JP2007223385A

JP2007223385A - 車両用バッテリの管理装置及び管理方法

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Publication number: JP2007223385A
Application number: JP2006044582A
Authority: JP
Inventors: Ichiyo Yamaguchi; 一陽山口
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2026-02-21
Also published as: EP1820700A2; US7701167B2; JP4451405B2; EP1820700A3; US20070194748A1

Abstract

【課題】アイドリングストップ中に一時的に車両を停車させて無人状態で放置したような場合に、バッテリの上がりや劣化を抑制できると共に車両のユーザの利便性を向上可能なバッテリ管理装置を提供する。
【解決手段】停車状態にある車両において、車両の乗員の不在を検知した場合には、車両の電装品１３０による車両用バッテリ１００の電力消費を抑制する省電力制御を実行する省電力制御部４０を備えるバッテリ管理装置１０とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用バッテリの管理装置及び管理方法に関する。

車両に搭載されるエンジンについて、燃費向上やガス排気量の低減を目的として、所定の停止条件の成立によりエンジンを停止させ、その後の所定の始動条件の成立によりエンジンを自動的に再始動させる、いわゆるアイドルストップ機能を備える車両が知られている。
特開２００４−２２９４７９号公報

ところで、アイドルストップ機能を備える車両では、アイドルストップした状態で、一時的に車両を停車させて運転者等が車外に出ることにより、一時的に車両が無人状態になることも有り得る。
例えば、運転者等が、エアコン、ナビゲーションシステム、オーディオ装置等を動作させたまま車外に出たような場合には、これらの電装品により車両用のバッテリの電力が消費され、バッテリが上がってしまう可能性がある。
一方、運転者等が車両に戻ったときに、すべての電装品がオフされていたり、イグニションキーを操作してエンジンを再始動させる必要があると、ユーザにとって負担となる。

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、例えば、アイドリングストップ中に一時的に車両を停車させて無人状態で放置したような場合に、バッテリの上がりや劣化を抑制できると共に車両のユーザの利便性を向上できる車両用バッテリの管理装置及び管理方法を提供することにある。

本発明の車両用バッテリの管理装置は、停車状態にある車両の乗員の不在を検知した場合には、車両の電装品による車両用バッテリの電力消費を抑制する省電力制御を実行する、ことを特徴としている。
この構成によれば、無人状態の車両において、バッテリの電力消費を抑制できる。

上記構成において、前記省電力制御は、前記電装品の駆動状況、前記車両に関する情報及び前記車両の置かれた環境情報の少なくともいずれかに基づいて、電力供給を抑制又は停止する電装品を決定する、構成を採用できる。
この構成によれば、車両の運転やユーザにとって重要度の高いような電装品の動作が停止してしまうのを防止しつつ、電力消費を低減できる。また、電装品の駆動状況を考慮して電力供給を抑制又は停止する電装品を決定できるので、電力供給を抑制又は停止すべき電装品の選択をより適切に行える。

上記構成において、前記省電力制御を実行中は、前記車両を盗難防止状態にする、構成を採用できる。

上記構成において、前記省電力制御の実行中に、前記省電力制御の実行を妨げる異常が前記車両に発生していないかを判断し、異常が発生している場合には、車両のエンジンを始動させる、あるいは、給電中の電装品への電力供給を遮断する、構成を採用できる。

上記構成において、前記省電力制御の実行中に、前記車両用バッテリのバッテリ容量が低下していないかを判断し、バッテリ容量が低下している場合には、車両のエンジンを始動させる、あるいは、給電中の電装品への電力供給を遮断する、構成を採用できる。

本発明によれば、アイドリングストップ中に一時的に車両を停車させて無人状態で放置したような場合に、バッテリの上がりや劣化を抑制できると共に車両のユーザの利便性を向上できる。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用バッテリの管理装置が適用された車両の電気系の要部の構成を示す機能ブロックである。

車両の電気系は、図１に示すように、管理装置としてのアイドルストップＥＣＵ１０（以下、ＩＳ−ＥＣＵ１０という）、バッテリ１００、オルタネータ１１０、複数の電装品１３０等を有する。

バッテリ１００は、例えば、鉛蓄電池等からなり、蓄積した電力を車両の各種電装品へ供給する。
オルタネータ１１０は、例えば、図示しないベルトを介して車両のエンジンにより駆動され、発電した交流出力をダイオードで整流し、直流に変換して各種電装品等へ必要な電力を供給すると共に、バッテリ１００を充電するための電力を供給する。

複数の電装品１３０は、例えば、エアコン、オーディオ装置、スタータ、ウィンカー、ヘッドライト、各種操作スイッチなどの各種電装品や燃料噴射やアンチロックブレーキシステムのような制御システム等が含まれる。複数の電装品１３０は、それぞれ給電ラインＰＬを通じて給電されると共に通信ラインＣＬを通じてＩＳ−ＥＣＵ１０と各種データを送受可能になっている。
また、各電装品１３０と給電ラインＰＬとの間には、スイッチＳＷが設けられており、このスイッチＳＷはＩＳ−ＥＣＵ１０からの制御指令に応じて電装品１３０と給電ラインＰＬとの接続、遮断を行う。

ＩＳ−ＥＣＵ１０は、プロセッサ、メモリ等のハードウエアと所要のソフトウエアから構成され、図１に示すように、エコラン制御部２０、車両乗員推定部３０、省電力制御部４０、電装品管理部５０、車両状況報知部６０、セキュリティ管理部７０等を有する。
また、ＩＳ−ＥＣＵ１０は、電源ラインＰＬから給電されると共に通信ラインＣＬに接続されて各種電装品１３０とデータを送受可能となっている。さらに、ＩＳ−ＥＣＵ１０は、不揮発性の半導体メモリからなる外部メモリ２００、ナビゲーションシステム２１０、スピーカ等のユーザへ視覚的あるいは聴覚的に報知するための報知装置２２０等が接続されている。

アイドルストップ制御部２０は、車両のエンジンの運転時に自動停止条件が成立するとエンジンを自動的に停止させ、エンジンの停止時に自動始動条件が満たされるとエンジンを自動的に再始動させる制御を実行する。尚、アイドルストップ制御技術は、周知技術であるので、詳細説明は省略する。

車両乗員推定部３０は、車両内に乗員がいるか否かを検出する。例えば、車両の座席に設けられたセンサの情報、車内に設けられたカメラからの画像、車両のドアの開閉履歴情報、スマートエントリシステムからの情報等の各種情報を用いて車両内に乗員がいるか否かを検出することができる。

省電力制御部４０は、車両の乗員の不在を検知した場合に、車両の電装品１３０によるバッテリ１００の電力消費を抑制するための制御を実行する。尚、具体的な制御については後述する。

電装品管理部５０は、省電力制御部４０による省電力制御を実行中に、各種電装品１３０の管理処理を実行する。
車両状況報知部６０は、車両の各種状況、例えば、バッテリ１００の状態等を取得して、省電力制御部４０等に知らせる。
セキュリティ管理部７０は、車両のセキュリティに関する情報を管理すると共に、セキュリティ処理、例えば、ドアロックの駆動などを実行する。

次に、ＩＳ−ＥＣＵ１０による省電力制御処理の一例を図２ないし図５を参照して説明する。
ここで、図２はＩＳ−ＥＣＵ１０による省電力制御への移行判定処理を示すフローチャート、図３は省電力制御処理の一例を示すフローチャート、図４は省電力制御処理に用いるデータの一例を示す図、及び図５は省電力制御処理の他の例を示すフローチャートである。

ＩＳ−ＥＣＵ１０は、図２に示すように、車両がアイドルストップ状態（エンジンが自動停止している状態）であるかを判断している（ステップＳＴ１）。尚、図２に示す処理は、車両のエンジンが駆動されている間繰り返し実行される。
車両が、例えば、アイドルストップしている場合には、車両内に乗員が存在せず、車両が無人で放置されているかを判断する（ステップＳＴ２）。車両内に乗員が存在する場合には、処理を終了し、車両が無人で放置されていると判断した場合には、後述する省電力制御処理を実行する（ステップＳＴ３）

ＩＳ−ＥＣＵ１０は、省電力制御処理では、図３に示すように、先ず、環境情報を取得する（ステップＳＴ１１）。
ここで、環境情報とは、車両内外の温度情報、天候情報、車外の明るさ情報などである。これらの情報は、車両に設けられた温度センサやナビゲーションシステム２１０の通信機能等から取得できる。

次いで、ＩＳ−ＥＣＵ１０は、車両状態（状況）を取得する（ステップＳＴ１２）。
車両状態とは、例えば、バッテリ１００の状態等である。
次いで、ＩＳ−ＥＣＵ１０は、各電装品１３０の駆動状況を取得する（ステップＳＴ１３）。

電装品１３０の駆動状況とは、各電装品１３０が動作しているか否か、動作状況（例えば、エアコンやオーディオ装置の場合にはその出力状況等）などである。
次いで、ＩＳ−ＥＣＵ１０は、ステップＳＴ１３で取得した各電装品１３０の駆動状況を記憶する（ステップＳＴ１４）。

次いで、ＩＳ−ＥＣＵ１０は、取得した環境情報、車両状態、各電装品１３０の駆動状況等に基づいて、バッテリ１００からの給電を停止させる電装品１３０を選択する（ステップＳＴ１５）。

この電装品１３０の選択方法について説明すると、例えば、図４に示すように、省電力制御モードにおいて給電を停止すべき電装品１３０（対象ユニット）を予め設定しておき、給電を停止すべき電装品１３０が動作している場合には、上記したスイッチＳＷを開放して給電を停止する。尚、図４においては、アイドルストップ中に給電が不要なものを「否」、給電が必要なものを「要」としている。
具体的には、エアコン、ヘッドランプ、ウィンカー等は、車両を無人放置した場合に動作を停止させても問題ない場合が多いので給電を停止するとしているが、オイルポンプなどは車両を再始動する際に必要なため給電を停止させない。

次に、上記した環境情報に基づいて給電が必要な電装品１３０がないかを判断する（ステップＳＴ１６）。
車両の外部環境情報から判断して、給電が必要な場合には、ステップＳＴ１５で決定した電装品１３０であっても、対応する電装品１３０への給電を継続する（ステップＳＴ１９）。
例えば、エアコン等はアイドルストップ状態を継続するうえで給電を停止しても構わない場合が多いが、例えば、車外や車内の温度が高いあるいは低い場合に、車内温度をある程度の温度状態に保つためには、エアコンを動作させたほうが好ましい状況も存在する。このため、ＩＳ−ＥＣＵ１０は、このような場合には、例えば、エアコンへの給電を停止せずに、温度が所定になるまでエアコンを動作させ、温度が所定範囲に達したところでエアコンを停止させる。また、温度が所定範囲から外れた場合には、エアコンに給電を再開して、車内の温度コントロールをすることも可能である。尚、スイッチＳＷにより完全に給電を遮断するのではなく、給電量を調整してエアコンの出力を制御することも可能である。
他の例としては、ハザードランプは、アイドルストップ状態において、外部が明るい場合には点灯させる必要がないが、外部が暗い場合には、ハザードランプへの給電を許可する等が挙げられる。

次に、上記した車両状況に基づいて給電が必要な電装品１３０がないかを判断する（ステップＳＴ１７）。
取得した車両状況から判断して、給電が必要な場合には、ステップＳＴ１５で決定した電装品１３０であっても、対応する電装品１３０への給電を継続する（ステップＳＴ１９）。また、取得した車両状況から判断して、給電が好ましくない場合には、対応する電装品１３０への給電を停止する（ステップＳＴ１８）。
上記したように、例えば、車外や車内の温度が高いあるいは低い場合に、エアコンを動作させたほうが好ましいが、バッテリ１００の残存容量が少ない場合には、給電を停止すべきと判断し、エアコンへの給電を停止する。

ＩＳ−ＥＣＵ１０は、図３に示した処理を実行した後、例えば、図５に示す処理をさらに実行する。
ＩＳ−ＥＣＵ１０は、図５に示すように、先ず、走行不能制御１を実行する（ステップＳＴ２１）。
走行不能制御１は、例えば、車両の変速装置のシフトレバーを機械的にロックして操作できない状態にすることにより、車両を走行不能状態（盗難防止状態）にする。これにより、無人状態の車両の盗難防止等が可能になる。

また、ＩＳ−ＥＣＵ１０は、走行不能制御２を実行する（ステップＳＴ２２）。
走行不能制御２は、車両が走行できないように、ソフトウエアで制御する。例えば、エンジンの電子スロットルをソフトウエアで開放できないように制御する。これにより、ハード的にもソフト的にも無人状態の車両の盗難防止等が可能になる。

次いで、省電力制御の実行を妨げる異常が車両に発生していないかを判断する（ステップＳＴ２３）。
省電力制御の実行を妨げる異常とは、例えば、通信ラインＣＬによる通信不能、車両に備わる電動オイルポンプの故障等である。
ＩＳ−ＥＣＵ１０は、省電力制御の実行を妨げる異常が発生している場合には、エンジンを始動させる、あるいは、電装品１３０による給電を遮断する（電源遮断）する（ステップＳＴ２５）。尚、エンジンを始動させる、あるいは、電源遮断するのかは、車両の形式や各種条件に応じて決定する。
例えば、エンジンを始動させると、オルタネータ１１０によりバッテリ１００が充電され、バッテリ１００が上がるのを防ぐことができる。また、電源を遮断すると、バッテリ１００の電力を消費せずに済むので、バッテリ１００が上がるのを防ぐことができる。
次いで、ＩＳ−ＥＣＵ１０は、ユーザへ対応すべき旨の通知や故障内容の通知を報知装置２２０等を利用して行う（ステップＳＴ２６）。

ＩＳ−ＥＣＵ１０は、ステップＳＴ２３において、異常がない場合には、バッテリ１００の容量が低下していないかを判断し（ステップＳＴ２４）、低下している場合には、上記したステップＳＴ２５，ＳＴ２６の処理を実行する。

ＩＳ−ＥＣＵ１０は、バッテリ１００の容量が低下していない場合には、ユーザが車両に再び乗込んだかを判断する（ステップＳＴ２７）。ここで、ユーザ（オーナ）が乗車したか否かは、スマートエントリシステムのスマートキー（携帯機）の有無で判断し、スマートキーを所持していればステップＳＴ２８以降に進む。
ユーザが車両に再び乗込んだ場合には、対応する電装品１３０への給電停止を解除する（ステップＳＴ２８）。このとき、図３のステップＳＴ１４で記憶した電装品１３０の駆動状況に基づいて、対応する電装品１３０を給電停止する前の状態に戻す。

次いで、ＩＳ−ＥＣＵ１０は、エンジンを再始動するための所定の条件が成立しているかを判断する（ステップＳＴ２９）。
ＩＳ−ＥＣＵ１０は、例えば、変速装置のシフトレバーがＰ（パーキング）レンジ又はＮ（ニュートラル）レンジにある場合には、エンジンを再始動するための所定の条件が成立していると判断する。

次いで、ＩＳ−ＥＣＵ１０は、エンジンを再始動するための所定の操作があったかを判断する（ステップＳＴ３０）。
ＩＳ−ＥＣＵ１０は、例えば、ユーザがブレーキペダルを踏んだことを検出すると、所定の操作があったと判断して、エンジンを再始動させる。

上記実施形態では、電装品への給電を停止する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるわけではなく、供給電力を抑制（調整）することも可能である。これにより、エアコン、照明装置等の出力を低下させる等してバッテリの省電力化を図ることができる。

上記実施形態では、アイドルストップ状態において省電力制御を実行する場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、アイドルストップ機能を備えない車両、電気自動車、ハイブリッド自動車等にも本発明を適用することは可能である。

上記実施形態では、アイドルストップＥＣＵ１０に省電力制御機能（バッテリ管理機能）を持たせた場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、省電力制御を実行するＥＣＵを車両に独立に設けることも可能であり、又、エンジンＥＣＵ等の他のＥＣＵに省電力制御機能（バッテリ管理機能）を持たせることも可能である。

本発明の一実施形態に係る車両用バッテリの管理装置が適用された車両の電気系の要部構成を示す機能ブロックである。ＩＳ−ＥＣＵによる省電力制御への移行判定処理を示すフローチャートである。ＩＳ−ＥＣＵによる省電力制御処理の一例を示すフローチャートである。省電力制御処理に用いるデータの一例を示す図である。省電力制御処理の他の例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…エコランＥＣＵ（バッテリ管理装置）
２０…エコラン制御部
３０…車両乗員推定部
４０…省電力制御部
５０…電装品管理部
６０…車両状況報知部
７０…セキュリティ管理部
１００…バッテリ（車両用バッテリ）
１３０…電装品
２００…外部メモリ
２１０…ナビゲーションシステム
２２０…報知装置
ＰＬ…給電ライン
ＣＬ…通信ライン

Claims

停車状態にある車両の乗員の不在を検知した場合には、前記車両の電装品による車両用バッテリの電力消費を抑制する省電力制御を実行する、
ことを特徴とする車両用バッテリの管理装置。
前記省電力制御は、前記電装品の駆動状況、前記車両に関する情報及び前記車両の置かれた環境情報の少なくともいずれかに基づいて、電力供給を抑制又は停止する電装品を決定する、ことを特徴とする請求項３に記載の車両用バッテリの管理装置。
前記省電力制御を実行中は、前記車両を盗難防止状態にする、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用バッテリの管理装置。
前記省電力制御の実行中に、前記省電力制御の実行を妨げる異常が前記車両に発生していないかを判断し、異常が発生している場合には、車両のエンジンを始動させる、あるいは、給電中の電装品への電力供給を遮断する、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用バッテリの管理装置。
前記省電力制御の実行中に、前記車両用バッテリのバッテリ容量が低下していないかを判断し、バッテリ容量が低下している場合には、車両のエンジンを始動させる、あるいは、給電中の電装品への電力供給を遮断する、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の車両用バッテリの管理装置。