JP4875368B2

JP4875368B2 - 車両電力分配システム

Info

Publication number: JP4875368B2
Application number: JP2006017026A
Authority: JP
Inventors: 薫杉本
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2026-01-26
Also published as: JP2007196825A

Description

本発明は、自動車用バッテリのバッテリ上がりを防止できる車両電力分配システムに関するものである。

車両に搭載されたバッテリのバッテリ上がりを防止する従来の技術として、例えば特許文献１で開示された車両用電源システムがある。ここでは、メインのバッテリに加えてサブバッテリを搭載しており、それぞれの残存容量を算出する残存容量算出手段と、メインバッテリの電源ラインを遮断する第１の遮断手段と、サブバッテリの電源ラインを遮断する第２の遮断手段を備えている。

上記従来の車両用電源システムでは、車両停止時に前記第１の遮断手段を用いてメインバッテリの電源ラインを遮断する一方、前記第２の遮断手段を遮断解除して車両停止時に必要な暗電流あるいは動作電流をサブバッテリから供給するようにしている。

また車両走行時は、前記第１の遮断手段を遮断解除して走行中に必要となる負荷への電力供給をメインバッテリから行わせるようにする一方、前記第２の遮断手段を遮断してサブバッテリの電源ラインを遮断している。

上記構成の従来の車両用電源システムでは、車両走行中に前記残存容量算出手段がメインバッテリの残存容量の不足を判断すると、前記第２の遮断手段を遮断解除してサブバッテリからも電力供給させるようにしている。また、車両停止中に前記残存容量算出手段がサブバッテリの残存容量の不足を判断すると、前記第１の遮断手段を遮断解除してメインバッテリからも電力供給させるようにしている。
特開２００３−２２６２０７号

しかしながら、上記従来の車両用電源システムでは、以下のような問題があった。車両駐車時には、メインバッテリからの電力供給を遮断することでメインバッテリのバッテリ上がりを防止できるものの、駐車中に作動する可能性のある負荷全てに対してサブバッテリから電力供給を行わせるようにしているため、サブバッテリからの放電量（暗電流）が大きくなり、サブバッテリのバッテリ上がりを早めてしまうといった問題があった。

また、サブバッテリの残存容量が低下すると、メインバッテリからも電力供給させるようにしているが、駐車期間が長くなると、サブバッテリだけでなくメインバッテリもバッテリ上がりに至ってしまうといった問題があった。そのため、例えば長距離輸送等の場合には、ヒューズを抜いて放電を防止することが行われていたが、ヒューズを抜いたり再び取付けるための作業負担が大きかった。

そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、駐車時の暗電流を低減して長期の駐車に対してもバッテリ上がりを防止できる車両電力分配システムを提供することを目的とする。

この発明の車両電力分配システムの第１の態様は、メインバッテリとオルタネータからなるメイン電源部と、駐車時に常時動作する駐車時監視装置と、前記駐車時監視装置からの信号に基づいて動作する駐車時システムと、前記メインバッテリから前記駐車時システムへの電力供給を遮断する第１の遮断手段と、前記メインバッテリから前記駐車時システムを除く負荷への電力供給を遮断する第２の遮断手段と、前記第１の遮断手段と前記第２の遮断手段を用いて前記メイン電源部からの電力供給を制御するメイン電源制御部と、重要負荷への電力供給をバックアップするサブバッテリと、前記サブバッテリからの電力供給を制御するサブ電源制御部とを備えた車両電力分配システムであって、前記メイン電源制御部は、駐車時に前記第１の遮断手段と前記第２の遮断手段の全てを遮断状態にして前記メインバッテリをスリープモードにする駐車時遮断制御手段と、前記第１の遮断手段による遮断を解除する駐車時起動制御手段とを備え、前記サブ電源制御部は、駐車時に前記サブバッテリから前記駐車時監視装置に電力供給を行わせる駐車時給電制御手段と、前記駐車時監視装置からの監視信号を入力する監視信号入力手段と、前記監視信号入力手段で前記監視信号を入力すると前記駐車時起動制御手段を作動させる起動要求制御手段とを備えることを特徴とする車両電力分配システムである。

第２の態様は、前記サブ電源制御部が、駐車時に重要負荷への電力供給を遮断する重要負荷遮断手段を備えることを特徴とする車両電力分配システムである。

第３の態様は、前記サブ電源制御部が、前記サブバッテリの充電容量を算出して該充電容量が所定の許容値以下かを判定する充電容量監視手段を備え、前記充電容量監視手段により前記充電容量が前記許容値以下と判定された場合には前記駐車時給電制御手段による前記駐車時監視装置への電力供給を遮断させることを特徴とする車両電力分配システムである。

第４の態様は、前記駐車時給電制御手段に対し前記駐車時監視装置への電力供給を要求するサブバッテリ復帰スイッチを備えることを特徴とする車両電力分配システムである。

第５の態様は、前記充電容量監視手段により前記サブバッテリの充電容量が前記許容値以下と判定されたことを通知するためのウォーニング手段を備えることを特徴とする車両電力分配システムである。

第６の態様は、前記監視信号入力手段が、前記駐車時監視装置から前記駐車時システムに前記監視信号を伝送するワイヤーハーネスを中間ジョイントすることで前記監視信号を入力することを特徴とする車両電力分配システムである。

第７の態様は、前記サブバッテリ復帰スイッチが、運転席ドアノブに設置され、前記ドアノブに手を触れることにより作動することを特徴とする車両電力分配システムである。

第８の態様は、運転者が車両の近傍にいるか否かを判定するスマートキー機能を備え、前記スマートキー機能が車両の近傍に運転者がいないと判定したときを駐車時と判定することを特徴とする車両電力分配システムである。

以上説明したように本発明によれば、駐車時にはメインバッテリからの電力供給を遮断してスリープモード(自己放電のみ)とすることにより、メインバッテリのバッテリ上がりを防止できると共に、駐車時に常時動作が必要な負荷にのみサブバッテリから電力供給させるようにすることにより、サブバッテリのバッテリ上がりも防止できる車両電力分配システムを提供することができる。

本発明によれば、駐車時に常時動作している駐車時監視装置が危険等を検知した場合には、駐車時システムへの電力供給をメインバッテリから行わせるようにしたことから、駐車中の車両の安全を確保できるだけでなく、サブバッテリを過度に放電させてしまう恐れがなくなる。

また、充電容量算出手段でサブバッテリの充電容量をチェックするようにしたことにより、駐車期間が長期となってサブバッテリの充電容量が低下した場合には、サブバッテリもスリープモードとすることでサブバッテリのバッテリ上がりを防止することができる。

さらにこの発明によれば、サブバッテリ復帰スイッチを備えるようにしたことで、運転者または不審者が車両に乗車する前に駐車時監視装置を動作状態に復帰させることが可能となる。

図面を参照して本発明の好ましい実施の形態における車両電力分配システムの構成について詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。

図１は、本発明の実施の形態に係る車両電力分配システムの構成を示す回路図である。本実施形態の車両電力分配システム１は、各種電装品等の負荷に電力を供給する手段として、メインバッテリ２とオルタネータ３からなるメイン電源部４とその制御を行うメイン電源制御部５、及びサブバッテリ６とその制御を行うサブ電源制御部７とを備えている。

メイン電源部４から各負荷８への電力供給を行うために、本実施形態では複数の電力分配ボックスからなる構成としている。図１に示す例では、第１電力分配ボックス１１から第４電力分配ボックス１４までの４つの電力分配ボックスを設けている。このうち、第１電力分配ボックス１１はメイン電源制御部５を内蔵する上位の電力分配ボックスとなっている。

第１電力分配ボックス１１は、第２電力分配ボックス１２から第４電力分配ボックス１４までの各々にメイン電源部４からの電力を分配して供給する役割を有している。すなわち、第１電力分配ボックス１１は、メインバッテリ２とオルタネータ３からそれぞれ電源バス１５と１６を取り込み、リレー１７，１８及び監視回路１９，２０を介して第２電力分配ボックス１２から第４電力分配ボックス１４の各々に電力供給している。また、リレー１８ｄを介して負荷８へも電力供給を行っている。

メイン電源制御部５は、リレー１７，１８をオン／オフすることでメイン電源部４からの電力供給を制御しており、例えば監視回路１９，２０のいずれかから過電流等の異常検知信号を入力すると、異常検知したラインのリレーをオフにして電力供給を停止するよう制御している。

負荷８への電力供給は、第１電力分配ボックス１１から第４電力分配ボックス１４のいずれかから行われる。また、走行中の安全に必要となる重要負荷９への電力供給は、メインバッテリ２からだけでなく冗長電源としてサブバッテリ６からも供給される構成としている。メインバッテリ２からの電力供給は、図１の例では第２電力分配ボックス１２から行うようにしている。

近年は車両の盗難防止等のために、駐車中においても駐車時システム２１や駐車時監視装置２２が作動するようになっており、そのためにこれらの機器には駐車中も電力供給が行われている。図１に示す実施例では、第２電力分配ボックス１２から駐車時システム２１及び駐車時監視装置２２に電力供給される構成となっている。

駐車時監視装置２２は、駐車中の車両に危害が加えられないか等を検知するためのセンサ等を備えており、駐車中は常時動作している。そのため、本装置２２には駐車中も電力供給が行われる。これに対し駐車時システム２１は、駐車時監視装置２２で何らかの異常を検知して監視信号が出力されたときに作動するものである。そのため、駐車時システム２１が作動していないときは暗電流を消費していることになる。そのため、駐車期間が長くなると暗電流により充電容量が低下し続け、バッテリ上がりに至る恐れがあった。

これに対し、本発明の車両電力分配システム１は、メインバッテリ２及びサブバッテリ６のバッテリ上がりを防止するために、駐車時の各バッテリからの放電量をできるだけ低減するとともに、駐車時システム２１の作動が必要な状況を検知した場合には、駐車時システム２１への電力供給を直ちに開始するための手段を備えている。車両電力分配システム１の機能構成を示すブロック図を図２に示す。

図２は、主としてメイン電源制御部５とサブ電源制御部７が有する機能構成を示している。また、図１に示すリレー１７、１８を、図２では第１の遮断手段３１と第２の遮断手段３２とに分けている。第１の遮断手段３１は、駐車時システム２１に電力供給している給電ラインに設けられたリレーであって、図１では第２電力分配ボックス１２への給電ラインに設けられたリレー１７ａ及び１８ａに相当する。また第２の遮断手段３２は、駐車時に作動する機器を含まない給電ラインに設けられたリレーであって、図１ではリレー１７ａ及び１８ａを除く全てのリレーを含んでいる。

図２において、駐車状態になるとメインバッテリ２がバッテリ上がりとならないよう、まず、メイン電源制御部５の駐車時遮断手段３３が第１の遮断手段３１及び第２の遮断手段３２をすべて遮断状態にする。これにより、メインバッテリ２は全ての負荷への電力供給を停止し、自己放電のみのスリープモードとなる。

一方、サブ電源制御部７では、駐車状態になると重要負荷遮断手段３５によってサブバッテリ６から重要負荷９への電力供給を停止させると共に、駐車時給電制御手段３６によってサブバッテリ６から駐車時監視装置２２への電力供給を開始する。本発明の車両電力分配システム１では、駐車中はサブバッテリ６からの電力供給で駐車時監視装置２２のみを動作させ、その他の負荷への暗電流を全て遮断させる。

なお、車両が駐車中であることを判定させる一手段として、スマートキーの機能を用いる方法が考えられる。スマートキー機能によれば、運転者が車両の近傍にいるか否かを判定することが可能であり、該スマートキー機能により車両の近傍に運転者がいないと判定された場合を駐車時とすることができる。

駐車中に駐車時監視装置２２が何らかの危険を検知した場合には、従来は、監視信号が駐車時システム２１に伝送され、駐車時システム２１が前記監視信号に従って所定の保護動作を行っていた。しかしながら、本発明の車両電力分配システム１では、駐車中は駐車時システム２１に電力供給を行わないようにしているため、駐車時監視装置２２が前記監視信号を出力しても駐車時システム２１を動作させることはできない。

そこで、本発明の車両電力分配システム１では、前記監視信号をサブ電源制御部７の監視信号入力手段３７に入力させるようにしている。監視信号入力手段３７は、駐車時監視装置２２から駐車時システム２１に前記監視信号を伝送する伝送線を中間ジョイント３０でワイヤーハーネス２９に分岐することで、前記監視信号を入力するようにしている。監視信号入力手段３７は、図１においては入力回路２３で実現している。

監視信号入力手段３７で入力された前記監視信号は起動要求制御手段３８に送られ、起動要求制御手段３８が前記監視信号を判定してメイン電源制御部５の駐車時起動制御手段３４に起動要求信号を出力する。起動要求制御手段３８は、図１においては出力回路２４で実現している。

駐車時起動制御手段３４が前記起動要求信号を入力すると、駐車時遮断制御手段３３に対し第１の遮断手段３１のみを遮断解除するよう解除要求信号を出力する。これにより、駐車時遮断制御手段３３が第１の遮断手段３１のみを遮断解除し、その結果駐車時システム２１への電力供給がメインバッテリ２から開始されるようになる。

上記の通り、本発明の車両電力分配システム１では、駐車中は駐車時監視装置２２に対してのみサブバッテリ６から常時電力供給するようにし、駐車時監視装置２２が何らかの危険を検知して前記監視信号を出力すると、前記監視信号をサブ電源制御部７にも取り込むようにすることで、メイン電源制御部５に対し駐車時システム２１への電力供給を再開させるようにすることができ、前記監視信号に従って駐車時システム２１を作動させることが可能となる。

その結果、駐車時システム２１の機能を損なうことなく、メインバッテリ２及びサブバッテリ６からの放電を極力低減することが可能となり、メインバッテリ２及びサブバッテリ６のバッテリ上がりを回避することが可能となる。

本発明の車両電力分配システム１は、サブ電源制御部７にさらに充電容量監視手段３９を備えるようにすることができ、これによりサブバッテリ６からの放電をさらに低減させるようにすることが可能となる。すなわち、充電容量監視手段３９によりサブバッテリ６の充電容量が所定の許容値以下まで低下したか否かを監視させ、前記許容値以下と判定した場合には、駐車時給電制御手段３６に対して駐車時監視装置２２への給電を停止するよう指令信号を出力させる。

駐車時給電制御手段３６が前記指令信号を入力して駐車時監視装置２２への給電を停止すると、サブバッテリ６からの電力供給がなくなってサブバッテリ６はスリープモードとなる。その結果、サブバッテリ６からの放電がさらに低減され(自己放電のみ)、サブバッテリ６のバッテリ上がりを回避することが可能となる。

充電容量監視手段３９によりサブバッテリ６の充電容量が前記許容値以下と判定されて駐車時監視装置２２への給電が停止された場合に、これを運転者に通知するためのウォーニング手段４１を設けるのが好ましい。ウォーニング手段４１を設けることにより、運転者がサブバッテリ６の充電容量低下を容易に知ることが可能となり、例えばエンジンを起動してサブバッテリ６の充電を行う等の対応を速やかにとることが可能となる。

ウォーニング手段４１は、図１に示すように、例えばウォーニング部２５と出力回路２６から構成されるようにすることができる。充電容量監視手段３９から駐車時給電制御手段３６への前記指令信号を出力回路２６がウォーニング部２５に出力するようにし、ウォーニング部２５で前記指令信号を入力すると、サブバッテリ６の充電不足をウォーニング部２５に表示させるようにすることができる。

また、サブバッテリ６の充電容量の低下により駐車時監視装置２２への給電が停止された場合には、運転者の判断で駐車時監視装置２２を再び動作させることができるよう、サブバッテリ復帰スイッチ２７を備えるようにするのがよい。

サブバッテリ復帰スイッチ２７を例えば運転席ドアノブに設置し、運転者が該ドアノブに手を触れると作動するようにすることができる。これにより、例えば不審者が前記ドアノブに手を触れると、駐車時監視装置２２が作動して盗難防止を図るようにすることが可能となる

なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る車両電力分配システムの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における車両電力分配システムの細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

図１は、本発明の実施の形態に係る車両電力分配システムの構成を示す回路図である。図２は、本発明の実施の形態に係る車両電力分配システム１の機能構成を示すブロック図である。

符号の説明

１・・・車両電力分配システム
２・・・メインバッテリ
３・・・オルタネータ
４・・・メイン電源部
５・・・メイン電源制御部
６・・・サブバッテリ
７・・・サブ電源制御部
８・・・負荷
９・・・重要負荷
１１〜１４・・・第１電力分配ボックス〜第４電力分配ボックス
１５、１６・・・電源バス
１７、１８・・・リレー
１９、２０・・・監視回路
２１・・・駐車時システム
２２・・・駐車時監視装置
２３・・・入力回路
２４・・・出力回路
２５・・・ウォーニング部
２６・・・出力回路
２７・・・サブバッテリ復帰スイッチ
２９・・・でワイヤーハーネス
３０・・・中間ジョイント
３１、３２・・・遮断手段
３３・・・駐車時遮断手段
３４・・・駐車時起動制御手段
３５・・・重要負荷遮断手段
３６・・・駐車時給電制御手段
３７・・・監視信号入力手段
３８・・・起動要求制御手段
３９・・・充電容量監視手段
４１・・・ウォーニング手段

Claims

メインバッテリとオルタネータからなるメイン電源部と、駐車時に常時動作する駐車時監視装置と、前記駐車時監視装置からの信号に基づいて動作する駐車時システムと、前記メインバッテリから前記駐車時システムへの電力供給を遮断する第１の遮断手段と、前記メインバッテリから前記駐車時システムを除く負荷への電力供給を遮断する第２の遮断手段と、前記第１の遮断手段と前記第２の遮断手段を用いて前記メイン電源部からの電力供給を制御するメイン電源制御部と、重要負荷への電力供給をバックアップするサブバッテリと、前記サブバッテリからの電力供給を制御するサブ電源制御部とを備えた車両電力分配システムであって、
前記メイン電源制御部は、駐車時に前記第１の遮断手段と前記第２の遮断手段の全てを遮断状態にして前記メインバッテリをスリープモードにする駐車時遮断制御手段と、前記第１の遮断手段による遮断を解除する駐車時起動制御手段とを備え、
前記サブ電源制御部は、駐車時に前記サブバッテリから前記駐車時監視装置に電力供給を行わせる駐車時給電制御手段と、前記駐車時監視装置からの監視信号を入力する監視信号入力手段と、前記監視信号入力手段で前記監視信号を入力すると前記駐車時起動制御手段を作動させる起動要求制御手段とを備える
ことを特徴とする車両電力分配システム。
前記サブ電源制御部は、駐車時に重要負荷への電力供給を遮断する重要負荷遮断手段を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の車両電力分配システム。
前記サブ電源制御部は、前記サブバッテリの充電容量を算出して該充電容量が所定の許容値以下かを判定する充電容量監視手段を備え、前記充電容量監視手段により前記充電容量が前記許容値以下と判定された場合には前記駐車時給電制御手段による前記駐車時監視装置への電力供給を遮断させる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両電力分配システム。
前記駐車時給電制御手段に対し前記駐車時監視装置への電力供給を要求するサブバッテリ復帰スイッチを備える
ことを特徴とする請求項３に記載の車両電力分配システム。
前記充電容量監視手段により前記サブバッテリの充電容量が前記許容値以下と判定されたことを通知するためのウォーニング手段を備える
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の車両電力分配システム。
前記監視信号入力手段は、前記駐車時監視装置から前記駐車時システムに前記監視信号を伝送する伝送線を中間ジョイントでワイヤーハーネスに分岐することで前記監視信号を入力する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両電力分配システム。
前記サブバッテリ復帰スイッチは、運転席ドアノブに設置され、前記ドアノブに手を触れることにより作動する
ことを特徴とする請求項４に記載の車両電力分配システム。
運転者が車両の近傍にいるか否かを判定するスマートキー機能を備え、
前記スマートキー機能が車両の近傍に運転者がいないと判定したときを駐車時と判定する
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の車両電力分配システム。