WO2007086271A1 - 自動車 - Google Patents

Abstract

　本発明の自動車は、バッテリーが外れたり、損傷したりした場合のバックアップ用としてコンデンサを設けている。そして起動スイッチがオフした時にはこのコンデンサの充電電荷を放電抵抗、モータ、またはランプの大きな電流が流れる機器や、暗電流消費機器のように小さな電流が流れる機器に供給するようにしたので、起動スイッチのオフ後のバッテリーの電力消費を抑制することが出来る。

Description

明 細 書

自動車

技術分野

[0001] 本発明は、自動車、特にその電源制御部分に関する。

背景技術

[0002] 近年、ハイブリッドカーや電気自動車などの開発が急速に進められている。それに 伴い自動車の制動においても機械的な制動から、電気的な制動への開発が急速に 進んでいる。

[0003] 一般に自動車の制動を行う場合には、その制動制御のための油圧バルブ駆動に ノ ッテリーが電源として用いられる。しかし、何らかの原因でバッテリーが外れたり、破 損したりした場合、ノ ッテリー力 電力供給ができず、その結果として車両の制動制 御が出来なくなる。そのような状況に対応するため、補助電源として小型のノ ッテリー を用意しておく場合もある。しかし、ノ ッテリーは、小型とはいえ重量がかさむため、バ ッテリーに代えコンデンサを用いた電源バックアップ装置が特許文献 1に開示されて いる。

[0004] し力しながら、補助電源として小型のバッテリーやコンデンサを用いた場合でも、起 動スィッチがオフとなった時、自動車に搭載されたモータや、ランプ、あるいは自動開 錠装置 (キーレスエントリーシステム)などの暗電流消費機器により、ノ ッテリーの電力 が消費される。そのためにバッテリーの電圧が低下することが課題である。

特許文献 1 :特開平 5— 116571号公報

発明の開示

[0005] 本発明の自動車は、起動スィッチがオンの時に充電されるコンデンサを設けるととも に、モータ、あるいはランプの使用状態を検知する検知部を設けている。そして、起 動スィッチがオフの時にコンデンサの充電電荷は暗電流消費機器に供給されるととも に、この検知部により検知されるモータ、あるいはランプの使用状態に応じて、コンデ ンサの充電電荷は放電抵抗、モータ、およびランプの少なくとも一つに供給されるよ うに構成したものである。 [0006] このような構成により、バッテリーが外れたり、損傷したりした場合のバックアップ用な どとしてコンデンサが用いられる。そして、起動スィッチがオフした後は、このコンデン サの充電電荷が暗電流消費機器に供給されるとともに、放電抵抗、またはモータ、あ るいはランプに供給されることになるので、ノ ッテリーの電力消費を抑制することが出 来るようになる。

図面の簡単な説明

[0007] [図 1]図 1は本発明の実施の形態 1における自動車の電源装置を含むシステムの構 成を説明するための概念図である。

[図 2]図 2は本発明の実施の形態 1における自動車の電源制御を説明するためのブ ロック図である。

[図 3]図 3は本発明の実施の形態 1における自動車のコンデンサの電圧変化を示す 特性図である。

符号の説明

4 制動機器

6 ノ 、/テリー

7 電源装置

9 電子キー

10 起動スィッチ

11 エンジン (駆動部）

12 電圧監視部

13 充電回路

14 コンデンサ

15 ノックアップ検出部

16 電力供給部

18 放電回路

19 自動開錠装置 (暗電流消費機器)

20 アンテナ

21 受信回路 22 錠装置

23 電圧変棚

29 検知部

30 ラジェター冷却ファン用モータ

31 アンテナ収納用モータ

32 ドアミラー収納用モータ

33, 34 窓開閉用モータ

35 ハザードランプ

183 放電抵抗

発明を実施するための最良の形態

[0009] 以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

[0010] (実施の形態 1)

図 1は本発明の実施の形態 1における自動車の電源装置 7を含むシステムの構成 を説明するための概念図であり、図 2は本発明の実施の形態 1における自動車の電 源制御を説明するためのブロック図である。図 1に示すように、自動車 1の本体は、 4 本の車輪 2で支えられている。 4本の車輪 2の各々には、それぞれに油圧制動装置（ 図示せず）、いわゆるブレーキが設置されている。ブレーキは、油圧を利用した装置 である。そして、油圧ポンプ 5により油圧管 8内の油圧が高められ、油圧管 8を介して 制動装置 (ブレーキ)まで油圧が伝えられる。また、その制動力は車輪 2のそれぞれ に接続された制動装置の手前に設けた油圧バルブ 3の開口度により調整される。

[0011] 具体的には、運転者が自動車 1を減速または停止する場合、ブレーキペダル（図示 せず)を踏む。そして、その踏み込みストローク量を制動機器 4が検知し、そのブレー キペダルの踏み込みストローク量に応じて油圧バルブ 3の開口度の調整が油圧管 8 を介して行われる。これ〖こより、四つの車輪 2の適正な制動が行われる。

[0012] この油圧バルブ 3の開口度を調整するエネルギーは、すべてバッテリー 6から供給 されるのが一般的である。そのため、何らかの原因でバッテリー 6が外れたり、破損し たりした場合は制動機器 4が動作しない。その結果、油圧ノ レブ 3も動作せず、制動 が行えない状態に陥る。 [0013] このような状態を回避するために実施の形態 1では、新たな電源装置 7を設置し、 ノ ッテリー 6から電力の供給ができない場合に、電源装置 7によりバッテリー 6のバック アップを行う構成が採用されている。

[0014] この電源装置 7はメイン電源であるノ ッテリー 6と同等の小型鉛蓄電池を用いてもよ いが、重量が重くなる。したがって、実施の形態 1では、図 2に示したコンデンサ 14を 用いて電源装置 7が構成されて 、る。

[0015] 次に、電源装置 7の構成について、図 2を用いて説明する。図 2に示すように、電源 装置 7は、イダ-ッシヨンスィッチである起動スィッチ 10を介してバッテリー 6に接続さ れている。また、エンジン (駆動部） 11も、その起動エネルギーが供給されるノ ッテリ 一 6に起動スィッチ 10を介して接続されている。そして、電源装置 7は、電源バックァ ップ用の電源供給源であって起動スィッチ 10がオンの時に充電されるコンデンサ 14 と、ノ ッテリー 6に接続されてコンデンサ 14を充電する充電回路 13を備えている。さ らに、電源装置 7は、ノ ッテリー 6に接続されてバッテリー 6からの供給電圧の異常を 検知するバックアップ検出部 15と、起動スィッチ 10に接続されて起動スィッチ 10の オン Zオフを検知するとともにコンデンサ 14の電圧を監視する電圧監視部 12を備え ている。そして、電圧監視部 12は、ノ ッテリー 6の電力を供給してコンデンサ 14を充 電する充電回路 13に接続されて！ヽる。

[0016] また、電源装置 7には、スィッチ 36〜41のそれぞれ 1つを介して、ラジェター冷却フ アン用モータ 30、アンテナ収納用モータ 31、ドアミラー収納用モータ 32、窓開閉用 モータ 33、 34、ハザードランプ 35が接続されている。そして、電源装置 7には、放電 回路 18と、放電回路 18を介して電源装置 7のコンデンサ 14に接続されるとともに、こ れらのモータ、あるいはランプの使用状態を検知する検知部 29が備えられている。ま た、自動車を制動するための制動機器 4は、ノ ッテリー 6に接続されるとともに、電圧 監視部 12と電力供給部 16とを介してコンデンサ 14に接続され、その充電電荷が供 給される。

[0017] 放電回路 18には、端子 A、 B、 Cの 3つの端子が備えられている。放電回路 18の端 子 Aには、検知部 29を介して、スィッチ 36〜41が接続されている。また、放電回路 1 8の端子 Bには、自動開錠装置 19などの暗電流消費機器が接続されている。暗電流 消費機器とは、例えば自動開錠装置 19などの小さな電流が流れる機器である。さら に、放電回路 18の端子 Cには、起動スィッチ 10がオフの時に、コンデンサ 14の充電 電荷を放電するための放電抵抗 183が接続されている。

[0018] 自動開錠装置 19には、放電回路 18の端子 Bに接続されて供給される電源の電圧 変換を行う電圧変 23と、電圧変 23に接続されるとともに電子キー 9からの 交信信号をアンテナ 20で受信して信号処理を行う受信回路 21と、受信回路 21から の信号を受けて施錠、開錠の動作を指示する錠装置 22とが備えられて 、る。

[0019] 次に、起動スィッチ 10がオンされたときの自動車の電源装置 7の動作について説 明する。起動スィッチ 10がオンにされると、エンジン (駆動部） 11が始動される。そし て、このエンジン 11の出力を用いて、発電機（図示せず）による発電が始まる。それ にともなって、発電機によりバッテリー 6への充電が開始される。これと同時に、電圧 監視部 12が起動スィッチ 10のオンを検知し、充電回路 13を介してバッテリー 6の電 圧 (約 12V)に向かってコンデンサ 14の充電が開始される。

[0020] 通常状態では、油圧バルブ 3への駆動エネルギーはバッテリー 6から供給される。し かし、何らかの原因でバッテリー 6が外れたり、ノ ッテリー 6が破損したりした異常状態 では、ノ ックアップ検出部 15がバッテリー 6からの供給電圧の異常を検知する。そし て、そのような異常状態では、コンデンサ 14に蓄えられた充電電荷は、電力供給部 1 6を介して制動機器 4に供給されるようになる。このようにして、一定時間の制動装置（ ブレーキ）の制動が可能になる。

[0021] 次に、通常状態の動作において、起動スィッチ 10がオフされた時の自動車の電源 装置 7の動作について説明する。起動スィッチ 10がオフにされると、エンジン 11およ び発電機による発電が停止される。そして、ノ ッテリー 6及び電源装置 7内のコンデン サ 14への充電が停止される。これと同時に電圧監視部 12が起動スィッチ 10のオフ を検知する。そして、コンデンサ 14の劣化防止のために、電源バックアップ用の電源 供給源であるコンデンサ 14の充電電荷は、放電回路 18の端子 Cを介して放電抵抗 183に放電され始める。

[0022] 図 3は本発明の実施の形態 1における自動車のコンデンサ 14の電圧変化を示す特 性図である。図 3において、縦軸はコンデンサ 14の電圧であり、横軸は時間である。 図に示すように、約 12Vに充電されていたコンデンサ 14の電圧力 充電電荷の放電 により所定電圧である Va (6V)に低下するには、実施の形態 1では、約 10分かかる。

[0023] 起動スィッチ 10がオフした後、放電抵抗 183によりコンデンサ 14の充電電荷が放 電される 10分の間、または起動スィッチ 10がオフするよりも前から、例えば図 2のラジ エタ一冷却ファン用モータ 30、アンテナ収納用モータ 31、ドアミラー収納用モータ 3

2、窓開閉用モータ 33、 34、ハザードランプ 35の少なくとも一つが使用されていた場 合、すなわち図 2のスィッチ 36〜41の少なくとも一つがオン状態になっていた場合に は、放電回路 18の端子 A力もスィッチ 36〜41の少なくとも一つを通じて流れる電流 を検知部 29が検出する。そして、コンデンサ 14の充電電荷の放電は、放電回路 18 の端子 Cからは停止される。

[0024] このようにして、コンデンサ 14の充電電荷はラジェター冷却ファン用モータ 30、アン テナ収納用モータ 31、ドアミラー収納用モータ 32、窓開閉用モータ 33、 34、ハザー ドランプ 35の少なくとも一つに供給される。また、放電回路 18の端子 Cを介した放電 抵抗 183によるコンデンサ 14の充電電荷の放電が中断されることになる。

[0025] このように本発明の自動車は、起動スィッチ 10がオフの時に、コンデンサ 14の充電 電荷は暗電流消費機器である自動開錠装置 19に供給されるように構成されるともに 、検知部 29により検知されるモータ、あるいはランプの使用状態に応じて、コンデン サ 14の充電電荷は放電抵抗 183、またはモータ、およびランプの少なくとも一つに 供給されるように構成されている。ここで、モータは、例えばラジェター冷却ファン用 モータ 30、アンテナ収納用モータ 31、ドアミラー収納用モータ 32、窓開閉用モータ 3

3、 34の少なくとも一つであり、ランプは、例えばハザードランプ 35である。

[0026] なお、これらのラジェター冷却ファン用モータ 30、アンテナ収納用モータ 31、ドアミ ラー収納用モータ 32、窓開閉用モータ 33、 34、ハザードランプ 35を駆動するために は、 6V以上の電圧が必要である。したがって、図 3に示すように所定電圧である Va ( 6V)までは、これらの機器はコンデンサ 14の充電電荷により駆動される力 それ以降 はバッテリー 6の電力により継続的に駆動されるようになっている。すなわち、コンデ ンサ 14の電圧が所定電圧である Va (6V)より低いと電圧監視部 12が判定すると、放 電回路 18の端子 Aからは、ノ ッテリー 6の電力が供給されるようになる。また、コンデ ンサ 14の充電電荷は放電回路 18の端子 Bからのみ供給され、端子 Cからは供給が 停止されるようになる。すなわち、コンデンサ 14の充電電荷は、暗電流消費機器であ る自動開錠装置 19のみに供給されるようになる。そして、コンデンサ 14の充電電荷 は、放電抵抗 183、モータまたはランプへの供給が停止される。

[0027] 次に、暗電流消費機器である自動開錠装置 19の動作について説明する。自動開 錠装置 19には、起動スィッチ 10がオフの間に、コンデンサ 14の充電電荷が放電回 路 18の端子 Bを介して電圧変換機 23に供給される。電圧変換機 23は所定の電圧で 受信回路 21に電力を供給する。そして、電子キー 9からの交信信号をアンテナ 20で 受信したのち、受信回路 21は錠装置 22へ施錠、開錠の動作を指示する。このように して、電子キー 9からのユーザーの操作に基づいて施錠、開錠が行われる。

[0028] 自動開錠装置 19のような暗電流消費機器は、小さな電流が流れる機器である。そ のためコンデンサ 14の充電電荷を暗電流消費機器のみに消費させた場合、コンデ ンサ 14の電圧が低下するには相当な時間が必要となる。したがって、コンデンサ 14 が高電圧状態で保持され続けることによる劣化の恐れが生じる。

[0029] そこで、実施の形態 1では、起動スィッチ 10のオフを電圧監視部 12が検知した場 合、まず放電回路 18を介してコンデンサ 14の充電電荷が放電抵抗 183、またはラジ エタ一冷却ファン用モータ 30、アンテナ収納用モータ 31、ドアミラー収納用モータ 3 2、窓開閉用モータ 33、 34、ハザードランプ 35の大きな電流が流れる機器で消費さ れる。その結果、図 3に示すように、約 10分間でコンデンサ 14の電圧は、ノ ッテリー 6 の公称電圧である 12Vの半分の 6Vまで低下していく。実施の形態 1のコンデンサ 14 は、 2V耐圧のコンデンサを 6個直列に接続したユニット構成としており、各々 2V耐圧 のコンデンサの寿命に影響の無い電圧はコンデンサ 1個当たり IVである。したがって 、コンデンサ 14の電圧を 6V以下にすれば、コンデンサ 14が高電圧状態で保持され 続けることによる劣化を防止できる。

[0030] 以上述べたようにして、実施の形態 1では、コンデンサ 14の電圧が図 3に示すように 所定電圧である Va (6V)より小さいと電圧監視部 12が判定すると、コンデンサ 14の 充電電荷は放電回路 18の端子 Bからのみ供給され、端子 Cからは供給が停止される ようになる。また、端子 Aからは、ノ ッテリー 6の電力が供給されるようになる。このよう にして、コンデンサ 14の充電電荷は電子キーとの交信を行う暗電流消費機器である 自動開錠装置 19の電圧変換機 23のみに供給される。そのため自動開錠装置 19は 開錠、施錠動作を長期に亘つて待ち受けることができる。また、コンデンサ 14が高電 圧状態で保持され続けることによる劣化も防止できる。

[0031] 暗電流消費機器が自動開錠装置 19である場合、コンデンサ 14による待ち受け可 能電圧は 3Vである。したがって、図 3に示すように、コンデンサ 14による待ち受け可 能電圧の保持期間は 30日以上であり、実用上全く問題の生じないレベルの保持期 間が確保されている。

[0032] なお、図 1〜図 3に示したように実施の形態 1においては、暗電流消費機器として、 電子キー 9との交信を行う自動開錠装置 19を用いたが、暗電流消費機器として、例 えば、盗難防止機器、時計、音響機器の情報記憶装置、位置情報などを送受するた めの通信装置などを用いることができる。

[0033] また、起動スィッチ 10がオフの時で、コンデンサ 14の電圧が 12V〜6Vの間でも放 電回路 18の端子 Bを介して、コンデンサ 14の充電電荷を自動開錠装置 19の電圧変 23に供給して開錠、施錠動作を待ち受ける構成としているので、バッテリー 6の 電力消費を抑制できる。

産業上の利用可能性

[0034] 以上のように本発明は、バッテリーが外れたり、損傷したりした場合のノックアップ用 としてコンデンサを設け、起動スィッチがオフした時にはこのコンデンサの電圧をラジ エタ一冷却ファン用モータ、アンテナ収納用モータ、ドアミラー収納用モータ、窓開閉 用モータ、ハザードランプなどの大きな電流が流れる機器や、暗電流消費機器のよう に小さな電流が流れる機器に供給するようにしたものである。このため、起動スィッチ がオフした後は、ノ ッテリー電力消費が抑制、または停止されるためノ ッテリーの電 圧の低下を抑制することができ、自動車の電源制御などとして有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 動力用の駆動部と、

前記駆動部に起動エネルギーを供給するバッテリーと、

前記バッテリー力 前記駆動部に起動エネルギーを供給するための起動スィッチと、 前記起動スィッチがオンの時に充電されるコンデンサと、

前記コンデンサ力 充電電荷の供給を受ける制動機器と、

前記起動スィッチがオフの時に前記コンデンサの充電電荷を放電する放電抵抗と、 モータ、またはランプの使用状態を検知する検知部とを設け、

前記起動スィッチがオフの時に、

前記コンデンサの充電電荷は暗電流消費機器に供給されるとともに、 前記検知部により検知される前記モータ、または前記ランプの使用状態に応じて 前記コンデンサの充電電荷は前記放電抵抗、前記モータ、および前記ランプ の少なくとも一つに供給される構成とした自動車。

[2] 前記コンデンサの充電電荷を前記放電抵抗に放電している時に、

前記検知部が前記モータ、および前記ランプの少なくとも一つの使用状態を検知し

/こ 口ゝ

前記コンデンサの充電電荷は、前記放電抵抗への放電が中断されるとともに、前 記モータ、および前記ランプの少なくとも一つに供給される構成とした請求項 1に記 載の自動車。

[3] 前記モータは、冷却ファン用モータとした請求項 1に記載の自動車。

[4] 前記モータは、ドアミラー収納用モータとした請求項 1に記載の自動車。

[5] 前記モータは、アンテナ収納用モータとした請求項 1に記載の自動車。

[6] 前記モータは、窓開閉用モータとした請求項 1に記載の自動車。

[7] 前記ランプは、ハザードランプとした請求項 1に記載の自動車。

[8] 前記コンデンサの電圧を監視する電圧監視部をさらに設け、

前記コンデンサの電圧は所定電圧より低いと前記電圧監視部が判定した後、

前記コンデンサの充電電荷は、前記暗電流消費機器にのみに供給され、前記放 電抵抗、前記モータまたは前記ランプへの供給が停止される構成とした請求項 1に 記載の自動車。

[9] 前記暗電流消費機器は、電子キーとの交信を行う自動開錠装置とした請求項 1に記 載の自動車。

[10] 前記暗電流消費機器は、盗難防止機器とした請求項 1に記載の自動車。

[11] 前記暗電流消費機器は、時計とした請求項 1に記載の自動車。

[12] 前記暗電流消費機器は、音響機器の情報記憶装置とした請求項 1に記載の自動車