(57)【要約】【課題】車両の快適性を維持しつつ、車両の消費電力を抑制すること。【解決手段】車両用電源制御装置１は、充放電可能なバッテリ２と、バッテリ２から給電される複数の電気負荷と、バッテリ２から複数の電気負荷への給電を制御する給電制御手段と、を備えている。また、複数の電気負荷は、所定の電気負荷群に分類され、給電制御手段は、所定の電気負荷群に対して、バッテリ２から通常の給電を行う通常給電と、バッテリ２からの給電が制限される制限給電と、を交互に繰り返すように給電を制御する。【選択図】図１
2007145293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充放電可能なバッテリと、
前記バッテリから給電される複数の電気負荷と、
前記バッテリから前記複数の電気負荷への給電を制御する給電制御手段と、を備える車両用電源制御装置であって、
前記複数の電気負荷は、所定の電気負荷群に分類され、
前記給電制御手段は、前記所定の電気負荷群に対して、前記バッテリから通常の給電を行う通常給電と、前記バッテリからの給電が制限される制限給電と、を交互に繰り返すように給電を制御する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記載の車両電源制御装置であって、
前記給電制御手段は、前記制限給電において、前記バッテリからの給電を遮断し、又は前記バッテリからの給電を低下させ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又は２記載の車両用電源制御装置であって、
前記バッテリの残存容量を検出する残存容量検出手段を、更に備え、
前記給電制御手段は、前記残存容量検出手段により検出された前記バッテリの残存容量に基づいて、前記給電を制御することを特徴とする車両用電源制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の車両用電源制御装置であって、
前記残存容量検出手段により検出された前記バッテリの残存容量が所定量以下のとき、前記給電制御手段は、前記所定の電気負荷群に対して、前記通常給電と、前記制限給電と、を交互に繰り返すように給電を制御することを特徴とする車両用電源制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の車両用電源制御装置であって、
前記給電制御手段は、複数の前記所定の電気負荷群のうち、一方の前記電気負荷群と他方の前記電気負荷群とに対して、前記通常給電と前記制限給電とを交互に繰り返すように給電を制御す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、車両の電気負荷への給電を制御する車両用電源制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バッテリの放電容量が所定上限値を超える場合に、発電電動機の発電能力を増大又は車載負荷を制御する車両用電源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２００２−１９９５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の車両用電源装置においては、バッテリの放電容量に基づいて、負荷を制御している。したがって、バッテリの放電容量に基づいて、給電が制限される電気負荷は、継続的に不作動となり、当該電気負荷の機能低下に起因して、車両の快適性を損なう虞がある。
【０００４】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、車両の快適性を維持しつつ、車両の消費電力を抑制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】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、
充放電可能なバッテリと、
前記バッテリから給電される複数の電気負荷と、
前記バッテリから前記複数の電気負荷への給電を制御する給電制御手段と、を備える車両用電源制御装置であって、
前記複数の電気負荷は、所定の電気負荷群に分類され、
前記給電制御手段は、前記所定の電気負荷群に対して、前記バッテリから通常の給電を行う通常給電と、前記バッテリからの給電が制限される制限給電と、を交互に繰り返すように給電を制御することを特徴とする車両用電源制御装置である。
【０００６】
なお、この一態様において、上記所定の電気負荷群には、例えば、当該電源負荷群が短時間であればオフ状態になったとしても、ユーザが機能低下を認識し難い電気負荷が設定される。
【０００７】
この一態様によれば、給電制御手段は、所定の電気負荷群に対して、バッテリから通常の給電を行う通常給電と、バッテリからの給電が制限される制限給電と、を交互に繰り返すように給電を制御する。これにより、所定の電気負荷群に対して制限給電を行ったとしても、ユーザには、電気負荷の機能低下が感じ難い為、車両の快適性を維持することができ、更に、この制限給電により、車両の消費電力を抑制することができる。すなわち、車両の快適性を維持しつつ、車両の消費電力を抑制することができる。
【０００８】
また、この一態様において、前記給電制御手段は、例えば、前記制限給電において、前記バッテリからの給電を遮断し、又は前記バッテリからの給電を低下させる。
【０００９】
さらに、この一態様において、前記バッテリの残存容量を検出する残存容量検出手段を、更に備え、
前記給電制御手段は、前記残存容量検出手段により検出された前記バッテリの残存容量に基づいて、前記給電を制御してもよい。
【００１０】
この一態様において、例えば、前記残存容量検出手段により検出された前記バッテリの残存容量が所定量以下のとき、前記給電制御手段は、前記所定の電気負荷群に対して、前記通常給電と、前記制限給電と、を交互に繰り返すように給電を制御してもよい。
【００１１】
この一態様において、例えば、前記給電制御手段は、複数の前記所定の電気負荷群のうち、一方の前記電気負荷群と他方の前記電気負荷群とに対して、前記通常給電と前記制限給電とを交互に繰り返すように給電を制御してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、車両の快適性を維持しつつ、車両の消費電力を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、車両用の電源制御装置の基本概念、主要なハードウェア構成、作動原理、及び基本的な制御手法等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施例に係る車両用電源制御装置のシステム構成を示すブロック図である。
【００１５】
本実施例の車両用電源制御装置１は、車載電源としてのバッテリ２と、バッテリ２からの電力供給（給電）を制御する電源マネジメント電子制御ユニット（以下、単に電源制御ＥＣＵと称す）３と、を備えている。
【００１６】
バッテリ２は、例えば、鉛やリチウムなどを使用した充放電可能な蓄電池であり、オルタネータ等の車両用発電機により発電された電力が供給され、蓄電される。バッテリ２には、車両に搭載された、後述する各種の電気負荷が接続されている。各電気負荷は、主にイグニションオン時に、電源制御ＥＣＵ３からの制御信号に基づいて、バッテリ２から電力供給されることにより駆動許可される。
【００１７】
電源制御ＥＣＵ３には、バッテリ２の端子間の電圧（以下、バッテリ電圧と称す）Ｖを検出する電圧センサ４と、バッテリ２に流れる電流（以下、バッテリ電流と称す）Ｉを検出する電流センサ５が接続されている。電源制御ＥＣＵ３は、これらセンサ４、５により検出されたバッテリ電圧Ｖと、バッテリ電流Ｉとに基づいて、バッテリ２の残存容量ＳＯＨを算出する。
【００１８】
また、電源制御ＥＣＵ３は、例えば、所定の微小周期Ｔ（例えば０．５ｍｓ）毎にバッテリ２の残存容量ＳＯＨを算出する。なお、電源制御ＥＣＵ３は、バッテリ２に配設された温度センサ１２により検出されたバッテリ２の温度を考慮して、バッテリ２の残存容量ＳＯＨを算出してもよい。これにより、バッテリ２の残存容量ＳＯＨをより高精度に算出することができる。
【００１９】
電源制御ＥＣＵ３には、エアコンＥＣＵ６、シートＥＣＵ７、ドアＥＣＵ８、ナビＥＣＵ９、及びステアＥＣＵ１０が、車両ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）１１を介して接続され、これらＥＣＵ３、６、７、８、９、１０は、車両ＬＡＮ１１を介して、双方向のデータ通信を行っている。
【００２０】
なお、これらＥＣＵ３、６、７、８、９、１０が一体で構成されていてもよい。また、これら各ＥＣＵ６、７、８、９、１０には、バッテリ２から電力供給される後述の電気負荷が接続されている。各ＥＣＵ６、７、８、９、１０は、対応する各電気負荷に対して、制御信号を送信することで、各電気負荷の作動を制御する。
【００２１】
例えば、電源制御ＥＣＵ３は、各ＥＣＵ６、７、８、９、１０に対して、オン信号を送信することで、各ＥＣＵ６、７、８、９、１０を介して、各ＥＣＵ６、７、８、９、１０に接続される各電気負荷を作動（オン状態）させる。また、電源制御ＥＣＵ３は、各ＥＣＵ６、７、８、９、１０に対して、オフ信号を送信することで、各ＥＣＵ６、７、８、９、１０を介して、各ＥＣＵ６、７、８、９、１０に接続される各電気負荷を作動停止（オフ状態）させる。
【００２２】
エアコンＥＣＵ６には、車室内空調のための送風機としての電動モータからなるエアコンブロワ６ａ、車両シートに風を送る送風機としての電動モータからなる空調シートブロワ６ｂ、リヤウィンドの曇りなどを除去するデフォッガ６ｃ、ワイパの氷結を除去するワイパデアイサ６ｄ、酸素を供給する酸素富化装置６ｅ、車両内の空気を浄化する空気清浄装置（エアピュリファイヤ）６ｆ等の電気負荷が接続されている。シートＥＣＵ７には、車両シートを暖めるシートヒータ７ａ等の電気負荷が接続されている。ドアＥＣＵ８には、車両ドアに設けられたアウタミラーの曇りなどを除去するミラーヒータ８ａ等の電気負荷が接続されている。ナビＥＣＵ９には、車両を目的地まで案内するナビゲーション装置９ａ等の電気負荷が接続されている。ステアＥＣＵ１０には、車両運転者の操作するステアリングホイールを暖めるステアリングヒータ１０ａ等の電気負荷が接続されている。
【００２３】
ところで、従来、車両のバッテリの経年劣化に起因して、バッテリの性能が低下し、車両の全ての電気負荷に対して、電力を充分に供給するのが困難となることがある。この場合、車両の走行に影響しない一部の電気負荷への電力供給が、一時的に停止されることがある。これにより、ユーザに対して電気負荷の機能低下による不快感を感じさせ、車両の快適性を損なう虞がある。
【００２４】
そこで、本実施例に係る車両用電源制御装置１は、バッテリ２の残存容量ＳＯＨが所定量以下になったと判断したとき、所定の電気負荷群に対して、バッテリ２から通常の給電を行う通常給電と、バッテリ２からの給電が制限される（例えば、遮断され、オフ状態となる）制限給電と、を所定の周期（例えば、１〜４０秒）で交互に繰り返すような給電のサイクリック制御を行う。これにより、バッテリ２の残存容量ＳＯＨが低下し、不十分となった場合でも、ユーザが希望する全ての電気負荷に対して、継続的に給電が行われる。したがって、車両の快適性が維持されつつ、電気負荷の電力消費を抑制することができる。
【００２５】
なお、所定の電気負荷群としては、例えば、ミラーヒータ８ａ、デフォッガ６ｃ、及びワイパデアイサ６ｄを電気負荷群Ａとし、シートヒータ７ａ、空調シートブロア６ｂ、及びステアリングヒータ１０ａを電気負荷群Ｂとし、酸素富化装置６ｅ、及び空気清浄装置６ｆを電気負荷群Ｃとする。以下、上記電気負荷群Ａ、Ｂ、Ｃを用いて一例を説明するが、任意の電気負荷の組合わせた電気負荷群を設定することが可能である。
【００２６】
また、各電気負荷群Ａ、Ｂは、例えば、各電気負荷群を構成する電気負荷の消費電力の合計が略同一となるように設定されている。具体的には、電気負荷群Ａに属する、ミラーヒータ８ａ、デフォッガ６ｃ、及びワイパデアイサ６ｄの消費電力の総和と、電気負荷群Ｂに属する、シートヒータ７ａ、空調シートブロア６ｂ、及びステアリングヒータ１０ａの消費電力の総和が略同一となる。
【００２７】
さらに、給電が制限される所定の電気負荷群Ａ、Ｂ、Ｃに属する電気負荷は、例えば、当該電気負荷がオフ状態にされた場合でも、短時間であれば、当該オフ状態にされたことが、ユーザにわかり難い装置等が採用される。したがって、これら電気負荷群Ａ、Ｂ、Ｃがサイクリックに、短時間だけオフ状態にされたとしても、ユーザは機能低下による不快感を感じることがない。さらに、各電気負荷群がオフ状態となる時間は、ユーザが当該オフ状態による電気負荷の機能低下を感じないような時間が設定される。したがって、電気負荷毎に、オフ状態となる時間が異なっていてもよい。
【００２８】
次に、本実施例に係る車両用電源制御装置１の制御処理フローについて説明する。
【００２９】
図２は、本実施例に係る車両用電源制御装置１の制御処理フローの一例を示すフローチャートである。
【００３０】
電源制御ＥＣＵ３は、電圧センサ４により検出されたバッテリ電圧Ｖと、電流センサ５により検出されたバッテリ電流Ｉと、に基づいて、バッテリの残存容量ＳＯＨを算出し（Ｓ１００）、バッテリ残容量レベルを推定する（Ｓ１１０）。なお、バッテリ残容量レベルは、例えば、バッテリ２の残存容量ＳＯＨが３０％以下のときをレベル１とし、バッテリ２の残存容量ＳＯＨが３０〜７０％のときをレベル２とし、バッテリ２の残存容量ＳＯＨが７０％以上のときをレベル３として、設定する。図３は、上述のように設定されたバッテリ容量のレベルに基づいた、電気負荷群Ａ、Ｂ、Ｃのサイクリック制御方法の一例を示す図である。
【００３１】
電源制御ＥＣＵ３は、バッテリ残容量レベルが１であると推定したとき（Ｓ１２０）、各ＥＣＵ６、７、８、１０を介して、全ての電気負荷群Ａ、Ｂ、Ｃの電気負荷（ミラーヒータ８ａ、デフォッガ６ｃ、ワイパデアイサ６ｄ、シートヒータ７ａ、空調シートブロア６ｂ、ステアリングヒータ１０ａ、酸素富化装置６ｅ、空気清浄装置６ｆ）をオフ（ＯＦＦ）状態となるように制御する（Ｓ１３０）。これにより、車両走行に関係する電気負荷（例えば、エンジンのイグニッション、パワーステアリング装置、トランスミッション装置）に対して、バッテリ２からより安定的に給電することができる。
【００３２】
なお、この場合、電源制御ＥＣＵ３は、バッテリ２の残存容量ＳＯＨが低い状態にあることを、警告装置１３を介して、ユーザに対して警告するようにしてもよい。警告装置１３として、例えば、メッセージを表示する液晶ディスプレイ等の表示装置、警告音を発生するスピーカ、点灯、又は点滅を行うことで警告を行うワーニングライト等が該当する。
【００３３】
さらに、電源制御ＥＣＵ３は、バッテリ２の残存容量ＳＯＨが大きく低下したと判断したとき、ユーザがオフ状態を認識できるが、車両の走行に影響のないような、車室内空調のためのエアコンブロワ６ａをオフ状態にするような制御を行ってもよい。
【００３４】
電源制御ＥＣＵ３は、バッテリ残容量レベルが２であると推定したとき（Ｓ１４０）、各ＥＣＵ６、７、８、１０を介して、所定の電気負荷群（例えば、電気負荷群Ａ及びＢ）の電気負荷（ミラーヒータ８ａ、デフォッガ６ｃ、ワイパデアイサ６ｄ、シートヒータ７ａ、空調シートブロア６ｂ、ステアリングヒータ１０ａ）に対して、バッテリ２からの通常給電（オン状態）と、バッテリ２からの給電が遮断される制限給電（オフ状態）と、を所定の周期で交互に繰り返すような給電のサイクリック制御を行う（Ｓ１５０）。なお、電気負荷群Ａ、Ｂ、Ｃに対して、給電のサイクリック制御を行ってもよい。
【００３５】
この場合、給電のサイクリック制御が行われる電気負荷群Ａ、Ｂの電気負荷８ａ、６ｃ、６ｄ、７ａ、６ｂ、１０ａに対しては、間欠的ではあるが継続して給電が行われる。この為、ユーザにとって、これら電気負荷８ａ、６ｃ、６ｄ、７ａ、６ｂ、１０ａが恰もオン状態で維持されているように感じられ、機能低下による不快感を感じることがない。
【００３６】
一方、これら電気負荷群Ａ、Ｂの電気負荷８ａ、６ｃ、６ｄ、７ａ、６ｂ、１０ａに対しては、サイクリックに給電が行われていることから、これら電気負荷８ａ、６ｃ、６ｄ、７ａ、６ｂ、１０ａの電力消費を抑制することができる。
【００３７】
電源制御ＥＣＵ３は、バッテリ残容量レベルが３であると推定したとき（Ｓ１６０）、各ＥＣＵ６、７、８、１０を介して、全ての電気負荷群Ａ、Ｂ、Ｃの電気負荷（ミラーヒータ８ａ、デフォッガ６ｃ、ワイパデアイサ６ｄ、シートヒータ７ａ、空調シートブロア６ｂ、ステアリングヒータ１０ａ、酸素富化装置６ｅ、空気清浄装置６ｆ）をオン（ＯＮ）状態となるように制御する（Ｓ１７０）。この場合、バッテリ２の残容量ＳＯＨは、充分に確保されていることから、バッテリ２は、車両の全ての電気負荷に対して、安定的に給電を行うことができる。
【００３８】
以上、本実施例に係る車両用電源制御装置１において、電源制御ＥＣＵ３は、バッテリ残容量レベルに基づいて、各ＥＣＵ６、７、８、１０を介して、所定の電気負荷群の電気負荷に対して、バッテリ２からの通常給電と、バッテリ２からの給電が遮断される制限給電と、を所定の周期で交互に繰り返すような給電のサイクリック制御を行う。
【００３９】
これにより、給電のサイクリック制御が行われる電気負荷群の電気負荷に対しては、間欠的ではあるが継続して給電が行われる。したがって、ユーザにとって、これら電気負荷が恰もオン状態で維持されているように感じられ、機能低下による不快感を感じることがない。一方、これら電気負荷群の電気負荷に対しては、サイクリックに給電が行われていることから、これら電気負荷の電力消費を抑制することができる。すなわち、車両の快適性を維持しつつ、車両の消費電力を抑制することができる。
【００４０】
以上、本発明を実施するための最良の形態について一実施例を用いて説明したが、本発明はこうした一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、上述した一実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００４１】
例えば、上記一実施例において、電源制御ＥＣＵ３は、所定の電気負荷群の電気負荷に対して、バッテリ２からの通常給電（オン状態）と、バッテリ２からの給電が遮断される制限給電（オフ状態）と、を所定の周期で交互に繰り返すような給電のサイクリック制御を行っているが、バッテリ２の残存容量ＳＯＨに基づいて、バッテリ２からの通常給電（１００％）と、バッテリ２からの給電が低下（例えば、５０％まで漸減）する制限給電と、を所定の周期で交互に繰り返すような給電のサイクリック制御を行ってもよい（図４）。さらに、電源制御ＥＣＵ３は、所定の電気負荷群の電気負荷に対して、通常給電（１００％）と、バッテリ２からの給電の遮断（０％）と、バッテリ２からの給電が低下（例えば、５０％まで漸減）と、を所定の周期で交互に繰り返すような給電のサイクリック制御を行ってもよい。
【００４２】
また、上記一実施例において、電源制御ＥＣＵ３は、所定の電気負荷群の電気負荷に対して、バッテリ２からの通常給電と、バッテリ２からの給電が遮断される制限給電と、を所定の周期で交互に繰り返すような給電のサイクリック制御を行っているが、バッテリ２の残存容量ＳＯＨに基づいて、所定の周期を可変（例えば、１〜２０秒程度）させつつ、交互に繰り返すような給電のサイクリック制御を行ってもよい。
【００４３】
上記一実施例において、上記説明した電気負荷群の電気負荷以外の、例えば、オーディオ装置、電動シート装置、ナビゲーション装置９ａ等の任意の電気負荷に対して、上述のように給電のサイクリック制御を行ってもよい。
【００４４】
上記一実施例において、電気負荷群Ａ、Ｂ、Ｃは３つ設定されているが、設定される電気負荷群の数は任意でよい。
【００４５】
上記一実施例において、電源制御ＥＣＵ３は、車室外の温度を検出する外気温センサ、ユーザの車両シートへの着座を検出する着座センサ（荷重センサ等）等の車両センサからの出力信号に基づいて、電気負荷群の電気負荷をオフ状態又はオン状態に制御してもよい。
【００４６】
例えば、電源制御ＥＣＵ３は、着座センサからの出力信号に基づいて、車両シートにユーザが着座していないと判断したとき、当該シートのシートヒータを常時、オフ状態にしてもよい。また、電源制御ＥＣＵ３は、外気温センサにより検出された外気温に基づいて、ミラーヒータをオフ状態にする制御を行ってもよい。
【００４７】
上記一実施例において、電源制御ＥＣＵ３が特許請求の範囲記載の給電制御手段に相当する。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、車両の電源を制御する車両用電源制御装置に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施例に係る車両用電源制御装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例に係る車両用電源制御装置の制御処理フローの一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施例に係る車両用電源制御装置における電気負荷群のサイクリック制御方法の一例を示す図である。
【図４】車両用電源制御装置における電気負荷群のサイクリック制御方法の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１    車両用電源制御装置
２    バッテリ
３    電源制御ＥＣＵ
４    電圧センサ
５    電流センサ
６    エアコンＥＣＵ
７    シートＥＣＵ
８    ドアＥＣＵ
９    ナビＥＣＵ
１０    ステアＥＣＵ
【図１】
2007145293.tif 000003
【図２】
2007145293.tif 000004
【図３】
2007145293.tif 000005
【図４】
2007145293.tif 000006