JP6665968B1 - 制御装置、制御方法、およびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

制御装置は、車載制御装置と通信可能な車内通信部と、前記車内通信部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、走行中の車載バッテリの蓄電量を監視し、前記車載制御装置での制御プログラムの更新処理に必要な必要電力量よりも多い電力量を閾値として、前記蓄電量が前記閾値に達するまで減少すると、前記車載バッテリに電力供給する車載発電機に対する発電の指示を前記車内通信部に送信させる充電制御を実行する。

Description

本発明は、制御装置、制御方法、およびコンピュータプログラムに関する。本出願は、２０１８年４月１９日出願の日本出願第２０１８−０８０７５２号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての内容を援用するものである。

車両の走行中にバッテリの劣化を抑えつつ一定の電圧範囲で充放電させることによって車両の燃費効率を改善する方法が様々提案されている。たとえば、特開２０１４−２００１２３号公報（以下、特許文献１）は、鉛バッテリを一定の電圧範囲で充放電しつつ、鉛バッテリと並列に接続する蓄電部をより広い電圧範囲で充放電することによって、車両の燃費効率を改善する方法を提案している。

特開２０１４−２００１２３号公報

本開示の一態様に係る制御装置は、車載制御装置と通信可能な車内通信部と、前記車内通信部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、走行中の車載バッテリの蓄電量を監視し、前記車載制御装置での制御プログラムの更新処理に必要な必要電力量よりも多い電力量を閾値として、前記蓄電量が前記閾値に達するまで減少すると、前記車載バッテリに電力供給する車載発電機に対する発電の指示を前記車内通信部に送信させる充電制御を実行する。

また、本開示の一の態様に係る制御方法は、車載発電機の発電を制御する方法であって、車載制御装置での制御プログラムの更新処理に必要な必要電力量よりも多い電力量を閾値として設定するステップと、走行中の車載バッテリの蓄電量を監視し、前記蓄電量が前記閾値に達するまで減少すると、前記車載バッテリに電力供給する前記車載発電機に発電を指示するステップと、を備える。

また、本開示の一の態様に係るコンピュータプログラムは、車載発電機の発電を制御する制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、前記制御装置は、車載制御装置と通信可能な通信部を有し、前記コンピュータを、走行中の車載バッテリの蓄電量を監視し、前記車載制御装置での制御プログラムの更新処理に必要な必要電力量よりも多い電力量を閾値として、前記蓄電量が前記閾値に達するまで減少すると、前記車載バッテリに電力供給する車載発電機に対する発電の指示を前記通信部に送信させる充電制御を実行する制御部、として機能させる。

本開示は、このような特徴的な制御部を備える制御装置、かかる特徴的な処理をステップとする制御方法、かかるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することができる。また、かかるステップの一部又は全部を実行する機能を有する半導体集積回路として実現したり、太陽光発電装置を含む太陽光発電システムとして実現したりすることができる。

実施の形態にかかる車両の構成を表した概略図である。 車両の電源構成の一例を表わした概略図である。 中継装置の内部構成を示すブロック図である。 走行中における通常時の充電制御を説明するための図である。 走行中における更新予定時の充電制御を説明するための図である。 充電制御処理の流れを表したフローチャートである。 図６のステップＳ２０の発電制御処理の流れの一例を示したフローチャートである。

＜本開示が解決しようとする課題＞
近年、自動車の技術分野においては、車両の高機能化が進行しており、多種多様な車載機器が車両に搭載されている。従って、車両には、各車載機器を制御するための制御装置である、所謂ＥＣＵ（Electronic Control Unit）が多数搭載されている。
ＥＣＵの種類には、例えば、アクセル、ブレーキ、ハンドルの操作に対してエンジンやブレーキ、ＥＰＳ（Electric Power Steering）等の制御を行う走行系に関わるもの、乗員によるスイッチ操作に応じて車内照明やヘッドライトの点灯／消灯と警報器の吹鳴等の制御を行うボディ系ＥＣＵ、運転席近傍に配設されるメータ類の動作を制御するメータ系ＥＣＵなどがある。

一般的にＥＣＵは、マイクロコンピュータ等の演算処理装置によって構成されており、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶した制御プログラムを読み出して実行することにより、車載機器の制御が実現される。
ＥＣＵの制御プログラムは、バージョンアップに対応して、旧バージョンの制御プログラムを新バージョンの制御プログラムに書き換える必要がある。また、たとえば地図情報や制御用のパラメータなど、制御プログラムの実行に必要なデータも書き換える必要がある。

制御プログラムの更新処理は、停車中に実行される場合がある。この場合、更新処理に必要な電力がバッテリから供給される。そのため、停車中のバッテリの蓄電量が不足していると、更新処理が完全に実行されなくなる。したがって、特許文献１に開示されたような走行中には燃費効率の改善のみならず、停車時のバッテリの蓄電量も考慮する必要がある。

＜本開示の効果＞
本開示によれば、停車時におけるバッテリの蓄電量を制御プログラムの更新処理に必要な必要電力量以上の電力量とすることができる。

＜本発明の実施形態の概要＞
以下、本発明の実施形態の概要を列記して説明する。
（１） 本実施形態に係る制御装置は、車載制御装置と通信可能な車内通信部と、前記車内通信部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、走行中の車載バッテリの蓄電量を監視し、前記車載制御装置での制御プログラムの更新処理に必要な必要電力量よりも多い電力量を閾値として、前記蓄電量が前記閾値に達するまで減少すると、前記車載バッテリに電力供給する車載発電機に対する発電の指示を前記車内通信部に送信させる充電制御を実行する。制御部によって上記充電制御が実行されることによって、車載発電機を制御する車載制御装置において上記指示にしたがって車載発電機の発電が制御される。これにより、停車時における車載バッテリの蓄電量を必要電力量以上の電力量とすることができる。そのため、停車時に更新処理が可能となる。

（２） また、本実施形態に係る制御装置において、前記制御部は、前記必要電力量に基づいて前記閾値を算出してもよい。これにより、車載発電機を制御する車載制御装置での車載発電機の発電制御に用いられる閾値として必要電力量に応じた適切な閾値を設定することができる。

（３） また、本実施形態に係る制御装置において、前記制御部は、前記蓄電量の下限値に前記必要電力量を加算することで前記閾値を算出してもよい。これにより、停車時における車載バッテリの蓄電量を必要電力量と蓄電量の下限値との総和とするように、車載発電機を制御する車載制御装置に車載発電機の発電制御を行わせることができる。そのため、停車時に更新処理が可能となる。

（４） また、本実施形態に係る制御装置において、前記制御部は、前記蓄電量の下限値に前記必要電力量および予め規定されたマージンを加算することで前記閾値を算出してもよい。これにより、停車時における車載バッテリの蓄電量を必要電力量、蓄電量の下限値、および、マージンの総和とするように、車載発電機を制御する車載制御装置に車載発電機の発電制御を行わせることができる。そのため、停車時に更新処理を実行する際に電力不足となることがない。

（５） また、本実施形態に係る制御装置において、前記制御部は、算出された前記閾値を、周辺温度に基づいて補正してもよい。これにより、周辺温度の変化を考慮して閾値を設定することができる。

（６） また、本実施形態に係る制御装置において、前記制御部は、停車予定位置から車両の進行方向逆向きに所定距離前の位置で前記充電制御を開始してもよい。これにより、燃料消費の低減と、停車中の更新処理の実行とを両立することができる。

（７） また、本実施形態に係る制御装置において、前記制御部は、前記所定距離を前記必要電力量に基づいて決定してもよい。所定距離を必要電力量が蓄電できる程度の距離と決定することで、充電制御の期間を抑えることができる。これにより、充電制御の期間を短縮することができ、燃料消費をより低減することができる。

（８） また、本実施形態に係る制御装置において、前記車載発電機はエンジンの回転によって発電し、前記制御部は、前記充電制御の開始から停車までの期間と、前記必要電力量とに基づいて、前記エンジンに対する回転数の変更の指示を前記車内通信部に送信させてもよい。制御部は、充電制御の開始から停車までの期間が必要電力量を蓄電するために要する期間よりも短い場合には、エンジンの回転数の増加を指示することができる。この制御により、エンジンの駆動を制御する車載制御装置において上記指示にしたがってエンジンの回転数を増加させる制御が実行される。これにより、充電制御の開始から停車までの期間が短い場合であっても、停車時の車載バッテリに必要電力量の電力量を確保することができる。

（９） また、本実施形態に係る制御方法は、（１）〜（８）のいずれか１つに記載の制御装置において車載発電機の発電を制御する方法である。かかる制御方法は、上記（１）〜（８）の制御装置と同様の効果を奏する。

（１０）本実施の形態に含まれるコンピュータプログラムは、コンピュータを、（１）〜（８）のいずれか１つに記載の制御装置として機能させる。かかるコンピュータプログラムは、上記（１）〜（８）の制御装置と同様の効果を奏する。

＜本発明の実施形態の詳細＞
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の詳細を説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらの説明は繰り返さない。

＜第１の実施の形態＞
［車両構成］
図１は第１の実施の形態にかかる車両の構成を表した概略図である。
図１を参照して、本実施の形態にかかる車両１は、車外装置と通信するための車外通信機１５と、複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，…と、車外装置と複数のＥＣＵ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，…との通信を中継するＥＣＵである中継装置１０と、を含む。複数のＥＣＵ３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，…を代表させてＥＣＵ３０とも称する。

各ＥＣＵ３０は、中継装置１０において終端する車内通信線１６によって接続されて、中継装置１０とともに車内の通信ネットワーク４を構成する。通信ネットワーク４はＥＣＵ３０同士の通信を可能とする、バス型の通信ネットワーク（たとえば、ＣＡＮ（Controller Area Network））よりなる。この通信方式のネットワークでは、データフレームと呼ばれるフォーマットに情報を格納して送受信される。

通信ネットワーク４は、ＣＡＮだけでなく、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＣＡＮＦＤ（ＣＡＮ with Flexible Data Rate）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、又はＭＯＳＴ（Media Oriented Systems Transport：ＭＯＳＴは登録商標）などの通信規格を採用するネットワークであってもよい。

ＥＣＵ３０は、たとえば、アクセル、ブレーキ、ハンドルの操作に対してエンジンやブレーキ、ＥＰＳ（Electric Power Steering）等の制御を行うパワー・トレイン系ＥＣＵ、スイッチ操作に応じて車内照明やヘッドライトの点灯／消灯と警報器の吹鳴等の制御を行うボディ系ＥＣＵ、運転席近傍に配設されるメータ類の動作を制御するメータ系ＥＣＵなどである。

中継装置１０は、さらに、所定規格の通信線を介して車外通信機１５と接続されている。または、中継装置１０は、車外通信機１５を搭載していてもよい。車外通信機１５は、インターネット等の広域通信網を介して、車外装置と無線通信する。車外装置は、たとえば、ＥＣＵ３０の更新用プログラムを保存するサーバである。または、車外通信機１５は図示しないプラグを有し、当該プラグに接続された車外装置と有線にて通信してもよい。車外通信機１５は、ユーザが所有する携帯電話機、スマートフォン、タブレット型端末、ノートＰＣ（Personal Computer）等の装置であってもよい。

中継装置１０は、車外装置から車外通信機１５が受信した情報をＥＣＵ３０に中継する。また、中継装置１０は、ＥＣＵ３０から受信した情報を車外通信機１５に中継する。車外通信機１５は、中継された情報を車外装置に無線送信する。

［車両の電源構成］
図２は、車両１の電源構成の一例を表わした概略図である。図２では、車内通信線１６と区別するために電力線１７が太線で示されている。図２は、一例として、車両１がハイブリッド車両ではないいわゆるガソリン車と呼ばれる従来の車両である場合の電源構成を示している。図２を参照して、車両１は、電源として、発電機２１と、バッテリ２２とを有する。発電機２１はエンジンの駆動に従って発電する発電機であって、たとえばオルタネータである。バッテリ２２は、一般的に鉛蓄電池である。その他、リチウムイオン電池や、ニッケル水素電池など、これらの組み合わせなどであってもよい。

発電機２１およびバッテリ２２には、中継装置１０、ＥＣＵ３０Ａおよび他の複数のＥＣＵ、ならびに、スタータ２３などの車載装置が電力線１７を介して接続され、発電機２１およびバッテリ２２は、電力線１７を介してこれら車載装置に電力を供給可能である。また、発電機２１で発電された電力は電力線１７を介してバッテリ２２に供給され、蓄電されてもよい。

［中継装置の構成］
図３は、中継装置１０の内部構成を示すブロック図である。
図を参照して、中継装置１０は、制御部１１、記憶部１２、車内通信部１３、およびセンサインタフェース（Ｉ／Ｆ）１４などを備える。

中継装置１０の制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む。制御部１１のＣＰＵは、１または複数の大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む。複数のＬＳＩを含むＣＰＵでは、複数のＬＳＩが協働して当該ＣＰＵの機能を実現する。

制御部１１のＣＰＵは、記憶部１２に記憶された１または複数のプログラムを読み出して、各種処理を実行するための機能を有している。制御部１１のＣＰＵが実行するコンピュータプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録した状態で譲渡することもできるし、サーバコンピュータなどのコンピュータ装置からのダウンロードによって譲渡することもできる。

記憶部１２は、フラッシュメモリ若しくはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory。「ＥＥＰＲＯＭ」は登録商標）などの不揮発性のメモリ素子を含む。記憶部１２は、制御部１１のＣＰＵが実行するプログラムまたは実行に必要なデータなどを記憶する記憶領域を有する。

車内通信部１３には車内通信線１６が接続されている。車内通信部１３は、ＣＡＮなどの所定の通信規格に則って、ＥＣＵ３０と通信する通信装置よりなる。
車内通信部１３は、制御部１１のＣＰＵから与えられた情報を所定のＥＣＵ３０宛てに送信し、ＥＣＵ３０が送信元の情報を制御部１１のＣＰＵに与える。

車外通信機１５は、アンテナと、アンテナからの無線信号の送受信を実行する通信回路とを含む無線通信機である。車外通信機１５は、携帯電話網等の広域通信網に接続されることにより車外装置との通信が可能である。
車外通信機１５は、図示しない基地局により形成される広域通信網を介して、制御部１１のＣＰＵから与えられた情報をサーバ等の車外装置に送信するとともに、車外装置から受信した情報を制御部１１のＣＰＵに与える。

［中継装置の機能］
中継装置１０は、ＥＣＵ３０での制御プログラムの更新処理を制御する制御装置として機能する。すなわち、中継装置１０は、サーバなどの外部装置からＥＣＵ３０の更新用プログラムを受信し、受信したタイミングなどの所定のタイミングで、更新処理を実行するＥＣＵ３０（以下、対象ＥＣＵと称する）に対して更新処理の実行を要求する。対象ＥＣＵに更新処理を制御する制御装置として機能するために、中継装置１０の制御部１１は、更新制御部１１０を有する（図３）。この機能は、制御部１１のＣＰＵが記憶部１２に記憶された１または複数のプログラムを読み出して実行することによって、主にＣＰＵで実現される。

更新制御部１１０は、更新用プログラムを車内通信部１３に渡して対象ＥＣＵに送信させる。また、更新制御部１１０は、対象ＥＣＵに更新処理の実行を指示する制御フレームを生成して車内通信部１３に渡し、対象ＥＣＵに送信させる。

本実施の形態において、中継装置１０は、さらに、車両１の充電制御を実行する制御装置として機能する。充電制御は、走行中のバッテリ２２の蓄電量が規定範囲の電力量となるように、発電機２１での発電を制御することである。

充電制御は、後述する閾値を設定する設定処理と、発電機２１を制御するＥＣＵ３０Ｃにおける発電機２１での発電を制御する発電制御処理と、を含む。充電制御を実行するために、第１の実施の形態にかかる中継装置１０の制御部１１は、設定処理を実行する算出部１１１、および、発電制御処理を実行する発電制御指示部１１２を有する（図３）。これら機能は、制御部１１のＣＰＵが記憶部１２に記憶された１または複数のプログラムを読み出して実行することによって、主にＣＰＵで実現される。なお、図３に示された駆動制御指示部１１３は以降の実施の形態において説明されるものであって、第１の実施の形態では制御部１１には含まれないものとする。

算出部１１１の実行する設定処理は、上記の規定範囲の境界値となる閾値を算出し、設定する処理である。具体的に、算出部１１１は、規定範囲の上限値を予め記憶しておき、その値を上限の閾値に設定する。また、算出部１１１は、後述する通常時か更新予定時かの情報を更新制御部１１０から受け取り、通常時か更新予定時かに応じて規定範囲の下限値となる閾値を算出して下限の閾値に設定する。

発電制御指示部１１２の実行する発電制御処理は、走行中のバッテリ２２の蓄電量を監視し、蓄電量が算出部１１１で算出された閾値によって規定される規定範囲内となるように、発電機２１を制御するＥＣＵ３０Ｃにおける発電機２１での発電を制御する処理であって、具体的には、ＥＣＵ３０Ｃに対して発電の実行を指示する処理である。発電機２１に発電させる際、制御部１１のＣＰＵは、発電機２１での発電を指示するコマンドを含む制御フレームを生成して車内通信部１３に渡し、発電機２１を制御するＥＣＵ３０Ｃに送信させる。発電機２１での発電を停止させる際、制御部１１のＣＰＵは、発電機２１での発電の停止を指示するコマンドを含む制御フレームを生成して車内通信部１３に渡し、発電機２１を制御するＥＣＵ３０Ｃに送信させる。

発電制御指示部１１２は、車両１の走行中に、バッテリ２２の蓄電量が上限の閾値に達するまで発電機２１での発電をＥＣＵ３０Ｃに指示する。バッテリ２２の蓄電量が上限の閾値に達すると、発電機２１での発電の停止をＥＣＵ３０Ｃに指示する。また、発電機２１が発電を行っていないことによって、走行中にバッテリ２２の蓄電量が下限の閾値に達するまで低下すると、発電機２１での発電の停止をＥＣＵ３０Ｃに指示する。

（１．通常時の充電制御）
図４は、走行中における通常時の充電制御を説明するための図であって、時間経過に沿ってバッテリ２２の蓄電量の変化を示した図である。走行中における通常時とは、当該走行の直後の停車中に対象ＥＣＵでの更新処理が予定されていない場合における走行中の状態を指す。バッテリ２２の蓄電量は、一例として蓄電されている電力量の満充電量に対する割合である充電率（ＳＯＣ（State Of Charge））で表される。

通常時、算出部１１１は上限値として予め記憶している閾値ＴｈＡ、および、下限値として予め記憶している閾値ＴｈＢを設定する。閾値ＴｈＢは閾値ＴｈＡより少ない電力量に相当する値であって、車両１の発進に必要な電力量に相当する値である。車両１の発進に必要な電力量は、たとえば、スタータ２３の起動に必要な電力量である。

発電制御指示部１１２は、走行中のバッテリ２２の蓄電量が閾値ＴｈＡに達するまでＥＣＵ３０Ｃに発電機２１での発電を指示する。バッテリ２２の蓄電量が閾値ＴｈＡに達すると、発電制御指示部１１２はＥＣＵ３０Ｃに発電機２１での発電の停止を指示する。バッテリ２２に蓄電された電力は車両１の走行動作に用いられるため、発電機２１で発電されない場合、バッテリ２２の蓄電量は減少する。発電機２１が発電を停止していることで、走行中のバッテリ２２の蓄電量が閾値ＴｈＢに達するまで減少すると、発電制御指示部１１２は、ＥＣＵ３０Ｃに発電機２１での発電を指示する。

これにより、通常時、走行中におけるバッテリ２２の蓄電量は、上限の閾値ＴｈＡと下限の閾値ＴｈＢとで規定される範囲Ｒ１内に維持される。

図４に示された通常時の充電制御が行われ、通常時の走行の直後に車両１が停車すると、停車時のバッテリ２２の蓄電量の最低量は閾値ＴｈＢに相当する電力量である。たとえば、発電機２１での発電が停止している、図４の時刻ｔ１に車両１が停車したとする。この状態、つまり、停車時に更新処理が実行されると、バッテリ２２の蓄電量は減少し、図４の時刻ｔ１以降の点線で示されたように、閾値ＴｈＢを下回る。その結果、停車後に車両１が発進する際に必要な電力量が不足し、発進できなくなる場合がある。そこで、本実施の形態にかかる中継装置１０は、通常時の充電制御に加えて、更新予定時の充電制御を実行する。

（２．更新予定時の充電制御）
図５は、走行中における更新予定時の充電制御を説明するための図であって、時間経過に沿ってバッテリ２２の蓄電量の変化を示した図である。走行中における更新予定時とは、当該走行の直後の停車中に対象ＥＣＵでの更新処理が予定されている場合における走行中の状態を指す。

更新予定時、算出部１１１は上限値として予め記憶している閾値ＴｈＡを設定する。一方、算出部１１１は、更新処理に必要な電力量（以下、必要電力量）Ｗｒを用いて閾値ＴｈＣを算出して、下限値に設定する。閾値ＴｈＣは閾値ＴｈＡより少ない電力量に相当する値であって、必要電力量Ｗｒより多い電力量に相当する値である。好ましくは、閾値ＴｈＣは、車両１の発進に必要な電力量である上記の閾値ＴｈＢに必要電力量Ｗｒを加えた値以上の値である。

閾値ＴｈＣは、一例として、閾値ＴｈＢに必要電力量Ｗｒを加算した値（ＴｈＣ＝ＴｈＢ＋Ｗｒ）である。これにより、以降の充電制御によって停車時に車両１の発進に必要な電力量および必要電力量が少なくともバッテリ２２に蓄電されることになり、停車中の更新処理と停車後の車両１の発進とに必要な電力量が確保される。その結果、停車中の更新処理と停車後の車両１の発進とが可能になる。

また、他の例として、閾値ＴｈＣは、閾値ＴｈＢに必要電力量Ｗｒおよびマージンαを加算した値（ＴｈＣ＝ＴｈＢ＋Ｗｒ＋α）である。ただし、マージンαは正の値である。これにより、以降の充電制御によって停車時に車両１の発進に必要な電力量および必要電力量より多い電力量がバッテリ２２に蓄電されることになり、停車中の更新処理と停車後の車両１の発進とに必要な電力量に加えてマージンαに相当する電力量が確保される。その結果、更新処理以外の想定外の電力消費があった場合でも、停車中の更新処理と停車後の車両１の発進とが可能になる。

発電制御指示部１１２は、走行中のバッテリ２２の蓄電量が閾値ＴｈＡに達するまで発電機２１での発電をＥＣＵ３０Ｃに指示する。バッテリ２２の蓄電量が閾値ＴｈＡに達すると、発電制御指示部１１２は発電機２１での発電の停止をＥＣＵ３０Ｃに指示する。バッテリ２２に蓄電された電力は車両１の走行動作に用いられるため、発電機２１で発電されない場合、バッテリ２２の蓄電量は減少する。発電機２１が発電を停止していることで、走行中のバッテリ２２の蓄電量が閾値ＴｈＣに達するまで減少すると、発電制御指示部１１２は、発電機２１での発電をＥＣＵ３０Ｃに指示する。

これにより、通常時、走行中におけるバッテリ２２の蓄電量は、上限の閾値ＴｈＡと下限の閾値ＴｈＣとで規定される範囲Ｒ１よりも下限値の大きい、狭い範囲Ｒ２内に維持される。

図５の更新予定時の充電制御が実行されることによって、更新予定時の走行の直後に車両１が停車すると、停車時のバッテリ２２の蓄電量の最低量は閾値ＴｈＣに相当する電力量である。たとえば、発電機２１での発電が停止している、図５の時刻ｔ２に車両１が停車したとする。この状態、つまり、停車時に更新処理が実行されると、図５の時刻ｔ２以降の点線で示されたように、バッテリ２２の蓄電量は減少する。しかしながら、時刻ｔ２でのバッテリ２２の蓄電量は閾値ＴｈＣ以上であるため、更新処理が実行されて必要電力量Ｗｒが減少しても車両１の発進に必要な電力量である閾値ＴｈＢに相当する電力量はバッテリ２２に蓄電されている。そのため、停車時に更新処理が実行されても、発進に必要な電力量がバッテリ２２に確保されている。

［充電制御処理］
図６は、通信ネットワーク４全体で実行される充電制御処理の流れを表したフローチャートである。図６のフローチャートに表された充電制御処理は、記憶部１２に記憶されているプログラムを読み出して実行する中継装置１０の制御部１１、および、制御部１１からのコマンドに従ったＥＣＵ３０Ｃ、によって実行される。中継装置１０の制御部１１は、車両１が走行中の所定のタイミングで図６の処理を開始する。所定のタイミングは、たとえば、一定間隔、予め規定された動作が行われたとき、などである。なお、図６のステップＳ１１１は第２の実施の形態において実行されるものであって、第１の実施の形態にかかる充電制御処理にはステップＳ１１１が含まれないものとする。

図６を参照して、中継装置１０の制御部１１は、設定処理（ステップＳ１０）を実行して閾値を設定する。その後、制御部１１は、バッテリ２２の蓄電量をステップＳ１０で設定された閾値で規定される範囲内とするための発電制御処理（ステップＳ２０）の実行をＥＣＵ３０Ｃに指示する。

ステップＳ１０の設定処理において、制御部１１は、サーバ等の外部装置から受信した更新用プログラムの有無を確認する。更新用プログラムがある場合（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、制御部１１は、更新予定時の充電制御を実行する。すなわち、制御部１１は、予め記憶している閾値ＴｈＡを上限値に設定するとともに、必要電力量Ｗｒを用いて閾値ＴｈＣを算出して下限値に設定する。

必要電力量Ｗｒを得るための、制御部１１は、一例として、更新用プログラムのサイズに基づいて、対象ＥＣＵでの書き込み容量Ｃ［ｂｙｔｅ］を算出する（ステップＳ１０３）。次に、制御部１１は、対象ＥＣＵで更新処理を実行するための必要電力量Ｗｒ［Ｗｈ］を算出する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５では、具体的に、制御部１１は、対象ＥＣＵの書き込み容量Ｃに対象ＥＣＵで単位容量当たりの書き込みに要する時間である書き込み能力を乗じて対象ＥＣＵにおける書き込みにかかる時間ｔ［ｈ］を算出する。時間ｔに予め記憶している対象ＥＣＵの単位時間当たりの消費電力量ｙ［Ｗ］を乗じて必要電力量Ｗｒ［Ｗｈ］を算出する。対象ＥＣＵが複数ある場合、制御部１１は、各対象ＥＣＵの必要電力量の総和である必要電力量Ｗｒを算出する（ステップＳ１０７でＹＥＳ）。

制御部１１は、必要電力量Ｗｒを用いて閾値ＴｈＣを算出する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９では、一例として、制御部１１は、車両１の発進に必要な電力量として予め記憶している電力量に相当する閾値ＴｈＢに必要電力量Ｗｒを加えた値を閾値ＴｈＣとして（ＴｈＣ＝ＴｈＢ＋Ｗｒ）、下限値に設定する（ステップＳ１１３）。

更新用プログラムが１つもない場合（ステップＳ１０１でＮＯ）、制御部１１は、通常時の充電制御を実行する。すなわち、制御部１１は、予め記憶している閾値ＴｈＡを上限値に設定するとともに、予め記憶している、車両１の発進に必要な電力量に相当する値である閾値ＴｈＢを下限値に設定する（ステップＳ１１５）。

図７は、ステップＳ２０の発電制御処理の流れの一例を示したフローチャートである。図７を参照して、制御部１１は、発電機２１を制御するＥＣＵ３０Ｃからの送信フレームに基づいて判定される発電機２１が発電中であるか否かの状態に応じて処理を分岐する。すなわち、発電機２１が発電中である場合（ステップＳ２０１でＹＥＳ）、制御部１１は、バッテリ２２を制御するＥＣＵ３０Ｂからの送信フレームから得られるバッテリ２２の充電量が上限の閾値に達するか否かを判定する。バッテリ２２の充電量が上限の閾値に達すると（ステップＳ２０３でＹＥＳ）、制御部１１は、ＥＣＵ３０Ｃに対して発電機２１での発電の停止を指示する（ステップＳ２０５）。この指示に従って、ＥＣＵ３０Ｃは、発電を停止するように発電機２１を制御する。そうでない場合、制御部１１は当該指示を行わない。これにより、発電状態が維持される。

発電機２１が発電を停止中である場合（ステップＳ２０１でＮＯ）、制御部１１は、ＥＣＵ３０Ｂからの送信フレームから得られるバッテリ２２の充電量が下限の閾値に達するか否かを判定する。下限の閾値は、通常時の充電制御実行時には閾値ＴｈＢであり、更新予定時の充電制御実行時には閾値ＴｈＣである。バッテリ２２の充電量が下限の閾値に達すると（ステップＳ２０７でＹＥＳ）、制御部１１は、ＥＣＵ３０Ｃに対して発電機２１での発電を指示する（ステップＳ２０９）。この指示に従って、ＥＣＵ３０Ｃは、発電を開始するように発電機２１を制御する。そうでない場合、制御部１１は当該指示を行わない。これにより、発電の停止状態が維持される。

以上の処理は、車両１を停車させる指示がなされたことが検出されるまで繰り返される（ステップＳ２１１でＮＯ）。車両１が停車すると図６の処理に戻り、一連の処理が終了する（ステップＳ２１１でＹＥＳ）。

［第１の実施の形態の効果］
制御装置として機能する中継装置１０の制御部１１において以上の充電制御が実行されることによって、走行後の停車中に更新処理が予定されていない通常時には、走行中、バッテリ２２の蓄電量が図４のように変化し、閾値ＴｈＡと閾値ＴｈＢとの間の範囲Ｒ１に維持される。これにより、車両１は、少なくとも閾値ＴｈＢに相当する電力量、つまり、車両１の発進に必要な電力量がバッテリ２２に蓄電された状態で停車する。そのため、発電機２１の稼動（発電）時間を抑えることで燃料消費を低減しつつ、次の発進時に電力不足によって発進できないという事態を回避できる。

一方、走行後の停車中に更新処理が予定されている更新予定時には、走行中、バッテリ２２の蓄電量が図５のように変化し、閾値ＴｈＡと閾値ＴｈＣとの間の範囲Ｒ２に維持される。これにより、車両１は、少なくとも車両１の発進に必要な電力量と必要電力量との総和以上の電力量がバッテリ２２に蓄電された状態で停車する。そのため、停車中に更新処理が実行可能であり、また、次の発進時に電力不足によって発進できないという事態を回避できる。

＜第２の実施の形態＞
更新予定時の充電制御では、通常時の充電制御と比較して、下限の閾値が少なくとも必要電力量の分だけ大きい。つまり、通常時の充電制御よりも全体的にバッテリ２２に蓄電される電力量が多く維持されるため、発電機２１の稼動（発電）時間が長くなる。その結果、燃料消費の低減効果が通常時の充電制御よりも劣る。そこで、第２の実施の形態において制御装置として機能する中継装置１０の制御部１１は、更新予定時の充電制御を実行する期間を限定する。

更新予定時の充電制御は、更新処理を実行する停車時に必要電力量がバッテリ２２に確保されていることを目的としてなされる。そのため、停車の直前の走行中に実行されればよい。そこで、第２の実施の形態にかかる中継装置１０の制御部１１は、停車予定位置より所定距離前の位置から停車予定位置までを準備範囲として、準備範囲内で更新予定時の充電制御を実行する。

停車予定位置は、たとえば、目的地である。この場合、制御部１１は、一例として、図示しないカーナビゲーション装置、または、カーナビゲーション装置を制御するＥＣＵから目的地を示す情報を取得することで停車予定位置を取得することができる。他の例として、制御部１１は、図示しないサーバなどに蓄積されている車両１の行動履歴に基づいて車両１の行動パターンを推定し、推定された行動パターンから目的地を読み出してもよい。行動パターンの推定方法は、周知のいかなる方法を用いてもよい。停車予定位置が目的地である場合、準備範囲は、目的地と当該目的地から規定距離手前の地点との間の範囲を指す。

停車予定位置は、他の例として、停車予定時刻であってもよい。この場合も目的地である場合と同様に、制御部１１は、カーナビゲーション装置から停車予定時刻を取得してもよいし、車両１の行動履歴に基づいて推定された行動パターンから停車予定時刻を読み出してもよい。停車予定位置が停車予定時刻である場合、準備範囲は、当該停車予定時刻よりも規定時間前の時刻から停車予定時刻までの期間を指す。

好ましくは、制御部１１は、必要電力量Ｗｒに基づいて準備範囲を決定する。すなわち、制御部１１は、必要電力量Ｗｒに基づいて上記の規定距離または規定時間を決定する。この場合、制御部１１は、必要電力量Ｗｒと上記の規定距離または規定時間との対応を予め記憶しておき、算出された必要電力量Ｗｒに上記対応を適用することによって規定距離を特定する。

第２の実施の形態にかかる中継装置１０の制御部１１で実行される充電制御処理は、図６に示されたフローチャートの、ステップＳ１１１を含む処理である。すなわち、図６を参照して、本実施の形態では、設定処理（ステップＳ１０）において、制御部１１は、更新用プログラムがある場合（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、制御部１１は、さらに、現在位置又は現在時刻が準備範囲内であるか否かを判定する。現在位置は、図示しないカーナビゲーション装置、または、カーナビゲーション装置を制御するＥＣＵから取得することができる。

現在位置又は現在時刻が準備範囲に達するより前では（ステップＳ１１１でＮＯ）、制御部１１は、更新用プログラムがあっても閾値ＴｈＣを下限の閾値に設定せずに、予め記憶している閾値ＴｈＢを下限の閾値に設定する（ステップＳ１１５）。この場合、更新予定時の充電制御が実行されず、通常時の充電制御が実行される。

現在位置又は現在時刻が準備範囲に達すると（ステップＳ１１１でＹＥＳ）、制御部１１は、ステップＳ１０９で算出した閾値ＴｈＣを下限の閾値に設定する（ステップＳ１１３）。そして、制御部１１は、ステップＳ２０で更新予定時の充電制御を開始する。

［第２の実施の形態の効果］
第２の実施の形態にかかる中継装置１０の制御部１１において以上の充電制御が実行されることによって、停車時に更新処理が予定されている場合であっても、更新予定時の充電制御の開始を停車予定位置に近づけることで当該充電制御の期間を抑えることができる。これにより、燃料消費の低減と、停車中の更新処理の実行とを両立することができる。

さらに、準備範囲を必要電力量に基づいて決定することで、必要電力量に応じた最適な準備範囲を設定することができる。すなわち、準備範囲をより短縮することができる。これにより、燃料消費をより低減することができる。

＜第３の実施の形態＞
更新予定時の充電制御の開始位置から停車予定位置までの距離、つまり、制御期間が短い場合、その距離内でバッテリ２２の蓄電量が閾値ＴｈＣに達しない場合もある。この場合、車両１が停車するまでに閾値ＴｈＣに相当する電力量がバッテリ２２に充電されない。そこで、第３の実施の形態において制御装置として機能する中継装置１０の制御部１１は、さらに、上記制御期間の長さに基づいて充電制御を実行する。

第３の実施の形態における充電制御処理は、さらに、図示しないエンジンを制御するＥＣＵにおけるエンジンの回転数を制御する駆動制御処理を含む。そのため、制御部１１は、駆動制御処理を実行するための駆動制御指示部１１３をさらに含む（図３）。駆動制御処理は、エンジンの回転数を増加させる制御、および、増加させた回転数を元に戻す制御を含む。エンジンの回転数を変化させる際、駆動制御指示部１１３は、回転数の変化を指示するコマンドを含む制御フレームを生成して車内通信部１３に渡し、エンジンを制御するＥＣＵに送信させる。

制御部１１は、図６のフローチャートのステップＳ１１３で閾値ＴｈＣを下限の閾値として設定してステップＳ２０の発電制御処理を開始する際に、制御部１１は、さらに、制御期間の長さが充分であるか否かを判定する。一例として、制御部１１は、制御期間の長さが必要電力量Ｗｒの発電に要する期間（発電必要期間）以上であるか否かを判定する。通常時の充電制御下ではバッテリ２２の蓄電量の下限値が閾値ＴｈＢに相当する電力量であるため、停車予定位置でのバッテリ２２の蓄電量を閾値ＴｈＣ（＝ＴｈＢ＋Ｗｒ）以上とするためには、制御期間で必要電力量Ｗｒ以上の電力量がバッテリ２２に蓄電される必要があるためである。

制御期間の長さが発電必要期間よりも短い場合、制御部１１は、ステップＳ３０で開始する発電制御処理において、図示しないエンジンの回転数を増加させる制御を、エンジンを制御するＥＣＵに指示する。制御期間の長さが発電必要期間よりも長い場合には、制御部１１は、上記の指示を行わない。

［第３の実施の形態の効果］
第３の実施の形態にかかる中継装置１０の制御部１１において以上の充電制御が実行されることによって、更新予定時の充電制御の開始時点において、制御期間が発電必要期間よりも短い場合であっても、つまり、更新予定時の充電制御の開始位置が停車予定位置に近すぎる場合であっても、停車時のバッテリ２２に閾値ＴｈＣに相当する電力量を確保することができる。

＜第４の実施の形態＞
好ましくは、図示しない車載エアコンを制御するＥＣＵは車両１の周辺温度を測定する温度計を有し、中継装置１０は、当該ＥＣＵから測定された周辺温度を取得する。中継装置１０の制御部１１は、ステップＳ１０の設定処理において、取得した周辺温度に基づいて閾値ＴｈＡ，ＴｈＢ、および／またはＴｈＣを補正する。このため、制御部１１は、周辺温度と補正値との対応関係を予め記憶しておき、周辺温度に基づいて上記閾値を決定する。

一般的に、周辺温度の高い方が車両１全体が熱せられ易く、また、バッテリ２２自体の温度も高くなり易い。バッテリ２２の温度が高いほど、燃料消費は低減する。そのため、周辺温度に基づいて閾値が設定されることによって、より効果的に燃料消費の低減と、停車中の更新処理の実行とを両立することができる。

＜第５の実施の形態＞
制御装置は中継装置１０に限定されず、中継装置１０以外のＥＣＵであってもよい。または、制御装置は、中継装置１０とは独立した専用の装置であってもよい。また、制御装置は、ステップＳ１０の設定処理を実行する装置と、ステップＳ２０の発電制御処理を実行する装置との複数装置が協働して実現されるものであってもよい。

一例として、発電機２１を制御するＥＣＵ３０Ｃは、中継装置１０の制御部１１の発電制御指示部１１２の実行する発電制御処理によって、算出部１１１で算出された閾値（上限の閾値、下限の閾値、閾値ＴｈＢ、閾値ＴｈＣなど）を受信すると、図６のステップＳ２０に示された発電制御処理を実行してもよい。すなわち、ＥＣＵ３０Ｃは、中継装置１０からの指示に従って閾値を設定する。そして、ＣＰＵ３０Ｃが走行中のバッテリ２２の蓄電量と設定した閾値とを比較して、比較結果に応じて発電機２１での発電の開始／停止を制御してもよい。

開示された特徴は、１つ以上のモジュールによって実現される。たとえば、当該特徴は、回路素子その他のハードウェアモジュールによって、当該特徴を実現する処理を規定したソフトウェアモジュールによって、または、ハードウェアモジュールとソフトウェアモジュールとの組み合わせによって実現され得る。

上述の動作をコンピュータに実行させるための、１つ以上のソフトウェアモジュールの組み合わせであるプログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、コンピュータに付属するフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびメモリカードなどのコンピュータ読取り可能な記録媒体にて記録させて、プログラム製品として提供することもできる。あるいは、コンピュータに内蔵するハードディスクなどの記録媒体にて記録させて、プログラムを提供することもできる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。

なお、本開示にかかるプログラムは、コンピュータのオペレーティングシステム（ＯＳ）の一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。その場合、プログラム自体には上記モジュールが含まれずＯＳと協働して処理が実行される。このようなモジュールを含まないプログラムも、本開示にかかるプログラムに含まれ得る。

また、本開示にかかるプログラムは他のプログラムの一部に組込まれて提供されるものであってもよい。その場合にも、プログラム自体には上記他のプログラムに含まれるモジュールが含まれず、他のプログラムと協働して処理が実行される。このような他のプログラムに組込まれたプログラムも、本開示にかかるプログラムに含まれ得る。提供されるプログラム製品は、ハードディスクなどのプログラム格納部にインストールされて実行される。なお、プログラム製品は、プログラム自体と、プログラムが記録された記録媒体とを含む。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 車両
４ 通信ネットワーク
１０ 中継装置
１１ 制御部
１２ 記憶部
１３ 車内通信部
１５ 車外通信機
１６ 車内通信線
１７ 電力線
２１ 発電機
２２ バッテリ
２３ スタータ
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ ＥＣＵ
１１０ 更新制御部
１１１ 算出部
１１２ 発電制御指示部
１１３ 駆動制御指示部

Claims (11)

1. 車載制御装置と通信可能な車内通信部と、
   前記車内通信部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、車両走行中の車載バッテリの蓄電量を監視し、前記蓄電量が電力量に関する閾値に達するまで減少すると、前記車載バッテリに電力供給する車載発電機に対する発電の指示を前記車内通信部に送信させる充電制御を実行し、
   前記制御部は、
   前記車載制御装置での制御プログラムの更新処理に必要な必要電力量を前記車載バッテリに充電するための規定距離又は規定時間を決定し、
   車両の停止予定より前記規定距離又は前記規定時間前から始まる準備範囲に車両の現在位置又は現在時刻が含まれるか否かを判定し、
   車両の現在位置又は現在時刻が前記準備範囲に含まれないと判定される場合には、車両の走行のための第１閾値を設定し、前記充電制御を実行し、
   車両の現在位置又は現在時刻が前記準備範囲に含まれると判定される場合には、前記制御プログラムの更新のための第２閾値を設定し、前記充電制御を実行する、
   制御装置。
2. 前記制御部は、前記必要電力量に基づいて前記第２閾値を算出する、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御部は、前記蓄電量の下限値に前記必要電力量を加算することで前記第２閾値を算出する、請求項２に記載の制御装置。
4. 前記制御部は、前記蓄電量の下限値に前記必要電力量および予め規定されたマージンを加算することで前記第２閾値を算出する、請求項３に記載の制御装置。
5. 前記制御部は、算出された前記第２閾値を、周辺温度に基づいて補正する、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 前記準備範囲は、停車予定位置と、前記停車予定位置から車両の進行方向逆向きに前記規定距離前の位置との間の距離範囲である、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 前記制御部は、前記規定距離を前記必要電力量に基づいて決定する、請求項６に記載の制御装置。
8. 前記準備範囲は、停車予定時刻と、前記停車予定時刻から前記規定時間前の時刻との間の時間範囲である、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 前記車載発電機はエンジンの回転によって発電し、
   前記制御部は、前記充電制御の開始から停車までの期間と、前記必要電力量とに基づいて、前記エンジンに対する回転数の変更の指示を前記車内通信部に送信させる、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の制御装置。
10. 車載発電機の発電を制御する方法であって、
    車載制御装置での制御プログラムの更新処理に必要な必要電力量を車載バッテリに充電するための規定距離又は規定時間を決定するステップと、
    車両の停止予定より前記規定距離又は前記規定時間前から始まる準備範囲に車両の現在位置又は現在時刻が含まれるか否かを判定するステップと、
    車両の現在位置又は現在時刻が前記準備範囲に含まれないと判定される場合には、車両の走行のための第１閾値を設定するステップと、
    車両の現在位置又は現在時刻が前記準備範囲に含まれると判定される場合には、前記制御プログラムの更新のための第２閾値を設定するステップと、
    車両走行中の車載バッテリの蓄電量を監視し、前記蓄電量が前記第１閾値又は前記第２閾値に達するまで減少すると、前記車載バッテリに電力供給する前記車載発電機に発電を指示するステップと、を備える、
    制御方法。
11. 車載発電機の発電を制御する制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
    前記制御装置は、車載制御装置と通信可能な通信部を有し、
    前記コンピュータを、
    車両走行中の車載バッテリの蓄電量を監視し、前記蓄電量が電力量に関する閾値に達するまで減少すると、前記車載バッテリに電力供給する車載発電機に対する発電の指示を前記通信部に送信させる充電制御を実行する制御部、として機能させ、
    前記制御部は、
    前記車載制御装置での制御プログラムの更新処理に必要な必要電力量を前記車載バッテリに充電するための規定距離又は規定時間を決定し、
    車両の停止予定より前記規定距離又は前記規定時間前から始まる準備範囲に車両の現在位置又は現在時刻が含まれるか否かを判定し、
    車両の現在位置又は現在時刻が前記準備範囲に含まれないと判定される場合には、車両の走行のための第１閾値を設定し、前記充電制御を実行し、
    車両の現在位置又は現在時刻が前記準備範囲に含まれると判定される場合には、前記制御プログラムの更新のための第２閾値を設定し、前記充電制御を実行する、
    コンピュータプログラム。

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