JP2007336657A - 電源供給制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力の大きい負荷への電力供給が不要な場合に、電源と負荷との間に設けられるリレーの消費電力を低減する。
【解決手段】消費電力が所定値以上の負荷（大電力消費負荷）２０への電流供給が必要な場合には、電流容量の大きいリレー２をオンするとともに、電流容量の小さいリレー３をオフし、大電力消費負荷への電流供給は不要であるが、消費電力が所定値未満の負荷への電流供給が必要な場合には、リレー２をオフするとともに、リレー３をオンする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源から複数の負荷への電力供給を制御する装置に関する。

従来、バッテリ上がりを防止するために、車両が駐車されてから所定期間経過すると、車載バッテリと負荷（電子部品）との間のリレーを遮断して、車載バッテリから負荷への電源供給を停止するようにした制御装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００３−７０１７５号公報

ここで、消費電力の大きい負荷に電流を流すためには、電流容量の大きなリレーを用いる必要があるが、電流容量の大きなリレーをオン状態で保持するための消費電力は大きくなる。この場合、従来の制御装置では、イグニッションをオフしてからリレーを遮断するまでの時間が短くなってしまうため、イグニッションオフ後に電力供給を必要とする負荷への電力供給を行うことが可能な時間が短いという問題が生じる。

本発明による電源供給制御装置は、電源と複数の負荷との間を結ぶ電源ライン上に第１のリレーを設けるとともに、第１のリレーより電流容量が小さい第２のリレーを第１のリレーと並列に接続し、消費電力が所定値以上の大電力消費負荷への電流供給が必要な場合には、第１のリレーをオンするとともに第２のリレーをオフし、大電力消費負荷への電流供給は不要であるが、消費電力が所定値未満の負荷への電流供給が必要な場合には、第１のリレーをオフするとともに第２のリレーをオンすることを特徴とする。

本発明による電源供給制御装置によれば、電源と負荷との間のリレーを遮断せずに、大電力消費負荷への電流供給が不要な場合におけるリレーの消費電力を低減させることができる。

図１は、一実施の形態における電源供給制御装置を車両に適用した場合の図である。負荷群２０および負荷群３０には、バッテリ１から電力が供給される。負荷群２０は、イグニッションスイッチ７がオンされている時の消費電力は所定電力以上であるが、イグニッションスイッチ７がオフされている時の消費電力は所定電力より小さい複数の負荷の集合であり、例えば、車両のコントローラやドアスイッチなどが含まれる。負荷群３０は、イグニッションスイッチ７がオンされている時に使用される際の消費電力は所定電力以上であるが、イグニッションスイッチ７がオフされている場合には、通常は消費電力が無い複数の負荷の集合であり、例えば、スタータモータや、電動パワーステアリング、ライト類などが含まれる。ただし、ライト類は、イグニッションスイッチ７のオフ後も、電源ポジションがＡＣＣ（アクセサリ）にあれば、ユーザのスイッチ操作に基づいて点灯可能である。

リレー２は、バッテリ１と負荷群２０および負荷群３０との間を結ぶ電源ライン上に設けられて、バッテリ１と負荷群２０，３０との間を接続／遮断するためのリレーであり、後述するように、イグニッションスイッチ７のオン時にオンとされる。スタータモータや、電動パワーステアリングなどのような消費電力の大きい電子部品に電流を流すために、リレー２は電流容量の大きいものを用いる。

リレー２には、抵抗４と直列に接続されているリレー３が並列に接続されている。このリレー３は、後述するように、イグニッションスイッチ７のオフ後にオンとされるリレーである。イグニッションスイッチ７のオフ後にも電力を必要とする負荷群２０の消費電力は小さいので、リレー３は、リレー２に比べて電流容量の小さいものを用いる。抵抗４は、リレー３に過大な電流が流れることを防止するために設けられているリレー３保護用の抵抗である。

電圧センサ５は、バッテリ１の端子電圧を検出して、電源監視コントローラ１０に出力する。電流センサ６は、リレー２を介して、バッテリ１から負荷群２０，３０に流れる電流を検出して、電源監視コントローラ１０に出力する。電源監視コントローラ１０は、ＣＰＵ１０ａ、メモリ１０ｂ、および、タイマ１０ｃを備え、イグニッションスイッチ７がオンされると、リレー２をオン、リレー３をオフする制御を行うとともに、イグニッションスイッチ７がオフされると、リレー３をオン、リレー２をオフする制御を行う。

すなわち、一実施の形態における電源供給制御装置では、イグニッションスイッチ７がオンされた後の車両の使用時には、電流容量の大きいリレー２を介して、バッテリ１から負荷群２０，３０に電力を供給し、イグニッションスイッチ７がオフされた後は、電流容量の小さいリレー３を介して、消費電力の小さい負荷群２０に電力を供給する。図２（ａ）は、イグニッションスイッチ７がオンされている時の電流の流れを示す図、図２（ｂ）は、イグニッションスイッチ７がオフされている時の電流の流れを示す図である。

図３は、一実施の形態における電源供給制御装置によって行われる処理内容を示すフローチャートである。イグニッションスイッチ７がオンされると、電源監視コントローラ１０のＣＰＵ１０ａは、ステップＳ１０の処理を開始する。ステップＳ１０では、電圧センサ５によって検出されるバッテリ電圧が所定電圧より高いか否かを判定する。バッテリ１の電圧が所定電圧より高いと判定するとステップＳ２０に進み、所定電圧以下であると判定すると、ステップＳ１３０に進む。なお、上記所定電圧とは、エンジン始動が可能な電圧値であり、バッテリ電圧がこの電圧未満となると、エンジンを始動してバッテリを充電することができなくなる可能性があるため、ステップＳ１３０に進んで、後述するバッテリ保護制御を行う。

ステップＳ２０では、リレー２をオンにして、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０では、リレー３をオフにする。ただし、リレー３がオフになっている場合には、特に何もしない。ステップＳ３０に続くステップＳ４０では、イグニッションスイッチ７がオフされたか否かを判定する。イグニッションスイッチ７がオフされていないと判定するとステップＳ４０で待機し、オフされたと判定すると、ステップＳ５０に進む。

ステップＳ５０では、リレー３をオンして、ステップＳ６０に進む。なお、この状態では、リレー２およびリレー３がともにオンになっているが、バッテリ１からの電流は、リレー２を介して、負荷群２０に流れる。ステップＳ６０では、イグニッションスイッチ７がオフにされてから、所定時間が経過したか否かを判定する。タイマ１０ｃは、イグニッションスイッチ７がオフにされると、計時を開始するので、ＣＰＵ１０ａは、タイマ１０ｃによって計測されている時間が所定時間を経過したか否かを判定する。イグニッションスイッチ７がオフにされてから、所定時間が経過していないと判定するとステップＳ６０で待機し、所定時間を経過したと判定すると、ステップＳ７０に進む。

ステップＳ７０では、電流センサ６によって検出される電流値が所定電流以下であるか否かを判定する。電流センサ６によって検出される電流値が所定電流より大きいと判定すると、ステップＳ７０で待機し、所定電流以下であると判定すると、ステップＳ８０に進む。ステップＳ８０では、リレー２をオフにして、ステップＳ９０に進む。

ステップＳ９０では、低消費電力モードに移行する。すなわち、ＣＰＵ１０ａ内部の動作クロックをおとして、消費電力を低下させる。ステップＳ９０に続くステップＳ１００では、電圧センサ５によって検出されるバッテリ電圧が所定電圧より高いか否かを判定する。所定電圧は、次回のエンジン始動時に必要とされるバッテリ電圧、バッテリ１の自己放電量などに基づいて、予め決定しておく。バッテリ１の電圧が所定電圧より高いと判定するとステップＳ１００で待機し、所定電圧以下であると判定すると、ステップＳ１１０に進む。なお、上記所定電圧とは、ステップＳ１０と同様に、次回、エンジン始動が可能な電圧値である。

ステップＳ１１０では、リレー３をオフにする。これにより、停車時に消費電力のある全てのコントローラおよび負荷への供給電流が遮断される。リレー３をオフにすると、ステップＳ１２０に進む。ステップＳ１２０では、電源監視コントローラ１０をシャットダウンする。

一方、ステップＳ１０の判定を否定した後に進むステップＳ１３０では、リレー３をオフにして、ステップＳ１４０に進む。なお、リレー３がオフになっている場合には、特に何もしない。ステップＳ１４０では、低消費電力モードに移行して、ステップＳ１５０に進む。ステップＳ１５０では、イグニッションスイッチ７がオフされたか否かを判定する。イグニッションスイッチ７がオフされていないと判定するとステップＳ１５０で待機し、オフされたと判定すると、ステップＳ１６０に進む。ステップＳ１６０では、電源監視コントローラ１０をシャットダウンする。

一実施の形態における電源供給制御装置によれば、バッテリ１と複数の負荷２０，３０との間を結ぶ電源ライン上に第１のリレー２を設けるとともに、第１のリレー２より電流容量が小さく、第１のリレーと並列に接続される第２のリレー３を設け、消費電力が所定値以上の大電力消費負荷への電流供給が必要な場合には、第１のリレー２をオンするとともに第２のリレー３をオフし、大電力消費負荷への電流供給は不要であるが、消費電力が所定値未満の負荷への電流供給が必要な場合には、第１のリレー２をオフするとともに第２のリレー３をオンする。これにより、大電力消費負荷への電力供給が不要な場合には、電流容量の小さい第２のリレー３を介して、消費電力の小さい負荷に電流を流すことができるので、大電力消費負荷への電流供給が不要な場合に、リレーの消費電力を低減することができる。

車両のユーザは、イグニッションスイッチ７をオフした後も、例えば、車内のライトを点灯させる場合がある。一実施の形態における電源供給制御装置によれば、大電力消費負荷への電流供給が必要な第１の状態から、大電力消費負荷への電流供給は不要であるが、消費電力が所定値未満の負荷への電流供給が必要な第２の状態に変化したことを検出してから、所定時間を経過した後に、第２のリレー３をオンするとともに、第１のリレー２をオフするので、少なくとも所定時間の間は、大電力消費負荷への電力供給（例えば、ライトの点灯）を行うことができる。

また、一実施の形態における電源供給制御装置によれば、大電力消費負荷への電流供給が必要な第１の状態から、大電力消費負荷への電流供給は不要であるが、消費電力が所定値未満の負荷への電流供給が必要な第２の状態に変化したことを検出すると、第２のリレー３をオンした後に、第１のリレー２をオフするので、リレー２，３の切り換え時に、負荷への電力供給が遮断されるのを防ぐことができる。また、第１のリレー２および第２のリレー３の両リレーをオンした状態で第１のリレー２をオフするため、万が一、第１のリレー２をオフする際に大電力負荷が作動するようなことがあっても、第１のリレー２に流れる電流を低減し、リレーの溶着を防止することができる。

さらに、一実施の形態における電源供給制御装置によれば、第１のリレー２がオフ、かつ、第２のリレー３がオンの状態で、バッテリ１の電圧が所定電圧未満になると、第２のリレー３をオフするので、バッテリ１の電圧が長期間にわたって低下し続けるのを防ぐことができる。これにより、次回の車両起動時に、バッテリ１の電圧が低下して、エンジン始動を行うことができなくなるのを防ぐことができる。

本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、上述した一実施の形態では、電源供給制御装置を車両に適用した例を挙げて説明したが、車両以外のシステムに適用することもできる。

イグニッションスイッチ７がオフされている時にも電力を消費し、その時の消費電力が所定電力より小さい負荷は、上述した車両コントローラやドアスイッチに限定されることはない。同様に、使用時の消費電力は所定電力以上であるが、イグニッションスイッチ７がオフされている場合には、通常は消費電力が無い負荷も、上述したスタータモータや、電動パワーステアリング、ライト類に限定されることはない。

上述した一実施の形態では、電流容量の小さいリレー３のオン時に、リレー３に過大な電流が流れることを防止するために、リレー３と直列に抵抗４を接続したが、リレー３のオン時にリレー３に流れる電流を低減する回路構成は、抵抗４をリレー３と直列に接続する構成に限定されることはない。

図３に示すフローチャートでは、イグニッションスイッチ７のオン時に、第１のリレー２をオン、かつ、第２のリレー３をオフにし、イグニッションスイッチ７のオフ時に、第１のリレー２をオフ、かつ、第２のリレー３をオンにした。これは、イグニッションスイッチ７のオン後は、消費電力の大きい負荷群３０に電流を供給する必要があり、 イグニッションスイッチ７のオフ後は、消費電力の大きい負荷群３０への電流供給は不要であるが、消費電力の小さい負荷群２０への電流供給が必要であるからである。すなわち、リレー２およびリレー３のオン／オフの切換は、消費電力の大きい負荷への電流供給が必要であるか否かに基づいて行えばよい。

特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、リレー２が第１のリレーを、リレー３が第２のリレーを、電源監視コントローラ１０が判別手段および制御手段を、タイマ１０ｃが計時手段を、電圧センサ５が電圧検出手段をそれぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する上で、上記の実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係に何ら限定されるものではない。

一実施の形態における電源供給制御装置を車両に適用した場合の図 図２（ａ）は、イグニッションスイッチ７がオンされている時の電流の流れを示す図、図２（ｂ）は、イグニッションスイッチ７がオフされている時の電流の流れを示す図 一実施の形態における電源供給制御装置によって行われる処理内容を示すフローチャート

符号の説明

１…バッテリ、２，３…リレー、４…抵抗、５…電圧センサ、６…電流センサ、７…イグニッションスイッチ、１０…電源監視コントローラ、１０ａ…ＣＰＵ、１０ｂ…メモリ、１０ｃ…タイマ、２０…負荷群、３０…負荷群

Claims (5)

1. 電源と複数の負荷との間を結ぶ電源ライン上に設けられる第１のリレーと、
   前記第１のリレーより電流容量が小さく、前記第１のリレーと並列に接続される第２のリレーと、
   消費電力が所定値以上の負荷（以下、大電力消費負荷）への電流供給が必要な第１の状態と、前記大電力消費負荷への電流供給は不要であるが、消費電力が前記所定値未満の負荷への電流供給が必要な第２の状態とを判別する判別手段と、
   前記判別手段によって前記第１の状態であると判別されると、前記第１のリレーをオンするとともに前記第２のリレーをオフし、前記第２の状態であると判別されると、前記第１のリレーをオフするとともに前記第２のリレーをオンする制御手段とを備えることを特徴とする電源供給制御装置。
2. 請求項１に記載の電源供給制御装置において、
   前記判別手段によって、前記第１の状態から前記第２の状態へと変化したことが検出されてから経過した時間を計測する計時手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記判別手段によって前記第１の状態から前記第２の状態へと変化したことが検出されてから、前記計時手段によって計時される時間が所定時間を経過した後に、前記第１のリレーをオフするとともに前記第２のリレーをオンすることを特徴とする電源供給制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電源供給制御装置において、
   前記制御手段は、前記判別手段によって前記第１の状態から前記第２の状態へと変化したことが検出されると、前記第２のリレーをオンした後に、前記第１のリレーをオフすることを特徴とする電源供給制御装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電源供給制御装置において、
   前記電源の電圧を検出する電圧検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記判別手段によって前記第２の状態であることが検出されている時に、前記電圧検出手段によって検出される電圧が所定電圧未満になると、前記第２のリレーをオフすることを特徴とする電源供給制御装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電源供給制御装置において、
   前記電源供給制御装置が車両に搭載されて使用される場合、前記判別手段は、車両の走行時に前記第１の状態であると判別し、車両の駐車時に前記第２の状態であると判別することを特徴とする電源供給制御装置。

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