(57)【要約】【課題】待機状態にある電気負荷に流れる電流を低コストかつ精度よく測定し、電気負荷の異常動作の検知すると電力供給を中断し、バッテリ上がりを防止する。【解決手段】バッテリと負荷とを接続する回路に介在させるリレーと、リレーと並列に接続され、電流測定用の電流センサと半導体スイッチを直列に接続した電流測定回路と、リレー、半導体スイッチおよび電流センサに接続される制御ユニットを備え、制御ユニットはリレーと半導体スイッチとの開閉を制御し、負荷起動信号を受信するとリレーをオンするとともに半導体スイッチをオフとする一方、負荷待機信号（スリープ信号）を受信するとリレーをオフすると共に前記半導体スイッチをオンして電流センサへの暗電流の通電を可能し、該電流センサでの検出値に応じて負荷への給電を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと負荷とを接続する回路に介在させるリレーと、
前記リレーと並列に接続され、電流測定用の電流センサと半導体スイッチを直列に接続した電流測定回路と、
前記リレー、前記半導体スイッチおよび前記電流センサに接続される制御ユニットを備え、
前記制御ユニットは前記リレーと前記半導体スイッチとの開閉を制御し、負荷起動信号を受信すると前記リレーをオンするとともに前記半導体スイッチをオフとする一方、負荷待機信号（スリープ信号）を受信すると前記リレーをオフすると共に前記半導体スイッチをオンして前記電流センサへの暗電流の通電を可能とする車両用暗電流測定装置。
【請求項２】
前記制御ユニットは、前記リレーをオフする前に前記半導体スイッチをオンにすると共に、前記リレーをオンした後に前記半導体スイッチをオフする設定とする請求項１に記載の車両用暗電流測定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の暗電流測定装置によって検出する電流値に基づいて、負荷に接続した回路開閉手段をバッテリに接続又は遮断して前記負荷へ電力を供給又は遮断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、車両用暗電流測定装置及び該測定装置により測定された暗電流に応じて負荷への電力供給を制御する車両用暗電流制御装置に関し、詳しくは、ＥＣＵが故障等の異常により待機時においても起動時の電流が流れている場合、バッテリの過放電状態（いわゆるバッテリ上がり）を防止するために前記故障しているＥＣＵとバッテリとの接続を遮断して暗電流への供給を遮断するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車ではバッテリに充電した電力を利用して各種電気負荷（ＥＣＵ：Electronic Control Unit やアクチュエータなど）を作動させているので、バッテリの電力消費を極力抑えることが重要となっている。
電気負荷が起動状態の場合は負荷電流が大きく、電気負荷が待機状態の場合は負荷電流(即ち待機電流)が小さいため、電気負荷の消費電力は起動状態と待機状態とでは大きく変化する。そこで、イグニッションキーがオフとなった状態や待機状態などにおいて、一部の電気負荷を待機状態とするように所望の制御信号を与えたり、この電気負荷に対する供給電力を引き下げたり、また電力の供給を中断することで、電力消費量を抑えることが考えられている。
【０００３】
例えば特開２０００−５０５１３号公報（特許文献１）では、イグニッションキーがオンからオフに切り替わった時点からタイマーによって計測する一定時間の経過後に電気負荷への電力供給を中断することで待機電流も零とし、電力消費を抑えてバッテリ上がりを防止している。
【０００４】
ところが、電気負荷を待機状態にするように制御信号を与えても、この電気負荷が待機状態にならない場合や、一度待機状態になっても再び起動状態になる異常動作を行なう場合がある。特許文献１のシステムではタイマーにより一定時間の計測後に電気負荷への電力供給を中断しているので、タイマーが作動するまでの間は電力供給を中断することができず、電気負荷は電力を消費してしまいバッテリ上がりの原因となる。
【０００５】
特開２００２−２０９３３０号公報（特許文献２）は、電気負荷に流れる電流値を測定して、過電流が流れている場合に電力供給を中断しバッテリ上がりを防止している。特許文献２のシステムではタイマーを使用せず電流値の結果に応じて電力供給を中断しているので、電力供給を中断するまでの時間は特許文献１のシステムに比べて短く設定できる。
しかし、電気負荷に流れる電流は電気負荷が起動状態の場合と待機状態の場合とでは、例えば５Ａから１０ｍＡと大きな差があり、電流を測定するためには高性能な電流計が必要であった。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−５０５１３号公報
【特許文献２】特開２００２−２０９３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記問題を鑑みてなされたものであり、待機状態にある電気負荷に流れる電流を低コストかつ精度よく測定する車両用暗電流測定装置を提供することを第一の課題としている。
また、前記車両用暗電流測定装置を用いて電気負荷の異常動作の検知を行い、異常動作の検知時には電力供給を中断し、バッテリ上がりを防止する車両用電源制御装置を提供することを第二の課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、第１の発明として、
バッテリと負荷とを接続する回路に介在させるリレーと、
前記リレーと並列に接続され、電流測定用の電流センサと半導体スイッチを直列に接続した電流測定回路と、
前記リレー、前記半導体スイッチおよび前記電流センサに接続される制御ユニットを備え、
前記制御ユニットは前記リレーと前記半導体スイッチとの開閉を制御し、負荷起動信号を受信すると前記リレーをオンするとともに前記半導体スイッチをオフとする一方、負荷待機信号（スリープ信号）を受信すると前記リレーをオフすると共に前記半導体スイッチをオンして前記電流センサへの暗電流の通電を可能とする車両用暗電流測定装置を提供している。
【０００９】
本発明によれば、制御ユニットが負荷の起動信号を受信するとリレーをオンとするとともに半導体リレーをオフとするので、電流はリレーに流れる。このため、電流センサは負荷が起動状態の場合の電流は測定せず、負荷の待機状態における電流（暗電流）を測定する。暗電流の値は起動状態における負荷に流れる電流の値に比べ小さいため、電流測定回路を用いずにリレーに流れる電流を測定するよりも電流センサの測定範囲を狭くすることができる。
【００１０】
前記制御ユニットは、前記リレーをオフする前に前記半導体スイッチをオンにすると共に、前記リレーをオンした後に前記半導体スイッチをオフする設定とすることが好ましい。
【００１１】
リレーと半導体スイッチのオン・オフを切り替える場合に、一定時間リレーと半導体スイッチの両方がオンとなるので、負荷がバッテリから完全に遮断されるのを防ぐことができる。
【００１２】
また、第２の発明として、前記第１の発明の暗電流測定装置によって検出する電流値に基づいて、負荷に接続した回路開閉手段をバッテリに接続又は遮断して前記負荷へ電力を供給又は遮断することを特徴とする車両用電源制御装置を提供している。
【００１３】
本発明によれば、暗電流測定装置を用いて負荷の暗電流を測定し、負荷が待機指令を受けているにもかかわらず誤動作などで起動状態にある場合など異常動作を検出するので、車両用電源制御装置は負荷が異常動作を行なっている場合は電力供給を中断し、バッテリ上がりを防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
前述したように、第１の発明の車両用暗電流測定装置によれば、負荷の待機状態における電流（暗電流）を測定する構成としているため、リレーに流れる電流を測定するよりも電流センサの測定範囲を狭くすることができる。従って、測定の精度を向上させることができ、かつ低コスト化を図ることができる。
また、制御ユニットは、リレーと半導体スイッチのオン・オフを切り替える場合に、一定時間リレーと半導体スイッチの両方をオンとする構成としているため、負荷がバッテリから完全に遮断されるのを防ぐことができる。
【００１５】
さらに、第２の発明の車両用電源制御装置によれば、暗電流測定装置を用いて負荷の暗電流を測定し、負荷が待機指令を受けているにもかかわらず誤動作などで起動状態にある場合など異常動作を検出する構成としているので、車両用電源制御装置は負荷が異常動作を行なっている場合は電力供給を中断し、バッテリ上がりを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の第一実施例を図１〜３を参照して説明する。
図１は本発明の車両用暗電流測定装置１０の構成を示すブロック図である。図１において、車両用暗電流測定装置１０は一方をバッテリ１に接続し、他方を電気負荷であるＥＣＵ２に接続する構成となっている。
【００１７】
車両用暗電流測定装置１０は、リレー１１と、電流測定回路１２と、制御ユニット１５を備えている。
リレー１１はバッテリ１とＥＣＵ２の間に介在している。リレー１１は制御ユニット１５からの信号を受け、ＥＣＵ２をバッテリ１に接続・遮断する。リレー１１は半導体スイッチなど回路開閉手段を構成するものであればよいが、リレー及びラッチリレーなど状態保持機能を有し半導体リレーよりも大電流を流すことができる電磁リレーであれば好ましい。
電流測定回路１２は、電流センサ１３と半導体スイッチ１４からなり、これらを直列接続している。リレー１１と並列接続している。
電流センサ１３はＥＣＵ２の暗電流を測定し、測定結果を制御ユニット１５に送る。
半導体スイッチ１４は電流センサに直列に接続しており、電流センサ１３の測定範囲を超えた過電流が電流センサ１３に流れるのを防ぐ保護用スイッチである。半導体スイッチ１４は小型化でき安価という利点があるが、半導体スイッチに限られず回路開閉手段を構成するものであればよい。
制御ユニット１５は、制御ユニット１５に入力される待機信号２１、ドア閉信号２２、ドアロック信号２３からＥＣＵ２に待機指令が出されているかを判断し、電流センサ１３の電流値からＥＣＵ２が待機状態にあるかを判断する。判断結果からリレー１１と半導体スイッチ１４にオン・オフの指令を出す。
【００１８】
図２は車両用暗電流測定装置１０においてＥＣＵ２に流れる電流値、リレー１１、半導体スイッチ１４の動作のタイムチャートである。本実施例においては、ＥＣＵ２は起動状態の場合は電流値が５Ａであるが、イグニッションキーがアクセサリの位置にあり電装品が作動していない場合は電流値が５０ｍＡとなり、イグニッションキーがオフとなりＥＣＵ２が待機状態にある場合、電流値は１０ｍＡとなる。
【００１９】
時刻ｔ１において、各信号２１〜２３に基づきＥＣＵ２が待機状態であると判断すると、半導体スイッチ１４がオンする。一定時間経過後、制御ユニット１５は電流測定回路１２に流れる電流の値が閾値より下であることを確認する。
このとき、リレー１１と半導体スイッチ１４の両方がオンとなっているので、電流測定回路１２にもＥＣＵ２に流れる電流のうちの一部の電流が流れる。本実施例において電流測定回路１２にはリレー１１の１０分の１程度の電流が流れるとすると、電流測定回路１２には１ｍＡの電流が流れる。閾値として例えば１ｍＡに５０％を加えた値を定め、電流センサ１３の測定値が閾値より小さければ、ＥＣＵ２が待機状態にあると判断する。
【００２０】
電流センサ１３の測定値が閾値より小さければ、時刻ｔ２においてリレー１１がオフする。
リレー１１がオフすると、ＥＣＵ２の待機状態での電流（暗電流）は電流測定回路１２に流れ、電流センサ１３は暗電流を測定する。
ＥＣＵ２が起動しＥＣＵ２の起動指令が制御ユニット１５に入力されると、時刻ｔ３においてリレー１１がオンし、一定の時間の経過後、時刻ｔ４で半導体スイッチ１４がオフする。リレー１１がオンすれば、電流はリレー１１を通ってＥＣＵ２に流れる。
【００２１】
図３は本発明である車両用暗電流測定装置１０の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１は制御ユニット１５に待機信号２１が入力されているか否かを判断している。待機信号２１が入力されている場合は、ＥＣＵ２に待機指令が出されているものと判断し、ステップＳ２に進む。待機指令が出されていない場合はスタートに戻る。
ステップＳ２は制御ユニット１５にドア閉信号２２が入力されているか否かを判断している。ドア閉信号２２が入力されている場合は、待機指令が出されていると判断してステップＳ３に進む。ドア閉信号が入力されていない場合はスタートに戻る。
ステップＳ３は制御ユニット１５にドアロック信号２３が入力されているか否かを判断している。ドアロック信号２３が入力されている場合は、ドアがロックされ乗員は車外に出ているので、ＥＣＵ２には待機指令が出されていると判断してステップＳ４に進む。ドアロック信号が入力されていない場合はスタートに戻る。
【００２２】
ステップＳ４において、制御ユニット１５は半導体スイッチ１４をオンにする指令を出し、半導体スイッチ１４をオンにする。
ステップＳ５では、所定の時間だけ時間を経過させている。Ｓ４の半導体スイッチ１４のオンとＳ７のリレー１１のオフが同時に起こり、負荷がバッテリから遮断されるのを防ぐためである。
ステップＳ６は電流センサ１３によって測定された電流値と閾値の大きさを比較する。電流値が閾値より小さければ、ＥＣＵ２が待機状態にあると判断しＳ７に進む。電流値が閾値より小さいと判断できない場合は、ＥＣＵ２が待機状態になり電流値が閾値よりも小さくなるまでＳ６を繰り返し電流値と閾値の大きさを比較する。
ステップＳ７では制御ユニット１５はリレー１１をオフにする指令を出し、リレー１１をオフとする。
【００２３】
ステップＳ８では、ＥＣＵ２に起動指令が出されているかを判断する。制御ユニット１５に起動指令が出されている場合は、Ｓ９に進む。起動指令が出されていない場合は、起動指令が出されるまでＳ８を繰り返す。なお、ＥＣＵ２に起動指令が出されていれば、ドア閉信号２２やドアロック信号２３は検知せずにＳ９に進む。各信号が検知されていなくてもＥＣＵ２が起動状態になっている場合に、電流測定回路１２に起動状態での電流が流れるのを防ぐためである。
ステップＳ９では、制御ユニット１５はリレー１１をオンにする指令を出し、リレー１１はオンとなる。
ステップＳ１０は、所定の時間だけ時間を経過させている。半導体スイッチ１４とリレー１１の動作速度の差によって同時に両方がオフとなり、負荷が完全にバッテリから遮断されるのを防ぐためである。
ステップＳ１１では制御ユニット１５は半導体スイッチ１４をオンにする指令を出し、半導体スイッチ１４をオンにする。
すべてのステップが終了後、再びスタートに戻りＥＣＵ２に待機指令が出されるのを待つ。
【００２４】
なお、ＥＣＵ２が待機指令を受けているかどうかを確認するために、本実施例ではドア閉信号とドアロック信号を用いているが、これらの信号以外にも、無線通信機能を有するイグニッションキーとの通信状況や自動車内の乗員を検出する赤外線センサ、座席の乗員を検知する圧力センサなどを用いてもよい。
【００２５】
図４は請求項２に示す車両用暗電流測定装置１０を用いた車両用電源制御装置２０の第二実施例である。
車両用電源制御装置２０は車両用暗電流測定装置１０と、制御手段２１と回路開閉手段を構成するリレー２２からなる。
車両用暗電流測定装置１０は図１に示すものと同じである。
制御手段２１は車両用暗電流測定装置１０から暗電流の値を受け取り、あらかじめ設定した閾値と比較して、ＥＣＵ２が待機指令を受けているにもかかわらず起動状態にある場合や誤動作などのＥＣＵ２の異常動作を検出する。ＥＣＵ２が異常動作を行なっている場合、制御手段２１はバッテリ１とＥＣＵ２を遮断してバッテリ上がりを防止する。
なお、制御手段２１は制御ユニット１５で、リレー２２は半導体スイッチ１４で代用することもできる。すなわち、新たに制御手段２１とリレー２２を設けずに、図１の車両用暗電流測定装置１０と同じ構成としながら、車両用電源制御装置２０の機能を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第一実施例である車両用暗電流測定装置のブロック図である。
【図２】車両用暗電流測定装置のタイムチャートである。
【図３】車両用暗電流測定装置の動作をあらわすフローチャートである。
【図４】第二実施例である車両用電源制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  車両用電源制御装置
１１  リレー
１２  電流測定回路
１３  電流センサ
１４  半導体スイッチ
１５  制御ユニット
２０  車両用電源制御装置
２１  制御手段
２２  リレー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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