、前記決定部は、前記勾配特定部が特定した勾配の変化に基づいて、前記サブバッテリーの電力を使用するタイミングを決定する。
【００１０】
本発明の第２の態様においては、メインバッテリーと、車両に搭載された電動機により発生した回生電力により充電されるサブバッテリーとを備える前記車両に搭載されたプロセッサが実行する、前記車両の進行方向における道路の勾配を特定するステップと、特定した前記勾配に基づいて、前記メインバッテリーに充電された電力を使用するか前記サブバッテリーに充電された電力を使用するかを決定するステップと、を有するバッテリー制御方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、メインバッテリーの劣化を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る車両の構成を示す図である。
【図２】使用するバッテリーを決定する処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】バッテリーを使用するタイミングについて説明するための図である。
【図４】車両の現在位置における道路の勾配に基づいて使用するバッテリーを決定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】
【００１３】
図１は、実施の形態に係る車両Ｖの構成を示す図である。車両Ｖは、電動過給機２と、メインバッテリー３と、サブバッテリー４と、制御装置１と、を有する。制御装置１は、車両Ｖに搭載されているバッテリーの充電及び放電を制御するための装置であり、切替回路１１、記憶部１２及び制御部１３を有する。制御装置１は、車輪を駆動する電動機により発生した電力をサブバッテリー４に回生して充電する制御、及びサブバッテリー４に充電された電力を用いて車両Ｖにおける特定の電気機器を動作させる制御を行うための装置である。以下の説明では、サブバッテリー４に充電された電力を用いて動作させる電気機器が、電動機によりコンプレッサーを回転させる電動過給機２である場合を例にして説明する。
【００１４】
メインバッテリー３は、車両Ｖに搭載される各種の電気機器を動作させるための電力を蓄積するバッテリーである。メインバッテリー３は、充電を行うことができる二次電池である。メインバッテリー３は、例えば、リチウムイオン二次電池である。
【００１５】
サブバッテリー４は、メインバッテリー３と異なるバッテリーである。サブバッテリー４は、例えば電気二重層キャパシタである。サブバッテリー４は、メインバッテリー３よりも容量が小さいが、メインバッテリー３に比べて充電・放電が繰り返されても劣化しづらいので、急速に大電流が必要な電動過給機２を動作させたり、回生電力により充電したりする用途に好適である。以下の説明において、メインバッテリー３とサブバッテリー４とを特に区別する必要がない場合、メインバッテリー３とサブバッテリー４とを総称して「バッテリー」という。
【００１６】
切替回路１１は、バッテリーを充電するか、バッテリーに充電された電力を電動過給機２に供給するかを切り替えるための回路である。切替回路１１は、制御部１３の指示に従って回生電力をサブバッテリー４に充電する。切替回路１１は、制御部１３の指示に従ってバッテリーに充電された電力を電動過給機２に供給する。具体的には、切替回路１１は、制御部１３の指示に従って、サブバッテリー４に充電された電力を電動過給機２に供給するか、メインバッテリー３に充電された電力を電動過給機２に供給するかを切り替える。
【００１７】
記憶部１２は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）である。記憶部１２は、制御部１３を機能させるための各種のプログラムを記憶する。
【００１８】
制御部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含む計算リソースである。制御部１３は、記憶部１２に記憶されているプログラムを実行することによって、勾配特定部１３１、決定部１３２、及び充放電制御部１３３としての機能を実現する。
【００１９】
勾配特定部１３１は、車両Ｖの進行方向における道路の勾配を特定する。勾配特定部１３１は、車両Ｖの進行方向における道路の上り勾配又は下り勾配を特定する。勾配特定部１３１は、例えば、位置と標高とが関連付けられた道路情報を参照し、車両Ｖの進行方向における２つ以上の位置の標高を比較することにより、進行方向に上り勾配があること、又は下り勾配があることを特定する。勾配特定部１３１は、例えば記憶部１２に記憶された道路情報を参照する。また、勾配特定部１３１は、車両Ｖの通信部を介して外部装置から取得した道路情報を参照してもよい。
【００２０】
勾配特定部１３１は、車両Ｖの現在位置と進行方向とを特定する。例えば、勾配特定部１３１は、車両Ｖに搭載されるＧＰＳ（Global Positioning System）受信機が受信した電波を解析して車両Ｖの現在位置を特定する。そして、勾配特定部１３１は、特定した車両Ｖの現在位置の変化に基づいて車両Ｖの進行方向を特定する。
【００２１】
勾配特定部１３１は、車両Ｖの進行方向における道路上の二つの位置のうち、車両Ｖの現在位置に近い第１位置の標高よりも、第１位置よりも車両Ｖから遠い第２位置の標高の方が高い場合に上り勾配があると判定する。勾配特定部１３１は、上り勾配の傾斜が電動過給機２による過給が必要な傾斜以上である場合に上り勾配があると判定してもよい。
【００２２】
勾配特定部１３１は、車両Ｖの進行方向における道路上の二つの位置のうち、車両Ｖの現在位置に近い第１位置の標高よりも、第１位置よりも車両Ｖから遠い第２位置の標高の方が低い場合に下り勾配があると判定する。勾配特定部１３１は、第１位置と第２位置との差が、回生電力が発生すると想定される傾斜以上である場合に下り勾配があると判定してもよい。勾配特定部１３１は、第１位置の標高と第２位置の標高との差が、上り勾配又は下り勾配があると判定する閾値よりも小さい場合、勾配がない平坦路であると特定する。
【００２３】
決定部１３２は、道路の勾配に基づいて、メインバッテリー３に充電された電力を使用するか、サブバッテリー４に充電された電力を使用するかを決定する。決定部１３２は、例えば勾配特定部１３１が車両Ｖの位置から所定の距離以内に上り勾配を特定した場合に、上り勾配に到達するまでの間にメインバッテリー３に充電された電力を優先的に使用することを決定する。所定の距離は、例えばメインバッテリー３の電力残量に基づいて定められる距離である。決定部１３２は、例えば、上り勾配の手前では、消費電力が電動過給機２の消費電力よりも小さい電気機器を動作させる用途に、メインバッテリー３に充電された電力を使用することを決定する。
【００２４】
このようにすることで、制御装置１は、上り勾配が近づいている場合にサブバッテリー４をできるだけ使用しないようにできるので、車両Ｖが上り勾配を走行する場合に電動過給機２に供給する電力が不足してしまい、メインバッテリー３に充電された電力を使ってしまうことを抑制できる。その結果、メインバッテリー３の劣化を抑制することができる。なお、決定部１３２は、メインバッテリー３の電力の残量（以下、メインバッテリー残量という）が、メインバッテリー３の過放電を抑制するための保護閾値よりも大きいことを条件として、メインバッテリー３に充電された電力を使用してもよい。
【００２５】
決定部１３２は、勾配特定部１３１が車両Ｖの位置から所定の距離以内に下り勾配を特定した場合に、下り勾配に到達するまでの間にサブバッテリー４に充電された電力を優先的に使用することを決定してもよい。具体的には、決定部１３２は、サブバッテリー４に充電された電力が残っている限り、電動過給機２以外の用途にもサブバッテリー４に充電された電力を使用するように決定する。決定部１３２は、サブバッテリー４の電力の残量（以下、サブバッテリー残量という）がゼロになった場合、メインバッテリー３に充電された電力を使用することを決定する。このようにすることで、制御装置１は、下り勾配を車両Ｖが走行する前に、サブバッテリー４に充電された電力を消費することができるので、下り勾配を車両Ｖが走行する場合に生じた回生電力をサブバッテリー４に充電できなくなることを抑制できる。その結果、メインバッテリー３及びサブバッテリー４による総合的な電力使用効率が向上する。
【００２６】
充放電制御部１３３は、切替回路１１を制御して、バッテリーを充電するか、バッテリーに充電された電力を使用するかを切り替える。例えば、充放電制御部１３３は、回生電力をサブバッテリー４に充電するように切替回路１１を制御する。なお、充放電制御部１３３は、サブバッテリー残量が１００％であり、回生電力をサブバッテリー４に充電できない場合、回生電力をメインバッテリー３に充電してもよい。
【００２７】
充放電制御部１３３は、上り勾配に到達した場合、例えば、決定部１３２が使用すると決定したバッテリーに充電された電力を電動過給機２に供給するように切替回路１１を制御する。具体的には、充放電制御部１３３は、決定部１３２がサブバッテリー４に充電された電力を使用すると決定した場合、サブバッテリー４に充電された電力を電動過給機２に供給するように切替回路１１を制御する。充放電制御部１３３は、サブバッテリー残量がゼロになっている場合、メインバッテリー３に充電された電力を電動過給機２に供給するように切替回路１１を制御してもよい。
【００２８】
［使用するバッテリーを決定する処理］
図２は、使用するバッテリーを決定する処理の流れを示すフローチャートである。まず、勾配特定部１３１は、車両Ｖの進行方向における車両Ｖの位置から所定の範囲内の道路（すなわち進行先の道路）の勾配を特定する（ステップＳ１）。続いて、決定部１３２は、車両Ｖの進行方向における車両Ｖの位置から所定の範囲内の道路の勾配が下り勾配か否かを判定する（ステップＳ２）。
【００２９】
決定部１３２は、特定した勾配が下り勾配である場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、下り勾配に到達するまでの間、サブバッテリー４に充電された電力を使用すると決定する（ステップＳ３）。続いて、決定部１３２は、サブバッテリー残量がゼロになったか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００３０】
決定部１３２は、サブバッテリー残量がゼロになっていない場合（ステップＳ４でＮｏ）、サブバッテリー残量がゼロになるまでの間、サブバッテリー４に充電された電力を使用すると決定する。決定部１３２は、サブバッテリー４の残量がゼロになった場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、メインバッテリー３に充電された電力を使用すると決定する（ステップＳ５）。
【００３１】
決定部１３２は、車両Ｖの進行方向における車両Ｖの位置から所定の範囲内に下り勾配がない場合（ステップＳ２でＮｏ）、車両Ｖの進行方向における車両Ｖの位置から所定の範囲内の道路の勾配が上り勾配か否かを判定する（ステップＳ６）。決定部１３２は、特定した勾配が上り勾配でない場合（ステップＳ６でＮｏ）、車両Ｖの位置から所定の範囲内の道路の勾配が平坦路であると判定し、ステップＳ３に移行する。
【００３２】
決定部１３２は、車両Ｖの位置から所定の範囲内に上り勾配がある場合（ステップＳ６でＹｅｓ）、上り勾配に到達するまでの間、メインバッテリー３に充電された電力を使用すると決定する（ステップＳ７）。続いて、決定部１３２は、メインバッテリー残量が保護閾値以下になったか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００３３】
決定部１３２は、メインバッテリー残量が保護閾値よりも大きい場合（ステップＳ８でＮｏ）、メインバッテリー残量が保護閾値以下になるまでの間、メインバッテリー３を使用すると決定する。決定部１３２は、メインバッテリー残量が保護閾値以下になった場合（ステップＳ８でＹｅｓ）、サブバッテリー４に充電された電力を使用すると判定する（ステップＳ９）。
【００３４】
（変形例１）
制御装置１は、車両Ｖの現在位置から所定の距離内における道路の勾配の変化に基づいてバッテリーの使用タイミングを決定してもよい。まず、勾配特定部１３１は、車両Ｖの現在位置の先の道路の勾配の変化を特定する。次に、決定部１３２は、勾配特定部１３１が特定した勾配の変化に基づいて、サブバッテリー４に充電された電力を使用するタイミングを決定する。例えば、決定部１３２は、勾配特定部１３１が、下り勾配の先に上り勾配があることを特定した場合、下り勾配においてサブバッテリー４に充電された電力の使用量を、下り勾配の先に上り勾配がない場合よりも少なくする。決定部１３２がこのように動作することで、上り勾配においてサブバッテリー４から十分な電力を電動過給機２に供給することができる。
【００３５】
図３は、バッテリーを使用するタイミングについて説明するための図である。図３に示す横軸Ｌは、道路上の位置を示す。縦軸ｈは、標高を示す。ルートＲは、勾配特定部１３１が特定した所定の距離内における道路の勾配の変化を示す。また、勾配特定部１３１が特定した所定の距離内における複数の区間それぞれを破線で区切って示す。
【００３６】
区間ｕ１、ｕ２及びｕ３は、上り勾配である区間である。区間ｄ１及びｄ２は、下り勾配である区間である。区間ｐ１、ｐ２、ｐ３、及びｐ４は、平坦路である区間である。区分ａは、サブバッテリー４を使用する区間であることを示す。区分ｂは、メインバッテリー３を使用する区間であることを示す。区分ｃは、回生電力をサブバッテリー４に充電する区間であることを示す。
【００３７】
区間ｐ１は、平坦路であり、平坦路が終了すると上り勾配になる区間である。決定部１３２は、区間ｐ１を、メインバッテリー３を使用する区間（区分ｂ）であると決定する。区間ｐ２は、平坦路であり、平坦路が終了すると下り勾配になる区間である。決定部１３２は、区間ｐ２を、サブバッテリー４を使用する区間（区分ａ）であると決定する。
【００３８】
充放電制御部１３３は、決定部１３２の決定結果に従って、バッテリーの充放電を切り替える。具体的には、充放電制御部１３３は、区分ａである区間を車両Ｖが走行する場合、サブバッテリー４に充電された電力を電動過給機２に供給する。充放電制御部１３３は、区分ｂである区間を車両Ｖが走行する場合、メインバッテリー３に充電された電力を電動過給機２に供給する。充放電制御部１３３は、区分ｃである区間を車両Ｖが走行する場合、回生電力をサブバッテリー４に充電する。
【００３９】
（変形例２）
制御装置１は、車両Ｖの現在位置における道路の勾配に基づいて、使用するバッテリーを決定してもよい。この場合、勾配特定部１３１は、車両Ｖの現在位置における道路の勾配を特定する。具体的には、勾配特定部１３１は、車両Ｖの過去の位置の標高と、車両Ｖの現在位置の標高とを比較することにより、車両Ｖの現在位置の道路の勾配が上り勾配であるか、又は下り勾配であるかを特定する。例えば、勾配特定部１３１は、車両Ｖの過去の位置の標高よりも、車両Ｖの現在位置の標高が高い場合、車両Ｖの現在位置の道路の勾配が上り勾配であると特定する。勾配特定部１３１は、車両Ｖの過去の位置の標高よりも、車両Ｖの現在位置の標高が低い場合、車両Ｖの現在位置の道路の勾配が下り勾配であると特定する。
【００４０】
決定部１３２は、車両Ｖが上り勾配に到達した場合、サブバッテリー４に充電された電力を使用することを決定する。具体的には、決定部１３２は、勾配特定部１３１が車両Ｖの現在位置の道路の勾配が上り勾配であると特定した場合、電動過給機２を動作させる用途に、サブバッテリー４に充電された電力を使用することを決定する。また、決定部１３２は、車両Ｖが上り勾配を走行している間、サブバッテリー４の電力の残量がゼロになるまでサブバッテリー４に充電された電力を使用することを決定する。制御装置１は、車両Ｖが上り勾配に到達した場合、電力の残量がゼロになるまでサブバッテリー４を使用するため、車両Ｖが下り勾配を走行する場合に回生電力をサブバッテリー４に充電できなくなることを抑制できる。そのため、制御装置１は、回生電力をメインバッテリー３に充電してしまうことを抑制できるので、メインバッテリー３の劣化を抑制できる。
【００４１】
図４は、車両Ｖの現在位置における道路の勾配に基づいて使用するバッテリーを決定する処理の流れを示すフローチャートである。まず、勾配特定部１３１は、車両Ｖの現在位置における道路の勾配を特定する（ステップＳ１１）。
【００４２】
決定部１３２は、車両Ｖの現在位置の道路の勾配が上り勾配であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。決定部１３２は、現在位置の道路が上り勾配である場合（ステップＳ１２でＹｅｓ）、サブバッテリー４に充電された電力を使用することを決定する（ステップＳ１３）。
【００４３】
決定部１３２は、現在位置の道路が上り勾配でない場合（ステップＳ１２でＮｏ）、車両Ｖの現在位置の道路の勾配が下り勾配であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。決定部１３２は、現在位置の道路が下り勾配である場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）、回生電力をサブバッテリー４に充電することを決定する（ステップＳ１５）。
【００４４】
決定部１３２は、現在位置の道路が下り勾配でない場合（ステップＳ１４でＮｏ）、現在位置の道路が平坦路であると判定し、サブバッテリー４に充電された電力を使用することを決定する（ステップＳ１６）。
【００４５】
［実施の形態に係る制御装置１の効果］
以上説明したとおり、メインバッテリー３と、メインバッテリー３と異なるサブバッテリー４とを有する車両Ｖに搭載された制御装置１は、車両Ｖの進行方向において、上り勾配を特定した場合、上り勾配の手前ではメインバッテリー３に充電された電力を優先的に使用し、下り勾配を特定した場合、下り勾配の手前でサブバッテリー４に充電された電力を優先的に使用する。
【００４６】
このようにすることで、制御装置１は、上り勾配を走行する場合に大きな電力が必要になる機器（例えば電動過給機２）を動作させるためにメインバッテリー３に充電された電力が使用されることを抑制できる。また、制御装置１は、下り勾配を走行する場合に回生電力をサブバッテリー４に充電できなくなることを抑制できる。そのため、制御装置１は、メインバッテリー３の劣化を抑制するとともに、車両Ｖに搭載されたバッテリーの使用効率を向上させることができる。
【００４７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
【符号の説明】
【００４８】
１  制御装置
２  電動過給機
３  メインバッテリー
４  サブバッテリー
１１  切替回路
１２  記憶部
１３  制御部
１３１  勾配特定部
１３２  決定部
１３３  充放電制御部
【図１】
2020162361.tif 000003
【図２】
2020162361.tif 000004
【図３】
2020162361.tif 000005
【図４】
2020162361.tif 000006