JP2010195197A

JP2010195197A - 車両用電力制御装置

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Publication number: JP2010195197A
Application number: JP2009042444A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Harada; 幸徳原田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2010-09-09

Abstract

【課題】車両における運転者以外の乗員を検知し、その乗員が存しないときには当該乗員への処理をする電気機器への電力供給を制御して、車両の消費電力を低下させることである。
【解決手段】車両において、運転席を除く座席に、その座席における乗員の存在を検出する乗員検出手段（例えば、荷重センサ５８〜６０）を取り付ける。そして、電力供給源（例えば、バッテリ５１）と電気機器（例えば、フロントエアコン１００）との間に、その座席を利用する乗員に対して所定の処理をする電気機器への電力供給を制限する電力供給制限手段（例えば、リレー５３ａ，５３ｂと電界効果トランジスタ６２ａ，６２ｂ）を配置し、所定の処理をする電気機器への電力供給を制限する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載された電気機器に供給される電力を制御する装置に関するものである。

車両（例えば、自動車）には、各種の電気機器が搭載されている。これらの電気機器のうち、乗員の利便性のために所定の処理をするもの（例えば、エアコン、カーテシランプ、スイッチ類のバックライト照明等）がある。これらの電気機器は、運転者のための処理をするものと、運転者以外の乗員（運転席以外の座席に着座した乗員）のための処理をするものとに大別される。

上記した電気機器のうち、運転者以外の乗員のための処理をするものは、車両に運転者以外の乗員が存しない場合であっても、常に電力が供給されているものが多い。例えば、助手席側のドアに設けられたカーテシランプには、助手席側のドアが開かれると同時に発光するように常にドア開閉検出回路に微小電流を流している。従来の車両では、車両側で運転者以外の乗員を検知してこれらの電気機器を作動させるという制御をしていないため、不必要なエネルギーが消費されている。

これを回避するため、例えばエアコンにおいて、乗員の乗車状態に応じて吹出し風量や温度を制御する技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。しかし、この技術では、エアコンへの電力供給はそのままであるため、不必要なエネルギーが消費されたままである。

特開２００８−２６５３８２号公報

本発明は上記した事情に鑑み、車両における運転者以外の乗員を検知し、その乗員が存しないときには当該乗員への処理をする電気機器への電力供給を制御して、車両の消費電力を低下することを課題としている。

上記した課題を解決するための本発明は、
車両に搭載され、前記車両の運転席を除く座席を利用する乗員に対して設けられた電気機器への電力供給を制御する電力制御装置であって、
車両の電気機器に電力を供給する電力供給源と、
運転席を除く座席における乗員の存在を検出する乗員検出手段と、
前記電力供給源と前記電気機器との間に配置され、前記乗員検出手段による乗員の検出結果が非存在であれば、その座席を利用する乗員がいたときにその乗員に対して所定の処理をする電気機器への電力供給を制限する電力供給制限手段と、を備え、
前記乗員検出手段によって乗員の存在が検出された座席に対応する電気機器にのみ電力を供給することを特徴としている。

本発明に係る電力制御装置は、上記したように構成されていて、運転席を除く座席における乗員の存在を検出し、その検出結果によってその乗員に対して所定の処理をする電気機器への電力供給を制限する。この制限には、電気機器への電力供給を遮断することや、最初から電気機器に通電しないこと等がある。これにより、不必要な電力の消費が防止され、車両の消費電力が低減する。この結果、車両の燃費の向上に寄与する。

具体的には、前記電力供給制限手段は、リレーと該リレーとゲートで接続する電界効果トランジスタとを有し、
前記リレーの励磁コイルと接点との一方側の端子が前記電力供給源の一方の端子に接続しているとともに、前記励磁コイルの他方側の端子が前記電界効果トランジスタのドレインに接続し、かつ前記接点の他方側の端子が前記電気機器に接続している。

上記したような簡単な構成で電気機器への電力供給を制御できるため、安価である。

そして、前記電力供給制限手段によって電力供給が制限された電気機器へ電力供給の制限を解除するためのトリガ手段を備えることが望ましい。

このトリガ手段は、車両のドアに設けられ該ドアが開かれたことを検出するドア開放検出スイッチであり、
前記ドア開放検出スイッチによってドアの開放が検出されたとき、当該ドアに対応する座席を利用する乗員に対して所定の処理をする電気機器への電力供給の制限を解除する。

これにより、座席を利用しようとする乗員を検出できるため、電気機器への電力供給の制限を迅速に解除できる。

また、前記乗員検出手段は、運転席を除く車両の各座席に設けられた荷重センサである。

前記電気機器は車両用のエアコンであって、助手席及び／又は後席に乗員が存しない場合に、前記エアコンにおける助手席及び／又は後席に対する処理機能への電力供給を制限する。或いは、前記電気機器は運転席以外の座席に設けられる照明装置であり、助手席及び／又は後席に乗員が存しない場合に、前記照明装置への電力供給を制限する。更に、前記電気機器は運転席以外の座席のドアに設けられ、そのドアの窓を開閉する窓開閉装置であり、助手席及び／又は後席に乗員が存しない場合に、前記窓開閉装置への電力供給を制限する。

エアコン１００のブロック図である。本発明の第１実施例の電力制御装置２０１をエアコン１００に適用したときのブロック図である。第１実施例の電力制御装置２０１の作用を示すフローチャートである。第１実施例の電力制御装置２０１の別の作用を示すフローチャートである。第２実施例の電力制御装置２０２を照明装置に適用したときのブロック図である。第３実施例の電力制御装置２０３を窓開閉装置に適用したときのブロック図である。第４実施例の電力制御装置２０４のブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本明細書における「電力供給の制限」とは、（１）電力が供給されている電気機器に対して、その電力供給を停止すること（電力の遮断）と、（２）最初から電気機器に通電しないこと（非通電）の２つの態様をいう。

図１はエアコン１００のブロック図、図２は本発明の第１実施例の電力制御装置２０１をエアコン１００に適用したときのブロック図、図３は第１実施例の電力制御装置２０１の作用を示すフローチャートである。

最初に、電気機器がエアコン１００である場合について説明する。車両用のエアコン１００は、図１に示される構成となっていて、空調ユニットＡＵを備えている。空調ユニットＡＵの空気流路をなす空調ケーシング１１の上流側部位には、車室内気を吸入するための内気吸入口１２と、外気を吸入するための外気吸入口１３とが形成されており、各吸入口１２，１３を選択的に開閉する内外気切り替えダンパ１４が設けられている。内外気切り替えダンパ１４は、内外気切り替えダンパ用モータ１５によって開閉される。

内外気切り替えダンパ１４の下流側部位には、空気中の塵埃を取り除くフィルタ（図示せず）とブロワモータ１６が配設されている。ブロワモータ１６（ブロワ）は、各吸入口１２，１３から空気を吸入して後述する各吹出口２８，２９，３１に向けて送風する。

空調ケーシング１１内のブロワモータ１６の下流側部位には、エバポレータ１７が設けられている。エバポレータ１７には、気化した冷媒ガスを圧縮して液体に戻す前に液化し易いように加圧するコンプレッサ１８、圧縮によって高温のガス状になった冷媒ガスを冷やして液体に戻すコンデンサ（凝縮器）１９、液体状の冷媒を貯蔵するレシーバ２１、液体状の冷媒が通過するときに冷媒が気化し易いように霧状に吹き出させる膨張弁２２が接続されている。これにより、ブロワモータ１６によって送風された空気がエバポレータ１７を通過することで冷却される。なお、エバポレータ１７には、エバポレータ１７を通過した直後の空気の温度（クーラーユニットへの吸入温度）を検出するエバポレータ後センサ２３が設けられている。

空調ケーシング１１内のエバポレータ１７の下流側部位には、エアミックスダンパ２４およびヒータコア２５が設けられている。エアミックスダンパ２４は、エアミックスダンパ用モータ２６によって開閉される。ヒータコア２５は、エンジンＥＧの冷却水を熱源として空気を加熱する。空調ケーシング１１内には、ヒータコア２５を通過しないでヒータコア２５の下流側に空気を導入するためのバイパス通路２７が形成されている。これにより、エアミックスダンパ２４を開閉して、ヒータコア２５を通る暖気とバイパス通路２７を通る冷気との混合割合を変化させることで、車内に吹き出す空気の温度が調節される。本実施例では、エアミックスダンパ２４およびエアミックスダンパ用モータ２６が、温度調節アクチュエータとして機能する。

空調ケーシング１１内の最下流側部位には、フロントガラスＦＧの内面に向けて空気を吹き出すためのデフロスタ吹出口２８と、乗員の上半身に向けて空気を吹き出すためのフェイス吹出口２９と、乗員の足元に向けて空気を吹き出すためのフット吹出口３１とが形成されている。各吹出口２８，２９，３１の上流側部位には、モード切り替えダンパ３２，３３，３４がそれぞれ配設されている。各モード切り替えダンパ３２，３３，３４は、モード切り替えダンパ用モータ３５によって開閉される。

内外気切り替えダンパ用モータ１５、ブロワモータ１６、エアミックスダンパ用モータ２６、モード切り替えダンパ用モータ３５およびコンプレッサ１８は、それぞれ駆動回路３６〜４０を介してフロントエアコンＥＣＵ４１に接続されている。

フロントエアコンＥＣＵ４１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，インタフェースなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品としており、操作パネル５１上のスイッチ（図示せず）のオンによりＲＯＭ等に記憶された空調制御プログラムを所定時間ごとに繰り返し実行し、その実行に応じた制御信号を各駆動回路３６〜４１に出力する。各駆動回路３６〜４０は、フロントエアコンＥＣＵ４１の制御指令に応じて内外気切り替えダンパ用モータ１５、ブロワモータ１６、エアミックスダンパ用モータ２６、モード切り替えダンパ用モータ３５およびコンプレッサ１８にそれぞれ駆動電流を流す。このフロントエアコンＥＣＵ４１には、上述したエバポレータ後センサ２３に加えて、操作パネル４２、内気温センサ４３、外気温センサ４４、日射センサ４５及びシフトポジションスイッチ４６が接続されている。

操作パネル４２（操作スイッチ）は、内外気切り替えダンパ１４を作動させるための内外気切り替えスイッチ、モード切り替えダンパ３２〜３４を作動させるための吹出口切り替えスイッチ、フルオート制御状態とするためのオートモードスイッチ、ブロワモータ１６の風量を変更するためのブロワコントロールスイッチ、温度を設定するための温度コントロールスイッチ、コンプレッサ１８に取り付けられたマグネットクラッチ（エバポレータ１７への冷媒通路を開閉動作する）をオン／オフするためのＡ／Ｃスイッチなどの各種スイッチを備えている。また、操作パネル４２は、上記各種スイッチにより切り替えられた各モード、および設定温度を表示するための表示部（例えば、ＬＣＤ）を備えている。

内気温センサ４３は、車室内の内気温度を検出してフロントエアコンＥＣＵ４１に出力する。外気温センサ４４は、外気温度を検出してフロントエアコンＥＣＵ４１に出力する。日射センサ４５は、日射量を検出してフロントエアコンＥＣＵ４１に出力する。シフトポジションスイッチ４６は、シフトレバー（図示せず）の位置を検出してフロントエアコンＥＣＵ４１に出力する。

上記したエアコン１００の構成は、車両におけるフロント及びリアのいずれに設けられるエアコンにおいても同一である。

次に、本発明の第１実施例の電力制御装置２０１について説明する。ここでは、電力制御装置２０１をエアコン１００（フロントエアコンとリアエアコン）に適用した場合について説明する。以下、フロントエアコン側の部材には、符号に添字「ａ」を付し、リアエアコン側の部材には、符号に添字「ｂ」を付して区別する。車両のバッテリ５１（電力供給源）のプラス側の端子５２と、フロントエアコン用のリレー５３ａ（電源制限手段）の接点５４ａとコイル５５ａ及びリアエアコン用のリレー５３ｂ（電源制限手段）の接点５４ｂとコイル５５ｂの一方側の端子とが直列に接続されている。また、バッテリ５１のマイナス側の端子５６は、ボデーＥＣＵ５７に接続されている。ボデーＥＣＵ５７には、Ｐ席荷重センサ５８、ＲＲ席荷重センサ５９、ＲＬ席荷重センサ６０が接続されている。なお、Ｐ席は「助手席」を意味し、ＲＲ席は「後部運転席側席」を意味し、ＲＬ席は「後部助手席側席」を意味する。また、各リレー５３ａ，５３ｂにおける接点５４ａ，５４ｂの他方側の端子は、それぞれフロントエアコンＥＣＵ４１とリアエアコンＥＣＵ４７に接続されている。なお、図２において破線で囲った部分は、各リレー５３ａ，５３ｂを示している。

ボデーＥＣＵ５７は、各荷重センサ５８，５９，６０からの指令（荷重値）を受け取って、運転席を除く座席を利用する乗員に対して設けられた電気機器を特定するＭＰＵ６１と、フロントエアコン用の電界効果トランジスタ６２ａ及びリアエアコン用の電界効果トランジスタ６２ｂとを備えている。各リレー５３ａ，５３ｂのコイル５５ａ，５５ｂの他方側の端子は、それぞれ対応する電界効果トランジスタ６２ａ，６２ｂのドレイン（図２において「Ｄ」で示す。）に接続されている。各電界効果トランジスタ６２ａ，６２ｂのゲート（図２において「Ｇ」で示す。）は、ＭＰＵ６１に接続され、各電界効果トランジスタ６２ａ，６２ｂのソース（図２において「Ｓ」で示す。）はアースされている。なお、バッテリ５１のマイナス側の端子５６とボデーＥＣＵ５７とを結ぶ配線の途中の部分からアース線が延設されている。

本実施例の電力制御装置２０１の作用について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。ここでは、エアコン１００がフロントエアコンの場合について説明するが、リアエアコンの場合でも全く同様である。

運転者が車両のイグニッションスイッチ（図示せず）をオンにし（ステップＳ１）、操作パネル４２（図１参照）上のエアコンスイッチ（図示せず）をオンにすると、バッテリ５１からフロントエアコンＥＣＵ４１を介してフロントエアコンに電力が供給される（ステップＳ２）。これにより、フロントエアコンが作動し、乗員検出手段であるＰ席荷重センサ５８が助手席における荷重の検出を開始する（ステップＳ３）。Ｐ席荷重センサ５８は助手席に加わる荷重を定期的に計測し、それによって助手席に乗員が存在するか否かを検出する（ステップＳ４）。Ｐ席荷重センサ５８により助手席の乗員が検出された場合（換言すれば、助手席に乗員が着座している場合。ステップＳ４における「有」）、そのままフロントエアコンへの電力供給を継続する。

乗員検出手段（Ｐ席荷重センサ５８）により、助手席に乗員が検出されなかった場合（換言すれば、助手席に乗員が存しない場合。ステップＳ４における「無」）、ボデーＥＣＵ５７のＭＰＵ６１が、フロントエアコンにおいて助手席の乗員に対して所定の処理をする電気機器を特定する（ステップＳ５）。この電気機器とは、フロントエアコンに搭載されている設備のうち、助手席を利用する乗員のために設けられている設備（例えば、助手席用の温度センサ）をいう。そして、その電気機器への電力供給を遮断する（ステップＳ６）。このときの作用を説明する。Ｐ席荷重センサ５８から助手席における乗員不存在の指令を受けたボデーＥＣＵ５７のＭＰＵ６１が、電界効果トランジスタ６２ａのゲート（Ｇ）に所定の電圧を印加する。これにより、電界効果トランジスタ６２ａのドレイン（Ｄ）とソース（Ｓ）との間に電流が流れなくなる。そして、リレー５３ａのコイル５５ａが励磁しなくなり、接点５４ａが開放される。この結果、フロントエアコンにおける特定の電気機器へ電力が供給されなくなる。

そして、電力供給が遮断された電気機器へ電力を再供給するトリガ手段が設けられている。このトリガ手段は、フロントエアコンの場合、例えば助手席側のドアに設けられたドアスイッチ（ドア開放検出スイッチ）であり、このドアスイッチが助手席側のドアの開放を検出したことにより（ステップＳ７における「Ｙｅｓ」）、フロントエアコンにおける特定の電気機器に電力供給が再開される（ステップＳ８）。

また、電気機器がリアエアコンの場合、ＲＲ席荷重センサ５９及びＲＬ席荷重センサ６０によって後席における乗員の非存在を検出し、電界効果トランジスタ６２ｂを介してリレー５３ｂの動作を制御し、リアエアコンＥＣＵ４７を介してリアエアコンへの電力供給を遮断することができる。これにより、車両における消費電力を少なくすることができ、燃費の向上に寄与する。また、各ＥＣＵ間の通信の負荷を減少させることができる。

なお、フロントエアコンの場合、運転者に対して所定の処理をする電気機器が併設されているため、フロントエアコン全体の電力供給を遮断することは望ましくないが、リアエアコンの場合にはその全体への電力供給を遮断してもよい。

上記した作用は、最初に全ての電気機器に電力を供給し、助手席に乗員がいないときに、その乗員に対して所定の処理をする電気機器への電力供給を遮断する場合である。これに対して、イグニッションスイッチをオンさせたときに、助手席における乗員の存在を検出し、乗員が検出されなかったときには当該乗員に対して所定の処理をする電気機器以外の電気機器にのみ通電するようにしてもよい。このときの作用を、図４のフローチャートを参照しながら説明する。

図４に示されるように、運転者が車両のイグニッションスイッチ（図示せず）をオンにし（ステップＳ１）、Ｐ席荷重センサ５８が助手席における荷重の検出を開始する（ステップＳ２）。Ｐ席荷重センサ５８により助手席の乗員が検出されなかった場合（換言すれば、助手席に乗員が存しない場合。ステップＳ３における「無」）、フロントエアコンにおいて助手席の乗員に対して所定の処理をする電気機器を特定する（例えば、助手席用の温度センサである。ステップＳ４）。この状態で運転者がフロントエアコンのスイッチをオンにすると、フロントエアコンにおいて助手席用に特定された電気機器（例えば、助手席用の温度センサ）には最初から電力が供給されず（非通電）、それ以外の電気機器のみを通電状態とする（ステップＳ５）。

そして、助手席側のドアが開放されることにより（ステップＳ６における「Ｙｅｓ」）、フロントエアコンにおいて助手席用に特定された電気機器の非通電状態が解除され、それらが通電状態となる（ステップＳ７）。

次に、電気機器がランプの場合について説明する。第２実施例の電力制御装置２０２のブロック図は、図５に示されるように、第１実施例の電力制御装置２０１のフロントエアコンＥＣＵ４１をランプＥＣＵ６３に置き換えたものである。また、リレー６４及び電界効果トランジスタ６５の構成は、第１実施例の場合と同様である。このときのランプとして、助手席用のドア及び後席用のドアに設けられているカーテシランプや、助手席用及び後席用として設けられている、足元ランプ、読書ランプや各種スイッチ類のランプが挙げられる。また、このときのトリガ手段は、第１実施例の場合と同様に、ドアスイッチによってドアの開放が検出されたこととすることができる。

なお、電気機器がランプの場合、車両のランプスイッチのオン／オフと連動させ、昼間であれば乗員の非存在によって助手席用及び後席用として設けられているランプ類の電力供給を遮断し、夜間であれば乗員の有無に関係なくそれらに電力を供給するという制御としてもよい。

次に、電気機器が窓開閉装置（パワーウインドウ）の場合について説明する。第３実施例の電力制御装置２０３のブロック図は、図６に示されるように、第１実施例の電力制御装置２０１のフロントエアコンＥＣＵ４１をパワーウインドウＥＣＵ６５に置き換えたものである。また、パワーウインドウ用のリレー６７及びパワーウインドウ用の電界効果トランジスタ６８の構成は、第１実施例の場合と同様である。また、このときのトリガ手段は、第１及び第２の実施例の場合と同様に、ドアスイッチによってドアの開放が検出されたこととすることができる。

図７に、車両に上記した各実施例の電力制御装置２０１〜２０３を一体にした実施例（第４実施例）の電力制御装置２０４のブロック図を示す。なお、図７においては、各電界効果トランジスタ６２ａ，６２ｂ，６５，６８の図示を省略している。

本発明は、車両（例えば、自動車）のエアコン、照明装置、窓開閉装置等に利用することができる。

１００エアコン（電気機器）
２０１〜２０４電力制御装置
５１バッテリ（電力供給源）
５２，５６端子（電力供給源の端子）
５３ａ，５３ｂリレー（電力供給制限手段）
５８Ｐ席荷重センサ（乗員検出手段）
５９ＲＲ席荷重センサ（乗員検出手段）
６０ＲＬ席荷重センサ（乗員検出手段）
６２ａ，６２ｂ，６５，６８電界効果トランジスタ（電力供給制限手段）

Claims

車両に搭載され、前記車両の運転席を除く座席を利用する乗員に対して設けられた電気機器への電力供給を制御する電力制御装置であって、
車両の電気機器に電力を供給する電力供給源と、
運転席を除く座席における乗員の存在を検出する乗員検出手段と、
前記電力供給源と前記電気機器との間に配置され、前記乗員検出手段による乗員の検出結果が非存在であれば、その座席を利用する乗員がいたときにその乗員に対して所定の処理をする電気機器への電力供給を制限する電力供給制限手段と、を備え、
前記乗員検出手段によって乗員の存在が検出された座席に対応する電気機器にのみ電力を供給することを特徴とする車両用電力制御装置。
前記電力供給制限手段は、リレーと該リレーとゲートで接続する電界効果トランジスタとを有し、
前記リレーの励磁コイルと接点との一方側の端子が前記電力供給源の一方の端子に接続しているとともに、前記励磁コイルの他方側の端子が前記電界効果トランジスタのドレインに接続し、かつ前記接点の他方側の端子が前記電気機器に接続していることを特徴とする請求項１に記載の車両用電力制御装置。
前記電力供給制限手段によって電力供給が制限された電気機器へ電力供給の制限を解除するためのトリガ手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用電力制御装置。
前記トリガ手段は、車両のドアに設けられ該ドアが開かれたことを検出するドア開放検出スイッチであり、
前記ドア開放検出スイッチによってドアの開放が検出されたとき、当該ドアに対応する座席を利用する乗員に対して所定の処理をする電気機器への電力供給の制限を解除することを特徴とする請求項３に記載の車両用電力制御装置。
前記乗員検出手段は、運転席を除く車両の各座席に設けられた荷重センサであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車両用電力制御装置。
前記電気機器は車両用のエアコンであって、助手席及び／又は後席に乗員が存しない場合に、前記エアコンにおける助手席及び／又は後席に対する処理機能への電力供給を制限することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の車両用電力制御装置。
前記電気機器は運転席以外の座席に設けられる照明装置であり、助手席及び／又は後席に乗員が存しない場合に、前記照明装置への電力供給を制限することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の車両用電力制御装置。
前記電気機器は運転席以外の座席のドアに設けられ、そのドアの窓を開閉する窓開閉装置であり、助手席及び／又は後席に乗員が存しない場合に、前記窓開閉装置への電力供給を制限することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の車両用電力制御装置。