(57)【要約】【課題】自動車の走行中であって、特に、エンジンが停止する前に確実にバッテリーの充電を充分に行う。【解決手段】現在地から目的地までの走行予測距離または走行予測時間をカーナビゲーション装置１により検出し、その走行予測距離または走行予測時間が所定の基準距離または基準時間未満になった時点で、バッテリー３に対する急速充電を開始する。エンジンの停止時までにバッテリー３を確実に満充電の状態にすることができ、その後に暗電流等によりバッテリー３の出力電圧が徐々に低下しても、バッテリー３の出力電圧がエンジン始動に必要な電圧より低下する事態を防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたバッテリの状態を管理するバッテリ管理装置であって、
エンジンの動力に基づいて発電し前記バッテリに対する電力供給を行う発電手段と、
車両が目的地周辺の所定の範囲内に到達したか否かを推測する推測手段と、
前記推測手段で車両が前記目的地周辺の所定の範囲内に到達したことが推測された場合に、前記バッテリーに対する前記電力供給の供給レベルを増大するよう前記発電手段を制御する制御手段と
を備えるバッテリー管理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバッテリー管理装置であって、
前記推測手段が、カーナビゲーション装置から与えられた車両の現在地と前記目的地までの走行予測距離が所定の基準距離未満である場合に、車両が前記目的地周辺の所定の範囲内に到達したと推測することを特徴とするバッテリー管理装置。
【請求項３】
請求項１に記載のバッテリー管理装置であって、
前記推測手段が、カーナビゲーション装置から与えられた車両の現在地と前記目的地までの走行予測時間が所定の基準時間未満である場合に、車両が前記目的地周辺の所定の範囲内に到達したと推測することを特徴とするバッテリー管理装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のバッテリー管理装置であって、
前記バッテリーの状態を検出するバッテリー状態検出手段をさらに備え、
前記制御手段が、前記バッテリー状態検出手段が前記バッテリーの満充電を検出した場合に、前記バッテリーの充電を一次的に停止するよう前記発電手段を制御することを特徴とするバッテリー管理装置。
【請求項５】
車両に搭載されたバッテリの状態を管理するバッテリ管理方法であって、
所定の推測手段で、車両が目的地周辺の所定の範囲内に到達したか否かを推測する第１の工程と、
前記第１の工程において、車両が目的地周辺の所定の範囲内に到達したと推測された場合に、前記バッテリーに対する前記電力供給の供給レベルを増大する第２の工程と
を備えるバッテリー管理方法。
【請求項６】
請求項５に記載のバッテリー管理方法であって、
前記推測手段がカーナビゲーション装置であり、車両の現在地と前記目的地までの走行予測距離が所定の基準距離未満である場合に、車両が前記目的地周辺の所定の範囲内に到達したと推測することを特徴とするバッテリー管理方法。
【請求項７】
請求項５に記載のバッテリー管理方法であって、
前記推測手段がカーナビゲーション装置であり、車両の現在地と前記目的地までの走行予測時間が所定の基準時間未満である場合に、車両が前記目的地周辺の所定の範囲内に到達したと推測することを特徴とするバッテリー管理方法。
【請求項８】
請求項５ないし請求項７のいずれかに記載のバッテリー管理方法であって、
前記バッテリーの状態を検出する第３の工程をさらに備え、
前記第３の工程で前記バッテリーの満充電を検出した場合に、前記第２の工程において、前記バッテリーの充電を一次的に停止することを特徴とするバッテリー管理方法。
【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の状態を管理するバッテリー管理装置及びバッテリー管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車においては、バッテリからの電力を負荷に供給することが行われるが、逆に負荷において電力消費が少ないときには、エンジンの回転等の所定の動力をエネルギー源として、車載発電装置としてのオルタネータによってバッテリの充電が行われる。このことから、バッテリーの充電は、自動車の走行中に行うことが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
自動車においては、主電源のスイッチをオフにしても、負荷等の電気回路に暗電流が流れるため、ある程度のバッテリーの電力消費が行われることになる。
【０００４】
しかしながら、自動車のエンジンが停止している状態では、バッテリーに対して充電を行うことができない。そして、かかる状態が極端に長時間放置されると、次にエンジンを始動するためにイグニッションスイッチをオンにしても、バッテリー切れが生じてしまい、エンジンの始動を行うことができないおそれがある。
【０００５】
このことを考慮すると、自動車の走行中、即ちエンジンを停止する以前にできるだけバッテリーの充電を行っておくことが望ましい。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、自動車の走行中であって、特に、エンジンが停止する前に確実にバッテリーの充電を充分に行うことが可能なバッテリー管理装置及びバッテリー管理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、車両に搭載されたバッテリの状態を管理するバッテリ管理装置であって、エンジンの動力に基づいて発電し前記バッテリに対する電力供給を行う発電手段と、車両が目的地周辺の所定の範囲内に到達したか否かを推測する推測手段と、前記推測手段で車両が前記目的地周辺の所定の範囲内に到達したことが推測された場合に、前記バッテリーに対する前記電力供給の供給レベルを増大するよう前記発電手段を制御する制御手段とを備えるものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のバッテリー管理装置であって、前記推測手段が、カーナビゲーション装置から与えられた車両の現在地と前記目的地までの走行予測距離が所定の基準距離未満である場合に、車両が前記目的地周辺の所定の範囲内に到達したと推測するものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のバッテリー管理装置であって、前記推測手段が、カーナビゲーション装置から与えられた車両の現在地と前記目的地までの走行予測時間が所定の基準時間未満である場合に、車両が前記目的地周辺の所定の範囲内に到達したと推測するものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のバッテリー管理装置であって、前記バッテリーの状態を検出するバッテリー状態検出手段をさらに備え、前記制御手段が、前記バッテリー状態検出手段が前記バッテリーの満充電を検出した場合に、前記バッテリーの充電を一次的に停止するよう前記発電手段を制御するものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、車両に搭載されたバッテリの状態を管理するバッテリ管理方法であって、所定の推測手段で、車両が目的地周辺の所定の範囲内に到達したか否かを推測する第１の工程と、前記第１の工程において、車両が目的地周辺の所定の範囲内に到達したと推測された場合に、前記バッテリーに対する前記電力供給の供給レベルを増大する第２の工程とを備えるものである。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のバッテリー管理方法であって、前記推測手段がカーナビゲーション装置であり、車両の現在地と前記目的地までの走行予測距離が所定の基準距離未満である場合に、車両が前記目的地周辺の所定の範囲内に到達したと推測するものである。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載のバッテリー管理方法であって、前記推測手段がカーナビゲーション装置であり、車両の現在地と前記目的地までの走行予測時間が所定の基準時間未満である場合に、車両が前記目的地周辺の所定の範囲内に到達したと推測するものである。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項５ないし請求項７のいずれかに記載のバッテリー管理方法であって、前記バッテリーの状態を検出する第３の工程をさらに備え、前記第３の工程で前記バッテリーの満充電を検出した場合に、前記第２の工程において、前記バッテリーの充電を一次的に停止するものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１及び請求項５に記載の発明のバッテリー管理装置は、車両が目的地周辺の所定の範囲内に到達した場合に、バッテリーに対する電力供給の供給レベルを増大するので、エンジンの停止時までにバッテリーを確実に充電することができる。したがって、エンジンの停止後に暗電流等によりバッテリーの出力電圧が徐々に低下しても、バッテリーの出力電圧がエンジン始動に必要な電圧より低下する時期を遅らせることができ、長期放置に絶え得る自動車を提供できる。
【００１６】
請求項２、請求項３、請求項６及び請求項７に記載の発明のバッテリー管理装置は、推測手段としてカーナビゲーション装置を適用しているので、車両が目的地周辺の所定の範囲内に到達したか否かを容易に推測できる。
【００１７】
請求項４及び請求項８に記載の発明のバッテリー管理装置は、バッテリーの満充電時に当該バッテリーに対する充電を一次的に停止するので、バッテリーに対する過充電を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜構成＞
図１は本発明の一の実施形態に係るバッテリー管理装置を示すブロック図である。このバッテリー管理装置は、図１の如く、自動車において、走行予測距離を推測するためのカーナビゲーション装置１で現在位置から目的地に至るまでの走行予測距離を演算し、その走行予測距離が所定の基準距離未満になった時点で、車両が目的地周辺の所定の範囲内に到達したものとして、バッテリー３に対する充電を開始し、そのバッテリー３の容量を走行中にできるだけ確保するようにしたものである。
【００１９】
具体的に、このバッテリー管理装置は、車両に搭載されたバッテリー３の状態を管理するものであって、エンジンの始動及び停止を検出するエンジン状態検出手段としてのイグニッションスイッチ（以下、「ＩＧスイッチ」という）５と、バッテリー３の状態として当該バッテリー３の出力電圧を検出する電圧センサ（バッテリー状態検出手段）７と、バッテリー３の充電電圧を調整制御するオルタネータ（発電手段）９と、エンジンを制御するエンジン制御部１１と、カーナビゲーション装置１からの情報に基づいてエンジン制御部（制御手段）１１を制御する中央制御部（推測手段）１３とを備えている。
【００２０】
カーナビゲーション装置１は、自動車の例えばインストルメント・パネルの一部に設置され、図１の如く、操作者による入力操作により自動車の走行に係る目的地を入力する入力装置２１と、この入力装置２１にて操作入力された自動車の目的地を記憶する目的地記憶部２３と、自動車の現在位置を検出する現在位置検出部２５と、現在位置検出部２５で検出された現在位置から目的地記憶部２３に記憶された目的地に至るまでの推奨経路を探索する推奨経路探索部２７と、推奨経路探索部２７で探索された推奨経路の経路距離を演算して走行予測距離を演算する走行予測距離演算部２９とを備える。
【００２１】
入力装置２１は、押し操作釦、十字キーまたはジョイスティック等の既存の操作入力部品が用いられ、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ）装置等に予め格納された地図情報を液晶表示パネル等の所定の表示装置（図示省略）に表示させながら、その地図情報における目的地を操作者の手操作によって入力できるようになっている。
【００２２】
目的地記憶部２３は、フラッシュＲＯＭ等の書き換え可能な不揮発性記憶装置等が使用され、入力装置２１で入力された目的地を記憶する。
【００２３】
現在位置検出部２５は、図示しない車速センサからの車速パルス及び地磁気センサからの地磁気による方角により地図を自律航法制御によりトレースするとともに、ＧＰＳ衛星から伝送されるＧＰＳ信号をアンテナを通じて受信し、このＧＰＳ信号に含まれた情報をと、光ディスク装置等に予め格納された地図情報とを利用して、地図上での自動車位置の確認を行い、自律航法制御でのトレースにおいて位置ずれが発生したときに位置補正（マップマッチング）を行いながら、自動車の現在位置を検出するようになっている。
【００２４】
推奨経路探索部２７は、現在位置検出部２５で検出された現在位置から目的地記憶部２３に記憶された目的地に至るまでに存在する道路網を光ディスク装置等に予め格納された地図情報から摘出し、最短時間基準、最短距離基準または最低料金基準等の条件下で推奨経路を検索するものである。ここで、光ディスク装置内に格納された地図情報では、例えば、車道幅が３．０ｍ（１車線）以上の道路を勘案して、固有の番号をもつ結節点（ノード）と結節点間の道路区間（リンク）の組合わせにより各道路を識別するようになっており、推奨経路探索部２７では、この光ディスク装置内の道路に関するデータを利用して推奨経路を検索するようになっている。
【００２５】
走行予測距離演算部２９は、推奨経路探索部２７で探索された推奨経路における各ノード同士のリンクの距離を総合計演算することで、例えば、自動車の現在地から目的地までの走行予測距離を演算する。
【００２６】
電圧センサ７は、バッテリー３の出力電圧を検出してエンジン制御部１１に与える。
【００２７】
オルタネータ９は、発電機３１と、レギュレータ３３と、制御部３５とを備えて構成されている。
【００２８】
発電機３１は、ステータコイル３１ａと、ロータコイル３１ｂとを備えている。
【００２９】
レギュレータ３３は、発電機３１によって発電された発電電流を整流するとともに、その電圧レベルを調整して出力する。その出力された電流は、バッテリー３に供給されて充電されるとともに、各種負荷にも供給される。
【００３０】
制御部３５は、エンジン制御部１１から与えられる制御信号に基づいて、オルタネータ９の制御を行う。例えば、制御部３５によって、レギュレータ３３の整流動作及び出力電圧の調整動作、及び発電機３１の発電動作のオン、オフ制御及び発電量の調整が行われる。発電のオン、オフ及び発電量の調整は、例えば発電機３１のロータコイル３１ｂに供給する励磁電流をオン、オフ及びレベル調整することにより行われる。
【００３１】
中央制御部１３は、ＩＧスイッチ５がオンになった後、カーナビゲーション装置１から与えられた自動車の現在地から目的地までの走行予測距離が、例えば１km等の所定の基準距離未満であるか否かを比較判断し、走行予測距離が基準距離未満になった時点で、オルタネータ９の制御、即ち、レギュレータ３３の整流動作及び出力電圧の調整動作、及び発電機３１の発電動作のオン、オフ制御及び発電量の調整を行い、バッテリー３に対する充電を開始して、そのバッテリー３の容量を走行中にできるだけ確保するように、エンジン制御部１１に指令を与える。
【００３２】
エンジン制御部１１は、図示しないエンジンの制御を行いつつ、さらにバッテリー３の状態管理等も行うようになっている。すなわち、エンジン制御部１１は、エンジンが始動されているときに、オルタネータ９を制御して発電を行わせ、バッテリー３の充電等を行うようになっている。バッテリー３の充電のタイミングとしては、駐車中の消耗により低下したバッテリー３の充電残量を補うためにエンジン始動時に行う充電動作の他、走行中にバッテリー３の充電残量が低下した場合の充電動作が挙げられるが、実施形態に係る発明は特に、カーナビゲーション装置１から与えられた自動車の現在地から目的地までの走行予測距離が所定の基準距離未満になった旨を中央制御部１３が判断した時点で、バッテリー３に対する充電を開始して、そのバッテリー３の容量を走行中にできるだけ確保する。
【００３３】
より具体的には、エンジン制御部１１は、オルタネータ９の電力供給レベルが２段階（通常充電レベル／急速充電レベル）に変化されるようになっている。すなわち、後述のように、カーナビゲーション装置１から与えられた上記走行予測距離が所定の基準距離未満になった旨を中央制御部１３が判断した場合に、オルタネータ９の電力供給レベルが通常充電レベルよりも高い急速充電レベルに高められて、バッテリー３の出力電圧が充電（急速充電）が行われるように制御する。
【００３４】
一方、それ以外の場合であって、後述のようにバッテリー３が満充電状態でない場合に、エンジン制御部１１での制御に基づいて、オルタネータ９の電力供給レベルが通常充電レベルに設定されて、バッテリー３の充電（通常充電）が行われる。
【００３５】
ここで、オルタネータ９の電力供給レベルの調整は、例えば、次の３つの方法を単独で、または組み合わせて用いることにより行われる。その第１の方法としては、オルタネータ９のレギュレータ３３による調整電圧を変化させてオルタネータ９の出力電圧を高、低に変化させることにより、オルタネータ９の電力供給レベルを増減させる方法がある。第２の方法としては、オルタネータ９の発電機３１のロータコイル３１ｂに供給する励磁電流のレベルを高、低に変化させることにより、オルタネータ９の電力供給レベルを増減させる方法がある。第３の方法としては、図示しないトランスミッションコントローラの自動変速動作によるシフトアップを抑制、又はシフトダウンを促進させることにより、オルタネータ９の電力供給レベルを増大させる方法がある。この場合、自動変速動作によるシフトアップのタイミングを遅らせる（抑制する）と、通常の変速制御に比してエンジンの回転数が結果的に上がりオルタネータ９の発電量が増大する。また、自動変速動作によるシフトダウンのタイミングを早めた（促進させた）場合にも、通常の変速制御に比してエンジンの回転数が結果的に上がりオルタネータ９の発電量が増大する。
【００３６】
また、エンジン制御部１１は、エンジンが始動された場合に、電圧センサ７から与えられたバッテリー３の出力電圧に応じてオルタネータ９の電力供給レベルを制御する。ここで、エンジンの始動に伴って開始されたバッテリー３の充電動作は、電圧センサ７によって検出されるバッテリー３の出力電圧が所定値（例えば、１４Ｖ）に到達（満充電状態）するまで行われる。
【００３７】
＜動作＞
図２の実線Ｇ１は、本実施形態に係るバッテリー管理装置が適用されたバッテリー３の出力電圧の推移を示す図である。尚、図２中においては、中央制御部１３で上記走行予測距離の判断による制御を行わない比較例が点線Ｇ２により示されている。また、図２中の時刻Ｔ１は中央制御部１３により自動車の現在地から目的地までの走行予測距離が基準距離未満になったと判断された時刻に対応しており、時刻Ｔ２は急速充電レベルによりバッテリー３の充電が完了した時刻に対応しており、時刻Ｔ３はＩＧスイッチ５がオフ（エンジンが停止）された時刻に対応しており、時刻Ｔ４は自動車が所定の期間放置された時刻に対応している。
【００３８】
自動車が通常走行している間、その状況によりバッテリー３の充放電が繰り返される。この間、バッテリー３が満充電状態にならない限り、エンジン制御部１１での制御に基づいて、オルタネータ９の電力供給レベルが通常充電レベルに設定されて、バッテリー３の充電（通常充電）が行われる。この場合のバッテリー３の出力電圧は、図２において時刻Ｔ１に至るまでの期間で、１２Ｖに設定されているものとして図示している。
【００３９】
そして、時刻Ｔ１で、カーナビゲーション装置１から与えられた上記走行予測距離が基準距離未満になった旨を中央制御部１３が判断すると、中央制御部１３は、エンジン制御部１１に対して、オルタネータ９の電力供給レベルを急速充電レベルに切り換えるように指令する。そうすると、エンジン制御部１１は、オルタネータ９のレギュレータ３３による調整電圧を変化させたり、オルタネータ９の発電機３１のロータコイル３１ｂに供給する励磁電流のレベルを変化させたり、図示しないトランスミッションコントローラの自動変速動作によるシフトアップを抑制又はシフトダウンを促進させたりして、オルタネータ９の電力供給レベルを増大させて、バッテリー３の充電（急速充電）を行う。
【００４０】
そして、エンジン制御部１１は、電圧センサ７での出力電圧の検出結果に基づいて、時刻Ｔ２でバッテリー３の出力電圧が所定値（例えば、１４Ｖ）に達したこと（満充電）を検出すると、充電動作を一時的に停止する。ただし、この充電動作の一時的な停止により、バッテリー３の出力電圧が低下し始めた場合は、走行予測距離が既に基準距離未満になっていることから、再びバッテリー３に対する急速充電が行われる。このように、バッテリー３が満充電となった時刻Ｔ２からエンジンが停止する時刻Ｔ３まで間は、バッテリー３の充電（急速充電）と満充電による充電動作の停止とが交互に繰り返される。その結果、エンジンが時刻Ｔ３で停止される以前にバッテリー３がほぼ満充電に迅速に設定され、かかる状態が時刻Ｔ３のエンジン停止時点まで保持されることになる。
【００４１】
そして、時刻Ｔ３でエンジンが停止されると、バッテリー３に対する充電が停止され、その後、自動車内に流れる暗電流等によりバッテリー３の放電が行われる。このため、時刻Ｔ３以後は、バッテリー３の出力電圧が徐々に低下する。
【００４２】
ここで、中央制御部１３で走行予測距離の判断による制御を行わない比較例（図２の点線Ｇ２）を考えると、この場合は、時刻Ｔ１になっても、バッテリー３の急速充電が行われないため、バッテリー３の出力電圧は、それ以前の１２Ｖ程度になる可能性が高い。そして、エンジン停止の時刻Ｔ３においてもこの状態が維持される。したがって、時刻Ｔ３でエンジンが停止されてバッテリー３に対する充電が停止されると、バッテリー３の出力電圧は１２Ｖの状態から低下し始めて、時刻Ｔ４になると、このバッテリー３の出力電圧がほぼ８Ｖ程度にまで低下してしまう。かかる８Ｖは、次にエンジンを始動するのに必要な最低限の電圧であるため、時刻Ｔ４以降にも引き続きエンジンを始動せずに自動車を放置した場合、さらにバッテリー３の出力電圧が低下してしまい、次にエンジンを始動しようとしても、電圧不足でエンジン始動を行うことができなくなってしまう。
【００４３】
これに対して、この実施形態では、現在地から目的地までの走行予測距離をカーナビゲーション装置１により検出し、その走行予測距離が所定の基準距離未満になった時点Ｔ１で、バッテリー３に対する急速充電を開始するようにしているので、エンジンの停止時（時刻Ｔ３）までにバッテリー３を確実に満充電の状態にすることができ、その後に暗電流等によりバッテリー３の出力電圧が徐々に低下しても、少なくとも時刻Ｔ４の時点でバッテリー３の出力電圧がエンジン始動に必要な電圧より低下する事態を防止できる。
【００４４】
尚、上記実施形態では、カーナビゲーション装置１から与えられた現在地から目的地までの走行予測距離が基準距離未満になったと判断したときに、車両が目的地周辺の所定の範囲内に到達したものとして、バッテリー３に対する電力供給の供給レベルを増大していたが、カーナビゲーション装置１から与えられた現在地から目的地までの走行予測時間の情報を得て、この走行予測時間が基準時間未満になったと判断したときに、車両が目的地周辺の所定の範囲内に到達したものとして、バッテリー３に対する電力供給の供給レベルを増大してもよう。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一の実施形態に係るバッテリー管理装置を示すブロック図である。
【図２】図１のバッテリ管理装置が適用されたバッテリの出力電圧の推移を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  カーナビゲーション装置
３  バッテリー
５  ＩＧスイッチ
７  電圧センサ
９  オルタネータ
１１  エンジン制御部
１３  中央制御部
２１  入力装置
２３  目的地記憶部
２５  現在位置検出部
２７  推奨経路探索部
２９  走行予測距離演算部
３１  発電機
３１ａ  ステータコイル
３１ｂ  ロータコイル
３３  レギュレータ
３５  制御部
【図１】
2005354761.tif 000003
【図２】
2005354761.tif 000004