JP2004050894A - 車載電源管理システム - Google Patents
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Abstract
【課題】従来から在る電子ユニットをそのまま用いて電子ユニットの電源管理を行える車載電源システムを提供することにある。
【解決手段】この車載電源管理システム1Aは、バッテリBから複数の電子ユニット3a〜3dに至る給電路5上に設けられた電源管理ユニット7とを備え、複数の電子ユニット3a〜3dにはそれぞれ優先度が設定され、電源管理ユニット7は、バッテリBから各電子ユニット3a〜3dに至る各給電路5p,5q,5r上に介装されたスイッチ7p,7q,7rと、バッテリ電圧の低下に応じて各電子ユニット3a〜3dのうちの優先度の低いものから順にバッテリBからの給電が制限され、優先度の高いものから優先的にバッテリBからの電力が供給される様に、各スイッチ7p〜7rをオンオフ制御するスイッチ制御部73とを備える。
【選択図】 図1
【解決手段】この車載電源管理システム1Aは、バッテリBから複数の電子ユニット3a〜3dに至る給電路5上に設けられた電源管理ユニット7とを備え、複数の電子ユニット3a〜3dにはそれぞれ優先度が設定され、電源管理ユニット7は、バッテリBから各電子ユニット3a〜3dに至る各給電路5p,5q,5r上に介装されたスイッチ7p,7q,7rと、バッテリ電圧の低下に応じて各電子ユニット3a〜3dのうちの優先度の低いものから順にバッテリBからの給電が制限され、優先度の高いものから優先的にバッテリBからの電力が供給される様に、各スイッチ7p〜7rをオンオフ制御するスイッチ制御部73とを備える。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載された電子ユニットに供給される電源(電力)を管理(供給制御)する車載電源管理システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
通常車両にはバッテリが搭載されており、車両停車時も、低電力ではあるがそのバッテリを電源として、いくつもの電子ユニット(車載機器)が動作している。そのため、バッテリ電圧が低下すると、それら電子ユニットが動作できなくなる場合も発生し、重要な電子ユニット(セキュリティ関連、緊急連絡システムなど)が動作できなくなる場合がある。
【0003】
この問題を解決する技術として特開平9−76839号公報に開示された車載電源管理システムが知られている。
【0004】
この車載電源管理システムでは、各電子ユニット毎に、バッテリ等の電源からその電子ユニットに供給される電力を前記電源電圧に応じてオンオフ切り替えを行う電源管理機能が搭載される。これら各電子ユニットの電源管理機能はそれぞれ、その電子ユニットへの電力供給の優先順位に応じて異なる電圧レベルでその電子ユニットへの給電のオンオフ切り替えを行う。これにより、それら各電子ユニットの電源管理機能に前記電源電圧の情報を与えることで、前記電源電圧の低下時には、各電子ユニットの電源管理機能によってその電子ユニットに供給される電力が優先順位に従ってオンオフ制御され、優先順位の高い電子ユニット(即ち重要な電子ユニット)に優先的に電源からの電力が供給される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の車載電源管理システムでは、各電子ユニット毎に上記電源管理機能を搭載する必要があり、電源管理の対象となる電子ユニットの数が多い場合は、システムの導入に費用がかかる欠点がある。又、上記電源管理機能の搭載されていない従来から在る電子ユニットに対しては、このシステムでは電源管理ができないため、すべて上記電源管理機能を搭載したものに新設するか又は改造する必要があり費用がかかる欠点がある。
【0006】
そこで、この発明の課題は、従来から在る電子ユニットをそのまま用いて(即ち改造すること無く)複数の電子ユニットの電源管理を優先度を持たせて行える車載電源システムを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためには、請求項1に記載の発明は、電源と、前記電源からの電力が分配供給される複数の車載機器と、前記電源から前記複数の車載機器のうちの給電制御の対象となる1つ以上の車載機器に至る給電路上に設けられた給電制御手段とを備え、前記複数の車載機器にはそれぞれ優先度が設定されており、前記給電制御手段は、前記電源電圧を検出する電圧検出手段と、前記電源から前記給電制御の対象となる各車載機器に至る各給電路上に介装されたスイッチ手段と、前記電圧検出手段により検出される前記電源電圧の低下に応じて、前記給電制御の対象となる各車載機器のうちの前記優先度の低いものから順に前記電源からの給電が制限され、前記優先度の高いものから優先的に前記電源からの電力が供給される様に、前記各スイッチ手段をオンオフ制御するスイッチ制御手段と、を備えるものである。
【0008】
請求項2に記載の発明は、前記給電制御手段が1つ設けられ、その給電制御手段によって給電制御の対象となる全ての車載機器への給電が制御されるものである。
【0009】
請求項3に記載の発明は、前記優先度の同じ車載機器毎に個別に前記給電制御手段が設けられ、それら各給電制御手段により個別に、その給電制御手段に対応された前記優先度の同じ車載機器への給電が制御されるものである。
【0010】
請求項4に記載の発明は、前記優先度の同じ車載機器毎に共通の給電路が形成され、それら各共通の給電路からそれぞれ前記優先度の同じ各車載機器に至る個別の給電路が形成され、それら各共通の給電路上に1つずつ前記スイッチ手段が介装され、それら各スイッチ手段により、そのスイッチ手段の介装された前記共通の給電路に接続される前記優先度の同じ各車載機器への給電が一括してオンオフ切り替えされるものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
<第1の実施の形態>
図1は本発明の第1の実施の形態に係る車載電源管理システムの概略構成を示す一例図であり、図2〜図4はそれぞれ図1の車載電源管理システムの動作を説明する図である。
【0012】
この実施の形態に係る車載電源管理システム1Aは、図1に示す如く、バッテリ(電源)Bと、バッテリBからの電力が分配供給される複数の電子ユニット(車載機器)3a〜3dと、バッテリBから複数の電子ユニット3a〜3dのうちの給電制御の対象となる1つ以上の電子ユニット(ここでは全ての電子ユニット3a〜3d)に至る給電路5上に設けられた電源管理ユニット(給電制御手段)とを備えて構成される。
【0013】
複数の電子ユニット3a〜3dにはそれぞれ給電の優先度が設定される。ここでは、各電子ユニット3a,3bには優先度「高」、電子ユニット3cには優先度「中」、電子ユニット3dには優先度「低」が設定される。
【0014】
給電路5は、一例として以下の様に形成される。即ち、バッテリBから単一の給電路5tが引き出され、その給電路5tからは、それぞれ上記複数の電子ユニット3a〜3dに設定された各優先度「高」「中」「低」に対応された複数の給電路5p,5q,5rが分岐形成される。それら各給電路5p,5q,5rからは、その給電路5p(5q,5r)に対応された優先度「高」(「中」「低」)と同じ優先度の電子ユニット3a,3b(3c,3d)に至る個別の給電路5a,5b(5c,5d)が形成される。
【0015】
電源管理ユニット7は、バッテリ電圧を監視しバッテリ電圧の低下の度合いに応じて、各給電路5p,5q,5rを通じての給電をオンオフ制御することで、給電制御の対象となる電子ユニット3a〜3dのうちの優先度の低いものから順にバッテリBからの給電を停止(制限)し、優先度の高いものから優先的にバッテリBからの電力を供給するものである。
【0016】
この電源管理ユニット7は、例えば給電路5tの電位を利用してバッテリ電圧を監視(検出)する電源監視部(電圧検出手段)71と、それぞれ給電制御の対象となる電子ユニット3a〜3dが接続された各給電路5p,5q,5r上に介装され、それぞれその介装された給電路5p(5q,5r)に接続された電子ユニット3a,3b(3c,3d)の給電を一括してオンオフ切り替えするスイッチ7p(7q,7r)と、各スイッチ7p,7q,7rをオンオフ制御するスイッチ制御部73とを備える。
【0017】
スイッチ制御部73には、それぞれバッテリ電圧の低下の度合いに対応した1つ以上のしきい値が設定される(ここでは第1及び第2のしきい値が設定されており、第1のしきい値は第2のしきい値より大きいものとする)。
【0018】
スイッチ制御部73は、電源監視部71により検出されるバッテリ電圧が上記複数のしきい値のうちの最大のもの(ここでは第1のしきい値)以上に大きい場合は、図2に示す様に、全てのスイッチ7p,7q,7rをオンにして、バッテリBからの電力を各給電路5p,5q,5rを通じて全ての優先度の電子ユニット3a〜3dに分配供給させる。これにより全ての優先度の電子ユニット3a〜3dが動作可能状態にされる。
【0019】
そして、スイッチ制御部73は、電源監視部71により検出されるバッテリ電圧が上記複数のしきい値を最大のものから順に下回る毎に、給電制御の対象となる電子ユニット3a〜3dのうちの優先度の低いものから順に給電が停止され、優先度の高いものから優先的に電力が供給される様に、各スイッチ7p,7q,7rをオンオフ制御する。例えば、スイッチ制御部73は、バッテリ電圧が第1のしきい値以上に大きい状態(図2)から第1のしきい値を下回った場合は(但し第2のしきい値は下回らないとする)、図3に示す様に、スイッチ7p,7qをオンにして優先度「高」「中」の電子ユニット3a〜3cへの給電を維持する一方で、スイッチ7rをオフにして優先度「低」の電子ユニット3dへの給電を停止させる。これにより、優先度の最も低い優先度「低」の電子ユニット3dへの給電が停止された分、優先度の高い優先度「高」「中」の電子ユニット3a〜3cへの給電時間を延ばすことができ、優先度「高」「中」の電子ユニット3a〜3cの動作可能状態をより長く継続させることができる。
【0020】
そして、スイッチ制御部73は、電源監視部71により検出されるバッテリ電圧が上記複数のしきい値のうちの最小のもの(ここでは第2のしきい値)より小さくなった場合は、図4に示す様に、スイッチ7pだけをオンにして優先度の最も高い優先度「高」の電子ユニット3a,3bへの給電だけを維持したまま、それ以外のスイッチ7q,7rを全てオフにして優先度「高」以外の優先度「中」「低」の電子ユニット3c,3dへの給電を停止させる。これにより、優先度の最も高い優先度「高」以外の優先度「中」「低」の電子ユニット3c,3dへの給電が停止された分、優先度の最も高い優先度「高」の電子ユニット3a,3bへの給電時間を延ばすことができ、優先度「高」の電子ユニット3a,3bの動作可能状態をより長く継続させることができる。
【0021】
以上のように構成された車載電源管理システム1Aによれば、電源管理ユニット7により、バッテリ電圧の低下の度合いに応じて給電制御の対象となる各電子ユニット3a〜3dのうちの優先度の低いものから順にバッテリBからの給電が停止され、優先度の高いものから優先的にバッテリBの電力が供給されるため、バッテリ電圧が低下しても、優先度の高い電子ユニット(即ち重要な電子ユニット)3a,3b(3c)への給電時間を延ばすことができ、より長く動作可能状態を継続させることができる。
【0022】
又、給電路5上に電源管理ユニット7が設けられ、その電源管理ユニット7により各給電路5p,5q,5rに介装された各スイッチ7p,7q,7rがオンオフ制御されることで、各電子ユニット3a〜3dへの給電がオンオフ制御されるため、給電制御の対象となる電子ユニット3a〜3dをその電子ユニットの優先度に応じて給電路5p,5q,5rの何れかに接続するだけで、その電子ユニットの給電制御を行うことができ、これにより従来から在る電子ユニットをそのまま(即ち改造すること無く)当該車載電源管理システム1Aに組み込むことができると共に、後から給電制御の対象となる電子ユニットを追加する場合も簡単に追加できる。
【0023】
又、優先度の同じ電子ユニット(3aと3b,3c,3d)毎に共通の給電路5p,5q,5rが形成され、それら各給電路5p,5q,5rからその給電路5p(5q,5r)に対応された上記優先度の同じ電子ユニット3a,3b(3c,3d)に至る個別の給電路5a,5b(5c,5d)が形成され、それら各給電路5p,5q,5r上に1つずつスイッチ7p,7q,7rが介装され、それら各スイッチ7p,7q,7rにより、そのスイッチ7p(7q,7r)の介装された給電路5p(5q,5r)に接続される優先度の同じ電子ユニット3a,3b(3c,3d)への給電が一括してオンオフ切り替えされるため、同じ優先度の電子ユニットが複数個あってもその優先度に対しては1つのスイッチを設けるだけで済み、部品数(例えばスイッチ数)の低減が図れてコストアップを抑えることができる。
【0024】
又、1つの電源管理ユニット7の設置により給電制御の対象となる全ての電子ユニット3a〜3dへの給電が制御されるため、電源管理ユニット7の部品数の低減が図れてコストアップを抑えることができる。
【0025】
<第2の実施の形態>
図5は本発明の第2の実施の形態に係る車載電源管理システムの概略構成を示す一例図であり、図6は図5の電源管理ユニットの構成概略図である。
【0026】
この第2の実施の形態に係る車載電源管理システム1Bは、上記第1の実施の形態に係る電源管理システム1Aに於いて、給電制御の対象となる電子ユニットのうちの優先度の同じ電子ユニット毎に個別に電源管理ユニット7を設け、それら各電源管理ユニット7により個別に各優先度の電子ユニットへの給電を制御させる様にしたものに相当する。
【0027】
まず、この実施の形態に係る車載電源管理システム1Bの基本構成を説明する。この車載電源管理システム1Bの基本構成は、上記第1の実施の形態に係る電源管理システム1Aに於いて、その電源管理ユニット7によって特定の1つの優先度の電子ユニットへの給電だけを制御する様に構成されたものに相当し、図5に示す様に、上記車載電源管理システム1Aと同様、バッテリBと、バッテリBからの電力が分配供給される複数の電子ユニット3e〜3gと、バッテリBから複数の電子ユニット3e〜3gのうちのその給電制御の対象となる1つ以上の電子ユニット(ここでは電子ユニット3f,3g)に至る給電路5上に設けられた電源管理ユニット7B1とを備えて構成される。尚、この実施の形態では、電子ユニット3eは最重要の電子ユニットとして常にバッテリBから電力が給電されるものとし、ここでは給電制御の対象から外されている。
【0028】
複数の電子ユニット3e〜3gにも、上記第1の実施の形態の場合と同様、それぞれ給電の優先度が設定される。ここでは、電子ユニット3eには優先度「高」、電子ユニット3f,3gには優先度「低」が設定される。
【0029】
又、この実施の形態の給電路5も、上記第1の実施の形態の給電路5と同様に形成される。即ち、バッテリBから単一の給電路5tが引き出される。そして、その給電路5tからは、それぞれ上記複数の電子ユニット3e〜3gに設定された各優先度「高」「低」に対応された複数の給電路5p,5rが分岐形成される。それら各給電路5p,5rからは、その給電路5p(5r)に対応された優先度「高」(「低」)と同じ優先度の電子ユニット3e(3f,3g)に至る個別の給電路5e(5f,5g)が形成される。ここでは、給電路5r上に電源管理ユニット7B1が設けられている。
【0030】
電源管理ユニット7B1は、上記第1の実施の形態の電源管理ユニット7に於いて、上記特定の1つの優先度(ここでは優先度「低」)の設定された電子ユニットへの給電だけを制御する様に構成されたものに相当する。即ち、この電源管理ユニット7B1は、図6に示す様に、上記第1の実施の形態の電源管理ユニット7と比べて、電子ユニットの給電制御用のスイッチとして上記特定の1つの優先度「低」に対応された給電路5rに介装されたスイッチ7rだけを備える点が異なる以外は同様に構成される。
【0031】
この実施の形態のスイッチ制御部73B1は、上記第1の実施の形態のスイッチ制御部73に於いて、1つのしきい値(以後「第1のしきい値」と称す)だけが設定されたものに相当する。即ち、このスイッチ制御部73B1は、図5を参照して、電源監視部71により検出されるバッテリ電圧が上記第1のしきい値以上に大きい場合は、スイッチ7rをオンにしてバッテリBからの電力を給電路5rを通じて電子ユニット3f,3gに分配供給させ、他方、電源監視部71により検出されるバッテリ電圧が上記第1のしきい値より小さい場合は、スイッチ7rをオフにして電子ユニット3f,3gへの給電を停止させる。これにより、バッテリ電圧が第1のしきい値より低下した際には、電源管理ユニット7B1によりその給電制御の対象とする優先度「低」の電子ユニット3f,3gの給電が停止され、その分、優先度「高」の電子ユニット3eの給電時間を延ばすことができて、優先度「高」の電子ユニット3eの動作可能状態をより長く継続させることができる。
【0032】
そして、この車載電源管理システム1Bの基本構成に更に優先度「低」と異なる優先度(例えば優先度「中」)の電子ユニットを追加する場合は、図7の様にこの車載電源管理システム1Bの基本構成を組み合わせる。
【0033】
即ち、単一の給電路5tから更に上記優先度「中」に対応された給電路5qを分岐形成させ、その給電路5qから優先度「中」の各電子ユニット3h,3i,3jに至る個別の給電路5h,5i,5jを形成させる。そして、その給電路5q上に電源管理ユニット7B2を設け、この電源管理ユニット7B2により優先度「中」の電子ユニット3h〜3jの給電を制御させる。
【0034】
この電源管理ユニット7B2は、電源管理ユニット7B1に於いて、その給電制御の対象となる特定の1つの優先度の設定された電子ユニットとして上記優先度「低」の電子ユニット3f,3gの給電を制御する様に設定されたものに相当する。即ち、この電源管理ユニット7B2は、図6に示す様に、電源管理ユニット7B1と比べて、その電子ユニットの給電制御用のスイッチ7qが上記優先度「中」に対応された給電路5qに介装される点と、そのスイッチ制御部73B2に設定されるしきい値が優先度「中」の優先度に適した値(ここでは電源管理ユニット7B1のスイッチ制御部73B1に設定された上記第1のしきい値より小さい第2のしきい値)に設定される点が異なる以外は同様に構成される。
【0035】
次に、この基本構成の組み合わせの場合の車載電源管理システム1Bの動作を図7を参照して説明する。バッテリ電圧が第1のしきい値以上に大きい場合は、全ての電源管理ユニット7B1,7B2によりそのスイッチ7q,7rがオンにされ、バッテリBからの電力が各給電路5r,5qを通じて給電制御の対象となる全ての優先度「低」「中」の電子ユニット3f〜3jに分配供給される。これにより、バッテリBの電力が給電路5p,5r,5qを通じて全ての優先度「高」「低」「中」の電子ユニット3e〜3jに供給され、全ての優先度「高」「低」「中」の電子ユニット3e〜3jが動作可能状態にされる。
【0036】
そして、バッテリ電圧が第1のしきい値以上に大きい状態から第1のしきい値を下回った場合は(但し第2のしきい値は下回らないとする)、電子管理ユニット7B2によりそのスイッチ7qがオンに維持されて優先度「中」の電子ユニット3h〜3jへの給電が維持される一方で、電子管理ユニット7B1によりそのスイッチ7rがオフにされて優先度「低」の電子ユニット3f,3gへの給電が停止される。これにより、優先度の最も低い優先度「低」の電子ユニット3f,3gへの給電が停止された分、優先度の高い優先度「高」「中」の電子ユニット3e,3h〜3jへの給電時間を延ばすことができ、優先度「高」「中」の電子ユニット3e,3h〜3jの動作可能状態をより長く継続させることができる。
【0037】
そして、バッテリ電圧が第2のしきい値より小さくなった場合は、全ての電源管理ユニット7B1,7B2によりそのスイッチ7q,7rがオフにされて優先度「低」「中」の電子ユニット3f〜3jへの給電が停止される。これにより、優先度の最も高い優先度「高」以外の優先度「低」「中」の電子ユニット3f,3g,3h〜3jへの給電が停止された分、優先度の最も高い優先度「高」の電子ユニット3eへの給電時間を延ばすことができ、優先度「高」の電子ユニット3eの動作可能状態をより長く継続させることができる。
【0038】
以上のように構成された車載電源管理システム1Bによれば、上記第1の実施の形態に係る車載電源管理システム1Aと同様の効果を得る他、給電制御の対象となる電子ユニット3f〜3jのうちの優先度の同じ電子ユニット(3fと3g,3hと3jと3j)毎に個別に電源管理ユニット7B1,7B2が設けられ、それら各電源管理ユニット7B1(7B2)により個別に各優先度の電子ユニット3f,3g(3h,3j,3j)の給電が制御されるため、優先度の数に応じて個別の電源管理ユニットを組み合わせることで無駄なく最適なシステムを構成できると共に、後から給電制御の対象となる新たな優先度の電子ユニットを追加する場合も簡単に追加できる。
【0039】
尚、この実施の形態に於いて、更に新たな優先度の車載機器を追加する場合は、上記優先度「中」の車載機器を追加した場合と同様に車載電源管理システム1Bの基本構成を更に組み合わせればよい。
【0040】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、給電制御手段により、電源電圧の低下に応じて給電制御の対象となる車載機器のうちの優先度の低いものから順に電源からの給電が制限され、優先度の高いものから優先的に電源からの電力が供給されるため、電源電圧が低下しても、優先度の高い車載機器(即ち重要な車載機器)への給電時間を延ばすことができ、より長く動作可能状態を継続させることができる。
【0041】
又、給電路上に給電制御手段が設けられ、その給電制御手段により給電路に介装された各スイッチ手段がオンオフ制御されることで各車載機器への給電がオンオフ制御されるため、給電制御の対象となる車載機器を給電路に接続するだけで、その車載機器の給電制御を行うことができ、これにより従来から在る車載機器をそのまま(改造すること無く)当該車載電源管理システムに組み込むことができると共に、後から給電制御の対象となる車載機器を追加する場合も簡単に追加できる。
【0042】
請求項2に記載の発明によれば、1つの給電制御手段により給電制御の対象となる全ての車載機器への給電が制御されるため、給電制御手段の部品数の低減が図れてコストアップを抑えることができる。
【0043】
請求項3に記載の発明によれば、給電制御の対象となる車載機器のうちの優先度の同じ車載機器毎に個別に給電制御手段が設けられ、それら各給電制御手段により個別に各優先度の車載機器への給電が制御されるため、優先度の数に応じて個別の給電制御手段を組み合わせることで無駄なく最適なシステムを構成できると共に、後から給電制御の対象となる新たな優先度の車載機器を追加する場合も簡単に追加できる。
【0044】
請求項4に記載の発明によれば、優先度の同じ車載機器毎に共通の給電路が形成され、それら各給電路からその給電路に対応された前記優先度の同じ各車載機器に至る個別の給電路が分岐形成され、それら各給電路上に1つずつスイッチ手段が介装され、それら各スイッチ手段により、そのスイッチ手段の介装された給電路に接続される優先度の同じ各車載機器への給電が一括してオンオフ切り替えされるため、同じ優先度の車載機器が複数個あってもその優先度に対しては1つのスイッチ手段を設けるだけで済み、部品数(例えばスイッチ手段の数)の低減が図れてコストアップを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る車載電源管理システムの構成の一例図である。
【図2】図1の車載電源管理システムの動作を説明する図である。
【図3】図1の車載電源管理システムの動作を説明する他の図である。
【図4】図1の車載電源管理システムの動作を説明する更に他の図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る車載電源管理システムの基本構成の一例図である。
【図6】図5の電源管理ユニットの構成概略図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態に係る車載電源管理システムの基本構成の組み合わせの一例図である。
【符号の説明】
1A,1B 車載電源管理システム
3a〜3d,3e〜3g 電子ユニット
5,5t,5p〜5q,5a〜5d 給電路
7,7B1,7B2 電源管理ユニット
7p,7q,7r スイッチ
71 電源監視部
73,73B1,73B1 スイッチ制御部
B バッテリ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載された電子ユニットに供給される電源(電力)を管理(供給制御)する車載電源管理システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
通常車両にはバッテリが搭載されており、車両停車時も、低電力ではあるがそのバッテリを電源として、いくつもの電子ユニット(車載機器)が動作している。そのため、バッテリ電圧が低下すると、それら電子ユニットが動作できなくなる場合も発生し、重要な電子ユニット(セキュリティ関連、緊急連絡システムなど)が動作できなくなる場合がある。
【0003】
この問題を解決する技術として特開平9−76839号公報に開示された車載電源管理システムが知られている。
【0004】
この車載電源管理システムでは、各電子ユニット毎に、バッテリ等の電源からその電子ユニットに供給される電力を前記電源電圧に応じてオンオフ切り替えを行う電源管理機能が搭載される。これら各電子ユニットの電源管理機能はそれぞれ、その電子ユニットへの電力供給の優先順位に応じて異なる電圧レベルでその電子ユニットへの給電のオンオフ切り替えを行う。これにより、それら各電子ユニットの電源管理機能に前記電源電圧の情報を与えることで、前記電源電圧の低下時には、各電子ユニットの電源管理機能によってその電子ユニットに供給される電力が優先順位に従ってオンオフ制御され、優先順位の高い電子ユニット(即ち重要な電子ユニット)に優先的に電源からの電力が供給される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の車載電源管理システムでは、各電子ユニット毎に上記電源管理機能を搭載する必要があり、電源管理の対象となる電子ユニットの数が多い場合は、システムの導入に費用がかかる欠点がある。又、上記電源管理機能の搭載されていない従来から在る電子ユニットに対しては、このシステムでは電源管理ができないため、すべて上記電源管理機能を搭載したものに新設するか又は改造する必要があり費用がかかる欠点がある。
【0006】
そこで、この発明の課題は、従来から在る電子ユニットをそのまま用いて(即ち改造すること無く)複数の電子ユニットの電源管理を優先度を持たせて行える車載電源システムを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためには、請求項1に記載の発明は、電源と、前記電源からの電力が分配供給される複数の車載機器と、前記電源から前記複数の車載機器のうちの給電制御の対象となる1つ以上の車載機器に至る給電路上に設けられた給電制御手段とを備え、前記複数の車載機器にはそれぞれ優先度が設定されており、前記給電制御手段は、前記電源電圧を検出する電圧検出手段と、前記電源から前記給電制御の対象となる各車載機器に至る各給電路上に介装されたスイッチ手段と、前記電圧検出手段により検出される前記電源電圧の低下に応じて、前記給電制御の対象となる各車載機器のうちの前記優先度の低いものから順に前記電源からの給電が制限され、前記優先度の高いものから優先的に前記電源からの電力が供給される様に、前記各スイッチ手段をオンオフ制御するスイッチ制御手段と、を備えるものである。
【0008】
請求項2に記載の発明は、前記給電制御手段が1つ設けられ、その給電制御手段によって給電制御の対象となる全ての車載機器への給電が制御されるものである。
【0009】
請求項3に記載の発明は、前記優先度の同じ車載機器毎に個別に前記給電制御手段が設けられ、それら各給電制御手段により個別に、その給電制御手段に対応された前記優先度の同じ車載機器への給電が制御されるものである。
【0010】
請求項4に記載の発明は、前記優先度の同じ車載機器毎に共通の給電路が形成され、それら各共通の給電路からそれぞれ前記優先度の同じ各車載機器に至る個別の給電路が形成され、それら各共通の給電路上に1つずつ前記スイッチ手段が介装され、それら各スイッチ手段により、そのスイッチ手段の介装された前記共通の給電路に接続される前記優先度の同じ各車載機器への給電が一括してオンオフ切り替えされるものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
<第1の実施の形態>
図1は本発明の第1の実施の形態に係る車載電源管理システムの概略構成を示す一例図であり、図2〜図4はそれぞれ図1の車載電源管理システムの動作を説明する図である。
【0012】
この実施の形態に係る車載電源管理システム1Aは、図1に示す如く、バッテリ(電源)Bと、バッテリBからの電力が分配供給される複数の電子ユニット(車載機器)3a〜3dと、バッテリBから複数の電子ユニット3a〜3dのうちの給電制御の対象となる1つ以上の電子ユニット(ここでは全ての電子ユニット3a〜3d)に至る給電路5上に設けられた電源管理ユニット(給電制御手段)とを備えて構成される。
【0013】
複数の電子ユニット3a〜3dにはそれぞれ給電の優先度が設定される。ここでは、各電子ユニット3a,3bには優先度「高」、電子ユニット3cには優先度「中」、電子ユニット3dには優先度「低」が設定される。
【0014】
給電路5は、一例として以下の様に形成される。即ち、バッテリBから単一の給電路5tが引き出され、その給電路5tからは、それぞれ上記複数の電子ユニット3a〜3dに設定された各優先度「高」「中」「低」に対応された複数の給電路5p,5q,5rが分岐形成される。それら各給電路5p,5q,5rからは、その給電路5p(5q,5r)に対応された優先度「高」(「中」「低」)と同じ優先度の電子ユニット3a,3b(3c,3d)に至る個別の給電路5a,5b(5c,5d)が形成される。
【0015】
電源管理ユニット7は、バッテリ電圧を監視しバッテリ電圧の低下の度合いに応じて、各給電路5p,5q,5rを通じての給電をオンオフ制御することで、給電制御の対象となる電子ユニット3a〜3dのうちの優先度の低いものから順にバッテリBからの給電を停止(制限)し、優先度の高いものから優先的にバッテリBからの電力を供給するものである。
【0016】
この電源管理ユニット7は、例えば給電路5tの電位を利用してバッテリ電圧を監視(検出)する電源監視部(電圧検出手段)71と、それぞれ給電制御の対象となる電子ユニット3a〜3dが接続された各給電路5p,5q,5r上に介装され、それぞれその介装された給電路5p(5q,5r)に接続された電子ユニット3a,3b(3c,3d)の給電を一括してオンオフ切り替えするスイッチ7p(7q,7r)と、各スイッチ7p,7q,7rをオンオフ制御するスイッチ制御部73とを備える。
【0017】
スイッチ制御部73には、それぞれバッテリ電圧の低下の度合いに対応した1つ以上のしきい値が設定される(ここでは第1及び第2のしきい値が設定されており、第1のしきい値は第2のしきい値より大きいものとする)。
【0018】
スイッチ制御部73は、電源監視部71により検出されるバッテリ電圧が上記複数のしきい値のうちの最大のもの(ここでは第1のしきい値)以上に大きい場合は、図2に示す様に、全てのスイッチ7p,7q,7rをオンにして、バッテリBからの電力を各給電路5p,5q,5rを通じて全ての優先度の電子ユニット3a〜3dに分配供給させる。これにより全ての優先度の電子ユニット3a〜3dが動作可能状態にされる。
【0019】
そして、スイッチ制御部73は、電源監視部71により検出されるバッテリ電圧が上記複数のしきい値を最大のものから順に下回る毎に、給電制御の対象となる電子ユニット3a〜3dのうちの優先度の低いものから順に給電が停止され、優先度の高いものから優先的に電力が供給される様に、各スイッチ7p,7q,7rをオンオフ制御する。例えば、スイッチ制御部73は、バッテリ電圧が第1のしきい値以上に大きい状態(図2)から第1のしきい値を下回った場合は(但し第2のしきい値は下回らないとする)、図3に示す様に、スイッチ7p,7qをオンにして優先度「高」「中」の電子ユニット3a〜3cへの給電を維持する一方で、スイッチ7rをオフにして優先度「低」の電子ユニット3dへの給電を停止させる。これにより、優先度の最も低い優先度「低」の電子ユニット3dへの給電が停止された分、優先度の高い優先度「高」「中」の電子ユニット3a〜3cへの給電時間を延ばすことができ、優先度「高」「中」の電子ユニット3a〜3cの動作可能状態をより長く継続させることができる。
【0020】
そして、スイッチ制御部73は、電源監視部71により検出されるバッテリ電圧が上記複数のしきい値のうちの最小のもの(ここでは第2のしきい値)より小さくなった場合は、図4に示す様に、スイッチ7pだけをオンにして優先度の最も高い優先度「高」の電子ユニット3a,3bへの給電だけを維持したまま、それ以外のスイッチ7q,7rを全てオフにして優先度「高」以外の優先度「中」「低」の電子ユニット3c,3dへの給電を停止させる。これにより、優先度の最も高い優先度「高」以外の優先度「中」「低」の電子ユニット3c,3dへの給電が停止された分、優先度の最も高い優先度「高」の電子ユニット3a,3bへの給電時間を延ばすことができ、優先度「高」の電子ユニット3a,3bの動作可能状態をより長く継続させることができる。
【0021】
以上のように構成された車載電源管理システム1Aによれば、電源管理ユニット7により、バッテリ電圧の低下の度合いに応じて給電制御の対象となる各電子ユニット3a〜3dのうちの優先度の低いものから順にバッテリBからの給電が停止され、優先度の高いものから優先的にバッテリBの電力が供給されるため、バッテリ電圧が低下しても、優先度の高い電子ユニット(即ち重要な電子ユニット)3a,3b(3c)への給電時間を延ばすことができ、より長く動作可能状態を継続させることができる。
【0022】
又、給電路5上に電源管理ユニット7が設けられ、その電源管理ユニット7により各給電路5p,5q,5rに介装された各スイッチ7p,7q,7rがオンオフ制御されることで、各電子ユニット3a〜3dへの給電がオンオフ制御されるため、給電制御の対象となる電子ユニット3a〜3dをその電子ユニットの優先度に応じて給電路5p,5q,5rの何れかに接続するだけで、その電子ユニットの給電制御を行うことができ、これにより従来から在る電子ユニットをそのまま(即ち改造すること無く)当該車載電源管理システム1Aに組み込むことができると共に、後から給電制御の対象となる電子ユニットを追加する場合も簡単に追加できる。
【0023】
又、優先度の同じ電子ユニット(3aと3b,3c,3d)毎に共通の給電路5p,5q,5rが形成され、それら各給電路5p,5q,5rからその給電路5p(5q,5r)に対応された上記優先度の同じ電子ユニット3a,3b(3c,3d)に至る個別の給電路5a,5b(5c,5d)が形成され、それら各給電路5p,5q,5r上に1つずつスイッチ7p,7q,7rが介装され、それら各スイッチ7p,7q,7rにより、そのスイッチ7p(7q,7r)の介装された給電路5p(5q,5r)に接続される優先度の同じ電子ユニット3a,3b(3c,3d)への給電が一括してオンオフ切り替えされるため、同じ優先度の電子ユニットが複数個あってもその優先度に対しては1つのスイッチを設けるだけで済み、部品数(例えばスイッチ数)の低減が図れてコストアップを抑えることができる。
【0024】
又、1つの電源管理ユニット7の設置により給電制御の対象となる全ての電子ユニット3a〜3dへの給電が制御されるため、電源管理ユニット7の部品数の低減が図れてコストアップを抑えることができる。
【0025】
<第2の実施の形態>
図5は本発明の第2の実施の形態に係る車載電源管理システムの概略構成を示す一例図であり、図6は図5の電源管理ユニットの構成概略図である。
【0026】
この第2の実施の形態に係る車載電源管理システム1Bは、上記第1の実施の形態に係る電源管理システム1Aに於いて、給電制御の対象となる電子ユニットのうちの優先度の同じ電子ユニット毎に個別に電源管理ユニット7を設け、それら各電源管理ユニット7により個別に各優先度の電子ユニットへの給電を制御させる様にしたものに相当する。
【0027】
まず、この実施の形態に係る車載電源管理システム1Bの基本構成を説明する。この車載電源管理システム1Bの基本構成は、上記第1の実施の形態に係る電源管理システム1Aに於いて、その電源管理ユニット7によって特定の1つの優先度の電子ユニットへの給電だけを制御する様に構成されたものに相当し、図5に示す様に、上記車載電源管理システム1Aと同様、バッテリBと、バッテリBからの電力が分配供給される複数の電子ユニット3e〜3gと、バッテリBから複数の電子ユニット3e〜3gのうちのその給電制御の対象となる1つ以上の電子ユニット(ここでは電子ユニット3f,3g)に至る給電路5上に設けられた電源管理ユニット7B1とを備えて構成される。尚、この実施の形態では、電子ユニット3eは最重要の電子ユニットとして常にバッテリBから電力が給電されるものとし、ここでは給電制御の対象から外されている。
【0028】
複数の電子ユニット3e〜3gにも、上記第1の実施の形態の場合と同様、それぞれ給電の優先度が設定される。ここでは、電子ユニット3eには優先度「高」、電子ユニット3f,3gには優先度「低」が設定される。
【0029】
又、この実施の形態の給電路5も、上記第1の実施の形態の給電路5と同様に形成される。即ち、バッテリBから単一の給電路5tが引き出される。そして、その給電路5tからは、それぞれ上記複数の電子ユニット3e〜3gに設定された各優先度「高」「低」に対応された複数の給電路5p,5rが分岐形成される。それら各給電路5p,5rからは、その給電路5p(5r)に対応された優先度「高」(「低」)と同じ優先度の電子ユニット3e(3f,3g)に至る個別の給電路5e(5f,5g)が形成される。ここでは、給電路5r上に電源管理ユニット7B1が設けられている。
【0030】
電源管理ユニット7B1は、上記第1の実施の形態の電源管理ユニット7に於いて、上記特定の1つの優先度(ここでは優先度「低」)の設定された電子ユニットへの給電だけを制御する様に構成されたものに相当する。即ち、この電源管理ユニット7B1は、図6に示す様に、上記第1の実施の形態の電源管理ユニット7と比べて、電子ユニットの給電制御用のスイッチとして上記特定の1つの優先度「低」に対応された給電路5rに介装されたスイッチ7rだけを備える点が異なる以外は同様に構成される。
【0031】
この実施の形態のスイッチ制御部73B1は、上記第1の実施の形態のスイッチ制御部73に於いて、1つのしきい値(以後「第1のしきい値」と称す)だけが設定されたものに相当する。即ち、このスイッチ制御部73B1は、図5を参照して、電源監視部71により検出されるバッテリ電圧が上記第1のしきい値以上に大きい場合は、スイッチ7rをオンにしてバッテリBからの電力を給電路5rを通じて電子ユニット3f,3gに分配供給させ、他方、電源監視部71により検出されるバッテリ電圧が上記第1のしきい値より小さい場合は、スイッチ7rをオフにして電子ユニット3f,3gへの給電を停止させる。これにより、バッテリ電圧が第1のしきい値より低下した際には、電源管理ユニット7B1によりその給電制御の対象とする優先度「低」の電子ユニット3f,3gの給電が停止され、その分、優先度「高」の電子ユニット3eの給電時間を延ばすことができて、優先度「高」の電子ユニット3eの動作可能状態をより長く継続させることができる。
【0032】
そして、この車載電源管理システム1Bの基本構成に更に優先度「低」と異なる優先度(例えば優先度「中」)の電子ユニットを追加する場合は、図7の様にこの車載電源管理システム1Bの基本構成を組み合わせる。
【0033】
即ち、単一の給電路5tから更に上記優先度「中」に対応された給電路5qを分岐形成させ、その給電路5qから優先度「中」の各電子ユニット3h,3i,3jに至る個別の給電路5h,5i,5jを形成させる。そして、その給電路5q上に電源管理ユニット7B2を設け、この電源管理ユニット7B2により優先度「中」の電子ユニット3h〜3jの給電を制御させる。
【0034】
この電源管理ユニット7B2は、電源管理ユニット7B1に於いて、その給電制御の対象となる特定の1つの優先度の設定された電子ユニットとして上記優先度「低」の電子ユニット3f,3gの給電を制御する様に設定されたものに相当する。即ち、この電源管理ユニット7B2は、図6に示す様に、電源管理ユニット7B1と比べて、その電子ユニットの給電制御用のスイッチ7qが上記優先度「中」に対応された給電路5qに介装される点と、そのスイッチ制御部73B2に設定されるしきい値が優先度「中」の優先度に適した値(ここでは電源管理ユニット7B1のスイッチ制御部73B1に設定された上記第1のしきい値より小さい第2のしきい値)に設定される点が異なる以外は同様に構成される。
【0035】
次に、この基本構成の組み合わせの場合の車載電源管理システム1Bの動作を図7を参照して説明する。バッテリ電圧が第1のしきい値以上に大きい場合は、全ての電源管理ユニット7B1,7B2によりそのスイッチ7q,7rがオンにされ、バッテリBからの電力が各給電路5r,5qを通じて給電制御の対象となる全ての優先度「低」「中」の電子ユニット3f〜3jに分配供給される。これにより、バッテリBの電力が給電路5p,5r,5qを通じて全ての優先度「高」「低」「中」の電子ユニット3e〜3jに供給され、全ての優先度「高」「低」「中」の電子ユニット3e〜3jが動作可能状態にされる。
【0036】
そして、バッテリ電圧が第1のしきい値以上に大きい状態から第1のしきい値を下回った場合は(但し第2のしきい値は下回らないとする)、電子管理ユニット7B2によりそのスイッチ7qがオンに維持されて優先度「中」の電子ユニット3h〜3jへの給電が維持される一方で、電子管理ユニット7B1によりそのスイッチ7rがオフにされて優先度「低」の電子ユニット3f,3gへの給電が停止される。これにより、優先度の最も低い優先度「低」の電子ユニット3f,3gへの給電が停止された分、優先度の高い優先度「高」「中」の電子ユニット3e,3h〜3jへの給電時間を延ばすことができ、優先度「高」「中」の電子ユニット3e,3h〜3jの動作可能状態をより長く継続させることができる。
【0037】
そして、バッテリ電圧が第2のしきい値より小さくなった場合は、全ての電源管理ユニット7B1,7B2によりそのスイッチ7q,7rがオフにされて優先度「低」「中」の電子ユニット3f〜3jへの給電が停止される。これにより、優先度の最も高い優先度「高」以外の優先度「低」「中」の電子ユニット3f,3g,3h〜3jへの給電が停止された分、優先度の最も高い優先度「高」の電子ユニット3eへの給電時間を延ばすことができ、優先度「高」の電子ユニット3eの動作可能状態をより長く継続させることができる。
【0038】
以上のように構成された車載電源管理システム1Bによれば、上記第1の実施の形態に係る車載電源管理システム1Aと同様の効果を得る他、給電制御の対象となる電子ユニット3f〜3jのうちの優先度の同じ電子ユニット(3fと3g,3hと3jと3j)毎に個別に電源管理ユニット7B1,7B2が設けられ、それら各電源管理ユニット7B1(7B2)により個別に各優先度の電子ユニット3f,3g(3h,3j,3j)の給電が制御されるため、優先度の数に応じて個別の電源管理ユニットを組み合わせることで無駄なく最適なシステムを構成できると共に、後から給電制御の対象となる新たな優先度の電子ユニットを追加する場合も簡単に追加できる。
【0039】
尚、この実施の形態に於いて、更に新たな優先度の車載機器を追加する場合は、上記優先度「中」の車載機器を追加した場合と同様に車載電源管理システム1Bの基本構成を更に組み合わせればよい。
【0040】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、給電制御手段により、電源電圧の低下に応じて給電制御の対象となる車載機器のうちの優先度の低いものから順に電源からの給電が制限され、優先度の高いものから優先的に電源からの電力が供給されるため、電源電圧が低下しても、優先度の高い車載機器(即ち重要な車載機器)への給電時間を延ばすことができ、より長く動作可能状態を継続させることができる。
【0041】
又、給電路上に給電制御手段が設けられ、その給電制御手段により給電路に介装された各スイッチ手段がオンオフ制御されることで各車載機器への給電がオンオフ制御されるため、給電制御の対象となる車載機器を給電路に接続するだけで、その車載機器の給電制御を行うことができ、これにより従来から在る車載機器をそのまま(改造すること無く)当該車載電源管理システムに組み込むことができると共に、後から給電制御の対象となる車載機器を追加する場合も簡単に追加できる。
【0042】
請求項2に記載の発明によれば、1つの給電制御手段により給電制御の対象となる全ての車載機器への給電が制御されるため、給電制御手段の部品数の低減が図れてコストアップを抑えることができる。
【0043】
請求項3に記載の発明によれば、給電制御の対象となる車載機器のうちの優先度の同じ車載機器毎に個別に給電制御手段が設けられ、それら各給電制御手段により個別に各優先度の車載機器への給電が制御されるため、優先度の数に応じて個別の給電制御手段を組み合わせることで無駄なく最適なシステムを構成できると共に、後から給電制御の対象となる新たな優先度の車載機器を追加する場合も簡単に追加できる。
【0044】
請求項4に記載の発明によれば、優先度の同じ車載機器毎に共通の給電路が形成され、それら各給電路からその給電路に対応された前記優先度の同じ各車載機器に至る個別の給電路が分岐形成され、それら各給電路上に1つずつスイッチ手段が介装され、それら各スイッチ手段により、そのスイッチ手段の介装された給電路に接続される優先度の同じ各車載機器への給電が一括してオンオフ切り替えされるため、同じ優先度の車載機器が複数個あってもその優先度に対しては1つのスイッチ手段を設けるだけで済み、部品数(例えばスイッチ手段の数)の低減が図れてコストアップを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る車載電源管理システムの構成の一例図である。
【図2】図1の車載電源管理システムの動作を説明する図である。
【図3】図1の車載電源管理システムの動作を説明する他の図である。
【図4】図1の車載電源管理システムの動作を説明する更に他の図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る車載電源管理システムの基本構成の一例図である。
【図6】図5の電源管理ユニットの構成概略図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態に係る車載電源管理システムの基本構成の組み合わせの一例図である。
【符号の説明】
1A,1B 車載電源管理システム
3a〜3d,3e〜3g 電子ユニット
5,5t,5p〜5q,5a〜5d 給電路
7,7B1,7B2 電源管理ユニット
7p,7q,7r スイッチ
71 電源監視部
73,73B1,73B1 スイッチ制御部
B バッテリ
Claims (4)
- 電源と、前記電源からの電力が分配供給される複数の車載機器と、前記電源から前記複数の車載機器のうちの給電制御の対象となる1つ以上の車載機器に至る給電路上に設けられた給電制御手段とを備え、
前記複数の車載機器にはそれぞれ優先度が設定されており、
前記給電制御手段は、
前記電源電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電源から前記給電制御の対象となる各車載機器に至る各給電路上に介装されたスイッチ手段と、
前記電圧検出手段により検出される前記電源電圧の低下に応じて、前記給電制御の対象となる各車載機器のうちの前記優先度の低いものから順に前記電源からの給電が制限され、前記優先度の高いものから優先的に前記電源からの電力が供給される様に、前記各スイッチ手段をオンオフ制御するスイッチ制御手段と、
を備えることを特徴とする車載電源管理システム。 - 前記給電制御手段が1つ設けられ、その給電制御手段によって給電制御の対象となる全ての車載機器への給電が制御されることを特徴とする請求項1に記載の車載電源管理システム。
- 前記優先度の同じ車載機器毎に個別に前記給電制御手段が設けられ、それら各給電制御手段により個別に、その給電制御手段に対応された前記優先度の同じ車載機器への給電が制御されることを特徴とする請求項1に記載の車載電源管理システム。
- 前記優先度の同じ車載機器毎に共通の給電路が形成され、それら各共通の給電路からそれぞれ前記優先度の同じ各車載機器に至る個別の給電路が形成され、それら各共通の給電路上に1つずつ前記スイッチ手段が介装され、それら各スイッチ手段により、そのスイッチ手段の介装された前記共通の給電路に接続される前記優先度の同じ各車載機器への給電が一括してオンオフ切り替えされることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の車載電源管理システム。
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