JP2014024417A - 車両電源制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の状態が変化した場合であっても、作動が要求された電力負荷に対して電力を供給することが可能な車両電源制御装置を提供する。
【解決手段】各負荷群Ａ，Ｂ，Ｃに含まれる電力負荷を個別に作動させるための個別給電スイッチ及び各種センサからの信号を伝送する信号線Ｓ１と、エンジンＥＣＵ３ａ、車外通信ＥＣＵ３ｂ等のＥＣＵ同士を接続する信号線Ｓ２とから取得した信号に基づいて、車両の状態及び車両の周囲の状態を検出し、検出した両状態に対応してＲＯＭ４１２又はＲＡＭ４１３に各記憶されている電圧が夫々の負荷群Ａ，Ｂ，Ｃに供給されるように、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２ａ，４２ｂ，４２ｃの出力電圧を各設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載された電源から前記車両が有する複数の電力負荷に供給される電圧、電流、電力等の電気量を各制御する車両電源制御装置に関する。

車両用電源装置は、パワーウインドウ、各種ＥＣＵ、エアコンディショナ、デフォッガ、ヘッドライト等、多くの電力負荷に電力を供給する。そして、各電力負荷に必要とされる電力の大きさは、例えば車両の状態が変化するのに伴って不定期に変動する。このため、限られた容量の電源を有効に利用するには、車両の状態等が変化するのに応じて各電力負荷へ適正に電力を配分する必要がある。

これに対し、特許文献１では、ジャンクションボックス等の接続装置に接続されている複数の電力負荷への給電が要求された場合に、夫々の電力負荷への給電の可否を判定し、電源の容量に余裕があって給電が可能であると判定した電力負荷に対してのみ給電を行う技術が開示されている。

特開２００８−４９９８３号公報

しかしながら、車両の状態が変化した場合、電力の供給が必要とされる電力負荷が時々刻々と変化する上に、各電力負荷に夫々供給されるべき電力の大きさも変動する。このため、特許文献１に開示された技術を用いて電力負荷に電力を供給する場合は、作動が要求された電力負荷に対して供給すべき電力に余裕がないために、使用者に不便を感じさせることがあった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両の状態が変化した場合であっても、作動が要求された電力負荷に対して電力を供給することが可能な車両電源制御装置を提供することにある。

本発明に係る車両電源制御装置は、車両に搭載された電源から前記車両が有する複数の電力負荷に供給される電気量を各制御する車両電源制御装置において、前記電源から前記電力負荷に供給される電圧を各変換する電圧変換手段と、前記車両の状態を検出する検出手段と、該検出手段が検出した状態に応じて、前記電力負荷に供給されるべき電気量を各算出する算出手段とを備え、前記電圧変換手段は、前記算出手段が各算出した電気量より小さい電気量が夫々の電力負荷に供給されるように電圧を各変換するようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、検出した車両の状態に応じて、車両が有する複数の電力負荷に供給されるべき電圧、電流、電力等の電気量を各算出し、各算出した電気量又はそれ以下の電気量が夫々の電力負荷に供給されるように、電圧変換手段の電圧を各変換する。
例えば、印加される電圧（又は供給される電流若しくは電力）の大きさによって消費電力の大きさが制御される電力負荷に対しては、印加されるべき電圧（又は供給されるべき電流若しくは電力の上限）を算出し、電圧変換手段から出力される電圧（又は電流若しくは電力）が、算出した電圧となる（又は算出した電流若しくは電力の上限を超えない）ようにして電圧を変換する。
これにより、複数の電力負荷に供給されるべき電力が車両の状態に応じて適当に各変更されるため、各電力負荷の駆動に必要とされる電力の総量が、車両に搭載された電源から供給可能な電力の範囲内に収まるようになる。

本発明に係る車両電源制御装置は、前記車両の周囲の状態を検出する第２の検出手段を備え、前記算出手段は、前記検出手段及び第２の検出手段が各検出した状態に応じて、前記電力負荷に供給されるべき電気量を各算出するようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、車両の状態及び車両の周囲の状態を共に検出し、検出した両状態に応じて各算出した電気量又はそれより小さな電気量が夫々の電力負荷に供給されるように、電圧変換手段の電圧を各変換する。
これにより、複数の電力負荷に供給されるべき電力が、車両の状態のみならず車両の周囲の状態に応じて適当に各変更されるため、各電力負荷の駆動に必要とされる電力の総量が、車両に搭載された電源から供給可能な電力の範囲内に収まるようになる。

本発明に係る車両電源制御装置は、前記車両の状態、又は該車両の状態と前記車両の周囲の状態とに対応付けて、前記電力負荷に供給されるべき電気量を各記憶する記憶手段を備え、前記算出手段は、前記検出手段が検出した状態、又は前記検出手段と第２の検出手段とが検出した状態に対応付けて、前記記憶手段が各記憶した電気量を前記電力負荷に供給されるべき電気量とするようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、検出した車両の状態に対応して、又は検出した車両の状態と車両の周囲の状態とに対応して各記憶されている電気量又はそれより小さな電気量が夫々の電力負荷に供給されるように、電圧変換手段の電圧を各変換する。
これにより、車両の状態、又は車両の状態と車両の周囲の状態とに対応して各電力負荷に供給されるべき電気量を予め算出して各記憶した場合は、各状態が実際に変化したときに各電力負荷に供給されるべき電気量が速やかに且つ容易に各算出される。

本発明に係る車両電源制御装置は、前記電圧変換手段は、前記電力負荷の１又は複数を夫々含む複数の負荷群に各供給される電圧を変換するようにしてあり、前記記憶手段は、前記車両の状態、又は該車両の状態と前記車両の周囲の状態とに対応付けて、前記負荷群の夫々に供給されるべき電気量を各記憶するようにしてあり、前記算出手段は、前記検出手段が検出した状態、又は前記検出手段と第２の検出手段とが検出した状態に対応付けて、前記記憶手段が各記憶した電気量を前記負荷群の夫々に供給されるべき電気量とするようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、検出した車両の状態に対応して、又は検出した車両の状態と車両の周囲の状態とに対応して各記憶されている電気量又はそれより小さな電気量が、１又は複数の電力負荷を夫々含む複数の負荷群に各供給されるように、電圧変換手段の電圧を変換する。
これにより、車両の状態、又は車両の状態と車両の周囲の状態とに対応して各負荷群に供給されるべき電気量を予め算出して各記憶した場合は、各状態が実際に変化したときに各負荷群に供給されるべき電気量が速やかに且つ容易に各算出される。

本発明に係る車両電源制御装置は、前記負荷群の一部又は全部について、夫々の負荷群に含まれる電力負荷の一部又は全部と夫々の負荷群に供給される電圧を変換する電圧変換手段との間を夫々接続／遮断する１又は複数のスイッチと、前記電力負荷に対する作動要求を受け付ける手段とを備え、該手段が受け付けた作動要求に対応する電力負荷と前記電圧変換手段との間を遮断しているスイッチを接続させるようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、一部又は全部の負荷群に夫々含まれる電力負荷の一部又は全部と、夫々の負荷群に供給される電力を変換する電圧変換手段との間を１又は複数のスイッチで夫々接続／遮断するようにしてあり、電力負荷に対する作動要求を受け付けた場合に、受け付けた作動要求に対応する電力負荷と電圧変換手段との間をスイッチで接続させる。
これにより、作動要求があった電力負荷に対して電源から電力が供給されるようになる。

本発明に係る車両電源制御装置は、前記電源は、太陽電池パネルを有する太陽光発電部を含むことを特徴とする。

本発明にあっては、太陽電池パネルを有する太陽光発電部が電源に含まれるため、車両に太陽光が降り注ぐ日中に電源の容量が増大して、各電力負荷に供給可能な電気量が増加する。

本発明によれば、複数の電力負荷に供給される電力が車両の状態に応じて適当に各変更されるため、各電力負荷の駆動に必要とされる電力の総量が、車両に搭載された電源から供給可能な電力の範囲内に収まるようになる。
従って、車両の状態が変化した場合であっても、作動が要求された電力負荷に対して電力を供給することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る車載システムの構成例を示すブロック図である。 本車載システムに用いる車両電源制御装置の構成例を示すブロック図である。 電源から供給される電力が車両の状態及び車両の周囲の状態に応じて変化する様子を模式的に示すグラフである。 各負荷群に供給される電圧が車両の状態及び車両の周囲の状態に応じて変化する様子を模式的に示すグラフである。 車両の状態及び車両の周囲の状態と、各負荷群に供給されるべき電圧との関係を例示する図表である。 車両の状態及び車両の周囲の状態を検出して各負荷群への供給電圧を設定するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 イグニッションスイッチの回転位置を検知してＲＡＭに記憶するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 電力負荷をオン／オフさせる信号の変化に応じて、その信号に対応するリレー接点をオン／オフさせるＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る車両電源制御装置の一実施例である車両システムについて詳述する。
図１は、本発明の実施の形態に係る車載システムの構成例を示すブロック図である。図中１は車両であり、車両１は、直流電力及び通信用の信号を中継分配するジャンクションボックス、ヒューズボックス等の複数の接続装置２，２，２，２を搭載している。各接続装置２，２，２，２は、電力を供給する給電線及び信号を伝送する信号線で接続されている。図１では、車両１内の前部のエンジンルーム、運転席近傍、助手席近傍、後部のトランクルーム夫々に接続装置２，２，２，２が配設された構成例を示している。

また各接続装置２，２，２，２には、電子制御ユニット(ECU: Electric Control Unit )等の電装品にて構成される１又は複数の電力負荷３，３，・・３が給電線及び信号線で接続されている。ＥＣＵ同士を接続する信号線は、車載ＬＡＮを構成している。更に接続装置２，２，２，２には、電力負荷３，３，・・３への給電を制御する本発明の車両電源制御装置４が給電線及び信号線で接続されている。車両電源制御装置４には、イグニッションスイッチの回転位置を読み取るスイッチ位置読取機構７が接続されている。

エンジンルームに配設された接続装置２には、直流電力を供給するバッテリ及びオルタネータを用いた電源５が給電線で接続されており、更にバッテリの残量を検知する電圧計、電流計等の電力センサ５ａが付属している。電力センサ５ａは、接続装置２に信号線で接続されている。その他にもエンジンルームに配設された接続装置２には、前部右側ヘッドライト、前部右側スモールランプ、スタータ等の様々な電力負荷３，３，・・３が接続されている。

運転席近傍に配設された接続装置２には、パワーウィンドウ機構、ドアロック機構、ドアミラー機構等の運転席側ドアに係る各種機構、電源５の残量を指示する電力残量表示モニタ等の各種計器機構、ＡＣＣソケット等の外部給電機構、オーディオ機構、ビジュアル関連機構、ナビゲーション機構、時計機構、ワイパー、エアコンディショナ、シートヒータ等の様々な電力負荷３，３，・・３が接続されている。この接続装置２には、また、運転席近傍に配設された接続装置２に接続する各電力負荷３，３，・・３を個別に作動させる押釦等の個別給電スイッチ６，６，・・６、スモールランプのスイッチ、外気温センサ６１及びレインセンサ６２が接続されており、更には各個別給電スイッチ６，６，・・６による電力負荷３，３，・・３の作動状況を運転者に通知するＬＥＤ、液晶モニタ等の表示部が電力負荷３として接続されている。

助手席近傍に配設された接続装置２には、前部左側ヘッドライト、前部左側スモールランプ、室内灯等の照明機構、パワーウィンドウ機構、ドアロック機構、ドアミラー機構等の助手席側ドアに係る各種機構等の様々な電力負荷３，３，・・３が接続されている。この接続装置２には、また、助手席近傍に配設された接続装置２に接続する各電力負荷３，３，・・３を個別に作動させるための個別給電スイッチ６，６，・・６が接続されている。

トランクルームに配設された接続装置２には、スモールランプ等の照明機構、後部座席に配設したテレビジョン等のオーディオビジュアル機構、時計、デフォッガ、燃料ポンプ等の様々な電力負荷３，３，・・３が接続されている。この接続装置２には、また、太陽電池パネル８１を有する太陽光発電装置（請求項に記載の太陽光発電部）８が接続されており、更にトランクルームに配設された接続装置２に接続する各電力負荷３，３，・・３を個別に作動させるための個別給電スイッチ６，６，・・６が接続されている。

上述した各接続装置２，２，２，２は、給電線及び信号線を中継すると共に、個別給電スイッチ６，６，・・６及び各種センサからの信号を信号線に取り込む。給電線には適宜ヒューズが組み込まれている。
なお太陽光発電装置８は、接続装置２を介して給電線に接続されており、給電線には、電源５及び太陽光発電装置８の双方から電力が供給されるようになっている。

次に、車両電源制御装置４の構成と、該車両電源制御装置４及び上述した各電力負荷３，３，・・３の接続構成とについて説明する。
図２は、本車載システムに用いる車両電源制御装置４の構成例を示すブロック図である。車両電源制御装置４は、マイクロコンピュータからなる電源制御部４１と、接続装置２，２を介して電源５から配線されている給電線Ｌ１に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ４２ａ,４２ｂ，４２ｃ（請求項に記載の電圧変換手段）とを備える。例えば電源制御部４１だけを別ＥＣＵに分離してもよい。

給電線Ｌ１は、時計機構に接続されている他、リレー接点４４ｄ（所謂スタータリレー）を介してスタータに接続されている。リレー接点４４ｄには、ＦＥＴ等の半導体スイッチを用いてもよい（他のリレー接点についても同様）。時計機構は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２ａ,４２ｂ，４２ｃの状態によらずに常時給電されるべきものであることを考慮して、給電線Ｌ１から直接給電されるようにしてある。また、スタータは、その消費電力がＤＣ／ＤＣコンバータ４２ａ,４２ｂ，４２ｃで変換するには大き過ぎることを考慮して、給電線Ｌ１の電圧が変換されずに給電されるようにしてある。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４２ａの出力端子は、リレー接点４５ａを介してエアコンディショナに接続されている他、リレー接点４３ａ，４４ａ夫々を介してデフォッガ，シートヒータに接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２ａから給電される電力負荷３，３，３を総称して負荷群Ａという。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４２ｂの出力端子は、各ＥＣＵに接続されている他、リレー接点４３ｂ，４４ｂ夫々を介してオーディオ機構，ナビゲーション機構に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２ｂから給電される電力負荷３，３，３を総称して負荷群Ｂという。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２ｂから各ＥＣＵに対しては、夫々個別のリレー接点を介して各接続するようにしてもよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ４２ｃの出力端子は、リレー接点４３ｃ，４４ｃ夫々を介して燃料ポンプ，ヘッドライトに接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２ｃから給電される電力負荷３，３を総称して負荷群Ｃという。負荷群Ｃには、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２ｃから直接給電されるべき他の電力負荷を含めるようにしてもよい。

電源制御部４１には、接続装置２，２，２，２を介して各個別給電スイッチ６，６，・・６に接続されている信号線Ｓ１と、電力負荷３の一種であるエンジンＥＣＵ３ａ及び車外通信ＥＣＵ３ｂ等のＥＣＵに対して接続装置２，２，２，２を介して通信するための信号線Ｓ２と、スイッチ位置読取機構７とが接続されている。信号線Ｓ１を介してスイッチ位置読取機構７を接続するようにしてもよい。車外通信ＥＣＵ３ｂは、車両１の外部の図示しない通信装置と通信して車両１の周囲の状態を含む車外の情報を取得するためのものである。

電源制御部４１はＣＰＵ４１１を有し、該ＣＰＵ４１１は、プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ４１２、一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ４１３、及び各種の時間を並列的に計時するタイマ４１４と互いにバス接続されている。ＣＰＵ４１１には、また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２ａ,４２ｂ，４２ｃが変換する電圧を制御するコンバータ制御部４１５と、信号線Ｓ１及びスイッチ位置読取機構７から信号を取得する信号取得部４１６と、信号線Ｓ２を介したＬＡＮ通信を行って各ＥＣＵから信号を取得するＬＡＮ通信部４１７と、リレー接点４３ａ，４３ｂ，４３ｃ、リレー接点４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ及びリレー接点４５ａのオン／オフを制御するリレー制御部４１８とがバス接続されている。信号線Ｓ１，Ｓ２から取得される信号の例としては、各電力負荷３，３，・・３に対する作動要求／停止要求としてのオン信号／オフ信号と、車両１の状態を検出したり車両１の周囲の状態を検出したりするのに用いる各種センサからの信号とが挙げられる。

図２に示した負荷群Ａには、供給電力として大電力を要求する一方で多少の電圧変動を許容する電力負荷３，３，３が含まれる。負荷群Ｂには、一定電圧以上の供給電圧を要求する電力負荷３，３，３が含まれる。負荷群Ｃには、定格電圧（１２Ｖ）が印加されるべき電力負荷３，３が含まれる。負荷群Ａ，Ｂ，Ｃの夫々に含まれる電力負荷３，３，・・３の組み合わせは、上述のとおりに限定されるものではない。例えば、供給電圧が変換されるべき電力負荷３，３，・・３の数だけＤＣ／ＤＣコンバータを用意して、負荷群Ａ，Ｂ，Ｃ夫々に１つの電力負荷３だけが含まれるようにしてもよいし、図２に示されていない電力負荷３，３，・・３を負荷群Ａ，Ｂ，Ｃに適当に割り振ってもよい。

負荷群Ａ，Ｂ，Ｃに含まれる電力負荷３，３，・・３のうち、所謂アクセサリ電源がオンとなるときに電圧が供給されるべきものは、オーディオ機構及びナビゲーション機構である。また、所謂イグニッション電源がオンとなるときに電圧が供給されるべきものは、エアコンディショナ、デフォッガ、シートヒータ及び燃料ポンプである。ヘッドライトは、所謂イルミネーション電源がオンとなるときに電圧が供給されるようにする。

車両１の状態を検出するのに用いられる信号及び情報としては、例えば車速センサによる車両１の速度情報、スマートエントリー機構によるドアの施錠／解錠情報、ＥＣＵから取得されるアイドルストップ中であるか否かの信号等が挙げられる。本実施の形態では、これらの信号及び情報によって、後述する運転状態が検知される。電力センサ５ａからの信号によって算出されるバッテリのＳＯＣ（State Of Charge ）も車両１の状態を決定付ける信号及び情報の１つとする。

また、車両１の周囲の状態を決定付ける信号及び情報としては、例えば、外気温センサ６１によって検知される外気温と、レインセンサ６２からの降雨情報及び車外通信ＥＣＵ３ｂからの気象情報に基づいて検知される天候とが挙げられる。図示しない照度センサによる車両１の周囲の明るさを加味して車両１の周囲の状態を検出するようにしてもよい。

次に、電源５から電力負荷３，３，・・３に供給される電力及び電圧の大きさについて説明する。
図３は、電源５から供給される電力が車両１の状態及び車両１の周囲の状態に応じて変化する様子を模式的に示すグラフである。また図４は、各負荷群Ａ，Ｂ，Ｃに供給される電圧が車両１の状態及び車両１の周囲の状態に応じて変化する様子を模式的に示すグラフである。図３，４夫々において、縦軸は供給電力の大きさ，供給電圧（Ｖ）を表し、横軸は時間を表す。各図に示す時刻Ｔ１，Ｔ２，・・Ｔ５は、車両１の状態の１つである運転状態が変化する時刻である。時刻Ｔ５では、車両１の周囲の状態の１つである天候も変化するものとする。

図３では、電源５から供給可能な電力の大きさを破線で示し、実際に電力負荷３，３，・・３に供給される電力の大きさを実線で示す。また図４では、負荷群Ａ，Ｂ，Ｃ夫々に供給される電圧を一点鎖線，実線，破線で示す。車両１の状態（ここでは運転状態）で言えば、時刻Ｔ０からＴ１まで，時刻Ｔ１からＴ２まで，時刻Ｔ２からＴ３まで，時刻Ｔ３からＴ４まで，時刻Ｔ４からＴ５まで，時刻Ｔ５以降の夫々が、乗降状態（図では単に乗降と示す 以下同様），始動状態，走行α状態，走行β状態，アイドルストップ状態，走行β状態である。また車両１の周囲の状態（ここでは天候）で言えば、時刻Ｔ０からＴ５までが雨天状態であり、時刻Ｔ５以降が晴天状態である。

時刻Ｔ０からＴ２までの乗降状態及び始動状態では、電源５のうちバッテリのみから電力が供給されるため、電源制御部４１は、電力負荷３，３，・・３に供給される電力が極力抑えられるようにＤＣ／ＤＣコンバータ４２ａ，４２ｂ，４２ｃによる電圧の変換を制御する。具体的には、ＣＰＵ４１１がコンバータ制御部４１５を介してＤＣ／ＤＣコンバータ４２ａ，４２ｂ，４２ｃの出力電圧を制御することにより、負荷群Ａ，Ｂ，Ｃ夫々に対して供給される電圧が０Ｖ，８Ｖ，１２Ｖとなるようにする。

時刻Ｔ１からＴ２までの始動状態では、スイッチ位置読取機構７からの信号によってイグニッションスイッチがスタート位置にあることが検知されて、リレー接点４４ｄ（スタータリレー）がオンされる。これにより、給電線Ｌ１からスタータに大電流が供給されるが、負荷群Ａ，Ｂ，Ｃ夫々に対して供給される電圧が十分小さく抑えられているため（図４参照）、バッテリが上がっていない限り、スタータを含めた電力負荷３，３，・・３に供給される電力の総量が、電源５から供給可能な電力の大きさを上回ることはない（図３参照）。

時刻Ｔ２からＴ４までの走行α状態及び走行β状態では、電源５の電力源にオルタネータが追加されるため、図３に破線で示すように電源５から供給可能な電力が増大する。そこで、負荷群Ｂ，Ｃには定格電圧（１２Ｖ）が供給されるようにする。また、車両１の周囲の状態（ここでは天候）が雨天であるため、デフォッガが含まれる負荷群Ａには定格電圧より高い電圧が供給されるようにする。具体的には、負荷群Ａ，Ｂ，Ｃ夫々に対して供給される電圧が１６Ｖ，１２Ｖ，１２Ｖとなるようにする。

ところで、走行α状態は、車両１が走行を開始してから例えば一定時間だけ保持される状態であり、走行β状態は、走行α状態以外の走行状態である。時刻Ｔ２からＴ３までの走行α状態では、負荷群Ａに対して供給される電圧が比較的大き目に設定される。このため、例えばデフォッガの発熱量を一定時間だけ増加させてリアウインドウが素早く暖まるようにすることができる。その後、時刻Ｔ３からＴ４までの走行β状態では、負荷群Ａに対して供給される電圧が例えば１４Ｖまで低減される。

時刻Ｔ４からＴ５までのアイドルストップ状態では、エンジンが停止してオルタネータが電力を発生しないため、乗降状態及び始動状態の場合と同様に、電力負荷３，３，・・３に供給される電力が極力抑えられるようにする。具体的には、負荷群Ａ，Ｂ，Ｃ夫々に対して供給される電圧が０Ｖ，８Ｖ，１２Ｖとなるようにする。

時刻Ｔ５以降の走行β状態では、電源５の電力源に再びオルタネータが追加される。また、車両１の周囲の状態に含まれる天候が雨天から晴天に変わっているため、電源５の電力源に更に太陽光発電装置８が追加される。このため、図３に破線で示すように電源５から供給可能な電力が時刻Ｔ２からＴ４までの間よりも増大する。但し、日射が強くなり、外気温が上昇することが想定されるため、エアコンディショナが含まれる負荷群Ａには、雨天時における走行β状態の場合よりも高い電圧が供給されるようにする。具体的には、負荷群Ａ，Ｂ，Ｃ夫々に対して供給される電圧が例えば１５Ｖ，１２Ｖ，１２Ｖとなるようにする。

以上のように負荷群Ａ，Ｂ，Ｃ夫々に対して供給される電圧が制御されるため、図３に実線で示されるところの、電力負荷３，３，・・３に供給される電力の総量が、破線で示されるところの、電源５から供給可能な電力の大きさを常に下回るようにすることができる。

なお、上述した説明では、負荷群Ａ，Ｂ，Ｃ夫々に供給される供給電圧を変更することにより、各電力負荷３，３，・・３に供給される電力を制御したが、負荷群Ａ，Ｂ，Ｃのうちの任意の負荷群について、供給される電流又は電力の上限を設定し、上限が設定された負荷群に対してＤＣ／ＤＣコンバータが出力する電流又は電力が、その上限を超えることがないように制御してもよい。

次に、車両１の状態及び車両１の周囲の状態に応じて負荷群Ａ，Ｂ，Ｃ夫々に供給されるべき電圧を決定する方法について説明する。
図５は、車両１の状態及び車両１の周囲の状態と、各負荷群Ａ，Ｂ，Ｃに供給されるべき電圧との関係を例示する図表である。図５では、車両１の状態を決定付ける信号及び情報として、図３，４に示す５つの運転状態の他にＳＯＣを加えてあり、車両１の周囲の状態を決定付ける信号及び情報として、図３，４に示す天候の他に外気温を加えてある。これらの状態を決定付ける他の信号又は情報を更に追加してもよいし、車両１の周囲の状態を加味しないようにしてもよい。バッテリのＳＯＣは、７５％より大、５０〜７５％、２５〜５０％及び２５％未満の４段階で示す。外気温は、１５〜２５℃と、１５〜２５℃の範囲外との２段階で示す。これらの段階をより細かく分けるようにしてもよい。

図５中のＮｏ．１から４で示される各ケースは、天候及び外気温の相異なる組み合わせに対応している。また、夫々のケースは、運転状態及びバッテリのＳＯＣによる２０（＝５×４）種類の組み合わせに対応している。なお、Ｎｏ．２及び４のケースでは、車両１の周囲の状態のみを表示し、Ｎｏ．３のケースでは、バッテリのＳＯＣが２５％未満の場合についてのみ詳細を表示してある。

このような車両１の状態及び車両１の周囲の状態による８０（＝５×４×２×２）種類の組み合わせの夫々について、負荷群Ａ，Ｂ，Ｃに対する供給電圧が予め設定されており、その各設定値が、上記８０種類の組み合わせに対応付けられてＲＯＭ４１２又はＲＡＭ４１３に記憶されている（請求項に記載の記憶手段）。供給電圧に代えて供給電流又は供給電力を予め設定して記憶するようにしてもよい。そして、車両１の状態及び車両１の周囲の状態が実際に検知された場合、検出された車両１の状態及び車両１の周囲の状態に対応するようにＲＯＭ４１２又はＲＡＭ４１３に記憶されている各供給電圧（又は供給電流若しくは供給電力）が読み出されて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２ａ，４２ｂ，４２ｃの出力電圧（又は出力電流若しくは出力電力の上限）が各決定される。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２ａ，４２ｂ，４２ｃの出力電圧とすべき各供給電圧（又は各供給電流若しくは各供給電力）をＲＡＭ４１３から読み出さずに、適当な計算方法を用いて都度計算するようにしてもよい。

例えば、図４でバッテリのＳＯＣが７５％より大で、外気温が１５〜２５℃であった場合、時刻Ｔ０からＴ５までの各運転状態にて負荷群Ａ，Ｂ，Ｃ夫々に供給されるべき電圧は、図５のＮｏ．１のケースのうち、上位から５つの組み合わせに対応付けてＲＯＭ４１２又はＲＡＭ４１３に記憶されている。つまり、乗降，始動，走行α，走行β，アイドルストップ夫々の運転状態で負荷群Ａ（又は負荷群Ｂ）に供給されるべき電圧は、０，０，１６，１４，０Ｖ（又は８，８，１２，１２，８Ｖ）と記憶されている。本実施の形態では、負荷群Ｃに対する供給電圧は、常に１２Ｖと記憶されている。

また例えば、図４でバッテリのＳＯＣが５０〜７５％であった場合、時刻Ｔ０からＴ５までの各運転状態にて負荷群Ａに供給されるべき電圧は、図５に示すように０，・,１５，・０Ｖと記憶されている。同様に、バッテリのＳＯＣが２５〜５０％（又は２５％未満）であった場合、時刻Ｔ０からＴ５までの各運転状態にて負荷群Ａに供給されるべき電圧が０，・,１４，・０Ｖ（又は０，・,１３，・０Ｖ）と記憶されている。つまり、バッテリのＳＯＣの低下に応じて、走行α状態で負荷群Ａへの供給電圧を徐々に低下させてバッテリ上がりを防止する。

また例えば、バッテリのＳＯＣが同じ２５％未満であっても、外気温が１５〜２５℃の範囲外となった場合は、エアコンディショナによる暖房又は冷房が行われる可能性が高いため、走行α状態での負荷群Ａへの供給電圧を１３Ｖから１４Ｖに上昇させる。
その他、図５への図示を省略している車両１の状態及び車両１の周囲の状態の組み合わせに対応すべき各供給電圧についても、各負荷群Ａ，Ｂ，Ｃにおける消費電力を想定して適宜記憶されている。

以下では、上述した電源制御部４１の代表的な動作例を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ＲＯＭ４１２に予め格納された制御プログラムに従ってＣＰＵ４１１により実行される。
図６は、車両１の状態及び車両１の周囲の状態を検出して各負荷群Ａ，Ｂ，Ｃへの供給電圧を設定するＣＰＵ４１１の処理手順を示すフローチャートである。図７は、イグニッションスイッチの回転位置を検知してＲＡＭ４１３に記憶するＣＰＵ４１１の処理手順を示すフローチャートである。また、図８は、電力負荷３，３，・・３をオン／オフさせる信号の変化に応じて、その信号に対応するリレー接点をオン／オフさせるＣＰＵ４１１の処理手順を示すフローチャートである。

図６の処理は、車両１の状態及び車両１の周囲の状態の検出に用いられる信号及び情報が変化したときに起動される。図７の処理は、イグニッションスイッチが操作されて回転位置が変化したときに起動される。また、図８の処理は、電力負荷３，３，・・３をオン／オフさせる信号がオン信号からオフ信号に（又はオフ信号からオン信号に）変化したときに起動される。なお、図６の処理において、車両１の状態及び車両１の周囲の状態を決定付けるものとしてＣＰＵ４１１がＲＡＭ４１３から読み出す情報は、夫々に対応する信号又は情報の変化が検知されたときに適宜生成されてＲＡＭ４１３に記憶されているものとする。

図６の処理が起動された場合、ＣＰＵ４１１は、運転状態をＲＡＭ４１３から読み出し（Ｓ１１）、更にバッテリのＳＯＣをＲＡＭ４１３から読み出して（Ｓ１２）車両１の状態を検出する（請求項に記載の検出手段）。そして、ＣＰＵ４１１は、天候の情報をＲＡＭ４１３から読み出し（Ｓ１３）、更に外気温の情報をＲＡＭ４１３から読み出して（Ｓ１４）車両１の周囲の状態を検出する（請求項に記載の第２の検出手段）。

その後、ＣＰＵ４１１は、検出した車両１の状態及び車両１の周囲の状態に対応付けてＲＯＭ４１２又はＲＡＭ４１３に記憶されている各負荷群Ａ，Ｂ，Ｃへの供給電圧を読み出す（Ｓ１５）ことによって供給電圧を算出する（請求項に記載の算出手段）。そして、ＣＰＵ４１１は、算出した供給電圧が各ＤＣ／ＤＣコンバータ４２ａ，４２ｂ，４２ｃの出力電圧となるようにコンバータ制御部４１５に設定して（Ｓ１６）図６の処理を終了する。

次に、図７の処理が起動された場合、ＣＰＵ４１１は、イグニッションスイッチの回転位置を示す信号を取得し（Ｓ２０）、取得した信号が示す回転位置がアクセサリ位置にあるか否かを判定する（Ｓ２１）。アクセサリ位置にある場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、イグニッションスイッチがアクセサリ位置にある旨をＲＡＭ４１３に記憶し（Ｓ２２）、更にイグニッション電源の電力負荷３，３，・・３に対応するリレー接点４３ａ，４４ａ，４４ｃ，４５ａをオフして（Ｓ２３）図７の処理を終了する。これは、イグニッションスイッチの回転位置が、イグニッション位置からアクセサリ位置に戻った場合を想定したものである。

取得した信号が示す回転位置がアクセサリ位置にない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、ＣＰＵ４１１は、回転位置がイグニッション位置にあるか否かを判定する（Ｓ２４）。イグニッション位置にある場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、即ち、アクセサリ位置からイグニション位置に変化した場合又はスタート位置からイグニッション位置に戻った場合、ＣＰＵ４１１は、イグニッションスイッチがイグニッション位置にある旨をＲＡＭ４１３に記憶し（Ｓ２５）、更にリレー接点４４ｄ（スタータリレー）をオフして（Ｓ２６）図７の処理を終了する。

取得した信号が示す回転位置がイグニッション位置にない場合（Ｓ２４：ＮＯ）、ＣＰＵ４１１は、回転位置がスタート位置にあるか否かを判定し（Ｓ２７）、スタート位置にある場合（Ｓ２７：ＹＥＳ）、リレー接点４４ｄ（スタータリレー）をオンして（Ｓ２８）図７の処理を終了する。回転位置がスタート位置にない場合（Ｓ２７：ＮＯ）、ＣＰＵ４１１は、イグニッションスイッチがロック位置にある旨をＲＡＭ４１３に記憶し（Ｓ２９）、更にアクセサリ電源とイグニッション電源の電力負荷３，３，・・３に対応するリレー接点４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４５ａをオフして（Ｓ３０）図７の処理を終了する。

次に、図８の処理が起動された場合、ＣＰＵ４１１は、オン信号からオフ信号に、又はオフ信号からオン信号に変化した信号を取得し（Ｓ３１）、取得した信号が、アクセサリ電源の電力負荷３に対応するものであるか否かを判定する（Ｓ３２）。アクセサリ電源の電力負荷３に対応する場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１１は、ＲＡＭ４１３に記憶されたイグニッションスイッチの回転位置を読み出して、イグニッションスイッチの回転位置がアクセサリ位置又はイグニッション位置にあるか否かを判定する（Ｓ３３）。

何れの回転位置にもない場合（Ｓ３３：ＮＯ）、ＣＰＵ４１１は、変化した信号を受け付けずに図８の処理を終了する。つまり、アクセサリ電源の電力負荷３，３，・・３については、イグニッションスイッチの回転位置がアクセサリ位置又はイグニッション位置にある場合にのみ、対応するオン信号及びオフ信号を受け付ける（請求項に記載の受け付ける手段）。

イグニッションスイッチの回転位置がアクセサリ位置又はイグニッション位置にある場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１１は、取得した信号がオン信号であるか否かを判定し（Ｓ３４）、オン信号である場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、そのオン信号に対応する電力負荷３へのリレー接点をオンして（Ｓ３５）図８の処理を終了する。また、取得した信号がオン信号ではなくオフ信号である場合（Ｓ３４：ＮＯ）、ＣＰＵ４１１は、そのオフ信号に対応する電力負荷３へのリレー接点をオフして（Ｓ３６）図８の処理を終了する。

ステップＳ３２で、取得した信号がアクセサリ電源の電力負荷３に対応しない場合（Ｓ３２：ＮＯ）、ＣＰＵ４１１は、取得した信号が、イグニッション電源の電力負荷３に対応するものであるか否かを判定する（Ｓ３７）。イグニッション電源の電力負荷３に対応する場合（Ｓ３７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１１は、ＲＡＭ４１３に記憶されたイグニッションスイッチの回転位置を読み出して、イグニッションスイッチの回転位置がイグニッション位置にあるか否かを判定する（Ｓ３８）。

イグニッションスイッチの回転位置がイグニッション位置にない場合（Ｓ３８：ＮＯ）、ＣＰＵ４１１は、変化した信号を受け付けずに図８の処理を終了する。つまり、イグニッション電源の電力負荷３，３，・・３については、イグニッションスイッチの回転位置がイグニッション位置にある場合にのみ、対応するオン信号及びオフ信号を受け付ける（請求項に記載の受け付ける手段）。イグニッションスイッチの回転位置がイグニッション位置にある場合（Ｓ３８：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１１は、受け付けたオン信号／オフ信号に対応する電力負荷３へのリレー接点をオン／オフするために、ステップＳ３４に処理を移す。

ステップＳ３７で、取得した信号がイグニッション電源の電力負荷３に対応しない場合（Ｓ３７：ＮＯ）、ＣＰＵ４１１は、取得した信号が、イルミネーション電源の電力負荷３に対応するものであるか否かを判定し（Ｓ３９）、イルミネーション電源の電力負荷３にも対応しない場合（Ｓ３９：ＮＯ）、そのまま図８の処理を終了する。

取得した信号がイルミネーション電源の電力負荷３に対応する場合（Ｓ３９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１１は、スモールランプのスイッチからの信号を取得してスモールランプのスイッチがオンであるか否か、即ちイルミネーション電源の電力負荷３，３，・・３に電力を供給すべきか否かを判定する（Ｓ４０）。スモールランプのスイッチがオンである場合（Ｓ４０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４１１は、受け付けたオン信号／オフ信号に対応する電力負荷３へのリレー接点をオン／オフするために、ステップＳ３４に処理を移す。スモールランプのスイッチがオフである場合（Ｓ４０：ＮＯ）、ＣＰＵ４１１は、イルミネーション電源の電力負荷３，３，・・３（ここではヘッドライト）に対応するリレー接点４３ｃをオフして（Ｓ４１）図８の処理を終了する。

以上のように本実施の形態によれば、検出した車両の状態に応じて、車両が有する複数の電力負荷に供給されるべき電圧（又は電流若しくは電力）を各決定し、各決定した電圧（又は電流若しくは電力）が夫々の電力負荷に供給されるように、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を各設定する。
これにより、複数の電力負荷に供給されるべき電力が車両の状態に応じて適当に各変更されるため、各電力負荷の駆動に必要とされる電力の総量が、車両に搭載された電源から供給可能な電力の範囲内に収まるようになる。
従って、車両の状態が変化した場合であっても、作動が要求された電力負荷に対して電力を供給することが可能となる。

また、車両の状態及び車両の周囲の状態を共に検出し、検出した両状態に応じて各決定した電圧（又は電流若しくは電力）が夫々の電力負荷に供給されるように、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を各設定する。
従って、複数の電力負荷に供給されるべき電力が、車両の状態のみならず車両の周囲の状態に応じて適当に各変更されるため、各電力負荷の駆動に必要とされる電力の総量が、車両に搭載された電源から供給可能な電力の範囲内に収まるようにすることが可能となる。

更に、検出した車両の状態に対応して、又は検出した車両の状態と車両の周囲の状態とに対応してＲＯＭ又はＲＡＭに各記憶されている電圧（又は電流若しくは電力）が夫々の電力負荷に供給されるように、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を各設定する。
つまり、車両の状態、又は車両の状態と車両の周囲の状態とに対応して各電力負荷に供給されるべき電圧等の電気量が予め決定されて各記憶されているため、各状態が実際に変化したときに各電力負荷に供給されるべき電圧等の電気量を速やかに且つ容易に各決定することが可能となる。

更にまた、検出した車両の状態に対応して、又は検出した車両の状態と車両の周囲の状態とに対応してＲＯＭ又はＲＡＭに各記憶されている電圧（又は電流若しくは電力）が、１又は複数の電力負荷を夫々含む複数の負荷群に各供給されるように、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を各設定する。
つまり、車両の状態、又は車両の状態と車両の周囲の状態とに対応して各負荷群に供給されるべき電圧等の電気量が予め決定されて各記憶されているため、各状態が実際に変化したときに各負荷群に供給されるべき電圧等の電気量を速やかに且つ容易に各決定することが可能となる。

更にまた、各負荷群に夫々含まれる電力負荷の一部又は全部と、夫々の負荷群に供給される電力を変換するＤＣ／ＤＣコンバータとの間を１又は複数のリレー接点で夫々接続／遮断するようにしてあり、電力負荷に対するオン信号を受け付けた場合に、受け付けたオン信号に対応する電力負荷とＤＣ／ＤＣコンバータとの間に配されたリレー接点をオンする。
従って、作動要求があった電力負荷に対して電源から電力を供給することが可能となる。

更にまた、太陽電池パネルを有する太陽光発電装置が電源に含まれるため、車両に太陽光が降り注ぐ日中に電源の容量が増大して、各電力負荷に供給可能な電圧等の電気量を増加させることが可能となる。

なお、本実施の形態では、１系統の給電線Ｌ１のみを用いたが、所謂アクセサリ電源、イグニッション電源、イルミネーション電源等の相異なる電源を供給する給電線を２つ以上用い、夫々の給電線毎に複数のＤＣ／ＤＣコンバータを接続して、各ＤＣ／ＤＣコンバータから相異なる負荷群に給電するようにしてもよい。この場合、各負荷群に含まれる１又は複数の電力負荷に対して、リレー接点を介して給電してもよいし、直接ＤＣ／ＤＣコンバータから給電してもよい。

また、リレー接点４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４５ａをオン／オフする制御は、一般的な車両におけるアクセサリ電源、イグニッション電源、イルミネーション電源等の電源に接続された電力負荷のオン／オフと比較して違和感を与えないように、適宜変更してもよい。

更に、太陽光発電装置に代えて、熱電変換素子、振動電気変換素子等の発電素子を用いた発電装置から給電線に電力が供給されるようにしてもよいし、外部電力を変換するコンバータから給電線に電力が供給されるようにしてもよい。

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 車両
３ 電力負荷
４ 車両電源制御装置
４１ 電源制御部
４１１ ＣＰＵ
４１３ ＲＡＭ
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ ＤＣ／ＤＣコンバータ
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４５ａ リレー接点
５ 電源
５ａ 電力センサ
６ 個別給電スイッチ
６１ 外気温センサ
６２ レインセンサ
７ スイッチ位置読取機構
８ 太陽光発電装置
８１ 太陽電池パネル
Ｌ１ 給電線
Ｓ１、Ｓ２ 信号線

Claims (6)

1. 車両に搭載された電源から前記車両が有する複数の電力負荷に供給される電気量を各制御する車両電源制御装置において、
   前記電源から前記電力負荷に供給される電圧を各変換する電圧変換手段と、
   前記車両の状態を検出する検出手段と、
   該検出手段が検出した状態に応じて、前記電力負荷に供給されるべき電気量を各算出する算出手段とを備え、
   前記電圧変換手段は、前記算出手段が各算出した電気量より小さい電気量が夫々の電力負荷に供給されるように電圧を各変換するようにしてあること
   を特徴とする車両電源制御装置。
2. 前記車両の周囲の状態を検出する第２の検出手段を備え、
   前記算出手段は、前記検出手段及び第２の検出手段が各検出した状態に応じて、前記電力負荷に供給されるべき電気量を各算出するようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の車両電源制御装置。
3. 前記車両の状態、又は該車両の状態と前記車両の周囲の状態とに対応付けて、前記電力負荷に供給されるべき電気量を各記憶する記憶手段を備え、
   前記算出手段は、前記検出手段が検出した状態、又は前記検出手段と第２の検出手段とが検出した状態に対応付けて、前記記憶手段が各記憶した電気量を前記電力負荷に供給されるべき電気量とするようにしてあること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の車両電源制御装置。
4. 前記電圧変換手段は、前記電力負荷の１又は複数を夫々含む複数の負荷群に各供給される電圧を変換するようにしてあり、
   前記記憶手段は、前記車両の状態、又は該車両の状態と前記車両の周囲の状態とに対応付けて、前記負荷群の夫々に供給されるべき電気量を各記憶するようにしてあり、
   前記算出手段は、前記検出手段が検出した状態、又は前記検出手段と第２の検出手段とが検出した状態に対応付けて、前記記憶手段が各記憶した電気量を前記負荷群の夫々に供給されるべき電気量とするようにしてあること
   を特徴とする請求項３に記載の車両電源制御装置。
5. 前記負荷群の一部又は全部について、夫々の負荷群に含まれる電力負荷の一部又は全部と夫々の負荷群に供給される電圧を変換する電圧変換手段との間を夫々接続／遮断する１又は複数のスイッチと、
   前記電力負荷に対する作動要求を受け付ける手段とを備え、
   該手段が受け付けた作動要求に対応する電力負荷と前記電圧変換手段との間を遮断しているスイッチを接続させるようにしてあること
   を特徴とする請求項４に記載の車両電源制御装置。
6. 前記電源は、太陽電池パネルを有する太陽光発電部を含むことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の車両電源制御装置。

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