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

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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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