JP2007283974A - 車両用電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】乗車時のみ使用される負荷に対して、非乗車時にバッテリと遮断して、これらの負荷への暗電流を削減し、バッテリ上がりを防止する。
【解決手段】乗員が車両内で操作して動作する第１群に属する負荷１３と、乗員が車両を離れる際に乗員の操作により動作し、又は乗員の不在検知で動作する車両の防犯システムを含む第２群に属する負荷１４とに群分けし、前記第１群の負荷と第２群の負荷のいずれか一方への電力供給時に他方への電力供給を停止するリレー２１からなる切替スイッチを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用電源システムに関し、詳しくは、乗員が車両内で操作して動作する負荷に対しては、乗員が乗車していない非乗車時に電力供給を遮断してバッテリ上がりを抑制・防止するものである。

従来、自動車内に搭載されている各種の負荷に対する制御は、機械制御、油圧制御で行われているが、近年では電子制御化が進み、自動車に電子制御ユニット（ＥＣＵ）を搭載し、該ＥＣＵにより負荷への電源分配を制御している。近時、これらＥＣＵは電装品の増加に伴い急増する傾向にある。
前記ＥＣＵの駆動はバッテリからの電力供給で行われるが、バッテリはエンジンの始動にも用いられるため、ＥＣＵへの電力供給を抑制して、バッテリの過放電（いわゆるバッテリ上がり）を極力防止する必要がある。

前記バッテリ上がり防止装置について、従来より種々の提案がなされている。例えば、特開２００５−３５４８２７号公報（特許文献１）では、イグニッションスイッチをオフした後、乗員検知手段で全ての座席において乗員がいない状態での経過時間が基準時間を超えたときに、負荷の電力遮断を行っている。このように、乗員がいない場合には負荷への電力供給の遮断を行うことでバッテリの無駄な電力消費を防いでいる。

特開２００５−３５４８２７号公報

しかし、負荷には、例えば防犯システムなどのように、乗員がいない場合に使用するが、乗員が車両内に存在する場合には使用しない負荷もある。このような負荷は乗員がいない場合に電力供給を遮断することはできないが、特許文献１ではなんら考慮なされていない。

また、図４に示すように、防犯システムなどのような乗員が車両内にいない場合に使用する負荷１Ａ〜１Ｃと、乗員が車両内にいる場合に使用する負荷２Ａ〜２Ｃに分けてバッテリ３に接続し、負荷ごとに電力供給遮断を行なう方式もある。
しかし、負荷の回路を分割して各負荷群ごとにヒューズ４Ａ、４Ｂを介在させる必要があり、ヒューズの数が多くなるという問題がある。

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、車両内の乗員の操作によって動作される負荷に対しては、乗員がいない場合に電力供給を停止して、バッテリ上がりを抑制、防止することを主たる課題としている。
また、前記負荷群に接続するヒューズの数を低減することを従たる課題としている。

前記課題を解決するため、乗員が車両内で操作して動作する第１群に属する負荷と、
乗員が車両を離れる際に乗員の操作により動作し、又は乗員の不在検知で動作する車両の防犯システムを含む第２群に属する負荷とに群分けし、
前記第１群の負荷と第２群の負荷のいずれか一方への電力供給時に他方への電力供給を停止する切替スイッチを備えたことを特徴とする車両用電源システムを提供している。

前記乗員が車両内で操作する第１群に属する負荷とは、例えば、シートやパワーウィンド、チルト＆テレスコピックステアリングを駆動するＥＣＵなどが挙げられる。一方、乗員が車両を離れる際に乗員の操作により動作し、又は乗員の不在検知で動作する第２群に属する負荷として、前記車両の防犯システムが含まれる。この防犯システムの負荷としては、例えば、盗難防止ブザー、侵入センサ、傾斜センサ、セキュリティカメラを駆動制御するＥＣＵである。
なお、第２群に属する負荷としては防犯システムに限らず、乗員が車両を離れる際に乗員の操作により動作し、又は非乗車時には乗員の不在検知で動作する負荷は第２群に属する負荷に含まれる。

前記第１群に属する負荷と第２群に属する負荷とは、同時に使用されることはない。
即ち、乗員が車両内にいる場合、シートやパワーウィンドなど第１群に属する負荷は乗員によって使用されるが、防犯システムなどの第２群の負荷は停止している。
一方、非乗車時には防犯システムは起動しているが、シートやパワーウィンド等、乗員の操作で動作する負荷は当然に使用されない。

本発明の電源システムでは、前記したように、第１群に属する負荷と第２群に属する負荷とを群分けして、一方の群への電力供給時には、当然に他方の群への電力供給が不要となるため、切替スイッチを設けて電力供給を停止し、電源のバッテリと負荷とを遮断している。このように、使用していない負荷をバッテリと遮断することで、負荷にバッテリから暗電流が流れず、不要な電力消費を抑えるため、バッテリ上がりを抑制・防止できる。

前記防犯システムは、常時電力供給されている防犯制御手段を備え、
前記防犯制御手段は、前記防犯システムを起動させる起動信号と前記防犯システムを停止させる停止信号を前記切替スイッチに出力するものであり、かつ、
前記切替スイッチは、前記停止信号により前記第１群に属する負荷への電力供給を行うと共に第２群への電力供給を停止する一方、前記起動信号により前記第２群に属する負荷への電力供給を行うと共に第１群に属する負荷への電力供給を停止するように切り替えられる構成とすることが好ましい。

前記切替スイッチとしてはリレーが好適に用いられ、防犯制御手段から防犯システムの停止信号を受け取ると、乗員が自動車に乗車する乗車モードであると見なして、第１群に属する負荷と接続する回路を閉じて、シートやパワーウィンド等を駆動するＥＣＵなどの第１群に属する負荷にバッテリから電力を供給して駆動する一方、第２群に属する防犯システムと接続する回路を開いて、バッテリからの電力供給を遮断している。
一方、切替スイッチが防犯制御手段から防犯システムの起動信号を受け取ると、防犯システムに関する前記第２群に属する負荷と接続する回路を閉じて電力供給を行うと共に、防犯システムが起動するので、乗員は乗車していない非乗車モードであると見なして、第１群に属する負荷と接続する回路を開いて、電力供給は遮断する。これにより、非乗車モードにおいて乗員の操作で動作する負荷へバッテリから暗電流が流れるのを防止でき、バッテリ上がりを抑制・防止できる。

即ち、切替スイッチの動作を防犯システムの起動と停止に連動させて、乗車モードと非乗車モードの識別手段として防犯システムを利用している。
このように、防犯システムを利用することで、乗車時には乗員が車両内で操作する第１群に属する負荷に電力が供給されており、また、乗員が車両から離れた後に第１群に属する負荷への電力供給が遮断されるので、乗員の利便性を損なうことなくバッテリ上がりを防止できる。

前記切替スイッチと前記車両のバッテリを接続する電源ライン上に過大電流防止手段を介在させることが好ましい。該過大電流防止手段としては、ヒューズが用いられる。
即ち、切替スイッチの動作で第１群に属する負荷と第２群に属する負荷とが選択的にバッテリ側と接続されるため、切替スイッチの上流側でヒューズを介してバッテリと接続しておくと、負荷側へ過大電流が流れることが遮断されるため、負荷の群毎にヒューズを設ける必要はない。
このように、ヒューズは切替スイッチとバッテリの間に一つ設ければよく、負荷の群ごとにヒューズを設けた図４の従来例と比べてヒューズの数を削減できる。

前記切替スイッチは、そのスイッチ切り替え時だけ切り替え操作電流を流すように構成された状態保持機能を有していることが好ましい。
スイッチの切り替え時にのみ切替スイッチに電流が流れてイッチを切り替え、スイッチが動作しないときは電流が流れないため、電力消費が少なくバッテリ上がりを防止できる。

前述したように、本発明によれば、乗車時に動作される第１群に属する負荷と、非乗車時に動作される第２群に属する負荷とに群分けし、該第２群に属する負荷の動作時には非乗車モードであると見なして、第１群に属する負荷への電力供給を遮断するため、電力供給が不要と時にバッテリと負荷とを遮断してバッテリから負荷へ暗電流が流れるのを確実に防止できる。その結果、不要な電力消費を抑え、バッテリ上がりを防止できる。
同様に、第１群に属する負荷への電力供給時には、第２群に属する負荷への電力供給は不要であるため、バッテリと負荷とを遮断して、不要な電力消費を抑え、バッテリ上がりを防止できる。
このように、乗車モードおよび非乗車モードのいずれの場合にも、電力供給が不要な負荷をバッテリと遮断していることで、常時、バッテリ上がりを防止できる。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１および図２は本発明の第１実施形態を示し、図１は車両用電源システム１０のブロック図、図２は車両用電源システム１０の車両３０への搭載図である。
車両用電源システム１０は、バッテリ１１と、ヒューズ１２を介してバッテリ１１に接続したバッテリ上がり防止装置２０と、バッテリ上がり防止装置２０に接続した第１群に属する負荷１３、第２群に属する負荷１４と、防犯制御手段１５からなる。
バッテリ上がり防止装置２０は、切替スイッチを構成するリレー２１と制御手段２２と駆動回路２３を備えている。また、前記防犯制御手段１５はバッテリ上がり防止装置２０とは別体のセキュリテイＥＣＵとして構成し、バッテリ上がり防止装置２０内の制御手段（ＣＰＵ）２２と接続している。

前記バッテリ上がり防止装置２０のリレー２１の共通接点２１ａはヒューズ１２を介してバッテリ１１と接続している。
前記第１群に属する負荷１３は乗員が車両内で操作する複数の負荷１３Ａ〜１３Ｃからなる。第２群に属する負荷１４は乗員が車両を離れたときに乗員による操作によって動作する車両の防犯システムを含む複数の負荷１４Ａ〜１４Ｃからなる。
第１群に属する負荷１３Ａ〜１３Ｃは、具体的には、１３Ａはステアリング位置を駆動制御するＥＣＵ、１３Ｂはシートを調節するＥＣＵ，１３ＣはパワーウィンドＥＣＵとしている。
第２群に属する負荷１４Ａ〜１４Ｃは、具体的には１４Ａはセキュリティ用センサを駆動するＥＣＵ、１４Ｂはセキュリティカメラを駆動するＥＣＵ、１４Ｃは盗難防止ブザーを駆動するＥＣＵとしている。

前記第１群と第２群に群分けされた負荷のうち、第１群に属する負荷１３と前記切替スイッチとなるリレー２１の第１接点２１ｂに接続し、第２群に属する負荷１４はリレー２１の第２接点２１ｃに接続し、共通接点２１ａに対して第１接点２１ｂがオンの時は第２接点２１ｃはオフ、第１接点２１ｂがオフの時は第２接点２１ｃはオンとしている。即ち、バッテリ１１に対して第１群に属する負荷１３と第２群に属する負荷１４とを選択的に接続している。

また、前記防犯制御手段１５はバッテリ上がり防止装置２０の制御手段２２に接続している。該制御手段２２は駆動回路２３に接続し、駆動回路２３はリレー２１のコイル部２１ｄに接続している。この切替スイッチとして用いるリレー２１は、スイッチ切り替え時のみ切り替え操作電流を流すように構成された状態保持機能を有するものとしている。
前記バッテリ上がり防止装置２０の制御手段２２と駆動回路２３および防犯制御手段１５には、バッテリから常時電力供給している。

前記防犯制御手段１５には、ドアロック・センサおよびドアアンロック・センサと接続されて、ドアロック信号およびドアアンロック信号を受信できるようにしている。
ドアロック信号を受信すると、前記防犯システムに属する負荷１４Ａ〜１４Ｃを起動させる起動信号を接続したバッテリ上がり防止装置２０の制御手段２２へ出力し、ドアアンロック信号を受信すると、防犯システムを停止させる停止信号を出力するものである。

以下、前記電源システムの作用を説明する。
まず、乗員が車両を離れたとき乗員はドアの施錠を行うので、施錠を検知した時に防犯システムを同時に起動させる必要がある。よって、乗員がドア施錠の操作を行ったとき、防犯制御手段１５はドアロック信号を受信し、それに応じて起動信号をバッテリ上がり防止装置２０の制御手段２２にも送信する。制御手段２２は起動信号を受信すると、駆動回路２３を駆動してリレー２１を切り替えて、第２群に属する負荷１４をバッテリ１１と接続し、前記セキュリティ用センサを駆動するＥＣＵ１４Ａ、セキュリティカメラを駆動するＥＣＵ１４Ｂ、盗難防止ブザーを駆動するＥＣＵ１４Ｃに電力を供給する。
同時に、第１群に属する負荷１３はバッテリ１１と遮断され、前記ステアリング位置を駆動制御するＥＣＵ１３Ａ、シートを調節するＥＣＵ１３Ｂ，パワーウィンドＥＣＵ１３Ｃに暗電流が流れるのが防止される。
前記ＥＣＵ１３Ａ〜１３Ｃにより駆動されるステアリング位置、シート、パワーウィンドは非乗車時には動作されないものであるため、電力供給を遮断しても問題はない。

一方、乗車時には乗員はドアを解錠する。乗員がドアの解錠の操作を行ったとき、防犯システムは停止させればよく、防犯制御手段１５はアンロック信号を受信すると、停止信号をバッテリ上がり防止装置２０の制御手段２２に送信する。制御手段２２は停止信号を受信すると、駆動回路２３を駆動してリレー２１を切り替えて第１群に属する負荷１３をバッテリ１１と接続する。
よって、乗車時には、ステアリング位置を駆動制御するＥＣＵ１３Ａ、シートを調節するＥＣＵ１３Ｂ，パワーウィンドＥＣＵ１３Ｃに電力が供給され、これらＥＣＵ１３Ａ〜１３Ｃによりステアリング位置、シート、パワーウィンドを動作させることができ、乗車時における利便性を確保することができる。

前記のように、ドアの施錠・解錠動作をトリガーとして、切替スイッチとなるリレー２１を切り替え、乗車時には第１群に属する負荷１３をバッテリ１１と接続する一方、第２群に属する負荷１４はバッテリ１１と遮断している。非乗車時には、逆に、第２群に属する負荷１４はバッテリ１１と接続する一方、第１群に属する負荷１３はバッテリ１１と遮断している。このように、二つの負荷群のうち一方に電力供給されていると、他方には電力供給されることはない構成としていることで、使用していない負荷は確実にバッテリから遮断されるため、使用していない負荷に暗電流が流れず不要な電力消費が抑えられ、バッテリ上がりを防止できる。
また、バッテリ１１には第１群に属する負荷１３と第２群に属する負荷１４のどちらか一方のみが接続されるため、リレー１２は負荷ごとに設ける必要はなく、切替スイッチとバッテリの間に一つ設ければよい。このため、リレー１２の数を削減できる。

図３は本発明の第２実施形態を示す。
第１実施形態との相違点は、第２実施形態では防犯制御手段１５をバッテリ上がり防止装置２０内の制御手段２２内に組み込んでいる点である。
第１実施形態ではセキュリテイＥＣＵからなる別体のＥＣＵを設けてバッテリ上がり防止装置と接続していたが、第２実施形態ではバッテリ上がり防止装置内に組み込むことで、ＥＣＵを１つ削減できると共に省線化も図ることができ、車両用電源システム１０の構成が簡単とすることができる。
なお、他の構成および作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。

非乗車時の検知信号としてドアロック信号を用いることに限定されず、例えば、車内カメラが付設されている場合には、該車内カメラで所要時間乗員が撮影されなければ非乗車であると検知して防犯制御手段に不在信号を出力してもよく、乗員が車内にいないことを確実に検知できる手段があれば、それを利用すればよい。
なお、本発明は前記実施形態は限定されず、本発明の特許請求の範囲内の種々の形態を含むものである。

本発明である車両用電源システムの第１実施形態を示すブロック図である。 車両用電源システムの車両への搭載図である。 車両用電源制御装置の第２実施形態を示すブロック図である。 従来例を示す図である。

符号の説明

１０ 車両用電源システム
１１ バッテリ
１２ ヒューズ
２０ バッテリ上がり防止装置
１３、１４ 負荷
１５ 防犯制御手段
２１ リレー
２２ 制御手段
２３ 駆動回路

Claims (4)

1. 乗員が車両内で操作して動作する第１群に属する負荷と、
   乗員が車両を離れる際に乗員の操作により動作し、又は乗員の不在検知で動作する車両の防犯システムを含む第２群に属する負荷とに群分けし、
   前記第１群の負荷と第２群の負荷のいずれか一方への電力供給時に他方への電力供給を停止する切替スイッチを備えたことを特徴とする車両用電源システム。
2. 前記防犯システムは、常時電力供給されている防犯制御手段を備え、
   前記防犯制御手段は、前記防犯システムを起動させる起動信号と前記防犯システムを停止させる停止信号を前記切替スイッチに出力するものであり、かつ、
   前記切替スイッチは、前記停止信号により前記第１群に属する負荷への電力供給を行うと共に第２群への電力供給を停止する一方、前記起動信号により前記第２群に属する負荷への電力供給を行うと共に第１群に属する負荷への電力供給を停止するように切り替えられるものである請求項１に記載の車両用電源システム。
3. 前記切替スイッチと前記車両のバッテリを接続する電源ライン上に過大電流防止手段を介在させている請求項１または請求項２に記載の車両用電源システム。
4. 前記切替スイッチは、そのスイッチ切替時だけ切替操作電流を流すように構成された状態保持機能を有するものである請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両用電源システム。

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