(57)【要約】【課題】バッテリと電子ユニットとの間のハーネスレイアウトを簡易にする。【解決手段】少なくとも１以上の電子ユニットによって、モジュール部品Ｍ１〜Ｍｋを構成するとともに、各モジュール部品Ｍ１〜Ｍｋごとに、モジュール部品内の電子ユニットに電力を供給するための電源Ｂ１〜Ｂｋを設ける。【選択図】図１
2008017593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される複数の電子ユニットのうち、少なくとも１以上の電子ユニットによって、モジュール部品を構成するとともに、各モジュール部品ごとに、モジュール部品内の電子ユニットに電力を供給するための電源を設けることを特徴とする車両用電源システム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用電源システムにおいて、
前記複数の電子ユニットのうち、所定値以上の電力を消費する電子ユニットに対して、専用の電源を設けることを特徴とする車両用電源システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車両用電源システムにおいて、
前記複数の電子ユニットのうち、エンジン始動に必要な電子ユニット、および、ライト類の電子ユニットに対して、それぞれ専用の電源を設けることを特徴とする車両用電源システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用電源システムにおいて、
前記複数の電子ユニットのうち、車両の可動部であるドアに関係する電子ユニットを含むように、各ドアごとに前記モジュール部品を構成することを特徴とする車両用電源システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用電源システムにおいて、
前記モジュール部品は、モジュール部品内の電子ユニットの暗電流および電源の自己放電量を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出される暗電流および自己放電量を表示する表示手段とを備えることを特徴とする車両用電源システム。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用電源システムにおいて、
前記モジュール部品は、モジュール部品内の電子ユニットの暗電流および電源の自己放電量を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出される暗電流および自己放電量をモジュール外部に出力する出力手段とを備えることを特徴とする車両用電源システム。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の車両用電源システムにおいて、
前記モジュール部品内に設けられている電源の電気残量を検出する電気残量検出手段と、
前記電気残量検出手段によって検出される電気残量が所定の電気残量以下になった電源に対して、発電装置の発電電力が供給されるように制御する制御手段とをさらに備えることを特徴とする車両用電源システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の車両用電源システムにおいて、
前記モジュール部品内に設けられている電源の充放電回数を計測する充放電回数計測手段と、
前記充放電回数計測手段によって計測される充放電回数に基づいて、各電源ごとに交換時期を判定する交換時期判定手段とを備えることを特徴とする車両用電源システム。
【請求項９】
請求項８に記載の車両用電源システムにおいて、
前記交換時期判定手段は、交換時期を示す所定の充放電回数に対して、前記充放電回数計測手段によって計測される充放電回数が所定の割合以上になると、電源の交換時期であると判定することを特徴とする車両用電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に用いられる電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載される複数の電子ユニットに対して、バッテリから電力を供給する電源システムが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２８９７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の電源システムでは、１つのバッテリから、複数の電子ユニットに電力が供給されるようになっているので、バッテリと電子ユニットとを結ぶハーネスが多くなり、ハーネスレイアウトが困難になるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による車両用電源システムは、車両に搭載される複数の電子ユニットのうち、少なくとも１以上の電子ユニットによって、モジュール部品を構成するとともに、各モジュール部品ごとに、モジュール部品内の電子ユニットに電力を供給するための電源を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による車両用電源システムによれば、少なくとも１以上の電子ユニットによって、モジュール部品を構成するとともに、各モジュール部品ごとに、モジュール部品内の電子ユニットに電力を供給するための電源を設けるので、各モジュール内でハーネスレイアウトを考慮すればよく、ハーネスレイアウトが簡易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
−第１の実施の形態−
図１は、第１の実施の形態における車両用電源システムの構成を示す図である。オルタネータ２は、ベルト６を介してエンジン１と接続されており、エンジン１の回転力を利用して発電を行う。バッテリ３は、オルタネータ２と接続されており、オルタネータ２によって発電された電力を利用して充電することができる。ドライバによってイグニッションスイッチ４がオンされると、バッテリ３からスタータモータ５に電流が供給されて、スタータモータ５が駆動し、エンジン１の始動が行われる。
【０００８】
オルタネータ２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷｋ（ｋは自然数）およびダイオードＤ１〜Ｄｋを介して、複数のモジュール部品Ｍ１〜Ｍｋと接続されている。ダイオードＤ１〜Ｄｋは、直列に接続されているスイッチＳＷ１〜ＳＷｋのオン時に、オルタネータ２から各モジュール部品Ｍ１〜Ｍｋの方向に電流が流れるように設けられている。スイッチＳＷ１〜ＳＷｋのオン／オフ制御は、コントローラ１０により行われる。
【０００９】
モジュール部品Ｍ１〜Ｍｋは、車両を構成する少なくとも１以上の電子ユニット、および、電子ユニットに電力を供給するための分散電源を備えている。例えば、モジュール部品Ｍ１は、電子ユニットＵ１およびＵ２と、分散電源Ｂ１を備え、モジュール部品Ｍ２は、電子ユニットＵ３および分散電源Ｂ２を備えている。各モジュール部品Ｍ１〜Ｍｋごとに設けられる分散電源Ｂ１〜Ｂｋは、例えば、ニッケル水素電池である。なお、各モジュール部品Ｍ１〜Ｍｋ内に設けられている分散電源の数は１つに限られず、２つ以上でもよい。また、各モジュール部品内に設けられる分散電源は、電力を供給する電子ユニットの電力消費量等に応じて、適切な容量のものを用意しておく。
【００１０】
図２は、分散電源Ｂ１の構成を示す図である。分散電源Ｂ１は、電気残量監視部１１と、表示部１２と、外部出力インタフェース１３とを備える。電気残量監視部１１は、モジュール部品Ｍ１内の電子ユニットＵ１，Ｕ２の暗電流、および、分散電源Ｂ１の自己放電量を検出するとともに、分散電源Ｂ１の電気残量（例えば、分散電源Ｂ１の電圧）を検出する。電気残量監視部１１の検出値は、表示部１２によって表示され、また、外部出力インタフェース１３を介して、コントローラ１０に出力される。
【００１１】
コントローラ１０は、電気残量監視部１１によって検出される分散電源Ｂ１の電気残量が所定値以下になると、分散電源Ｂ１に対応して設けられているスイッチＳＷ１をオンする。これにより、オルタネータ２の発電電力が分散電源Ｂ１に供給されて、分散電源Ｂ１が充電される。なお、分散電源Ｂ１以外の他の分散電源Ｂ２〜Ｂｋの構成および動作についても同様である。
【００１２】
エンジン１の停止時および始動時には、全てのスイッチＳＷ１〜ＳＷｋがオフになっている。この場合、各モジュール部品Ｍ１〜Ｍｋ内では、モジュール部品ごとに設けられている分散電源から、モジュール部品内の電子ユニットに電力が供給される。従って、各モジュール部品Ｍ１〜Ｍｋ間での電力のやり取りは行われない。また、エンジン停止時には、分散電源内の電気残量監視部１１によって検出される電子ユニットの暗電流、および、分散電源の自己放電量が表示部１２によって表示され、また、外部出力インタフェース１３を介して、コントローラ１０に出力される。
【００１３】
エンジン１が始動した後は、上述したように、電気残量が所定値以下となっている分散電源の充電が行われるように、コントローラ１０は、その分散電源に対応して設けられているスイッチをオンする。逆に、電気残量が所定値より高い分散電源に対応して設けられているスイッチはオフのままである。
【００１４】
＝モジュールの構成例１＝
図３は、車両１００内に設けられるモジュール部品の構成例を示す図である。モジュール部品Ｍ１は、図示しないワイパを駆動するためのワイパモータ２１と分散電源Ｂ１とを備えており、分散電源Ｂ１からワイパモータ２１に電力が供給される。モジュール部品Ｍ２は、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）２２と分散電源Ｂ２とを備えており、分散電源Ｂ２から電動パワーステアリング２２に電力が供給される。モジュール部品Ｍ３は、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）２３と分散電源Ｂ３とを備えており、分散電源Ｂ３からＡＢＳ２３に電力が供給される。
【００１５】
ワイパモータ２１、電動パワーステアリング２２、および、ＡＢＳ２３は、所定値（例えば、１００Ｗ）以上の電力を必要とする電子ユニットである。すなわち、所定値以上の電力を必要とする電子ユニットごとに、専用の分散電源を備えたモジュール部品を構成することにより、他の電子ユニットに供給される電力が低下する等の影響が及ぶのを防ぐことができる。
【００１６】
＝モジュールの構成例２＝
図４は、車両１００内に設けられているモジュール部品の他の構成例を示す図である。図４に示す構成例では、図３に示す構成に加えて、ライト類２４および分散電源２４を備えたモジュール部品Ｍ４が構成されている。すなわち、ライト類２４には、分散電源Ｂ４から電力が供給される。ライト類２４には、ヘッドライトやルームランプなどが含まれる。
【００１７】
従来の１つのバッテリから各電子ユニットに電力が供給されるシステムでは、ライトの消し忘れは、バッテリ上がり、すなわち、バッテリ３の電圧低下を招くことになり、エンジン１が始動できなくなる可能性が生じる。しかし、図４に示すように、ライト類２４に対して、スタータモータ５に電力を供給するバッテリ３とは別の分散電源Ｂ４を設けることにより、ユーザがライトを消し忘れた場合でも、バッテリ３の電圧は低下しないので、スタータモータ５を駆動してエンジン１を始動させることができる。
【００１８】
＝モジュールの構成例３＝
図５は、車両１００内に設けられているモジュール部品のさらに他の構成例を示す図である。この構成例では、前部座席ドア、後部座席ドア、および、バックドア（トランクドア）にそれぞれ関係する電子ユニット群を１つのモジュール部品として構成している。ドアごとにモジュール部品を構成することにより、可動部であるドアの機構自由度を向上させることができる。
【００１９】
例えば、前部座席ドアでは、パワーウインドモータ３１、ドアロックアクチュエータ３２、および、ドアミラーモータ３３をまとめて１つのモジュール部品Ｍ５を構成している。パワーウインドモータ３１には、分散電源Ｂ６から電力が供給され、ドアロックアクチュエータ３２およびドアミラーモータ３３には、分散電源Ｂ７から電力が供給される。
【００２０】
同様に、後部座席ドアでは、パワーウインドモータ３４、ドアロックアクチュエータ３５、および、ドアミラーモータ３６をまとめて１つのモジュール部品Ｍ６を構成している。パワーウインドモータ３４には、分散電源Ｂ８から電力が供給され、ドアロックアクチュエータ３５およびドアミラーモータ３６には、分散電源Ｂ９から電力が供給される。
【００２１】
バックドアでは、リアドアロックアクチュエータ４１、ランプ類４２、デフォッガー４３、および、リアワイパモータ４４をまとめて１つのモジュール部品Ｍ７を構成している。ライト類４２には、ブレーキランプ、バックランプ、および、ウインカランプが含まれる。リアワイパモータ４４には、分散電源Ｂ１０から電力が供給され、デフォッガー４３には、分散電源Ｂ１１から電力が供給され、リアドアロックアクチュエータ４１およびランプ類４２には、分散電源Ｂ１２から電力が供給される。
【００２２】
第１の実施の形態における車両用電源システムによれば、少なくとも１以上の電子ユニットによって、モジュール部品を構成するとともに、各モジュール部品ごとに、モジュール部品内の電子ユニットに電力を供給するための電源を設けるので、１つのバッテリから複数の電子ユニットに電力を供給する場合に比べて、ハーネスレイアウトを簡易にすることができる。すなわち、ハーネスレイアウトを車両全体で考える必要がなくなり、各モジュール部品内で考えれば良くなる。
【００２３】
従来の電源システムのように、１つのバッテリから複数の電子ユニットに電力を供給する場合には、バッテリが大型化して、車両のウェイトバランスの調整が困難になっていたが、各モジュールごとに分散電源を設けることにより、電源の位置が車両全体で分散されるので、ウェイトバランスの調整が容易になる。また、各分散電源のサイズを小さくすることもできる。
【００２４】
また、所定値以上の電力を消費する電子ユニットそれぞれに対して、専用の電源を設けることにより、他の電子ユニットに供給される電力が低下する等の影響(例えば、カーナビゲーションの画面がリセットされる)が及ぶのを防ぐことができる。
【００２５】
また、エンジン始動に必要な電子ユニット、および、ライト類の電子ユニットに対して、それぞれ専用の電源を設けることにより、ユーザがライトを消し忘れた場合でも、確実にエンジンを始動させることができる。
【００２６】
また、車両の可動部であるドアに関係する電子ユニットを含むモジュール部品を、各ドアごとに構成することにより、可動部であるドアの機構自由度を向上させることができる。
【００２７】
さらに、第１の実施の形態における車両用電源システムによれば、モジュール部品内の電子ユニットの暗電流および分散電源の自己放電量を検出して、表示部１２に表示するので、モジュール部品内の暗電流および電源の自己放電量を容易に確認することができる。また、検出したモジュール部品内の電子ユニットの暗電流および分散電源の自己放電量を、例えば、コントローラ１０に出力することにより、コントローラにおいて、各モジュール部品内の暗電流および電源の自己放電量を監視することができる。
【００２８】
−第２の実施の形態−
第２の実施の形態における車両用電源システムでは、モジュール部品ごとに設けられている分散電源の交換時期を判定し、交換時期になったと判定すると、分散電源の表示部１２にその旨を表示する。図６は、第２の実施の形態における車両用電源システムに用いられる分散電源Ｂ１の構成を示す図である。なお、図示しないが、他の分散電源の構成も同様である。
【００２９】
第２の実施の形態における分散電源Ｂ１は、電気残量監視部１１と、表示部１２と、外部出力インタフェース部１３と、充放電回数監視部１４と、充放電回数記憶部１５とを備える。充放電回数記憶部１５には、分散電源の充放電回数の平均寿命値Ｘが格納されている。この平均寿命値Ｘは、分散電源の充放電を繰り返し行った際に、Ｘ回以上の充放電を行うと、分散電源が交換タイミングとなる充放電回数を実験等によって求めたものである。充放電回数監視部１４は、電気残量監視部１１によって検出される電気残量に基づいて、分散電源Ｂ１の充放電回数をカウントし、カウントした充放電回数と、充放電回数記憶部１５に記憶されている充放電回数の平均寿命値Ｘとに基づいて、分散電源Ｂ１の交換タイミングを判定する。
【００３０】
図７は、第２の実施の形態における車両用電源システムで行われる処理内容を示すフローチャートである。以下では、分散電源Ｂ１内部に設けられている充放電回数監視部１４が行う処理について説明するが、全ての分散電源Ｂ１〜Ｂｋにおいて同様の処理が行われる。車両が起動すると、分散電源Ｂ１の充放電回数監視部１４は、ステップＳ１００の処理を開始する。
【００３１】
ステップＳ１００では、電気残量監視部１１によって検出される分散電源Ｂ１の電気残量を取得して、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、ステップＳ１００で取得した電気残量に基づいて、分散電源Ｂ１の充放電回数をカウントする。ここでは、分散電源Ｂ１の放電が行われて、電気残量が所定の下限値以下になり、その後、充電が行われて、電気残量が所定の上限値以上になると、充放電回数を１増やす。
【００３２】
ステップＳ１１０に続くステップＳ１２０では、ステップＳ１１０でカウントした充放電回数と、充放電回数記憶部１５に記憶されている充放電回数の平均寿命値Ｘとを比較する処理を行って、ステップＳ１３０に進む。ステップＳ１３０では、ステップＳ１１０でカウントした充放電回数が、充放電回数の平均寿命値Ｘの９０％以上であるか否かを判定する。現在の充放電回数が充放電回数の平均寿命値Ｘの９０％未満であると判定すると、まだ交換時期に達していないと判定して、ステップＳ１００に戻る。一方、現在の充放電回数が充放電回数の平均寿命値Ｘの９０％以上であると判定すると、分散電源Ｂ１は交換時期に達していると判定して、ステップＳ１４０に進む。
【００３３】
ステップＳ１４０では、分散電源Ｂ１が交換時期に達していることを示す表示を表示部１２に表示する。なお、分散電源Ｂ１が交換時期に達していることを、外部出力インタフェース部１３を介して、コントローラ１０に出力するようにしてもよい。この場合、コントローラ１０は、図示しないインジケータを点灯させる等により、分散電源Ｂ１が交換時期に達していることをユーザに報知することができる。
【００３４】
第２の実施の形態における車両用電源システムによれば、モジュール内に設けられている分散電源ごとに、分散電源の充放電回数を計測し、計測した充放電回数に基づいて、分散電源の交換時期を判定するので、分散電源ごとに適切なタイミングで交換を行うことができる。特に、交換時期を示す所定の充放電回数Ｘに対して、計測した充放電回数が所定の割合以上になると、電源の交換時期であると判定するので、分散電源の交換時期を適切に報知することができ、また、交換時期の報知後も、しばらくの間は、分散電源を使用することができる。
【００３５】
本発明は、上述した各実施の形態に限定されることはない。例えば、分散電源Ｂ１〜Ｂｋの一例として、ニッケル水素電池を挙げたが、リチウムイオン電池等、他の二次電池でもよいし、電気二重層キャパシタのような蓄電デバイスでもよい。
【００３６】
図３に示すモジュール構成例において、所定値（例えば、１００Ｗ）以上の電力を必要とする電子ユニットの例として、ワイパモータ２１、電動パワーステアリング２２、および、ＡＢＳ２３を挙げたが、これらはあくまで一例である。
【００３７】
図４に示すモジュール構成例では、バッテリ上がりの原因となりやすいライト類２４の電源Ｂ４と、スタータモータ５のバッテリ３とを分けるようにしたが、同じくバッテリ上がりの原因となりやすいウインカの電源と、スタータモータ５のバッテリ３とを分けるようにしてもよい。すなわち、バッテリ上がりの原因となりやすい電子ユニットには、スタータモータ５に電力を供給するバッテリ３とは別の電源を設けることが好ましい。
【００３８】
図５に示すモジュール構成例において、前部座席ドアに関係する電子ユニットとして、パワーウインドモータ３１、ドアロックアクチュエータ３２、および、ドアミラーモータ３３を挙げたが、これらはあくまで一例である。同様に、バックドアに関係する電子ユニットも、リアドアロックアクチュエータ４１、ランプ類４２、デフォッガー４３、および、リアワイパモータ４４に限定されることはない。
【００３９】
少なくとも１以上の電子ユニットによって、モジュール部品を構成する方法は、図３〜図５に示すものに限られない。例えば、電子ユニットの機能に基づいて、モジュール部品を構成してもよいし、電子ユニットの配置場所に応じて、モジュール部品を構成してもよい。また、車両全体のウェイトバランスを考慮して、モジュール部品を構成することもできる。
【００４０】
第２の実施の形態では、分散電源の充放電回数が充放電回数の平均寿命値Ｘの９０％以上であれば、交換時期に達していると判定したが、９０％の数値は一例である。すなわち、充放電回数が充放電回数の平均寿命値Ｘの所定の割合以上であれば、交換時期に達していると判定すればよい。
【００４１】
上述した各実施の形態では、車両用電源システムをエンジンを駆動源とする車両に適用した例を挙げて説明したが、ハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池車に適用することもできる。電気自動車や燃料電池車に適用する場合、各分散電源は、車両駆動用の電池に蓄えられている電力や、モータ回生時に発電される電力を利用して、充電を行うことができる。
【００４２】
特許請求の範囲の構成要素と第１および第２の実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、モジュール部品Ｍ１〜Ｍｋが請求項のモジュール部品に対応し、電子ユニットＵ１〜Ｕｎが請求項の電子ユニットに対応し、分散電源Ｂ１〜Ｂｋが請求項の電源に対応する。また、電気残量監視部１１が検出手段および電気残量検出手段を、表示部１２が表示手段を、外部出力インタフェース部１３が出力手段を、コントローラ１０が制御手段を、充放電回数監視部１４が充放電回数計測手段および交換時期判定手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する上で、上記の実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１の実施の形態における車両用電源システムの構成を示す図
【図２】分散電源の構成を示す図
【図３】車両内に設けられているモジュール部品の構成例を示す図
【図４】車両内に設けられているモジュール部品の他の構成例を示す図
【図５】車両内に設けられているモジュール部品のさらに他の構成例を示す図
【図６】第２の実施の形態における車両用電源システムに用いられる分散電源の構成を示す図
【図７】第２の実施の形態における車両用電源システムで行われる処理内容を示すフローチャート
【符号の説明】
【００４４】
１…エンジン、２…オルタネータ、３…バッテリ、４…イグニッションスイッチ、５…スタータモータ、６…ベルト、１０…コントローラ、１１…電気残量監視部、１２…表示部、１３…外部出力インタフェース部、１４…充放電回数監視部、１５…充放電回数記憶部、２１…ワイパモータ、２２…電動パワーステアリング、２３…ＡＢＳ、２４…ライト類、３１，３４…パワーウインドモータ、３２，３５…ドアロックアクチュエータ、３３，３６…ドアミラーモータ、４１…リアドアロックアクチュエータ、４２…ランプ類、４３…デフォッガー、４４…リアワイパモータ、ＳＷ１〜ＳＷｋ…スイッチ、Ｄ１〜Ｄｋ…ダイオード、Ｂ１〜Ｂｋ…分散電源、Ｍ１〜Ｍｋ…モジュール部品、Ｕ１〜Ｕｎ…電子ユニット
【図１】
2008017593.tif 000003
【図２】
2008017593.tif 000004
【図３】
2008017593.tif 000005
【図４】
2008017593.tif 000006
【図５】
2008017593.tif 000007
【図６】
2008017593.tif 000008
【図７】
2008017593.tif 000009