JP2007237875A - バッテリー上がり防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品数や重量の低減を図ると共に、バッテリー上がりを長時間防止し、且つ、優先順位の高い負荷装置の作動を長時間可能にすることができるバッテリー上がり防止装置を提供する。
【解決手段】バッテリー制御部１０は、バッテリー電圧検知部１１と、このバッテリー電圧検知部１１によって検知された電圧に応じて所定の出力電圧値を設定する出力電圧設定部１２と、この出力電圧設定部１２によって設定された電圧値の電圧を出力する電圧出力部１３とを有し、電源制御部２０は、入力電圧検知部２１と、この入力電圧検知部２１によって検知された電圧と負荷装置Ｆによって降下した降下電圧とを比較する電圧比較部２２と、この電圧比較部２２の比較結果に応じて電圧の入力を遮断する電圧遮断部２３とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリーと複数の負荷装置との間に設けられ、長期間のエンジン停止に伴うバッテリー上がりを防止するバッテリー上がり防止装置に関するものである。

従来から、バッテリーと負荷装置との間に設けられ、バッテリー電圧の低下に伴って負荷装置への電源供給を優先順位の低いものから順次遮断して、優先順位の高い負荷装置は長時間バッテリーによる駆動を可能にするバッテリー上がり防止装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

このバッテリー上がり防止装置では、バッテリー電圧に対してあらかじめ複数のスレッシュホールド電圧を設定すると共に、複数の負荷装置はそれぞれリレー（電源線開閉手段）を介してバッテリーに接続されている。

そして、バッテリー電圧がスレッシュホールド電圧以下であると判別されると、リレーをオフ制御して所定の負荷装置への電源供給を遮断し、優先順位の低い負荷装置から順次停止させるようになっている。
特開平１１−３３４４９８号公報 特開２００４−２９１７２０号公報

ところで、上述のバッテリー上がり防止装置では、設定されるスレッシュホールド電圧数分のリレーや、このリレーを制御するためのハーネスが必要になり、部品点数の増加及び重量の増加が生じていた。

また、部品数が増加すると共に組み付けも複雑になるため、製造コストが上昇するという問題も生じていた。

そこで、この発明は、構成を簡易にして部品数や重量の低減を図ると共に、バッテリー上がりを長時間防止し、且つ、優先順位の高い負荷装置の作動を長時間可能にすることができるバッテリー上がり防止装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、エンジン停止後に電流を供給するバッテリーと、このバッテリーから供給される電流によって動作する複数の負荷装置との間に設けられてバッテリー上がりを制御するバッテリー上がり防止装置であって、前記バッテリーの充電状態に応じて出力する電圧を制御するバッテリー制御部と、前記負荷装置に設けられると共に前記バッテリー制御部を介して出力された電圧に応じてこの負荷装置の駆動を制御する電源制御部とを備え、前記バッテリー制御部は、バッテリー電圧検知部と、このバッテリー電圧検知部によって検知された電圧に応じて所定の出力電圧値を設定する出力電圧設定部と、この出力電圧設定部によって設定された電圧値の電圧を出力する電圧出力部とを有し、前記電源制御部は、入力電圧検知部と、この入力電圧検知部によって検知された電圧と前記負荷装置によって降下した降下電圧とを比較する電圧比較部と、この電圧比較部の比較結果に応じて電圧の入力を遮断する電圧遮断部とを有することを特徴としている。

請求項１の発明によれば、リレーやリレー制御用のハーネス等が不要になり、構成を簡易にして部品数や重量の低減を図ることができる。また、部品の組み付けを容易にして、製造コストの低減を図ることも可能となる。

さらに、長期間車両が放置されて、バッテリーの充電状態が低下した場合であっても、このバッテリーの充電状態に応じた電圧を出力することができると共に、出力された電圧に応じて負荷装置の駆動を制御することができる。

これにより、優先順位の低い負荷装置から順に駆動を停止することができ、徐々に暗電流の消費を減らし、バッテリー上がりを長時間防止することができる。

また、優先順位の高い負荷装置ほど入力電圧が低くても駆動可能に設定することにより、バッテリーの充電状態が低くなっても優先順位の高い負荷装置は長時間の駆動を可能にすることができる。

次に、本発明に関わるバッテリー上がり防止装置を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

自動車等の車両には複数の電装品（以下、負荷装置Ｆという）が取り付けられており、これらの負荷装置Ｆには、エンジン停止後であってもバックアップ用として常時暗電流と言われる電流がバッテリーＢから供給されるようになっている。

図１は、このバッテリーＢに蓄電された電力を使い切らないようにするためのバッテリー上がり防止装置１の構成を示している。

このバッテリー上がり防止装置１は、バッテリーＢと負荷装置Ｆとの間に取り付けられており、バッテリー制御部１０と、各負荷装置Ｆに設けられた電源制御部２０とを備えている。

バッテリー制御部１０は、バッテリーＢの充電状態に応じて出力する電圧を制御するものであり、図２に示すように、バッテリー電圧検知部１１と、出力電圧設定部１２と、電圧出力部１３と、キーポジション検知部１４とを有している。

バッテリー電圧検知部１１は、バッテリーＢから入力される充電信号に基づいて、バッテリーＢに現在充電されている電圧の残存容量を検知するものである。

出力電圧設定部１２は、バッテリー電圧検知部１１によって検知されたバッテリーＢの電圧に応じて所定の出力電圧値を設定するものである。なお、設定される出力電圧値はあらかじめバッテリーＢの電圧に応じて設定されており、この出力電圧設定部１２に記憶されている。

すなわち、この出力電圧設定部１２は、バッテリー電圧検知部１１から入力された残量信号と、あらかじめ記憶されている複数の出力電圧値とを比較し、所定の出力電圧値を選んでから所定の電圧設定信号を出力するようになっている。

電圧出力部１３は、出力電圧設定部１２によって設定された所定の電圧値の電圧を出力するものであり、バッテリーＢから入力された電圧を所定の電圧値に変更してから出力する。なお、出力された電圧は各負荷装置Ｆに入力される。

さらに、キーポジション検知部１４は、イグニッションキーの状態を検知するものであり、キーシリンダー（図示せず）から出力されるキーポジション信号Ｋに基づいて判断する。

このキーポジション検知部１４によって検知されたキー状態信号は、イグニッションキーがＯＮポジションにあるときに各負荷装置Ｆに入力され、イグニッションキーが抜かれているとき、ＯＦＦポジションにあるとき、ＡＣＣポジションにあるときのいずれかの場合にバッテリー電圧検知部１１に入力される。

一方、各負荷装置Ｆは、例えば車高制御装置やフューエルポンプ、ラジオ、エアコン、ルームランプ、時計、暗電流負荷等である。

これらの負荷装置Ｆは、図１及び図３に示すように、それぞれ電源制御部２０と負荷部３０とを備えている。

電源制御部２０は、バッテリー制御部１０を介して出力された電圧に応じて自身が取り付けられた負荷装置Ｆの駆動を制御するものであり、図３に示すように、入力電圧検知部２１と、電圧比較部２２と、電圧遮断部２３と、駆動信号出力部２４とを有している。なお、これらはＣＰＵ２５に実装されている。

入力電圧検知部２１は、バッテリー制御部１０から出力された電圧の大きさを検知するものである。この入力電圧検知部２１には、トランジスタ２６と電圧調整部２７とを順に介して電圧が入力されるようになっている。

そして、この入力電圧検知部２１によって検知された電圧値信号は、電圧比較部２２に入力される。

電圧比較部２２は、入力電圧検知部２１によって検知された入力電圧の大きさと自身が設けられた負荷装置Ｆの負荷部３０によって降下した降下電圧の大きさとを比較するものである。

ここで、負荷部３０によって降下する降下電圧（以下、自己基準電圧という）は、負荷装置Ｆの優先順位によってあらかじめ設定されるものであり、優先順位が高い負荷装置Ｆほど低いものになるように設定されている。

なお、この自己基準電圧は、負荷部３０を駆動するために必要な動作保証電圧よりも大きなものとなっている。

電圧遮断部２３は、電圧比較部２２の比較結果に応じてバッテリー制御部１０からの電圧の入力を遮断するものである。

ここで、入力電圧の方が自己基準電圧よりも大きい結果の場合には、電圧の入力を遮断せず、後述するＯＲ回路２８及び駆動信号出力部２４にＯＮ信号を出力する。また、入力電圧の方が自己基準電圧以下となった場合には、自己が設けられた負荷装置Ｆへの電圧の入力を遮断するため、ＯＲ回路２８にＯＦＦ信号を出力する。

駆動信号出力部２４は、負荷部３０に駆動信号を出力してこの負荷部３０を駆動させるものである。この駆動信号出力部２４から駆動信号が出力されるのは、バッテリー制御部１０のキーポジション検知部１４からイグニッションキーがＯＮポジションにあることを示すキーポジション信号（以下、イグニＯＮ信号という）が入力された場合と、電圧遮断部２３からＯＮ信号が入力された場合である。

ＯＲ回路２８は、トランジスタ２６をＯＮ／ＯＦＦ制御するトランジスタＯＮ信号又はトランジスタＯＦＦ信号を出力するものである。

このＯＲ回路２８は、バッテリー制御部１０のキーポジション検知部１４からイグニＯＮ信号が入力された場合、又は、電圧遮断部２３からＯＮ信号が入力された場合のいずれかのとき、トランジスタ２６をＯＮさせるトランジスタＯＮ信号を出力する。また、イグニＯＮ信号及びＯＮ信号のいずれも入力されない場合には、トランジスタ２６をＯＦＦさせるトランジスタＯＦＦ信号を出力する。

そして、負荷部３０は、実際に電力を消費して駆動する駆動部分である。

次に、この発明のバッテリー上がり防止装置１の作用について説明する。

図４は、バッテリー上がり防止装置１のバッテリー上がり防止処理を示したフローチャートである。

このバッテリー上がり防止処理では、まず、バッテリー制御部１０のキーポジション検知部１４は、キーポジション信号に基づいてイグニッションキーの状態を検知し（ステップ１）、このイグニッションキー状態がＯＮになっているか否か、すなわちエンジンが駆動しているか否かを判断する（ステップ２）。

そして、イグニッションキー状態がＯＮの場合（ステップ２においてＹＥＳの場合）、キーポジション検知部１４からイグニＯＮ信号が出力される（ステップ３）。

出力されたイグニＯＮ信号は、複数の負荷装置Ｆの電源制御部２０内の駆動信号出力部２４及びＯＲ回路２８にそれぞれ入力される。

そして、イグニＯＮ信号が入力されたＯＲ回路２８はトランジスタＯＮ信号を出力し（ステップ４）、駆動信号出力部２４は駆動信号を出力する（ステップ５）。

さらに、トランジスタＯＮ信号が入力されたトランジスタ２６はＯＮ状態になり（ステップ６）、駆動信号が入力された負荷部３０は駆動する（ステップ７）と共に、ステップ１に戻る。

なお、このときトランジスタ２６がＯＮ状態になっても、バッテリー制御部１０から電圧が出力されていないため、このトランジスタ２６に電圧は作用しない。

一方、イグニッションキー状態がＯＮでない場合（ステップ２においてＮＯの場合）、キーポジション検知部１４から、イグニッションキーがＯＮポジション以外（ＡＣＣやＯＦＦ、またはキーなし）にあることを示すキーポジション信号であるイグニＯＦＦ信号が出力される（ステップ８）。

出力されたイグニＯＦＦ信号はバッテリー電圧検知部１１に入力され、このバッテリー電圧検知部１１は、バッテリーＢから入力される充電信号に基づいて、バッテリーＢに現在充電されている電圧の残存容量を検知する（ステップ９）。検知された残存容量を示す残量信号は出力電圧設定部１２に入力される。

次に、出力電圧設定部１２は、残量信号に応じて所定の出力電圧値を設定する（ステップ１０）。

これは、出力電圧設定部１２によって、バッテリー電圧検知部１１から入力された残量信号と、あらかじめ記憶されている出力電圧値とを比較することで行われ、所定の電圧設定信号が出力される。出力された電圧設定信号は電圧出力部１３に入力される。

そして、電圧出力部１３は、バッテリーＢから入力された入力電圧を、電圧設定信号に基づいて所定の電圧値に変更してから出力する（ステップ１１）。

この電圧出力部１３から出力された電圧は、各負荷装置Ｆに入力され、各負荷装置Ｆにおいて負荷装置制御処理が行われ（ステップ２０）、処理を終了する。

図５は、図４に示すフローチャートのステップ２０における負荷装置制御処理を示したフローチャートである。

この負荷装置制御処理では、まず、電源制御部２０の入力電圧検知部２１は、バッテリー制御部１０から出力された電圧の大きさを検知し（ステップ２１）、この電圧の大きさを示す電圧値信号を出力する。

なお、この入力電圧検知部２１にはトランジスタ２６と電圧調整部２７とを順に介して電圧が入力されるので、安定した状態で電圧が入力される。

次に、電圧比較部２２は、入力された電圧値信号と、あらかじめ設定されている自己基準電圧とを比較し、入力電圧が自己基準電圧よりも大きいか否かを判断し（ステップ２２）、この判断結果を示す比較信号を電圧遮断部２３に出力する。

そして、入力電圧が自己基準電圧よりも大きい場合（ステップ２２においてＹＥＳの場合）、電圧遮断部２３は、ＯＲ回路２８及び駆動信号出力部２４にＯＮ信号を出力する（ステップ２３）。

そして、ＯＮ信号が入力されたＯＲ回路２８はトランジスタＯＮ信号を出力し（ステップ２４）、駆動信号出力部２４は駆動信号を出力する（ステップ２５）。

さらに、トランジスタＯＮ信号が入力されたトランジスタ２６はＯＮ状態になり（ステップ２６）、駆動信号が入力された負荷部３０は駆動する（ステップ２７）と共に、ステップ２１に戻る。

一方、入力電圧が自己基準電圧以下となった場合（ステップ２２においてＮＯの場合）、電圧遮断部２３は、自己が設けられた負荷装置Ｆへの電圧の入力を遮断するため、ＯＲ回路２８にＯＦＦ信号を出力する（ステップ２８）。

そして、ＯＦＦ信号が入力されたＯＲ回路２８はトランジスタＯＦＦ信号を出力し（ステップ２９）、これによりトランジスタ２６がＯＦＦされて、電源制御部２０への電圧の入力が遮断され、負荷装置Ｆへの電源供給が遮断される（ステップ３０）。

ここで、自己基準電圧は、優先順位が高い負荷装置Ｆほど低いものになるように設定されているので、優先順位の低い負荷装置Ｆは比較的早期に電源遮断がなされ、バッテリーＢの放電がなされても優先順位の高い負荷装置Ｆほど長時間の電源確保を行うことができる。

すなわち、バッテリーＢの充電状態に応じて電圧を出力することができると共に、出力された電圧に応じて負荷装置Ｆの駆動を制御することができるので、優先順位の低い負荷装置Ｆから順に駆動を停止することが可能となる。
また、このように、徐々に暗電流の消費を減らすことができるので、バッテリー上がりを長時間防止することができる。

そして、この自己基準電圧は、個々の負荷装置Ｆごとに設定されるものであるため、優先順位や動作保証電圧の条件等が異なった場合には、その負荷装置Ｆの自己基準電圧の設定を変更することによって行われる。

これにより、ハーネスレイアウトや、他の負荷装置Ｆの自己基準電圧等の変更が不要となり、容易に負荷装置Ｆの電源遮断条件の変更を行うことができる。

さらに、この発明のバッテリー上がり防止装置１では、リレーやリレー制御用のハーネス等が不要になり、構成を簡易にして部品数や重量の低減を図ることができる。また、部品の組み付けを容易にして、製造コストの低減を図ることも可能となる。

この発明に係るバッテリー上がり防止装置の構成を示すブロック図である。 バッテリー制御部の構成を示すブロック図である。 電源制御部の構成を示すブロック図である。 本発明のバッテリー上がり防止装置による、バッテリー上がり防止処理を示したフローチャートである。 図４に示した負荷装置制御処理を示したフローチャートである。

符号の説明

１ バッテリー上がり防止装置
１０ バッテリー制御部
１１ バッテリー電圧検知部
１２ 出力電圧設定部
１３ 電圧出力部
２０ 電源制御部
２１ 入力電圧検知部
２２ 電圧比較部
２３ 電圧遮断部
Ｂ バッテリー
Ｆ 負荷装置

Claims (1)

1. エンジン停止後に電流を供給するバッテリーと、このバッテリーから供給される電流によって動作する複数の負荷装置との間に設けられてバッテリー上がりを制御するバッテリー上がり防止装置であって、
   前記バッテリーの充電状態に応じて出力する電圧を制御するバッテリー制御部と、前記負荷装置に設けられると共に前記バッテリー制御部を介して出力された電圧に応じてこの負荷装置の駆動を制御する電源制御部とを備え、
   前記バッテリー制御部は、バッテリー電圧検知部と、このバッテリー電圧検知部によって検知された電圧に応じて所定の出力電圧値を設定する出力電圧設定部と、この出力電圧設定部によって設定された電圧値の電圧を出力する電圧出力部とを有し、
   前記電源制御部は、入力電圧検知部と、この入力電圧検知部によって検知された電圧と前記負荷装置によって降下した降下電圧とを比較する電圧比較部と、この電圧比較部の比較結果に応じて電圧の入力を遮断する電圧遮断部とを有することを特徴とするバッテリー上がり防止装置。

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