(57)【要約】【課題】電源制御装置に関し、電源の給電異常状態を判定し、判定結果に基づいて所定の負荷への給電を制限することで電源に与える負担を軽減するとともに、負荷の作動状態の変化から運転者に給電異常を早期に認知させ、電源の交換を促すことができる電力制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】電源と、前記電源より給電される複数の負荷と、前記電源の給電異常を示す所定の状態を判定する給電異常判定手段と、前記給電異常判定手段の判定結果に基づいて、前記複数の負荷のうちの給電制限対象負荷への給電を制限する給電制限手段とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と、
前記電源より給電される複数の負荷と、
前記電源の給電異常を示す所定の状態を判定する給電異常判定手段と、
前記給電異常判定手段の判定結果に基づいて、前記複数の負荷のうち給電制限されると快適な操作が妨げられる給電制限対象負荷への給電を制限する給電制限手段と、
を備える電力制御装置。
【請求項２】
前記給電制限手段は、電力消費の小さい前記給電制限対象負荷よりも、電力消費の大きい前記給電制限対象負荷を優先して給電制限することを特徴とする請求項1記載の電力制御装置。
【請求項３】
前記給電制限手段は、時間経過にともなって給電を制限する量を増加させることを特徴とする請求項１又は２記載の電力制御装置。
【請求項４】
前記給電制限対象負荷は、給電が制限されると運転者による操作負担が増大する負荷であることを特徴とする請求項1ないし３のいずれか一項に記載の電力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力制御装置に関し、特に電源の給電異常を判定し、負荷への給電制限を通じて運転者に電源交換を促すことができる電力制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車にはヒータや電動パワーステアリング（ＥＰＳ）などの電源の負荷となる比較的電力消費の大きな装置が搭載されている。このような電力消費の大きな装置が増加するにつれて電源に与える負担が大きくなる。電源に与える負担を軽減するために、制御対象となる複数の装置の電力消費を検出し、電力消費の合計が所定値を超えた場合には、予め定めた優先順位に従って優先順位の高い装置にのみ給電を行う電力制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２５９５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかるに、従来の電力制御装置では、給電制限は行われていたものの、電源が給電異常状態にある場合の対応は十分に考慮されておらず、給電異常状態にあることを表示等で警告する程度にとどまっていた。このため、給電異常状態が発生した場合に、電源に負担を与え続け、給電異常状態をさらに加速させ、究極的には走行安全性に影響を与えるという問題があった。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、電源の給電異常状態を判定し、判定結果に基づいて所定の負荷への給電を制限することで電源に与える負担を軽減するとともに、負荷の作動状態の制限を通じて運転者に給電異常を早期に認知させ、電源の交換を促すことができる電力制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、第１の発明は、電源と、前記電源より給電される複数の負荷と、前記電源の給電異常を示す所定の状態を判定する給電異常判定手段と、前記給電異常判定手段の判定結果に基づいて、前記複数の負荷のうち作動制限により快適な運転を妨げる給電制限対象負荷への給電を制限する給電制限手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
上記目的を達成するため、第２の発明は、第１の発明に係る電力制御装置において、給電制限手段は、電力消費の小さい前記給電制限対象負荷よりも、電力消費の大きい前記給電制限対象負荷を優先して給電制限することを特徴とする。
【０００７】
上記目的を達成するため、第３の発明は、第１または第2の発明に係る電力制御装置において、給電制限手段は、時間経過にともなって給電を制限する量を増加させることを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するため、第４の発明は、第１ないし第３の何れか一に記載の発明に係る電力制御装置において、給電制限対象負荷は、給電が制限されると運転者による操作負担が増大する負荷であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電源が給電異常状態にある場合に、電源に与える負担を軽減することができるとともに、運転者に給電異常を早期に認知させ、電源の交換を促すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１１】
〈第１実施例〉
図1は本発明の電力制御装置を含むシステムの概略の構成例を示す図である。図1のシステムは電力制御装置２００と表示装置３００から構成されている。
【００１２】
電力制御装置２００はオルタネータ１０、バッテリ２０、電圧センサ２１，電流センサ２２、温度センサ２３、ヒータ３０、ＥＰＳ４０、負荷（１）５０ないし負荷（Ｎ）６０、バッテリ用ＥＣＵ７０、ヒータ用ＥＣＵ８０、ＥＰＳ用ＥＣＵ９０、負荷（１）用ＥＣＵ１００ないし負荷（Ｎ）用ＥＣＵ１１０、パワーマネジメントＥＣＵ１２０から構成されている。
【００１３】
オルタネータ１０はエンジンの回転を利用して発電する装置であり、バッテリ２０の充電を行う役割を持つ。バッテリ２０は蓄電池である。発熱器であるヒータ３０、ＥＰＳ４０、負荷（１）５０ないし負荷（Ｎ）６０はバッテリ２０から給電される負荷である。
【００１４】
ＥＰＳ４０は電動パワーステアリングであり、電動モータ４１、モータ駆動回路４２、電流センサ４３を有する。電動モータ４１は給電量に応じて、ハンドル操舵をアシストする。モータ駆動回路４２はＥＰＳ用ＥＣＵ９０からの指令により電動モータ４１を駆動する。電流センサ４３は電動モータ４１に流れる電流を計測し、計測結果はＥＳＰ用ＥＣＵ９０に入力される。ＥＰＳ用ＥＣＵ９０はＥＰＳ４０中の電動モータ４１の給電量を変化させる給電制御を行うことでハンドル操舵力を車速に応じた適切な値に制御する電子制御ユニットである。
【００１５】
バッテリ２０にはバッテリ２０の端子間電圧を計測する電圧センサ２１、バッテリ２０の充放電電流を計測する電流センサ２２及びバッテリ２０の温度を計測する温度センサ２３が設置されており、前記各センサの出力はバッテリ用ＥＣＵ７０に入力されている。
【００１６】
バッテリ用ＥＣＵ７０は、前記各センサから入力された信号に基づいて、バッテリ２０の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）をチェックする機能を有する電子制御ユニットである。また、バッテリ用ＥＣＵ７０はメモリー７１と給電異常判定手段７２を有する。メモリー７１は前記各センサから入力された情報等を記憶する記憶装置である。給電異常判定手段７２は前記各センサから入力された情報に基づいて、バッテリ２０が給電異常を示す所定の状態にあるか否かを判定する判定手段である。
【００１７】
ヒータ用ＥＣＵ８０はヒータ３０の温度制御を行う電子制御ユニットである。負荷（１）用ＥＣＵ１００ないし負荷（Ｎ）用ＥＣＵ１１０は負荷（１）５０ないし負荷（Ｎ）６０を制御する電子制御ユニットである。
【００１８】
パワーマネジメントＥＣＵ１２０はバッテリ用ＥＣＵ７０、ヒータ用ＥＣＵ８０、ＥＰＳ用ＥＣＵ９０、負荷（１）用ＥＣＵ１００ないし負荷（Ｎ）用ＥＣＵ１１０と相互に通信可能な状態に接続されており、前記各ＥＣＵから通信により入手した情報や各種制御信号をやりとりし、システム全体の電力を制御する電子制御ユニットである。また、パワーマネジメントＥＣＵ１２０は給電制限手段１２１を有する。給電制限手段１２１は通信により入手する給電異常判定手段７２の判定結果に基づいて、給電制限対象となる負荷を制御するＥＣＵに対して給電を制限する指令を出す制限手段である。
【００１９】
表示装置３００は運転者に対して警告表示などを視認させるための装置である。パワーマネジメントＥＣＵ１２０は表示装置３００と通信可能な状態に接続されており、表示装置３００に対して所定の表示をすることを指令する。
【００２０】
次に、以上のように構成された図１の電力制御装置２００の動作について説明する。
【００２１】
図２は第１実施例のバッテリ用ＥＣＵ７０及びパワーマネジメントＥＣＵ１２０により実行される処理例を示したフローチャートである。尚、図２の処理は給電異常を示す所定の状態がバッテリ劣化である場合の処理例である。
【００２２】
ステップ１００ではバッテリ用ＥＣＵ７０の給電異常判定手段７２がバッテリ２０の劣化状態を判定する。例えば、バッテリ劣化時には流出する電流の変化ΔＩに対する端子間電圧の変化ΔＶの割合（ΔＶ／ΔＩ）が大きくなることを利用し、電流センサ２２、電圧センサ２１からの入力情報を所定の時間間隔で監視し、平均的なΔＶ／ΔＩを算出する。その値が所定値より大きい場合にはバッテリ２０が劣化したと判定する（Ｓ１００）。
【００２３】
ステップ１００でバッテリＥＣＵ７０の給電異常判定手段７２がバッテリ２０は劣化してないと判定した場合に、判定結果をパワーマネジメントＥＣＵ１２０に送信する。パワーマネジメントＥＣＵ１２０は送信結果を受けてステップ１０１を実行し、リターンとなる。ステップ１０１ではパワーマネジメントＥＣＵ１２０はヒータ用ＥＣＵ８０、ＥＰＳ用ＥＣＵ９０、負荷（１）用ＥＣＵ１００ないし負荷（Ｎ）用ＥＣＵ１１０に給電を許可する指令を出し、ヒータ３０、ＥＰＳ４０などの所定の負荷への給電は許可され、所定の負荷は何ら制限を受けずに動作することができる（Ｓ１０１）。
【００２４】
ステップ１００でバッテリＥＣＵ７０の給電異常判定手段７２がバッテリ２０は劣化していると判定した場合には、判定結果をパワーマネジメントＥＣＵ１２０に送信する。パワーマネジメントＥＣＵ１２０は送信結果を受けてステップ１０２を実行する。ステップ１０２では交換要求フラグがオンであるかどうかを判定する（Ｓ１０２）。ここで交換要求フラグとは給電異常判定手段７２がバッテリ２０は劣化していないと判定した場合にオフ、劣化していると判定した場合にオンとなるフラグである。正常な状態ではバッテリ２０は劣化していないので、交換要求フラグはオフとなっている。
【００２５】
ステップ１０２で交換要求フラグはオフであると判定された場合には、ステップ１０３の処理が実行される。ステップ１０３では、パワーマネジメントＥＣＵ１２０は交換要求フラグをオンにする（Ｓ１０３）。次にステップ１０４の処理が実行される。ステップ１０４では、パワーマネジメントＥＣＵ１２０は表示装置３００にバッテリ故障表示を表示するように指令を出す（Ｓ１０４）。バッテリ故障表示は、バッテリ劣化時に運転者にバッテリ交換を促す目的で、運転者が視認可能な表示装置上に出す警告表示である。次にステップ１０５の処理が実行される。
【００２６】
また、ステップ１０２で交換要求フラグはオンであると判定された場合にも、ステップ１０５の処理が実行される。
【００２７】
ステップ１０５では、パワーマネジメントＥＣＵ１２０は所定の負荷への給電を禁止或いは制限する指令を該当する負荷を制御するＥＣＵに出す。給電制限対象となる負荷は任意に設定することができるが、ここでは、例えば、ヒータ３０が他の負荷よりも電力消費が大きいとし、他の負荷に優先してヒータ３０への給電を禁止或いは制限する指令を、ヒータ用ＥＣＵ８０に対して出すとする。この結果、ヒータ３０への給電は禁止或いは制限され、ヒータは全く作動しないか或いは作動が制限され、運転者の快適な運転が妨げられる（Ｓ１０５）。
【００２８】
次にステップ１０６の処理が実行される。ステップ１０６でバッテリ用ＥＣＵ７０はバッテリ２０が交換され、かつバッテリ２０が正常であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。バッテリ２０が交換された場合、バッテリ用ＥＣＵ７０に供給される電圧がゼロボルトとなり、バッテリ用ＥＣＵ７０のメモリー７１に記憶された情報がクリアされるため、バッテリ交換ありと判定される。また、バッテリが正常であるか否かはバッテリ用ＥＣＵ７０の給電異常判定手段７２が前述のＳＯＣチェックの結果に基づいて判定する。
【００２９】
ステップ１０６でバッテリ交換あり、かつ正常と判定された場合には、ステップ１０７でパワーマネジメントＥＣＵ１２０は交換要求フラグとバッテリ故障表示をオフにし（Ｓ１０７）、リターンとなる。また、ステップ１０６でバッテリ交換あり、かつ正常と判定されなかった場合にも、リターンとなる。
【００３０】
以上の図２に示す各ステップ（スタートからリターンまで）は繰り返され、所定の処理が実行される。
【００３１】
以上詳述したように、図１の電力制御装置２００で実行される図２のフローチャートに示す処理の結果、バッテリ劣化時の所定の負荷（前述の例ではヒータ３０）への給電は禁止或いは制限される。これにより劣化したバッテリの負担を減らすとともに、バッテリ劣化の加速を防止することができる。また、バッテリ故障表示に加えて、所定の負荷（前述の例ではヒータ３０）の動作を禁止或いは制限し、運転者の快適な運転を妨げることで、運転者に給電異常を早期に認知させ、バッテリ交換を促すことができる。
【００３２】
〈第２実施例〉
第２実施例の電力制御装置の概略のシステム構成は、図１に示す第１実施例の概略のシステム構成と全く同じであるため、説明は省略する。
【００３３】
図３は第２実施例のバッテリ用ＥＣＵ７０及びパワーマネジメントＥＣＵ１２０により実行される処理例を示したフローチャートである。尚、図３の処理は給電異常を示す所定の状態がバッテリ劣化である場合の処理例である。
【００３４】
ステップ２００ではバッテリ用ＥＣＵ７０の給電異常判定手段７２がバッテリ２０の劣化状態を判定する。例えば、バッテリ劣化時には流出する電流の変化ΔＩに対する端子間電圧の変化ΔＶの割合（ΔＶ／ΔＩ）が大きくなることを利用し、電流センサ２２、電圧センサ２１からの入力情報を所定の時間間隔で監視し、平均的なΔＶ／ΔＩを算出する。その値が所定値より大きい場合にはバッテリ２０が劣化したと判定する（Ｓ２００）。
【００３５】
ステップ２００でバッテリＥＣＵ７０の給電異常判定手段７２がバッテリ２０は劣化してないと判定した場合に、判定結果をパワーマネジメントＥＣＵ１２０に送信する。パワーマネジメントＥＣＵ１２０は送信結果を受けてステップ２０１を実行し、リターンとなる。ステップ２０１ではパワーマネジメントＥＣＵ１２０はＥＰＳ用ＥＣＵ９０に給電を許可する指令を出し、ＥＰＳ４０への給電は許可され、ＥＰＳ４０は何ら制限を受けずに動作することができる（Ｓ２０１）。
【００３６】
ステップ２００でバッテリＥＣＵ７０の給電異常判定手段７２がバッテリ２０は劣化していると判定した場合には、判定結果をパワーマネジメントＥＣＵ１２０に送信する。パワーマネジメントＥＣＵ１２０は送信結果を受けてステップ２０２を実行する。ステップ２０２では交換要求フラグがオンであるかどうかを判定する（Ｓ２０２）。ここで交換要求フラグとは給電異常判定手段７２がバッテリ２０は劣化していないと判定した場合にオフ、劣化していると判定した場合にオンとなるフラグである。正常な状態ではバッテリ２０は劣化していないので、交換要求フラグはオフとなっている。
【００３７】
ステップ２０２で交換要求フラグはオフであると判定された場合には、ステップ２０３の処理が実行される。ステップ２０３では、パワーマネジメントＥＣＵ１２０は交換要求フラグをオンにする（Ｓ２０３）。次にステップ２０４の処理が実行される。ステップ２０４では、パワーマネジメントＥＣＵ１２０は表示装置３００にバッテリ故障表示を表示するように指令を出す（Ｓ２０４）。バッテリ故障表示は、バッテリ劣化時に運転者にバッテリ交換を促す目的で、運転者が視認可能な表示装置上に出す警告表示である。次にステップ２０５の処理が実行される。
【００３８】
また、ステップ２０２で交換要求フラグはオンであると判定された場合にも、ステップ２０５の処理が実行される。
【００３９】
ステップ２０５では、パワーマネジメントＥＣＵ１２０の給電制限手段１２１は、ＥＰＳ４０を制御するＥＰＳ用ＥＣＵ９０に給電を制限する指令を出す。ＥＰＳ用ＥＣＵ９０は指令を受け、ＥＰＳ４０中の電動モータ４１に流れる電流の上限値を設定し、電流センサ４３からの入力信号を監視しながら、電動モータ４１に流れる電流が設定した上限値を超えない範囲内でＥＰＳ４０中のモータ駆動回路４２を制御する。また、ＥＰＳ用ＥＣＵ９０は所定の時間間隔で電動モータ４１に流れる電流の上限値を段階的に低い値に設定変更する。これにより電動モータ４１への給電制限量は時間経過にともなって徐々に増加する。電動モータ４１は給電量に応じて、ハンドル操舵をアシストするので、給電制限量が徐々に増加することでのアシスト量は徐々に低下し、運転者のハンドル操作負担が増加して、運転者の快適な運転は妨げられる（Ｓ２０５）。
【００４０】
次にステップ２０６の処理が実行される。ステップ２０６でバッテリ用ＥＣＵ７０はバッテリ２０が交換され、かつバッテリ２０が正常であるか否かを判定する（Ｓ２０６）。バッテリ２０が交換された場合、バッテリ用ＥＣＵ７０に供給される電圧がゼロボルトとなり、バッテリ用ＥＣＵ７０のメモリー７１に記憶された情報がクリアされるため、バッテリ交換ありと判定される。また、バッテリが正常であるか否かはバッテリ用ＥＣＵ７０の給電異常判定手段７２が前述のＳＯＣチェックの結果に基づいて判定する。
【００４１】
ステップ２０６でバッテリ交換あり、かつ正常と判定された場合には、ステップ２０７でパワーマネジメントＥＣＵ１２０は交換要求フラグとバッテリ故障表示をオフにし（Ｓ２０７）、リターンとなる。また、ステップ２０６でバッテリ交換あり、かつ正常と判定されなかった場合にも、リターンとなる。
【００４２】
以上の図３に示す各ステップ（スタートからリターンまで）は繰り返され、所定の処理が実行される。
【００４３】
以上詳述したように、図１の電力制御装置２００で実行される図３のフローチャートに示す処理の結果、バッテリ劣化時のＥＰＳ４０中の電動モータ４１への給電は制限される。さらに、交換要求フラグがオンになってからの時間経過にともなってＥＰＳ４０中の電動モータ４１への給電制限量を徐々に増加することによって、劣化したバッテリの負担を減らすとともに、バッテリ劣化の加速を防止することができる。また、バッテリ故障表示に加えて、電動パワーステアリング（ＥＰＳ４０）のアシスト量を徐々に減らし運転者の快適な運転を妨げることで、運転者に給電異常を早期に認知させ、バッテリ交換を促すことができる。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００４５】
例えば、第１及び第２実施例では、給電異常を示す所定の状態としてバッテリ劣化の例を説明したが、バッテリから流出する電流値が所定値以下である断線による給電異常や、温度が所定値以上である異常発熱をともなう給電異常の場合にも本発明を同様に適用できる。
【００４６】
また、第１及び第２実施例では電流変化と電圧変化の関係からバッテリ劣化を判定したが、他の方法により判定しても良い。
【００４７】
また、第１及び第２実施例では給電制限対象負荷としてヒータと電動パワーステアリングを選定したが、エアーコンディショナー、オーディオ装置など他の負荷を選定しても良い。
【００４８】
また、第１及び第２実施例では車両を例にとって説明したが、必ずしも車両に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の電力制御装置を含むシステムの概略の構成例を示す図である。
【図２】第１実施例のバッテリ用ＥＣＵ７０及びパワーマネジメントＥＣＵ１２０により実行される処理例を示したフローチャートである。
【図３】第２実施例のバッテリ用ＥＣＵ７０及びパワーマネジメントＥＣＵ１２０により実行される処理例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１０  オルタネータ
２０  バッテリ
２１  電圧センサ
２２  電流センサ
２３  温度センサ
３０  ヒータ
４０  ＥＰＳ
４１  電動モータ
４２  モータ駆動回路
４３  電流センサ
５０  負荷（１）
６０  負荷（Ｎ）
７０  バッテリ用ＥＣＵ
７１  メモリー
７２  給電異常判定手段
８０  ヒータ用ＥＣＵ
９０  ＥＰＳ用ＥＣＵ
１００  負荷（１）用ＥＣＵ
１１０  負荷（Ｎ）用ＥＣＵ
１２０  パワーマネジメントＥＣＵ
１２１  給電制限手段
２００  電力制御装置
３００  表示装置
【図１】
2008273371.tif 000003
【図２】
2008273371.tif 000004
【図３】
2008273371.tif 000005