JP5187405B2 - 車両用電源制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される電気負荷に対する給電を制御する車両用電源制御装置に関する。

従来、電力供給不足による機能低下を防止する車両用電力配分調整装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この車両用電力配分調整装置は、各電力需要機器の需要電力を検出してそれらの総和を算出し、その値が電力供給側の許容電力を超えた場合には優先順位の低い電力需要機器の消費電力を制限するものである。

特開平５−７７６８０号公報

しかしながら、上述の従来技術では、各電気負荷の需要電力を検出した後に予め設定された優先順位に応じて各電気負荷に配分される電力を調整しているため、優先順位の高い電力需要機器の需要電力が電力供給側の許容電力を超えるほど大きくなると他の電力需要機器への電力供給が困難となる。

そこで、本発明は、限りある供給可能電力を有効利用することができる、車両用電源制御装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、
車両に搭載され、起動要求から起動するまでの猶予期間が設定される複数の電気負荷と、
前記電気負荷に対して電力を供給する給電手段とを備え、
前記電気負荷のそれぞれに対する前記給電手段からの電力供給を、設定される猶予期間の残り時間の短い電気負荷から起動するように調整する、車両用電源制御装置であって、
前記電気負荷のそれぞれは、自身及び他の電気負荷の実行状態を管理し、
自身の猶予期間は、通信遅延時間を差し引いて他の電気負荷に送信される、ことを特徴とする、車両用電源制御装置を提供するものである。
また、上記目的を達成するため、本発明は、
車両に搭載され、起動要求から起動するまでの猶予期間が設定される複数の電気負荷と、
前記電気負荷に対して電力を供給する給電手段とを備え、
前記電気負荷のそれぞれに対する前記給電手段からの電力供給を、設定される猶予期間の残り時間の短い電気負荷から起動するように調整する、車両用電源制御装置であって、
設定される猶予期間の長さは、前記電気負荷の作動の予兆となる情報に応じて変化し、
前記電気負荷には、車両の操舵状態に応じて起動する第１の電気負荷が含まれ、
前記第１の電気負荷の作動の予兆となる情報は、ドライバーの視線又は顔向きである、ことを特徴とする、車両用電源制御装置を提供するものである。
また、上記目的を達成するため、本発明は、
車両に搭載され、起動要求から起動するまでの猶予期間が設定される複数の電気負荷と、
前記電気負荷に対して電力を供給する給電手段とを備え、
前記電気負荷のそれぞれに対する前記給電手段からの電力供給を、設定される猶予期間の残り時間の短い電気負荷から起動するように調整する、車両用電源制御装置であって、
設定される猶予期間の長さは、前記電気負荷の作動の予兆となる情報に応じて変化し、
前記電気負荷には、車両の操舵状態に応じて起動する第１の電気負荷が含まれ、
前記第１の電気負荷の作動の予兆となる情報は、道路形状である、ことを特徴とする、車両用電源制御装置を提供するものである。

本発明によれば、限りある供給可能電力を有効利用することができる。

本発明の車両用電源制御装置の第１の実施形態を示す構成図である。 電動パワステ１の操舵力調整用モータと電動スタビ２のロール角調整用モータの動作タイミングの関係を示した図である。 第１の実施形態の車両用電源装置における電源ライン１３に接続されるシステムの動作フローを示す。 本発明の車両用電源制御装置の第２の実施形態を示す構成図である。 走行中の車両が道路を曲がろうとする状況を示した図である。 ナビゲーション装置２１が有するカーブ情報を示した図である。 カーブを走行するときに発生する、電動パワステ１と電動スタビ２のモータの動作電流の推移を示した図である。 第２の実施形態の車両用電源制御装置の動作フローを示した図である。 本発明の車両用電源制御装置の第３の実施形態を示す構成図である。 電動パワステ１の動作電流の時間的推移を示す図である。 第３の実施形態の車両用電源制御装置の動作フローを示した図である。

車両用電源制御装置は、
車両に搭載される複数の電気負荷と、
前記電気負荷に対して電力を供給する給電手段と、
前記電気負荷の作動を予知させる予兆情報に基づいて前記電気負荷の作動に伴う電力需要を推定する推定手段と、
前記推定手段の推定結果に応じて前記電気負荷のそれぞれに対する前記給電手段からの電力供給を調整することを特徴とする。
これにより、電力需要自体を推定することによって、実際に電力需要が発生する前にそれらの電気負荷に対する給電を事前調整することができるので、供給可能電力の過不足が生じないよう有効利用することができる。
ここで、前記推定手段は、前記電気負荷の電力消費のタイミングを推定し、前記タイミングが前記電気負荷のそれぞれで重ならないように制御すると、安定した電力供給を行うことができるので好適である。
また、前記電気負荷は、電力消費が要求された後所定の猶予期間経過時に電力消費が発生するものであると好ましい。電力消費が発生するまでの猶予期間が各電気負荷に設けられることにより、作動要求後速やかに作動を開始させたい等の緊急性の高い電気負荷が他の電気負荷の作動開始の前に割り込みやすくすることができる。
さらに、前記猶予期間の長さは、前記予兆情報に応じて変化させるとよい。猶予期間の長さを予兆情報の内容に合った適切な期間に設定することができる。また、例えば猶予期間を短くすることで割り込まれにくくなるので、所望の通り、各電気負荷に電力を供給することができる。
また、前記電気負荷のそれぞれは、通信回線を介して受信した自身以外の他の電気負荷の猶予期間と比較して、自身の猶予期間が一番短い場合に電力消費を発生するものであると好適である。これにより、各電気負荷同士で電力消費が重なるのを確実に防止することができる。ここで、前記通信回線を介して送信される猶予期間は、送信元の電気負荷の有する猶予期間より短いと一層好適である。このようにすることによって、通信を介することによる遅延時間を考慮することができ、電力消費の重複を防止する確実性が増す。
一方、前記推定手段は、前記電気負荷の消費電流を推定し、前記推定手段によって推定された前記電気負荷の消費電流の総和が前記給電手段の給電制限値を超えないように制御しても、安定した電力供給を行うことができるので好適である。
ここで、前記給電手段の給電制限値を超えないように制御するため、前記給電手段から前記電気負荷に供給される電流を制限してもよいし、前記給電手段の給電能力を上昇させることによって前記給電制限値を高くしてもよい。
また、前記電気負荷毎に制御装置を備え、前記制御装置のそれぞれが前記推定手段を有するようにしてもよい。例えば、前記電気負荷を制御する制御装置ごとに前記推定手段を備えて、前記制御装置毎に設置された前記推定手段のそれぞれは、自身が設置された前記制御装置によって制御される前記電気負荷のみに関する推定を行うことで、推定精度を向上させることができる。
ところで、前記電気負荷には、車両の操舵状態に応じて電力を消費する第１の電気負荷が含まれ、前記推定手段による推定は、前記第１の電気負荷の作動の予兆となるドライバーの視線又は顔向き、あるいは道路形状に基づいて行われるのがよく、例えば、前記第１の電気負荷として、電動パワーステアリング装置用モータが挙げられる。
また、前記電気負荷には、車両の横加速度に応じて電力を消費する第２の電気負荷が含まれ、前記推定手段による推定は、前記第２の電気負荷の作動の予兆となる道路形状に基づいて行われるのがよく、例えば、前記第２の電気負荷として、電動スタビリティコントロール装置用モータが挙げられる。
また、前記電気負荷には、車両の制動状態に応じて電力を消費する第３の電気負荷が含まれ、前記推定手段による推定は、前記第３の電気負荷の作動の予兆となるドライバーの制動操作部への付与負荷に基づいて行われるのがよく、例えば、前記第３の電気負荷として、電動ブレーキ装置用モータが挙げられる。
また、前記電気負荷には、車両のエンジンの回転数に応じて電力を消費する第４の電気負荷が含まれ、前記推定手段による推定は、前記第４の電気負荷の作動の予兆となるエンジン回転数に基づいて行われるのがよく、例えば、前記第４の電気負荷として、二次空気供給装置が挙げられる。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

［第１の実施例］
図１は、本発明の車両用電源制御装置の第１の実施形態を示す構成図である。本第１の実施形態における車両は、例えば、電動パワーステアリング装置１、電動スタビリティコントロール装置２、電動ブレーキ装置３及びエアインジェクションシステム４など、複数の電気負荷を搭載している。

電動パワーステアリング装置１（以下、「電動パワステ１」という）は、操舵状態に応じてモータにより操舵力を発生させてドライバーのステアリング操作を支援する。電動パワステ１は、操舵力調整用モータと操舵力調整用コンピュータ（電動パワステＥＣＵ）とを備える。操舵力調整用モータは、例えば、ステアリング機構のラックのストロークを調整するモータである。電動パワステＥＣＵは、例えば、トルクセンサや操舵角センサなどからのセンサ信号に基づいて操舵力調整用モータの起動が必要と判断した場合、操舵力調整用モータの起動要求発生フラグを立てて、操舵力調整用モータを駆動する駆動信号を出力する。その駆動信号に従って操舵力調整用モータは動作する。操舵力調整用モータの動作によって、ドライバーのステアリング操作がアシストされ得る。

電動スタビリティコントロール装置２（以下、「電動スタビ２」という）は、走破性や乗降性などの向上のため、車両のロールを抑えるスタビライザを電動で制御し、車両の横方向の加速度に応じて適切なロール角となるように車両の姿勢を制御する。電動スタビ２は、ロール角調整用モータとロール角調整用コンピュータ（電動スタビＥＣＵ）とを備える。ロール角調整用モータは、例えば、トーションバーをねじるロータリアクチュエータである。電動スタビＥＣＵは、例えば、横加速度センサなどからのセンサ信号に基づいてロール角調整用モータの起動が必要と判断した場合、ロール角調整用モータの起動要求発生フラグを立てて、ロール角調整用モータを駆動する駆動信号を出力する。その駆動信号に従ってロール角調整用モータは動作する。ロール角調整用モータの動作によって、車両のロール角が調整され得る。

電動スタビ２と同様に、走破性や乗降性などを向上させるシステムとして、車高制御装置（Active Height Control Suspension（ＡＨＣ））がある。車高制御装置は、ユーザからの指令や車両の状態に応じて車両の高さを制御し、例えば、車高を一定に維持する制御を行ったり、車速に応じて適切な車高に制御を行ったりする。車高制御装置は、車高調整用モータ（ＡＨＣモータ）と車高調整用コンピュータ（ＡＨＣ−ＥＣＵ）とを備える。ＡＨＣモータは、車高を制御するための油圧を調整するポンプを駆動するモータである。ＡＨＣ−ＥＣＵは、例えば、車高切替スイッチ等のユーザが操作可能な車両調整操作装置からの操作信号や他のコンピュータからの指令信号などの車高調整要求信号を受信した場合、ＡＨＣモータの起動要求発生フラグを立てて、ＡＨＣモータを駆動する駆動信号を出力する。また、ＡＨＣ−ＥＣＵは、車速センサや車高センサなどからのセンサ信号に基づいてＡＨＣモータの起動が必要と判断した場合、ＡＨＣモータの起動要求発生フラグを立てて、ＡＨＣモータを駆動する駆動信号を出力する。その駆動信号に従ってＡＨＣモータは動作する。ＡＨＣモータの動作によって、車高が調整され得る。

電動ブレーキ装置３（以下、「電動ブレーキ３」という）は、車両の挙動の安定性などの向上のため、横方向の加速度、ヨーレート、舵角などの車両の状態に応じて、車両の左右の制動力を自動的に調整する。電動ブレーキ３は、制動力調整用モータ（ＶＳＣモータ）と制動力調整用コンピュータ（ＶＳＣ−ＥＣＵ）とを備える。ＶＳＣモータは、制動力を調整するための油圧を調整するポンプを駆動するモータである。ＶＳＣ−ＥＣＵは、例えば、車速センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ、舵角センサなどからのセンサ信号に基づいてＶＳＣモータの起動が必要と判断した場合、ＶＳＣモータの起動要求発生フラグを立てて、ＶＳＣモータを駆動する駆動信号を出力する。その駆動信号に従ってＶＳＣモータは動作する。ＶＳＣモータの動作によって、制動力が調整され得る結果、車両の挙動の安定化を可能にする。また、電動ブレーキ装置３として、エンジンの吸気による負圧ではなく電動油圧ポンプによってドライバーの制動操作力をアシストする倍力装置（ハイドロブースタ）が挙げられる。

エアインジェクションシステム４（以下、「ＡＩ４」という）は、エアクリーナからの空気を排気ポートに送り込むことによって、排ガスの完全燃焼を促進させる二次空気供給装置である。ＡＩ４のコンピュータは、例えば、排気センサからのセンサ信号やエンジンの回転数情報に基づいてＡＩ４の起動が必要と判断した場合、ＡＩ４の起動要求発生フラグを立てて、ＡＩ４を起動する。

なお、電動パワステ１、電動スタビ２、電動ブレーキ３、ＡＩ４及び車高調整装置などに備えられるコンピュータ（ＥＣＵ）は、制御プログラムや制御データを記憶するＲＯＭ、制御プログラムの処理データを一時的に記憶するＲＡＭ、制御プログラムを処理するＣＰＵ、外部と情報をやり取りするための入出力インターフェースなどの複数の回路要素によって構成されたものである。

また、電動パワステ１、電動スタビ２、電動ブレーキ３、ＡＩ４及び車高調整装置などの各ＥＣＵは、通信ライン３０を介して、互いに通信可能なように接続されている。通信ライン３０は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）バスである。

本第１の実施形態における車両には、上述の電動パワステ１などの電気負荷以外にも電気負荷Ａ，Ｂが搭載される。電気負荷Ａ，Ｂとして、例えば、エンジン制御装置、ブレーキ制御装置、エアコン、ヘッドライト、リヤデフォッガ、リヤワイパー、ミラーヒータ、シートヒータ、オーディオ、ランプ、シガーソケット、各種ＥＣＵ、ソレノイドバルブなどが挙げられる。

電動パワステ１等の電気負荷の電源として、バッテリ１０やオルタネータ１２が挙げられる。バッテリ１０やオルタネータ１２は、電源ライン（ハーネス）１３を介して、各電気負荷に電力を供給する。バッテリ１０の具体例として、鉛バッテリ、リチウムイオンバッテリ、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタなどの蓄電装置が挙げられる。

また、バッテリ１０には、電源ライン１３を介して、運動エネルギーを電気エネルギーに変換することにより発電を行うオルタネータ１２が接続されていてもよい。オルタネータ１２は、車両を走行させるためのエンジン１１の出力によって発電を行う。オルタネータ１２が発電した電力は、電動パワステ１等の電気負荷に供給されたりバッテリ１０に充電されたりする。なお、オルタネータ１２が停止している状態では、バッテリ１０から各電気負荷に電力を供給し得る。例えば、エンジン１１が停止してオルタネータ１２の不作動状態である駐車状態で必要とされる電力は、バッテリ１０から供給することができる。

ところで、電源ライン１３を介してバッテリ１０やオルタネータ１２から電力供給を受ける電気負荷の数や消費電流が増加するにつれて、特に劣化状態では、バッテリ１０の電圧が降下しやすくなる。例えば、電動パワステ１の操舵力調整用モータと電動スタビ２のロール角調整用モータの起動要求がほぼ同時に発生した場合には、両者の動作電流（特に、定常時の動作電流より一時的に大きな電流である突入電流）はオーディオ等の電気負荷に比べて大きいため、操舵力調整用モータとロール角調整用モータが動作することにより大電力が消費され、バッテリ１０やオルタネータ１２の給電能力を一時的に超えることがある。その結果、バッテリ１０の電圧低下が発生し、その電圧低下の誘因である電動パワステ１や電動スタビ２も含めバッテリ１０に接続される電気負荷（特に、ナビゲーション装置などの最低作動電圧が他の電気負荷に比べ相対的に高い電気負荷）がその電圧低下によって機能不良（例えば、コンピュータのリセットや誤動作、モータ類の出力低下）を起こすおそれがある。また、例えば、バッテリ１０に接続される電気負荷がランプであれば、明滅するおそれがある。したがって、このようなほぼ同時に電源を利用することによる電源電圧の降下を防ぐ対策が必要である。

図２は、電動パワステ１の操舵力調整用モータと電動スタビ２のロール角調整用モータの動作タイミングの関係を示した図である。図２の期間ｔ１は、操舵力調整用モータの起動後の動作電流により所定値以上の電圧降下がバッテリ１０に発生する期間を示し、図２の期間ｔ２は、ロール角調整用モータの起動後の動作電流により所定値以上の電圧降下がバッテリ１０に発生する期間を示す。図２（ａ）に示されるように、操舵力調整用モータとロール角調整用モータの起動要求がほぼ同時刻に発生し、操舵力調整用モータとロール角調整用モータはそれぞれの起動要求に従って独立に動作を開始（起動）すると、期間ｔ１と期間ｔ２が同時期に重なることがある。その結果、バッテリ１０やオルタネータ１２の給電能力を一時的に超えて、バッテリ１０の電圧降下が著しく大きくなり、バッテリ１０から給電を受け得る電気負荷の動作に支障が出るおそれがある。

そこで、本第１の実施形態の車両用電源制御装置は、遅延可能期間に応じて、電動パワステ１等の各電気負荷が同時に動作しないようにする制御を行う。遅延可能期間とは、電気負荷毎に設定され、電気負荷の起動要求から実際に起動するまで猶予可能な期間である。各電気負荷は、自身に設定された遅延可能期間内に起動すれば、その電気負荷の機能を正常に果たすことができるものとする。各電気負荷は、起動要求があった時に即起動するのではなく、自分が起動を遅らせることができる遅延可能時間を他の電気負荷に対して送信し、全電気負荷の中で一番残り時間の少ない電気負荷から起動する。このとき、遅延可能時間は、通信ライン３０を介して相手に届くまでの最大の通信遅延時間を事前に差し引いて送信されることが好ましい。最大通信遅延時間を差し引いた上で送信しなければ、相手に信号が届いた際に既に遅延可能時間の限界値に迫っている可能性があるからである。なお、遅延可能期間が通信遅延時間よりも短い電気負荷については、遅延可能時間を他の電気負荷に対して送信せずに、起動要求の発生に伴い即起動する。

図２（ｂ）の期間ｔ５は、電動パワステ１の操舵力調整用モータに設定された遅延可能期間を示し、図２（ｂ）の期間ｔ６は、電動スタビ２のロール角調整用モータに設定された遅延可能期間を示す。遅延可能期間に応じて各電気負荷が同時に動作しないようにするために、起動開始からの動作時間が短くて遅延可能時間の短い（時間的余裕の無い）電気負荷から順番に起動する。電動スタビ２のロール角調整用モータの遅延可能期間ｔ６は、電動パワステ１の操舵力調整用モータの遅延可能期間ｔ５より短い期間に設定されている。また、期間ｔ３，ｔ４は、通信等によりどの電気負荷が先に起動するのかを決定する調整期間である。したがって、電動パワステ１の操舵力調整用モータの起動要求と電動スタビ２のロール角調整用モータの起動要求がほぼ同時に発生したとしても、遅延可能期間が短いロール角調整用モータを実行した後に操舵力調整用モータを実行すれば、互いの突入電流は重なることもなく、電源電圧の降下も抑制することができる。

図３は、第１の実施形態の車両用電源制御装置における電源ライン１３に接続されるシステム（電気負荷）の動作フローを示す。電源ライン１３に接続されるシステムの全部又はその一部のそれぞれが、図３に示す動作フローに従って動作する。各システムは、互いの情報を送受するために通信ライン３０を介して接続され、自システムの実行状態を管理するためのバッファを有しているとともに、自身以外の他システムの実行状態を管理するためのバッファを有している。

電源ライン１３に接続される電気負荷の一つをシステムＸとする。システムＸ（自システム）は、電源ライン１３に接続されるシステムＹ（他システム）に関する起動要求管理バッファ［ｉ］が１であるか否かを確認する（ステップ１０）。起動要求管理バッファ［ｉ］とは、各システムの起動要求通知信号の受信有無を管理するバッファ（すなわち、起動要求発生フラグ）であり、或るシステムの起動要求管理バッファ［ｉ］の値が１である場合にはそのシステムの起動要求通知信号が受信済みであることを示す。起動要求通知信号とは、各システムが自身の起動を他のシステムに通知する信号であって、各システムから送信される信号である。各システムが送信する起動要求通知信号には、最大通信遅延時間を差し引かれた自身の遅延可能時間に関する情報が含まれる。

システムＸは、システムＹに関する起動要求管理バッファ［ｉ］が１ではない場合には（ステップ１０；Ｎｏ）、システムＹの起動要求通知信号の受信有無を監視する（ステップ１２）。システムＹの起動要求信号の受信があった場合には（ステップ１２；Ｙｅｓ）、システムＹに関する起動要求管理バッファ［ｉ］を１にし（ステップ１４）、システムＹに関するデッドラインカウンタ［ｉ］にデッドライン値を設定する（ステップ１６）。デッドラインカウンタ［ｉ］とは、各システムが動作を開始（起動）する時点を管理するカウンタである。デッドライン値は、各システムが動作を開始（起動）する時点を示す。各システムは、デッドラインカウンタ［ｉ］のデッドライン値が零になった場合、そのデッドラインカウンタ［ｉ］に係るシステムが動作を開始したとみなす。デッドライン値は、起動要求通知信号に含まれる遅延可能時間によって設定される値であるので、システム毎に異なる。

一方、システムＸは、システムＹに関する起動要求管理バッファ［ｉ］が１である場合には（ステップ１０；Ｙｅｓ）、システムＹに関する起動完了通知信号の受信有無を判断する（ステップ１８）。起動完了通知信号とは、各システムが自身の起動の完了を他のシステムに通知する信号であって、各システムから送信される信号である。システムＸは、システムＹに関する起動完了通知信号の受信があった場合には（ステップ１８；Ｙｅｓ）、システムＹに関する起動要求管理バッファ［ｉ］を零に設定する（ステップ２０）。一方、システムＸは、システムＹに関する起動完了通知信号の受信がない場合には（ステップ１８；Ｎｏ）、デッドラインカウンタ［ｉ］を所定数だけデクリメントする（ステップ２２）。システムＸは、図３の点線で囲まれた部分のステップを、システムＹだけでなく他のシステムについても同様に実行する。

システムＸは、全てのシステムについて図３の点線で囲まれた部分のステップの処理が終了した後に、自身の起動要求管理バッファである「自起動要求管理バッファ」が１であるか否かを確認する（ステップ３０）。システムＸは、自起動要求管理バッファが１ではない場合には（ステップ３０；Ｎｏ）、自身に対して起動要求があるか否かを判断する（ステップ３２）。自身に対して起動要求があった場合には（ステップ３２；Ｙｅｓ）、自起動要求管理バッファを１に設定する（ステップ３４）。一方、システムＸは、自起動要求管理バッファが１である場合には（ステップ３０；Ｙｅｓ）、自身のデッドラインカウンタを所定数だけデクリメントする（ステップ３６）。

システムＸは、各システムのデッドラインまでの残り時間（すなわち、各システムに関するデッドラインカウンタのデッドライン値）によってソートを行い（ステップ３８）、全システムのうち自身のデッドライン値が最小であるか否か（すなわち、自身の残り時間が最小であるか否か）を判断する（ステップ４０）。

システムＸは、自身の残り時間が最小である場合には（ステップ４０；Ｙｅｓ）、他のシステムに対して起動要求通知信号を送信する（ステップ４２）。そして、システムＸは、ステップ４２にて起動要求通知信号を送信以後、通信遅延を考慮した所定時間を経過するまでの間に自身の起動のキャンセルを要請するキャンセル要求信号の受信があった場合には（ステップ４４；Ｎｏ）、自身の起動をキャンセルする（ステップ４６）。

一方、システムＸは、ステップ４２にて起動要求通知信号を送信以後、通信遅延を考慮した所定時間を経過するまでの間に自身の起動のキャンセルを要請するキャンセル要求信号の受信がなかった場合には（ステップ４４；Ｙｅｓ）、自身の動作開始時点を管理する自デッドラインカウンタに所定のデッドライン値を設定する（ステップ４８）。そして、システムＸは、自起動要求管理バッファを零に設定した上で（ステップ５０）、システムの起動を開始するとともに起動完了通知信号を送信する（ステップ５２）。システムＸ以外の各システムも、上述の図３のフローを、同様に実施する。したがって、各システムが、図３の動作フローをそれぞれ実施することで、各システムが同時に起動することを防ぐことができる。

ところで、或るシステムの遅延可能期間が長いということは、多少待機してもよいということであり、つまり、そのシステムの優先度が低いことを示す。したがって、この点を利用し、例えばシステムの稼動状況やユーザからの要求に応じて遅延可能期間を変化させることによって各システムを効率よく制御することができる。例えば、或るシステムが動作する（言い換えれば、或るシステムの電力需要が発生する）可能性が低いと推定される場面においてはそのシステムの遅延可能時間を事前に長く変更しておくことによって、それ以外のシステムの応答性を相対的に向上させることができる。逆に、或るシステムが動作する（或るシステムの電力需要が発生する）可能性が高いと推定される場面においてはそのシステムの遅延可能時間を事前に短く変更しておくことによって、そのシステムの応答性を向上させることができる。

そこで、各システムが互いの遅延可能時間（デッドライン値）を管理する第１の実施形態の車両用電源制御装置では、それぞれのシステムが自身の電力需要を予知させる予兆情報に基づいてその電力需要が発生することを推定し、推定結果に応じて自身の遅延可能時間を設定する。各システムが電力需要の発生を推定するにあたり、図１に示されるように、第１の実施形態の車両用電源制御装置は、例えば、視線検出装置２０、ナビゲーション装置２１、ブレーキ操作検出装置２２及びエンジンＥＣＵ２３を備える。

視線検出装置２０は、車内にあるカメラによって撮影された乗員の撮影画像に基づいて乗員の視線や顔の向きを検出する装置である。ドライバーが車両を操舵する時には視線や顔の向きが操舵する方向に変化しているものである。そこで、ドライバーの視線や顔の向きが正面方向から非正面方向（斜め方向）に変化することを車両が操舵される兆候とみなせば、視線検出装置２０によって当該変化が検出されることで車両が操舵されること（すなわち、電動パワステ１の操舵力調整用モータの電力需要が発生すること）を事前に推定することができる。したがって、視線検出装置２０によって当該変化が検出された場合に電動パワステ１の操舵力調整用モータの遅延可能時間を短縮することによって、他のシステムと動作が重ならないようにしたまま、操舵用調整用モータの応答性を向上させることができる。

ナビゲーション装置２１は、ＧＰＳ装置と地図ＤＢ（データベース）を有している。ＧＰＳ装置は、ＧＰＳ受信機によるＧＰＳ衛星からの受信情報に基づいて、自車の位置を２次元若しくは３次元の座標データによって特定する装置である。一方、地図ＤＢは、高精度の地図情報を記憶している。高精度の地図情報には、直線路、カーブ、分岐路、路面傾斜及びカント等の道路形状や地形に関する情報や、交差点、踏切、駐車場、有料道路の料金所（ＥＴＣレーン）などの施設の存在地点の情報がその地点の座標データとともに含まれている。地図ＤＢ内の地図情報は、車車間通信や路車間通信や所定の管理センターなどの外部との通信を介して、あるいは、ＣＤやＤＶＤなどの媒体を介して、更新可能にしてもよい。したがって、ナビゲーション装置２１は、ＧＰＳ装置により検出された車両位置と地図ＤＢ内の地図情報に基づいて、自車が地図上のどのような地点に位置しているのかを把握することができる。

そこで、車両がカーブを走行している時には、電動パワステ１の操舵力調整用モータや電動スタビ２のロール角調整用モータや車高制御装置のＡＨＣモータの作動が想定されるため、車両がカーブの手前を走行していることをそれらのモータの電力需要が発生する兆候とみなせば、ナビゲーション装置２１によってカーブの手前での走行が検出されることでそれらのモータの電力需要が発生することを事前に推定することができる。したがって、ナビゲーション装置２１によってカーブの手前での走行が検出された場合に電動パワステ１の操舵力調整用モータや電動スタビ２のロール角調整用モータや車高制御装置のＡＨＣモータの遅延可能時間を短縮することによって、他のシステムと動作が重ならないようにしたまま、それらのモータの応答性を向上させることができる。

ブレーキ操作検出装置２２は、ドライバーのブレーキ操作を検出するための装置であって、例えば、ドライバーの足とブレーキペダルとの接触を検知可能なタッチセンサやブレーキスイッチ、ドライバーによるブレーキペダルの踏み込み操作の初速を検知可能な速度センサである。そこで、ブレーキペダルをドライバーが踏み込んでいる時には、電動ブレーキ装置３のＶＳＣモータやハイドロブースタの作動が想定されるため、ブレーキペダルの踏み始めをＶＳＣモータやハイドロブースタの電力需要が発生する兆候とみなせば、ブレーキ操作検出装置２２によってブレーキペダルの踏み始めが検出されることでＶＳＣモータやハイドロブースタの電力需要が発生することを事前に推定することができる。したがって、ブレーキ操作検出装置２２によってブレーキペダルの踏み始めが検出された場合に、ＶＳＣモータやハイドロブースタの遅延可能期間を短縮することによって、他のシステムと動作が重ならないようにしたまま、ＶＳＣモータやハイドロブースタの応答性を向上させることができる。

エンジンＥＣＵ２３は、エンジン１１を制御する制御コンピュータであって、エンジン１１に関する情報を有する。したがって、エンジンＥＣＵ２３からエンジン回転数の情報を取得することが可能である。そこで、エンジンの回転数が所定値以上の時には、ＡＩ４の作動が想定されないため、エンジンの回転数が当該所定値以下に変化することをＡＩ４の電力需要が発生する兆候とみなせば、エンジンＥＣＵ２３によってエンジン回転数が当該所定値以下に変化することが検出されることでＡＩ４の電力需要が停止することを事前に推定することができる。したがって、エンジンＥＣＵ２３によってエンジン回転数が当該所定値以下に変化することが検出された場合に、ＡＩ４の遅延可能時間を延長することによって、他のシステムと動作が重ならないようにしたまま、電源ライン１３に接続されるＡＩ４以外のシステムの応答性を相対的に向上させることができる。

［第２の実施例］
図４は、本発明の車両用電源制御装置の第２の実施形態を示す構成図である。第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の機能や構成については、第１の実施形態と同一の符号を付して、説明を省略又は簡略する。本第２の実施形態における車両は、電動パワステ１、電動スタビ２などの複数の電気負荷を搭載するとともに、それらの電気負荷の電源供給を管理する電源マネジメントＥＣＵ４０を搭載する。

車速センサ２４は、車輪速を検出する。その検出値に応じて車速センサ２４から出力される信号に基づいて、電源マネジメントＥＣＵ４０は車両の走行速度を演算する。

操舵角センサ２５は、ステアリングホイール部やそのステアリングホイールに連結するメインシャフト部に備えられている。操舵角センサ２５は、ドライバーがステアリングホイールを操舵したときの操舵角の大きさと操舵方向を検出する。その検出値に応じて操舵角センサ２５から出力される信号に基づいて、電源マネジメントＥＣＵ４０は操舵角を演算する。このとき、操舵方向は正負の符号によって表され、例えば、右操舵には＋が付与され、左操舵には−が付与される。なお、電源マネジメントＥＣＵ４０は、演算された操舵角に基づいて操舵角の微分値、すなわち操舵角速度を演算することも可能である。

電源マネジメントＥＣＵ４０は、電圧センサ１４によってバッテリ１０の電圧を監視し、所定値以下の電圧が検出されるか否かを監視し、バッテリ１０の電圧が所定値以下で検出された場合にバッテリ１０やオルタネータ１２の電力供給能力が低下しているとみなす。なお、バッテリ１０の「バッテリ残容量」が所定値以下で検出された場合にバッテリ１０やオルタネータ１２の電力供給能力が低下しているとみなしてもよい。

図５は、走行中の車両が道路を曲がろうとする状況を示した図である。速度Ｖで走行中の車両が道路を曲がろうとする時に、ドライバーの操舵動作をアシストするために電動パワステ１の操舵力調整用モータが作動するとともに車両の沈み込みをカバーするように電動スタビ２のロール角調整用モータが作動する。したがって、電動パワステ１の操舵力調整用モータと電動スタビ２のロール角調整用モータがほぼ同時に作動することが起こり得るため、上述したように、それらの動作電流による電源電圧の低下を抑える対策が必要である。

そこで、本第２の実施形態の車両用電源制御装置の電源マネジメントＥＣＵ４０は、ナビゲーション装置２１の持つカーブ情報、車速センサ２４による自車速情報、操舵角センサ２５による操舵角速度情報などに基づいて、そのカーブを走行する際の電動パワステ１の操舵力調整用モータの動作電流と電動スタビ２のロール角調整用モータの動作電流を推定する。そして、これらの動作電流の推定結果に基づいて、電動パワステ１の操舵力調整用モータと電動スタビ２のロール角調整用モータが同時に動作しないようにする制御を行う。

図６は、ナビゲーション装置２１が有するカーブ情報を示した図である。Ｋ０は、そのカーブにおける曲率の最大値である。ｌは、曲率がＫ０になるまでの走行距離である。電動パワステ１の操舵力調整用モータの動作電流は、操舵角速度ωに応じて変化する。車両が一定速度Ｖで走行している場合、曲率の変化は、
Ｋ＝Ｖ×Ｋ０／ｌ
と表すことができる。また、操舵角θは、ホイールベース長をＬとすると、
θ＝Ｌ×Ｋ＝Ｌ×（Ｖ×Ｋ０／ｌ）
と表すことができる。したがって、操舵角速度ωは、
ω＝ｄＬＫ／ｄｔ＝Ｌ×Ｖ×Ｋ０／ｌ ［ｒａｄ／ｓ］
と表すことができる。電源マネジメントＥＣＵ４０は、このように演算した操舵角速度ωに基づき、操舵角速度ωと電動パワステ１の操舵力調整用モータの動作電流との関係を定めたマップを用いて、電動パワステ１の操舵力調整用モータの動作電流を推定する。

また、電源マネジメントＥＣＵ４０は、ナビゲーション装置２１のカーブ情報に基づいて、そのカーブを走行する際の電動スタビ２のロール角調整用モータの動作電流を推定する。電動スタビ２のロール角調整用モータの動作電流は、車両に加わる横加速度に応じて変化する。車体に加わる横加速度をαとすると、
α＝Ｖ^２Ｋ
と表すことができる。したがって、電源マネジメントＥＣＵ４０は、このように演算した横加速度αに基づき、横加速度αと電動スタビ２のロール角調整用モータの動作電流との関係を定めたマップを用いて、電動スタビ２のロール角調整用モータの動作電流を推定する。

電源マネジメントＥＣＵ４０は、電動パワステ１の操舵力調整用モータの動作電流と電動スタビ２のロール角調整用モータの動作電流を加算し、その加算値が現状のバッテリ１０の電圧の低下につながるおそれがある場合には、電源ライン１３に接続される現在動作中の電気負荷の消費電流が少なくなるように調整制御し、バッテリ１０の電圧低下を防止する。また、電源マネジメントＥＣＵ４０は、その加算値が現状のバッテリ１０の電圧の低下につながるおそれがある場合には、電動パワステ１及び電動スタビ２のモータの動作電流が少なくなるように制限することによってバッテリ１０の電圧低下を防止することも可能である。なお、電圧降下を推定するためには、予め現状のバッテリの内部抵抗等の状態検知を行う。

図８は、第２の実施形態の車両用電源制御装置の動作フローを示した図である。電源マネジメントＥＣＵ４０は、方向指示器によるウィンカ情報や操舵角センサによるステアリングの操舵角情報に基づいて、車両が道路を曲がることを予測する（ステップ６２）。車両が道路を曲がることが予測されると（ステップ６２；Ｙｅｓ）、ナビゲーション装置２１によってどのカーブや分岐点等を曲がろうとしているのかが認識され、そのカーブ情報や分岐点情報が取得される（ステップ６４）。電源マネジメントＥＣＵ４０は、カーブ情報等に基づいて横加速度と操舵角速度を演算し（ステップ６６）、演算された操舵角速度に基づいて電動パワステ１の操舵角調整用モータの動作電流を推定するとともに、演算された横加速度に基づいて電動スタビ２のロール角調整用モータの動作電流を推定する（ステップ６８）。両動作電流の和が電圧降下を判定する閾値を超えることにより電源電圧の降下があると推定された場合には（ステップ７０；Ｙｅｓ）、電源ライン１３に流れる電流値を所定値に制限する（ステップ７２）。

また、車速情報や操舵状態とカーブ情報等の道路情報に基づいて、車両の状態と電動パワステ１と電動スタビ２のモータの動作電流のピーク電流（最大値）が発生する走行位置を予測することも可能である。図７は、カーブを走行するときに発生する、電動パワステ１と電動スタビ２のモータの動作電流の推移を示した図である。両動作電流のピーク電流が発生する位置が重なると予測された場合には、ピーク電流が重ならないように両モータの作動開始時点をずらして動作させる。

［第３の実施例］
図９は、本発明の車両用電源制御装置の第３の実施形態を示す構成図である。第３の実施形態において、第１及び第２の実施形態と同様の機能や構成については、第１及び第２の実施形態と同一の符号を付して、説明を省略又は簡略する。第２の実施形態では、電源マネジメントＥＣＵ４０が推定演算を行っていた。本第３の実施形態では、電動パワステ１に構成される演算装置（電動パワステＥＣＵ１ａ）が操舵力調整用モータの動作電流（電動パワステ１全体の動作電流でもよい）を推定し、電動スタビ２に構成される演算装置（電動スタビＥＣＵ２ａ）がロール角調整用モータの動作電流（電動スタビ２全体の動作電流でもよい）を推定する。

各ＥＣＵが自身の制御するモータの動作電流の推定値を演算すると、電源マネジメントＥＣＵ４０が各ＥＣＵから情報を集めて各モータの動作電流の推定値を演算する場合に比べ、通信遅延も抑制でき、推定精度を向上させることができる。また、動作電流を推定すべきモータ等の対象負荷が増えるにつれて演算負荷が増加するため、一つのＥＣＵで全ての推定演算を行う場合よりも各ＥＣＵで分散して推定演算を行う場合のほうが、推定演算の対象負荷の増加に対する拡張性も高い。

電動パワステＥＣＵ１ａは、図１０に示されるように、操舵力調整用モータに対する現在の制御指示値、車速情報、操舵角センサ２５による操舵角情報、操舵トルクセンサによる操舵トルク情報などに基づいて、所定時間（例えば、４００ｍｓ）後に想定される操舵力調整用モータの動作電流の最大値を推定演算する。この所定時間は、オルタネータ１２の応答時間より長く設定するのがよい。オルタネータ１２に対して発電量の増減調整を指示しても、その所定時間内に増減調整を完了させることができるからである。電動パワステＥＣＵ１ａは、通信ライン３１を介して、その動作電流の推定演算値を電源マネジメントＥＣＵ４０に送信する。電動スタビＥＣＵ２ａも、同様に、所定時間後に想定されるロール角調整用モータの動作電流の最大値を推定演算し、通信ライン３１を介して、その推定演算値を電源マネジメントＥＣＵ４０に送信する。

電源マネジメントＥＣＵ４０は、電動パワステＥＣＵ１ａ等の大電流を消費する電気負荷を制御するＥＣＵから取得した推定演算値の総和を演算する。この際、単純に総和を演算すると必要以上に大きな値になるおそれがあるため、各電気負荷の関係性を定めたマップに基づいて、推定演算値の総和を演算する。各電気負荷の関係性を定めたマップとは、例えば、推定演算をする際の車両の動作条件毎に、総和を演算する際の各電気負荷の重み付けが定められたものである。

図１１は、第３の実施形態の車両用電源制御装置の動作フローを示した図である。電動スタビＥＣＵ２ａ等は、自身が制御する電気負荷の所定時間後の動作電流の最大値を推定演算する（ステップ８０）。電動スタビＥＣＵ２ａ等は、その推定演算値を電源マネジメントＥＣＵ４０に送信する（ステップ８２）。各ＥＣＵから推定演算値を取得した電源マネジメントＥＣＵ４０は、所定時間後に想定される推定演算値の総和の最悪値を演算し（ステップ８４）、その最悪値と現在のバッテリ１０の電圧とに基づいて所定時間後のバッテリ電圧の推定値を演算する（ステップ８６）。電源マネジメントＥＣＵ４０は、そのバッテリ電圧の推定値が所定の閾値電圧（例えば、１０Ｖ）を下回る場合には、エンジン回転数の上昇を指示したり、オルタネータ１２に対して発電量を増加するように指示したり、電源ライン１３に接続される他の電気負荷に対してその消費電流が減る方向に動作するように指示（例えば、動作停止の指示やエアコンの温度設定や風量を弱める指示）したりすることによって、その所定時間に到達する前にバッテリ１０の電圧がその閾値電圧を少なくとも超えるようにする（ステップ８８）。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

１ 電動パワステ装置
２ 電動スタビ装置
３ 電動ブレーキ装置
４ エアインジェクション装置
１０ バッテリ
１１ エンジン
１２ オルタネータ
１３ 電源ライン
１４ 電圧センサ、電流センサ
２０ 視線検出装置
２１ ナビゲーション装置
２２ ブレーキ操作検出装置
２３ エンジンＥＣＵ
３０，３１ 通信ライン
４０ 電源マネジメントＥＣＵ

Claims (16)

1. 車両に搭載され、起動要求から起動するまでの猶予期間が設定される複数の電気負荷と、
   前記電気負荷に対して電力を供給する給電手段とを備え、
   前記電気負荷のそれぞれに対する前記給電手段からの電力供給を、設定される猶予期間の残り時間の短い電気負荷から起動するように調整する、車両用電源制御装置であって、
   前記電気負荷のそれぞれは、自身及び他の電気負荷の実行状態を管理し、
   自身の猶予期間は、通信遅延時間を差し引いて他の電気負荷に送信される、ことを特徴とする、車両用電源制御装置。
2. 自身の猶予期間は、自身の猶予期間の残り時間が全電気負荷の中で最小のとき、他の電気負荷に送信される、請求項１に記載の車両用電源制御装置。
3. 前記電気負荷のそれぞれは、自身の猶予期間の残り時間が零のとき、起動する、請求項１又は２に記載の車両用電源制御装置。
4. 設定される猶予期間の長さは、前記電気負荷の作動の予兆となる情報に応じて変化する、請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用電源制御装置。
5. 前記電気負荷のそれぞれが、自身の作動の予兆となる情報に基づいて、自身の猶予期間を設定する、請求項４に記載の車両用電源制御装置。
6. 前記電気負荷には、車両の操舵状態に応じて起動する第１の電気負荷が含まれ、
   前記第１の電気負荷の作動の予兆となる情報は、ドライバーの視線又は顔向きである、請求項４又は５に記載の車両用電源制御装置。
7. 前記電気負荷には、車両の操舵状態に応じて起動する第１の電気負荷が含まれ、
   前記第１の電気負荷の作動の予兆となる情報は、道路形状である、請求項４又は５に記載の車両用電源制御装置。
8. 前記電気負荷には、車両の横加速度に応じて起動する第２の電気負荷が含まれ、
   前記第２の電気負荷の作動の予兆となる情報は、道路形状である、請求項４又は５に記載の車両用電源制御装置。
9. 前記電気負荷には、車両の制動状態に応じて起動する第３の電気負荷が含まれ、
   前記第３の電気負荷の作動の予兆となる情報は、ドライバーの制動操作部への付与負荷である、請求項４又は５に記載の車両用電源制御装置。
10. 前記電気負荷には、車両のエンジンの回転数に応じて起動する第４の電気負荷が含まれ、
    前記第４の電気負荷の作動の予兆となる情報は、エンジン回転数である、請求項４又は５に記載の車両用電源制御装置。
11. 車両に搭載され、起動要求から起動するまでの猶予期間が設定される複数の電気負荷と、
    前記電気負荷に対して電力を供給する給電手段とを備え、
    前記電気負荷のそれぞれに対する前記給電手段からの電力供給を、設定される猶予期間の残り時間の短い電気負荷から起動するように調整する、車両用電源制御装置であって、
    設定される猶予期間の長さは、前記電気負荷の作動の予兆となる情報に応じて変化し、
    前記電気負荷には、車両の操舵状態に応じて起動する第１の電気負荷が含まれ、
    前記第１の電気負荷の作動の予兆となる情報は、ドライバーの視線又は顔向きである、ことを特徴とする、車両用電源制御装置。
12. 車両に搭載され、起動要求から起動するまでの猶予期間が設定される複数の電気負荷と、
    前記電気負荷に対して電力を供給する給電手段とを備え、
    前記電気負荷のそれぞれに対する前記給電手段からの電力供給を、設定される猶予期間の残り時間の短い電気負荷から起動するように調整する、車両用電源制御装置であって、
    設定される猶予期間の長さは、前記電気負荷の作動の予兆となる情報に応じて変化し、
    前記電気負荷には、車両の操舵状態に応じて起動する第１の電気負荷が含まれ、
    前記第１の電気負荷の作動の予兆となる情報は、道路形状である、ことを特徴とする、車両用電源制御装置。
13. 前記第１の電気負荷は、電動パワーステアリング装置用モータである、請求項６，７，１１，１２のいずれか一項に記載の車両用電源制御装置。
14. 前記第２の電気負荷は、電動スタビリティコントロール装置用モータである、請求項８に記載の車両用電源制御装置。
15. 前記第３の電気負荷は、電動ブレーキ装置用モータである、請求項９に記載の車両用電源制御装置。
16. 前記第４の電気負荷は、二次空気供給装置である、請求項１０に記載の車両用電源制御装置。

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