JP4969183B2 - 車載システム - Google Patents

Description

本発明は、電源からの電力を供給する給電線及び信号を伝送する信号線にて接続された複数の接続装置と、該接続装置に給電線にて接続する複数の電力負荷とを備える車載システムに関し、特に利便性を維持しながらも電力消費量を抑制する車載システムに関する。

近年、車両に搭載される電力負荷である電子制御ユニット(ECU: Electric Control Unit)等の電装品の数が安全性、利便性、快適性、商品力等の様々な利点から増加の一途を辿っており、電装品の増加に伴い、走行中だけでなく、駐停車中の消費電力量も増加している。また近年の生活の多様化に伴い、車両の使用方法、更には乗車中の電装品の使用方法に対する要求が非常に多様化してきている。

特許文献１には、キースイッチ（イグニッションスイッチ）の位置に関わらず、個々の電装品に給電する技術が開示されている。
特開平５−１３９２２０号公報

しかしながら各電装品は、イグニッションスイッチの位置により、動作の可否が予め設定されているため、所望の電装品のみならず、不要な電装品にまで電力を供給することになり、必要以上の電力消費に繋がるという問題がある。そして電力の消費状況によっては、車両に電源として搭載される鉛蓄電池の電力の残量が、エンジンの始動に要する最低限必要な電力未満になるという異常を引き起こす虞がある。

特許文献１に開示されている個々の電装品に給電する技術は、車両の組み立てラインにおける電装品の動作チェックを想定した技術であるため、電源の残量に関する異常については考慮されていない。従って特許文献１に開示されている技術を、一般に使用される車両に適用したとしても、個々の電装品の給電により、電源の残量が最低限必要な電力未満となる異常を引き起こす可能性がある。

なお電源が鉛蓄電池である場合、車両のエンジンが作動することにより、電源に対する充電が行われ、電源の残量が最低限必要な電力未満となることを防止することができるが、発電のために停止状態でエンジンを始動させた場合、ＣＯ₂ 、ＮＯ_x 等の排気ガスの排出、騒音の発生等の自然環境及び住居環境への悪影響をもたらすという問題がある。具体的な事例としては、学習塾の周辺に児童を塾へ送迎するために駐停車する車両が増加し、夫々の車両に乗車している保護者が、テレビ、オーディオ、空調装置等の電装品を動作させるべくエンジンを作動させることにより、排気ガス及びエンジン音が発生し、周辺住民の住居環境が悪化するという社会問題を挙げることができる。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、給電線及び信号線の接続に用いられるジャンクションボックス等の複数の接続装置を車両内に配設し、個々の電力負荷への給電の要求を受け付けた場合に、要求を受け付けた接続装置が、電力供給可否の判定を行った上で、電力負荷への給電の可否を判定することにより、必要以上の電力の消費を防止し、しかも電源の残量が最低限必要な電力未満となることを防止し、更には自然環境及び住居環境への悪影響を防止する車載システムの提供を目的とする。

第１発明に係る車載システムは、電源からの電力を供給する給電線及び信号を伝送する信号線にて接続された複数の接続装置と、該接続装置に給電線にて接続された複数の電力負荷とを備える車載システムにおいて、いずれかの前記接続装置に接続されている一の電力負荷への給電を、該電力負荷に接続している前記接続装置に要求する個別給電要求部を備え、前記各接続装置は、自らに接続している個別給電要求部からの給電の要求を受け付ける手段と、給電の要求に対し、給電の可否を判定する判定手段と、給電可と判定した場合に、電力負荷へ給電する手段と、給電不可と判定した場合であって、更に、個別給電要求部から緊急給電の要求を受け付けたときに、電力負荷へ給電する手段とを備えることを特徴とする。

本発明では、個別給電要求部からの給電の要求を受け付けた接続装置が、電力負荷への個別の給電の可否を判定することにより、必要な電力負荷へのみ、しかも給電可と判定した場合に給電することができるので、必要以上の電力の消費を防止することが可能であり、しかも無制限に給電を許可する訳ではないので、電源の残量が最低限必要な電力未満となることを防止することが可能である。

第２発明に係る車載システムは、第１発明において、前記夫々の接続装置は、他の接続装置との通信により他の接続装置に係る給電に関する電源の状態を取得する手段を更に備え、前記判定手段は、取得した電源の状態及び電力負荷へ供給する電気量に基づいて、給電の可否を判定する様に構成してあり、判定結果が給電可である場合に、取得した電源の状態及び電力負荷へ供給する電気量に基づいて、給電時間を算出する様に構成してあることを特徴とする。

本発明では、電力負荷が接続された全ての接続装置について、現状の消費電力、供給した電力の積算値、残量等の電源の給電に関する状態と、電力負荷へ供給する電力量等の電気量とに基づいて、給電により消費される電力の状況を高精度に算出し、給電可と判定した場合に、給電時間を算出することにより、高精度な電力管理を実現することが可能である。

第３発明に係る車載システムは、第１発明又は第２発明において、前記接続装置は、前記判定手段が、給電不可と判定した場合に、給電不可を示す通知信号を所定の電力負荷へ出力する手段を更に備えることを特徴とする。

本発明では、ＬＥＤ、液晶パネル等の所定の電力負荷へ通知信号を出力することにより、搭乗者が電源の状態を把握することが可能である。

本発明に係る車載システムは、電力を供給する給電線及び信号を伝送する信号線に接続されたジャンクションボックス等の複数の接続装置と、接続装置に給電線にて接続する複数の電力負荷と、いずれかの接続装置に接続されている一の電力負荷への給電を、該電力負荷が接続している接続装置に要求する押釦スイッチ等の個別給電要求部とを車両に配設する。そして接続装置は、個別給電要求部からの給電の要求に対し、給電の可否を判定し、判定した結果が給電可である場合に、電力負荷へ給電する。

この構成により、本発明では、必要な電力負荷へのみ、しかも給電可と判定した場合に給電することができるので、必要以上の電力の消費を防止することが可能であり、しかも無制限に給電を許可する訳ではないので、電源の残量が最低限必要な電力未満となることを防止することが可能である等、優れた効果を奏する。そして本発明では、必要以上の電力の消費を防止することができるので、駐停車時に車両のエンジンを作動させて電源に対する充電を行う必要がないため、ＣＯ₂ 、ＮＯ_x 等の排気ガスの排出、騒音の発生等の自然環境及び住居環境への悪影響を防止することが可能である等、優れた効果を奏する。

また本発明は、電力負荷が接続された全ての接続装置について、現状の消費電力、供給した電力の積算値、残量等の電源の給電に関する状態を取得し、取得した電源の状態と、電力負荷へ供給する電力量等の電気量とに基づいて、給電により消費される電力の状況を高精度に算出し、給電可と判定した場合に、給電時間を算出することにより、高精度な電力管理を実現することが可能である等、優れた効果を奏する。

さらに本発明は、給電不可と判定した場合に、ＬＥＤ、液晶パネル等の所定の電力負荷へ通知信号を出力することにより、搭乗者が電源の状態を把握することが可能である等、優れた効果を奏する。

そして本発明では、複数の接続装置を用いる様に構成しているが、１台の接続装置を用いる場合と比べて、電力負荷の増加に容易に対応することが可能であり、また電力負荷との通信処理を行う場合に、接続装置単位で通信処理に係る各種機構を起動することになるので、電力消費量を抑えることが可能となる等、優れた効果を奏する。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明の車載システムの構成例を示すブロック図である。図１中１は、車両であり、車両１は、直流電力及び通信用の信号を中継分配するジャンクションボックス、リレーボックス、ヒューズボックス等の複数の接続装置２，２，…を搭載している。各接続装置２，２，…は、電力を供給する給電線及び信号を伝送する信号線にて接続されている。図１では、車両１内の前部のエンジンルーム、運転席近傍、助手席近傍、及び後部のトランクルームに夫々接続装置２，２，…が配設された構成例を示している。また各接続装置２，２，…には、給電線及び信号線にて電子制御ユニット(ECU: Electric Control Unit)等の電装品にて構成される一又は複数の電力負荷３，３，…が接続されている。なおここでいう一の電力負荷３とは、必ずしも一台の電装品に相当する訳ではなく、連動する複数の電装品により一の電力負荷３を構成するようにしても良い。即ち一の電力負荷３とは、一又は連動する一連の電装品を示している。

エンジンルームに配設された接続装置２には、直流電力を供給する鉛蓄電池を用いた電源４が給電線にて接続されており、更に電源４の電力の残量を検出する電圧計、電流計、比重計等の電力センサ４ａが付属しており、電力センサ４ａは、接続装置２に信号線にて接続されている。その他にもエンジンルームに配設された接続装置２には、前部右側ヘッドライト等の様々な電力負荷３，３，…が接続されている。

運転席近傍に配設された接続装置２には、パワーウィンドウ機構、ドアロック機構、ドアミラー機構等の運転席側ドアに係る各種機構、電源４の残量を指示する電力残量表示モニタ等の各種計器機構、アクセサリソケット等の外部給電機構、オーディオビジュアル関連機構、ナビゲーション機構等の様々な電力負荷３，３，…が接続されている。また運転席近傍に配設された接続装置２に接続する各電力負荷３，３，…を個別に作動させる押釦等の個別給電スイッチ（個別給電要求部）５，５，…が配設されており、更には個別給電スイッチ５，５，…による作動が不可能なことを運転者に通知するＬＥＤ、液晶モニタ等の表示部が電力負荷３として配設されている。なお運転席近傍に配設された接続装置２には、イグニッションスイッチの位置を検出する検出機構６が接続されている。

助手席近傍に配設された接続装置２には、前部左側ヘッドライト、室内灯等の照明機構、パワーウィンドウ機構、ドアロック機構、ドアミラー機構等の助手席側ドアに係る各種機構等の様々な電力負荷３，３，…が接続されている。さらに助手席近傍に配設された接続装置２に接続する各電力負荷３，３，…を個別に作動させるための個別給電スイッチ５，５，…が配設されている。

トランクルームに配設された接続装置２には、リアライト等の照明機構、パワーウィンドウ機構、ドアロック機構、ドアミラー機構等の助手席側ドアに係る各種機構、後部座席に配設したテレビジョン等のオーディオビジュアル機構等の様々な電力負荷３，３，…が接続されている。さらにトランクルームに配設された接続装置２に接続する各電力負荷３，３，…を個別に作動させるための個別給電スイッチ５，５，…が配設されている。

次に各接続装置２，２，…の構成について説明する。図２は、本発明の車載システムにて用いられる接続装置２の構成例を示すブロック図である。接続装置２は、信号の送受信回路及び給電回路を収容する第１接続機構２１、常時給電用の給電線及び該給電線に組み込まれるヒューズを収容する第２接続機構２２、並びに給電制御を行う給電制御機構２３を備えている。

第１接続機構２１は、送受信回路及び給電回路を含む接離手段２１０を備え、接離手段２１０は、送受信回路を用いた信号の送受信及び給電回路による接離を制御するマイコン等の制御手段２１１と、制御手段２１１の制御に用いる各種データを記録するＥＥＰＲＯＭ等の記録手段２１２とを備えている。

接続装置２は、電源４から直接又は他の接続装置２，２，…を介して間接的に給電を受け付ける給電線Ｌ１、受け付けた電力を他の接続装置２，２，…へ送電する給電線Ｌ２、他の接続装置２，２，…と信号を送受信する信号線Ｌ３、電力負荷３，３，…へ給電する給電線Ｌ４，Ｌ４，…、個別給電スイッチ５，５，…から信号を受信する信号線Ｌ５，Ｌ５，…、イグニッションスイッチの位置を示す位置信号を検出機構６から受信する信号線Ｌ６等の各種給電線及び信号線が接続されており、各給電線は、接離手段２１０により接離される。なお接続装置２及び電力負荷３を給電線及び信号線にて接続し、当該信号線を介して個別給電スイッチ５からの信号を受け付ける様にしても良い。

記録手段２１２には、制御手段２１１の制御に要する情報として、信号の送受信に要する情報、各電力負荷３，３，…を識別する識別情報に対応付けられた各電力負荷３，３，…への給電に関する情報等の各種情報が記録されている。各電力負荷３，３，…への給電に関する情報としては、各電力負荷３，３，…の消費電力を示す情報、各電力負荷３，３，…との接離（オン／オフ）等の給電状態を示す情報等の情報が挙げられる。

給電制御機構２３は、第１接続機構２１による給電を制御する制御手段２３０と、制御手段２３０の制御に要する各種プログラム及びデータを記録する記録手段２３１とを備えている。記録手段２３１には、信号線Ｌ３を介して電力センサ４ａから受け付ける電源４の電力の残量、消費した電力を示す各電力負荷３，３，…に給電した電力の積算値等の電源４の状態と、各電力負荷３，３，…の消費電力と等の情報が記録されている。なお記録手段２３１に情報が記録されている各電力負荷３，３，…とは、自らに接続されている電力負荷３，３，…だけでなく、他の接続装置２，２，…に接続されている電力負荷３，３，…をも含む。

次に本発明に車載システムにて用いられる各種装置の処理について説明する。図３は、本発明の車載システムが備える接続装置２の給電制御処理の一例を示すフローチャートである。車両１に搭乗している搭乗者は、イグニッションスイッチがオフ（ＯＦＦ）位置又はアクセサリ（ＡＣＣ）位置にある場合で、給電されていない電力負荷３のみへの給電を所望する場合、当該電力負荷３へのみ給電する個別給電スイッチ５を操作して、給電の要求を行う。例えばイグニッションスイッチがオフ位置にある場合で、後部座席に配設されたテレビジョンへの給電を所望する場合、搭乗者は、当該電力負荷３のみへの給電を要求する個別給電スイッチ５を押下する操作を行う。

個別給電スイッチ５は、搭乗者の操作を受け付け、接続されている接続装置２へ、対応する電力負荷３のみへの給電を要求する給電要求信号を送る。

接続装置２は、制御手段２１１の制御により、給電要求信号を受け付け（ステップＳ１）、制御手段２３０の制御に基づいて、他の接続装置２，２，…と通信して、他の接続装置２，２，…における電力の消費状況を取得し（ステップＳ２）、更に自らに接続された各電力負荷３，３，…における電力の消費状況を取得し（ステップＳ３）、電源４の残量に係る状態を電力センサ４ａから取得する（ステップＳ４）。

ステップＳ２において、取得する他の接続装置２，２，…における電力の消費状況とは、各接続装置２，２，…において、接続された各電力負荷３，３，…へ供給している現状の消費電力、及び供給した電力の積算値である。ステップＳ３において、取得する電力の消費状況とは、例えば現状の消費電力量及び供給した電力量の積算値であり、記録手段２３１に記録されている。接続装置２は、各電力負荷３，３，…に対して、現在供給している電力量の合計値から、現状の消費電力量を認識することができ、また直近のエンジン停止時等の所定の時期から現在までに各電力負荷３，３，…へ供給した電力量の積算値から、供給した電力量の合計を認識することができる。さらにステップＳ４において、取得する電源４の残量に係る状態とは、例えば電源４を直接測定した電圧、電流、比重等の測定値又は該測定値を所定の指標に換算した値である。なおステップＳ２における消費状況の取得及びステップＳ４における電源４の状態は、別途異なるタイミングで取得して記録手段２３１に記録しておき、ステップＳ２及びステップＳ４のタイミングで記録手段２３１から読み取る様にしても良い。

そして接続装置２は、制御手段２３０の制御により、電源４の状態及び電力負荷３へ供給する電力量に基づいて、給電の可否を判定し（ステップＳ５）、給電可と判定した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、電源４の状態及び電力負荷３へ供給する電力量に基づいて供給時間を算出する（ステップＳ６）。

ステップＳ５において、電源４の状態とは、ステップＳ２〜Ｓ４にて取得した各種情報から算出される電源４の電力の残量であり、電力負荷３へ供給する電力量とは、電力供給を要求されている電力負荷３へ供給すべき電力量であり、予め記録手段２３１に記録されている。またステップＳ２〜Ｓ３にて取得した情報及び電力負荷３へ供給すべき電力量から、電力の供給を許可した場合での電力消費量を予測することができる。そして電源４の電力の残量及び予測される電力消費量に対し、電力負荷３へ供給可能な電力量の総量を算出し、算出した電力量と、電力負荷３の単位時間当たりの消費電力とを比較して、給電の可否を判定し、更に給電を許可する場合には、供給可能な電力量の総量を単位時間当たりの消費電力で除して給電時間を算出する。なお電力ではなく、電流等の電気量を用いて給電の可否の判定及び供給時間の算出を行う様にしても良い。

そして接続装置２は、制御手段２１１及び制御手段２３０の制御により、算出した給電時間を上限として、給電要求信号の送信元の個別給電スイッチ５に係る電力負荷３への給電を開始する（ステップＳ７）。ステップＳ７では、イグニッションスイッチの位置に関わらず、電力負荷３のみへの給電が開始される。なお電力負荷３への給電を開始してからの時間が、上限となる時間に到達した場合、電力負荷３への給電を停止する。また給電の停止に際しては、例えば接続装置２に接続している表示部からのメッセージの表示、警告灯の点灯等の所定の出力を行うことにより搭乗者に対する通知が行われる。

ステップＳ５において、給電不可と判定した場合（ステップＳ５：ＮＯ）、接続装置２は、給電不可であることを示す表示部からのメッセージの表示、警告灯の点灯等の所定の警告出力を行い（ステップＳ８）、電力負荷３への給電は開始せずに、処理を終了する。ただし、判定結果が給電不可であっても、個別給電スイッチ５の長押し等の所定の緊急操作を行った場合、判定結果に関わらず、電力負荷３への給電が開始される。例えば何らかの障害により、ドアが開かなくなるという様な異常事態が発生した場合、電源４の電力を使い切ってでもパワーウィンドウ機構である電力負荷３へ給電し、パワーウィンドウを開けて車外へ脱出しなければならないという状態の発生が考えられるからである。

前記実施の形態で示した接続装置の台数、配置、電力負荷の数、配置、その他各種条件はあくまでも一例であり、車両、システム構成等の各種要因に応じて適宜設計することが可能である。

本発明の車載システムの構成例を示すブロック図である。 本発明の車載システムにて用いられる接続装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の車載システムが備える接続装置の給電制御処理の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 車両
２ 接続装置
３ 電力負荷
４ 電源
５ 個別給電スイッチ

Claims (3)

1. 電源からの電力を供給する給電線及び信号を伝送する信号線にて接続された複数の接続装置と、該接続装置に給電線にて接続された複数の電力負荷とを備える車載システムにおいて、
   いずれかの前記接続装置に接続されている一の電力負荷への給電を、該電力負荷に接続している前記接続装置に要求する個別給電要求部を備え、
   前記各接続装置は、
   自らに接続している個別給電要求部からの給電の要求を受け付ける手段と、
   給電の要求に対し、給電の可否を判定する判定手段と、
   給電可と判定した場合に、電力負荷へ給電する手段と、
   給電不可と判定した場合であって、更に、個別給電要求部から緊急給電の要求を受け付けたときに、電力負荷へ給電する手段と
   を備える
   ことを特徴とする車載システム。
2. 前記夫々の接続装置は、
   他の接続装置との通信により他の接続装置に係る給電に関する電源の状態を取得する手段を更に備え、
   前記判定手段は、取得した電源の状態及び電力負荷へ供給する電気量に基づいて、給電の可否を判定する様に構成してあり、
   判定結果が給電可である場合に、取得した電源の状態及び電力負荷へ供給する電気量に基づいて、給電時間を算出する様に構成してある
   ことを特徴とする請求項１に記載の車載システム。
3. 前記接続装置は、前記判定手段が、給電不可と判定した場合に、給電不可を示す通知信号を所定の電力負荷へ出力する手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載システム。

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