(57)【要約】【課題】車両運行システム及びその制御方法を提供する。【解決手段】電力を生成する発電モジュール、発電モジュールで生成された電力を使用して充電されるバッテリー、バッテリーの充電を制御するバッテリー管理部、バッテリーを冷却する冷却部と、を備え、バッテリー管理部は、バッテリーの満充電時にバッテリーに供給される電力を遮断し、冷却部は、バッテリー管理部がバッテリーに供給される電力を遮断する場合、発電モジュールで生成される電力を消費することを特徴とする車両運行システム。これにより、バッテリーパックが満充電された以後に生成される電力を効率的に使用して、バッテリーパックの安定性を高めつつも寿命を延ばせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を生成する発電モジュールと、
前記発電モジュールで生成された電力を使用して充電されるバッテリーと、
前記バッテリーの充電を制御するバッテリー管理部と、
前記バッテリーを冷却する冷却部と、を備え、
前記バッテリー管理部は、前記バッテリーの満充電時に前記バッテリーに供給される電力を遮断し、
前記冷却部は、前記バッテリー管理部が前記バッテリーに供給される電力を遮断する場合、前記発電モジュールで生成される電力を消費することを特徴とする車両運行システム。
【請求項２】
前記バッテリー管理部から前記バッテリーの充電状態に関するデータを受信し、前記データに基づいて前記冷却部を制御するメイン制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の車両運行システム。
【請求項３】
前記メイン制御部は、前記バッテリー管理部から満充電状態を表すデータを受信し、前記データに基づいて前記冷却部を制御する制御信号を生成することを特徴とする請求項２に記載の車両運行システム。
【請求項４】
前記冷却部は、前記バッテリーを冷却させるためのファン及び前記ファンの駆動を制御するファン制御部を備え、
前記ファン制御部は、前記制御信号によって前記ファンの回転速度を調節することを特徴とする請求項３に記載の車両運行システム。
【請求項５】
前記ファン制御部は、前記発電モジュールで生成される電力をいずれも消費するように前記ファンを回転させることを特徴とする請求項４に記載の車両運行システム。
【請求項６】
前記メイン制御部は、前記バッテリー管理部から前記バッテリーの充電状態を表すデータを受信し、前記充電状態が基準値より大きい場合、前記冷却部の駆動を開始する制御信号を生成することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の車両運行システム。
【請求項７】
前記冷却部は、前記バッテリーを冷却させるためのファン及び前記ファンの駆動を制御するファン制御部を備え、
前記ファン制御部は、前記制御信号に基づいて前記ファンの回転速度を調節することを特徴とする請求項６に記載の車両運行システム。
【請求項８】
前記発電モジュールで生成される電力を使用して、前記バッテリー充電及び前記冷却部の駆動を同時に行うことを特徴とする請求項６または７に記載の車両運行システム。
【請求項９】
前記充電状態を表すデータは、前記バッテリーの電圧を表すデータであることを特徴とする請求項２乃至８のいずれか一項に記載の車両運行システム。
【請求項１０】
前記メイン制御部は、前記バッテリーの電圧を表すデータから前記バッテリーの温度を推定し、前記推定された温度によって前記冷却部を制御することを特徴とする請求項９に記載の車両運行システム。
【請求項１１】
前記バッテリー管理部は、前記バッテリーの充電状態に関するデータを前記冷却部に直接伝送することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の車両運行システム。
【請求項１２】
前記冷却部は、前記バッテリーを冷却させるためのファン及び前記ファンの駆動を制御するファン制御部を備え、
前記ファン制御部は、前記データに基づいて前記ファンの回転速度を調節することを特徴とする請求項１１に記載の車両運行システム。
【請求項１３】
前記ファン制御部は、前記バッテリー管理部から満充電状態を表すデータを受信した場合、前記発電モジュールで生成された電力をいずれも消費するように前記ファンを回転させることを特徴とする請求項１２に記載の車両運行システム。
【請求項１４】
前記充電状態が基準値以上である場合、前記冷却部の駆動を開始することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の車両運行システム。
【請求項１５】
前記発電モジュールで生成される電力を使用して、前記バッテリー充電及び前記冷却部の駆動を同時に行うことを特徴とする請求項１４に記載の車両運行システム。
【請求項１６】
前記充電状態を表すデータは、前記バッテリーの電圧を表すデータであることを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか一項に記載の車両運行システム。
【請求項１７】
前記冷却部は、前記バッテリーの電圧を表すデータから前記バッテリーの温度を推定し、前記推定された温度によって前記冷却部を制御することを特徴とする請求項１６に記載の車両運行システム。
【請求項１８】
発電モジュールで生成される電力でバッテリーを充電する段階と、
前記バッテリーの充電状態を判断する段階と、
前記バッテリーが満充電状態であるかどうかを判断する段階と、
前記バッテリーが満充電状態である時に、前記バッテリーに供給される電力を遮断する段階と、
前記発電モジュールで生成される電力を、前記バッテリーを冷却させる冷却部で消費する段階と、を含むことを特徴とする車両運行制御方法。
【請求項１９】
前記バッテリーが満充電状態である場合、前記冷却部は、前記発電モジュールで生成される電力をいずれも消費することを特徴とする請求項１８に記載の車両運行制御方法。
【請求項２０】
前記バッテリーの充電状態を判断する段階は、前記バッテリーの電圧を測定する段階を含み、
前記冷却部は、前記バッテリーの充電状態が基準値以上である場合、前記バッテリーの電圧に基づいて、前記発電モジュールで生成される電力のうち、前記バッテリーの充電に使われる電力量と、前記冷却部で使われる電力量とを定めることを特徴とする請求項１８または１９に記載の車両運行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、車両運行システム及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常二次電池は、充電不可能な一次電池とは異なって、充放電の可能な電池である。二次電池は、適用される外部機器の種類によって単一電池の形態で使われても、複数の電池を連結して１つの単位に合わせた電池モジュールの形態で使われてもよい。
【０００３】
従来は、運送手段に使われるエンジンの始動のための電源供給装置として、鉛蓄電池を使用している。最近は、燃費改善のためにＩＳＧ（Ｉｄｌｅ Ｓｔｏｐ＆Ｇｏ）システムが適用されており、段々広がりつつある。空回り制限装置であるＩＳＧシステムを支援する電源供給装置は、エンジン始動のための高出力を出すことができる出力特性を持つべきである。また電源供給装置は、頻繁な始動にも充放電特性が堅く維持され、長寿命が保証されねばならない。ところが、既存の鉛蓄電池は、ＩＳＧシステム下で劣化による充放電特性の悪化、及びこれによる寿命短縮が問題となった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、バッテリーパックが運送手段の発電モジュールから充電電流を供給される構成で、バッテリーパックを適宜に充電可能な車両運行システムを提供するためのものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態の一側面によれば、電力を生成する発電モジュールと、前記発電モジュールで生成された電力を使用して充電されるバッテリーと、前記バッテリーの充電を制御するバッテリー管理部と、前記バッテリーを冷却する冷却部と、を備え、前記バッテリー管理部は、前記バッテリーの満充電時に前記バッテリーに供給される電力を遮断し、前記冷却部は、前記バッテリー管理部が前記バッテリーに供給される電力を遮断する場合、前記発電モジュールで生成される電力を消費することを特徴とする車両運行システムを提供する。
【０００６】
かかる車両運行システムの一特徴によれば、前記バッテリー管理部から前記バッテリーの充電状態に関するデータを受信し、前記データに基づいて前記冷却部を制御するメイン制御部をさらに備える。
【０００７】
前記特徴の一側面によれば、前記メイン制御部は、前記バッテリー管理部から満充電状態を表すデータを受信し、前記データに基づいて前記冷却部を制御する制御信号を生成する。
【０００８】
前記冷却部は、前記バッテリーを冷却させるためのファン及び前記ファンの駆動を制御するファン制御部を備え、前記ファン制御部は、前記制御信号によって前記ファンの回転速度を調節する。
【０００９】
前記ファン制御部は、前記発電モジュールで生成される電力をいずれも消費するように前記ファンを回転させる。
【００１０】
前記特徴の他の側面によれば、前記メイン制御部は、前記バッテリー管理部から前記バッテリーの充電状態を表すデータを受信し、前記充電状態が基準値より大きい場合、前記冷却部の駆動を開始する制御信号を生成する。
【００１１】
前記冷却部は、前記バッテリーを冷却させるためのファン及び前記ファンの駆動を制御するファン制御部を備え、前記ファン制御部は、前記制御信号に基づいて前記ファンの回転速度を調節する。
【００１２】
前記発電モジュールで生成される電力を使用して、前記バッテリー充電及び前記冷却部の駆動を同時に行う。
【００１３】
前記特徴のさらに他の側面によれば、前記充電状態を表すデータは、前記バッテリーの電圧を表すデータである。
【００１４】
前記メイン制御部は、前記バッテリーの電圧を表すデータから前記バッテリーの温度を推定し、前記推定された温度によって前記冷却部を制御する。
【００１５】
一方、車両運行システムの他の特徴によれば、前記バッテリー管理部は、前記バッテリーの充電状態に関するデータを前記冷却部に直接伝送する。
【００１６】
前記特徴の一側面によれば、前記冷却部は、前記バッテリーを冷却させるためのファン及び前記ファンの駆動を制御するファン制御部を備え、前記ファン制御部は、前記データに基づいて前記ファンの回転速度を調節する。
【００１７】
前記ファン制御部は、前記バッテリー管理部から満充電状態を表すデータを受信した場合、前記発電モジュールで生成された電力をいずれも消費するように前記ファンを回転させる。
【００１８】
前記特徴の他の側面によれば、前記充電状態が基準値以上である場合、前記冷却部の駆動を開始する。
【００１９】
前記発電モジュールで生成される電力を使用して、前記バッテリー充電及び前記冷却部の駆動を同時に行う。
【００２０】
前記特徴の他の側面によれば、前記充電状態を表すデータは、前記バッテリーの電圧を表すデータである。
【００２１】
前記冷却部は、前記バッテリーの電圧を表すデータから前記バッテリーの温度を推定し、前記推定された温度によって前記冷却部を制御する。
【００２２】
本発明の実施形態の他の側面によれば、発電モジュールで生成される電力でバッテリーを充電する段階と、前記バッテリーの充電状態を判断する段階と、前記バッテリーが満充電状態であるかどうかを判断する段階と、前記バッテリーが満充電状態である時に、前記バッテリーに供給される電力を遮断する段階と、前記発電モジュールで生成される電力を、前記バッテリーを冷却させる冷却部で消費する段階と、を含むことを特徴とする車両運行制御方法を提供する。
【００２３】
かかる車両運行制御方法の一特徴によれば、前記バッテリーが満充電状態である場合、前記冷却部は、前記発電モジュールで生成される電力をいずれも消費する。
【００２４】
車両運行制御方法の他の特徴によれば、前記バッテリーの充電状態を判断する段階は、前記バッテリーの電圧を測定する段階を含み、前記冷却部は、前記バッテリーの充電状態が基準値以上である場合、前記バッテリーの電圧に基づいて、前記発電モジュールで生成される電力のうち、前記バッテリーの充電に使われる電力量と、前記冷却部で使われる電力量とを定める。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の実施形態によれば、バッテリーパックが満充電された以後に生成される電力を効率的に使用して、バッテリーパックの安定性を高めつつも寿命を延ばせる車両運行システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態による車両運行システムを示すブロック図である。
【図２】図１によるバッテリーパックの構造を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による発電モジュールの電流生成量を示すグラフである。
【図４】図１の実施形態による車両運行システムの動作状態を示す図面である。
【図５】図１の実施形態による車両運行システムの動作状態を示す図面である。
【図６】図１の実施形態による車両運行システムの動作状態を示す図面である。
【図７】図１の実施形態による車両運行システムの制御方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施形態による車両運行システムを示すブロック図である。
【図９】本発明の図８の実施形態による車両運行システムの制御方法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】
【００２７】
本発明は、多様に変換可能であり、かつ色々な実施形態を持つことができるところ、特定実施形態を図面に例示して詳細な説明に詳細に説明する。しかし、これらは、本発明を特定の実施形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変換、均等物ないし代替物を含むと理解されねばならない。本発明を説明するに際して、関連する公知技術についての具体的な説明が本発明の趣旨を不明にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００２８】
本出願で使用した用語は単に特定の実施形態を説明するために使われたものであり、本発明を限定しようとするものではない。単数の表現は、文脈上明らかに異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本出願で、“含む”または“持つ”などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在するということを指定しようとするものであり、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないと理解されねばならない。
【００２９】
以下、本発明による実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明するが、添付図面を参照して説明するに当って、同一または対応する構成要素には同じ図面番号を付与し、これについての重なる説明は省略する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施形態による車両運行システム１を示すブロック図である。車両運行システム１が適用される運送手段は、例えば、自動車、電気自転車などである。
【００３１】
図１を参照すれば、車両運行システム１は、バッテリーパック１００、スタートモータ１１０、発電モジュール１２０、冷却部１３０、電気負荷１４０、メイン制御部１５０を備える。
【００３２】
バッテリーパック１００は、発電モジュール１１０から生成される電流を供給されて電気エネルギーを保存し、スタートモータ１２０にスタートモータ１２０の駆動電流を供給する。またバッテリーパック１００は、保存された電力を、後述するバッテリー管理部１０２、ファン制御部１３２、メイン制御部１５０などの制御ユニットの動作電源として供給できる。バッテリーパック１００は、バッテリー１０１とバッテリー管理部（ＢＭＳ：Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）１０２とを備える。
【００３３】
バッテリー１０１は、充電可能な二次電池であり、少なくとも１つのバッテリーセルが直列及び／または並列に連結されて構成される。バッテリー１０１は、望ましくは、リチウム−イオン電池でありうる。
【００３４】
本実施形態によるバッテリーパック１００は、燃費改善のために、ＩＳＧ（Ｉｄｌｅ Ｓｔｏｐ＆Ｇｏ）機能が具現されたＩＳＧシステムのエンジン始動のための電源供給装置に適用される。ＩＳＧシステムでは、エンジンの中止及び再始動が頻繁に反復されるにつれてバッテリーパック１００の充放電が反復される。
【００３５】
従来ＩＳＧシステムに適用される鉛蓄電池は、充放電動作が頻繁に反復される場合に寿命が短縮され、充放電特性が低下するという問題があった。例えば、充放電の反復によって充電容量が低下してエンジンの始動性が低下し、これによって鉛蓄電池の交換周期が短くなるという問題があった。
【００３６】
しかし、本実施形態によれば、バッテリーパック１００が鉛蓄電池に比べて、充放電特性が比較的一定に維持され、かつ経時的に劣化の少ないリチウム−イオン電池を備えることで、エンジンの停止及び再始動が反復されるＩＳＧシステムに好適に適用される。また、同一充電容量の鉛蓄電池に比べて重量を低減させることで燃費改善効果を期待でき、鉛蓄電池より小さい体積でも同一充電容量を具現できるので、省スペースの可能な長所がある。
【００３７】
本実施形態でバッテリー１０１は、リチウム−イオン電池に限定されるものではなく、多様な種類の電池を含む。但し、バッテリー１０１として使われる電池は、発電モジュール１２０の出力電圧より定格電圧が低い。例えば、バッテリー１０１としては、ニッケル−水素電池（ＮｉＭＨ：ｎｉｃｋｅｌ ｍｅｔａｌ ｈｙｂｒｉｄｅ ｂａｔｔｅｒｙ）、ニッケル−カドミウム電池などが使われる。
【００３８】
本実施形態によれば、バッテリーパック１００はバッテリー管理部１０２を備える。リチウム−イオン電池は、鉛蓄電池に比べて、充放電特性は優れるが、安定性が低いという問題点がある。したがって、バッテリーパック１００には、バッテリー管理部１０２を備えてバッテリー１０１が安定的に充放電可能にする。すなわち、バッテリー管理部１０２は、バッテリー１０１の充放電を制御してバッテリー１０１の過充電や過放電を防止する。例えば、バッテリー管理部１０２は、バッテリー１０１の満充電時にはバッテリー１０１に供給される電力を遮断する。
【００３９】
バッテリー管理部１０２は、第３端子Ｐ３を通じてメイン制御部１５０と通信して、バッテリー１０１の充電状態や温度などの各種データを送受信できる。またバッテリー管理部１０２は、第４端子Ｐ４を通じて後述するファン制御部１３２にバッテリーの充電状態についてのデータを伝送できる。バッテリー管理部１０２の具体的な構成については、図２を参照して詳細に説明する。
【００４０】
スタートモータ１１０は、車両の始動時に駆動され、エンジン（図示せず）の駆動軸を回転させる初期回転動力を提供する。例えば、スタートモータ１１０は、バッテリーパック１００の第１端子Ｐ１及び第２端子Ｐ２を通じて電力を供給されて、エンジンの始動時またはアイドル・ストップ以後、エンジンの再始動時に駆動軸を回転させてエンジンを駆動できる。
【００４１】
発電モジュール１２０は、エンジンの駆動軸と連結されて、エンジンの駆動中に駆動されて回転動力を電気的な出力に変換する。すなわち、発電モジュール１２０は、エンジンの駆動中に電力を生成する構成であり、例えば、オルタネーターなどでありうる。発電モジュール１２０は、ＤＣ発電機またはＡＣ発電機と整流装置などを備え、概略ＤＣ１５Ｖ、さらに具体的には、ＤＣ１４．４〜１４．８の電圧を持つ電力を生成して適宜な部分に供給できる。ここで発電モジュール１２０が生成した電力を供給する適宜な部分とは、バッテリーパック１００、冷却部１３０、電気負荷１４０などでありうる。
【００４２】
冷却部１３０は、バッテリーパック１００の充放電による温度上昇を感知して、バッテリーパック１００を冷却させてバッテリーパック１００の温度を下げる。冷却部１３０は、電源を供給されて回転動力から風を生成するファン１３１と、ファン１３１の駆動を制御するファン制御部１３２とを備える。また冷却部１３０は、ファン１３１に流れる電流のフローを制御するスイッチング部１３３を備える。
【００４３】
ファン１３１は、バッテリーパック１００を直接冷却させられるように、ファン１３１で発生した風がバッテリーパック１００またはバッテリーパック１００に備えられたバッテリー１０１になるべく直接到達するように構成できる。またはファン１３１は、少なくともダクトなどを通じて風がバッテリーパック１００やバッテリー１０１に到達するように構成することもできる。
【００４４】
本実施形態によるファン制御部１３２は、バッテリー管理部１０２からバッテリー１０１の充電状態についてのデータを受信する。ファン制御部１３２は、受信したデータに基づいてファン１３１を駆動する。例えば、ファン制御部１３２の動作は、次の通りである。
【００４５】
ファン制御部１３２は、バッテリー１０１の充電状態が基準値、例えば、９０％以下である場合には、スイッチング部１３３をＯＦＦさせてファン１３１に供給される電力を遮断できる。またファン制御部１３２は、バッテリー１０１の充電状態が基準値より大きい場合には、スイッチング部１３３をＯＮさせてファン１３１に電力を供給し、ファン１３１を駆動させるもののバッテリー１０１の充電状態に基づいてファン１３１の回転速度を調節できる。またファン制御部１３２は、バッテリー１０１が満充電状態である場合には、スイッチング部１３３をＯＮさせて発電モジュール１２０で生成されるあらゆる電力がファン１３１で消費されるようにファン１３１の回転速度を制御できる。
【００４６】
電気負荷１４０は、バッテリーパック１００に保存された電力を消費する構成である。電気負荷１４０は、例えば、ナビゲーション、オーディオ、照明灯、車両用ブラックボックス、盗難防止装置などの多様な種類の電子装置でありうる。電気負荷１４０をなす構成の数及び種類は、運送手段の具体的な具現例によって変わる。
【００４７】
メイン制御部１５０は、バッテリーパック１００が装着された車両運行システム１の全体動作を制御する制御部である。メイン制御部１５０は、バッテリーパック１００と第３端子Ｐ３とを通じて連結されて各種データ及び制御信号を交換し、バッテリーパック１００の状態をモニタリングしてバッテリーパック１００の動作を制御できる。
【００４８】
図２は、図１によるバッテリーパック１００の構造を示すブロック図である。
【００４９】
バッテリーパック１００は、前述したように、バッテリー１０１、バッテリー管理部１０２、第１ないし第４端子Ｐ１〜Ｐ４を備え、バッテリー管理部１０２は、また、バッテリー制御部１０３と保護回路１０４とを備える。
【００５０】
バッテリー制御部１０３は、バッテリー１０１の状態をモニタリングし、モニタリング結果をメイン制御部１５０に伝送する。すなわち、バッテリー制御部１０３は、バッテリー１０１にかかる電圧、バッテリー１０１に流れる電流、バッテリー１０１の温度、バッテリー１０１の充電状態などのデータを検出する。バッテリー制御部１０３は、前記それぞれのデータを独立的に検出してもよく、いずれか１つのデータから推定して獲得してもよい。例えば、バッテリー制御部１０３は、バッテリー１０１の電圧を測定し、測定した電圧からバッテリー１０１の充電状態または温度などを推定できる。
【００５１】
バッテリー制御部１０３は、検出した各種データを第３端子Ｐ３を通じてメイン制御部１５０に伝送する。そしてバッテリー制御部１０３は、メイン制御部１５０からデータや制御信号などを受信し、受信したデータや制御信号によって動作できる。
【００５２】
またバッテリー制御部１０３は、検出した各種データのうちバッテリー１０１の充電状態を表すデータを、第４端子Ｐ４を通じてファン制御部１３２に伝送する。この時、バッテリー１０１の充電状態を表すデータは、ＳＯＣの推定に使われるバッテリー１０１の電圧データでありうる。
【００５３】
保護回路１０４は、バッテリー制御部１０３の制御によってバッテリー１０１への電流のフローを制御する。例えば、バッテリー１０１に過電流が流れる場合、またはバッテリー１０１が過充電された場合、バッテリー制御部１０３は、保護回路１０４が電流経路を遮断するように制御し、前記制御によって保護回路１０４は、内部に備えられたスイッチング素子などをオフさせて電流のフローを遮断する。
【００５４】
図３は、本発明の一実施形態による発電モジュール１２０の電流生成量を示すグラフである。横軸は時間を表し、縦軸は電流の大きさを表す。
【００５５】
図３を参照すれば、発電モジュール１２０で電力を生成すれば、電流がバッテリーパック１００に流入される。電流が流入された量が増加するほどバッテリー１０１の充電量が増加し、ｔ１でバッテリー１０１は満充電状態になる。しかし、発電モジュール１２０では、電力が生成され続けて電流が流入され（ｔ１以後の斜線をひいた部分）、したがって、ｔ１以後の電力がバッテリー１０１に供給され続ければ、バッテリー１０１が過充電状態になって劣化が発生するなどバッテリー１０１に損傷が発生する。
【００５６】
図４ないし図６は、図１の実施形態による車両運行システム１の動作状態を示す図面である。図４は、バッテリー１０１がまだ十分に充電されていない場合を示す。
【００５７】
図４を参照すれば、発電モジュール１２０で電力を生成し、これにより電流Ｉ１が生成される。生成された電流Ｉ１は、バッテリーパック１００及び冷却部１３０側に流れる。
【００５８】
バッテリー制御部１０３は、バッテリー１０１の充電状態を検出し、バッテリー１０１の充電が必要であると判断して、保護回路１０４に含まれたスイッチング素子をＯＮさせるための制御信号Ｓｏｎを生成してスイッチング素子に印加する。これによって、スイッチング素子がＯＮ状態になり、電流Ｉ２がバッテリー１０１に流入されて充電が進む。例えば、バッテリー１０１の充電状態が９０％以下である場合、バッテリー制御部１０３は、スイッチング素子をＯＮさせてバッテリー１０１を充電する。
【００５９】
バッテリー制御部１０３はまた、バッテリー１０１の充電状態についてのデータ、すなわち、バッテリー１０１の電圧に関するデータＳｖをファン制御部１３２に直接伝送する。ファン制御部１３２は、受信したデータＳｖに基づいてバッテリー１０１の冷却が必要ないと判断する。したがって、ファン制御部１３２は、スイッチング部１３３がＯＦＦ状態になるように制御信号Ｓｏｆｆをスイッチング部１３３に印加して、ファン１３１に流入される電流Ｉ３を遮断する。
【００６０】
したがって、Ｉ１＝Ｉ２になり、Ｉ３＝０になる。すなわち、バッテリー１０１が充電され、冷却部１３０は駆動しない。
【００６１】
ファン制御部１３２は、バッテリー制御部１０３から受信したバッテリー１０１の充電状態についてのデータ、特にバッテリー１０１の電圧に関するデータに基づいてバッテリー１０１の温度を推定できる。バッテリー１０１の電圧が高いほどバッテリー１０１の充電が長く進んだわけであり、したがって、バッテリー１０１の温度が高いと推定できる。したがって、ファン制御部１３２は、バッテリー制御部１０３から受信したバッテリー１０１の電圧に関するデータが基準値以下ならば、バッテリー１０１の冷却が必要ないと判断し、したがって、ファン１３１を駆動させない。
【００６２】
図５は、バッテリー１０１の充電量が基準値より大きい場合を示す。
【００６３】
図５を参照すれば、発電モジュール１２０で電力を生成し、これにより電流Ｉ１が生成される。生成された電流Ｉ１は、バッテリーパック１００及び冷却部１３０側に流れる。
【００６４】
バッテリー制御部１０３はバッテリー１０１の充電状態を検出し、バッテリー１０１の充電量が基準値より大きいと判断して、保護回路１０４に含まれたスイッチング素子をＯＮさせ続け、バッテリー１０１を充電する。
【００６５】
バッテリー制御部１０３は、バッテリー１０１の充電状態についてのデータ、すなわち、バッテリー１０１の電圧に関するデータＳｖをファン制御部１３２に直接伝送する。ファン制御部１３２は、受信したデータＳｖに基づいてバッテリー１０１の冷却が必要であると判断する。したがって、ファン制御部１３２は、スイッチング部１３３をＯＮ状態にする制御信号Ｓｏｎをスイッチング部１３３に印加して、ファン１３１に電流Ｉ３を流入させてファン１３１の駆動を開始する。
【００６６】
したがって、Ｉ１＝Ｉ２＋Ｉ３になり、Ｉ２≠０、Ｉ３≠０になる。すなわち、バッテリー１０１の充電と冷却部１３０の駆動とが同時に行われる。
【００６７】
ファン制御部１３２は、バッテリー制御部１０３から受信したバッテリー１０１の電圧に関するデータに基づいてバッテリー１０１の温度を推定できる。バッテリー１０１の充電量が基準値より大きいため、バッテリー１０１の電圧も基準電圧より大きくなり、したがって、バッテリー１０１の温度が高いと推定できる。したがって、ファン制御部１３２は、バッテリー制御部１０３から受信したバッテリー１０１の電圧に関するデータが基準値より大きければ、バッテリー１０１の冷却が必要であると判断し、したがって、ファン１３１を駆動させる。
【００６８】
この時、ファン制御部１３２は、バッテリー１０１の温度によって冷却の程度を定めねばならない。したがって、ファン制御部１３２は、バッテリー１０１の電圧に関するデータに基づいてファン１３１の回転速度を定めて制御信号Ｓｄを生成し、生成された制御信号Ｓｄをファン１３１に印加してファン１３１を駆動できる。すなわち、ファン１３１に流入される電流の量を調節できる。これによって、発電モジュール１２０で生成される電力のうち、バッテリーパック１００の充電に使われる電力量と、冷却部１３０で使われる電力量とを定めることができる。
【００６９】
図６は、バッテリー１０１が満充電された場合を示す。
【００７０】
図６を参照すれば、発電モジュール１２０で電力を生成し、これにより電流Ｉ１が生成される。生成された電流Ｉ１は、バッテリーパック１００及び冷却部１３０側に流れる。
【００７１】
バッテリー制御部１０３は、バッテリー１０１の充電状態を検出し、バッテリー１０１が満充電されたと判断して、保護回路１０４に含まれたスイッチング素子をＯＦＦさせるための制御信号Ｓｏｆｆを生成してスイッチング素子に印加する。これによってスイッチング素子がＯＦＦ状態になり、バッテリー１０１に流入される電流が遮断されて充電が終了する。
【００７２】
バッテリー制御部１０３は、バッテリー１０１の充電状態についてのデータ、すなわち、バッテリー１０１の電圧に関するデータをファン制御部１３２に直接伝送する。ファン制御部１３２は、受信したデータに基づいてバッテリー１０１の冷却が必要であると判断する。したがって、ファン制御部１３２は、スイッチング部１３３にＯＮ状態を維持させて、ファン１３１に電流Ｉ３を流入させてファン１３１を回転させ続ける。
【００７３】
したがって、Ｉ１＝Ｉ３になり、Ｉ２＝０になる。すなわち、バッテリー１０１の充電は終了して冷却部１３０のみ駆動される。
【００７４】
ファン制御部１３２は、バッテリー制御部１０３から受信したバッテリー１０１の電圧に関するデータに基づいてバッテリー１０１の温度を推定できる。バッテリー１０１が満充電された状態であるため、バッテリー１０１の電圧も基準電圧より大きくなり、バッテリー１０１の温度が高いと推定できる。したがって、ファン制御部１３２は、バッテリー制御部１０３から受信したバッテリー１０１の電圧に関するデータが基準値より大きければ、バッテリー１０１の冷却が必要であると判断し、ファン１３１を駆動させる。
【００７５】
この時、バッテリー１０１は満充電状態であって温度が最大になっているので、冷却部１３０を最大に駆動させる必要がある。またバッテリー１０１に電力が供給されてバッテリー１０１が充電されれば、バッテリー１０１が劣化する恐れもある。したがって、ファン制御部１３２は、発電モジュール１２０で生成された電力をいずれも消費するようにファン１３１を回転させる。
【００７６】
本実施形態では、バッテリー制御部１０３からファン制御部１３２にバッテリー１０１の電圧に関するデータを伝送し、ファン制御部１３２が受信したデータに基づいてバッテリー１０１の温度を判断して、ファン１３１の駆動如何及び回転速度を制御するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、バッテリー制御部１０３でバッテリー１０１の電圧に基づいてバッテリー１０１の温度を判断し、バッテリー制御部１０３は、判断結果に基づいて冷却部１３０を制御するための制御信号をファン制御部１３２に印加するように構成してもよい。
【００７７】
図７は、図１の実施形態による車両運行システム１の制御方法を示すフローチャートである。
【００７８】
図７を参照すれば、メイン制御部１５０またはバッテリー管理部１０２は、発電モジュール１２０で電力が生成されるかどうかを判断する（Ｓ１０１）。発電モジュール１２０で電力が生成される場合、バッテリー１０１の充電を開始する（Ｓ１０２）。
【００７９】
バッテリー制御部１０３はバッテリー１０１の充電状態を検出し、これに基づいて充電量を測定する（Ｓ１０３）。測定した充電量が基準値より大きいかどうかを判断し（Ｓ１０４）、測定した充電量が基準値以下であると判断した場合には、Ｓ１０３段階に戻る。
【００８０】
測定した充電量が基準値より大きい場合には、バッテリー制御部１０３は、ファン制御部１３２に充電状態を通知する（Ｓ１０５）。すなわち、バッテリー制御部１０３は、バッテリー１０１の充電状態についてのデータ、例えば、バッテリー１０１の電圧に関するデータをファン制御部１３２に伝送する。
【００８１】
そして、ファン制御部１３２は、受信したバッテリー１０１の電圧に関するデータに基づいてバッテリー１０１の温度が高いと推定し、これよりファン１３１の駆動が必要であると判断してファン１３１の駆動を開始する（Ｓ１０６）。
【００８２】
バッテリー制御部１０３は、バッテリー１０１が満充電されたかどうかを判断し（Ｓ１０７）、満充電されていない場合、Ｓ１０３段階に戻って前述した段階を繰り返す。一方、バッテリー１０１が満充電されたと判断した場合には、保護回路１０４に含まれたスイッチング素子をＯＦＦさせてバッテリー１０１の充電を終了する（Ｓ１０８）。
【００８３】
バッテリー制御部１０３は、ファン制御部１３２にバッテリー１０１の満充電状態を通知する（Ｓ１０９）。すなわち、バッテリー１０１の電圧に関するデータをファン制御部１３２に伝送する。
【００８４】
ファン制御部１３２は、受信したデータに基づいてバッテリー１０１が満充電され、かつ温度が十分に高い状態であると推定する。したがって、ファン制御部１３２は、発電モジュール１２０で生成される電力をいずれも消費するようにファン１３１の回転速度を高める（Ｓ１１０）。
【００８５】
そして、発電モジュール１２０で電力が生成され続けるかどうかを判断して（Ｓ１１１）、電力が生成される場合にはＳ１０３段階に戻り、電力が生成されていない場合には動作を終了する。
【００８６】
前記のように、本実施形態による車両運行システム１によれば、バッテリー１０１が満充電されれば、これ以上充電が行われないようにバッテリー１０１に供給される電力を遮断し、発電モジュール１２０で生成される電力がいずれもファン１３１によって消費されるように制御する。したがって、バッテリー１０１の劣化など性能低下を防止できるだけでなく、バッテリー１０１を冷却させることでバッテリーパック１００の安定性を向上させることができる。
【００８７】
またファン制御部１３２は、バッテリー１０１の電圧に基づいてバッテリー１０１の温度を推定し、これよりファン１３１の駆動如何及び回転速度を調節でき、したがって、別途にバッテリー１０１の温度を測定する必要がなくなって、バッテリー１０１の温度測定のための構成を省略できる。
【００８８】
図８は、本発明の他の実施形態による車両運行システム１を示すブロック図である。本実施形態では、図１による車両運行システム２との差異点を重点的に説明する。
【００８９】
図８を参照すれば、本実施形態によるバッテリー管理部２０２は、バッテリー２０１の充電状態についてのデータ、すなわち、バッテリー２０１の電圧に関するデータをメイン制御部２５０に伝送する。
【００９０】
メイン制御部２５０は、受信したデータに基づいて、ファン２３１の駆動如何を指示する制御信号をファン制御部２３２に伝送する。すなわち、メイン制御部２５０がファン制御部２３２の動作を指示する。
【００９１】
ファン制御部２３２は、メイン制御部２５０からの指示に基づいてファン２３１を駆動する。メイン制御部２５０からの指示に、ファン２３１の駆動如何及び回転速度がいずれも含まれている。またはメイン制御部２５０は、バッテリー管理部２０２から受信したバッテリー２０１の電圧に関するデータまたはそれに基づいた温度データを受信し、ファン制御部２３２が受信したデータに基づいてファン２３１の駆動如何及び回転速度を定める。
【００９２】
以上のように本実施形態は、バッテリー２０１の電圧に関するデータ及びそれに基づいたバッテリー１０１の温度推定に、バッテリー管理部２０２とファン制御部２３２だけでなくメイン制御部２５０が関与する。
【００９３】
図９は、本発明の図８の実施形態による車両運行システムの制御方法を示すフローチャートである。
【００９４】
図９を参照すれば、メイン制御部２５０またはバッテリー管理部２０２は、発電モジュール２２０で電力が生成されるかどうかを判断する（Ｓ２０１）。発電モジュール２２０で電力が生成される場合、バッテリー２０１の充電を開始する（Ｓ２０２）。
【００９５】
バッテリー管理部２０２はバッテリー２０１の充電状態を検出し、これに基づいて充電量を測定する（Ｓ２０３）。測定した充電量が基準値より大きいかどうかを判断し（Ｓ２０４）、測定した充電量が基準値以下であると判断した場合には、Ｓ２０３段階に戻る。
【００９６】
測定した充電量が基準値より大きい場合には、バッテリー管理部２０２はメイン制御部２５０に充電状態を通知する（Ｓ２０５）。すなわち、バッテリー管理部２０２は、バッテリー２０１の充電状態についてのデータ、例えば、バッテリー２０１の電圧に関するデータをメイン制御部２５０に伝送する。メイン制御部２５０は、受信したデータに基づいてファン２３１の駆動如何を指示する制御信号をファン制御部２３２に伝送する。すなわち、メイン制御部２５０がファン制御部２３２の動作を指示する（Ｓ２０６）。
【００９７】
そして、ファン制御部２３２は、受信した指示に基づいてバッテリー２０１の温度が高いと推定し、これよりファン２３１の駆動が必要であると判断して、ファン２３１の駆動を開始する（Ｓ２０７）。
【００９８】
バッテリー管理部２０２は、バッテリー２０１が満充電されたかどうかを判断し（Ｓ２０８）、満充電されていない場合、Ｓ２０３段階に戻って前述した段階を繰り返す。一方、バッテリー２０１が満充電されたと判断した場合には、保護回路に含まれたスイッチング素子をＯＦＦさせてバッテリー２０１の充電を終了する（Ｓ２０９）。
【００９９】
バッテリー管理部２０２は、メイン制御部２５０にバッテリー２０１の満充電状態を通知する（Ｓ２１０）。すなわち、バッテリー２０１の電圧に関するデータをメイン制御部２５０に伝送する。そして、メイン制御部２５０が受信したデータに基づいて再びファン制御部２３２の動作を指示する（Ｓ２１１）。
【０１００】
ファン制御部２３２は、受信した指示に基づいてバッテリー２０１が満充電され、かつ温度が十分に高い状態であると推定する。したがって、ファン制御部２３２は、発電モジュール２２０で生成される電力をいずれも消費するようにファン２３１の回転速度を高める（Ｓ２１２）。
【０１０１】
そして、発電モジュール２２０で電力が生成され続けるかを判断して（Ｓ２１３）、電力が生成される場合にはＳ２０３段階に戻り、電力が生成されていない場合には動作を終了する。
【０１０２】
前記のように、本実施形態による車両運行システム２によれば、バッテリー２０１が満充電されれば、これ以上充電が行われないように、バッテリー２０１に供給される電力を遮断し、発電モジュール２２０で生成される電力がいずれもファン２３１によって消費されるように制御する。したがって、バッテリー２０１の劣化などの性能低下を防止できるだけでなく、バッテリー２０１を冷却させることでバッテリーパック２００の安定性を向上させる。
【０１０３】
またファン制御部２３２は、バッテリー２０１の電圧に基づいてバッテリー２０１の温度を推定し、これよりファン２３１の駆動如何及び回転速度を調節でき、したがって、別途にバッテリー２０１の温度を測定する必要がなくなってバッテリー２０１の温度測定のための構成を省略できる。
【０１０４】
本発明で説明する特定な実行は一実施形態であり、いかなる方法でも本発明の範囲を限定するものではない。明細書を簡潔にするために、従来の電子的な構成、制御システム、ソフトウェア、前記システムの他の機能的な側面の記載は省略できる。また、図面に図示された構成要素間の線の連結または連結部材は、機能的な連結及び／または物理的または回路的連結を例示的に示すものであり、実際装置では代替可能であるか、またはさらなる多様な機能的な連結、物理的な連結、または回路連結として示されうる。また、“必須な”、“重要に”などの具体的な言及がなければ、本発明の適用のために必ずしも必要な構成要素ではない。
【０１０５】
本発明の明細書（特に特許請求の範囲で）で“前記”の用語及びこれと類似した指示用語の使用は、単数及び複数の両方に該当するものでありうる。また、本発明で範囲（ｒａｎｇｅ）を記載した場合、前記範囲に属する個別的な値を適用した発明を含むものであり（これに反する記載がなければ）、発明の詳細な説明に前記範囲を構成する各個別的な値を記載したのと同様である。最後に、本発明による方法を構成する段階について明らかに順序を記載するか、またはそれに反する記載がなければ、前記段階は適当な順序で行なわれうる。必ずしも前記段階の記載順序によって本発明が限定されるものではない。本発明であらゆる例または例示的な用語（例えば、など）の使用は、単純に本発明を詳細に説明するためのものであり、特許請求の範囲により限定されない限り、前記例または例示的な用語によって本発明の範囲が限定されるものではない。また、当業者は、多様な修正、組み合わせ及び変更が、特許請求の範囲またはその均等物の範ちゅう内で設計条件及びファクターによって構成されうるということが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、車両運行システム、及びその制御方法関連の技術分野に好適に用いられる。
【符号の説明】
【０１０７】
１、２  車両運行システム
１００、２００  バッテリーパック
１０１、２０１  バッテリー
１０２、２０２  バッテリー管理部
１０３  バッテリー制御部
１０４  保護回路
１１０、２１０  スタートモータ
１２０、２２０  発電モジュール
１３０、２３０  冷却部
１３１、２３１  ファン
１３２、２３２  ファン制御部
１３３、２３３  スイッチング部
１４０、２４０  電気負荷
１５０、２５０  メイン制御部
【図１】
2013201880.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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