JP6131747B2 - 車両電源システム - Google Patents

Description

本発明は、車両電源システムに関するものである。

近年、車両電源システムの一部として、緊急時にエンジンの駆動を停止させるための緊急停止装置を備えたものがある。例えば、特許文献１には、緊急時にエンジンスイッチを３秒程度長押し操作することでイグニッションオフ信号を出力し、該信号によりイグニッションリレーをオフにしてエンジンの駆動を確実に停止させることができる緊急停止装置が開示されている。

特開２０１２−７５６９号公報

ところで、上記のような車両電源システムでは、緊急時にイグニッションオフ信号が出力されてイグニッションリレーがオフされと、エンジンの駆動が停止されるとともに、イグニッションリレーの下流に接続された全ての負荷への電源供給が遮断されることになる。そして、例えば、イグニッションリレーに電動パワーステアリングシステムＥＣＵや電動ブレーキＥＣＵが接続されている場合、それら走行に関する走行系負荷への電源供給も遮断されることになる。よって、走行中にエンジンの駆動を停止させると、例えば、ステアリング操作が重くなってしまう等、走行操作が難しくなるといった問題が発生する虞がある。

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、エンジンの駆動を停止させても容易な走行操作を確保することができる車両電源システムを提供することにある。

上記課題を解決する車両電源システムは、イグニッションオフ信号に基づいて電源線に電気的に接続された負荷を前記電源線から遮断する車両電源システムであって、複数の前記負荷は、エンジンの駆動停止に伴う車両の走行状態で作動させたい走行系負荷と、エンジンの駆動停止に伴う車両の走行状態で作動させる必要のない非走行系負荷とがあり、車速が予め設定された速度以下の状態で前記イグニッションオフ信号が入力されると、前記走行系負荷及び前記非走行系負荷を前記電源線から遮断し、車速が予め設定された速度よりも速い状態で前記イグニッションオフ信号が入力されると、前記走行系負荷と前記電源線との電気的な接続を維持しつつ前記非走行系負荷を前記電源線から遮断する電源制御回路を備え、前記電源制御回路は、前記電源線と前記走行系負荷及び前記非走行系負荷とを電気的に接続するイグニッションリレーと、前記イグニッションリレーと前記走行系負荷との配線間に接続されるダイオードと、前記電源線と前記ダイオードのカソードとを電気的に接続する走行系イグニッションバックアップリレーと、車速が予め設定された速度以下の状態で前記イグニッションオフ信号が入力されると、前記イグニッションリレー及び前記走行系イグニッションバックアップリレーをオフし、車速が予め設定された速度よりも速い状態で前記イグニッションオフ信号が入力されると、前記走行系イグニッションバックアップリレーをオンしつつ前記イグニッションリレーをオフする制御部とを備える。

同構成によれば、例えば、エンジンスイッチを３秒程度長押し操作することでイグニッションオフ信号が出力され、車速が予め設定された速度以下の状態で制御部にイグニッションオフ信号が入力されると、イグニッションリレー及び走行系イグニッションバックアップリレーがオフされる。よって、走行系負荷及び非走行系負荷が電源線から遮断される。

又、例えば、走行中の緊急時等、エンジンスイッチを３秒程度長押し操作することでイグニッションオフ信号を出力し、車速が予め設定された速度よりも速い状態で制御部にイグニッションオフ信号が入力されると、走行系イグニッションバックアップリレーがオンされつつイグニッションリレーがオフされる。よって、走行系負荷と電源線との電気的な接続が維持されつつ非走行系負荷が電源線から遮断される。よって、エンジンの駆動を停止させても走行速度が予め設定された速度よりも速い場合は、容易な走行操作を確保することができる。又、このとき、非走行系負荷は電源線から遮断されるため、例えばバッテリーの電源を非走行系負荷で無駄に消費することなく、走行系負荷に集中させて利用することができ、容易な走行操作を極力安定して長時間確保することができる。

上記車両電源システムにおいて、前記制御部は、イグニッションオン信号が入力されると、前記走行系イグニッションバックアップリレーをオフした状態のまま前記イグニッションリレーをオンすることが好ましい。

同構成によれば、例えば、エンジンスイッチを押し操作することでイグニッションオン信号が出力され、制御部にイグニッションオン信号が入力されると、走行系イグニッションバックアップリレーがオフした状態のままイグニッションリレーがオンされる。すると、走行系負荷及び非走行系負荷が電源線に接続される。このとき、走行系負荷にはイグニッションリレー及びダイオードを介して電源が供給される。そして、このとき走行系イグニッションバックアップリレーはオフした状態のままとされるため、例えば、イグニッションオン信号が入力されると走行系イグニッションバックアップリレーをオンさせるものに比べて、その励磁コイルを励磁させる電力を削減することができる。

上記車両電源システムにおいて、前記走行系負荷は、電動パワーステアリングシステムＥＣＵを含むことが好ましい。
同構成によれば、走行系負荷は、電動パワーステアリングシステムＥＣＵを含むため、エンジンの駆動を停止させても走行速度が予め設定された速度よりも速い場合は、容易なステアリング操作を確保することができる。

本発明の車両電源システムでは、エンジンの駆動を停止させても容易な走行操作を確保することができる。

一実施形態における車両電源システムの電気回路図。 別例における車両電源システムの電気回路図。

以下、車両電源システムの一実施形態を図１に従って説明する。
図１に示すように、車両には、ヒューズＨ１を介して接続された第１の電源線Ｌ１と第２の電源線Ｌ２とが設けられている。第１の電源線Ｌ１には、バッテリーＢが接続され、第２の電源線Ｌ２には、オルタネーター１１が接続されている。

第１の電源線Ｌ１には、ヒューズＨ２を介して電動パワーステアリングシステムＥＣＵ（電子制御ユニット）１２のモータ駆動電源入力端子が接続されている。
又、第２の電源線Ｌ２には、走行系イグニッションリレーＩＧ１及びヒューズＨ３を介して負荷及び走行系負荷としての前記電動パワーステアリングシステムＥＣＵ１２の制御電源入力端子が接続されている。

電動パワーステアリングシステムＥＣＵ１２には、ステアリング用モータ１３が接続されている。そして、電動パワーステアリングシステムＥＣＵ１２は、車両に設けられた図示しないステアリングホイールの操作に応じ、前記制御電源入力端子からの電源によって前記モータ駆動電源入力端子からの電源を制御し、ステアリング用モータ１３に駆動電流を供給する。

又、第２の電源線Ｌ２には、非走行系イグニッションリレーＩＧ２を介して複数の非走行系負荷が並列に接続されている。具体的には、第２の電源線Ｌ２には、非走行系イグニッションリレーＩＧ２の一端が接続されている。そして、非走行系イグニッションリレーＩＧ２の他端には、ヒューズＨ４を介して負荷及び非走行系負荷としてのワイパＥＣＵ１４が接続されている。又、非走行系イグニッションリレーＩＧ２の他端には、ヒューズＨ５を介して負荷及び非走行系負荷としての熱線デフォッガーＥＣＵ１５が接続されている。

走行系イグニッションリレーＩＧ１は、励磁コイルＣ１を有するものであって、該励磁コイルＣ１の一端はグランド接続され、励磁コイルＣ１の他端は制御部としてのイグニッション制御ＥＣＵ２１に接続されている。走行系イグニッションリレーＩＧ１は、イグニッション制御ＥＣＵ２１によって励磁コイルＣ１が励磁されることでオンし、励磁コイルＣ１が非励磁となるとオフする。

又、非走行系イグニッションリレーＩＧ２は、励磁コイルＣ２を有するものであって、該励磁コイルＣ２の一端はグランド接続され、励磁コイルＣ２の他端はイグニッション制御ＥＣＵ２１に接続されている。非走行系イグニッションリレーＩＧ２は、イグニッション制御ＥＣＵ２１によって励磁コイルＣ２が励磁されることでオンし、励磁コイルＣ２が非励磁となるとオフする。尚、本実施形態では、走行系イグニッションリレーＩＧ１、非走行系イグニッションリレーＩＧ２及びイグニッション制御ＥＣＵ２１が電源制御回路を構成している。

イグニッション制御ＥＣＵ２１は、入力される車速信号Ｓとイグニッション信号Ｉとに基づいて前記励磁コイルＣ１，Ｃ２を励磁させるべく励磁電流を供給する。
詳しくは、本実施形態のイグニッション制御ＥＣＵ２１は、マイコン２２と、ＰＮＰ型の第１トランジスタＴｒ１と、ＰＮＰ型の第２トランジスタＴｒ２と、ダイオードＤ１とを備える。第１トランジスタＴｒ１は、そのエミッタが前記第１の電源線Ｌ１に接続され（図示略）、コレクタが前記励磁コイルＣ１の他端に接続されている。第２トランジスタＴｒ２は、そのエミッタが前記第１の電源線Ｌ１に接続され（図示略）、コレクタが前記励磁コイルＣ２の他端に接続されている。又、ダイオードＤ１は、そのアノードが第２トランジスタＴｒ２のコレクタに接続され、カソードが第１トランジスタＴｒ１のコレクタに接続されている。そして、第１トランジスタＴｒ１及び第２トランジスタＴｒ２のベースは、それぞれマイコン２２に接続されている。

そして、マイコン２２は、車速信号Ｓに関わらず入力されたイグニッション信号Ｉがイグニッションオン信号であると、第２トランジスタＴｒ２をオン状態として、走行系イグニッションリレーＩＧ１及び非走行系イグニッションリレーＩＧ２をオン状態とする。

又、マイコン２２は、車速信号Ｓが予め設定された速度（本実施形態では時速０ｋｍ）以下の状態（即ち停止状態）で入力されたイグニッション信号Ｉがイグニッションオフ信号であると、第１及び第２トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２をオフ状態として、走行系イグニッションリレーＩＧ１及び非走行系イグニッションリレーＩＧ２をオフ状態とする。

又、マイコン２２は、車速信号Ｓが予め設定された速度（本実施形態では時速０ｋｍ）より速い状態（即ち走行状態）で入力されたイグニッション信号Ｉがイグニッションオフ信号であると、第２トランジスタＴｒ２をオフ状態とするとともに、第１トランジスタＴｒ１をオン状態とする。即ち、走行系イグニッションリレーＩＧ１をオン状態とするとともに、非走行系イグニッションリレーＩＧ２をオフ状態とする。

次に、上記のように構成された車両電源システムの作用について説明する。
まず走行系イグニッションリレーＩＧ１及び非走行系イグニッションリレーＩＧ２がオフした状態において、エンジンスイッチが操作されることでイグニッション信号Ｉのイグニッションオン信号がイグニッション制御ＥＣＵ２１に入力されると、マイコン２２によって第２トランジスタＴｒ２がオン状態とされる。すると、走行系イグニッションリレーＩＧ１及び非走行系イグニッションリレーＩＧ２がオン状態とされ、電動パワーステアリングシステムＥＣＵ１２、ワイパＥＣＵ１４及び熱線デフォッガーＥＣＵ１５等が第２の電源線Ｌ２に電気的に接続される。これにより、エンジンが始動されるとともに、ステアリング用モータ１３や図示しないワイパ用モータや熱線デフォッガーが使用可能な状態となる。

その後、例えば、車速が予め設定された速度（時速０ｋｍ）以下の状態（即ち停止状態）で、エンジンスイッチが操作されることでイグニッションオフ信号がイグニッション制御ＥＣＵ２１に入力されると、マイコン２２によって第２トランジスタＴｒ２がオフ状態とされる。すると、走行系イグニッションリレーＩＧ１及び非走行系イグニッションリレーＩＧ２がオフ状態とされ、電動パワーステアリングシステムＥＣＵ１２、ワイパＥＣＵ１４及び熱線デフォッガーＥＣＵ１５等が第２の電源線Ｌ２から遮断される。これにより、エンジンの駆動が停止されるとともに、ステアリング用モータ１３や図示しないワイパ用モータや熱線デフォッガーが使用不能な状態となる。

又、例えば、走行中の緊急時等、車速が予め設定された速度（時速０ｋｍ）より速い状態（走行状態）で、エンジンスイッチが３秒程度長押し操作されることでイグニッションオフ信号がイグニッション制御ＥＣＵ２１に入力されると、マイコン２２によって第２トランジスタＴｒ２がオフ状態とされるとともに、第１トランジスタＴｒ１がオン状態とされる。すると、走行系イグニッションリレーＩＧ１がオン状態とされるとともに非走行系イグニッションリレーＩＧ２がオフ状態とされ、電動パワーステアリングシステムＥＣＵ１２と第２の電源線Ｌ２との電気的な接続が維持されるとともにワイパＥＣＵ１４及び熱線デフォッガーＥＣＵ１５等が第２の電源線Ｌ２から遮断される。これにより、エンジンの駆動が停止されるとともに、ワイパ用モータや熱線デフォッガーが使用不能な状態となるが、ステアリング用モータ１３が使用可能な状態は維持される。

次に、上記実施の形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）エンジンの駆動を停止させても走行速度が予め設定された速度（本実施形態では時速０ｋｍ）よりも速い場合（即ち走行状態の場合）は、走行系負荷（電動パワーステアリングシステムＥＣＵ１２）と第２の電源線Ｌ２との電気的な接続が維持されるため、容易な走行操作を確保することができる。又、このとき、非走行系負荷（ワイパＥＣＵ１４や熱線デフォッガーＥＣＵ１５）は第２の電源線Ｌ２から遮断されるため、例えばバッテリーＢの電源を非走行系負荷で無駄に消費することなく、走行系負荷に集中させて利用することができ、容易な走行操作を極力安定して長時間確保することができる。

（２）走行系負荷は、電動パワーステアリングシステムＥＣＵ１２であるため、エンジンの駆動を停止させても走行速度が予め設定された速度よりも速い場合は、容易なステアリング操作を確保することができる。

上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、電源制御回路を、走行系イグニッションリレーＩＧ１、非走行系イグニッションリレーＩＧ２及びイグニッション制御ＥＣＵ２１にて構成したが、同様の機能を有すれば、他の構成の電源制御回路に変更してもよい。

例えば、図２に示すように、電源制御回路を構成してもよい。この例の電源制御回路は、イグニッションリレーＩＧ３と、走行系イグニッションバックアップリレーＩＧ４と、ダイオードＤ２と、制御部としてのイグニッション制御ＥＣＵ３１とから構成されている。そして、第２の電源線Ｌ２には、イグニッションリレーＩＧ３を介して走行系負荷及び非走行系負荷が並列に接続されている。

具体的には、第２の電源線Ｌ２には、イグニッションリレーＩＧ３の一端が接続されている。そして、イグニッションリレーＩＧ３の他端には、ヒューズＨ６及びダイオードＤ２を介して走行系負荷としての電動パワーステアリングシステムＥＣＵ１２の制御電源入力端子が接続されている。又、イグニッションリレーＩＧ３の他端には、ヒューズＨ７を介して非走行系負荷としてのワイパＥＣＵ１４が接続されている。又、イグニッションリレーＩＧ３の他端には、ヒューズＨ８を介して非走行系負荷としての熱線デフォッガーＥＣＵ１５が接続されている。

又、第２の電源線Ｌ２には、走行系イグニッションバックアップリレーＩＧ４を介して前記ダイオードＤ２のカソードが接続されている。
イグニッションリレーＩＧ３は、励磁コイルＣ３を有するものであって、該励磁コイルＣ３の一端はグランド接続され、励磁コイルＣ３の他端はイグニッション制御ＥＣＵ３１に接続されている。

又、走行系イグニッションバックアップリレーＩＧ４は、励磁コイルＣ４を有するものであって、該励磁コイルＣ４の一端はグランド接続され、励磁コイルＣ４の他端はイグニッション制御ＥＣＵ３１に接続されている。

イグニッション制御ＥＣＵ３１は、上記実施形態と同様の構成であって、入力される車速信号Ｓとイグニッション信号Ｉとに基づいて前記励磁コイルＣ３，Ｃ４を励磁させるべく励磁電流を供給する。

詳しくは、イグニッション制御ＥＣＵ３１は、車速信号Ｓに関わらず入力されたイグニッション信号Ｉがイグニッションオン信号であると、励磁コイルＣ３を励磁してイグニッションリレーＩＧ３をオン状態とする。尚、このとき、イグニッション制御ＥＣＵ３１は、走行系イグニッションバックアップリレーＩＧ４をオフ状態のままとする。

又、イグニッション制御ＥＣＵ３１は、車速信号Ｓが予め設定された速度（この例では時速０ｋｍ）以下の状態（即ち停止状態）で入力されたイグニッション信号Ｉがイグニッションオフ信号であると、イグニッションリレーＩＧ３をオフ状態とする。

又、イグニッション制御ＥＣＵ３１は、車速信号Ｓが予め設定された速度（この例では時速０ｋｍ）より速い状態（即ち走行状態）で入力されたイグニッション信号Ｉがイグニッションオフ信号であると、走行系イグニッションバックアップリレーＩＧ４をオン状態とするとともに、イグニッションリレーＩＧ３をオフ状態とする。

このようにしても、上記実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
更に、この例では、イグニッション制御ＥＣＵ３１にイグニッションオン信号が入力されると、走行系負荷（電動パワーステアリングシステムＥＣＵ１２）にはイグニッションリレーＩＧ３及びダイオードＤ２を介して電源が供給される。そして、このとき走行系イグニッションバックアップリレーＩＧ４はオフした状態のままとされるため、例えば、イグニッションオン信号が入力されると走行系イグニッションバックアップリレーＩＧ４をオンさせるものに比べて、その励磁コイルＣ４を励磁させる電力を削減することができる。

・上記実施形態では、走行系負荷は、電動パワーステアリングシステムＥＣＵ１２であるとしたが、これに限定されず、他の走行に関する負荷に変更してもよく、例えば、電動ブレーキＥＣＵを走行系負荷として同様に接続してもよい。このようにすると、エンジンの駆動を停止させても走行速度が予め設定された速度よりも速い場合は、容易なブレーキング操作を確保することができる。尚、勿論、電動パワーステアリングシステムＥＣＵ１２や電動ブレーキＥＣＵを共に走行系負荷として並列に接続してもよい。

・上記実施形態では、非走行系負荷は、ワイパＥＣＵ１４及び熱線デフォッガーＥＣＵ１５であるとしたが、これに限定されず、他の走行に関しない負荷であってもよく、例えば、防眩ミラーＥＣＵを非走行系負荷として同様に接続してもよい。尚、勿論、ワイパＥＣＵ１４や熱線デフォッガーＥＣＵ１５や防眩ミラーＥＣＵを走行系負荷として並列に接続してもよい。

・上記実施形態では、予め設定された速度を時速０ｋｍとしたが、これに限定されず、例えば、時速２ｋｍや時速４ｋｍや時速５ｋｍや時速１０ｋｍ等の他の低速度に変更してもよい。

・上記実施形態では、イグニッションオン信号が入力されると、マイコン２２は第２トランジスタＴｒ２をオン状態とするとしたが、このとき、更に第１トランジスタＴｒ１もオン状態とするようにしてもよい。又、上記別例（図２参照）では、イグニッションオン信号が入力されると、イグニッション制御ＥＣＵ３１は、走行系イグニッションバックアップリレーＩＧ４をオフした状態のままイグニッションリレーＩＧ３をオン状態とするとしたが、これに限定されず、走行系イグニッションバックアップリレーＩＧ４もオン状態とするようにしてもよい。

上記実施の形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
（イ）請求項１又は２に記載の電源システムにおいて、前記走行系負荷は、電動ブレーキＥＣＵを含むことを特徴とする車両電源システム。

同構成によれば、走行系負荷は、電動パワーステアリングシステムＥＣＵを含むため、エンジンの駆動を停止させても走行速度が予め設定された速度よりも速い場合は、容易なブレーキング操作を確保することができる。

１２…電動パワーステアリングシステムＥＣＵ（負荷及び走行系負荷）、１４…ワイパＥＣＵ（負荷及び非走行系負荷）、１５…熱線デフォッガーＥＣＵ（負荷及び非走行系負荷）、２１，３１…電源制御回路の一部を構成するイグニッション制御ＥＣＵ（制御部）、Ｄ２…電源制御回路の一部を構成するダイオード、Ｌ２…第２の電源線（電源線）、ＩＧ１…電源制御回路の一部を構成する走行系イグニッションリレー、ＩＧ２…電源制御回路の一部を構成する非走行系イグニッションリレー、ＩＧ３…電源制御回路の一部を構成するイグニッションリレー、ＩＧ４…電源制御回路の一部を構成する走行系イグニッションバックアップリレー。

Claims (3)

1. イグニッションオフ信号に基づいて電源線に電気的に接続された負荷を前記電源線から遮断する車両電源システムであって、
   複数の前記負荷は、エンジンの駆動停止に伴う車両の走行状態で作動させたい走行系負荷と、エンジンの駆動停止に伴う車両の走行状態で作動させる必要のない非走行系負荷とがあり、
   車速が予め設定された速度以下の状態で前記イグニッションオフ信号が入力されると、前記走行系負荷及び前記非走行系負荷を前記電源線から遮断し、車速が予め設定された速度よりも速い状態で前記イグニッションオフ信号が入力されると、前記走行系負荷と前記電源線との電気的な接続を維持しつつ前記非走行系負荷を前記電源線から遮断する電源制御回路を備え、
   前記電源制御回路は、
   前記電源線と前記走行系負荷及び前記非走行系負荷とを電気的に接続するイグニッションリレーと、
   前記イグニッションリレーと前記走行系負荷との配線間に接続されるダイオードと、
   前記電源線と前記ダイオードのカソードとを電気的に接続する走行系イグニッションバックアップリレーと、
   車速が予め設定された速度以下の状態で前記イグニッションオフ信号が入力されると、前記イグニッションリレー及び前記走行系イグニッションバックアップリレーをオフし、車速が予め設定された速度よりも速い状態で前記イグニッションオフ信号が入力されると、前記走行系イグニッションバックアップリレーをオンしつつ前記イグニッションリレーをオフする制御部とを備えたことを特徴とする車両電源システム。
2. 請求項１に記載の車両電源システムにおいて、
   前記制御部は、イグニッションオン信号が入力されると、前記走行系イグニッションバックアップリレーをオフした状態のまま前記イグニッションリレーをオンすることを特徴とする車両電源システム。
3. 請求項１又は２に記載の車両電源システムにおいて、
   前記走行系負荷は、電動パワーステアリングシステムＥＣＵを含むことを特徴とする車両電源システム。