(57)【要約】【課題】  電子ユニットから電力を回収して再利用することができる車両用電源制御装置を提供すること。【解決手段】  車両に搭載される複数のＥＣＵの作動状態を監視する電力回収コントローラ８を設け、複数のＥＣＵからサブバッテリ６への電力回収バス４を設け、ＥＣＵの状態に応じて、各ＥＣＵからサブバッテリ６への電力回収バス４の接続・非接続の切り換えを行うスイッチＳ１２，Ｓ１３を設けたため、各ＥＣＵの状態に応じた電力の回収を行うようにした。【選択図】        図１
2005170214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される複数のコントロールユニットの作動状態を監視する作動監視手段を設け、
前記複数のコントロールユニットから車両電源への電力回収バスを設け、
前記コントロールユニットの状態に応じて、各コントロールユニットから車両電源への前記電力回収バスの接続・非接続の切り換えを行う切り換え手段を設けたことを特徴とする車両用電源制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載された車両用電源制御装置において、
車両電源が、車両に搭載されたバッテリと別に設けられ、回収された電力を蓄積するサブバッテリであることを特徴とする車両用電源制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された車両用電源制御装置において、
前記作動監視手段が、各コントロールユニットの動作停止を示すリセット信号を監視するものであり、
各コントロールユニットの外部にコンデンサを設けて前記電力回収ラインに接続し、
前記車両電源に接続される前記電力回収ラインの途中に入力電圧を昇圧して出力する昇圧手段を設け、
前記切り換え手段が、
各コントロールユニットの内部のコンデンサと外部のコンデンサとを接続する前記電力回収バスの間と、
各コントロールユニットの外部のコンデンサと前記昇圧手段とを接続する前記電力回収バスの間と、
各コントロールユニットの内部のコンデンサと回路の間と、
の前記電力回収バスの接続・非接続を切り換えるようにし、
たものであることを特徴とする車両用電源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両における省エネルギを行う車両用電源制御装置の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来において、液晶表示を行う装置の液晶表示素子の制御装置では、駆動時に液晶に蓄積された電荷を電力回収回路のコンデンサに蓄積し、蓄積された電荷を電力として次回の液晶の駆動時に再利用することにより低消費電力を行えるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−７２９７６号公報（第２−４頁、全図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように他分野である液晶表示素子の制御装置においては、電荷の再利用によって、低消費電力を行っているが、車両においては、このような低消費電力対策が充分ではなかった。しかしながら、車両に搭載される車載装置の搭載数は増加する傾向にあり、消費電力も増加する傾向にあるため、省エネルギ対策の要望は高まっていた。
【０００４】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、電子ユニットから電力を回収して再利用することができる車両用電源制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、車両に搭載される複数のコントロールユニットの作動状態を監視する作動監視手段を設け、前記複数のコントロールユニットから車両電源への電力回収ラインを設け、前記コントロールユニットの状態に応じて、各コントロールユニットから車両電源への前記電力回収ラインの接続・非接続の切り換えを行う切り換え手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の発明では、請求項１に記載された車両用電源制御装置において、車両電源が、車両に搭載されたバッテリと別に設けられ、回収された電力を蓄積するサブバッテリであることを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２に記載された車両用電源制御装置において、前記作動監視手段が、各コントロールユニットの動作停止を示すリセット信号を監視するものであり、各コントロールユニットの外部にコンデンサを設けて前記電力回収ラインに接続し、前記車両電源に接続される前記電力回収バスの途中に入力電圧を昇圧して出力する昇圧手段を設け、前記切り換え手段が、各コントロールユニットの内部のコンデンサと外部のコンデンサとを接続する前記電力回収バスの間と、各コントロールユニットの外部のコンデンサと前記昇圧手段とを接続する前記電力回収バスの間と、各コントロールユニットの内部のコンデンサと回路の間と、の前記電力回収バスの接続・非接続を切り換えるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
よって、請求項１記載の発明にあっては、各コントロールユニットの状態に応じた電力の回収を行うことにより、効率よく車両電源へ電力を回収することができるため、車載装置の増加及びそれに伴うコントロールユニットの増加に対応できる電力システムにできる。
【０００９】
請求項２記載の発明では、回収した電力を車両に設けられるバッテリと別に設けたサブバッテリに蓄積することによって、バッテリ切れなどの非常用の電源として使用でき、より信頼性を向上した車両にできる。
【００１０】
請求項３記載の発明では、コストを抑えた構造で、各コントロールユニットから電力を回収する最適なタイミングで外部のコンデンサに電力を回収し、さらに昇圧手段により電圧を昇圧して再利用しやすいようにでき、確実に回収した電力を再利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の車両用電源制御装置を実現する実施の形態を、請求項１，２，３に係る発明に対応する実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１２】
まず、構成を説明する。
図１は実施例の車両用電源制御装置のブロック図である。図２は実施例の車両用電源制御装置の各部の電圧状態を示すタイムチャート図である。図３は実施例の車両用電源制御装置の処理の流れを示すフローチャート図である。
【００１３】
実施例の車両内の電装系は、ホストＥＣＵ１０、各ＥＣＵ１１〜ＥＣＵｎ、バッテリ２、電源供給バス３で主に構成される。
バッテリは所定の電源電圧ＶＢで、ホストＥＣＵ１０に電源を供給するとともに、電源供給バス３により各ＥＣＵ１１〜ＥＣＵｎに電源を供給する。
【００１４】
各ＥＣＵ１１〜ＥＣＵｎは、内部に演算処理を行うＣＰＵ９１１〜９１ｎ、電源回路又は駆動回路９２１〜９２ｎ、リセット回路９３１〜９３ｎを備えている。さらに、各ＥＣＵ１１〜ＥＣＵｎの内部には電源回路又は駆動回路９２１〜９２ｎの安定化用あるいはフィルタ用のコンデンサＣ１１〜Ｃｎ１を設け、電源回路又は駆動回路９２１〜９２ｎにラインが接続される。
実施例の車両用電源制御装置１は、電力回収バス４、昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ５、サブバッテリ６、スイッチＳ０，Ｓ１，Ｓ１２〜Ｓｎ２，Ｓ１３〜Ｓｎ３、コンデンサＣ１２〜Ｃｎ２、ダイオードＤ１〜Ｄｎ、検出ライン７１〜７ｎ、電力回収コントローラ８を主要な構成としている。
まず、各ＥＣＵ１１〜ＥＣＵｎ内部の電源回路または駆動回路９２１〜９２ｎとコンデンサＣ１２〜Ｃｎ２間のラインの途中には、リセット回路により開閉されるスイッチＳ１１〜Ｓｎ１を設ける。このスイッチＳ１１〜Ｓｎ１による接続状態では、コンデンサＣ１１〜Ｃｎ１は、電源回路又は駆動回路９２１〜９２ｎの安定化用またはフィルタ用に用いられる。
さらに、リセット回路９３１〜９３ｎから電力回収コントローラ８へリセット信号を出力するライン７１〜７ｎを各ＥＣＵに設ける。
【００１５】
次に、ホストＥＣＵ１０に電源を供給するようにサブバッテリ６を設け、サブバッテリ６へ昇圧した電圧を出力する昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ５を設ける。
昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ５からサブバッテリへの出力ラインの途中には、電力回収コントローラ８により制御されて開閉するスイッチＳ１を設ける。
また、電力回収バス４の回収電圧を検出するためのバスＬ２０、サブバッテリ６、スイッチＳ１間の電圧を検出するためのラインＬ２１を設ける。
昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ５への入力ラインとして電力回収バス４を設け、各ＥＣＵ１１〜ＥＣＵｎ１のコンデンサＣ１１〜Ｃｎ１と電力回収バス４とを接続するラインＬ１１〜Ｌｎ１を設ける。
ラインＬ１１〜Ｌｎ１には、回収方向に電流を整流するダイオードＤ１〜Ｄｎ、回収する電荷を一時蓄積するコンデンサＣ１２〜Ｃｎ２、コンデンサＣ１２〜Ｃｎ２のＥＣＵ側の開閉を行うスイッチＳ１２〜Ｓｎ２、コンデンサＣ１２〜Ｃｎ２の電力回収ライン側の開閉を行うスイッチＳ１３〜Ｓｎ３を設ける。スイッチＳ１２〜Ｓｎ２、Ｓ１３〜Ｓｎ３は、電力回収コントローラ８の制御により開閉を行うものである。
また、コンデンサＣ１２〜Ｃｎ２は、ホールドコンデンサであり、効率よく各ユニットから電力を回収することができる。
また、電源供給バス３には、電力回収コントローラ８の制御で開閉するスイッチＳ０を設ける。
【００１６】
さらに、コンデンサＣ１１〜Ｃｎ１からとスイッチＳ１１〜Ｓｎ１からとの接続点からリセット回路によって開閉されるスイッチＳ１４〜Ｓｎ４を介して負荷９４１〜９４ｎを設ける。
【００１７】
次に、作用を説明する。
［電力回収処理の流れ］
【００１８】
図２は実施例の車両用電源制御装置の電力回収コントローラ８で実行される処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００１９】
Ｓ１０１では、電力回収コントローラ８がアイドル状態であることを示す。
【００２０】
Ｓ１０２では、各ＥＣＵ１１〜ｎのリセット回路９３１〜９３ｎからライン７１〜７ｎを介して送られる電力回収コントローラ８へのリセット信号をモニタリングする。
【００２１】
Ｓ１０３では、電力回収コントローラ８がいずれかのＥＣＵ１１〜ｎからのリセット信号を検出したかどうかを判断し、リセット信号を検出したならばステップＳ１０４に移行し、リセット信号を検出しないならばステップＳ１０２に移行する。
【００２２】
ステップＳ１０４では、該当するＥＣＵのスイッチＳｎ１，Ｓｎ４をＯＦＦ（開）にし、スイッチＳｎ２をＯＮ（閉）にする。
【００２３】
ステップＳ１０５では、充電時間が経過したかどうかを判断し、経過したならばステップＳ１０６に移行し、経過していないならばステップＳ１０５に移行して経過まで待つ。
【００２４】
ステップＳ１０６では、Ｓｎ２をＯＦＦ、Ｓｎ３をＯＮにしてＣｎ２を回収バスに接続する。
【００２５】
ステップＳ１０７では、電力回収バス４の電圧をモニタリングする。
【００２６】
ステップＳ１０８では、電力回収バス４の電圧がしきい値以上かどうかを判断し、しきい値以上であるならばステップＳ１１０に移行し、しきい値より小さいならばステップＳ１０９に移行する。
【００２７】
ステップＳ１０９では、該当するＥＣＵのスイッチＳｎ３をＯＦＦにする。
【００２８】
ステップＳ１１０では、昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ５を作動させる。
【００２９】
ステップＳ１１１では、昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ５の出力電圧をモニタリングする。
【００３０】
ステップＳ１１２では、昇圧した電圧がしきい値以上かどうかを判断し、しきい値以上であるならばステップＳ１１３に移行し、しきい値以下ならばステップＳ１０９に移行する。
【００３１】
ステップＳ１１３では、昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ５の出力をサブバッテリ６に接続しサブバッテリ６を充電し、ステップＳ１１２に移行する。
【００３２】
［電力を回収する作用］
図３は実施例の車両用電源制御装置における電力回収の際の各部の電圧状態を示すタイムチャートである。
図３において、ＶACCは電源供給バス３の電圧変化を示し、Ｖ１２はＥＣＵ１１が該当するＥＣＵの場合のスイッチＳ１３とダイオードＤ１間の電圧変化を示し、ＶSBは昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ５とスイッチＳ１の間の電圧変化を示し、Ｓ１１，Ｓ１４はスイッチＳ１１，Ｓ１４でのON/OFF状態を示し、Ｓ１２はスイッチＳ１２でのON/OFF状態を示し、Ｓ１３はスイッチＳ１３でのON/OFF状態を示し、Ｓ１はスイッチＳ１でのON/OFF状態を示す。
【００３３】
ホストＥＣＵ１０並びにＥＣＵ１１〜ｎが通常使用されている状態では、スイッチＳ１１，Ｓ１４はＯＮの状態であり、スイッチＳ１２、スイッチＳ１３はＯＦＦの状態になっている。
よって、コンデンサＣ１１〜Ｃｎ１は、各ＥＣＵ１１〜ｎの電源回路又は駆動回路９２１〜９２ｎの安定化又はフィルタ等に用いられる。よって、各ＥＣＵ１１〜ｎが使用状態において、コンデンサＣ１１〜Ｃｎ１に電荷が蓄えられることとなる。あるいは、電源回路又は駆動回路によっては、瞬間的な電流値の増加等が発生した際にのみ、コンデンサに電荷が蓄えられることとなる。
【００３４】
〈1〉電荷が充分に蓄えられている場合
ＥＣＵ１１のみから電力が回収される作用を例に説明する。
上記のような使用状態において、システム電源のＯＦＦによりスイッチＳ０がＯＦＦになると（図３に示す時間ｔ１）、電源供給バス３の電圧ＶACCが図３に示すように低下していくこととなる。
【００３５】
次に図３に示す時間ｔ２になると、ＥＣＵ１１のリセット回路９３１がリセット信号を出力することとなる。このリセット信号は電力回収コントローラ８でステップＳ１０２，Ｓ１０３の処理により検知され、電力回収コントローラ８のステップＳ１０４の処理の制御信号により、図３に示すようにスイッチＳ１１，Ｓ１４がｔ２でＯＦＦになり、スイッチＳ１２がｔ２でＯＮ→ｔ３でＯＦＦになってコンデンサＣ１１に蓄えられた電荷がコンデンサＣ１２に移動し、スイッチＳ１３がｔ３でＯＮになる。よって、コンデンサＣ１２に一時的に蓄えられた電力がダイオードＤ１を介して電力回収バス４に送られる。この際のスイッチＳ１３とダイオードＤ１間の電圧変化の様子は図３のＶ１２のようになる（但し、図３のＶ１２の変化の様子はスイッチＳ１２をｔ２でＯＮ後、ｔ３でＯＦＦにした場合の変化を示す）。
この場合の状態では、電力回収バス４の電圧がしきい値以上であるので、そのことがステップＳ１０８の処理で検知され、昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ５を作動させる。昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ５を作動させたならば、その出力電圧をステップＳ１１０の処理によりしきい値以上かを判断する。この出力電圧は、電荷が充分に蓄えられている場合、図３に示すＶSBのようになる。
この場合では、ＶSBが充分な電圧であるので、図３に示すｔ４のタイミングによりＳ１をＯＮして、サブバッテリ６に充電を開始する。
【００３６】
充電開始後は、昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ５の出力電圧が低下してくるタイミングｔ５でスイッチＳ１をＯＦＦにして充電を停止し、タイミングｔ６でスイッチＳ１３をＯＦＦにして回収を終了する。
【００３７】
〈2〉電荷が充分に蓄えられていない場合
ＥＣＵ１１の場合のみを例に説明する。
電荷が充分に蓄えられていない場合には、システム電源ＯＦＦ後リセット信号が出力され、ステップＳ１０４の処理でスイッチＳ１１，Ｓ１４をｔ２でＯＦＦ後，スイッチＳ１２をｔ２でＯＮ、ｔ３でＯＦＦ、スイッチＳ１３をｔ３でＯＮにした際に、電力回収バス４の電圧がステップＳ１０８の処理でしきい値以下となるため、ステップＳ１０９の処理で、スイッチＳ１３をＯＦＦにする。これにより、回収を取りやめて、蓄えた電荷を現状維持（減少していくことになるが）する。
【００３８】
［サブバッテリの作用］
このようにして充電されたサブバッテリは、メインのバッテリ切れが発生したなどの緊急時等に非常用電源として使用することができる。
【００３９】
次に、効果を説明する。
実施例の車両用電源制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(1)車両に搭載される複数のＥＣＵの作動状態を監視する電力回収コントローラ８を設け、複数のＥＣＵからサブバッテリ６への電力回収バス４を設け、ＥＣＵの状態に応じて、各ＥＣＵからサブバッテリ６への電力回収バス４の接続・非接続の切り換えを行うスイッチＳ１２，Ｓ１３を設けたため、各ＥＣＵの状態に応じた電力の回収を行うことにより、効率よくサブバッテリ６へ電力を回収することができるため、非常に省電力なＥＣＵのシステムになり、車載装置の増加及びそれに伴うＥＣＵの増加に対応できる電力システムにできる。
【００４０】
(2)車両電源が、車両に搭載されたバッテリと別に設けられ、回収された電力を蓄積するサブバッテリ６であるため、回収した電力を車両に設けられるバッテリと別に設けたサブバッテリ６に蓄積することによって、バッテリ切れなどの非常用の電源として使用でき、より信頼性を向上した車両にできる。
【００４１】
(3)電力回収コントローラ８が、各ＥＣＵの動作停止を示すリセット信号を監視するものであり、各ＥＣＵの外部にコンデンサを設けて電力回収ライン４に接続し、サブバッテリ６に接続される電力回収バス４の途中に入力電圧を昇圧して出力する昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ５を設け、切り換え手段が、各ＥＣＵの内部のコンデンサＣｎ１と外部のコンデンサＣｎ２とを接続する電力回収バスＬ１ｎの接続・非接続を切り換えるスイッチＳｎ２と、各ＥＣＵの外部のコンデンサＣｎ２と昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ５とを接続する電力回収バスの接続・非接続を切り換えるスイッチＳｎ３と、各ＥＣＵの内部のコンデンサＣｎ１と回路の間の接続・非接続を切り換えるスイッチＳｎ１，Ｓｎ４とで構成したものであるため、コストを抑えた構造で、各ＥＣＵから電力を回収する最適なタイミングで外部のコンデンサに電力を回収し、さらに昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータにより電圧を昇圧して再利用しやすいようにでき、確実に回収した電力を再利用できる。
【００４２】
以上、本発明の車両用電源制御装置を実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例の車両用電源制御装置のブロック図である。
【図２】実施例の車両用電源制御装置の各部の電圧状態を示すタイムチャート図である。
【図３】実施例の車両用電源制御装置の処理の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  車両用電源制御装置
２  バッテリ
３  電源供給バス
４  電力回収バス
Ｌ１１〜Ｌ１ｎ  電力回収ラインへの接続ライン
５  昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ
６  サブバッテリ
７１〜７ｎ  検出ライン
８  電力回収コントローラ
１１〜１ｎ  ＥＣＵ
９１１〜９１ｎ  ＣＰＵ
９２１〜９２ｎ  電源回路又は駆動回路
９３１〜９３ｎ  リセット回路
９４１〜９４ｎ  負荷
１０  ホストＥＣＵ
Ｓ０  スイッチ
Ｓ１  スイッチ
Ｓ１１〜Ｓｎ１  スイッチ
Ｓ１２〜Ｓｎ２  スイッチ
Ｓ１３〜Ｓｎ３  スイッチ
Ｓ１４〜Ｓｎ４  スイッチ
Ｃ１１〜Ｃｎ１  コンデンサ
Ｃ１２〜Ｃｎ２  コンデンサ
Ｄ１〜Ｄｎ  ダイオード
Ｌ２０  電力回収バスの検出ライン
Ｌ２１  スイッチＳ１とサブバッテリ間の検出ライン
【図１】
2005170214.tif 000003
【図２】
2005170214.tif 000004
【図３】
2005170214.tif 000005