(57)【要約】【課題】負荷毎の特性（電力消費に対して期待される機能）を、より適切に制御に反映させることが可能な車両用電力供給システムを提供すること。【解決手段】車両に搭載され、複数の負荷のそれぞれに対応して設けられ、電源と各負荷を導通させ又は遮断する複数の電力伝達手段と、前記複数の電力伝達手段をＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御する制御手段と、を備える車両用電力供給システムであって、前記制御手段は、前記複数の負荷のうち少なくとも一部への電力供給を抑制する電力供給抑制制御時において、各負荷に対応して定められている所定の変動幅に基づいて、所定の順序に従って各負荷への電力供給抑制を行なうように、前記複数の電力伝達手段に対するデューティー比を決定することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、
複数の負荷のそれぞれに対応して設けられ、電源と各負荷を導通させ又は遮断する複数の電力伝達手段と、
前記複数の電力伝達手段をＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御する制御手段と、を備える車両用電力供給システムであって、
前記制御手段は、
前記複数の負荷のうち少なくとも一部への電力供給を抑制する電力供給抑制制御時において、
各負荷に対応して定められている所定の変動幅に基づいて、所定の順序に従って各負荷への電力供給抑制を行なうように、前記複数の電力伝達手段に対するデューティー比を決定することを特徴とする、
車両用電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載された電源からの電力を複数の負荷に供給する車両用電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力供給電源が接続された電源ラインの電圧値を検出する電源電圧検出手段と、電力を供給する対象である負荷に接続されたＰＭＷ制御可能なスイッチ素子と、電源電圧検出手段によって検出される電圧値と負荷の性能保証電圧範囲の下限値と、に基づいて負荷に接続されたスイッチ素子をＰＷＭ制御し、負荷に対して供給される実効電力を制御することを特徴とする電力供給システムについての発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。このシステムでは、電源電圧検出手段によって検出される電圧値をＶＢ、負荷の性能保証電圧範囲の下限値をＶＬとしたとき、ＶＢ＞ＶＬの場合に、前記負荷に接続されたスイッチ素子を、デューティー比＝｛（ＶＬ／ＶＢ）の二乗｝でＰＷＭ制御するものとしている。
【０００３】
また、車両に配設されるとともに充放電装置であるバッテリ装置の充放電を管理する車両用バッテリ充放電管理装置であって、予め各給電線毎の負荷の識別を示す負荷識別情報、及び各給電線毎の負荷の重要度を示す重要度情報の両情報を対応つけて記憶する負荷重要度情報記憶手段と、バッテリ装置の電圧を測定するバッテリ電圧測定手段と、発電装置であるオルタネータ装置の電圧を測定するオルタネータ電圧測定手段と、バッテリ電圧測定手段の測定値及びオルタネータ電圧測定手段の測定値の両測定値を比較する電圧比較手段と、オルタネータ装置が発電中であるか否かを検出するオルタネータ発電検出手段と、そのオルタネータ発電検出手段によりオルタネータ装置が発電中であると検出された場合であって、且つ電圧比較手段による比較の結果、オルタネータ電圧測定手段の測定値がバッテリ電圧測定手段の測定値よりも小さい場合に、負荷重要度情報記憶手段に記憶されている重要度の低い負荷への給電線に流れる電流を遮断し、又はＰＷＭ制御し、若しくはＰＷＭ制御のデューティー比を小さくする電流低減処理を実行する電流低減手段を備えていることを特徴とする車両用バッテリ充放電管理装置についての発明が開示されている（例えば、特許文献２参照）。この装置では、オルタネータの発電レベルやバッテリの充電状態に基づいて決定される危険度と負荷の重要度に応じて、ＰＭＷ（大）制御、ＰＷＭ（中）制御、ＰＷＭ（小）制御、電力供給遮断と制御を切換えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０４５１５号公報
【特許文献２】特開２００５−８６９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載のシステムは、負荷の重要度に応じて電力供給抑制を行なうものではないため、重要度の高い負荷の作動性が急に低下する場合がある。また、負荷毎に電力供給抑制の程度を異ならせていないため、負荷毎の特性（電力消費に対して期待される機能）を制御に反映させることができない。従って、ユーザーの快適性を損なう可能性がある。
【０００６】
この点、上記特許文献２に記載の装置は、負荷の重要度に応じてＰＷＭ制御におけるデューティー比を複数段階で決定しているが、負荷毎の特性（電力消費に対して期待される機能）は、必ずしも重要度と相関するものではない。従って、負荷毎の特性を制御に反映させることができない場合がある。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、負荷毎の特性（電力消費に対して期待される機能）を、より適切に制御に反映させることが可能な車両用電力供給システムを提供することを、主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
車両に搭載され、
複数の負荷のそれぞれに対応して設けられ、電源と各負荷を導通させ又は遮断する複数の電力伝達手段と、
前記複数の電力伝達手段をＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御する制御手段と、を備える車両用電力供給システムであって、
前記制御手段は、
前記複数の負荷のうち少なくとも一部への電力供給を抑制する電力供給抑制制御時において、
各負荷に対応して定められている所定の変動幅に基づいて、所定の順序に従って各負荷への電力供給抑制を行なうように、前記複数の電力伝達手段におけるデューティー比を決定することを特徴とする、
車両用電力供給システムである。
【０００９】
この本発明の一態様によれば、各負荷に対応して定められている所定の変動幅に基づいて、所定の順序に従って各負荷への電力供給抑制を行なうように、複数の電力伝達手段に対するデューティー比を決定するため、負荷毎の特性（電力消費に対して期待される機能）を、より適切に制御に反映させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、負荷毎の特性（電力消費に対して期待される機能）を、より適切に制御に反映させることが可能な車両用電力供給システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例に係る車両用電力供給システム１のシステム構成例である。
【図２】各対象負荷に関し、電力供給抑制開始時間※１、デューティー下限レベル※２、抑制徐励幅※３を示す表である。
【図３】本実施例に係るマスターＥＣＵ３０により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例】
【００１３】
以下、図面を参照し、本発明の一実施例に係る車両用電力供給システム１について説明する。図１は、本発明の一実施例に係る車両用電力供給システム１のシステム構成例である。車両用電力供給システム１は、主要な構成として、複数の電力伝達装置２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…と、マスターＥＣＵ（Electronic  Control  Unitｙ）３０と、を備える。複数の電力伝達装置の個数に特段の制限はなく、２個であってもよいし、４個以上であってもよい。以下、必要に応じて「各電力伝達装置」と称する。
【００１４】
各電力伝達装置には、バッテリ１０から図示しないＤＣ−ＤＣコンバータ等を介して電力が供給される。なお、各電力伝達装置がＤＣ−ＤＣコンバータに内蔵される構成であっても構わない。
【００１５】
バッテリ１０は、例えば鉛蓄電池である。バッテリ１０は、エンジンの出力軸であるクランクシャフトにベルト及びプーリーを介して接続されたオルタネータ１２によって充電され、対象負荷２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ…その他に電力供給する。また、バッテリ１０に接続された電力ラインには、電流監視回路１４が取り付けられており、バッテリ１０の充放電電流の値をマスターＥＣＵ３０に出力している。
【００１６】
電力伝達装置２０Ａは、バッテリ１０及び図示しないＤＣ−ＤＣコンバータ等に接続された電力ラインと、対象負荷２５Ａを導通させ又は遮断する。電力伝達装置２０Ｂは、バッテリ１０及び図示しないＤＣ−ＤＣコンバータ等に接続された電力ラインと、対象負荷２５Ｂを導通させ又は遮断する。電力伝達装置２０Ｃは、バッテリ１０及び図示しないＤＣ−ＤＣコンバータ等に接続された電力ラインと、対象負荷２５Ｃを導通させ又は遮断する。このように、各対象負荷に対応して、バッテリ１０からの電力供給経路の途中に電力伝達装置が取り付けられている。
【００１７】
電力伝達装置２０Ａは、オンオフ制御回路２１Ａと、ＰＷＭ制御回路２２Ａと、ソレノイドスイッチ２３Ａと、を有する。電力伝達装置２０Ｂ、２０Ｃ…についても同様の構成であってよいため、電力伝達装置２０Ａ以外についての説明は省略する。
【００１８】
オンオフ制御回路２１Ａは、対象負荷２５Ａが作動状態であるときにオン信号をＰＷＭ制御回路２２Ａに出力し、非作動状態であるときにオフ信号をＰＷＭ制御回路２２Ａに出力する。対象負荷２５Ａの作動状態は、マスターＥＣＵ３０からの入力信号によって判別する。
【００１９】
ＰＷＭ制御回路２２Ａは、オンオフ制御回路２１Ａからオン信号が入力されているときに、マスターＥＣＵ３０からの入力信号に応じたデューティー比でソレノイドスイッチ２３ＡをＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御する。これによって、デューティー比に応じた量の電流が対象負荷２５Ａに供給される。なお、電力伝達装置２０Ａは昇降圧を行なうものでなく、対象負荷２５Ａへの供給電圧はバッテリ１０及び図示しないＤＣ−ＤＣコンバータ等によって決定される。
【００２０】
各対象負荷は、例えば、ＰＴＣヒータ、シートヒータ、ステアリングヒータ、デフォッガ、デアイサ、ミラーヒータ等の電力消費主体である。
【００２１】
マスターＥＣＵ３０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）を中心としてＲＯＭ（Read  Only  Memory）やＲＡＭ（Random  Access  Memory）等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピュータであり、その他、ＨＤＤ（Hard  Disc  Drive）やＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）ドライブ、ＣＤ−Ｒ（Compact  Disc-Recordable）ドライブ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically  Erasable  and  Programmable  Read  Only  Memory）等の記憶装置やＩ／Ｏポート、タイマー、カウンター等を備える。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。なお、マスターＥＣＵ３０は、バッテリ制御コンピュータやボデー系の制御コンピュータ等、車両が備える他の制御装置の一機能であってもよい。
【００２２】
マスターＥＣＵ３０は、車載スイッチや他の制御装置から入力される信号に応じて、各対象負荷に関する作動状態信号を各電力伝達装置に出力する。また、バッテリ１０の放電状態が継続したときには、各対象負荷への電力供給を抑制する電力供給抑制制御を行なう。
【００２３】
電力供給抑制制御は、各対象負荷に対応して定められている所定の変動幅に基づいて、所定の順序に従って各対象負荷への電力供給抑制を行なうように、各電力伝達装置におけるデューティー比を決定することにより行なう。また、各対象負荷の最低限の作動を確保するために、各対象負荷への電力供給量の下限を示す抑制下限レベルが対象負荷毎に設定されている。以下、抑制下限レベルは、各電力伝達装置に出力するデューティー比で表現されるため、デューティー下限レベルと称する。
【００２４】
また、「所定の順序に従って各対象負荷への電力供給抑制を行なう」とは、例えば（Ａ）ある対象負荷への電力供給を抑制した結果当該対象負荷への電力供給量が抑制下限レベルに達したら、次の対象負荷への電力供給を抑制し始めるものであってもよいし、（Ｂ）順序の低いもの程、バッテリ１０の放電継続時間が長くなった場合に電力供給抑制を開始するものであってもよい。
【００２５】
以下、対象負荷が、（１）ＰＴＣヒータ、（２）シートヒータ、（３）ステアリングヒータ、（４）デフォッガ、（５）デアイサ、（６）ミラーヒータであるものとして説明する。各対象負荷に付された括弧内の数字は、電力供給抑制を行なう順序を示している。係る順序は、車両の走行に係わる対象負荷の順序が低くなるように設定されると好適である。
【００２６】
図２は、各対象負荷に関し、電力供給抑制開始時間※１、デューティー下限レベル※２、抑制徐励幅※３を示す表である。本図においては、上記（Ｂ）の制御を採用している。電力供給抑制開始時間とは、バッテリ１０の放電継続時間が電力供給抑制開始時間以上となった場合に、当該対象負荷への電力供給抑制が開始されるという基準時間である。これらの対象負荷に対応した抑制パラメータは、マスターＥＣＵ３０のＲＯＭ等に記憶されている。このように、各対象負荷について抑制パラメータがそれぞれ設定されているため、単に重要度等に応じて変動幅を決定するものに比して、負荷毎の特性（電力消費に対して期待される機能）を、より適切に制御に反映させることができる。
【００２７】
以下、マスターＥＣＵ３０により実行される特徴的な処理の流れについて説明する。図３は、本実施例に係るマスターＥＣＵ３０により実行される特徴的な処理の流れを示すフローチャートである。本フローは、各対象負荷について（すなわち各電力伝達装置について）、それぞれ実行される。
【００２８】
まず、抑制実行回数を示すカウンター値ｎを値１とする（Ｓ１００）。
【００２９】
そして、対象負荷が作動中であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。本判定は、例えばレジスタ等の一時記憶装置の所定領域にフラグが設定されているか否かを判別して行なう。当該フラグは、スイッチ等から対象負荷の作動を示す入力信号があったときに設定され、対象負荷の停止を示す入力信号があったときに消去される。対象負荷が作動中でなければＳ１００に戻る。
【００３０】
対象負荷が作動中である場合は、電流監視回路１４からの入力値を参照し、バッテリ１０が放電中であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。
【００３１】
バッテリ１０が放電中であると判定された場合は、バッテリ１０の放電時間カウンターをオン状態とし（Ｓ１０６）、充電時間カウンターをオフ状態とする（リセットする；Ｓ１０８）。
【００３２】
そして、放電時間カウンターのカウンター値が（すなわち放電時間が）、当該対象負荷に対応して予め定められている電力供給抑制開始時間※１以上となったか否かを判定する（Ｓ１１０）。放電時間カウンターのカウンター値が電力供給抑制開始時間※１未満である場合は、Ｓ１００に戻る。
【００３３】
放電時間カウンターのカウンター値が電力供給抑制開始時間※１以上である場合は、当該対象負荷に対応する電力伝達装置に対して出力されているデューティー比が、デューティー下限レベル※２以上であるか否かを判定する（Ｓ１１２）。
【００３４】
デューティー比がデューティー下限レベル※２以上であると判定された場合は、次式（１）に従って当該対象負荷に対応する電力伝達装置に出力するデューティー比を決定する（Ｓ１１４）。
【００３５】
（デューティー比）＝１００［％］−（抑制徐励幅※３）×ｎ  …（１）
【００３６】
そして、電圧安定待ち時間が経過するまで待機し（Ｓ１１６）、カウンター値ｎを値１増加させて（Ｓ１１８）、Ｓ１０２に戻る。
【００３７】
Ｓ１１２において、デューティー比がデューティー下限レベル※２未満であると判定された場合は、当該対象負荷に対応する電力伝達装置に出力するデューティー比を、デューティー下限レベルに固定し（Ｓ１２０）、Ｓ１０４に戻る。
【００３８】
一方、Ｓ１０４においてバッテリ１０が放電中でない（すなわち充電中である）と判定された場合は、バッテリ１０の放電時間カウンターをオフ状態とし（リセットし；Ｓ１２２）、充電時間カウンターをオン状態とする（Ｓ１２４）。
【００３９】
そして、当該対象負荷に対応する電力伝達装置に対して出力されているデューティー比が、１００％であるか否かを判定する（Ｓ１２６）。デューティー比が１００％であると判定された場合は、Ｓ１００に戻る。
【００４０】
デューティー比が１００％でないと判定された場合は、次式（２）に従って当該対象負荷に対応する電力伝達装置に出力するデューティー比を決定する（Ｓ１２８）。
【００４１】
（デューティー比）＝（現在のデューティー比）＋（抑制徐励幅※３）×ｎ  …（２）
【００４２】
そして、電圧安定待ち時間が経過するまで待機し（Ｓ１３０）、Ｓ１００に戻る。
【００４３】
このように、本実施例の車両用電力供給システム１では、対象負荷への電力供給を抑制する電力供給抑制制御時において、各対象負荷に対応して定められている所定の変動幅（＝抑制徐励幅※３）に基づいて電力伝達装置に出力するデューティー比を決定するため、負荷毎の特性（電力消費に対して期待される機能）を、より適切に制御に反映させることができる。また、所定の順序に従って各負荷への電力供給抑制を行なうため、負荷の重要度に応じた電力供給抑制制御を行なうことができる。更に、デューティー比がデューティー下限レベルを下回らないように制御するため、各対象負荷の最低限の作動を確保することができる。
【００４４】
以上説明した本実施例の車両用電力供給システム１によれば、負荷毎の特性を、より適切に制御に反映させることができる。
【００４５】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【００４６】
例えば、ソレノイドスイッチに代えて、スイッチング素子等のスイッチ類を備えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１    車両用電力供給システム
１０    バッテリ
１２    オルタネータ
１４    電流監視回路
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…  電力伝達装置
２１Ａ  オンオフ制御回路
２２Ａ  ＰＷＭ制御回路
２３Ａ  ソレノイドスイッチ
２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ…  対象負荷
３０    マスターＥＣＵ
【図１】
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【図２】
2010183681.tif 000004
【図３】
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