JP2007152983A - 車両用電源制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車載バッテリの機能低下を抑制しつつ、電気負荷の作動を可能な限り確保することにある。
【解決手段】電気負荷への電源供給を行う車載バッテリを設ける。また、エンジンが停止される車両駐車時に、状態センサを用いて車載バッテリのバッテリ状態・残存容量をモニタさせる（ステップ１０２）。そして、その車両駐車時において車載バッテリが低容量・劣化状態にないときは、電気負荷の作動要求がなされた際に、その作動を通常どおり実施させる（ステップ１０６）。一方、車両駐車時において車載バッテリが低容量・劣化状態にあるときは、電気負荷の作動要求に備えた対応制御を実行させる。具体的には、車載バッテリの低容量・劣化を車両使用者にリモート通知し、また、電気負荷の作動要求がなされた際にはその負荷作動の制限要求を行う（ステップ１０８）。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用電源制御装置に係り、特に、車両に搭載された電気負荷への電源供給を行う車載バッテリを備える車両用電源制御装置に関する。

従来から、エンジンが停止される車両駐車時に車載バッテリのバッテリ状態をモニタし、そのモニタ結果に応じたタイミングで電気負荷への電源供給のカットを実行する車両用電源制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる装置においては、車両駐車時に作動する電気負荷への電源供給が、車載バッテリの機能低下に伴ってカットされることとなるため、従って、車載バッテリのバッテリ上がりを防止することができ、駐車後のエンジン始動性を確保することが可能となる。
特開２００３−６３３３０号公報

しかし、上記従来の装置では、車両駐車後のエンジン始動性を確保するために車両駐車時における車載バッテリの機能低下を抑えることはできても、車両駐車中に新たに生ずる電気負荷の作動要求に対応することは困難である。すなわち、車両駐車時に電気負荷の作動要求が生じた場合に、車載バッテリから新たにその電気負荷へ電源供給を行って電気負荷を作動させることはできず、また、車載バッテリの電圧変動を抑制しつつその電気負荷の作動を確保しようとすれば必要以上に他の電気負荷への電源供給をカットすることが必要となってしまう。

また、車載バッテリが低容量状態や劣化状態に至ると、以後、その不安定なバッテリ状態を精度よく検出することは困難である。この点、エンジン始動時に車載バッテリが上記の如き不安定なバッテリ状態にあると、エンジンが始動されたとしても、その時点でのバッテリ状態が適切に検出されないことで、以後、車載バッテリの状態回復を行う処理が遅延し、電気負荷の作動が適切に確保されない事態も生じ得る。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、車載バッテリの機能低下を抑制しつつ、電気負荷の作動を可能な限り確保することが可能な車両用電源制御装置を提供することを目的とする。

上記の目的は、電気負荷への電源供給を行う車載バッテリを備える車両用電源制御装置であって、エンジンが停止される車両駐車時に前記車載バッテリのバッテリ状態をモニタする駐車時モニタ手段と、前記駐車時モニタ手段によりモニタされた前記車両駐車時における前記車載バッテリのバッテリ状態に基づいて、電気負荷の作動要求に備えた対応制御を実行する対応制御実行手段と、を備える車両用電源制御装置により達成される。

この態様の発明においては、エンジンが停止される車両駐車時にモニタされた車載バッテリのバッテリ状態に基づいて、電気負荷の作動要求に備えた対応制御が実行される。かかる構成によれば、車両駐車時に電気負荷が作動要求された場合にも、対応制御の実行によって、その電気負荷の作動を確保しつつ車載バッテリの電圧変動などの機能低下の抑制を図ることができると共に、エンジン始動時に車載バッテリのバッテリ状態を検出できなくても、対応制御の実行によって、電気負荷の作動を確保しつつ車載バッテリの状態回復の促進を図ることができる。

この場合、上記した車両用電源制御装置において、エンジン始動時に前記車載バッテリのバッテリ状態をモニタする始動時モニタ手段を備え、前記対応制御実行手段は、前記始動時モニタ手段によるエンジン始動時における前記車載バッテリのバッテリ状態のモニタが不能である場合に、前記駐車時モニタ手段によりモニタされた前記車両駐車時における前記車載バッテリのバッテリ状態に基づいて、エンジン始動後の電気負荷の作動要求に備えた対応制御を実行することとすれば、エンジン始動時に車載バッテリのバッテリ状態を検出できなくても、対応制御の実行によって、電気負荷の作動を確保しつつ車載バッテリの状態回復の促進を図ることができる。

また、上記した車両用電源制御装置において、電気負荷は、前記車両駐車時に前記車載バッテリから電源供給される複数の駐車時電気負荷を有し、前記対応制御実行手段は、前記駐車時モニタ手段によりモニタされた前記車両駐車時における前記車載バッテリのバッテリ状態に基づいて、一部の駐車時電気負荷以外の駐車時電気負荷への通常どおりの電源供給を維持しつつ該一部の駐車時電気負荷の作動要求に備えた対応制御を実行することとすれば、車両駐車時において、一部の駐車時電気負荷以外の駐車時電気負荷の通常どおりの作動を確保しつつ、その一部の駐車時電気負荷の作動要求に備えた対応制御の実行によって車載バッテリの電圧変動などの機能低下の抑制を図ることができる。

尚、上記した車両用電源制御装置において、前記対応制御は、エンジン始動後にオルタネータの調整電圧を上げるもの若しくはエンジンのアイドルアップを行うもの、電気負荷の作動を通常よりも制限するもの、又は車両使用者へ前記車載バッテリのバッテリ状態を通知するものであることとすればよい。

本発明によれば、車載バッテリの機能低下を抑制しつつ、電気負荷の作動を可能な限り確保することができる。

以下、図面を用いて、本発明の具体的な実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施例である車両に搭載される車両用電源制御装置１０を備えるシステムの構成図を示す。本実施例のシステムは、少なくとも車両エンジンを動力とした通常の車両やハイブリッド車両などに搭載される電源システムである。図１に示す如く、本実施例において、車両用電源制御装置１０は、充放電可能な二次バッテリ（以下、車載バッテリと称す）１２を備えている。車載バッテリ１２は、約１２〜１４ボルト程度の出力電圧を有する例えば鉛バッテリ等である。

車載バッテリ１２には、車両のエンジン回転や回生ブレーキにより発電するオルタネータ１４が接続されている。車載バッテリ１２は、オルタネータ１４から発電された電力エネルギが供給されることにより電力を蓄えて充電される。車載バッテリ１２には、また、複数の電気負荷１６が接続されている。電気負荷１６には、エンジン回転時にのみ作動するものとして、例えば空調装置や電動パワーステアリング装置などがあり、また、エンジン停止時にも作動し得るものとして、例えばナビゲーション装置やオーディオ機器，音声や表示により搭乗時のお出迎えを行うボーディング装置やイルミネーション装置，遠隔地にいる車両使用者へ各種情報を提供するリモートサービス装置，車両を監視するセキュリティ装置などがある。車載バッテリ１２は、電気負荷１６の作動時に蓄えている電力エネルギをその電気負荷１６へ供給することにより放電される。電気負荷１６は、車載バッテリ１２やオルタネータ１４から電力供給されることにより作動可能となる。

車両用電源制御装置１０は、また、車両の電源マネジメントを行う電源マネジメント用電子制御ユニット（以下、電マネＥＣＵと称す）２０を備えている。電マネＥＣＵ２０には、車載バッテリ１２の両端電圧、充放電電流、及びバッテリ温度などのバッテリ状態を検知するための状態センサ２２が接続されている。電マネＥＣＵ２０は、状態センサ２２の出力に基づいて、車載バッテリ１２のバッテリ状態を検知し、残存容量などを判定する。

電マネＥＣＵ２０には、イグニションスイッチ２４が接続されている。イグニションスイッチ２４は、車両運転者の操作などにより、オフ状態、ＡＣＣオン状態、ＩＧオン状態、及びスタータオン状態の何れかに切り替わる。電マネＥＣＵ２０は、イグニションスイッチ２４の状態を判定すると共に、その判定結果から自車両が駐車状態にあるか否かを判別する。

電マネＥＣＵ２０には、また、通信線を介してエンジンの状態をコントロールするエンジンＥＣＵ２６が接続されている。電マネＥＣＵ２０は、車載バッテリ１２のバッテリ状態などに基づいて、エンジンＥＣＵ２６に対して後述の如きエンジンのアイドルアップを要求する信号を供給する。エンジンＥＣＵ２６は、水温や吸気温，車速などの各種の情報および電マネＥＣＵ２０からのアイドルアップ要求の有無に基づいて、エンジンへの燃料噴射量や点火時期などを制御してエンジンを所望の状態に駆動する。

次に、本実施例のシステムの詳細な動作について説明する。図２は、本実施例の車両用電源制御装置１０において電マネＥＣＵ２０が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。

本実施例のシステムにおいて、電気負荷１６（エンジン停止時にも作動し得るものに限る）は、その作動要求がエンジン停止時になされた場合、車載バッテリ１２から電力供給を受けることによって、その作動が可能となる。電マネＥＣＵ２０は、常にイグニションスイッチ２４の状態を判定する。その結果、イグニションスイッチ２４がエンジンが停止されるオフ状態又はＡＣＣオン状態にあるすなわち車両駐車時と判定する場合（ステップ１００における肯定判定時）は、エンジン停止直後から所定時間（例えば１時間など）ごとに、状態センサ２２の出力に基づいて電気負荷１６へ電力供給を行い得る車載バッテリ１２のバッテリ状態・残存容量を判定する（ステップ１０２）。そして、順次、各タイミングでの車載バッテリ１２の判定結果を内部メモリに記憶していく。

また、電マネＥＣＵ２０は、予め、エンジン停止時に作動し得る電気負荷１６ごとに、車載バッテリ１２からの電力供給だけでその作動が少なくともある程度の期間だけ確保される車載バッテリ１２のバッテリ状態や残存容量のしきい値を格納している。尚、このしきい値は、少なくともエンジン始動を一回行うのに必要なものに、当該電気負荷１６の作動を所定の期間だけ実施するのに必要なものを加えた値である。電マネＥＣＵ２０は、エンジン停止後、現に判定された結果得られた車両駐車時における車載バッテリ１２のバッテリ状態等を、格納する電気負荷１６ごとに対応するすべてのしきい値と比較する（ステップ１０４）。

その結果、電マネＥＣＵ２０は、車両駐車時における車載バッテリ１２のバッテリ状態等が何れの電気負荷１６に対応するしきい値よりも高容量側にある場合は、以後の車両駐車時において、何れの電気負荷１６が作動要求されても、その電気負荷１６に対して何ら負荷作動の禁止要求や制限要求などの処理を行わない（ステップ１０６）。この場合には、電気負荷１６は、車両駐車時において作動要求されると、以後通常どおり、車載バッテリ１２から電力供給を受けて作動することとなる。

一方、電マネＥＣＵ２０は、車両駐車時における車載バッテリ１２のバッテリ状態等が何れかの電気負荷１６に対応するしきい値よりも低容量側になった場合は、リモートサービス装置を起動して、遠隔の車両使用者へ車載バッテリ１２に容量低下や劣化が生じていることを通知する処理を行う（ステップ１０８）。この場合、車両使用者は、車両駐車時における車載バッテリ１２のバッテリ状態等が電気負荷１６の作動を十分に実施することができないものになっていることを知ることができる。

かかる構成によれば、エンジンが停止される車両駐車時において、少なくとも特定の一部の電気負荷１６の作動を通常どおり行うことができない程に車載バッテリ１２が低容量・劣化状態になったとき、遠隔地にいる車両使用者に、車両において車載バッテリ１２が低容量或いは劣化状態になったこと、ひいては、その車載バッテリ１２の状態に起因してその特定の電気負荷１６の作動を通常どおり行うことができなくなったことを知らせることができ、以後、車載バッテリ１２のバッテリ上がり防止のため車載機器のリモート操作などの行動を抑止させることが可能となり、また、直ちに車載バッテリ１２の状態回復を図る行動を取らせることが可能となる。

また、電マネＥＣＵ２０は、車両駐車時における車載バッテリ１２のバッテリ状態等が何れかのしきい値よりも低容量側にある場合は、以後の車両駐車時において、そのしきい値に対応する電気負荷１６以外の電気負荷１６が作動要求された際には、その電気負荷１６に対して通常どおりの作動要求を行う一方で、そのしきい値に対応する電気負荷１６が作動要求された際には、その電気負荷１６に対して負荷作動の制限要求若しくは禁止要求を行う（ステップ１０８）。この場合、特定の電気負荷１６は、車両駐車時において作動要求されると、以後、車載バッテリ１２から供給される電力が時間的或いは量的に制限され或いは禁止されることとなり、その作動が通常よりも制限され或いは禁止されることとなる。例えば、オーディオ装置の再生が所定時間経過後に強制的に停止され、ボーディング装置による搭乗時のお出迎え機能が禁止される。

かかる処理によれば、エンジンが停止される車両駐車時に電気負荷１６が作動し始める状況において、特定の電気負荷１６の作動を通常どおり行うことができない程に車載バッテリ１２が低容量・劣化状態にあるとき、その特定の電気負荷１６以外の電気負荷１６への電源供給を通常どおり行ってその作動を確保することができる一方、その特定の電気負荷１６の作動の制限或いは禁止によって消費電気量を減少させ若しくは削減することができるので、その特定の電気負荷１６の作動制限によって電気負荷１６の作動をある程度の時間或いはある程度の範囲内で確保することができる。

このため、本実施例の車両用電源制御装置１０によれば、車両駐車時における電気負荷１６の作動による車載バッテリ１２の電圧変動を抑えることができ、その結果として、車載バッテリ１２の電圧変動に起因した電気負荷１６のシステム作動障害の発生を抑制することが可能となっている。また、エンジンが停止される車両駐車時において、電圧変動抑制によって車載バッテリ１２の機能低下を抑制しつつすなわち次のエンジン始動性を確保しつつ、電気負荷１６の作動を可能な限り確保することが可能となっている。

また、本実施例のシステムにおいて、電気負荷１６は、その作動要求がエンジン駆動時になされた場合、車載バッテリ１２又は車載バッテリ１２に接続するオルタネータ１４から電力供給を受けることによって、その作動が可能となる。電マネＥＣＵ２０は、イグニションスイッチ２４の状態を判定した結果として、イグニションスイッチ２４がエンジンが駆動されるＩＧオン状態にある場合すなわち車両非駐車時は常時、状態センサ２２の出力に基づいて電気負荷１６へ電力供給を行い得る車載バッテリ１２のバッテリ状態・残存容量を判定する（ステップ１１０）。

その結果、車両の現走行状態（オルタネータ１４の発電状態を含む）や電気負荷１６の現作動状態に対して車載バッテリ１２が低容量状態若しくは劣化状態にないと判定するとき（ステップ１１２における肯定判定かつステップ１１４における否定判定時）は、以後、オルタネータ１４やエンジンＥＣＵ２６に対して調整電圧アップ要求やアイドルアップ要求を行わず、また、何れの電気負荷１６が作動要求されても、その電気負荷１６に対して何ら負荷作動の禁止要求や制限要求などの処理を行わない（ステップ１１６）。この場合には、電気負荷１６は、エンジンが駆動する車両非駐車時において作動要求されると、以後通常どおり、車載バッテリ１２又はオルタネータ１４から電力供給を受けて作動することとなる。

一方、車両の現走行状態（オルタネータ１４の発電状態を含む）や電気負荷１６の現作動状態に対して車載バッテリ１２が低容量状態若しくは劣化状態にあると判定するとき（ステップ１１２における肯定判定かつステップ１１４における肯定判定時）は、直ちに、電気負荷１６の作動に備えて、オルタネータ１４に対して調整電圧のアップを要求し、エンジンＥＣＵ２６に対してエンジンのアイドルアップを要求し、又は、作動する電気負荷１６に対してその作動の制限（例えば、ＥＰＳによる目標アシストトルクを下げることなど）若しくは禁止を要求する（ステップ１１８）。尚、この際、その旨を車両乗員に知らせるべく、車載表示ディスプレイにその旨の表示を行い或いはスピーカから音声出力することとしてもよい。

かかる処理によれば、エンジン駆動時に電気負荷（特に作動に大きな電力を要するＥＰＳや空調装置など）１６が作動する状況において、その電気負荷１６の作動を通常どおりに行うことができない程に車載バッテリ１２が低容量・劣化状態にあるときには、調整電圧アップやアイドルアップによってオルタネータ１４の発電電気量を増大させ、或いは、その電気負荷１６の作動の禁止・制限によって消費電気量が減少させ若しくは削減することができる。このため、本実施例の車両用電源制御装置１０によれば、エンジン駆動時における電気負荷１６の作動による車載バッテリ１２の電圧変動を抑えることができ、その結果として、車載バッテリ１２の電圧変動に起因した各種電気負荷１６のシステム作動障害の発生を抑制することが可能となっている。

一方また、電マネＥＣＵ２０は、上記の如く、イグニションスイッチ２４がエンジンが駆動されるＩＧオン状態にある場合は常時、状態センサ２２の出力に基づいて電気負荷１６へ電力供給を行い得る車載バッテリ１２のバッテリ状態・残存容量を判定するが、エンジン始動時や特にジャンプスタート時（自車両の車載バッテリ１２を利用しない、ブースタケーブルで接続された他車などのバッテリを利用したエンジン始動時）は、自車両の車載バッテリ１２が不安定な状態にあるので、その時点でのそのバッテリ状態等を適切に判定することができないおそれがある。

そこで、電マネＥＣＵ２０は、エンジンフードが開いておりかつエンジン回転数が所定回転数以上である状態が所定時間以上継続したことなどによってジャンプスタートが行われていること等が判定された場合（ステップ１１２における否定判定時）は、状態センサ２２の出力に基づいて車載バッテリ１２のバッテリ状態等を精度よく判定することが困難であると判断し、次に、フェールセーフ処理として、車両駐車時に内部メモリに記憶した車両駐車時における車載バッテリ１２のバッテリ状態等（特に、エンジン始動直前のもの）を読み出す（ステップ１２０）。そして、その読み出したバッテリ状態等に基づいて車載バッテリ１２が低容量状態若しくは劣化状態にあると判定するときは、バッテリ状態が状態センサ２２を用いて正常に検出される場合と同様に、直ちに、オルタネータ１４に対して調整電圧のアップを要求し、エンジンＥＣＵに対してエンジンのアイドルアップを要求し、又は、作動する電気負荷１６に対してその作動の制限（例えば、ＥＰＳによる目標アシストトルクを下げることなど）若しくは禁止を要求する（ステップ１１８）。

かかる処理によれば、エンジン始動時に、エンジン始動後の電気負荷１６の作動を通常どおりに行うことができない程に車載バッテリ１２が低容量・劣化状態にあるか否かの状態センサ２２を用いた判定が困難である状況においては、車両駐車時に車載バッテリ１２が低容量・劣化状態にあると判定されていた場合に限り、調整電圧アップやアイドルアップによってオルタネータ１４の発電電気量を増大させ、或いは、その電気負荷１６の作動の禁止・制限によって消費電気量が減少させ若しくは削減することができる。このため、本実施例の車両用電源制御装置１０によれば、エンジン始動時に状態センサ２２を用いて車載バッテリ１２の状態判定を行うことができなくても、以後、エンジン始動後における電気負荷１６の作動による車載バッテリ１２の電圧変動を適切に抑えることが可能であると共に、また、発電電気量の増大によって車載バッテリ１２の状態の速やかな回復を図ることができるので、電気負荷１６の通常作動を早期に確保させることが可能となっている。

尚、上記の実施例においては、電マネＥＣＵ２０が、図２に示すルーチン中ステップ１０２の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「駐車時モニタ手段」が、ステップ１１０の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「始動時モニタ手段」が、ステップ１０４〜１０８及びステップ１１４〜１２０の処理を実行することにより特許請求の範囲に記載した「対応制御実行手段」が、それぞれ実現されている。

ところで、上記の実施例においては、電気負荷１６の作動に備えたリモート通知や作動制限などの処理を、車両駐車時における車載バッテリ１２のバッテリ状態自体に基づいて行うこととしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、エンジン停止後からの車両駐車時における車載バッテリ１２のバッテリ状態（例えばバッテリ電圧）の時間変化（或いはその傾き）に基づいて行うこととしてもよい。例えば、車載バッテリ１２がそのバッテリ状態が所定以上に大きく変化する過渡期にあると判断されるときは、電気負荷１６の作動に備えたリモート通知や作動制限を実行することとすればよい。

本発明の一実施例である車両用電源制御装置を備えるシステムの構成図である。 本実施例の車両用電源制御装置において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。

符号の説明

１０ 車両用電源制御装置
１２ 車載バッテリ
１６ 電気負荷
２０ 電マネＥＣＵ
２２ 状態センサ
２４ イグニションスイッチ
２６ エンジンＥＣＵ

Claims (4)

1. 電気負荷への電源供給を行う車載バッテリを備える車両用電源制御装置であって、
   エンジンが停止される車両駐車時に前記車載バッテリのバッテリ状態をモニタする駐車時モニタ手段と、
   前記駐車時モニタ手段によりモニタされた前記車両駐車時における前記車載バッテリのバッテリ状態に基づいて、電気負荷の作動要求に備えた対応制御を実行する対応制御実行手段と、
   を備えることを特徴とする車両用電源制御装置。
2. エンジン始動時に前記車載バッテリのバッテリ状態をモニタする始動時モニタ手段を備え、
   前記対応制御実行手段は、前記始動時モニタ手段によるエンジン始動時における前記車載バッテリのバッテリ状態のモニタが不能である場合に、前記駐車時モニタ手段によりモニタされた前記車両駐車時における前記車載バッテリのバッテリ状態に基づいて、エンジン始動後の電気負荷の作動要求に備えた対応制御を実行することを特徴とする請求項１記載の車両用電源制御装置。
3. 電気負荷は、前記車両駐車時に前記車載バッテリから電源供給される複数の駐車時電気負荷を有し、
   前記対応制御実行手段は、前記駐車時モニタ手段によりモニタされた前記車両駐車時における前記車載バッテリのバッテリ状態に基づいて、一部の駐車時電気負荷以外の駐車時電気負荷への通常どおりの電源供給を維持しつつ該一部の駐車時電気負荷の作動要求に備えた対応制御を実行することを特徴とする請求項１記載の車両用電源制御装置。
4. 前記対応制御は、エンジン始動後にオルタネータの調整電圧を上げるもの若しくはエンジンのアイドルアップを行うもの、電気負荷の作動を通常よりも制限するもの、又は車両使用者へ前記車載バッテリのバッテリ状態を通知するものであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載の車両用電源制御装置。

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