JP5577973B2 - 車両用電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン駆動車、ハイブリッド車及び電気自動車に使用され、バッテリを備え、バッテリにより車載負荷群に給電するように構成してある車両用電源装置に関するものである。

近年、車両に搭載される電気負荷の種類及びそれらの消費電力は、飛躍的に増加する傾向にある。また、負荷の駆動を機械的な接続に頼らず、電気信号によって制御する傾向もあり、消費電力は益々増加している。

特許文献１には、車載電装機器のうち停車又は設定車速以下では作動が不要なものに対し、車速が設定値以下の場合は電力の供給を停止させ、車速が設定値を超えた場合には電力を供給して、停車又は低速走行中のバッテリの消耗を節減するように構成された車両用電源装置が開示されている。

特開平７−２５７２９６号公報

上述したように、車両に搭載される電気負荷の種類及びそれらの消費電力は増加しているが、これらの電気負荷の中には、セキュリティ機能や走行補助機能等、一定の条件下でのみ（駐車中のみ、高速走行中のみ等）作動すればよいものがある。これらは、作動していなくても電力を消費しており、燃費の悪化、及び走行可能距離の短縮（電気自動車の場合）の原因となるという問題がある。
このような問題に対して、特許文献１に車両用電源装置が開示されているが、これは、主に低速走行時及び停車時のバッテリ上がり防止を目的としたものであり、通常走行時は考慮されておらず、走行中に必要でない負荷への電力供給は継続されている。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、ユーザにとって必要でない電気負荷が使用され難く、バッテリの消耗を抑制し、燃費の向上、及び走行可能距離の延長（電気自動車の場合）を図ることができる車両用電源装置を提供することを目的とする。

第１発明に係る車両用電源装置は、バッテリを備え、該バッテリにより車載負荷群に給電するように構成してある車両用電源装置において、車両の速度を検出する車速検出器から車速値を受付ける受付手段と、該受付手段が受付けた車速値Ｖが所定車速値Ｖ１以上であるか否かを判定する判定手段と、該判定手段がＶ１以上であると判定したときに、前記車載負荷群中の１又は複数の所定の車載負荷を含む負荷群への給電を停止する停止手段と、前記受付手段が受付けた車速値Ｖが、第２車速値Ｖ２（＞Ｖ１）以下であるか否かを判定する第２判定手段と、該第２判定手段がＶ２以下であると判定したときに、前記負荷群を除く１又は複数の所定の車載負荷を含む第２負荷群への給電を停止する第２停止手段とを備えることを特徴とする。

この車両用電源装置では、バッテリにより車載負荷群に給電するように構成してある。受付手段が、車両の速度を検出する車速検出器から車速値を受付け、判定手段が、受付手段が受付けた車速値Ｖが所定車速値Ｖ１以上であるか否かを判定する。判定手段がＶ１以上であると判定したときに、停止手段が、車載負荷群中の１又は複数の所定の車載負荷を含む負荷群への給電を停止する。第２判定手段が、受付手段が受付けた車速値Ｖが、第２車速値Ｖ２（＞Ｖ１）以下であるか否かを判定し、第２判定手段がＶ２以下であると判定したときに、第２停止手段が、前記負荷群を除く１又は複数の所定の車載負荷を含む第２負荷群への給電を停止する。

第２発明に係る車両用電源装置は、前記受付手段が受付けた車速値Ｖが、第３車速値Ｖ３（＞Ｖ２）以上であるか否かを判定する第３判定手段と、該第３判定手段がＶ３以上であると判定したときに、前記負荷群及び第２負荷群を除く１又は複数の所定の車載負荷を含む第３負荷群への給電を停止する第３停止手段とを更に備えることを特徴とする。

この車両用電源装置では、第３判定手段が、受付手段が受付けた車速値Ｖが、第３車速値Ｖ３（＞Ｖ２）以上であるか否かを判定し、第３判定手段がＶ３以上であると判定したときに、第３停止手段が、前記負荷群及び第２負荷群を除く１又は複数の所定の車載負荷を含む第３負荷群への給電を停止する。

第３発明に係る車両用電源装置は、前記受付手段が受付けた車速値Ｖが、０以上Ｖ１未満であるか否かを判定する第４判定手段と、該第４判定手段が０以上Ｖ１未満であると判定したときに、前記負荷群、第２負荷群及び第３負荷群を除く１又は複数の車載負荷への給電を停止する第４停止手段とを更に備えることを特徴とする。

この車両用電源装置では、第４判定手段が、受付手段が受付けた車速値Ｖが、０以上Ｖ１未満であるか否かを判定し、第４判定手段が０以上Ｖ１未満であると判定したときに、第４停止手段が、前記負荷群、第２負荷群及び第３負荷群を除く１又は複数の車載負荷への給電を停止する。

本発明に係る車両用電源装置によれば、ユーザにとって必要でない電気負荷が使用され難く、バッテリの消耗を抑制し、燃費の向上、及び走行可能距離の延長（電気自動車の場合）を図ることができる車両用電源装置を実現することができる。

本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す車両用電源装置の動作を示すフローチャートである。 図１に示す車両用電源装置の動作を示すタイミングチャートである。

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
この車両用電源装置は、エンジン１に連動してオルタネータ（車載発電機、交流発電機）２が発電する。発電された電力は、オルタネータ２内で直流に変換され、バッテリ（鉛蓄電池）３に与えられる。また、オルタネータ２が発電した電力、及びバッテリ３が出力した電力は、電源制御装置８を経由して、車両に搭載された車載負荷群に与えられる。
車載負荷群は、それぞれ１又は複数の車載負荷を含む第１負荷グループＧ１、第２負荷グループＧ２、第３負荷グループＧ３及び第４負荷グループＧ４にグループ分けされている。

電源制御装置８は、イグニッションスイッチ４及びアクセサリスイッチ５の各オン信号が与えられる制御部９と、バッテリ３と第１負荷グループＧ１、第２負荷グループＧ２、第３負荷グループＧ３及び第４負荷グループＧ４との間をそれぞれ接続／遮断する遮断回路１０，１１，１２，１３とを備えている。
制御部９には、車速を検出する車速検出器６から車速信号、及びシフトレバーの位置を検出するシフト位置検出器７からシフト位置信号が与えられる。

遮断回路１０〜１３と第１負荷グループＧ１〜第４負荷グループＧ４の各負荷との間には、それぞれのヒューズが接続されている。
制御部９は、与えられた車速信号、シフト位置信号、並びにイグニッションスイッチ４及びアクセサリスイッチ５の各オン信号に基づき、遮断回路１０〜１３の遮断／接続をそれぞれ制御する。

尚、第１負荷グループ（第３負荷群）Ｇ１は、従来はアクセサリスイッチ５及びイグニッションスイッチ４のオン／オフに関係なく、バッテリ３から電源を与えられているが、本実施の形態では、例えば車速５０ｋｍ／ｈ以上で給電停止状態とされる車載負荷群である。第１負荷グループＧ１には、例えば、スマートエントリＥＣＵ、イモビライザ、セルフパワーサイレン、ガラスブレークセンサ、パワーバックドア、パワースライドドア、メモリシートコントロール、パーキングアシストが含まれる。

第２負荷グループＧ２は、従来はイグニッションスイッチ４がオンであるときに、バッテリ３から電源を与えられているが、本実施の形態では、シフト位置がＲ（リア、バック、後退）以外で給電停止状態とされる車載負荷群である。第２負荷グループＧ２には、例えば、シフト位置がＲになると、バックカメラの映像が映る機能を有するＥＣミラーであるルームミラーが含まれる。

第３負荷グループ（負荷群）Ｇ３は、従来はイグニッションスイッチ４がオンであるときに、バッテリ３から電源を与えられているが、本実施の形態では、例えば車速５ｋｍ／ｈ以上で給電停止状態とされる車載負荷群である。第３負荷グループＧ３には、例えば、シフトロックが含まれる。
第４負荷グループ（第２負荷群）Ｇ４は、従来はイグニッションスイッチ４がオンであるときに、バッテリ３から電源を与えられているが、本実施の形態では、例えば車速２０ｋｍ／ｈ以下で給電停止状態とされる車載負荷群である。第４負荷グループＧ３には、例えば、クルーズコントロールが含まれる。

以下に、このような構成の本発明に係る車両用電源装置の動作を、それを示す図２のフローチャートを参照しながら説明する。
電源制御装置８の制御部９は、先ず、初期状態として、遮断回路１０をオンにして（接続して）、第１負荷グループＧ１を給電状態とし、遮断回路１１，１２，１３をオフにして（遮断して）、第２〜４負荷グループＧ２，Ｇ３，Ｇ４を給電停止状態とする（Ｓ１）。
制御部９は、次に、イグニッションスイッチ４からそのオン信号を受信しているか否かを判定し（Ｓ２）、オン信号を受信していなければ、遮断回路１０オン、第１負荷グループＧ１給電状態、遮断回路１１，１２，１３オフ、第２〜４負荷グループＧ２，Ｇ３，Ｇ４給電停止状態の初期状態を保持する（Ｓ１）。

制御部９は、イグニッションスイッチ４からそのオン信号を受信していれば（Ｓ２）、遮断回路１０，１２をオンにして（接続にして）、第１，３負荷グループＧ１，Ｇ３を給電状態とし、遮断回路１１，１３をオフにして（遮断して）、第２，４負荷グループＧ２，Ｇ４を給電停止状態とする（Ｓ３）。
制御部９は、次に、シフト位置検出器７からシフト位置信号を読込み（Ｓ４）、シフト位置がＲ（バック、後退）であるか否かを判定する（Ｓ５）。

制御部９は、シフト位置がＲであれば（Ｓ５）、遮断回路１０〜１２をオンにして、第１，２，３負荷グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３を給電状態とし、遮断回路１３をオフにして、第４負荷グループＧ４を給電停止状態とする（Ｓ７）。次いで、制御部９は、シフト位置検出器７からシフト位置信号を読込む（Ｓ４）。
制御部９は、シフト位置がＲでなければ（Ｓ５）、遮断回路１１をオフにして、第２負荷グループＧ２を給電停止状態とする（Ｓ９）。次いで、制御部９は、車速検出器６から車速値Ｖを読込み（Ｓ１１）、読込んだ車速値Ｖが、０≦Ｖ＜Ｖ１（例えば５ｋｍ／ｈ）であるか否かを判定する（Ｓ１３）。

制御部９は、読込んだ車速値Ｖが、０≦Ｖ＜Ｖ１であれば（Ｓ１３）、遮断回路１０，１２をオンにして、第１，３負荷グループＧ１，Ｇ３を給電状態とし、遮断回路１３をオフにして、第４負荷グループＧ４を給電停止状態とする（Ｓ１５）。
制御部９は、次に、イグニッションスイッチ４からそのオン信号を受信しているか否かを判定する（Ｓ２）。

制御部９は、読込んだ車速値Ｖが、０≦Ｖ＜Ｖ１でなければ（Ｓ１３）、読込んだ車速値Ｖが、Ｖ１≦Ｖ≦Ｖ２（例えば２０ｋｍ／ｈ）であるか否かを判定する（Ｓ１７）。
制御部９は、読込んだ車速値Ｖが、Ｖ１≦Ｖ≦Ｖ２であれば（Ｓ１７）、遮断回路１０をオンにして、第１負荷グループＧ１を給電状態とし、遮断回路１２，１３をオフにして、第３，４負荷グループＧ３，Ｇ４を給電停止状態とする（Ｓ１９）。次いで、制御部９は、車速検出器６から車速値Ｖを読込む（Ｓ１１）。

制御部９は、読込んだ車速値Ｖが、Ｖ１≦Ｖ≦Ｖ２でなければ（Ｓ１７）、読込んだ車速値Ｖが、Ｖ２＜Ｖ＜Ｖ３（例えば５０ｋｍ／ｈ）であるか否かを判定する（Ｓ２１）。
制御部９は、読込んだ車速値Ｖが、Ｖ２＜Ｖ＜Ｖ３であれば（Ｓ２１）、遮断回路１０，１３をオンにして、第１，４負荷グループＧ１，Ｇ４を給電状態とし、遮断回路１２をオフにして、第３負荷グループＧ３を給電停止状態とする（Ｓ２３）。次いで、制御部９は、車速検出器６から車速値Ｖを読込む（Ｓ１１）。

制御部９は、読込んだ車速値Ｖが、Ｖ２＜Ｖ＜Ｖ３でなければ（Ｓ２１）、つまり、Ｖ３≦Ｖであれば、遮断回路１３をオンにして、第４負荷グループＧ４を給電状態とし、遮断回路１０，１２をオフにして、第１，３負荷グループＧ１，Ｇ３を給電停止状態とする（Ｓ２５）。次いで、制御部９は、車速検出器６から車速値Ｖを読込む（Ｓ１１）。

以上のような動作により、例えば、図３Ａに示すように、車速を０ｋｍ／ｈから５０ｋｍ／ｈ超迄徐々に加速して暫時走行し、その後、０ｋｍ／ｈ迄徐々に減速した場合、第１〜４負荷グループＧ１〜Ｇ４の給電状態は、図３Ｂ〜３Ｅのタイミングチャートに示すようになる。
つまり、第１負荷グループＧ１は、図３Ｂに示すように、アクセサリスイッチ５及びイグニッションスイッチ４のオン／オフに関係なく、バッテリ３から電源を与えられるが、車速５０ｋｍ／ｈ以上では給電停止状態とされる。
第１負荷グループＧ１のスマートエントリＥＣＵ、イモビライザ、セルフパワーサイレン、ガラスブレークセンサ、パワーバックドア、パワースライドドア、メモリシートコントロール、パーキングアシストは、高速走行時には必要ではない。

第２負荷グループＧ２は、図３Ｃに示すように、シフト位置がＲ（リア、バック、後退）のときのみ給電される。
第２負荷グループＧ２の、シフト位置がＲになると、バックカメラの映像が映るルームミラー（ＥＣミラー）は、シフト位置がＲ以外では給電は必要ない。

第３負荷グループＧ３は、図３Ｄに示すように、イグニッションスイッチ４がオンであるときに、バッテリ３から電源を与えられるが、車速５ｋｍ／ｈ以上で給電停止状態とされる。
第３負荷グループＧ３の、ブレーキペダルを踏んだ停止状態からでなければ「パーキング」から他のシフト位置への切り替え操作ができないシフトロックは、走行時には必要でない。

第４負荷グループＧ４は、図３Ｅに示すように、イグニッションスイッチ４がオンであるときに、バッテリ３から給電可能となるが、車速２０ｋｍ／ｈ以下では給電停止状態とされる。第４負荷グループＧ３の、アクセルペダルを踏み続けることなくセットした速度を維持するクルーズコントロールは、低速走行時には必要でない。
尚、本実施の形態では、エンジン駆動車について説明しているが、本発明は、バッテリを搭載するハイブリッド車及び電気自動車にも適用可能であることは言うまでもない。

１ エンジン
２ オルタネータ
３ バッテリ
４ イグニッションスイッチ
６ 車速検出器
７ シフト位置検出器
８ 電源制御装置
９ 制御部（受付手段、判定手段、第２〜４判定手段）
１０ 遮断回路（第３停止手段）
１１ 遮断回路（第４停止手段）
１２ 遮断回路（停止手段）
１３ 遮断回路（第２停止手段）
Ｇ１ 第１負荷グループ（第３負荷群）
Ｇ２ 第２負荷グループ
Ｇ３ 第３負荷グループ（負荷群）
Ｇ４ 第４負荷グループ（第２負荷群）

Claims (3)

1. バッテリを備え、該バッテリにより車載負荷群に給電するように構成してある車両用電源装置において、
   車両の速度を検出する車速検出器から車速値を受付ける受付手段と、該受付手段が受付けた車速値Ｖが所定車速値Ｖ１以上であるか否かを判定する判定手段と、該判定手段がＶ１以上であると判定したときに、前記車載負荷群中の１又は複数の所定の車載負荷を含む負荷群への給電を停止する停止手段と、前記受付手段が受付けた車速値Ｖが、第２車速値Ｖ２（＞Ｖ１）以下であるか否かを判定する第２判定手段と、該第２判定手段がＶ２以下であると判定したときに、前記負荷群を除く１又は複数の所定の車載負荷を含む第２負荷群への給電を停止する第２停止手段とを備えることを特徴とする車両用電源装置。
2. 前記受付手段が受付けた車速値Ｖが、第３車速値Ｖ３（＞Ｖ２）以上であるか否かを判定する第３判定手段と、該第３判定手段がＶ３以上であると判定したときに、前記負荷群及び第２負荷群を除く１又は複数の所定の車載負荷を含む第３負荷群への給電を停止する第３停止手段とを更に備える請求項１記載の車両用電源装置。
3. 前記受付手段が受付けた車速値Ｖが、０以上Ｖ１未満であるか否かを判定する第４判定手段と、該第４判定手段が０以上Ｖ１未満であると判定したときに、前記負荷群、第２負荷群及び第３負荷群を除く１又は複数の車載負荷への給電を停止する第４停止手段とを更に備える請求項２記載の車両用電源装置。

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