JP2007237833A

JP2007237833A - 給電装置

Info

Publication number: JP2007237833A
Application number: JP2006061125A
Authority: JP
Inventors: Ichiyo Yamaguchi; 一陽山口
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2007-09-20

Abstract

【課題】車両状況、電源状態、さらには外部環境に応じて節電あるいは給電停止などの最適な給電制御を可能とする。
【解決手段】電源Ｂから給電される複数の電装品２０、３０の給電を監視制御する給電監視ＥＣＵは、車内の状況を判定する車両状況判定部１２と、外部環境を判定する外部環境判定部１３と、電源状態を判定する電源状態判定部１４とから、電源状態、内部状況、及び外部環境を取得して、前記電装品の給電を抑制あるいは停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電装品に対する給電を抑制可能な給電装置に関し、特に、電源状態と、装置の内部状況及び外部環境とに対応して給電を抑制可能な給電装置に関する。

近年、車両の快適性・利便性・安全性を向上させるための車両に搭載される電装品の数が急速に増加しており、その結果、バッテリに大きな負荷がかかるようになっている。

従来、バッテリ負荷の軽減のために、車両状況あるいは電源状態に応じて給電することが行われてきた。例えば、走行に関係する電装品は、イグニッションスイッチがオンのときのみ給電可能とされており、また、駐車に関係する電装品例えばドアカーテシランプなどは、駐車時にのみ給電可能とされ、不必要な給電を防止できるようになっている。さらに、設定車速以下では作動が不要なものに対しては、設定車速以下になると電力の供給を停止させるものが提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、従来の車両状況あるいは電源状態に応じた給電は、予め決められた車両状況あるいは電源状態によって給電制御が実施されるもので、外部の環境の変化を含めて総合的に給電抑制を行うものではなかった。
また、外部環境の変化のみでエアコンのブロア速度を変更する技術も考案されているが、内部環境、例えば室内温度が考慮されていないため、不必要にブロア速度を上げ、消費電力を増加させるデメリットがあった。

特開平７−２５７２９６号公報

本発明は、上記問題に鑑み、内部状況、電源状態、さらには外部環境に応じた最適な給電制御が可能な給電装置を提供するものである。

本発明による給電装置は、上記目的を達成するために、電源と、電源から給電される複数の電装品と、電源状態を判定する電源状態判定部と、装置内の状況を判定する内部状況判定部と、外部環境を判定する外部環境判定部とを有する給電監視ＥＣＵとを備え、少なくとも電源状態、内部状況、及び外部環境に基づいて、前記電装品の給電が抑制されることを特徴とする。ここで、給電抑制とは、節電と給電停止とを含むものである。

前記電装品の給電の抑制は、前記給電監視ＥＣＵによって決定され、行なわれることができる。

この場合、前記給電監視ＥＣＵは、前記電装品から起動又は駆動情報及び消費電力を取得して、給電を抑制するか否かを判断することができ、また、給電の抑制を決定した電装品が退避処理を完了するまで、該電装品の給電抑制を行わないようにすることもできる。さらに、前記給電監視ＥＣＵは、給電を抑制した電装品の情報を他の電装品に通知するようにしてもよく、また、前記給電を抑制した電装品に対して、給電抑制を解除する操作が行われる場合、操作者に給電抑制の通知を行うこともできる。

また、前記電装品によって、前記電装品の給電抑制が決定され、実行されることもできる。

この場合、前記電装品は、給電監視ＥＣＵから電源状態、内部状況、及び外部環境を取得して、前記電装品の起動又は駆動情報及び消費電力を考慮して、給電を抑制するか否かを判断することができ、該電装品の退避処理が完了するまで、該電装品の給電抑制を行わないようにできる。さらに、前記電装品は、給電を抑制する情報を他の電装品に通知するように、前記給電監視ＥＣＵに依頼することができ、前記給電を抑制した電装品に対して、給電抑制を解除する操作が行われる場合、前記給電監視ＥＣＵに対して、操作者に給電抑制の通知を行うことができる。

さらに、給電抑制キャンセルスイッチを備え、該給電抑制キャンセルスイッチがオンであると、前記電装品の給電抑制を行なわないこともできる。

以上のように、各種の状況に応じて最適な給電抑制を実行できるので、よりいっそうのバッテリ負荷の低減すなわち消費電力低減、燃費向上が期待できる。電装品の給電抑制を、給電監視ＥＣＵによって行う場合は、各電装品で行う共通的な処理を一括して給電監視ＥＣＵで行えるので、全体的なコストを抑えることができる。また、各電装品で、電装品の給電抑制を行う場合は、処理が簡素となる利点がある。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

本発明の給電監視装置を備える給電システムの第１の実施形態は、図１に示すような、給電監視ＥＣＵ（電子コントロールユニット）１０がマスタとなり、スレーブとなる各電装品すなわちＥＣＵ２０、３０・・・に給電指令を発して制御するものである。給電制御対象である電装品２０、３０は、例えばエアコンディショナＥＣＵ、ドアカーテシランプＥＣＵなど、すべての給電が必要な電装品である。

マスタである給電監視ＥＣＵ１０は、スレーブである電装品２０、３０と、通信ライン５１により接続し、ＥＣＵ２０、３０から起動あるいは稼動状況の情報を得ることができる。また、給電監視ＥＣＵ１０は、各ＥＣＵ２０、３０に対して、その電源スイッチ２１、３１をオン又はオフする給電指令又は給電中止指令を与えることができる。

さらに、給電監視ＥＣＵ１０は、カーナビゲーション・システム１７と各種センサ・スイッチ１８とから得られる各種のデータを判定する判定セクション１１をもち、判定セクション１１は、車両状況に関するデータを処理して車両状況を判定する車両状況判定部１２と、車両の外部環境に関するデータを処理して外部環境を判定する外部環境判定部１３と、電源状態に関するデータを処理して電源状態を判定する電源状態判定部１４とを備えている。給電対象決定部１５は、判定セクション１１で判定された各種情報と、各電装品の起動・稼動状況に応じて、給電すべき電装品、あるいは給電中止すべき電装品を決定する。

給電監視ＥＣＵ１０はさらに、入出力インタフェースとしてデータ送受信部１６を備え、決定された給電制御対象に対して給電指令あるいは給電中止指令を与えることができる。給電指令は、報知手段１９によって運転者に知らせることができる。

図２は、本発明の給電監視装置を備える給電システムの第２の実施形態を示す。第２の実施形態の給電監視ＥＣＵは、電装品２０、３０に対するマスタではなく、電装品に対して情報のみを提供する。給電を中止するか、給電を続行するかの判定は、情報を与えられた各電装品が行うものである。なお、図１と同じ要素には、同一の番号を付している。

給電監視システムとしては、図１のものと同様であるが、給電監視ユニットＥＣＵ１０ａは、給電対象決定部を備えていない。給電監視ユニットＥＣＵ１０ａは、電装品２０、３０に対して、車両状況判定部１２、外部環境判定部１３、及び電源状態判定部１４により判定された車両状況、外部環境、電源状態を各給電対象ユニット２０、３０へ通信ライン５１を介して送る。各ユニットは、得られた情報を基にユニットの給電状態を変更するか否かを判断する。

センサには、例えばバッテリ液温センサ、エンジン水温センサ、雨滴検出センサ、光センサ、外気温センサ、内気温センサ、車速センサ、クランク角センサ等がある。

スイッチには、例えばボンネットスイッチ、ドアカーテシスイッチ、デフォガスイッチあるいは風量スイッチなどのエアコンディショナ用スイッチ、ライトスイッチ、ドアミラースイッチ、シフトスイッチ、ブレーキランプスイッチ、電源スイッチ等がある。

例えば、電源状態判定部１４では、電源スイッチからの情報を、電源状態を判定するために使用する。図３に示すように、給電監視ＥＣＵ１０、１０ａは常時バッテリに接続され、キースイッチ４０は切り替えることによって、第１の位置では、アクセサリ（ＡＣＣ）接点がオンし、第２の位置では、アクセサリ（ＡＣＣ）接点とイグニッション（ＩＧ）接点がオンし、第３の位置では、スタータ（ＳＴ）接点を含めてすべての接点がオンとなる。ＡＣＣ接点がオンの場合、エアコンやオーディオなど停車中でも使用できる電装品が接続される。ＩＧ接点がオンの場合は、走行系の電装品例えばエンジン４１やブレーキ４２にも給電される。ＳＴ接点がオンの場合は、スタータに給電される。車両の給電系はこのような複数のラインから構成されているので、新たな部品は適当なラインに追加されてゆく。ただし、電源状態は、キースイッチ４０の接点の状態のみで判断されるものではない。電源電圧や電源電流あるいは充電率等も加味して電源状態を判定することもできる。

車両状況判定部１２、外部環境判定部１３、電源状態判定部１４を有する判定セクション１１では、各部で必要なすべてのデータが、センサ、スイッチ、ナビゲーションシステムから入力し、入力データを各判定に必要な形式に変換処理した後、車両状況、外部環境、電源状態が判定される。

判定セクション１１では、図４に示すように、すべての入力データを一括して、判定に必要な形式に変換処理する入力処理と、変換処理されたデータを用いて、車両状況、外部環境及び電源状態の判定処理とを行い、その結果、給電続行あるいは給電中止すべき電装品が決定され、出力される。

入力処理は、センサからのアナログ値をＡＤ変換する処理、あるいはスイッチのオンオフ情報を実際の物理対象に即した情報に変換する処理（スイッチオンでランプが点灯するのか、逆にスイッチオンで消灯するのか等）、あるいはナビゲーションシステムからの通信データから、データのみを抜きだす解凍処理などが含まれる。第１及び第２の実施形態では、これらの処理は４ｍｓごとに各センサ、各スイッチ及びナビ情報に対して行なわれる。各判定部は、８ｍｓごとに入力処理された情報を参照して、車両状況、外部環境、電源状態を判定する。例えば第１の実施形態では、判定結果は１６ｍｓごとに給電対象決定部１５に送られ、給電中止する電装品あるいは給電を続行する電装品が決定され、出力される。

次に、図５〜７を参照して、第１の実施形態（図１）の給電制御の動作を説明する。図５は、マスタである給電監視ＥＣＵの動作フローを示す。

まず、給電制御キャンセルスイッチがオンされているか否かを判断する（Ｓ１０１）。キャンセルスイッチがオンされていると、給電制御は行わない。キャンセルスイッチがオフであると、給電監視ＥＣＵに信号が入力されるすべてのスイッチ、センサ及びナビゲーションシステムから情報を取得する（Ｓ１０２）。取得した情報に基づいて、外部環境判定（Ｓ１０３）、車両状況判定（Ｓ１０４）、電源状態判定（Ｓ１０５）を行う。

外部環境を判定するために必要な情報は、例えば時刻、気温、雨、トンネル等の車両の外部環境に関する情報である。例えば気温や雨はセンサから得られ、トンネル情報はナビから得られる。車両状況を判定するために必要な情報は、乗員数、バッテリ状態、走行状態、車内温度、車内の明るさ等である。電源状態は、例えばキースイッチの位置から取得できる。

その後、給電監視制御の対象である各電装品へ、各電装品の現状を給電監視ＥＣＵへ申告するように依頼する（Ｓ１０６）。その結果、各電装品から、起動／駆動状況あるいは消費電力の値を取得する（Ｓ１０７）。ここで、起動状況とは、例えばランプなどのオン・オフ情報であり、駆動状況とは、例えばエアコンの風量等である。

次いで、給電中の各電装品について給電が必要か否かを判断する（Ｓ１０８）。給電が必要であると判断されると、現在の給電量でよいかもっと少なく、すなわち節電が必要かを判断する（Ｓ１０９）。節電が必要でなければ、そのままにして終了する。しかし、節電が必要であると判断されると、その電装品に対して給電の抑制を指令する（Ｓ１１０）。その後、車両の運転者等のユーザに対象電装品の給電が抑制されたことを報知する（Ｓ１１１）。この報知は、音声で行っても、表示装置に表示するようにしてもよく、また音声による報知と表示装置による表示をともに行ってもよい。

ステップＳ１０８で、給電中のある電装品について給電の必要がないと判断された場合、当該電装品へ給電停止指令を送る（Ｓ１１２）。給電停止指令を受けた電装品は、給電停止あるいは給電遮断されることになる。ここで、給電遮断は、給電停止の一手段であって、電源カットリレーを有する電装品が、電源カットリレーにより完全に給電をカットされる場合を指す。電源カットリレーをもたない電装品では、電装品ＥＣＵをスリープさせて電源停止を行う。電源カットリレーにより完全に給電カットされると、例えばＲＡＭ内の保存する必要のある設定値も消失する。したがって、電源カットリレーを有する電装品であって、給電停止指令を受けた電装品は、例えばエアコンの設定値などの保存する必要があるデータを不揮発性のメモリに退避させる退避処理を行なう（Ｓ１１３）。なお、電源カットリレーを用いないで、ＥＣＵをスリープさせる電源停止命令では、この退避処理（Ｓ１１３）を行わない。退避処理が完了すると、当該電装品への給電を停止あるいは遮断する（Ｓ１１４）。次ぎに、当該電装品は給電停止して給電停止状態にあることを他の電装品に知らせる（Ｓ１１５）。これは、ある電装品が給電停止指令により給電を停止したにもかかわらず、故障が発生して給電できない状態にあると誤って判断されることのないようにするためである。その後、車両の運転者等のユーザに当該電装品の給電が停止されたことを報知する（Ｓ１１１）。

具体例としては、エアコンへの給電制限がある。例えば、車両が走行状態にあり、窓が開いている場合、エアコンの設定温度と、外気温の差がなければ、外の風がはいってきて車両内も涼しくなるので、本実施形態によって、作動中のエアコンを停止したり、エアコンの風量を抑制したりする。この結果、消費電力を抑制することができる。この場合、走行状態であるという電源状態判定結果と、窓の開放とエアコンの設定温度の車両状況判定結果と、外気温という外部環境判定結果を考慮して、エアコンへの給電停止が決定される。

次に、図６のフローを参照して、スレーブである給電制御対象の各電装品の動作を説明する。

給電監視ＥＣＵから電装品の現状の申告依頼（図５、Ｓ１０６）があるか否かをチェックして（Ｓ２０１）、依頼があれば、各電装品の起動／駆動状況あるいは消費電力を検出する（Ｓ２０２）。ランプであれば点灯か消灯か、エアコンであれば、オンオフ情報とともに設定温度、風量等を検出する。

検出結果は、給電監視ＥＣＵに送信する（Ｓ２０３）。検出結果を受信した給電監視ＥＣＵから給電停止指令があるか否かをチェックし（Ｓ２０４）、給電停止指令が給電遮断であれば、給電監視ＥＣＵの動作で説明した退避処理を行ない（Ｓ２０５）、退避処理が完了したら（Ｓ２０６）、給電監視ＥＣＵに退避処理が完了したことを申告する（Ｓ２０７）。給電監視ＥＣＵは、給電停止すべき電装品からの退避処理完了の報告を受けると、電装品への給電を停止することになる。

給電監視ＥＣＵが、給電停止あるいは給電抑制を行った後、ユーザが、給電監視ＥＣＵの指令に反する操作を行った場合、給電監視ＥＣＵはユーザに給電停止あるいは抑制の情報を伝えることができる。

図７に、その場合の給電監視ＥＣＵの監視動作のフローを示す。給電停止ないし給電抑制を行った電装品に対して、ユーザが給電を開始する操作あるいは給電抑制の解除の操作を行ったか否かを監視して（Ｓ３０１）、ユーザがそのような操作を行った場合には、その操作は必要がないことを報知する（Ｓ３０２）。報知手段は、音声によっても表示によってもよく、両者を共に用いてもよい。なお、この処理も、キャンセルスイッチがオンされていないということを前提にしている。

図８〜１０を参照して、第２の実施形態（図２）の動作フローを説明する。第２の実施形態は、給電監視ＥＣＵ１０がマスタである第１の実施形態とは異なり、給電監視ＥＣＵ１０ａは、他の電装品２０、３０すなわち他のＥＣＵと対等である。図８は、第２の実施形態の給電監視ＥＣＵ１０ａの動作を示すフローである。

まず、給電制御キャンセルスイッチがオンされているか否かを判断する（Ｓ４０１）。キャンセルスイッチがオンされていると、給電制御は行わない。キャンセルスイッチがオフであると、給電監視ＥＣＵに信号が入力されるすべてのスイッチ、センサ及びナビゲーションシステムから情報を取得する（Ｓ４０２）。取得した情報に基づいて、外部環境判定（Ｓ４０３）、車両状況判定（Ｓ４０４）、電源状態判定（Ｓ４０５）を行う。ここまでは、図２の第１の実施形態と同じである。

その後、給電監視制御の対象である各電装品へ、各判定結果の情報を通知する（Ｓ４０６）。各電装品へ判定結果を通知した後、各電装品からの応答を待つ（Ｓ４０７）。各電装品から応答があれば、給電制限すなわち給電停止又は節電が行われたか否かを判定する（Ｓ４０８）。給電制限があれば、その他のすべての電装品へ給電制限をした電装品の給電制限状態を通知する（Ｓ４０９）。これは、給電停止指令により給電を停止した電装品について、電装品に故障が発生して給電できない状態にあると誤って判断されることのないようにするためである。その後あるいは同時に、ユーザへ、給電制限を行った電装品を通知する（Ｓ４１０）。

図９に、第２の実施形態の電装品における動作のフローを示す。まず、給電監視ＥＣＵから通知があるか否かをチェックする（Ｓ５０１）。ステップＳ５０１の給電監視ＥＣＵからの通知は、図８のステップＳ４０６の給電監視ＥＣＵの通知に対応する。すなわち、外部環境判定、車両状況判定、及び電源状態判定の結果の通知である。この通知があれば、各電装品は、各自の起動、駆動の状況及び消費電力を検出して取得する（Ｓ５０２）。

各電装品は、各自で給電が必要か否かを判断する（Ｓ５０３）。給電が必要であると判断されると、現在の給電量でよいか節電が必要かを判断する（Ｓ５０４）。節電が必要でなければ、そのままにして終了する。しかし、節電が必要であると判断されると、給電を抑制する（Ｓ５０５）。その後、当該電装品の給電が抑制された状態にあることを給電監視ＥＣＵに報知する（Ｓ５０６）。

ステップＳ５０３で、給電の必要がないと判断されると、給電遮断の場合には保存する必要があるデータを不揮発性のメモリに退避させる等の退避処理を行ない、退避処理が完了する（Ｓ５０７）と、当該電装品の給電が停止して給電停止状態に移行することを給電監視ＥＣＵに報知する（Ｓ５０８）。その後、当該電装品への給電を停止あるいは遮断する（Ｓ５０９）。

図１０は、給電停止あるいは給電抑制を行った後、ユーザが、ある電装品に対して給電を開始あるいは増加させる操作を行った場合、ユーザに操作の不要であることを伝える、電装品の動作フローである。

給電停止ないし給電抑制を行った電装品に対して、ユーザが給電を開始する操作あるいは給電抑制の解除の操作を行ったか否かを監視して（Ｓ６０１）、ユーザがそのような操作を行った場合には、当該電装品は、その操作は必要がないことをユーザに報知するように給電監視ＥＣＵへ依頼する（Ｓ６０２）。給電監視ＥＣＵは、この依頼を受けて、ユーザに操作が不必要であることを音声及び／または表示により、報知する。

本発明の第１の実施形態に関する給電システムの概要を示す図である。本発明の第２の実施形態に関する給電システムの概要を示す図である。本発明の一実施形態の電源スイッチの概要を示す図である。本発明の一実施形態の判定動作を説明する図である。第１の実施形態の給電監視ＥＣＵの動作フローを示す図である。第１の実施形態の電装品の動作フローを示す図である。第１の実施形態の給電抑制の後の給電監視ＥＣＵの動作フローを示す図である。第２の実施形態の給電監視ＥＣＵの動作フローを示す図である。第２の実施形態の電装品の動作フローを示す図である。第２の実施形態の給電抑制の後の電装品の動作フローを示す図である。

符号の説明

１０、１０ａ給電監視ＥＣＵ
１１車両状況判定部
１２外部環境判定部
１４電源状態判定部
１５給電対象決定部
Ｂバッテリ
５１信号線
５２給電線

Claims

電源の状態を判定する電源状態判定部と、
車両内の状況を判定する内部状況判定部と、
外部環境を判定する外部環境判定部と
を備え、
少なくとも電源状態、内部状況、及び外部環境に基づいて、前記電源からの給電を抑制するか否かを判断することを特徴とする車両用給電監視装置。
さらに、給電対象の電装品から取得した起動又は駆動情報及び消費電力に基づいて、前記電源からの給電を抑制する否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の車両用給電監視装置。
さらに、給電を抑制した電装品の情報を他の電装品に通知することを特徴とする請求項２に記載の車両用給電監視装置。
車載電装品であって、
電源の状態、車両の内部状況、及び外部環境を取得する情報取得手段と、
前記情報取得手段によって取得された電源の状態、車両の内部状況、及び外部環境に加えて、当該車載電装品の起動又は駆動情報及び消費電力を考慮して、前記電源から当該車載電装品への給電を抑制するか否かを判断する給電抑制判断手段と
を備えることを特徴とする車載電装品。
さらに、給電を抑制する情報を他の電装品に通知するように、前記給電監視装置に依頼する手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の車載電装品。