JP7343414B2 - 車両用電力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用電力制御装置に関し、特に、車両に搭載される電気的負荷（以下、単に負荷と呼ぶ。）に対して車両の走行状況等に応じた優先度を設け、前記優先度に応じてバッテリや発電機から負荷に供給される電力を制御することで、乗員の満足度を高めつつ、車両の安全な走行を実現する車両用電力制御装置に関する。

従来の車両用負荷制御装置として、複数の負荷に対して同時に作動要求がされた際に、これらの負荷をデューティ制御するとともに、各デューティ出力を交互に行う制御により、これらの負荷を同時に作動させる装置が知られている。そして、車両用負荷制御装置では、デューティ比を乗員の作動要求の頻度に応じて変更することで、乗員の要求に対してより的確に応えることができる。

具体的には、車両用負荷制御装置では、車両の始動後、所定の時間内における各負荷の各スイッチがオン操作された回数をカウントし、それらのカウント数の差に応じてデューティ比を設定する。つまり、乗員のスイッチ操作の回数、言い換えると、作動要求頻度に応じて各負荷に優先度を設定し、各デューティ比の変更を制御することで、乗員の要望に応じて作動させる頻度の高い負荷を優先的に大きいデューティ比にて作動させることができる。その結果、車両用負荷制御装置では、乗員の要求に対してより的確に応えることで、乗員の満足度を高めることができる（例えば、特許文献１参照。）。

特開平０６－１０７０８９号公報

上述したように、従来の車両用負荷制御装置では、乗員のスイッチ操作の回数に応じて各負荷に優先度を設定し、各デューティ比の変更を制御している。この制御方法では、例えば、車両用空調装置では、乗員によっては、常時、操作スイッチをオン状態のまま維持し続ける場合もある。この場合には、乗員のスイッチ操作の回数は少なくなるため、実際には、車両用空調装置を常時使用し、その乗員にとっては優先度が高い状況であるにも関わらず、上記制御方法により、その優先度が低くなり、小さいデューティ比にて作動されることで、乗員の満足度を満たし難くなるという課題がある。

つまり、従来の車両用負荷制御装置の制御方法では、乗員のスイッチの操作方法次第ではあるが、乗員の要求が、スイッチ操作回数に反映されない場合もあり、より精度良く乗員の要求を反映した負荷の制御をし難いという課題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、車両に搭載される負荷に対して車両の走行状況等に応じた優先度を設け、前記優先度に応じてバッテリや発電機から負荷に供給される電力を制御することで、乗員の満足度を高めつつ、車両の安全な走行を実現する車両用電力制御装置を提供することにある。

本発明の請求項１に記載の車両用電力制御装置では、車両に搭載されたバッテリと、前記車両に搭載され、前記バッテリから供給される電力により稼働する負荷と、前記負荷の稼働時間を記憶する記憶手段と、前記車両の各種状況を測定するセンサと、前記稼働時間を用いて前記負荷の閾値を算出し、前記記憶手段へと前記閾値を記憶させる閾値算出手段と、前記閾値と前記センサによる現状の測定値とを比較し、前記負荷を稼働させる優先度を判定する優先度判定手段と、前記優先度に応じて前記負荷に供給する前記電力を調整する電力制御手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の車両用電力制御装置では、前記記憶手段は、前記車両の稼働毎に前記稼働時間を累積して記憶し、前記閾値算出手段は、前記車両の稼働毎に前記閾値を算出し、最新の前記閾値を前記記憶手段に記憶させることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載の車両用電力制御装置では、前記負荷は、前記電力制御手段による前記電力の調整を受けない第１グループと、前記電力制御手段による前記電力の調整を受ける第２グループとに分けられ、前記優先度判定手段は、前記第２グループに分けられた前記負荷の前記優先度を、少なくとも第１レベルと、前記第１レベルよりも先に前記電力の調整が行われる第２レベルとに判定することを特徴とする。

また、本発明の請求項４に記載の車両用電力制御装置では、前記バッテリの充電状態を検知するバッテリ状態検知手段と、を更に有し、前記バッテリ状態検知手段が、前記バッテリの電圧が第１の判定値より低下したと検知した場合には、前記電力制御手段が、前記第２グループの前記第２レベルと判定した前記負荷への前記電力の供給を停止または制限することを特徴とする。

また、本発明の請求項５に記載の車両用電力制御装置では、前記バッテリ状態検知手段が、前記バッテリの電圧が前記第１の判定値よりも低い第２の判定値より低下したと検知した場合には、前記電力制御手段が、前記第２グループの全ての前記負荷への前記電力の供給を停止することを特徴とする。

また、本発明の請求項６に記載の車両用電力制御装置では、前記車両の周辺の環境を認識する周辺環境認識手段と、を更に有し、前記周辺環境認識手段が、前記車両の危険を認識し、前記車両の乗員に対して警告を報知した場合には、前記電力制御手段が、前記第２グループの全ての前記負荷への前記電力の供給を停止することを特徴とする。

また、本発明の請求項７に記載の車両用電力制御装置では、前記センサは、温度センサであり、前記第２グループに含まれる前記負荷は、空調装置、ステアリングヒータまたはシートヒータであることを特徴とする。

また、本発明の請求項８に記載の車両用電力制御装置では、前記センサは、照度センサであり、前記第２グループに含まれる前記負荷は、外灯または室内灯であることを特徴とする。

また、本発明の請求項９に記載の車両用電力制御装置では、前記第１グループに含まれる前記負荷は、前記車両の走行、停止または操舵を制御する電子制御装置であることを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の車両用電力制御装置では、閾値算出手段が、負荷の稼働時間を用いて閾値を算出し、優先度判定手段が、上記閾値を用いて負荷を稼働させる優先度を判定する。その結果、上記閾値は、車両の乗員の各負荷の操作スイッチの操作回数ではなく、実際の稼働時間に起因して算出され、車両の乗員の要望を満たした値となることで、各負荷は、バッテリの状況に応じて供給電力が調整されるが、乗員の満足度を満たすことができる。

また、本発明の請求項２に記載の車両用電力制御装置では、閾値算出手段が、車両の稼働毎に閾値を累積して算出し、車両の乗員の要望に沿った閾値を更新することで、乗員の要望に沿って負荷の稼働状況を調整し、乗員の満足度を高めることができる。

また、本発明の請求項３に記載の車両用電力制御装置では、車両の走行、停止または操舵を制御する第１グループに属する負荷への電力の供給の制限は行わず、第２グループに属する負荷への電力の供給を選択的に行うことで、車両の安全な走行を実現しつつ、乗員の満足度を高めることができる。

また、本発明の請求項４に記載の車両用電力制御装置では、バッテリ状態検知手段が、バッテリの電圧の第１の判定値を検知した場合には、電力制御手段が、適宜、第２グループ内の負荷に対して電力の供給の調整を行うことで、乗員の要望に沿って負荷をコントロールし、乗員の満足度を高めることができる。

また、本発明の請求項５に記載の車両用電力制御装置は、バッテリ状態検知手段が、バッテリの電圧の第２の判定値を検知した場合には、電力制御手段が、第２グループ内の全ての負荷への電力の供給を停止することで、電力供給不足による、例えば、電動パワーステアリングや電動ブレーキの補助力が無くなる等の車両の制御不能状態を防止することができる。

また、本発明の請求項６に記載の車両用電力制御装置では、周辺環境認識手段が、車両の危険を認識し、乗員に対して危険を報知した場合には、電力制御手段が、第２グループ内の全ての負荷への電力の供給を停止することで、車両の危険をより確実に回避し易くすることができる。

また、本発明の請求項７に記載の車両用電力制御装置では、温度によって乗員の必要性が変わる負荷に対しては、閾値算出手段が、室温センサ等の温度センサを用いて閾値を算出することができる。

また、本発明の請求項８に記載の車両用電力制御装置では、照射量にて測定できる負荷に対しては、閾値算出手段が、照度センサを用いて閾値を算出することができる。

また、本発明の請求項９に記載の車両用電力制御装置では、負荷の第１グループには、車両の走行、停止または操舵を制御する電子制御装置が属することで、車両の安全な走行を実現することができる。

本発明の一実施形態である車両用電力制御装置の概要を示すブロック図である。 本発明の一実施形態である車両用電力制御装置の閾値算出手段の制御動作を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態である車両用電力制御装置の閾値算出手段による閾値の算出方法を説明する（Ａ）グラフ、（Ｂ）グラフである。 本発明の一実施形態である車両用電力制御装置の優先度判定手段による優先度の判定方法を説明するグラフである。 本発明の一実施形態である車両用電力制御装置のバッテリ状態検知手段による判定値を説明するグラフである。 本発明の一実施形態である車両用電力制御装置の制御動作を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態である車両用電力制御装置の緊急時における制御動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態に係る車両用電力制御装置１０を図面に基づき詳細に説明する。尚、本実施形態の説明の際には、同一の構成部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。

図１は、本実施形態の車両用電力制御装置１０の概要を示すブロック図である。

図１に示す如く、車両用電力制御装置１０は、主に、電源制御ユニット１１と、バッテリ１２と、バッテリセンサ１３と、複数の負荷１４～２１と、複数の負荷制御ユニット２２～２９と、照度センサ３０と、室温センサ３１と、外気温センサ３２と、上記複数の負荷１７～２１のオン動作やオフ動作を操作する各操作スイッチ３３と、車速センサ３４と、カメラ３５と、レーダ３６と、を備えている。また、電源制御ユニット１１は、例えば、閾値算出手段１１Ａと、優先度判定手段１１Ｂと、記憶手段１１Ｃと、電力制御手段１１Ｄと、バッテリ状態検知手段１１Ｅと、周辺環境認識手段１１Ｆと、を備えている。

負荷１４～１６は、主に、車両の走行、停止または操舵を制御する電子制御装置であり、例えば、負荷１４は、横滑り防止装置であり、負荷１５は、電動ブレーキであり、負荷１６は、電動パワーステアリングである。一方、負荷１７～２１は、主に、車両の乗員の快適性等を実現する電子制御装置であり、例えば、負荷１７は、空調装置であり、負荷１８は、ステアリングヒータであり、負荷１９は、シートヒータであり、負荷２０は、外灯であり、負荷２１は、室内灯である。

負荷１４～１６は、電力制御手段１１Ｄによる電力の供給の制限を受けない第１グループに属し、負荷１７～２１は、車両の走行状況等に応じて電力制御手段１１Ｄによる電力の供給の制限を受け、あるいは電力の供給が停止される第２グループに属している。尚、第１グループや第２グループに属する負荷は、上記負荷１４～２１に限定するものではなく、例えば、第１グループには、その他の負荷としてエアバッグ装置、衝突被害軽減ブレーキ装置等が属し、第２グループには、その他の負荷としてオーディオ装置等が属する場合でも良い。また、第１グループと第２グループへの負荷の振り分けは、車両の走行地域等に応じて任意の設計変更が可能である。

電源制御ユニット１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を有して構成され、車両制御のための各種の演算等を実行する電子制御ユニット（ＥＣＵ）である。

電源制御ユニット１１の閾値算出手段１１Ａは、車両の走行中において、照度センサ３０、室温センサ３１や操作スイッチ３３等を介して、第２グループに属する負荷１７～２１の車両の稼働毎に稼働時間を測定し、乗員が車両の購入後、最初に車両を稼働させた時点からの累積した稼働時間を記憶手段１１Ｃへと記憶させると共に、その累積した稼働時間を用いてそれぞれの負荷１７～２１の閾値を算出し、記憶手段１１Ｃへと記憶させる。

詳細は後述するが、例えば、空調装置である負荷１７の場合には、閾値算出手段１１Ａは、室温センサ３１を介して車室内の温度を測定し、各温度帯（１例として１６℃～１８℃等、２℃単位にて区分された温度帯）における負荷１７の稼働時間の累計時間を積算し、記憶手段１１Ｃへと記憶させる。そして、閾値算出手段１１Ａは、最も累積時間の長い温度帯の中央値を閾値として設定し、記憶手段１１Ｃへと記憶させる。

電源制御ユニット１１の優先度判定手段１１Ｂは、車両の走行等の稼働中において、第２グループに属する各負荷１７～２１毎に、照度センサ３０、室温センサ３１や操作スイッチ３３等を介して現状の車両の走行状態や車室内の状態等を測定し、その測定値を記憶手段１１Ｃへと記憶させる。そして、優先度判定手段１１Ｂは、各負荷１７～２１に対して、上記現状の測定値と記憶手段１１Ｃに記憶された最新の閾値と対比することで、各負荷１７～２１における優先度をそれぞれ判定する。

例えば、空調装置である負荷１７の場合には、優先度判定手段１１Ｂは、室温センサ３１を介して車室内の現在の温度を測定し、記憶手段１１Ｃに記憶した負荷１７の最新の閾値と対比する。そして、夏場の場合には、車室内の温度が、上記最新の閾値より低い場合には、負荷１７の優先度は低位として判定される。一方、車室内の温度が、上記最新の閾値より高い場合には、負荷１７の優先度は高位として判定される。尚、上記高位が、特許請求の範囲に記載の第１レベルに対応し、上記低位が、特許請求の範囲に記載の第２レベルに対応している。

電源制御ユニット１１の記憶手段１１Ｃは、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性メモリにて構成され、車両の制御に必要な各種データが記憶される。そして、上記各種データの一例として、上記した負荷１７～２１の累積した稼働時間、更新された閾値や現状の測定値等が記憶される。

電源制御ユニット１１の電力制御手段１１Ｄは、記憶手段１１Ｃに記憶された優先度に応じて、第２グループに属する各負荷１７～２１への電力の供給を調整する。具体的には、電源制御ユニット１１と負荷１７～２１との間には、それぞれ負荷制御ユニット２５～２９が配設されている。そして、電力制御手段１１Ｄは、各負荷制御ユニット２５～２９を制御することで、各負荷１７～２１への電力の供給を調整する。

例えば、負荷制御ユニット２５～２９は、電力制御手段１１Ｄの制御により、第２グループの各負荷１７～２１の優先度に応じて、各デューティ比を変更することで、各負荷１７～２１への電力の供給を調整する。また、各負荷制御ユニット２５～２９が、リレーを有する場合には、負荷制御ユニット２５～２９は、リレーをオフ状態へと切り替えることで、各負荷１７～２１への電力の供給を停止することもできる。尚、電源制御ユニット１１と負荷１４～１６との間にも、それぞれ負荷制御ユニット２２～２４が配設される。

電源制御ユニット１１のバッテリ状態検知手段１１Ｅは、バッテリセンサ１３を介してバッテリ１２の残容量、電圧、周辺温度、内部抵抗、電流等のバッテリ１２の状態を測定し、その測定値を記憶手段１１Ｃに記憶させる。そして、バッテリ状態検知手段１１Ｅでは、例えば、エンジンの稼働時における上記バッテリ１２の状態やアイドリングストップシステム（以下、「ＩＳＳ」と呼ぶ。）搭載車では、アイドリングストップ状態時のバッテリ１２の状態を測定し、記憶手段１１Ｃに記憶させる。

電源制御ユニット１１の周辺環境認識手段１１Ｆは、車速センサ３４、自車の前方や後方に設置されるカメラ３５やレーダ３６等を介して自車の周辺の走行環境を認識する。詳細は後述するが、周辺環境認識手段１１Ｆが、自車の衝突の可能性を認識し、プリクラッシュ警告を作動した場合には、電力制御手段１１Ｄの制御により、負荷制御ユニット２５～２９は、第２グループの負荷１７～２１への電力の供給を停止し、第１グループの負荷１４～１６への電力の供給に専念することで、より確実に自車の衝突等の危険を回避するために対応する。尚、自車の前方に配設されるカメラ３５は、例えば、自車の車室内部に於いてフロントガラス付近の上部に備えられたステレオカメラである。また、レーダ３６は、例えば、ミリ波レーダである。

次に、図２は、本実施形態の車両用電力制御装置１０の閾値算出手段１１Ａの制御動作の一例を説明するフローチャートである。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、本実施形態の車両用電力制御装置１０の閾値算出手段１１Ａによる閾値の算出方法を説明するグラフである。

図２では、閾値算出手段１１Ａが、空調装置である負荷１７の閾値を算出する制御動作の一例を示している。

ステップＳ１０において、運転手等の乗員が車両に搭乗し、乗員がイグニッションをオン操作すると、電源制御ユニット１１は、バッテリ１２、負荷制御ユニット２２～２９等を制御し、適宜、車両の各負荷１４～２１への電力の供給を開始する。

ステップＳ１１において、電源制御ユニット１１の閾値算出手段１１Ａは、現在、オン動作している負荷１４～２１があるか、否かを検知する。そして、ステップＳ１１のＹＥＳにおいて、負荷１７を操作する操作スイッチ３３がオン状態であり、閾値算出手段１１Ａが、負荷１７のオン動作を検出した場合には、ステップＳ１２において、閾値算出手段１１Ａは、室温センサ３１を介して車室内の初期温度を測定し、その測定値を記憶手段１１Ｃへと記憶させる。このとき、閾値算出手段１１Ａは、外気温センサ３２を介して車室外の初期温度を測定し、その測定値を記憶手段１１Ｃへと記憶させる場合でも良い。尚、ステップＳ１１のＮＯにおいて、閾値算出手段１１Ａが、負荷１７のオン動作を検出しない場合には、負荷１７のオン動作を検知するまで、定期的に負荷１７のオン動作の検知作業を繰り返す。

ステップＳ１３において、閾値算出手段１１Ａは、その後継続して室温センサ３１を介して車室内の温度を測定し、その測定値を記憶手段１１Ｃへと記憶させる。このとき、閾値算出手段１１Ａは、図３（Ａ）に示す如く、車室内の温度を、例えば、２℃の範囲にて区分し、各温度帯における負荷１７の稼働時間を測定し、その測定値を記憶手段１１Ｃへと記憶させる。そして、図示したように、最新の測定による稼働時間は、過去に測定され記憶されている稼働時間に対して累積して積算される。尚、図３（Ａ）では、横軸にて負荷１７の累積稼働時間（ｈ）を示し、縦軸にて車両の車室内温度（℃）を示している。

ステップＳ１４において、閾値算出手段１１Ａは、各温度帯での累積稼働時間を積算し、最も長い稼働時間の温度帯の中央値を閾値として算出し、記憶手段１１Ｃへと記憶させる。例えば、図示したように、閾値算出手段１１Ａは、１６℃～１８℃の温度帯での累積稼働時間が１６０時間程度にて最長であり、その温度帯の中央値である１７℃を閾値として算出する。

ステップＳ１５のＹＥＳにおいて、負荷１７を操作する操作スイッチ３３がオフ状態であり、閾値算出手段１１Ａが、負荷１７のオフ動作を検出した場合には、負荷１７の閾値を算出する作業を終了する。その後、ステップＳ１１へと戻り、再び、電源制御ユニット１１の閾値算出手段１１Ａは、現在、オン動作している負荷１４～２１があるか、否かを検知する。

一方、ステップＳ１５のＮＯにおいて、閾値算出手段１１Ａが、負荷１７のオフ動作を検出しない場合には、ステップＳ１２へと戻り、再び、負荷１７の閾値を算出する作業を行い、最新の閾値や負荷１７の累積した稼働時間を記憶手段１１Ｃへと記憶させる。

尚、乗員は、上述したステップＳ１１～Ｓ１５の任意のタイミングにて、イグニッションをオフ操作することで、車両の各負荷１４～２１への電力の供給が停止すると共に、上述した閾値算出手段１１Ａ等では、稼働時間等を記憶手段１１Ｃへと記憶させ、閾値の算出を終了する。

上述したように、閾値算出手段１１Ａによる閾値の算出方法としては、累積稼働時間を用いる場合に限定するものではない。図３（Ｂ）では、シートヒータである負荷１９の閾値の算出方法を示している。図３（Ｂ）では、横軸にて単位時間当たりの負荷１９の稼働割合（％）を示し、縦軸にて車両の車室内温度（℃）を示している。図示したように、車室内温度が、低温な程、負荷１９の稼働割合が高くなり、車室内温度が、高温になるにつれて負荷１９の稼働割合が低くなっている。そして、閾値算出手段１１Ａは、例えば、稼働割合が７５％程度となる８℃～１０℃の温度帯の中央値である９℃を閾値として算出する。尚、閾値の設定対象となる稼働割合は、車両の走行地域等を考慮して、任意の設計変更が可能である。

尚、図２では、負荷１７の場合における閾値の算出方法について説明したが、第２グループに属するその他の負荷１８～２１においても、同様な制御動作により閾値が算出され、記憶手段１１Ｃへと記憶される。このとき、負荷１７～１９に関しては、室温センサ３１が用いられ、負荷２０～２１に関しては、照度センサ３０が用いられる。

上述したように、閾値算出手段１１Ａでは、各負荷１７～２１の累積した稼働時間や稼働割合を用いてそれぞれの閾値を算出することで、乗員の要望に沿った閾値を算出することができる。例えば、乗員によっては、空調装置のオン状態や外灯のオート状態を常時維持する場合もあり、この場合においても、各負荷１７～２１の操作スイッチ３３の操作回数に起因することなく、より精度良く乗員の要望が反映された閾値を算出することができる。

次に、図４は、本実施形態の車両用電力制御装置１０の優先度判定手段１１Ｂの判定方法を説明するイメージ図である。

図４では、例えば、空調装置である負荷１７の場合において、閾値と車室内温度との関係を示し、横軸にて負荷の稼働時間（秒）を示し、縦軸にて車両の車室内温度（℃）を示している。図示したように、直線４１は負荷１７の閾値を示し、図３（Ａ）を用いて上述したように、１７℃である。一方、曲線４２は車室内温度を示し、測定開始後、稼働時間の経過に伴い上昇し、その後、閾値を挟んでその上下方向へと変化している。

そして、図４は、負荷１７としての空調装置を暖房として使用し、砂状のハッチングにて示す閾値よりも低温領域が、優先度判定手段１１Ｂにより、優先度が高位として判定される領域である。つまり、優先度判定手段１１Ｂでは、室温センサ３１を介して車室内温度を測定し、その測定値と上記閾値とを対比して、車室内温度が閾値である１７℃より低温の場合には、負荷１７の優先度を高位として判定し、１７℃以上の場合には、負荷１７の優先度を低位として判定する。

尚、優先度判定手段１１Ｂでは、暖房機能として用いられる負荷１８及び負荷１９も、上記暖房用としての負荷１７と同様に判定する。一方、冷房用としての負荷１７の場合には、上記説明とは逆に、車室内温度が閾値である１７℃より高温の場合には、負荷１７の優先度を高位として判定し、１７℃以下の場合には、負荷１７の優先度を低位として判定する。

また、外灯である負荷２０や室内灯である負荷２１では、図３（Ａ）を用いて上述した場合と同様に、閾値算出手段１１Ａが、照度センサ３０を介して測定された、例えば、数段階に区画された照度レベルに対して、それぞれ負荷２０，２１の稼働時間を累積して積算し、その累積した稼働時間を用いて閾値を算出する。そして、優先度判定手段１１Ｂが、照度センサ３０を介して測定される現状の測定値と閾値とを対比し、負荷２０，２１の優先度が判定される。

次に、図５は、本実施形態の車両用電力制御装置１０のバッテリ状態検知手段１１Ｅの判定値を説明するグラフである。

図示したように、上側のグラフでは、車両の走行中における消費電流（Ａ）の推移を示し、下側のグラフは、上側のグラフに対応し、バッテリ１２の電圧を示している。そして、上側のグラフでは、斜線のハッチングにて示す領域５１が、車両のイグニッションオン状態を維持するために使用される恒常的な負荷の消費電流であり、砂状のハッチングにて示す領域５２が、上記第２グループに属する負荷１７～２１の消費電流であり、白抜きにて示す領域５３が、上記第１グループに属する負荷１４～１６の消費電流である。

上側のグラフの紙面左側では、領域５１，５３にて示すように、恒常的な負荷及び第１グループの負荷１４～１６に電力が供給される状態時を示し、一点鎖線５４にて示すタイミングにて消費電流が最大となっている。そして、上記消費電流の最大のタイミングにて、バッテリ１２の電圧は、１２Ｖ程度あり、第１グループの負荷１４～１６への供給電力を調整する各負荷制御ユニット２２～２４が、完全停止には至らないレベルである。

一方、上側のグラフの紙面右側では、領域５１～５３にて示すように、恒常的な負荷、第２グループの負荷１７～２１及び第１グループの負荷１４～１６に電力が供給される状態時を示し、一点鎖線５５にて示すタイミングにて消費電流が最大となっている。そして、上記消費電流の最大のタイミングにて、バッテリ１２の電圧は、９．５Ｖ程度あり、第１グループの負荷制御ユニット２２～２４への十分な電圧の供給が出来ない恐れがあり、状況次第では、負荷制御ユニット２２～２４が、完全停止し、車両の走行に問題が生じる恐れがあるレベルである。

以上より、バッテリ状態検知手段１１Ｅでは、例えば、一点鎖線５６にて示すように、バッテリ１２の電圧として１１．５Ｖを第１の判定値とし、バッテリ状態検知手段１１Ｅが、第１の判定値を検知することで、負荷制御ユニット２５～２９を介して第２グループの負荷１７～２１への電力の供給の調整の判断を開始する。また、バッテリ状態検知手段１１Ｅでは、例えば、一点鎖線５７にて示すように、バッテリ１２の電圧として１０Ｖを第２の判定値とし、バッテリ状態検知手段１１Ｅが、第２の判定値を検知することで、負荷制御ユニット２５～２９を介して第２グループの負荷１７～２１への電力の供給を停止する判断を開始する。

つまり、バッテリ状態検知手段１１Ｅでは、第１及び第２の判定値と２段階に分けて、負荷制御ユニット２５～２９を介して第２グループの負荷１７～２１への電力の供給の調整を行うことで、第１グループの負荷１４～１６への電力の供給不足による、例えば、電動パワーステアリングや電動ブレーキの補助力が無くなる等の車両の制御不能状態を防止し、車両の安全な走行を実現することができる。

次に、図６は、本実施形態の車両用電力制御装置１０の制御動作を説明するフローチャートである。

ステップＳ２０において、運転手等の乗員が車両に搭乗し、乗員がイグニッションをオン操作すると、電源制御ユニット１１は、バッテリ１２、負荷制御ユニット２２～２９等を制御し、適宜、車両の各負荷１４～２１への電力の供給を開始する。

ステップＳ２１において、バッテリ状態検知手段１１Ｅは、バッテリセンサ１３を介して現在のバッテリ状態を検知する。そして、ステップＳ２２のＹＥＳにおいて、バッテリ状態検知手段１１Ｅが、バッテリ１２の電圧が第１の判定値よりも低下していると検知した場合には、ステップＳ２３において、優先度判定手段１１Ｂは、記憶手段１１Ｃから第２グループに属するそれぞれの負荷１７～２１の最新の閾値を取得する。

ステップＳ２４において、優先度判定手段１１Ｂは、各負荷１７～２１毎に、照度センサ３０や室温センサ３１等を介して、現在の照度レベルや車室内温度を測定し、その測定値を記憶手段１１Ｃへと記憶させる。そして、ステップＳ２５において、優先度判定手段１１Ｂは、各負荷１７～２１に対して、上記現状の測定値と記憶手段１１Ｃから取得した最新の閾値とを対比することで、各負荷１７～２１における優先度をそれぞれ判定する。

ステップＳ２６のＹＥＳにおいて、その優先度が高位と判定された負荷１７～２１に対しては、ステップＳ２７において、電力制御手段１１Ｄが、負荷制御ユニット２５～２９を制御し、引き続き供給する電力を維持する。一方、ステップＳ２６のＮＯにおいて、その優先度が低位と判定された負荷１７～２１に対しては、ステップＳ２８において、電力制御手段１１Ｄが、負荷制御ユニット２５～２９を制御し、供給する電力を調整する。

ステップＳ２９において、バッテリ状態検知手段１１Ｅは、再び、バッテリセンサ１３を介して現在のバッテリ状態を検知する。そして、ステップＳ２９のＹＥＳにおいて、バッテリ状態検知手段１１Ｅが、バッテリ１２の電圧が第２の判定値よりも低下していると検知した場合には、ステップＳ３０において、電力制御手段１１Ｄが、負荷制御ユニット２５～２９を制御し、第２グループに属する全ての負荷１７～２１に供給する電力を停止する。尚、ステップＳ２９のＮＯにおいて、バッテリ状態検知手段１１Ｅが、バッテリ１２の電圧が第２の判定値よりも回復していると検知した場合には、ステップＳ２２へと戻り、上述した制御動作を繰り返す。

ステップＳ３１において、バッテリ状態検知手段１１Ｅが、バッテリ１２の電圧が第２の判定値よりも回復していると検知することで、ステップＳ２９へと戻り、上述した制御動作を繰り返す。

尚、乗員は、上述したステップＳ２１～Ｓ３１の任意のタイミングにて、イグニッションをオフ操作することで、車両の各負荷１４～２１への電力の供給が停止すると共に、上述した制御動作が終了する。

上述したように、車両用電力制御装置１０の優先度判定手段１１Ｂでは、車両の走行環境等、例えば、車室内の空調温度、シート温度や外灯の使用状況等に沿って、第２グループの負荷１７～２１の優先度を判定し、その優先度に従い、必要に応じて負荷１７～２１への電力の供給を調整する。また、車両用電力制御装置１０では、少なくとも２段階のバッテリ１２の判定値を用いて、負荷１７～２１への電力の供給を調整しながら、バッテリ１２の電圧を調整する。この制御方法により、出来る限り乗員の要望に沿って負荷１７～２１を稼働させながら、バッテリ１２の電圧を車両の安全走行が可能な範囲に維持することができる。

更には、閾値算出手段１１Ａは、車両の走行が行われる毎に、負荷１７～２１の稼働時間を取得し、新たな閾値を算出し、記憶手段１１Ｃに記憶させ、優先度判定手段１１Ｂでは、上記最新の閾値を用いて負荷１７～２１の優先度を判定する。この制御方法により、バッテリ１２の電圧に応じて負荷１７～２１への電力の供給の調整は必要となるが、上記最新の閾値は、乗員の要望がより反映された値となり、乗員の満足度を満たすことができる。

次に、図７は、本実施形態の車両用電力制御装置１０の制御動作を説明するフローチャートであり、周辺環境認識手段１１Ｆによるプリクラッシュ作動による警告時における制御動作である。尚、図７の制御動作においても、ステップＳ４０とステップＳ４１との間にて、図６を用いて説明した制御動作が行われているため、ここでは、上述した説明を参照し、繰り返しの説明は省略する。

ステップＳ４０において、運転手等の乗員が車両に搭乗し、乗員がイグニッションをオン操作すると、電源制御ユニット１１は、バッテリ１２、負荷制御ユニット２２～２９等を制御し、適宜、車両の各負荷１４～２１への電力の供給を開始する。

ステップＳ４１において、周辺環境認識手段１１Ｆは、車速センサ３４、カメラ３５やレーダ３６等を介して自車の周辺環境、例えば、他車との車間距離や他車、通行人等の障害物の存在等を認識する。

ステップＳ４２において、周辺環境認識手段１１Ｆが、自車の前方に衝突の可能性を有する他車や通行人等の障害物を発見する。そして、ステップＳ４２のＹＥＳにおいて、周辺環境認識手段１１Ｆが、上記障害物の回避が困難である可能性があると判断し、プリクラッシュ作動により乗員に対して警告を報知した場合には、ステップＳ４３において、電力制御手段１１Ｄが、負荷制御ユニット２５～２９を制御し、第２グループに属する全ての負荷１７～２１に供給する電力を停止する。尚、ステップＳ４２のＮＯにおいて、周辺環境認識手段１１Ｆが、上記障害物を回避可能であると判断した場合には、プリクラッシュ作動により乗員に対して警告を報知することなく、ステップＳ４１へと戻り、上述した制御動作を繰り返す。

ステップＳ４４において、周辺環境認識手段１１Ｆが、自車の上記障害物への衝突の回避を認識し、ステップＳ４５において、バッテリ状態検知手段１１Ｅが、バッテリ１２の電圧が第２の判定値よりも回復していると検知すると、ステップＳ４６において、電力制御手段１１Ｄが、負荷制御ユニット２５～２９を制御し、負荷１７～２１に電力の供給を再開し、負荷１７～２１の稼働状態をステップＳ４３にて全停止する前の状態へと戻す。その後、ステップＳ４１へと戻り、上述した制御動作を繰り返す。

尚、乗員は、上述したステップＳ４１～Ｓ４６の任意のタイミングにて、イグニッションをオフ操作することで、車両の各負荷１４～２１への電力の供給が停止すると共に、上述した制御動作が終了する。

上述したように、車両用電力制御装置１０では、周辺環境認識手段１１Ｆが自車と他車との衝突の可能性を認識し、プリクラッシュ作動による警告を報知した場合には、電力制御手段１１Ｄが、第２グループに属する全ての負荷１７～２１に供給する電力を停止することで、第１グループに属する全ての負荷１４～１６への電力の供給へと専念することができる。この制御方法により、バッテリ１２の電圧不足により、負荷１４～１６への電力の供給が不足し、車両の走行、停止または操舵の制御が悪化することを防止し、車両の安全な走行を実現することができる。

尚、本実施形態では、車両がエンジンにて走行する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、ＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）やＰＨＥＶ（Ｐｌｕｇ－ｉｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等のように、車両がモータにて走行する場合や車両がエンジンとモータにて走行する場合においても同様な効果を得ることができる。

また、優先度判定手段１１Ｂでは、第２グループに属する各負荷１７～２１の優先度を高位と低位の２つのレベルに判定する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、第２グループに属する各負荷１７～２１の優先度を高位、中位、低位の３つのレベルに判定する場合でも良く、あるいは、４つ以上のレベルに判定する場合も良い。

また、記憶手段１１Ｃは、乗員が最初に車両の稼働させた時点からの負荷の稼働時間を累積して記憶し、閾値算出手段１１Ａは、上記累積した稼働時間を用いて、各稼働毎に閾値を算出する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、乗員が、引っ越しを行い車両の走行環境が変化した場合等、乗員の要望に応じて、上記累積した稼働時間を一度リセットし、記憶手段１１Ｃは、リセット後から新たに稼働時間を累積して記憶すると共に、閾値算出手段１１Ａは、上記新たな累積した稼働時間を用いて、閾値を算出する場合でも良い。

また、閾値算出手段１１Ａは、各車両に対して共通の閾値を算出する場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、顔認証システムやスマートアクセスキー等を利用して、閾値算出手段１１Ａは、ドライバ毎に個別の閾値を算出し、記憶手段１１Ｃへと記憶させる場合でも良い。そして、優先度判定手段１１Ｂでは、上記ドライバを識別することで、ドライバ毎に個別の閾値を用いて上述した制御方法を実施する場合でも良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲にて種々の変更が可能である。

１０ 車両用電力制御装置
１１ 電源制御ユニット
１１Ａ 閾値算出手段
１１Ｂ 優先度判定手段
１１Ｃ 記憶手段
１１Ｄ 電力制御手段
１１Ｅ バッテリ状態検知手段
１１Ｆ 周辺環境認識手段
１２ バッテリ
１３ バッテリセンサ
１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１ 負荷
２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９ 負荷制御ユニット
３０ 照度センサ
３１ 室温センサ
３２ 外気温センサ
３３ 操作スイッチ
３４ 車速センサ
３５ カメラ
３６ レーダ
５１，５２，５３ 領域

Claims (9)

1. 車両に搭載されたバッテリと、
   前記車両に搭載され、前記バッテリから供給される電力により稼働する負荷と、
   前記負荷の稼働時間を記憶する記憶手段と、
   前記車両の各種状況を測定するセンサと、
   前記稼働時間を用いて前記負荷の閾値を算出し、前記記憶手段へと前記閾値を記憶させる閾値算出手段と、
   前記閾値と前記センサによる現状の測定値とを比較し、前記負荷を稼働させる優先度を判定する優先度判定手段と、
   前記優先度に応じて前記負荷に供給する前記電力を調整する電力制御手段と、を備えることを特徴とする車両用電力制御装置。
2. 前記記憶手段は、前記車両の稼働毎に前記稼働時間を累積して記憶し、
   前記閾値算出手段は、前記車両の稼働毎に前記閾値を算出し、最新の前記閾値を前記記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項１に記載の車両用電力制御装置。
3. 前記負荷は、前記電力制御手段による前記電力の調整を受けない第１グループと、前記電力制御手段による前記電力の調整を受ける第２グループとに分けられ、
   前記優先度判定手段は、前記第２グループに分けられた前記負荷の前記優先度を、少なくとも第１レベルと、前記第１レベルよりも先に前記電力の調整が行われる第２レベルとに判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用電力制御装置。
4. 前記バッテリの充電状態を検知するバッテリ状態検知手段と、を更に有し、
   前記バッテリ状態検知手段が、前記バッテリの電圧が第１の判定値より低下したと検知した場合には、前記電力制御手段が、前記第２グループの前記第２レベルと判定した前記負荷への前記電力の供給を停止または制限することを特徴とする請求項３に記載の車両用電力制御装置。
5. 前記バッテリ状態検知手段が、前記バッテリの電圧が前記第１の判定値よりも低い第２の判定値より低下したと検知した場合には、前記電力制御手段が、前記第２グループの全ての前記負荷への前記電力の供給を停止することを特徴とする請求項４に記載の車両用電力制御装置。
6. 前記車両の周辺の環境を認識する周辺環境認識手段と、を更に有し、
   前記周辺環境認識手段が、前記車両の危険を認識し、前記車両の乗員に対して警告を報知した場合には、前記電力制御手段が、前記第２グループの全ての前記負荷への前記電力の供給を停止することを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の車両用電力制御装置。
7. 前記センサは、温度センサであり、
   前記第２グループに含まれる前記負荷は、空調装置、ステアリングヒータまたはシートヒータであることを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の車両用電力制御装置。
8. 前記センサは、照度センサであり、
   前記第２グループに含まれる前記負荷は、外灯または室内灯であることを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の車両用電力制御装置。
9. 前記第１グループに含まれる前記負荷は、前記車両の走行、停止または操舵を制御する制御装置であることを特徴とする請求項３から請求項８のいずれか１項に記載の車両用電力制御装置。

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