(57)【要約】【課題】バッテリーから供給される電力の浪費を抑制し、かつ、バッテリーの消費電力を低減することができるソーラー発電制御装置を提供する。【解決手段】ソーラー発電制御装置は、バッテリーから供給される第１電力を降圧して第２電力を生成する電源部と、第２電力で動作し、ソーラーパネルで発電される電力の充電処理を制御する充電制御部と、ソーラーパネルで発電される第３電力で動作し、ソーラーパネルが所定電圧以上の電圧を継続して出力している時間を計時するタイマー回路と、第１電力又は第３電力で動作し、電源部による第２電力の生成を指示する電源制御部と、を備え、電源制御部は、イグニッションスイッチがオフの時には、第３電力で起動し、ソーラーパネルが所定電圧以上の電圧を所定時間継続して出力しているとタイマー回路が判定すると、電源部に第２電力の生成を指示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーとソーラーパネルとを備える車両に搭載されるソーラー発電制御装置であって、
前記バッテリーから供給される第１電力を降圧して第２電力を生成する電源部と、
前記電源部で生成された前記第２電力で動作し、前記ソーラーパネルで発電される電力の充電処理を制御する充電制御部と、
前記ソーラーパネルで発電される第３電力で動作し、前記ソーラーパネルが所定電圧以上の電圧を継続して出力している時間を計時するタイマー回路と、
前記第１電力又は前記第３電力で動作し、前記電源部による前記第２電力の生成を指示する電源制御部と、を備え、
前記電源制御部は、
車両のイグニッションスイッチがオンの時には、前記第１電力で動作し、前記電源部に前記第２電力の生成を指示し、
車両のイグニッションスイッチがオフの時には、前記第３電力で起動し、前記ソーラーパネルが所定電圧以上の電圧を所定時間継続して出力していると前記タイマー回路が判定すると、前記電源部に前記第２電力の生成を指示する、
ソーラー発電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーとソーラーパネルとを備える車両に搭載されるソーラー発電制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ソーラーパネルにより発電される電力を蓄電装置に充電させる制御を行う充電制御部（マイコン）を備えるソーラー発電制御装置が知られている。このようなソーラー発電制御装置では、バッテリーへの充電が行われない車両のイグニッションスイッチがオフの時には、極力バッテリーの電力消費を抑えるために、充電制御部が所定の周期で起動（ウエイク状態）と停止（スリープ状態）とを繰り返すことが行われている。
【０００３】
しかし、この従来の方法は、ソーラーパネルの発電状態を判断せずに所定の周期で充電制御部を起動させるので、充電制御部を起動させたときにソーラーパネルが発電していなければ、充電制御部の起動に使用した電力が無駄となる。
【０００４】
そこで、特許文献１では、車両の現在の位置（屋外、屋内、地下等）や現在の時刻等の判断情報に基づいてソーラーパネルが発電可能な状況であるか否かを判断して、充電制御部を起動させるソーラー発電制御システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−０７４６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたソーラー発電システムで判断するソーラーパネルが発電可能な状況は、実際の発電状況ではなく、車両周辺の情報等から得られる判断情報に基づいて推定された発電状況である。そのため、その判断情報に基づいてソーラーパネルが発電可能な状況であると判断して充電制御部を起動させても、実際はソーラーパネルで十分な電力が得られないことも考えられる。よって、特許文献１に開示されたソーラー発電システムにおいても、充電制御部の起動に使用した電力が無駄となる課題は解決されておらず、無駄な電力消費について改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ソーラーパネルが十分に発電しないときに充電制御機能が動作してしまうことを回避し、バッテリーの電力消費を抑制することができるソーラー発電制御装置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】
【０００８】
本発明に係るバッテリーとソーラーパネルとを備える車両に搭載されるソーラー発電制御装置は、バッテリーから供給される第１電力を降圧して第２電力を生成する電源部と、電源部で生成された第２電力で動作し、ソーラーパネルで発電される電力の充電処理を制御する充電制御部と、ソーラーパネルで発電される第３電力で動作し、ソーラーパネルが所定電圧以上の電圧を継続して出力している時間を計時するタイマー回路と、第１電力又は第３電力で動作し、電源部による第２電力の生成を指示する電源制御部と、を備え、電源制御部は、車両のイグニッションスイッチがオンの時には、第１電力で動作し、電源部に第２電力の生成を指示し、車両のイグニッションスイッチがオフの時には、第３電力で起動し、ソーラーパネルが所定電圧以上の電圧を所定時間継続して出力しているとタイマー回路が判定すると、電源部に第２電力の生成を指示する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ソーラーパネルが十分に発電しないときに充電制御機能が動作してしまうことを回避し、バッテリーの電力消費を抑制することができるソーラー発電制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る車両に搭載されるソーラー発電制御装置を含むソーラー発電制御システムの概略構成を示す図
【図２】ソーラー発電制御装置が行う充電処理の制御を説明するフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態）
実施形態に係るソーラー発電制御装置は、車両のイグニッションスイッチがオフの時には、充電制御部を起動させることなく、ソーラーパネルで発電される電力を用いてソーラーパネルの出力電圧を監視し、ソーラーパネルが充電するのに十分な電力量を発電しているか否かを判定する。ソーラーパネルが充電するのに十分な電力量を発電していると判定した場合には、充電制御部にバッテリーから電力を供給して充電制御部を起動させる。これにより、ソーラーパネルが十分に発電しないときに充電制御部を起動させることを回避することができるため、バッテリーの電力消費を抑制することができる。以下、実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
＜構成＞
図１は、実施形態に係る車両に搭載されるソーラー発電制御装置３０を含むソーラー発電システム１００の概略構成を示す図である。図１に示すように、ソーラー発電システム１００は、バッテリー１０と、ソーラーパネル２０と、ソーラー発電制御装置３０とを備える。ソーラー発電制御装置３０は、タイマー回路３１と、電源制御部３２と、充電制御部３３と、電源部３４とを備える。電源部３４は、電源リレー装置３５と、電源回路３６とを備える。以下、バッテリー１０が供給する電力を「第１電力」と言い、電源回路３６が供給する電力を「第２電力」と言い、ソーラーパネルが供給する電力を「第３電力」と言うことがある。
【００１３】
バッテリー１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。バッテリー１０は、例えば１２Ｖ系の２次電池を用いることができる。バッテリー１０は、ソーラー発電制御装置３０の＋Ｂ端子に接続されている。また、バッテリー１０は、イグニッションスイッチ４０を介してソーラー発電制御装置３０のＩＧ端子に接続されている。イグニッションスイッチ４０は、車両を走行可能な状態にしたり（イグニッションオン）、走行可能な状態を終了させたり（イグニッションオフ）するスイッチである。
【００１４】
ソーラーパネル２０は、太陽光の照射を受けて発電を行う太陽電池モジュールである。ソーラーパネル２０は、例えば車両のルーフなどに設置することができる。ソーラーパネル２０の発電によって得られた電力は、ソーラー発電制御装置３０に出力される。ソーラーパネル２０は、タイマー回路３１及び電源制御部３２に太陽光により発電した第３電力を供給することができる。ソーラーパネル２０により発電される第３電力は、ソーラー発電制御装置３０を介して図示しない蓄電装置に充電される。
【００１５】
タイマー回路３１は、ソーラーパネル２０から供給される第３電力で動作し、ソーラーパネル２０の出力電圧を監視する。タイマー回路３１は、ソーラーパネル２０が所定電圧（ｘ１）以上の電圧を継続して出力している時間を計時する。タイマー回路３１は、ソーラーパネル２０が所定電圧（ｘ１）以上の電圧を所定時間（ｙ１）継続して出力している第１の状態であると判定した場合、電源制御部３２に駆動指示を与える。上記所定電圧（ｘ１）は、タイマー回路３１及び電源制御部３２を動作させることが可能であって、かつ、所定の蓄電装置に効果的に充電可能な電力量をソーラーパネル２０が発電していると判定し得る電圧値を適宜設定することができる。ここで、蓄電装置に効果的に充電可能とは、充電制御によるバッテリーの消費電力以上の電力を蓄電装置に充電することができることを意味する。また、上記所定時間（ｙ１）は、例えば所定電圧（ｘ１）以上となる発電が極短時間だけ行われることで、後述する充電制御部３３が起動及びシャットダウンを繰り返して消費電力が増大してしまうことを防止する目的で設定されるものであり、この目的を達成できる時間を適宜設定することができる。
【００１６】
電源制御部３２は、第１電力又は第３電力で動作する。電源制御部３２には、イグニッションスイッチ４０がオンの時に、ソーラー発電制御装置３０のＩＧ端子を介してバッテリー１０から第１電力が供給される。電源制御部３２は、イグニッションスイッチ４０がオンの時のＩＧ端子からの第１電力の入力をＩＧオン信号として検出する。イグニッションスイッチ４０がオフの時には、電源制御部３２には、ソーラー発電制御装置３０のＩＧ端子を介してバッテリー１０から第１電力が供給されない。電源制御部３２は、タイマー回路３１から与えられる駆動指示、ＩＧオン信号、及び充電制御部３３から与えられる駆動指示のいずれかに基づき、電源部３４に第２電力の生成を指示する。電源制御部３２は、イグニッションスイッチ４０がオフの時には、ソーラーパネル２０から供給される第３電力で動作し、この第３電力で動作している間はタイマー回路３１から与えられる駆動指示に基づき、電源リレー装置３５を導通させることで電源回路３６に第１電力を供給し、電源回路３６に第１電力を降圧して第２電力を生成させる。また、電源制御部３２は、イグニッションスイッチ４０がオンの時には、ＩＧ端子から供給される第１電力で動作すると共に、第１電力の検出を示す信号であるＩＧオン信号に基づき、電源リレー装置３５を導通させることで電源回路３６に第１電力を供給し、電源回路３６に第１電力を降圧して第２電力を生成させる。
【００１７】
充電制御部３３は、電源部３４から供給される第２電力で動作し、ソーラーパネル２０の発電状態に基づいて、ソーラーパネル２０で発電される電力を図示しない蓄電装置に充電することを制御する。充電制御部３３は、イグニッションスイッチ４０がオンの時のＩＧ端子からの第１電力の入力をＩＧオン信号として検出する。充電制御部３３は、ＩＧオン信号の有無に基づいて、イグニッションスイッチ４０がオンの状態であるかオフの状態であるかを判定すると共に、自身がイグニッションスイッチ４０がオンの時に起動したのかイグニッションスイッチ４０がオフの時に起動したのかを判定する。充電制御部３３は、ソーラーパネル２０の出力電圧を監視する。充電制御部３３は、イグニッションスイッチ４０がオフの時に起動したと判定した場合、及び、イグニッションスイッチ４０がオンの時に起動したと判定した場合であって、ＩＧオン信号の不検出に基づきイグニッションスイッチ４０がオンからオフになったと判定した場合、ソーラーパネル２０の出力電圧に基づいてソーラーパネル２０が所定電圧（ｘ２）未満の電圧を所定時間（ｙ２）継続して出力している第２の状態であるか否かを判定する。充電制御部３３は、ソーラーパネル２０の出力電圧が第２の状態であると判定した場合、電源制御部３２に停止指示を与える。上記所定電圧（ｘ２）は、所定の蓄電装置を効果的に充電可能な最低限の電力量をソーラーパネル２０が発電していると判定し得る電圧値を適宜設定することができる。また、上記所定時間（ｙ２）は、例えば所定電圧（ｘ２）未満となる発電が極短時間だけ行われることで、後述する充電制御部３３がシャットダウン及び起動を繰り返して消費電力が増大してしまうことを防止する目的で設定されるものであり、この目的を達成できる時間を適宜設定することができる。尚、上記所定電圧（ｘ２）は、上述した第１の状態における所定電圧（ｘ１）と同じであってもよいし、所定電圧（ｘ１）と異なってもよい。また、上記所定時間（ｙ２）は、上述した第１の状態における所定時間（ｙ１）と同じであってもよいし、所定時間（ｙ１）と異なってもよい。また、充電制御部３３は、第２電力で動作している間は、タイマー回路３１に動作禁止を指示する。尚、充電制御部３３は、例えばマイクロコンピュータにより構成される。
【００１８】
電源部３４は、電源リレー装置３５と、電源回路３６とを備える。電源リレー装置３５は、例えば半導体スイッチ（トランジスタ）である。電源リレー装置３５は、導通することで、バッテリー１０と電源回路３６とを接続することができ、遮断することで、バッテリー１０と電源回路３６とを切り離すことができる。電源回路３６は、バッテリーから供給される第１電力を降圧して第１電力より低電圧電力である第２電力（例えば５Ｖ系電圧）を生成することができる。タイマー回路３１から与えられる駆動指示、ＩＧオン信号及び充電制御部３３から与えられる駆動指示に基づき、電源制御部３２が電源リレー装置３５を導通させることで、バッテリー１０と電源回路３６とを接続させることができる。これにより、電源回路３６は、第１電力を降圧して第２電力を生成することができ、生成した第２電力を充電制御部３３に供給することができる。また、充電制御部３３から与えられる停止指示に基づき、電源制御部３２が電源リレー装置３５を遮断させることで、バッテリー１０と電源回路３６とを切り離すことができる。これにより、電源回路３６は、第１電力を降圧して第２電力を生成することができなくなり、充電制御部３３への第２電力の供給を停止することができる。
【００１９】
また、電源制御部３２は、電源リレー装置３５の出力から第１電力を受けることが可能なように構成されている。この構成により、電源制御部３２は、自らの制御により電源リレー装置３５を導通させることで、電源リレー装置３５を介してバッテリー１０から第１電力を受けることができる。また、電源制御部３２は、自らの制御により電源リレー装置３５を遮断させている間は、バッテリー１０から第１電力を受けることができない。
【００２０】
尚、実施形態では、タイマー回路３１、電源制御部３２、電源リレー装置３５及び電源回路３６はそれぞれ個別に構成されているが、これらを内蔵したカスタムＩＣとして構成されていてもよい。
【００２１】
＜ソーラー発電制御装置による充電処理の制御＞
まず、イグニッションスイッチ４０がオフの時における、ソーラー発電制御装置３０による充電処理の制御について、図２を参照して説明する。
【００２２】
図２は、ソーラー発電制御装置３０が行う充電処理の制御を説明するフローチャートである。図２に示すソーラー発電制御装置３０の制御は、車両のイグニッションスイッチ４０がオフになったときに開始され、車両のイグニッションスイッチ４０がオンになるまで繰り返し実行される。
【００２３】
ステップＳ１において、タイマー回路３１及び電源制御部３２は、ソーラーパネル２０から供給される第３電力で自身が動作できたか否かを判断する。動作できた場合（ステップＳ１でＹｅｓ）は、処理はステップＳ２に進み、それ以外の場合（ステップＳ１でＮｏ）は、処理はステップＳ１に進む。
【００２４】
ステップＳ２において、タイマー回路３１は、ソーラーパネル２０が所定電圧（ｘ１）以上の電圧を所定時間（ｙ１）継続して出力している第１の状態であるか否かを判定する。第１の状態である場合（ステップＳ２でＹｅｓ）は、処理はステップＳ３に進み、それ以外の場合（ステップＳ２でＮｏ）は、処理はステップＳ１に進む。
【００２５】
ステップＳ３において、タイマー回路３１は、電源制御部３２に駆動指示を与える。その後、処理は、ステップＳ４に進む。
【００２６】
ステップＳ４において、電源制御部３２は、タイマー回路３１から与えられる駆動指示に基づき、電源リレー装置３５を導通させる。電源リレー装置３５の導通により、電源回路３６は、第１電力を降圧して第２電力を生成して、充電制御部３３に第２電力を供給する。また、電源リレー装置３５の導通により、電源制御部３２は、電源リレー装置３５を介してバッテリー１０から第１電力を受けることができる。これにより、電源制御部３２の起動後にソーラーパネル２０が第３電力を発電できなくなったとしても、電源制御部３２は第１電力で動作を継続することができる。その後、処理は、ステップＳ５に進む。
【００２７】
ステップＳ５において、充電制御部３３は、電源回路３６から供給される第２電力で起動する。また、充電制御部３３は、ＩＧオン信号の不検出に基づきイグニッションスイッチ４０がオフの時に起動したと判定する。その後、処理は、ステップＳ６に進む。
【００２８】
ステップＳ６において、充電制御部３３は、タイマー回路３１に対し、ソーラーパネル２０が第１の状態であるか否かの判定、及び第１の状態である場合における電源制御部３２へ与える駆動指示を禁止すると共に、電源制御部３２に駆動指示を与える。これにより、電源制御部３２は、タイマー回路３１から与えられた駆動指示に代えて、充電制御部３３から与えられる駆動指示に基づいて、電源リレー装置３５を導通させることができる。そのため、タイマー回路３１による第３電力の消費を抑制することができ、かつ、充電制御部３３は、電源制御部３２に停止指示を与えるまで電源回路３６が生成した第２電力で動作することができる。その後、処理は、ステップＳ７に進む。
【００２９】
ステップＳ７において、充電制御部３３は、イグニッションスイッチ４０がオフの時に起動したとの判定結果に基づき、ソーラーパネル２０が所定電圧（ｘ２）未満の電圧を所定時間（ｙ２）継続して出力している第２の状態であるか否かを判定する。第２の状態であると判定した場合（ステップＳ７でＹｅｓ）は、処理はステップＳ８に進み、それ以外の場合（ステップＳ７でＮｏ）は、処理はステップＳ７に進む。
【００３０】
ステップＳ８において、充電制御部３３は、電源制御部３２に停止指示を与える。その後、処理は、ステップＳ９に進む。
【００３１】
ステップＳ９において、電源制御部３２は、充電制御部３３から与えられる停止指示に基づき、電源リレー装置３５を遮断させる。電源リレー装置３５の遮断により、電源回路３６は第１電力を降圧して第２電力を生成することができなくなり、充電制御部３３への第２電力の供給を停止することができる。これにより、充電制御部３３はシャットダウンすることができる。その後、処理は、ステップＳ１に進む。
【００３２】
次に、イグニッションスイッチ４０がオンの時における、ソーラー発電制御装置３０による充電処理の制御について説明する。
【００３３】
イグニッションスイッチ４０がオンとなった時、電源制御部３２はＩＧオン信号に基づき電源リレー装置３５を導通させることで、充電制御部３３は第２電力により起動することができる。充電制御部３３は、ＩＧオン信号の検出に基づきイグニッションスイッチ４０がオンの時に起動したと判定し、上述したステップＳ６と同様の処理を行う。また、充電制御部３３は、ＩＧオン信号の不検出に基づきイグニッションスイッチ４０がオンからオフになったと判定した後は、上述したステップＳ７〜ステップＳ９と同様の処理を行う。
【００３４】
＜効果等＞
本発明の実施形態に係るソーラー発電制御装置３０によれば、車両のイグニッションスイッチ４０がオフの時には、充電制御部３３を起動させる前に、第３電力で動作するタイマー回路３１が、ソーラーパネル２０の出力電圧を監視し、効果的に充電するのに十分な電力量をソーラーパネル２０が発電しているか否かを判定する。タイマー回路３１は、十分な電力量を発電していると判定した場合には、電源制御部３２に駆動指示を与え、電源制御部３２は、この駆動指示に基づき電源リレー装置３５を導通させる。電源リレー装置３５の導通により、電源回路３６は第１電力を降圧して第２電力を生成し、生成した第２電力を充電制御部３３に供給する。充電制御部３３は、電源回路３６から第２電力を供給されることで、起動することができる。タイマー回路３１が十分な電力量を発電していると判定した場合以外には、充電制御部３３は、電源回路３６から第２電力を供給されないため、起動することができない。
【００３５】
これにより、ソーラーパネルが十分に発電しないときに充電制御部を起動させることを回避することができるため、バッテリーの電力消費を抑制することができる。
【００３６】
また、本発明の実施形態に係るソーラー発電制御装置３０によれば、車両のイグニッションスイッチ４０がオフの時には、タイマー回路３１が、ソーラーパネル２０の出力電圧に基づき、ソーラーパネル２０が効果的に充電するのに十分な電力量を発電しているか否かを判定する。
【００３７】
これにより、ソーラーパネル２０の発電状態を精度よく判定することができるため、充電制御部３３の不要な起動を抑制することができる。そのため、バッテリーの電力消費を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明に係るソーラー発電制御装置は、例えば車両に搭載されるソーラーパネルで発電される電力の充電を制御する装置として好適に利用できる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  バッテリー
２０  ソーラーパネル
３０  ソーラー発電制御装置
３１  タイマー回路
３２  電源制御部
３３  充電制御部
３４  電源部
３５  電源リレー装置
３６  電源回路
１００  ソーラー発電制御システム
【図１】
2020078133.tif 000003
【図２】
2020078133.tif 000004