JP5061725B2 - アイドルストップ機能付き車両の給電システム - Google Patents

Description

本発明は、アイドルストップ機能を備えた車両に搭載されたバッテリから、電源電圧が所定値以下になるとリセットされる電子機器に給電するアイドルストップ機能付き車両の給電システムに関する。

従来、この種の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている（特許文献１参照）。この文献１には、エンジン再始動に伴う電圧降下がもたらすナビゲーション装置のリセットを回避するためのコンデンサが、ナビゲーション装置の電圧降下を賄うに足りる充電状態となるまでは、アイドル機能の作動を禁止させる技術が記載されている。

また、主バッテリ、補助バッテリならびにリレーを備え、スタータが作動することでリレーを切り換えて専ら主バッテリからスタータへ給電し、補助バッテリから照明装置や音響装置に給電し、スタータの作動による影響を電装品に与えない技術が記載されている。
特開２００４−２５１２３４号公報 特開平５−２７８５３６号公報

上記文献１に記載された従来技術では、エンジン再始動時にもたらされるメインバッテリのナビゲーション装置への給電電圧の低下を、コンデンサに蓄えられた電力で補っているので、補助するための電力をコンデンサに常時充電する必要があった。また、コンデンサが充電状態になるまでは、アイドルストップ機能が禁止されていた。このため、必要なときにアイドルストップ機能が働かないおそれがあった。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アイドルストップ機能を損なうことなく電子機器への給電電圧の低下を防ぎ、電子機器のリセットを防止したアイドルストップ機能付き車両の給電システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の課題を解決する手段は、アイドルストップ機能を備えた車両に搭載された２次電池からなる主バッテリならびに補助バッテリから車載の電子機器に給電制御するアイドルストップ機能付き車両の給電システムにおいて、前記車両がアイドルストップ中、ならびに前記車両のアイドルストップ状態が解除されてエンジンが再始動され前記主バッテリの出力電圧が予め設定された所定電圧値以上に至る前は、前記主バッテリと前記補助バッテリとの双方のバッテリから並列に前記電子機器に給電し、前記車両のアイドルストップ状態が解除されてエンジンが再始動され前記主バッテリの出力電圧が予め設定された所定電圧値以上に至った後には、前記補助バッテリから前記電子機器への給電を停止し、かつ前記主バッテリから前記電子機器への給電は継続する給電制御手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、アイドルストップ状態が解除されてエンジンが再始動され、主バッテリの電圧が一時的に低下した際に、補助バッテリから電子機器に給電する構成を採用することで、電子機器の電源電圧を確実に確保することが可能となり、電源電圧の低下を防止して、電子機器のリセットを回避することができる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の実施例を説明する。

図１は本発明の実施例１に係るアイドルストップ機能付き車両の給電システムの構成を示す図である。図１に示す実施例１の給電システムは、アイドルストップ機能を備えた車両に搭載された主バッテリ１と補助バッテリ４とから車載された電装品のナビゲーションシステム５に給電するシステムである。

主バッテリ１は、エンジンの駆動力で発電するオルターネータ（発電機）２で得られた電力で充電される２次電池で構成され、蓄えられた電力は直接またはイグニッションスイッチ（ＩＧＮ−ＳＷ）３を介してナビゲーションシステム５を含む車載された各種電装品に供給される。

補助バッテリ４は、リレースイッチＲＳ１を介して主バッテリ１から選択的に供給される電力で充電される２次電池で構成され、蓄えられた電力はリレースイッチＲＳ１を介して選択的にナビゲーションシステム５に供給され、ナビゲーションシステム５の補助電源として機能する。

ナビゲーションシステム５は、ディスプレイ装置に地図情報とともに自車両の現在位置、進行方向、目的地までの距離などを表示し、車両の運行時に乗員に対して走行経路案内を行う電子機器として機能する。このようなナビゲーションシステム５は、上記走行経路案内動作の制御中枢として機能し、プログラムに基づいて各種動作処理を制御するコンピュータに必要な、ＣＰＵ、記憶装置、入出力装置等の資源を備えた例えばマイクロコンピュータ（マイコン）等を備えて構成される。したがって、ナビゲーションシステム５が作動中に、マイコンに供給される電源電圧が所定電圧以下に低下すると、マイコンがリセット状態となりそれまで設定されていた内容がリセットされる。

ナビゲーションシステム５は、主バッテリ１と補助バッテリ４とを動作電源とし、両バッテリから給電される。すなわち、ナビゲーションシステム５は、非作動時にマイコン内に設けられたメモリ等に記憶された各種設定情報を保持するための電源として主バッテリ１から常時直接給電される。一方、ナビゲーションシステム５の作動時には、イグニッションスイッチ３を介して主バッテリ１から給電され、また主バッテリ１からの給電を補うように主バッテリ１からの給電と並行してリレースイッチＲＳ１を介して補助バッテリ４から選択的に給電される。なお、以下の説明において、ナビゲーションシステム５への給電制御は、作動時における電源の供給制御を指すものである。

アイドルストップコントロールユニット（ＩＳＣ／Ｕ）６は、車両のアイドルストップ機能を制御する制御中枢、ならびにアイドルストップの前後のナビゲーションシステム５を含む各種電装品への給電を制御する給電制御手段として機能する。

ＩＳＣ／Ｕ６は、走行中の車両においてアイドルストップの作動要件が成立すると、車両をアイドルストップ状態として作動中のエンジンを停止する一方、アイドルストップ状態においてアイドルストップの作動要件が不成立になるとアイドルストップを解除し、エンジンを再始動させて車両を走行可能な状態に制御する。

ここで、アイドルストップは、例えばＡ／Ｔ（自動変速装置）を搭載した車両の自動変速装置がＰ（駐車）レンジならびにＮ（ニュートラル）レンジ以外の走行レンジ（Ｄ（前進）レンジまたはＲ（後退）レンジ）においてフットブレーキペダルが踏み込まれて車速がゼロとなった後所定時間が経過したことを作動要件とし、この作動要件が満足されて成立したときに車両はアイドルストップ状態になる一方、この作動要件が満足されず不成立になるとアイドルストップ状態は解除される。したがって、ＩＳＣ／Ｕ６は、自動変速装置のパーキングレンジ（Ｐ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）ならびにフットブレーキ（ＦＢ）の状態を示すスイッチ類からの信号、ならびに車速センサ等からの車速信号を入力し、これらの入力に基づいて上記アイドルストップの作動要件の成立／不成立を判定している。

ＩＳＣ／Ｕ６は、主バッテリ１からリレースイッチＲＳ１〜ＲＳ３の駆動コイルへの通電を制御して、リレースイッチＲＳ１〜ＲＳ３のスイッチングを制御している。

すなわち、ＩＳＣ／Ｕ６は、アイドルストップ時にはリレースイッチＲＳ１の駆動コイルに通電することで、リレースイッチＲＳ１を介して補助バッテリ４とナビゲーションシステム５とを接続し、補助バッテリ４からナビゲーションシステム５に給電する一方、アイドルストップが解除されると、予め設定された所定の時間ｔ１後に駆動コイルへの通電を停止してリレースイッチＲＳ１を介して主バッテリ１と補助バッテリ４とを接続し、主バッテリ１からの電力で補助バッテリ４を充電する。

ＩＳＣ／Ｕ６は、アイドルストップが解除されているときには、リレースイッチＲＳ２の駆動コイルに通電せずリレースイッチＲＳ２を介してイグニッションスイッチ３がＯＮのときに給電される各種電装品とイグニッションスイッチ３とを接続する一方、アイドルストップ時には駆動コイルに通電してリレースイッチＲＳ２を介してイグニッションスイッチ３と先のＯＮ時に給電される各種電装品とを非接続状態とする。

ＩＳＣ／Ｕ６は、アイドルストップが解除されたときに、リレースイッチＲＳ３の駆動コイルに通電することでリレースイッチＲＳ３を介して主バッテリ１とスタータモータを接続して主バッテリ１からスタータモータへ給電し、アイドルストップ中においてアイドルストップが解除されたとき以外のときには、駆動コイルに通電せずリレースイッチＲＳ３を介して主バッテリ１とスタータモータとを非接続状態とする。

次に、図２のタイミングチャートを参照して、アイドルストップ前後におけるナビゲーションシステム５への給電について説明する。

先ず、イグニッションスイッチ３を作動させてエンジンが始動されると、ＯＮ状態のイグニッションスイッチ３を介して主バッテリ１とナビゲーションシステム５とが接続され、主バッテリ１からナビゲーションシステム５へ給電される。これにより、ナビゲーションシステム５は作動可能状態となり、乗員の操作によりナビゲーションシステム５が作動され、経路案内等が開始される。

このような状態で車両が走行しているときに、先に触れたアイドルストップ機能の作動要件が成立して車両がアイドルストップ状態に移行すると、エンジンが停止される。また、リレースイッチＲＳ１の駆動コイルに通電され、リレースイッチＲＳ１を介して補助バッテリ４とナビゲーションシステム５とが接続され、補助バッテリ４からナビゲーションシステム５に給電される。すなわち、ＡＣＣ状態のイグニッションスイッチ３を介して主バッテリ１からナビゲーションシステム５へ給電され、かつこれと並行してリレースイッチＲＳ１を介して補助バッテリ４からナビゲーションシステム５へ給電される。

このような状態において、アイドルストップの作動要件が不成立となりアイドルストップ状態が解除されると、リレースイッチＲＳ３の駆動コイルが通電され、リレースイッチＲＳ３を介して主バッテリ１からスタータモータへ給電されてエンジンが再始動され、オルターネータ２が発電を開始する。

ＩＳＣ／Ｕ６は、発電状態になったオルターネータ２の出力電圧を検出し、この出力電圧に基づいてエンジンの再始動を検出する。ＩＳＣ／Ｕ６は、エンジンの再始動を検出した後、予め設定された所定の時間ｔ１が経過するまでリレースイッチＲＳ１をそれまでの状態に保持し、補助バッテリ４からナビゲーションシステム５への給電が継続される。

ここで、上記所定の時間ｔ１は、スタータモータへの給電により主バッテリ１の電圧が一時的に低下した後、主バッテリ１の電圧が例えばエンジン停止時における電圧値に回復するまでの時間として設定され、これらの時間は予め実験等で求めておく。

上記所定の時間ｔ１が経過すると、リレースイッチＲＳ１の駆動コイルへの通電が停止され、補助バッテリ４とナビゲーションシステム５とは切り離され、リレースイッチＲＳ１を介して主バッテリ１と補助バッテリ４とが接続され、ナビゲーションシステム５は、主バッテリ１からのみ給電される。

このように、上記実施例１においては、アイドルストップ解除後のエンジンの再始動時に主バッテリ１の電圧が一時的に低下する際に、主バッテリ１の給電と並行して補助バッテリ４からナビゲーションシステム５へ給電し、エンジンの再始動後の経過時間に基づいてエンジンの再始動後主バッテリ１の電圧が所定の電圧値以上なったことを推定し、その後補助バッテリ４からの給電を停止することで、ナビゲーションシステム５への給電電圧、すなわちナビゲーションシステム５におけるマイコンの電源電圧を確実に確保供給することが可能となる。これにより、マイコンの電源電圧の一時的な低下を防止することができ、アイドルストップ解除後にナビゲーションシステム５がリセットされることは回避される。また、ナビゲーションシステム５の補助電源として毎回充電が必須なコンデンサを使用していないので、コンデンサの充電動作によりアイドルストップ機能に制約を与えることも回避できる。

図３は本発明の実施例２に係るアイドルストップ機能付き車両の給電システムの構成を示す図であり、図４はその動作タイミングチャートである。先の実施例１では、アイドルストップ解除後にエンジンが再始動されその後の経過時間に基づいてナビゲーションシステム５から補助バッテリ４を切り離すタイミングを設定しているのに対して、この実施例２の給電システムの特徴とするところは、ＩＳＣ／Ｕ６に代えて主バッテリ１の電圧を検出する機能を備えたＩＳＣ／Ｕ７を設け、このＩＳＣ／Ｕ７で主バッテリ１の電圧を検出し、この検出した電圧に基づいてアイドルストップ解除後にナビゲーションシステム５から補助バッテリ４を切り離すタイミングを設定したことにあり、他は先の図１と同様である。

ＩＳＣ／Ｕ７は、主バッテリ１の電圧を検出する検出回路８を備えている。検出回路８は、リレースイッチＲＳ２の駆動コイルと抵抗Ｒ１とを介して主バッテリ１に接続され、主バッテリ１の電圧を検出する。

検出回路８は、リレースイッチＲＳ１ならびにリレースイッチＲＳ２の駆動コイルに接続されたトランジスタＴ１、Ｔ２をスイッチング制御することで各駆動コイルの通電を制御する。すなわち、検出回路８は、アイドルストップが解除されてエンジンの再始動により主バッテリ１の電圧が一時的に低下した後復帰する際に、この主バッテリ１の電圧を検出し、検出した電圧が、予め設定された電圧値例えばエンジン停止時における電圧値に到達復帰したときにトランジスタＴ２をオンからオフしてリレースイッチＲＳ１の駆動コイルへの通電を停止する。これにより、アイドルストップ中にリレースイッチＲＳ１を介して接続されていた補助バッテリ４とナビゲーションシステム５とは切り離され、補助バッテリ４からナビゲーションシステム５への給電が停止し、ナビゲーションシステム５は主バッテリ１からのみ給電される。

このように、上記実施例２においては、アイドルストップの解除後に主バッテリ１の電圧がナビゲーションシステム５に規定の電源電圧を供給可能な電圧に回復するまでは、主バッテリ１からの給電に加えて補助バッテリ４からも並行して給電し、主バッテリ１の電圧が回復した後補助バッテリ４からナビゲーションシステム５への給電を停止するようにしたので、先の実施例１と同様の効果を得ることができる。

また、リレースイッチＲＳ２の駆動コイルを介した主バッテリ１とＩＳＣ／Ｕ７間の電流経路の配線を利用して、主バッテリ１の電圧をＩＳＣ／Ｕ７に入力して検出することで、主バッテリ１の電圧を検出するための配線を新たに設ける必要はなく、配線の増加を回避することができる。

本発明の実施例１に係るアイドルストップ機能付き車両の給電システムの構成を示す図である。 本発明の実施例１に係る各諸量の変化を示すタイミングチャートである。 本発明の実施例２に係るアイドルストップ機能付き車両の給電システムの構成を示す図である。 本発明の実施例２に係る各諸量の変化を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１…主バッテリ
２…オルターネータ
３…イグニッションスイッチ
４…補助バッテリ
５…ナビゲーションシステム
６，７…アイドルストップコントロールユニット（ＩＳＣ／Ｕ）
８…検出回路
ＲＳ１〜ＲＳ３…リレースイッチ

Claims (4)

1. アイドルストップ機能を備えた車両に搭載された２次電池からなる主バッテリならびに補助バッテリから車載の電子機器に給電制御するアイドルストップ機能付き車両の給電システムにおいて、
   前記車両がアイドルストップ中、ならびに前記車両のアイドルストップ状態が解除されてエンジンが再始動され前記主バッテリの出力電圧が予め設定された所定電圧値以上に至る前は、前記主バッテリと前記補助バッテリとの双方のバッテリから並列に前記電子機器に給電し、前記車両のアイドルストップ状態が解除されてエンジンが再始動され前記主バッテリの出力電圧が予め設定された所定電圧値以上に至った後には、前記補助バッテリから前記電子機器への給電を停止し、かつ前記主バッテリから前記電子機器への給電は継続する給電制御手段
   を有することを特徴とするアイドルストップ機能付き車両の給電システム。
2. 前記給電制御手段は、前記主バッテリから前記給電制御手段に給電されている電圧に基づいて主バッテリの出力電圧を検出し、検出結果により前記主バッテリの出力電圧が予め設定された所定電圧値以上になったことを検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載のアイドルストップ機能付き車両の給電システム。
3. 前記給電制御手段は、前記車両のアイドルストップ状態が解除された後エンジンが再始動され、エンジンの再始動後予め設定された所定時間の経過を検出し、これにより前記主バッテリの出力電圧が予め設定された所定電圧値以上になったことを推定する
   ことを特徴とする請求項１に記載のアイドルストップ機能付き車両の給電システム。
4. 前記給電制御手段は、前記車両のアイドルストップ状態が解除されて、エンジンの駆動力で発電する発電機の出力電圧に基づいてエンジンが再始動されたことを検出する
   ことを特徴とする請求項３に記載のアイドルストップ機能付き車両の給電システム。

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