JP4880364B2 - 電源管理システム - Google Patents

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Description

本発明は、電源管理システムに関し、特に、電源ソケットにアクセサリ用のプラグが接続された場合における電源供給の管理を行うものである。
従来より、ユーザの趣向や使い勝手に対応するため、オーディオや冷温蔵庫、ナビゲーションなどの電力供給が必要なアクセサリの取付けには、シガーライター用の電源ソケットをアクセサリ用のソケットとして利用し、該電源ソケットに前記アクセサリ側のプラグを接続して使用できるようにされている。
しかし、近年では電源を必要とするアクセサリが多くなったため、車両内の各部にアクセサリソケットを設けており、特に、4輪駆動車等の車両では、アクセサリソケットが3,4口と複数存在し、ユーザが自在に利用できる便利な機能の一つとなっている。
ところが、バッテリからアクセサリソケットへの電力供給時には、イグニッションキーをシリンダーに差し込んでアクセサリまたはイグニッションの位置にし、そのまま差し込んだ状態にしておかなくてはならない。例えば、オートキャンプなどを行う際、自動車の所有者はイグニッションキーをシリンダーに差し込んだまま、運転席を離れ、自動車の外で冷蔵庫やオーディオなどを使用する場合ある。このような場合、所有者の気が付かないうちに他人がイグニッションキーを操作してエンジンを始動することが容易であり、盗難の観点から問題となる。
そこで、イグニッションキーをシリンダーに差し込まなくてもアクセサリソケットが使用できるように、バッテリとアクセサリソケットを直接接続している車両が開発されている。イグニッションキーはシリンダーに差し込まれず所有者が有しているので、所有者が運転席を離れてもエンジンを始動することはできず、盗難を防ぐことができる。しかし、このような車両では、アクセサリソケットを長時間使用してしまい、バッテリ上がりが生じるという問題がある。
このため、特開平10−41797号公報(特許文献1)においては、バッテリと負荷の間にスイッチを介在させ、負荷に流れる電流値が定格電流値を超えると通電時間をカウントし、電流値と通電時間の積の累積値が予め設定された値になるとスイッチをオフして負荷への電力供給を遮断するスイッチ回路が提案されている。このような回路を用いて、電流値や通電時間に基づいてバッテリからアクセサリソケットへの電力供給を遮断することで、バッテリ上がりを防止することができる。
特開平10−41797号公報
しかし、特許文献1では電流値や通電時間に基づいてバッテリからアクセサリソケットへの電力供給を遮断しているが、バッテリの残容量に基づいて電力供給の遮断のタイミングを判断してはいないため、実際にはバッテリ残容量があり電力供給が可能であったとしても、電力供給が遮断されている場合がある。
また、特許文献1に開示されたスイッチ回路を用いたとしても、スイッチ回路がオフ動作をするまではバッテリとアクセサリソケットは直接接続されている。このため、自動車の所有者がイグニッションキーを差し込まなくても、自動車の同乗者や仲間が自由にアクセサリソケットを用いて冷蔵庫やオーディオを使用することができる。自動車の所有者の認知しないところで自由にアクセサリソケットが使用されると、バッテリの使用管理がなされずバッテリ上がりの原因となり好ましくない。
本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、第一の課題はバッテリの残容量の許容範囲の場合にアクセサリへの電力供給することを課題としている。また、第二の課題は、所有者のバッテリの管理の下でバッテリから電源ソケットに電力供給すると共に、イグニッションキーを差し込まなくても電源ソケットに電力供給を可能として盗難を防ぐことを課題としている。
前記第一の課題を解決するため、本発明は請求項5で、
アクセサリ用の電源プラグが着脱自在に接続される、アクセサリソケットからなる電源ソケットと、
前記電源ソケットの端子のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段を備え、インピーダンス値から前記電源プラグの挿入を検知する電源プラグ検知手段と、
前記電源ソケットに接続したバッテリの残容量を検知するバッテリ残容量検知手段と、 前記電源ソケットとバッテリとの間に接続されたスイッチと、
前記スイッチをオン・オフする制御手段を備え、
前記制御手段は電源プラグ検知手段とバッテリ残容量検知手段に接続され、電源プラグ検知手段による前記電源プラグの検知時に、前記バッテリ残容量検知手段により検知したバッテリ残容量が設定値以下の場合に前記スイッチをオフし、前記電源ソケットとバッテリとの接続を遮断する構成としていることを特徴とする電源管理システムを提供している。
前記構成によれば、エンジンの始動に必要なバッテリ容量を設定値として、バッテリ残容量が設定値以下の場合にスイッチをオフし電源ソケットからバッテリを遮断することで、エンジンの始動に必要なバッテリ残容量は常に確保され、バッテリ上がりを防止することができる。また、バッテリの残容量が許す限り電力をアクセサリに使用することができる。
また、電源プラグ検知手段が電源プラグの挿入を検知しない場合は、制御手段の動作を停止させ、電源プラグ検知手段によって電源プラグの挿入を検知した場合に、制御手段に電力供給が行なわれ制御手段を動作させる。
制御手段はスイッチにオンオフ動作を行なわせるが、電源プラグが挿入されるまではスイッチをオンして電源ソケットに電力供給する必要はないため、制御手段は常に動作していなくてもよい。そこで、電源プラグ検知手段によって電源プラグの挿入を検知するまでは制御手段の動作を停止させることで、無駄な電力消費を抑えバッテリ上がりを防止できる。
さらに、電源ソケットはスイッチを介してバッテリと接続されており、スイッチがオンになればイグニッションキーをシリンダーに差し込まなくても電源ソケットに電力供給されるため、他人がイグニッションキーを操作してエンジンを始動させることはできず、盗難を防止できる。
さらに、前記第一の課題を解決すると共に第二の課題も解決するために、本発明は請求項1で、
アクセサリ用の電源プラグが着脱自在に接続される電源ソケットと、
前記電源ソケットへの前記電源プラグの挿入を検知する電源プラグ検知手段と、
記電源ソケットとバッテリとの間に接続されたスイッチと、
前記スイッチをオン・オフする制御手段と、
送受信機を有した携帯可能な電子キーと、
前記電子キーとの間で送受信機能を有し車両内に設けられたキー確認手段を備え、
前記キー確認手段に前記制御手段が接続され、該電源プラグ検知手段による電源プラグの検知時に該制御手段は前記キー確認手段から前記電子キーに検知信号を送信させ、該電子キーからの確認信号をキー確認手段が受信した場合に、前記制御手段は前記スイッチをオンにして前記電源プラグと前記バッテリとを接続するものである電源管理システムを提供している。
即ち、電源プラグ検知手段は電源ソケットに電源プラグが挿入されたことを検出して制御手段に送信する一方、キー確認手段は所有者が携帯している電子キーから確認信号を受信すれば、所有者が自動車の近くに存在するものとして制御手段に所有者検知を送信する。制御手段は接続検出手段とキー確認手段からの信号を受信した後、スイッチをオンにする。電源ソケットはスイッチを介してバッテリと接続しており、スイッチをオンすることで、電源ソケットをバッテリと接続して電源ソケットに電力を供給している。
前記構成とすると、電子キーを携帯している所有者が自動車の近くに存在していれば、所有者は同乗者や仲間が電源ソケットから電力を取り出してアクセサリを使用する際に、その使用をチェックすることができる。従って、キー確認手段が電子キーと通信して所有者の存在の検知を行うことで、所有者がバッテリの使用管理を行うことができる。
さらに、キー確認手段が自動車に対する電子キーの位置も検出できるように構成されていれば、制御手段はキー確認手段から電子キーの位置情報を受信し、電子キーの位置に近い電源ソケットに電力供給するように制御する。電子キーの位置、すなわち所有者の位置に近い電源ソケットに電力供給することで、所有者の目の届く位置にある電源ソケットを同乗者や仲間が使用するので、所有者はバッテリの使用管理を行うことができる。
前記電源ソケットとしては、シガーライタ用等のアクセサリソケットが好適に用いられる。該アクセサリソケットは、前記電源プラグの挿入により可動片が動作して前記スイッチをオンとするスイッチ素子を備え、
前記電源プラグ検知手段は前記スイッチ素子からの信号により前記電源プラグの挿入を検知できる構成としていることが好ましい。
前記構成とすることで、可動片を用いた簡単な構成のスイッチ素子を用いて容易に電源プラグの挿入を検知することができる。
また、電源ソケットをアクセサリソケットとすることで、オーディオやナビゲーションなどのアクセサリに電力を供給することができる。
さらに、前記アクセサリソケットには、前記電源プラグ検知手段として、該ソケットの端子のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段を備え、インピーダンス値から前記電源プラグの挿入を検知するものであってもよい。
前記構成によれば、ソケットに電源プラグが挿入されていない場合は、ソケットの端子間は開放となりインピーダンスは無限大であるが、プラグが挿入されると、アクセサリと接続されインピーダンスは低下する。該インピーダンスを測定することで、電源プラグの挿入を検知することができる。
電源プラグ検知手段やインピーダンス測定手段はソフトウェアで実現できるため、前記スイッチ素子等の部品を必要とせずに電源プラグの挿入を検知することができ、部品点数の削減となる。また、スイッチ素子を取り付けた専用の電源ソケットを製造する必要がなく、汎用の電源ソケットを用いることができる。
前述したように、本発明によれば、電源プラグ検知手段による前記電源プラグの検知時に、バッテリ残容量検知手段を設けていると、該バッテリ残容量検知手段はバッテリの残容量を検知して制御手段に送信し、制御手段は該バッテリの残容量に基づいてスイッチのオンオフの制御を行う構成としているので、エンジンの始動に必要なバッテリ残容量は常に確保することでバッテリ上がりを防止することができる。
また、電源ソケットにアクセサリ側のプラグが差し込まれた時に、電子キーを所有している所有者が確認できる構成としているため、同乗者や仲間が電源ソケットから電力を取り出してアクセサリを使用する際に該使用をチェックすることができ、バッテリの使用を管理を行うことができる。
また、バッテリと、アクセサリ側のプラグが差し込まれる電源ソケットとの間にスイッチを介在させ、該スイッチがオンになれば、イグニッションキーをシリンダーに差し込まなくても電源ソケットに電力供給される構成としているため、他人がイグニッションキーを用いてエンジンを始動させることはできず、盗難を防止できる。
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1乃至図3は本発明の第1実施形態を示す。図1は第1実施形態のブロック図である。
電源管理システム10は、バッテリ11と、電源ソケットを構成する複数のアクセサリソケット30との間にスイッチ20を接続している。スイッチ20は制御手段21に接続しており、制御手段21からの信号によりオンオフの動作を行う。
制御手段21は、バッテリ残容量検知手段22と電源プラグ検知手段23とキー確認手段24に接続している。バッテリ残容量検知手段22は、電流センサ13と電圧センサ14よりアクセサリソケット30に接続したバッテリ11の残容量を検知するものであり、電源プラグ検知手段23は電源プラグ31がアクセサリソケット30に挿入されたことを検知する。また、キー確認手段24は、車両内に設けられ、自動車の所有者が携帯しており送受信機を有した電子キーを構成するイグニッションキー17との間で送受信機能を有し、イグニッションキー17が自動車付近に存在することを検知する。電源プラグ31はオーディオ16Aや冷蔵庫16B、ナビゲーション16Cなどのアクセサリ16と接続している。
図2はアクセサリソケット30と電源プラグ31の説明図である。
アクセサリソケット30はアクセサリ用の電源プラグ31が着脱自在に接続され、円筒状端子30aと可動式の突起状端子30bからなり、突起状端子30bにスイッチ素子32を備えている。円筒状端子30aの内周面は接地しており、突起状端子30bの先端30cはスイッチ20を介してバッテリ11と接続している。スイッチ素子32は電源プラグ31の挿入により動作する可動片32aを有しており、スイッチ素子32は電源プラグ検知手段23に接続している。
電源プラグ31は円柱状であり、アクセサリソケット30に電源プラグ31を挿入できるよう、円筒状端子30aの内径と略同一の外径としている。電源プラグ31の先端31aはアクセサリ16と接続している。電源プラグ31の外周面は円筒状端子30aの内周面と接して接地される。
電源プラグ31を円筒状端子30aに挿入すると、突起状端子30bの先端30cは、電源プラグ31の先端31aと接し、アクセサリ16がバッテリ11と接続される。
さらに、円筒状の電源プラグ31を円筒状端子30aに挿入すると、電源プラグ31は突起状端子30bを円筒状端子30aから押し出し、スイッチ素子32の可動片32aを移動させてスイッチ素子32をオンとする。スイッチ素子32がオンとなると、電源プラグ検知手段23は電源プラグ31が差し込まれたことを検知して制御手段21に信号を送る。
次に、本発明の電源管理システム10の動作を説明する。図3は第1実施形態の動作を表すフローチャートである。
ステップS1では、電源プラグ検知手段23はスイッチ素子32のオン・オフにより電源プラグ31がアクセサリソケット30に挿入されているか否かを検知する。電源プラグ31が挿入されている場合はS2へ進み、挿入されていない場合は電源プラグ31の挿入を検知するまでS1を繰り返す。
ステップS2では、電源プラグ検知手段23からの指令により、制御手段21、バッテリ残容量検知手段22、キー確認手段24が動作する。
ステップS3では、キー確認手段24はイグニッションキー17に検知信号を送信させて、イグニッションキー17が自動車の近くに存在するか、すなわち所有者が自動車の付近に存在するか否かを検知する。イグニッションキー17からの確認信号をキー確認手段24が受信した場合は、イグニッションキー17が自動車の近くに存在すると判断して制御手段21にイグニッションキー17の確認の信号を送信し、S4に進む。イグニッションキー17からの確認信号をキー確認手段24が受信しなかった場合は、S6に進む。
ステップS4は、バッテリ残容量検知手段22によりバッテリ11に残容量があるか否かを検知している。バッテリ残容量があればS5に進み、無ければS6に進む。
ステップS5では、スイッチ20をオンにしている。スイッチ20をオンとすることで、アクセサリソケット30はバッテリ11と接続され電力供給される。電源プラグ31を挿入しているので、アクセサリ16に電力を供給することができる。スイッチ20をオンにした後、S4に戻る。
S6はキー確認手段24がイグニッションキー17の存在の確認ができない場合に、所有者は自動車の近くには存在せず、バッテリの使用は所有者の管理下におかれないと判断して、スイッチ20をオフし、アクセサリソケット30からバッテリ11を遮断する。また、バッテリ残容量検知手段22によりバッテリ残容量が少なくなったことが検知された場合にも、自動車の始動時の電力を確保するために、スイッチ20をオフしアクセサリソケット30からバッテリ11を遮断する。
なお、本実施形態では、複数のアクセサリソケット30A〜30Cをバッテリ11に接続している。複数のアクセサリソケット30のうちの一つに電源プラグ31が挿入されれば、電源プラグ検知手段23は制御手段21に電源プラグ31の検知の信号を送信し、図3のフローチャートに従ってアクセサリソケット30に電力が供給される。
また、いったん所有者の存在が確認でき、アクセサリソケット30にバッテリ11から電力が供給されれば、その後はバッテリ残容量検知手段22がバッテリ残容量が少なくなったことを検知するまでは、所有者が自動車の近くにいなくてもアクセサリソケット30には電力は供給される。所有者の管理の下に同乗者がアクセサリコンセントを使用中に、所有者が自動車から離れた場合に、アクセサリが使用できなくなるのは不都合だからである。
なお、電子キーを構成するイグニッションキー17とキー確認手段24は、キーレスエントリーシステムにおける電子キーとキーID信号判定手段により構成してもよい。
図4乃至図6は本発明の第2実施形態を示す。
アクセサリソケット30からスイッチ素子32を無くし、電源プラグ検知手段23内にインピーダンス測定手段23aを備えている点において第1実施形態と異なっている。
制御手段21は周期的にスイッチ20をオンオフして、周期的な電圧パルスをアクセサリソケット30の突起状端子30bに加える。図5(A)に示すように電源プラグ31が挿入されていない場合は、アクセサリソケット30の端子間は開放されており、インピーダンスは無限大である。このため、アクセサリソケット30にかかる電圧は図5(B)に示すパルスであり、印加した電圧パルスと同じとなり、インピーダンス測定手段23aはインピーダンスが無限大であると判断する。
一方、図6(A)のように電源プラグ31が挿入された場合、アクセサリソケット30と電源プラグ31が接続するので、アクセサリソケット30の端子間におけるインピーダンスは低下する。このため、アクセサリソケット30にかかる電圧は図6(B)に示すように印加した電圧パルスの電圧値よりも低下し、インピーダンス測定手段23aはインピーダンスが低下したと判断する。
電源プラグ検知手段23はインピーダンス測定手段23aから得たインピーダンスを用いて、アクセサリソケット30に電源プラグ31を挿入しているか否かを検知する。
アクセサリソケット30に電源プラグ31を挿入していれば、電源プラグ検知手段23は制御手段21、バッテリ残容量検知手段22に通電をして動作させる。
前記構成とすることで、電源プラグ31の挿入の有無を検知するためのスイッチ素子32などの部品が不要となり、部品点数を削減できる。またスイッチ素子を取り付けた専用の電源プラグを製造する必要がなく、汎用の電源プラグを用いて電源プラグ31の挿入を検知できる。
なお、他の構成および作用効果は第1実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
なお、第2実施形態と同様の構成において、スイッチ20をオンにしてアクセサリソケット30に電力を供給し続け、インピーダンス測定手段23aは所定の周期でインピーダンスを測定してもよい。
アクセサリソケット30に電源プラグ31を挿入していない場合は、アクセサリソケット30に電力供給されていてもアクセサリ16には電力供給されない。
アクセサリソケット30に電源プラグ31を挿入した場合には、インピーダンス測定手段23aはインピーダンスが低下したと判断し、電源プラグ検知手段23は制御手段21、バッテリ残容量検知手段22に通電をして動作させる。制御手段21がイグニッションキー17の存在を確認できれば、スイッチ20はオンしたままで電源プラグ31に接続したアクセサリ16に電力を供給する。制御手段21がイグニッションキー17の存在を確認できない場合は、アクセサリ16に電力が供給されないように制御手段21はスイッチ20をオフにする。他の構成および作用効果は第2実施形態と同様である。
図7は本発明の第3実施形態を示す。
本実施形態では、アクセサリソケット30A〜30Cそれぞれに、スイッチ20A〜20C,電源プラグ検知手段23A〜23Cを接続している。
キー確認手段24が、イグニッションキー17の存在だけでなく、自動車に対するイグニッションキー17の位置も検出できるように構成されている場合には、制御手段21はキー確認手段24からイグニッションキー17の位置情報を受信する。制御手段21はイグニッションキー17の位置に近いアクセサリソケット30だけに電力供給するようにスイッチ20を制御する。
イグニッションキー17の位置、すなわち所有者の位置に近いアクセサリソケット30だけに電力供給することで、所有者の目の届かない位置にあるアクセサリソケット30を同乗者や仲間が使用することはできなくなり、所有者はバッテリの使用管理を行うことができる。
なお、他の構成および作用効果は第1実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
図8は本発明の第4実施形態を示す。
第1実施形態と比較して、バッテリ残容量検知手段22と電流センサ13、電圧センサ14を削除している。
本実施形態では、バッテリ残容量に基づいてスイッチのオンオフはできないが、イグニッションキー17の存在を確認することにより、所有者のバッテリの管理の下でバッテリからアクセサリソケットに電力供給すると共に、イグニッションキー17を差し込まなくてもアクセサリソケットに電力供給を可能として盗難を防ぐことができる。
図9は本発明の第5実施形態を示す。
第1実施形態と比較して、電源プラグ検知手段23とキー確認手段24とイグニッションキー17を削除している。
本実施形態では、バッテリの管理や盗難の点からは第1実施形態には劣るが、バッテリ残容量検知手段22を備えているので、簡単な構成で、エンジンが始動できるだけのバッテリ残容量は常に確保することでバッテリ上がりを防止することができると共に、バッテリの残容量が許す限り電力をアクセサリに使用することができる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の特許請求の範囲内の種々の形態が含まれるものである。
本発明である電源管理システムの第1実施形態を示すブロック図である。 (A)は電源ソケット部と電源プラグの説明図、(B)は電源ソケット部に電源プラグを挿入時の説明図である。 第1実施形態の動作を表すフローチャートである。 電源管理システムの第2実施形態を示すブロック図である。 (A)は電源ソケット部と電源プラグの説明図、(B)は電源ソケット部にかかる電圧の説明図である。 (A)は電源ソケット部に電源プラグを挿入時の説明図、(B)は電源ソケット部にかかる電圧の説明図である。 第3実施形態を示すブロック図である。 第4実施形態を示すブロック図である。 第5実施形態を示すブロック図である。
符号の説明
10 電源管理システム
11 バッテリ
16 アクセサリ
17 イグニッションキー
20 スイッチ
21 制御手段
22 バッテリ残容量検知手段
23 電源プラグ検知手段
23a インピーダンス測定手段
24 キー確認手段
30 電源ソケット
30a 円筒状端子
30b 突起状端子
31 電源プラグ
32 スイッチ素子
32a 可動片

Claims (5)

  1. アクセサリ用の電源プラグが着脱自在に接続される電源ソケットと、
    前記電源ソケットへの前記電源プラグの挿入を検知する電源プラグ検知手段と、
    記電源ソケットとバッテリとの間に接続されたスイッチと、
    前記スイッチをオン・オフする制御手段と、
    送受信機を有した携帯可能な電子キーと、
    前記電子キーとの間で送受信機能を有し車両内に設けられたキー確認手段を備え、
    前記キー確認手段に前記制御手段が接続され、該電源プラグ検知手段による電源プラグの検知時に該制御手段は前記キー確認手段から前記電子キーに検知信号を送信させ、該電子キーからの確認信号をキー確認手段が受信した場合に、前記制御手段は前記スイッチをオンに前記電源プラグと前記バッテリとを接続するものである電源管理システム。
  2. 前記電源ソケットに接続したバッテリ残容量を検知するバッテリ残容量検知手段を備え、
    前記制御手段は電源プラグ検知手段とバッテリ残容量検知手段に接続され、電源プラグ検知手段による前記電源プラグの検知時に、前記バッテリ残容量検知手段により検知したバッテリ残容量が設定値以下の場合に前記スイッチをオフし、前記電源ソケットとバッテリとの接続を遮断する構成としている請求項1に記載の電源管理システム。
  3. 前記電源ソケットはアクセサリソケットからなり、該アクセサリソケットは、前記電源プラグの挿入により可動片が動作して前記スイッチをオンとするスイッチ素子を備え、
    前記電源プラグ検知手段は前記スイッチ素子からの信号により前記電源プラグの挿入を検知するものである請求項1または請求項2に記載の電源管理システム。
  4. 前記電源ソケットはアクセサリソケットからなり、前記電源プラグ検知手段は、前記電源ソケットの端子のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段を備え、インピーダンス値から前記電源プラグの挿入を検知するものである請求項1または請求項2に記載の電源管理システム。
  5. アクセサリ用の電源プラグが着脱自在に接続される、アクセサリソケットからなる電源ソケットと、
    前記電源ソケットの端子のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段を備え、インピーダンス値から前記電源プラグの挿入を検知する電源プラグ検知手段と、
    該電源ソケットに接続したバッテリの残容量を検知するバッテリ残容量検知手段と、
    前記電源ソケットとバッテリとの間に接続されたスイッチと、
    前記スイッチをオン・オフする制御手段を備え、
    前記制御手段は電源プラグ検知手段とバッテリ残容量検知手段に接続され、電源プラグ検知手段による前記電源プラグの検知時に、前記バッテリ残容量検知手段により検知したバッテリ残容量が設定値以下の場合に前記スイッチをオフし、前記電源ソケットとバッテリとの接続を遮断する構成としていることを特徴とする電源管理システム。
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