(57)【要約】【課題】回生発電による省燃費効果をドライバーが認識できる車両電源管理装置を提供する。【解決手段】オルタネータ１３は、処理部５へ出力電圧等を出力する。処理部５は、回生発電が行われた場合に、オルタネータ１３からの出力等に基づいて、バッテリ１１に回生された電気量を算出する。処理部５は、記憶部７に格納されたデータに基いて、所定の回転数でエンジンを回転させてオルタネータ１３で発電した場合に、回生された電気量を得るために必要とされる燃料消費量を算出する。そして処理部５は、所望の開始時刻から累積的に生じた燃量消費量を算出して累積的省燃費効果として表示部９に出力する。表示部９は、処理部５の出力を受け、累積的省燃費効果を表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の減速時に、オルタネータによって発電された電気量の一部をバッテリに回生する車両電源管理装置であって、
前記バッテリに回生された電気量を算出し、その電気量を所定の回転数のエンジンで前記オルタネータを駆動して得るために必要とされる燃料消費量を算出し、その燃料消費量を所望の時刻から累積して出力する処理部と、
前記処理部の出力を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする車両電源管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の電源を管理する車両電源管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載された電装品等へ供給される電源は、エンジンの回転によりオルタネータ（発電機）を駆動して得られている。また、車両の減速時には、駆動輪の惰性回転によりオルタネータを駆動して発電し、電装品に電源を供給するとともに、余剰の電気量をバッテリに回収する、回生発電が行われている。回生発電を利用することで、燃料消費量を抑え、エネルギー効率を改善している。
【０００３】
従来の車両電源管理装置は、車両の運行状況に応じて回生発電を行う等、車両の電源の管理を行っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の車両電源管理装置では、回生発電によってどの程度燃料消費量が抑制されたのか、すなわちどの程度省燃費効果があったのかドライバーは認識できないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の解決すべき課題は、回生発電による省燃費効果をドライバーが認識できる車両電源管理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明では、車両の減速時に、オルタネータによって発電された電気量の一部をバッテリに回生する車両電源管理装置であって、前記バッテリに回生された電気量を算出し、その電気量を所定の回転数のエンジンで前記オルタネータを駆動して得るために必要とされる燃料消費量を算出し、その燃料消費量を所望の時刻から累積して出力する処理部と、前記処理部の出力を表示する表示部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、バッテリーに回生された電気量をエンジンによって発電する場合に必要な燃料消費量を累積して表示することができる。その結果、所望の時刻から回生発電によって、どの程度燃料消費量が抑えられたのかドライバーが認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る車両電源管理装置のブロック図である。この車両電源管理装置は、図１に示すように、電流センサ１、電圧センサ３、処理部５、記憶部７及び表示部９を備えて構成されている。
【０００９】
電流センサ１は、バッテリ１１の入出力電流を検出する。電圧センサ３は、バッテリ１１の端子電圧を検出する。処理部５は、ＣＰＵ等を備えて構成され、省燃費効果の算出、及びバッテリ１１の管理のために各種の情報処理動作（制御動作も含む）を行う（詳細は後述）。記憶部７は、メモリ等により構成され、処理部５が行う各種の情報処理動作に必要な情報等が記憶されている。表示部９は、処理部５の出力を表示するためのものである。
【００１０】
図２は、表示部９に表示される表示画面の一例を示す図である。表示部９は、複数の表示画面を備えており、切り替えボタン９４により、各表示画面を切り替えられるように構成されている。
【００１１】
図２に示す表示画面は、車両の運行状態に応じて、現在どのようにバッテリ１１が充電されているかを示しており、タイトル表示部９３には「充電システム状態」と表示されている。
【００１２】
また、表示画面には、回生発電により累積的に実現された省燃費効果を表示する累積省燃費効果表示部９１、電源の供給経路を示す電源供給経路表示部９５が表示されている。
【００１３】
さらに、表示画面には、加速状態、巡航状態、減速状態、及び停止状態等、車両の運行状態を示す運行状態表示部９２が表示されている。
【００１４】
累積省燃費効果表示部９１は、所定の回転数でエンジン１５を回転してオルタネータ１３で発電した場合に、回生発電によってバッテリ１１に回収された電気量を得るのに必要とされる燃料消費量を、所望の計測開始時刻から累積して表示する。図２の表示例では、累積省燃費量効果が１８リットルの場合を表示している。
【００１５】
電源供給経路表示部９５は、駆動輪、エンジン、発電機（オルタネータ）、バッテリー、及び電装品をそれぞれ示すブロックが表示されている。各ブロックは、電源の供給経路を示す矢印により結ばれている。
【００１６】
図２の表示例では、車両が減速状態での電源供給経路を表示している。車両の減速時には、駆動輪の惰性回転により発電機が駆動される。そのため、エンジンから発電機（オルタネータ）に向かう矢印は消灯し、駆動輪から発電機（オルタネータ）に向かう矢印が点灯している。そして、発電機（オルタネータ）から供給される電源は、一部は電装品に供給され、余剰の電源はバッテリーに充電される。そのため、発電機（オルタネータ）から電装品及びバッテリーへ向かう矢印が点灯している。そして、バッテリーから電装品への矢印が点灯している。
【００１７】
ここで、電装品がバッテリーからの電源供給のみで動作し、発電機からの電源供給が無いときには、発電機から電装品に向かう矢印は消灯することになる。
【００１８】
運転状態表示部１４は、車両が加速状態、巡航状態、減速状態、及び停止状態にあることを「加速」、「巡航」、「減速」及び「停止」と表示されたブロックをそれぞれ点灯することによって表示する。図２の例では車両の減速状態を示しており、「減速」ブロックのみが点灯している。
【００１９】
次に処理部５の動作について説明する。処理部５はバッテリ管理及び累積省燃費効果の算出を行う。
【００２０】
処理部５によるバッテリ管理には、バッテリ１１の充電管理と劣化判定とが含まれる。充電管理では、バッテリ１１の充電残量の状態に応じてオルタネータ１３の発電状況（出力電圧等）を制御することにより、バッテリ１１の充電残量の管理が行われる。一般的に、エンジン１５が始動されるとオルタネータ１３によるバッテリ１１の充電が開始され、バッテリ１１の充電残量が実質的に満充電（例えば、完全な満充電）にされ、その後、各種負荷１７による電力消費によってバッテリ１１の充電残量が低下した際等にオルタネータ１３によるバッテリ１１に対する充電が行われるようになっている。
【００２１】
また、処理部５による劣化判定では、エンジン始動後の充電によりバッテリ１１が実質的に満充電となった際に、バッテリ１１の端子電圧を下又は上に変化させ、その変化させた際の端子電圧の変化量及びバッテリの入出力電流値を電圧センサ３及び電流センサ１を介して検出し、その検出した端子電圧の変化量及び入出力電流値に基づいてバッテリ１１の内部抵抗値を導出し、その導出した内部抵抗値に基づいてバッテリ１１の劣化度が判定される。
【００２２】
この処理部５による劣化判定処理について具体的に説明する。
【００２３】
図３はバッテリ１１の端子電圧、充電電流及び放電電流の時間的推移を模式的に示す波形図である。図３の時刻Ｔ１でエンジン１５が始動され、オルタネータ１３によるバッテリ１１の充電が開始されると、充電が進むにつれて、波形Ｇ１で示すようにバッテリ１１の端子電圧が上昇する。そして、バッテリ１１の充電状態が満充電に近づくと、波形Ｇ２で示すようにバッテリ１１に入力される充電電流が徐々に低下する。
【００２４】
そして、時刻Ｔ２で、バッテリ１１が実質的に満充電（例えば、完全な満充電）になったことを検出すると、オルタネータ１３による充電を停止し（これによって充電電流はゼロになる）、波形Ｇ３で示すにように所定の負荷１７（詳細は後述）をオンさせてバッテリ１１に強制的に放電させることによりバッテリ１１の端子電圧を降下させる。この強制放電の開始前後におけるバッテリ１１の端子電圧の降下量ｄＶと、バッテリ１１の放電電流値Ｉｏｕｔとが電圧センサ３及び電流センサ１を介して検出され、その電圧降下量ｄＶを放電電流値Ｉｏｕｔで割算することにより、バッテリ１１の内部抵抗値が導出され、その内部抵抗値の値に基づいてバッテリ１１の劣化度が判定される。例えば、導出した内部抵抗値が所定基準を上回っているか否かによりバッテリ１１の劣化の有無が判定される。その判定結果は、表示部９を介して出力される（図示せず）。
【００２５】
ここで、エンジン１５始動後、バッテリ１１が実質的に満充電（例えば、完全な満充電）になったことの検出は、例えば、オルタネータ１３による充電が行われている際にバッテリ１１に入力される充電電流の値が所定の基準電流レベル以下になったことを電流センサ１を介して検出することにより行われる。
【００２６】
また、劣化判定のためにバッテリ１１に強制放電を行わせるための負荷１７としては、オンされた際の電力消費量が所定レベル以上で、かつオンされたことが車両搭乗者に意識されない電装品であるのが望ましい。具体的には、デフォッガやシートヒータ等が考えられる。
【００２７】
次に省燃費効果の算出方法について具体的に説明する。
【００２８】
記憶部７には、所定の回転数（例えば２０００回転）でエンジンを回転してオルタネータ１３を駆動した場合に、単位時間当たりに発生する電気量のデータＸが予め格納されている。
【００２９】
さらに、単位消費燃料量当たりに、所定の回転数でエンジンを回転できる時間（燃費）を示すデータＹが予め格納されている。
【００３０】
まず、オルタネータ１３は、処理部５へ出力電圧等を出力する。処理部５は、回生発電が行われた場合に、オルタネータ１３からの出力等に基づいて、バッテリ１１に回生された電気量を算出する。ここで、オルタネータ１３によって生じた電力の一部は、電装品に供給される。そのため、処理部５は、予め想定された所定の基準電気量（電装品に供給される電気量に対応する。）を回生発電によって生じた電気量から除いて、回生された電気量（バッテリ１１に充電される電気量）を算出する。
【００３１】
処理部５は、回生された電気量が算出されると、データＸ及びデータＹを記憶部７から呼び出す。
【００３２】
次に、所定の回転数で回転するエンジンによってオルタネータ１３を駆動した場合に、バッテリ１１に回生された電気量と同等の電気量を発生させるのに必要な燃料量を演算する。そして、この燃料量を省燃費効果とする。省燃費効果は、回生発電によって得られた電気量によって、消費が抑制された燃料量に対応している。
【００３３】
ここで、省燃費効果は、回生した電気量、及びデータＸ，Ｙを用いて式（１）により算出される。
【００３４】
省燃費効果＝回生した電気量・１／Ｘ・１／Ｙ  …式（１）
この省燃費効果を、所望の計測開始時刻から回生発電が生じる毎に累積して表示部９に出力する。表示部９は累積された省燃費効果を累積省燃費効果として表示する。
【００３５】
以上説明した構成を備えているので、本実施の形態に係る車両電源管理装置は、回生発電によってバッテリ１１に回収された電気量を、所定の回転数でエンジン１５を回転してオルタネータ１３により発電した場合に必要とされる燃料量に換算して表示することができる。その結果、ドライバーは、回生発電によってどの程度燃費消費が抑制されたのか認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両電源管理装置のブロック図である。
【図２】表示部の表示画面の一例を示す図である。
【図３】バッテリの端子電圧、充電電流及び放電電流の時間的推移を模式的に示す波形図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  電流センサ
３  電圧センサ
５  処理部
７  記憶部
９  表示部
１０  表示画面
１１  バッテリ
１２  累積省燃費効果表示部
１３  オルタネータ
１５  エンジン
１７  負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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