JPH06107089A - 車両用負荷制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の負荷に同時に作動要求があった場合に
も、各負荷を比較的迅速に作動させてその作動状態を確
保することができ、しかも省電力化を図ることができる
車両用負荷制御装置提供する。 【構成】 複数の車載電装品に対する給電制御を行う高
電圧化コントロールユニット２０を備え、該コントロー
ルユニットは、複数の負荷(ヒーテッドウインド２４と
リヤ熱線２５)が同時に作動要求された際には、これら
複数の負荷をデューティ制御するとともに、各デューテ
ィ出力が交互に出力されるように制御することを特徴と
し、また、各負荷に対する乗員の作動要求の頻度(各ス
イッチのＯＮ回数)に応じて各負荷に優先度を設定し、
各負荷のデューティ比を変更するように制御することを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両用負荷制御装
置、特に、複数の車載電装品に対する給電制御を行うこ
とができるようにした車両用負荷制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、近年、自動車等の車両に
搭載される電装品の種類および数量は飛躍的に増大して
おり、今後においてもますます増加する傾向にある。一
方、車両内に備えられた発電装置および蓄電装置による
給電量には自ずから限度がある。従って、各電装品に対
して効率の良い給電制御を行い、省電力化を図ることが
求められている。

【０００３】この点に関して、例えば、特開昭６１−５
４３３６号公報では、複数ステップの動作モードを有す
る車両用電気負荷について、走行状態にある車両が走行
停止した場合には、当該負荷の動作モードを１ステップ
下げるように制御することにより、当該車両用負荷に対
する無駄な通電を防止することが提案されている。ま
た、複数の電気負荷に対する給電制御を行う場合、各負
荷に対しその必要度の高さ等に応じて予め作動の優先順
位を定めておき、これら複数の負荷に対して同時に作動
要求があった場合には、この優先順位に従って作動させ
るようにすることが考えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、単に優先順位に従って作動させるだけでは、特
に、優先順位の低い電装品については、乗員が操作スイ
ッチをＯＮして作動させようとしても、これより優先順
位が高い電装品にも同時に作動要求がされている場合に
は、この優先順位の高いものへの給電が終わるまでは作
動が制限されることとなり、タイムリーにその機能を発
揮することができず、乗員の要求に対して満足に応える
ことができないという問題があった。また、優先順位を
設定するにしても、その時々の状況によって各負荷の作
動に対する必要度が異なる場合があり、これを固定的に
設定したのでは、やはり乗員の要求を満たすことができ
ないという問題もあった。

【０００５】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
もので、複数の負荷に同時に作動要求があった場合に
も、各負荷を比較的迅速に作動させてその作動状態を確
保することができ、しかも省電力化を図ることができる
車両用負荷制御装置提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため、本願の第１の
発明は、複数の車載電装品に対する給電制御を行う制御
ユニットを備え、該制御ユニットは、複数の負荷が同時
に作動要求された際には、これら複数の負荷をデューテ
ィ制御するとともに、各デューティ出力が交互に出力さ
れるように制御することを特徴としたものである。

【０００７】また、本願の第２の発明は、上記第１の発
明において、上記制御ユニットは、各負荷に対する乗員
の作動要求の頻度に応じて各負荷に優先度を設定し、各
負荷のデューティ比を変更するように制御することを特
徴としたものである。

【０００８】

【発明の効果】本願の第１の発明によれば、複数の負荷
が同時に作動要求された際には、これら複数の負荷をデ
ューティ制御するとともに、各デューティ出力が交互に
出力されるように制御するので、作動要求された全ての
負荷を交互に出力されるデューティ出力で同時に作動さ
せることができる。従って、単に優先順位に従って作動
制御される場合のように、特定の(優先順位が低い)負荷
について、作動要求があってから実際に作動開始するま
でに著しい時間遅れが生じることがなくなる。また、各
負荷に対する給電量のトータルも制限することができ
る。すなわち、複数の負荷に対して同時に作動要求があ
った場合でも、各負荷を比較的迅速に作動させてその作
動状態を確保することができ、しかも省電力化を図るこ
とができる。

【０００９】また、本願の第２の発明によれば、基本的
には、上記第１の発明と同様の効果を奏することがで
き、しかも、その上、各負荷に対する乗員の作動要求の
頻度に応じて、各負荷に優先度を設定し、各負荷のデュ
ーティ比を変更するように制御するので、乗員の作動要
求の頻度、すなわち、その状況において作動させる必要
度が高い負荷が、優先的に大きいデューティ比で作動さ
せられるようにすることができ、乗員の要求に対してよ
り的確に応えることができる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を、添付図面に基い
て詳細に説明する。図１は本実施例に係る車両用給電装
置の全体構成図であるが、この図において、１は１２Ｖ
電圧の低電圧系の車載バッテリ、２は１２Ｖの低電圧を
発電して上記車載バッテリ１を充電する低電圧系のオル
タネータであって、図示しないエンジンに駆動連係され
る。また、３は上記低電圧系の車載バッテリ１及びオル
タネータ２の給電ハーネス４を介して給電される１２Ｖ
の低電圧系の車載電装品であって、該電装品３には、車
両のスモールランプ、ルームランプ、運転席周囲に配置
した各種メータ類が含まれる。更に、上記給電ハーネス
４には、他の低電圧系の車載電装品として車両のヘッド
ランプ５が接続され、該ヘッドランプ５は、ヘッドラン
プスイッチ６の閉操作により閉じる常開接点７aを有す
るリレー７により制御される。

【００１１】更に、上記低電圧系のオルタネータ２に
は、その整流前の交流部分において、昇圧手段として３
相の変圧器１０が接続されている。該変圧器１０は、３
相の１次巻線１０a及び２次巻線１０bを有して、１次側
の低電圧１２Ｖを昇圧して４８Ｖの高電圧に変圧すると
共に、該２次巻線１０bに生じた３相交流を整流する６
個のダイオードよりなる整流器１０cを有する。該変圧
器１０の整流器１０cには、ヒューズ１２を介設した給
電用ハーネス１３を介して４８Ｖの高電圧により充電さ
れる高電圧系の車載バッテリ１５が接続されている。上
記給電用ハーネス１３の高電圧は、上記ヒューズ１２の
後段で他の給電用ハーネス１６〜１９を経て高電圧化コ
ントロールユニット２０に印加されると共に、該コント
ロールユニット２０には、更に上記高電圧系の車載バッ
テリ１５の高電圧が他の給電用ハーネス２１を経て印加
される。

【００１２】高電圧化コントロールユニット２０には、
４８Ｖの高電圧系の車載電装品２２が接続される。該高
電圧系の車載電装品２２は、エンジンの排気通路に配置
された触媒装置を加熱する高容量の触媒ヒータ２３と、
車両のフロントウインドガラスに降り積った氷雪を加熱
し除去するヒーテッドウインド２４と、リヤウインドガ
ラスの曇りを除去するリヤ熱線２５とから成り、これら
は上記高電圧化コントロールユニット２０により給電さ
れる。また、上記高電圧化コントロールユニット２０に
は、上記変圧器１０の１次巻線１０aとオルタネータ２
との間の所定の２相のハーネスに介設した２個の接点２
８aを有する制御リレー２８が接続されると共に、エン
ジン制御用のコントローラ２９が接続されている。該コ
ントローラ２９は、オルタネータ２の発電量が少量のと
き、エンジン回転数を上昇させるようエンジンを制御す
る。更に、高電圧化コントロールユニット２０には、上
記低電圧系の車載電装品３を制御するエアコン等コント
ローラ３１が接続されている。その両者間の信号の授受
により、高電圧系の車載電装品２２と低電圧系の車載電
装品３との間で、その作動の開始に優先順位を設定する
とともに、これらをデューティ制御することができる構
成としている。

【００１３】加えて、３５は車両の加速度を検出する加
速度センサであって、該加速度センサ３５により車両の
衝突時を検出する衝突時検出手段を構成している。３６
は低電圧系の車載バッテリ１の電流を検出する電流セン
サ、３７は高電圧系の車載バッテリ１５の電流を検出す
る電流センサ、３８はヒーテッドウインド２４に流れる
電流を検出する電流センサであって、電流センサ３６に
より低電圧系バッテリ１の充電状態の良否を検出する。
そして、上記電流センサ３６〜３８の検出信号は高電圧
化コントロールユニット２０に入力されていて、該高電
圧化コントロールユニット２０によって高電圧系の車載
電装品２２を統括して制御し、該高電圧系の車載電装品
２２の作動を低電圧系の１２Ｖバッテリ１の電圧、又は
他の高電圧系若しくは低電圧系の車載電装品２２,３,５
の作動状態に応じて制御する制御手段を構成している。
尚、図中、４０は触媒ヒータ２３制御用のスイッチ、４
１はヒーテッドウインド２４制御用のスイッチ、４２は
リヤ熱線２５制御用のスイッチ、４３は触媒ヒータ２３
への給電時を示すインジケータランプ、４４はヒーテッ
ドウインド２４への給電時を示すインジケータランプ、
４５はリヤ熱線２５への給電時を示すインジケータラン
プである。

【００１４】次に、上記高電圧化コントロールユニット
２０による高電圧系車載電装品２２の統括制御を説明す
る。高電圧系の車載電装品２２では、その複数個の負荷
が同時に作動要求された場合には、その作動の開始につ
いては、触媒ヒータ２３が優先して作動し、次いでヒー
テッドウインド２４が優先し、最後にリヤ熱線２５が動
作する。そして、後で詳しく説明するように、これら
は、いずれも作動開始後にはデューティ制御され、各デ
ューティ出力が交互に出力されることにより、同時に作
動させることができるようになっている。

【００１５】高電圧系の車載電装品２２と低電圧系のヘ
ッドランプ５又は車載エアコンとの間の優先順位は次の
通りである。即ち、高電圧系の触媒ヒータ２３への給電
中に低電圧系のヘッドランプ５又は車載エアコンの操作
スイッチがＯＮ操作された場合には、両者の作動開始に
優先順位を設けず、触媒ヒータ２３への給電をオルタネ
ータ２及び変圧器１０を介した給電から高電圧バッテリ
１５からの給電に切換える。これにより、オルタネータ
２の発電電流をヘッドランプ５又は車載エアコンに供給
し、同時動作を確保する。また、この同時動作時での給
電量を必要最小限に制限すべく、ヘッドランプ５がＨi
ビーム状態であればＬowビームに切換えたり、車両停止
時に消灯したり、又は車載エアコンの風量段階を低く切
換えるようになっている。これに対し、ヒーテッドウイ
ンド２４又はリヤ熱線２５への給電中にヘッドランプ５
又は車載エアコンの操作スイッチがＯＮ操作された場合
には、後者の低電圧系の作動開始を優先し、ヒーテッド
ウインド２４又はリヤ熱線２５への給電が制限される。

【００１６】また、低電圧系の１２Ｖバッテリ１の電圧
状態に対する高電圧系の車載電装品２２への給電の切換
えは次の通りである。つまり、変圧器１０若しくは高電
圧バッテリ１５から触媒ヒータ２３に給電中、又は変圧
器１０からヒーテッドウインド２４への給電中に、電流
センサ３６の出力信号に基いて１２Ｖバッテリ１の電圧
が設定値以下に低下した容量低下状態を検出した時は、
触媒ヒータ２３又はヒーテッドウインド２４への給電を
変圧器１０から高電圧バッテリ１５に切換える。一方、
変圧器１０内のリレー２８の接点２８aが開状態で高電
圧バッテリ１５からヒーテッドウインド２４に給電して
いる状況では、該ヒーテッドウインド２４への給電を停
止する。更に、リヤ熱線２５への給電中に１２Ｖバッテ
リ１の電圧が設定値以下に低下したときには、リヤ熱線
２５への給電を停止し、１２Ｖバッテリ１の電圧が設定
値以上に復帰するまで継続する。これにより、オルタネ
ータ２の発電電流を１２Ｖバッテリ１に供給して充電で
き、その電圧を設定値以上に復帰させることができる。

【００１７】また、高電圧化コントロールユニット２０
は、電流センサ３７の出力信号に基いてオルタネータ２
又は変圧器１０の故障した４８Ｖの高電圧の非発生時を
検出し、この検出時に高電圧系の車載バッテリ１５を電
源として高電圧系の車載電装品２２に対して給電するよ
うに構成されている。更に、高電圧化コントロールユニ
ット２０は、加速度センサ３５の出力に基づく車両の衝
突検出時に、４８Ｖの高電圧系の車載電装品２２に対す
る給電を停止するように構成されている。

【００１８】したがって、上記実施例においては、４８
Ｖの高電圧系の車載電装品２２に対する給電について
は、１２Ｖの低電圧系のオルタネータ２により発電した
１２Ｖの交流電圧を変圧器１０にて４８Ｖの高電圧に昇
圧し、この高電圧を４８Ｖの高電圧系の車載電装品２２
に給電したので、使用するオルタネータ２は従来の１２
Ｖ低電圧系の通常のもので構成できる。しかも、高電圧
系の４８Ｖバッテリ１５を備えるので、オルタネータ２
又は変圧器１０の故障時であっても高電圧系の車載電装
品２２への給電を可能にできると共に、低電圧系の１２
Ｖバッテリ１の容量低下時には、該４８Ｖバッテリ１５
から高電圧系の触媒ヒータ２３に給電し、これによりオ
ルタネータ２の発電電流の多くを上記容量低下した１２
Ｖバッテリ１に供給し充電して、その容量不足を回復で
きる。

【００１９】本実施例では、複数の負荷(電装品)に対し
て同時に作動要求があった場合には、これら複数の負荷
をデューティ制御するとともに、各デューティ出力を交
互に出力することにより、作動要求のあった負荷すべて
を同時に作動させることができるようになっている。以
下、このデューティ制御について、高電圧系の電装品２
２のヒーテッドウインド２４とリヤ熱線２５とが同時に
作動要求された場合を例にとって、図２のフローチャー
トおよび図３のグラフを参照しながら説明する。

【００２０】まず、ステップ＃１で、ヒーテッドウイン
ド２４の制御用スイッチ４１(ヒーテッドウインドスイ
ッチ)がＯＮされているか否かが判定され、これがＮＯ
の場合において、リヤ熱線２５の制御用スイッチ４２
(リヤ熱線スイッチ)がＯＮされている場合(ステップ＃
１５:ＹＥＳ)には、ステップ＃１６〜ステップ＃１８に
示すように、リヤ熱線２５への通電が開始されるととも
に、そのインジケータランプ４５が点灯され、所定時間
が経過すると、リヤ熱線２５はデューティ制御される。
この場合、リヤ熱線２５だけが作動要求されているの
で、そのデューティ比は比較的大きくなるように設定さ
れている。

【００２１】一方、ヒーテッドウインドスイッチ４１が
ＯＮされている場合(ステップ＃１:ＹＥＳ)において、
リヤ熱線スイッチ４２がＯＮされていない場合(ステッ
プ＃２:ＮＯ)の場合には、ステップ＃１９〜ステップ＃
２１に示すように、ヒーテッドウインド２４への通電が
開始されるとともに、そのインジケータランプ４４が点
灯され、所定時間が経過すると、ヒーテッドウインド２
４はデューティ制御される。この場合、ヒーテッドウイ
ンド２４だけが作動要求されているので、そのデューテ
ィ比は比較的大きくなるように設定されている。

【００２２】また、ヒーテッドウインドスイッチ４１と
リヤ熱線スイッチ４２がともにＯＮされた場合には、ス
テップ＃３〜ステップ＃５に示すように、所定時間が経
過するまでは、まず、リヤ熱線２５への通電を待機させ
た状態でヒーテッドウインド２４への通電が開始され
る。そして、所定時間が経過すると(ステップ＃５:ＹＥ
Ｓ)、ステップ＃６〜ステップ＃８に示すように、今度
は、所定時間が経過するまでは、ヒーテッドウインド２
４への通電を待機させた状態で、リヤ熱線２５への通電
が開始される。そして、この所定時間が経過すると(ス
テップ＃８:ＹＥＳ)、ステップ＃９でヒーテッドウイン
ド２４とリヤ熱線２５のデューティ出力が開始され、そ
のデューティ出力が所定のデューティ比(例えば１:１)
で交互に出力される。尚、以上の場合において、ヒーテ
ッドウインド２４,リヤ熱線２５の各インジケータラン
プ４４,４５は、通電されていない状態では消灯、通電
待機中には点滅、通電中には点灯するようになってい
る。

【００２３】その後、ステップ＃１０で、ヒーテッドウ
インドスイッチ４１がＯＦＦされたか否かが判定され、
これがＹＥＳの場合には、ヒーテッドウインド２４への
通電が停止される(ステップ＃１１)とともに、リヤ熱線
スイッチ４２がＯＮ状態に維持されている場合(ステッ
プ＃１２:ＮＯ)には、リヤ熱線２５のみが比較的大きい
デューティ比でデューティ制御される(ステップ＃１
８)。一方、ヒーテッドウインドスイッチ４１がＯＮ状
態に維持されている場合(ステップ＃１０:ＹＥＳ)にお
いて、リヤ熱線スイッチ４２がＯＦＦされた場合(ステ
ップ＃１４:ＹＥＳ)には、ヒーテッドウインド２４のみ
が比較的大きいデューティ比でデューティ制御される
(ステップ＃２１)ようになっている。尚、上記のように
して行なわれるヒーテッドウインド２４とリヤ熱線２５
のデューティ制御の一例を図３のグラフに示す。

【００２４】以上、説明したように、本実施例によれ
ば、複数の負荷(ヒーテッドウインド２４とリヤ熱線２
５)が同時に作動要求された際には、これら複数の負荷
をデューティ制御するとともに、各デューティ出力が交
互に出力されるように制御するので、これら負荷を交互
に出力されるデューティ出力で同時に作動させることが
できる。従って、単に優先順位に従って作動制御される
場合のように、優先順位が低い負荷(リヤ熱線２５)につ
いて、作動要求があってから実際に作動開始するまでに
著しい時間遅れが生じることがなくなる。また、ヒーテ
ッドウインド２４とリヤ熱線２５に対する給電量のトー
タルも制限することができる。すなわち、複数の負荷に
対して同時に作動要求があった場合でも、各負荷を比較
的迅速に作動させてその作動状態を確保することがで
き、しかも省電力化を図ることができるのである。

【００２５】尚、上記実施例では、ヒーテッドウインド
２４とリヤ熱線２５とが同時に作動要求されて両者が同
時作動する場合のデューティ比は固定的に設定されてい
たが、これを各々の作動に対する必要度に応じて、すな
わち、乗員の作動要求の頻度に応じて変更するようにす
れば、乗員の要求に対してより的確に応えることができ
る。次に、本発明の他の実施例について、図４および図
５のフローチャートを参照しながら説明する。

【００２６】システムがスタートすると、まず、ステッ
プ＃３１およびステップ＃３２(図４のフローチャート
参照)で、所定時間内において、ヒーテッドウインドス
イッチがＯＮ操作された回数(Ｎh)とリヤ熱線スイッチ
がＯＮ操作された回数(Ｎd)をカウントする。そして、
このカウントされた回数Ｎh,Ｎdに基づいて、以下に詳
述するようなステップで、ヒーテッドウインドとリヤ熱
線とのデューティ比を設定し(ステップ＃３３)、このデ
ューティ比に応じて各負荷がデューティ制御される(ス
テップ＃３４)。

【００２７】次に、上記ステップ＃３３のデューティ比
の設定について説明する(図５のフローチャート参照)。
まず、ステップ＃４１で、ヒーテッドウインドスイッチ
のＯＮ回数(Ｎh)とリヤ熱線スイッチのＯＮ回数(Ｎd)と
を比較し、ヒーテッドウインドスイッチのＯＮ回数の方
が多い場合(ステップ＃４１:ＹＥＳ)について、その差
が２回以上である場合(ステップ＃４２:ＹＥＳ)には、
ヒーテッドウインドとリヤ熱線への通電時間の比(つま
りデューティ比)を３:１に設定し(ステップ＃４３)、そ
の差が２回よりも少ない、つまり１回である場合(ステ
ップ＃４２:ＮＯ)には、上記デューティ比を２:１に設
定する(ステップ＃４４)。

【００２８】一方、ステップ＃４１の判定結果がＮＯの
場合において、両スイッチのＯＮ回数の差の絶対値が２
以上である場合(ステップ＃４５:ＹＥＳ)には、リヤ熱
線とヒーテッドウインドとのデューティ比を３:１に設
定する(ステップ＃４６)。また、上記の絶対値が２より
も小さい場合(ステップ＃４５:ＮＯ)には、その値が０
(零)であれば(ステップ＃４７:ＹＥＳ)、上記デューテ
ィ比を１:１に設定し(ステップ＃４９)、上記絶対値が
０(零)でない、つまり１である場合には(ステップ＃４
７:ＮＯ)、上記デューティ比を２:１に設定する(ステッ
プ＃４８)ようになっている。

【００２９】以上、説明したように、本実施例によれ
ば、上記第１実施例と同様の効果を奏することができる
上、各負荷(ヒーテッドウインドとリヤ熱線)に対する乗
員のスイッチ操作の回数、つまり作動要求の頻度に応じ
て、各負荷に優先度を設定し、各負荷のデューティ比を
変更するように制御するので、乗員の作動要求の頻度、
すなわち、その状況において作動させる必要度が高い負
荷が、優先的に大きいデューティ比で作動させられるよ
うにすることができ、乗員の要求に対してより的確に応
えることができるのである。

【００３０】尚、上記各実施例は、いずれも、ヒーテッ
ドウインドとリヤ熱線とが同時に作動要求された場合を
例にとって説明したものであったが、これに加えて、例
えば触媒ヒータなど他の電装品も同時に作動要求された
場合、あるいは、他の電装品どうしが作動要求されば場
合についても同様に制御することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係る車両用給電装置の全体
構成図である。

【図２】 上記実施例に係る電装品のデューティ制御の
一例を説明するためのフローチャートである。

【図３】 上記電装品のデューティ制御の一例を示すグ
ラフである。

【図４】 本発明の他の実施例に係る電装品のデューテ
ィ制御の概略を説明するためのフローチャートである。

【図５】 上記他の実施例に係る電装品のデューティ制
御におけるデューティ比の設定方法の一例を説明するた
めのフローチャートである。

【符号の説明】

２０…高電圧化コントロールユニット ２４…ヒーテッドウインド ２５…リヤ熱線 ４１…ヒーテッドウインド制御用スイッチ ４２…リヤ熱線制御用スイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の車載電装品に対する給電制御を行
   う制御ユニットを備え、該制御ユニットは、複数の負荷
   が同時に作動要求された際には、これら複数の負荷をデ
   ューティ制御するとともに、各デューティ出力が交互に
   出力されるように制御することを特徴とする車両用負荷
   制御装置。
2. 【請求項２】 上記制御ユニットは、各負荷に対する乗
   員の作動要求の頻度に応じて各負荷に優先度を設定し、
   各負荷のデューティ比を変更するように制御することを
   特徴とする請求項１記載の車両用負荷制御装置。