JP2017013646A - 車載制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】上位装置からの命令の有無にかかわらず、複数のバッテリの接続及び遮断を行うスイッチング素子の動作を制御し得る車載制御装置を提供する。【解決手段】オルタネータ2、スタータ3及びメインバッテリ4が接続された第1電力線8と、サブバッテリ5が接続された第2電力線9とを、リレー12を介して接続する。リレーユニット10は、スタータ3の動作を判定し、スタータ3が動作している場合にはリレー12を遮断して、第1電力線8及び第2電力線9を遮断する。リレーユニット10は、第1電力線8の電圧値に基づいてサブバッテリ5への充電が可能であるか否かを判定すると共に、第2電力線9の電圧値に基づいてサブバッテリ5の充電が必要であるか否かを判定する。リレーユニット10は、充電可能であり且つ充電必要である場合に、リレー12を接続して第1電力線8及び第2電力線9を接続する。【選択図】図2
Description
本発明は、複数のバッテリを搭載した車両において各バッテリの電力系統の接続及び遮断を制御する車載制御装置に関する。
従来、車両にはエンジンの動作に伴って発電した電力を蓄積するバッテリが搭載されており、エンジンの停止時にはバッテリに蓄積された電力を供給することで車内の電装品を動作させている。近年では、車両に複数のバッテリを搭載することによって、バッテリから電力が供給される電装品の動作の信頼性向上、及び、電力供給に関する効率の向上等が図られている。
特許文献1においては、エンジンを自動的に停止及び再始動する機能(いわゆるアイドリングストップ機能)を有する車両において、複数のバッテリを搭載し、主にスタータを駆動するためのバッテリ以外のバッテリを、スタータの駆動に補助的に使用すると共に、劣化判定を行うバッテリの劣化検出装置が提案されている。この劣化検出装置は、スタータに電力を供給するメインバッテリと他の電気負荷に電力を供給するサブバッテリとを搭載した車両において、イグニッションスイッチがオンされたときに、サブバッテリとスタータとをリレーにて接続し、メインバッテリ及びサブバッテリそれぞれがスタータに電力を供給し始めたときに起こるそれぞれのバッテリ電圧の低下挙動に基づいて各バッテリの劣化を判定する。
特許文献1に記載の劣化検出装置を備える車両では、メインバッテリ、スタータ及びオルタネータ等が接続された第1の電力線と、サブバッテリが接続された第2の電力線とが、リレーを介して接続されている。このリレーの接続及び遮断の切り替えは、アイドリングストップ機能を実現するECU(Electronic Control Unit)などの上位装置から与えられる命令又は信号等に応じて制御されている。
上記の構成において、例えば上位装置の故障又は上位装置から車載制御装置への命令伝達系統の不具合等により、リレーの切り替えに係る命令又は信号等に異常が発生した場合、2つのバッテリの接続及び遮断の切り替えを正しく行うことができなくなる虞がある。例えば2つのバッテリが遮断された状態が維持された場合、サブバッテリへの充電を行うことができなくなり、サブバッテリに接続された電装品が動作しなくなる虞がある。
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、上位装置からの命令の有無にかかわらず、複数のバッテリの接続及び遮断を行うスイッチング素子の動作を制御し得る車載制御装置を提供することにある。
本発明に係る車載制御装置は、車両に搭載され、該車両のエンジンを始動するスタータ、前記エンジンの動作により発電を行う発電装置及び第1バッテリが接続された第1電力線と、第2バッテリが接続された第2電力線との間に介在するスイッチング素子を制御して、前記第1電力線及び前記第2電力線の接続又は遮断を行う車載制御装置であって、前記スタータが動作しているか否かを判定するスタータ動作判定部と、前記スタータが動作していると前記スタータ動作判定部が判定した場合に、前記第1電力線及び前記第2電力線を遮断すべく前記スイッチング素子を制御する遮断制御部とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係る車載制御装置は、前記第1電力線の電圧値を取得する第1電圧値取得部を備え、前記スタータ動作判定部は、前記第1電圧値取得部が取得した電圧値が所定の第1電圧値より低い場合に、前記スタータが動作していると判定することを特徴とする。
また、本発明に係る車載制御装置は、前記第1電圧取得部が取得した電圧値に基づいて、前記発電装置から前記第2バッテリへの充電が可能であるか否かを判定する充電可能判定部と、前記充電可能判定部が充電可能であると判定した場合に、前記第1電力線及び前記第2電力線を接続すべく前記スイッチング素子を制御する接続制御部とを更に備えることを特徴とする。
また、本発明に係る車載制御装置は、前記充電可能判定部が、前記第1電圧取得部が取得した電圧値が、所定の第2電圧値(ただし前記第2電圧値>前記第1電圧値である)より高い場合に、充電可能と判定することを特徴とする。
また、本発明に係る車載制御装置は、前記充電可能判定部が、前記第1電圧取得部が取得した電圧値が、所定の第3電圧値(ただし前記第3電圧値>前記第2電圧値である)より低い場合に、充電可能と判定することを特徴とする。
また、本発明に係る車載制御装置は、前記車両のイグニッションスイッチの状態を取得するイグニッションスイッチ状態取得部を更に備え、前記充電可能判定部は、前記イグニッションスイッチ状態取得部が取得した前記イグニッションスイッチの状態がオン状態である場合に、充電可能と判定することを特徴とする。
また、本発明に係る車載制御装置は、前記第2電力線の電圧値を取得する第2電圧値取得部を更に備え、前記充電可能判定部は、前記第2電圧値取得部が取得した電圧値が所定の電圧範囲内である場合に、充電可能と判定することを特徴とする。
また、本発明に係る車載制御装置は、前記第2電力線の電圧値を取得する第2電圧値取得部と、前記第2電圧取得部が取得した電圧値に基づいて、前記第2バッテリの充電が必要であるか否かを判定する充電必要判定部とを更に備え、前記接続制御部は、前記充電可能判定部が充電可能であると判定し、且つ、前記充電必要判定部が充電必要と判定した場合に、前記第1電力線及び前記第2電力線を接続すべく前記スイッチング素子を制御することを特徴とする。
また、本発明に係る車載制御装置は、前記充電必要判定部が、前記第2電圧取得部が取得した電圧値が、所定の第4電圧値より低い場合に、充電必要と判定することを特徴とする。
また、本発明に係る車載制御装置は、前記スイッチング素子により前記第1電力線及び前記第2電力線が遮断されている時間を計時する遮断時間計時部を更に備え、前記充電必要判定部は、前記遮断時間計時部が計時した時間が所定時間を超える場合に、充電必要と判定することを特徴とする。
また、本発明に係る車載制御装置は、他の装置から前記前記第1電力線及び前記第2電力線を接続又は遮断する命令を受け付ける命令受付部と、該命令受付部が受け付けた命令に関する異常の有無を判定する命令異常判定部とを更に備え、前記遮断制御部は、前記命令異常判定部が異常なしと判定した場合、前記命令受付部が受け付けた命令に応じて遮断を行い、前記命令異常判定部が異常ありと判定した場合、前記命令受付部が受け付けた命令に応じた遮断を行わないことを特徴とする。
また、本発明に係る車載制御装置は、車両に搭載され、該車両のエンジンを始動するスタータ、前記エンジンの動作により発電を行う発電装置及び第1バッテリが接続された第1電力線と、第2バッテリが接続された第2電力線との間に介在するスイッチング素子を制御して、前記第1電力線及び前記第2電力線の接続又は遮断を行う車載制御装置であって、前記第1電力線の電圧値を取得する第1電圧値取得部と、前記第1電圧値取得部が取得した電圧値が所定の第1電圧値より低い場合に、前記第1電力線及び前記第2電力線を遮断すべく前記スイッチング素子を制御する遮断制御部とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係る車載制御装置は、前記第1電圧取得部が取得した電圧値が、所定の第2電圧値(ただし前記第2電圧値>前記第1電圧値である)より高く、且つ、所定の第3電圧値(ただし前記第3電圧値>前記第2電圧値である)より低い場合に、前記第1電力線及び前記第2電力線を接続すべく前記スイッチング素子を制御する接続制御部を更に備えることを特徴とする。
また、本発明に係る車載制御装置は、前記第2電力線の電圧値を取得する第2電圧値取得部を更に備え、前記接続制御部は、前記第2電圧取得部が取得した電圧値が、所定の第4電圧値より低い場合に、前記第1電力線及び前記第2電力線を接続すべく前記スイッチング素子を制御することを特徴とする。
本発明においては、車両のスタータ、発電装置及び第1バッテリが接続された第1電力線と、第2バッテリが接続された第2電力線とを、リレーなどのスイッチング素子を介して接続し、車載制御装置がスイッチング素子の動作を制御することによって第1電力線及び前記第2電力線の接続又は遮断を行う。車載制御装置は、スタータの動作を判定し、スタータが動作している場合には第1電力線及び前記第2電力線を遮断する。
スタータは電力消費量が多いため、スタータの動作に伴って第1電力線の電圧が低下するが、スイッチング素子により第2電力線を第1電力線から遮断することによって、第2電力線の電圧低下を防止することができる。
スタータは電力消費量が多いため、スタータの動作に伴って第1電力線の電圧が低下するが、スイッチング素子により第2電力線を第1電力線から遮断することによって、第2電力線の電圧低下を防止することができる。
また本発明において車載制御装置は、第1電力線の電圧値を取得し、この電圧値が所定の第1電圧値より低い場合にスタータが動作していると判定し、スイッチング素子の遮断を行う。これにより、第1電力線の電圧低下に応じて第2電力線を第1電力線から遮断することができ、第2電力線の電圧低下をより確実に防止することができる。
また本発明において車載制御装置は、第1電力線の電圧値に基づいて、発電装置から第2バッテリへの充電が可能であるか否かを判定し、充電可能である場合には、スイッチング素子を接続して、第1電力線及び第2電力線を接続する。第1電力線及び第2電力線が遮断されて発電装置から第2バッテリへ電力が供給されない状態となった後、充電可能となった場合には、第1電力線及び第2電力線を接続して発電装置から第2バッテリへの電力供給を再開することができる。
また本発明において車載制御装置は、第1電力線の電圧値が所定の第2電圧値より高い場合に、第2バッテリへの充電が可能であると判定する。なお充電可能と判断する第2電圧値は、スタータが動作していると判断する第1電圧値より高い値とする。これにより、スタータが動作している電圧値より十分に高い電圧値に第1電力線の電圧値が達した場合に、第1電力線及び第2電力線を接続して発電装置から第2バッテリへの電力供給を行うことができる。
また本発明において車載制御装置は、第1電力線の電圧値が所定の第3電圧値より低い場合に、第2バッテリへの充電が可能であると判定する。なお第3電圧値は第2電圧値よりも高い値である。よって車載制御装置は、第1電力線の電圧値が第2電圧値より高く、且つ、第3電圧値より低い場合に、第2バッテリへの充電が可能であると判定することとなる。第3電圧値により充電可能と判定する電圧値の上限を定めることにより、過度の電圧が第2バッテリ及び第2電力線に接続された電装品等に加わることを防止できる。
また本発明において車載制御装置は、上記の条件に加えて、車両のイグニッションスイッチがオン状態である場合に、第2バッテリへの充電が可能であると判定する。イグニッションスイッチがオフ状態である場合、エンジンは停止しているため発電装置は発電を行っていない。よって車載制御装置は、イグニッションスイッチのオフ状態である場合には、充電可能でないと容易に判断することができる。
また本発明において車載制御装置は、上記の条件に加えて、第2電力線の電圧値が所定の電圧範囲内である場合に、第2バッテリへの充電が可能であると判定する。第2電力線の電圧値が所定の電圧範囲内にない場合(例えば電圧値が異常に高い又は低い場合)には、第1電力線及び第2電力線を接続することで、第1電力線に接続されたバッテリ及び電装品等に悪影響を及ぼす虞がある。第2電力線の電圧値が所定の電圧範囲内にない場合に、第1電力線及び第2電力線の接続を行わないことにより、前記の悪影響が発生することを回避できる。
また本発明において車載制御装置は、第2電力線の電圧値に基づいて第2バッテリの充電が必要であるか否かを判定し、充電可能であり且つ充電必要である場合に、スイッチング素子を接続して、第1電力線及び第2電力線を接続する。これにより車載制御装置は、第2バッテリの充電が必要な場合にのみ第1電力線及び第2電力線を接続し、発電装置から第2バッテリへの充電を行うことができる。
また本発明において車載制御装置は、第2電力線の電圧値が所定の第4電圧値より低い場合に充電必要と判定する。これにより車載制御装置は、第2バッテリに蓄積された電力量が減少して第2電力線の電圧値が低下してきた場合にスイッチング素子を接続し、発電装置から第2バッテリへの充電を開始することができる。
また本発明において車載制御装置は、第1電力線及び第2電力線が遮断されている時間を計時し、この時間が所定時間を超える場合に第2バッテリの充電が必要と判定する。第1電力線及び第2電力線が遮断されている間は、第2バッテリの充電は行われず、第2バッテリに蓄積された電力は減少していく。このため遮断状態が所定時間を超えて維持されている場合には、第2バッテリの蓄積電力量は低下している可能性が高く、充電が必要である可能性が高い。なお判定基準とする所定時間は、第2電力線に接続された電装品の消費電力量などに基づいて予め算出しておくことができる。
また本発明において車載制御装置は、例えばアイドリングストップ機能を実現するECUなどの他の装置から、第1電力線及び第2電力線を接続又は遮断する命令を受け付ける。通常動作において車載制御装置は、他の装置から受け付けた命令に応じて接続又は遮断の制御を行い、上述のような判定に基づく接続又は遮断の制御を行う必要はない。ただし車載制御装置は、他の装置からの命令に関する異常の有無を判定し、異常がある場合には命令に応じた接続又は遮断の制御を行わず、上述のような判定に基づく接続又は遮断の制御を行う。これにより他の装置の故障又は命令伝達系統の不具合等が発生した場合であっても、第1電力線及び第2電力線を接続又は遮断する制御を適切に行うことができる。
本発明による場合は、スタータが動作していると判定した場合にスイッチング素子を遮断する構成とすることにより、他の装置からの命令の有無にかかわらず第1電力線及び第2電力線の接続又は遮断を適切に制御することが可能となる。
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図1は、本実施の形態に係るバッテリ制御システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態に係るバッテリ制御システムは、車両1に搭載されたメインバッテリ4及びサブバッテリ5をリレーユニット10が接続又は遮断する切替制御を行うシステムである。車両1においてはオルタネータ2、スタータ3、エアコン及びヘッドライト等が、メインバッテリ4と共に第1電力線8に接続されている。なお第1電力線8は、メインバッテリ4の正側端子に接続される電線である。メインバッテリ4の負側端子は、車両1のボディーアースなどの接地電位に接続される(図示は省略する)。オルタネータ2、スタータ3、エアコン及びヘッドライト等についても同様である。
オルタネータ2は、車両1のエンジンの動作により発電を行う発電装置である。スタータ3は、車両1のエンジンを始動する装置である。エアコン及びヘッドライト等は、第1電力線8に接続される電装品の一例として示したものである。エアコン及びヘッドライト以外の電装品が第1電力線8に接続される構成であってもよく、エアコン又はヘッドライトが別の電力線に接続される構成であってもよい。
また車両1においてはナビゲーション装置、オーディオ装置及び走行支援装置等が、サブバッテリ5と共に第2電力線9に接続されている。第2電力線9は、サブバッテリ5の正側端子に接続される電線である。サブバッテリ5の負側端子は、車両1のボディーアースなどの接地電位に接続される(図示は省略する)。ナビゲーション装置、オーディオ装置及び走行支援装置等についても同様である。なおナビゲーション装置、オーディオ装置及び走行支援装置は、第2電力線9に接続される電装品の一例として示したものである。ナビゲーション装置、オーディオ装置及び走行支援装置以外の電装品が第2電力線9に接続される構成であってもよく、ナビゲーション装置、オーディオ装置又は走行支援装置が第1電力線8に接続される構成であってもよい。
メインバッテリ4及びサブバッテリ5は、例えば鉛蓄電池又はリチウムイオン電池等の蓄電装置を用いて構成されている。なおメインバッテリ4及びサブバッテリ5は、同様構成を採用した蓄電装置であってもよく、異なる構成の蓄電装置であってもよい。例えばメインバッテリ4及びサブバッテリ5は共に鉛蓄電池であってもよく、また例えばメインバッテリ4を鉛蓄電池とし、サブバッテリ5をリチウム電池としてもよく、これら以外の構成としてもよい。メインバッテリ4及びサブバッテリ5は、オルタネータ2が発電した電力を蓄積すると共に、オルタネータ2が動作していない場合又はオルタネータ2と接続されていない場合等には蓄積した電力を車両1内の電装品へ供給する。
第1電力線8及び第2電力線9の間には、リレーユニット10が介在している。即ちリレーユニット10は、第1電力線8及び第2電力線9の両方に接続されており、第1電力線8及び第2電力線9を接続又は遮断する制御を行う。リレーユニット10は、マイコン11及びリレー12等を備えて構成されている。リレー12は、リレーユニット10内にて第1電力線8及び第2電力線9を接続又は遮断するスイッチング素子である。リレー12は、機械式リレー又は半導体リレー等の種々の構成を採用し得る。リレー12は、マイコン11から与えられる制御信号に応じて接続/遮断(オン/オフ)が切り替えられる。
リレーユニット10のマイコン11は、リレーユニット10を制御する上位ECU6から与えられる制御信号に基づいてリレー12の接続又は遮断を行う。上位ECU6は、例えばアイドリングストップ機能を実現するためのECUである。アイドリングストップ機能では、車両1が停車した場合にエンジンが自動的に停止される。その後、例えば運転者が車両1の走行を開始するための操作、例えばアクセルを踏み込む又はブレーキを解除する等の操作を行った場合に、スタータ3によるエンジンの再始動が自動的に行われる。例えば上位ECU6は、エンジンの再始動を行う際に、第1電力線8及び第2電力線9を遮断する命令をリレーユニット10へ与える。この命令によりリレーユニット10は、第1電力線8及び第2電力線9を遮断し、スタータ3の動作に伴う第1電力線8の電圧低下が第2電力線9へ波及することを防止する。
また本実施の形態に係るリレーユニット10は、上位ECU6の故障又は上位ECU6からリレーユニット10への命令伝達経路の異常等が発生した場合に、リレー12の制御を自らの判断で行うことができる。この場合にリレーユニット10は、車両1のIG(イグニッション)スイッチ7の状態、並びに、第1電力線8及び第2電力線9の電圧等の情報を取得し、取得した情報に基づいてリレー12の接続又は遮断を行う。
図2は、本実施の形態に係るリレーユニット10の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係るリレーユニット10は、マイコン11、リレー12及び通信部13等を備えて構成されている。また本実施の形態においてマイコン11には、通信制御部21、電圧測定部22及びリレー制御部23等が設けられている。なおマイコン11の各部は、メインバッテリ4又はサブバッテリ5のいずれに蓄積された電力で動作する構成であってもよい。
通信部13は、上位ECU6との間で情報の授受を行うものである。本実施の形態においては、上位ECU6からリレーユニット10へ、リレー12の接続又は遮断を示す2値信号が単に入力され、リレーユニット10から上位ECU6への情報送信は行わない構成とする。本実施の形態に係るリレーユニット10の通信部13は、上位ECU6から与えられた2値信号に応じた1ビットの情報をマイコン11へ与えればよい。このため本実施の形態において通信部13は必ずしも必要ではなく、上位ECU6からの信号をマイコン11へ直接的に入力する構成としてもよい。ただし、例えばCAN(Controller Area Network)又はLIN(Local Interconnect Network)等の通信規格に従う通信を上位ECU6及びリレーユニット10の間で行う構成であってもよい。この場合に通信部13は、上位ECU6との間で所定の通信規格に従った情報の送受信を行い、受信した情報をマイコン11へ与えると共に、マイコン11から与えられた情報を上位ECU6へ送信する処理を行う。
マイコン11の通信制御部21は、通信部13の動作を制御して、上位ECU6との間の通信を行うものである。上述のように本実施の形態においてはリレーユニット10から上位ECU6への情報送信は行われないため、通信制御部21は、通信部13から与えられる情報を取得する処理を行う。マイコン11の電圧測定部22は、第1電力線8の電圧及び第2電力線9の電圧を測定する。このため電圧測定部22は、第1電力線8及び第2電力線9にそれぞれ接続され、各電力線の電圧が入力されている。電圧測定部22は、例えばアナログ/デジタル変換回路を用いて構成され、第1電力線8及び第2電力線9のアナログ電圧をデジタルの電圧値情報にそれぞれ変換する。リレー制御部23は、リレー12の接続又は遮断を切り替える制御信号を出力する。リレー制御部23がリレー12へ出力する制御信号は、例えば接続/遮断を示す2値信号とすることができる。
本実施の形態に係るリレーユニット10のマイコン11は、上位ECU6から与えられる信号に異常があるか否かを判定する処理を行う。これによりリレーユニット10は、上位ECU6の故障又は上位ECU6からリレーユニット10への命令伝達経路の異常等が発生しているか否かを判定する。リレーユニット10のマイコン11は、例えば以下の異常判定条件1,2のいずれかが成立する場合に、異常が発生していると判定する。
(異常判定条件1)
所定時間より短い間隔で2値の制御信号のハイレベル/ローレベルが繰り返される場合、異常が発生していると判定する。判定基準となる所定時間は、例えばサブバッテリ5の充電効果が期待できない程に短い時間とすることができ、車両1の設計段階等において予め設定される。
所定時間より短い間隔で2値の制御信号のハイレベル/ローレベルが繰り返される場合、異常が発生していると判定する。判定基準となる所定時間は、例えばサブバッテリ5の充電効果が期待できない程に短い時間とすることができ、車両1の設計段階等において予め設定される。
(異常判定条件2)
サブバッテリ5が”充電可能”であり且つ”充電必要”な状況であるにもかかわらず、上位ECU6からリレー12の接続命令が与えられない場合、異常が発生していると判定する。なおサブバッテリ5が”充電可能”であるか否か、及び、”充電必要”であるか否かの判定条件については後述する。
サブバッテリ5が”充電可能”であり且つ”充電必要”な状況であるにもかかわらず、上位ECU6からリレー12の接続命令が与えられない場合、異常が発生していると判定する。なおサブバッテリ5が”充電可能”であるか否か、及び、”充電必要”であるか否かの判定条件については後述する。
また上位ECU6及びリレーユニット10がCAN又はLIN等の通信プロトコルに基づく通信を行う構成である場合には、更に以下の判定条件を採用してもよい。この場合にマイコン11は、異常判定条件1〜3のいずれか1つが成立する場合に、異常が発生していると判定することができる。
(異常判定条件3)
通信が途絶した場合、又は、異常が発生している旨の通知を受信した場合等に、異常が発生していると判定する。通信の途絶は、例えばCANバス又はLINバス等の通信線上の信号に変化が生じない場合などに発生していると判断できる。また異常発生の通知は、例えばCANのエラーフレームを受信した場合などとすることができる。
(異常判定条件3)
通信が途絶した場合、又は、異常が発生している旨の通知を受信した場合等に、異常が発生していると判定する。通信の途絶は、例えばCANバス又はLINバス等の通信線上の信号に変化が生じない場合などに発生していると判断できる。また異常発生の通知は、例えばCANのエラーフレームを受信した場合などとすることができる。
リレーユニット10のマイコン11は、上記のような条件に基づく判定を行い、異常が発生していないと判定した場合には、上位ECU6から与えられる信号に応じてリレー12の接続/遮断を切り替える制御を行う。即ち、接続を行う旨の信号が上位ECU6から与えられた場合、マイコン11はリレー制御部23にてリレー12を接続状態とする信号を出力する。遮断を行う旨の信号が上位ECU6から与えられた場合、マイコン11はリレー制御部23にてリレー12を遮断状態とする信号を出力する。これにより、上位ECU6からの制御信号に応じて、リレー12が接続又は遮断され、第1電力線8及び第2電力線9が接続又は遮断される。
これに対してマイコン11は、上記の条件に基づいて異常が発生していると判定した場合、上位ECU6から与えられる制御信号に応じたリレー12の制御を行わず、自らの判断でリレー12の接続又は遮断を行う。このときにマイコン11は、IGスイッチ7の状態と、電圧測定部22が測定した第1電力線8の電圧値及び第2電力線9の電圧値とに基づいて、リレー12の接続又は遮断を切り替える制御を行う。
本実施の形態に係るリレーユニット10のマイコン11は、サブバッテリ5への充電が可能であるか否かの判定を行う。このときにマイコン11は、例えば以下の充電可能条件1〜4が全て成立する場合に、サブバッテリ5が”充電可能”であると判定する。
(充電可能条件1)IGスイッチ13がオン状態であること。
(充電可能条件2)第1電力線8の電圧値が、オルタネータ2が起動していると考えられる電圧であること。即ち、第1電力線8の電圧値が所定の電圧値(例えば13V)より高いこと。
(充電可能条件3)第1電力線8の電圧値に異常がないこと。即ち第1電力線8の電圧値が所定の電圧値(例えば16V)より低いこと。
(充電可能条件4)第2電力線9の電圧値に異常がないこと。即ち第2電力線9の電圧値が所定の電圧範囲内(例えば3V以上且つ14V以下)であること。
(充電可能条件2)第1電力線8の電圧値が、オルタネータ2が起動していると考えられる電圧であること。即ち、第1電力線8の電圧値が所定の電圧値(例えば13V)より高いこと。
(充電可能条件3)第1電力線8の電圧値に異常がないこと。即ち第1電力線8の電圧値が所定の電圧値(例えば16V)より低いこと。
(充電可能条件4)第2電力線9の電圧値に異常がないこと。即ち第2電力線9の電圧値が所定の電圧範囲内(例えば3V以上且つ14V以下)であること。
また、本実施の形態に係るリレーユニット10のマイコン11は、サブバッテリ5の充電が必要であるか否かの判定を行う。このときにマイコン11は、例えば以下の充電必要条件1,2のいずれかが成立する場合に、サブバッテリ5が”充電必要”であると判定する。
(充電必要条件1)第2電力線9の電圧値が所定の電圧値(例えば11.5V)より低いこと。
(充電必要条件2)リレー12が遮断されている時間が所定時間を超えて継続していること。なお判定基準となる所定時間は、サブバッテリ5の容量及び第2電力線9に接続される電装品の消費電力量等に基づいて、車両1の設計段階などにおいて予め設定される。
(充電必要条件2)リレー12が遮断されている時間が所定時間を超えて継続していること。なお判定基準となる所定時間は、サブバッテリ5の容量及び第2電力線9に接続される電装品の消費電力量等に基づいて、車両1の設計段階などにおいて予め設定される。
リレーユニット10のマイコン11は、上記の判定により、サブバッテリ5が”充電可能”且つ”充電必要”であると判定した場合に、リレー12を接続して、第1電力線8及び第2電力線9を接続する制御を行う。これによりリレーユニット10は、サブバッテリ5が充電可能であり且つ充電必要である状況において、第1電力線8及び第2電力線9を接続することによりサブバッテリ5をオルタネータ2と接続し、オルタネータ2が発電した電力をサブバッテリ5に蓄積することができる。またサブバッテリ5が”充電必要”であっても”充電可能”出ない場合には第1電力線8及び第2電力線9を接続しないことにより、第1電力線8側にて発生した異常などにより、第2電力線9に接続されたサブバッテリ5及び電装品等に悪影響が及ぼされることを防止できる。
また、本実施の形態に係るリレーユニット10のマイコン11は、リレー12を接続し、第1電力線8及び第2電力線9が接続された状態において、車両1のエンジン始動のためにスタータ3が動作したことを検知した場合、リレー12を遮断して、第1電力線8及び第2電力線9を遮断する制御を行う。このときにマイコン11は、電圧測定部22にて測定した第1電力線8の電圧値に基づいて、スタータ3が動作したか否かを判定する。本実施の形態においてマイコン11は、第1電力線8の電圧値が所定の電圧値(例えば11V)より低くなった場合に、スタータ3が動作したと判定し、リレー12を遮断する。
なおリレーユニット10は、スタータ3が動作したと判定してからリレー12による遮断までを短時間で行う必要がある。このためリレーユニット10は、第1電力線8の電圧値の測定及び判定を短周期(例えば1ms以下の周期)で行うか、又は、電圧値の比較回路などのハードウェアによる電圧値低下の検知を行って割り込み処理にてリレー12による遮断の制御処理を行う等の構成とすることが望ましい。
リレーユニット10のマイコン11は、スタータ3の動作によりリレー12を遮断した後は、所定時間(例えば5秒間)が経過するまでリレー12の再接続を禁止する。判定基準となる所定時間は、車両1のエンジンの始動に必要な時間、即ちスタータ3を動作させる必要がある時間であり、車両1の設計段階などにおいて予め設定される。又は、マイコン11は、スタータ3の動作によりリレー12を遮断した後、第1電力線8の電圧値が所定の電圧値(遮断の判定に用いた電圧値11Vと同じであってよい)以上となるまでリレー12の再接続を禁止する構成としてもよい。更には、マイコン11は、所定時間が経過し、且つ、第1電力線8の電圧値が所定の電圧値以上となるまで、リレー12の再接続を禁止する構成としてもよい。
スタータ3の動作によりリレー12を遮断し、リレー12の再接続の禁止が解除された後、リレーユニット10のマイコン11は、上述のようにサブバッテリ5が”充電可能”且つ”充電必要”であると判定した場合、リレー12の再接続を行い、第1電力線8及び第2電力線9を接続する。
図3及び図4は、リレーユニット10が行うリレー12の制御処理の手順を示すフローチャートである。リレーユニット10のマイコン11は、電圧測定部22にて第1電力線8及び第2電力線9の電圧値を測定する(ステップS1)。マイコン11は、ステップS1にて測定した電圧値に基づいて、サブバッテリ5が充電可能な状態であるか否かを判定する充電可能判定の処理を行うと共に(ステップS2)、サブバッテリ5の充電が必要であるか否かを判定する充電必要判定の処理を行う(ステップS3)。次いでマイコン11は、ステップS2及びS3の判定結果を用いて、上位ECU6からの信号に異常があるか否かを判定する異常判定の処理を行う(ステップS4)。なおステップS2の充電可能判定処理、ステップS3の充電必要判定処理、及び、ステップS4の異常判定処理の詳細は後述する。
ステップS4の異常判定処理の結果に基づいて、マイコン11は、上位ECU6からの信号に異常があるか否かを判定する(ステップS5)。異常がないと判定した場合(S5:NO)、マイコン11は、上位ECU6から与えられる信号による命令に応じたリレー12の接続又は遮断の切替制御を行い(ステップS6)、ステップS1へ処理を戻す。
上位ECU6からの信号に異常があると判定した場合(S5:YES)、マイコン11は、電圧測定部22にて第1電力線8及び第2電力線9の電圧値を測定する(ステップS7)。マイコン11は、ステップS7にて測定した電圧値に基づいて、スタータ3が動作したか否かを判定するスタータ動作判定の処理を行う(ステップS8)。なおステップS8のスタータ動作判定処理の詳細は後述する。マイコン11は、ステップS8のスタータ動作判定処理の結果に基づいて、スタータ3が動作したか否かを判定する(ステップS9)。スタータ3が動作したと判定した場合(S9:YES)、マイコン11は、リレー制御部23から遮断に対応する信号を出力することにより、リレー12を遮断して(ステップS10)、第1電力線8及び第2電力線9を遮断する。その後、マイコン11は、所定時間を待機し(ステップS11)、ステップS7へ処理を戻す。
スタータ3が動作していないと判定した場合(S9:NO)、マイコン11は、ステップS7にて測定した電圧値に基づいて、サブバッテリ5が充電可能な状態であるか否かを判定する充電可能判定の処理を行うと共に(ステップS12)、サブバッテリ5の充電が必要であるか否かを判定する充電必要判定の処理を行う(ステップS13)。マイコン11は、ステップS12の充電可能判定処理の結果及びステップS13の充電必要判定処理の結果に基づいて、サブバッテリ5が充電可能且つ充電必要な状態であるか否かを判定する(ステップS14)。サブバッテリ5が充電可能且つ充電必要であると判定した場合(S14:YES)、マイコン11は、リレー制御部23から接続に対応する信号を出力することにより、リレー12を接続して(ステップS15)、第1電力線8及び第2電力線9を接続し、ステップS7へ処理を戻す。サブバッテリ5が充電可能ではないか又は充電の必要がないと判定した場合(S14:NO)、マイコン11は、ステップS7へ処理を戻す。なおこのときにマイコン11は、リレー12を遮断してもよい。
図5は、リレーユニット10が行う充電可能判定処理の手順を示すフローチャートであり、図1のステップS2及び図2のステップS12にて行われる処理である。リレーユニット10のマイコン11は、車両1のIGスイッチ7がオン状態であるか否かを判定する(ステップS21)。IGスイッチ7がオフ状態である場合(S21:NO)、マイコン11は、サブバッテリ5が充電不可能であると判定し(ステップS27)、充電可能判定処理を終了する。IGスイッチ7がオン状態である場合(S21:YES)、マイコン11は、第1電力線8の電圧値が13V(所定の第2電圧値)より高いか否かを判定する(ステップS22)。第1電力線8の電圧値が13V以下である場合(S22:NO)、マイコン11は、サブバッテリ5が充電不可能であると判定し(ステップS27)、充電可能判定処理を終了する。第1電力線8の電圧値13Vより高い場合(S22:YES)、マイコン11は、第1電力線8の電圧値が16V(所定の第3電圧値)より低いか否かを判定する(ステップS23)。第1電力線8の電圧値が16V以上である場合(S23:NO)、マイコン11は、サブバッテリ5が充電不可能であると判定し(ステップS27)、充電可能判定処理を終了する。
第1電力線8の電圧値が16Vより低い場合(S23:YES)、マイコン11は、第2電力線9の電圧値が3V以上であるか否かを判定する(ステップS24)。第2電力線9の電圧値が3V未満である場合(S24:NO)、マイコン11は、マイコン11は、サブバッテリ5が充電不可能であると判定し(ステップS27)、充電可能判定処理を終了する。第2電力線9の電圧値が3V以上である場合(S24:YES)、マイコン11は、第2電力線9の電圧値が14V以下であるか否かを判定する(ステップS25)。第2電力線9の電圧値が14Vより高い場合(S25:NO)、マイコン11は、サブバッテリ5が充電不可能であると判定し(ステップS27)、充電可能判定処理を終了する。第2電力線9の電圧値が14V以下である場合(S25:YES)、即ち第2電力線9の電圧値が3V以上且つ14V以下(所定の電圧範囲内)である場合、マイコン11は、サブバッテリ5が充電可能であると判定し(ステップS26)、充電可能判定処理を終了する。
図6は、リレーユニット10が行う充電必要判定処理の手順を示すフローチャートであり、図1のステップS3及び図2のステップS13にて行われる処理である。リレーユニット10のマイコン11は、第2電力線9の電圧値が11.5V(所定の第4電圧値)より低いか否かを判定する(ステップS31)。第2電力線9の電圧値が11.5Vより低い場合(S31:YES)、マイコン11は、サブバッテリ5の充電が必要であると判定し(ステップS33)、充電必要判定処理を終了する。
第2電力線9の電圧値が11.5V以上である場合(S31:NO)、マイコン11は、リレー12を遮断状態としてからの時間が所定時間を超えるか否かを判定する(ステップS32)。なおマイコン11は、遮断時間を計時するためのタイマ機能を有しており、図4のステップS10にてリレー12を遮断した際に遮断時間の計時を開始する。ステップS32においてマイコン11は、このタイマによる遮断時間の計時結果を取得して判定を行う。またマイコン11は、図4のステップS15にてリレー12を接続した場合、タイマによる遮断時間の計時を停止し、タイマをリセットする。
リレー12の遮断時間が所定時間を超える場合(S32:YES)、マイコン11は、サブバッテリ5の充電が必要であると判定し(ステップS33)、充電必要判定処理を終了する。リレー12の遮断時間が所定時間以下である場合(S32:NO)、マイコン11は、サブバッテリ5の充電が不要であると判定し(ステップS34)、充電必要判定処理を終了する。
図7は、リレーユニット10が行う異常判定処理の手順を示すフローチャートであり、図3のステップS4にて行われる処理である。リレーユニット10のマイコン11は、上位ECU6から与えられる2値の制御信号が所定時間より短い間隔でハイレベル/ローレベルの変化を繰り返しているか否か、即ち制御信号が短周期で振動しているか否かを判定する(ステップS41)。上位ECU6からの制御信号が短周期で振動している場合(S41:YES)、マイコン11は、制御信号に異常があると判定し(ステップS45)、異常判定処理を終了する。
制御信号が短周期で振動していない場合(S41:NO)、マイコン11は、図3のステップS2及びS3の判定結果に基づいて、サブバッテリ5が充電可能且つ充電必要であるか否かを判定する(ステップS42)。サブバッテリ5の充電が可能でないか又は充電が必要ない場合(S42:NO)、マイコン11は、制御信号に異常がないと判定し(ステップS44)、異常判定処理を終了する。
サブバッテリ5が充電可能且つ充電必要である場合(S42:YES)、マイコン11は、上位ECU6から制御信号によりリレー12を接続する命令が与えられているか否かを判定する(ステップS43)。接続命令が与えられていない場合(S43:NO)、即ちサブバッテリ5が充電可能且つ充電必要であるにもかかわらず上位ECU6から接続命令が与えられていない場合には、マイコン11は、制御信号に異常があると判定し(ステップS45)、異常判定処理を終了する。接続命令が与えられている場合(S43:YES)、マイコン11は、制御信号に異常がないと判定し(ステップS44)、異常判定処理を終了する。
図8は、リレーユニット10が行うスタータ動作判定処理の手順を示すフローチャートであり、図4のステップS8にて行われる処理である。リレーユニット10のマイコン11は、第1電力線8の電圧値が11V(所定の第1電圧値)より低いか否かを判定する(ステップS51)。第1電力線8の電圧値が11Vより低い場合(S51:YES)、マイコン11は、スタータ3が動作していると判定し(ステップS52)、スタータ動作判定処理を終了する。第1電力線8の電圧値が11V以上である場合(S51:NO)、マイコン11は、スタータ3が停止していると判定し(ステップS53)、スタータ動作判定処理を終了する。
以上の構成の本実施の形態に係るバッテリ制御システムは、車両1のオルタネータ2、スタータ3及びメインバッテリ4が接続された第1電力線8と、サブバッテリ5が接続された第2電力線9とを、リレー12を介して接続し、リレーユニット10がリレー12の接続及び遮断を制御することによって第1電力線8及び第2電力線9の接続又は遮断を行う。リレーユニット10は、スタータ3の動作を判定し、スタータ3が動作している場合にはリレー12を遮断して、第1電力線8及び第2電力線9を遮断する。スタータ3は電力消費量が多いため、スタータ3の動作に伴って第1電力線8の電圧が低下する虞があるが、リレー12により第2電力線9を第1電力線8から遮断することによって、第2電力線9の電圧低下を防止することができる。
リレーユニット10は、電圧測定部22にて第1電力線8の電圧値を取得し、この電圧値が所定の第1電圧値(例えば11V)より低い場合にスタータ3が動作していると判定し、リレー12による遮断を行う。これにより、第1電力線8の電圧低下に応じて第2電力線9を第1電力線8から遮断することができ、第2電力線9の電圧低下をより確実に防止することができる。
またリレーユニット10は、第1電力線8の電圧値に基づいて、オルタネータ2からサブバッテリ5への充電が可能であるか否かを判定し、充電可能である場合にリレー12を接続して第1電力線8及び第2電力線9を接続する。リレー12が遮断されてオルタネータ2からサブバッテリ5への電力供給がなされない状態となった後、充電が可能な状態となった場合には、第1電力線8及び第2電力線9を接続してオルタネータ2からサブバッテリ5への電力供給を再開することができる。
またリレーユニット10は、第1電力線8の電圧値が所定の第2電圧値(例えば13V)より高い場合に、サブバッテリ5への充電が可能であると判定する。なお充電可能と判定する所定の第2電圧値は、スタータ3の動作の判定基準となる第1電圧値(例えば11V)より高い値である。これにより、スタータ3が動作している電圧値より十分に高い電圧値に第1電力線8の電圧値が達した場合に、第1電力線8及び第2電力線9を接続してオルタネータ2からサブバッテリ5への電力供給を行うことができる。
またリレーユニット10は、第1電力線8の電圧値が所定の第3電圧値(例えば16V)より低い場合に、サブバッテリ5への充電が可能であると判定する。なお第3電圧値は、第2電圧値より高い値である。よってリレーユニット10は、第1電力線8の電圧値が第2電圧値より高く且つ第3電圧値より低い場合に、サブバッテリ5への充電が可能であると判定する。第3電圧値により充電可能と判定する電圧値の上限を定めることにより、過度の電圧がサブバッテリ5及び第2電力線9に接続された電装品等に加わることを防止できる。
またリレーユニット10は、上記の条件に加えて、車両1のIGスイッチ7がオン状態である場合に、サブバッテリ5への充電が可能であると判定する。IGスイッチ7がオフ状態である場合、車両1のエンジンは停止しているためオルタネータ2は発電を行っていない。よってリレーユニット10は、IGスイッチ7がオフ状態である場合には、充電可能ではないと容易に判断することができる。
またリレーユニット10は、上記の条件に加えて、第2電力線9の電圧値が所定の電圧範囲内(例えば3V以上且つ14V以下)である場合に、サブバッテリ5への充電が可能であると判定する。第2電力線9の電圧値が所定の電圧範囲内にない場合、例えば電圧値が異常に高い又は低い場合には、第1電力線8及び第2電力線9を接続することで、第1電力線8に接続されたメインバッテリ4及び電装品等に悪影響を及ぼす虞がある。第2電力線9の電圧値が所定の電圧範囲内にない場合に、第1電力線8及び第2電力線9の接続を行わないことにより、前記の悪影響が発生することを回避できる。
またリレーユニット10は、第2電力線9の電圧値に基づいてサブバッテリ5の充電が必要であるか否かを判定し、充電可能であり且つ充電必要である場合に、リレー12を接続して第1電力線8及び第2電力線9を接続する。これによりリレーユニット10は、サブバッテリ5の充電が必要な場合にのみ第1電力線8及び第2電力線9を接続し、オルタネータ2からサブバッテリ5への充電を行うことができる。
またリレーユニット10は、第2電力線9の電圧値が所定の第4電圧値(例えば11.5V)より低い場合に充電必要と判定する。これによりリレーユニット10は、サブバッテリ5に蓄積された電力が減少して第2電力線9の電圧値が低下してきた場合にリレー12を接続し、オルタネータ2からサブバッテリ5への充電を開始することができる。
またリレーユニット10は、第1電力線8及び第2電力線9が遮断されている時間をマイコン11のタイマ機能により計時し、遮断時間が所定時間を超える場合にサブバッテリ5の充電が必要と判定する。第1電力線8及び第2電力線9が遮断されている間は、サブバッテリ5の充電は行われず、サブバッテリ5に蓄積された電力は減少していく。このため遮断状態が所定時間を超えて維持されている場合には、サブバッテリ5の蓄積電力量は低下している可能性が高く、充電が必要である可能性が高い。なお判定基準とする所定時間は、第2電力線9に接続された電装品の消費電力量などに基づいて予め算出しておくことができる。
またリレーユニット10は、例えばアイドリングストップ機能などを実現する上位ECU6から、第1電力線8及び第2電力線9を接続又は遮断する命令を受け付ける。通常動作においてリレーユニット10は、上位ECU6から受け付けた命令に応じて接続又は遮断の制御を行い、上述のような判定に基づく接続又は遮断の制御を行う必要はない。ただしリレーユニット10は、上位ECU6からの命令に関する異常の有無を判定し、異常がある場合には命令に応じた接続又は遮断の制御を行わず、上述のような判定に基づく接続又は遮断の制御を行う。これにより上位ECU6の故障又は上位ECU6からリレーユニット10への命令伝達系統の不具合等が発生した場合であっても、第1電力線8及び第2電力線9を接続又は遮断する制御を適切に行うことができる。
なお本実施の形態においては、車両1にメインバッテリ4及びサブバッテリ5の2つのバッテリを搭載する構成としたが、これに限るものではなく、3つ以上のバッテリを搭載する構成としてもよい。例えば3つのバッテリを搭載している場合、第1バッテリ及び第2バッテリの接続又は遮断の制御と同様の方法で、第1バッテリ及び第3バッテリの接続又は遮断の制御を行うことができる。
また本実施の形態においては、第1電力線8の電圧値に基づいてスタータ3が動作したか否かを判定する構成としたが、これに限るものではない。例えばリレーユニット10は、スタータ3を動作させる制御信号などを取得し、取得した制御信号に基づいてスタータ3が動作したか否かを判定してもよい。また第1電力線8の電圧値及び第2電力線9の電圧値に基づいて、サブバッテリ5が充電可能であるか否か及び充電必要であるか否かの判定を行う構成としたが、これに限るものではない。例えばメインバッテリ4及びサブバッテリ5にそれぞれ充電状態及び出力電圧値等を検出するバッテリセンサを設け、バッテリセンサから得られる情報に基づいて充電可能及び充電必要の判定を行う構成としてもよい。
また本実施の形態にて説明した異常判定条件、充電可能条件及び充電必要条件は一例であり、これに限るものではない。これらの条件として、本実施の形態にて説明した複数の条件のうちの一部のみを採用してもよく、本実施の形態においては説明していない他の条件を加えてもよい。また各条件にて判定基準として示した電圧値及び時間等の数値は一例であってこれに限るものではない。また判定基準として用いる電圧値には、ヒステリシスを設けてもよい。例えば第1電圧値について、第1電力線8の電圧値が11Vより低くなった場合にスタータ3が動作したと判定する場合、その後に電力線8の電圧値が12Vより高くなった場合にスタータ3が停止したと判定するなどの構成とすることができる。他の判定基準についても同様である。
また本実施の形態においては、サブバッテリ5が充電可能且つ充電必要である場合にリレー12を接続する構成としたが、これに限るものではない。例えばサブバッテリ5が充電必要であるか否かの判定を行わず、サブバッテリ5が充電可能であればリレー12を接続する構成としてもよい。この構成は、サブバッテリ5として過充電に対する耐性の高いバッテリ(例えば鉛蓄電池など)を採用した場合に好適である。
(変形例)
変形例に係るリレーユニット10は、サブバッテリ5が充電必要であるか否かの判定を行わない構成である。また変形例に係るリレーユニット10は、スタータ3の動作によりリレー12を遮断した後、所定時間に亘ってリレー12の再接続を禁止するのではなく、第1電力線8の電圧値が所定電圧値(例えば12V)より高くなるまでリレー12の再接続を禁止する構成である。
変形例に係るリレーユニット10は、サブバッテリ5が充電必要であるか否かの判定を行わない構成である。また変形例に係るリレーユニット10は、スタータ3の動作によりリレー12を遮断した後、所定時間に亘ってリレー12の再接続を禁止するのではなく、第1電力線8の電圧値が所定電圧値(例えば12V)より高くなるまでリレー12の再接続を禁止する構成である。
図9及び図10は、変形例に係るリレーユニット10が行うリレー12の制御処理の手順を示すフローチャートである。リレーユニット10のマイコン11は、電圧測定部22にて第1電力線8及び第2電力線9の電圧値を測定する(ステップS61)。マイコン11は、ステップS61にて測定した電圧値に基づいて、サブバッテリ5が充電可能な状態であるか否かを判定する充電可能判定の処理を行う(ステップS62)。なおここで行う充電可能判定処理は、図5に示したものと同じであってよい。次いでマイコン11は、ステップS62の判定結果を用いて、上位ECU6からの信号に異常があるか否かを判定する異常判定の処理を行う(ステップS63)。なお変形例に係るリレーユニット10が行う異常判定処理では、図7に示したステップS42において、サブバッテリ5が充電可能であるか否かのみを判定し、充電必要であるか否かの判定は行わない。
ステップS63の異常判定処理の結果に基づいて、マイコン11は、上位ECU6からの信号に異常があるか否かを判定する(ステップS64)。異常がないと判定した場合(S64:NO)、マイコン11は、上位ECU6から与えられる信号による命令に応じたリレー12の接続又は遮断の切替制御を行い(ステップS65)、ステップS61へ処理を戻す。
上位ECU6からの信号に異常があると判定した場合(S64:YES)、マイコン11は、電圧測定部22にて第1電力線8及び第2電力線9の電圧値を測定する(ステップS66)。マイコン11は、ステップS66にて測定した電圧値に基づいて、スタータ3が動作したか否かを判定するスタータ動作判定の処理を行う(ステップS67)。なおここで行うスタータ動作判定処理は、図8に示したものと同じであってよい。マイコン11は、ステップS67のスタータ動作判定処理の結果に基づいて、スタータ3が動作したか否かを判定する(ステップS68)。スタータ3が動作したと判定した場合(S68:YES)、マイコン11は、リレー制御部23から遮断に対応する信号を出力することにより、リレー12を遮断して(ステップS69)、第1電力線8及び第2電力線9を遮断する。その後、マイコン11は、電圧測定部22にて第1電力線8の電圧値を測定し(ステップS70)、第1電力線8の電圧値が12V以上であるか否かを判定する(ステップS71)。第1電力線8の電圧値が12Vより低い場合(S71:NO)、マイコン11は、ステップS70へ処理を戻し、電圧値の測定及び判定を繰り返して行う。第1電力線8の電圧値が12V以上である場合(S71:YES)、マイコン11は、ステップS66へ処理を戻す。
スタータ3が動作していないと判定した場合(S68:NO)、マイコン11は、ステップS66にて測定した電圧値に基づいて、サブバッテリ5が充電可能な状態であるか否かを判定する充電可能判定の処理を行う(ステップS72)。マイコン11は、ステップS72の充電可能判定処理の結果に基づいて、サブバッテリ5が充電可能であるか否かを判定する(ステップS73)。サブバッテリ5が充電可能であると判定した場合(S73:YES)、マイコン11は、リレー制御部23から接続に対応する信号を出力することにより、リレー12を接続して(ステップS74)、第1電力線8及び第2電力線9を接続し、ステップS66へ処理を戻す。サブバッテリ5が充電可能ではないかと判定した場合(S73:NO)、マイコン11は、ステップS66へ処理を戻す。なおこのときにマイコン11は、リレー12を遮断してもよい。
なお変形例に係るリレーユニット10では、図9及び図10に示したフローチャートの処理において、ステップS68でのスタータ3の動作を判定しているが、この判定結果が短時間で変化した場合には、リレー12の接続/遮断の状態が短時間で変化する可能性がある。リレー12及びその周辺回路の構成等によっては、リレー12の短時間での切り替えが好ましくない場合もあり得る。このような場合にリレーユニット10は、リレー12の接続/遮断の状態が変化した後、一定期間(例えば20msなど)はリレー12の切り替えを行わない構成としてもよい。
1 車両
2 オルタネータ(発電装置)
3 スタータ
4 メインバッテリ(第1バッテリ)
5 サブバッテリ(第2バッテリ)
6 上位ECU
7 IGスイッチ
8 第1電力線
9 第2電力線
10 リレーユニット(車載制御装置)
11 マイコン(スタータ動作判定部、遮断制御部、充電可能判定部、接続制御部、イグニッションスイッチ状態取得部、充電必要判定部、遮断時間計時部、命令異常判定部)
12 リレー(スイッチング素子)
13 通信部
21 通信制御部(命令受付部)
22 電圧測定部(第1電圧値取得部、第2電圧値取得部)
23 リレー制御部
2 オルタネータ(発電装置)
3 スタータ
4 メインバッテリ(第1バッテリ)
5 サブバッテリ(第2バッテリ)
6 上位ECU
7 IGスイッチ
8 第1電力線
9 第2電力線
10 リレーユニット(車載制御装置)
11 マイコン(スタータ動作判定部、遮断制御部、充電可能判定部、接続制御部、イグニッションスイッチ状態取得部、充電必要判定部、遮断時間計時部、命令異常判定部)
12 リレー(スイッチング素子)
13 通信部
21 通信制御部(命令受付部)
22 電圧測定部(第1電圧値取得部、第2電圧値取得部)
23 リレー制御部
Claims (14)
- 車両に搭載され、該車両のエンジンを始動するスタータ、前記エンジンの動作により発電を行う発電装置及び第1バッテリが接続された第1電力線と、第2バッテリが接続された第2電力線との間に介在するスイッチング素子を制御して、前記第1電力線及び前記第2電力線の接続又は遮断を行う車載制御装置であって、
前記スタータが動作しているか否かを判定するスタータ動作判定部と、
前記スタータが動作していると前記スタータ動作判定部が判定した場合に、前記第1電力線及び前記第2電力線を遮断すべく前記スイッチング素子を制御する遮断制御部と
を備えることを特徴とする車載制御装置。 - 前記第1電力線の電圧値を取得する第1電圧値取得部を備え、
前記スタータ動作判定部は、前記第1電圧値取得部が取得した電圧値が所定の第1電圧値より低い場合に、前記スタータが動作していると判定すること
を特徴とする請求項1に記載の車載制御装置。 - 前記第1電圧取得部が取得した電圧値に基づいて、前記発電装置から前記第2バッテリへの充電が可能であるか否かを判定する充電可能判定部と、
前記充電可能判定部が充電可能であると判定した場合に、前記第1電力線及び前記第2電力線を接続すべく前記スイッチング素子を制御する接続制御部と
を更に備えること
を特徴とする請求項2に記載の車載制御装置。 - 前記充電可能判定部は、前記第1電圧取得部が取得した電圧値が、所定の第2電圧値(ただし前記第2電圧値>前記第1電圧値である)より高い場合に、充電可能と判定すること
を特徴とする請求項3に記載の車載制御装置。 - 前記充電可能判定部は、前記第1電圧取得部が取得した電圧値が、所定の第3電圧値(ただし前記第3電圧値>前記第2電圧値である)より低い場合に、充電可能と判定すること
を特徴とする請求項4に記載の車載制御装置。 - 前記車両のイグニッションスイッチの状態を取得するイグニッションスイッチ状態取得部を更に備え、
前記充電可能判定部は、前記イグニッションスイッチ状態取得部が取得した前記イグニッションスイッチの状態がオン状態である場合に、充電可能と判定すること
を特徴とする請求項4又は請求項5に記載の車載制御装置。 - 前記第2電力線の電圧値を取得する第2電圧値取得部を更に備え、
前記充電可能判定部は、前記第2電圧値取得部が取得した電圧値が所定の電圧範囲内である場合に、充電可能と判定すること
を特徴とする請求項4乃至請求項6のいずれか1つに記載の車載制御装置。 - 前記第2電力線の電圧値を取得する第2電圧値取得部と、
前記第2電圧取得部が取得した電圧値に基づいて、前記第2バッテリの充電が必要であるか否かを判定する充電必要判定部と
を更に備え、
前記接続制御部は、前記充電可能判定部が充電可能であると判定し、且つ、前記充電必要判定部が充電必要と判定した場合に、前記第1電力線及び前記第2電力線を接続すべく前記スイッチング素子を制御すること
を特徴とする請求項3乃至請求項7のいずれか1つに記載の車載制御装置。 - 前記充電必要判定部は、前記第2電圧取得部が取得した電圧値が、所定の第4電圧値より低い場合に、充電必要と判定すること
を特徴とする請求項8に記載の車載制御装置。 - 前記スイッチング素子により前記第1電力線及び前記第2電力線が遮断されている時間を計時する遮断時間計時部を更に備え、
前記充電必要判定部は、前記遮断時間計時部が計時した時間が所定時間を超える場合に、充電必要と判定すること
を特徴とする請求項9に記載の車載制御装置。 - 他の装置から前記前記第1電力線及び前記第2電力線を接続又は遮断する命令を受け付ける命令受付部と、
該命令受付部が受け付けた命令に関する異常の有無を判定する命令異常判定部と
を更に備え、
前記遮断制御部は、
前記命令異常判定部が異常なしと判定した場合、前記命令受付部が受け付けた命令に応じて遮断を行い、
前記命令異常判定部が異常ありと判定した場合、前記命令受付部が受け付けた命令に応じた遮断を行わないこと
を特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1つに記載の車載制御装置。 - 車両に搭載され、該車両のエンジンを始動するスタータ、前記エンジンの動作により発電を行う発電装置及び第1バッテリが接続された第1電力線と、第2バッテリが接続された第2電力線との間に介在するスイッチング素子を制御して、前記第1電力線及び前記第2電力線の接続又は遮断を行う車載制御装置であって、
前記第1電力線の電圧値を取得する第1電圧値取得部と、
前記第1電圧値取得部が取得した電圧値が所定の第1電圧値より低い場合に、前記第1電力線及び前記第2電力線を遮断すべく前記スイッチング素子を制御する遮断制御部と
を備えることを特徴とする車載制御装置。 - 前記第1電圧取得部が取得した電圧値が、所定の第2電圧値(ただし前記第2電圧値>前記第1電圧値である)より高く、且つ、所定の第3電圧値(ただし前記第3電圧値>前記第2電圧値である)より低い場合に、前記第1電力線及び前記第2電力線を接続すべく前記スイッチング素子を制御する接続制御部を更に備えること
を特徴とする請求項12に記載の車載制御装置。 - 前記第2電力線の電圧値を取得する第2電圧値取得部を更に備え、
前記接続制御部は、前記第2電圧取得部が取得した電圧値が、所定の第4電圧値より低い場合に、前記第1電力線及び前記第2電力線を接続すべく前記スイッチング素子を制御すること
を特徴とする請求項13に記載の車載制御装置。
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2015
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