JP5009014B2

JP5009014B2 - 車両用電源制御装置

Info

Publication number: JP5009014B2
Application number: JP2007074772A
Authority: JP
Inventors: 優朝倉; 一幹吉武; 秀人山本; 啓一郎二上; 昭仁大都; 隆久木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-03-22
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2027-03-22
Also published as: JP2008232065A

Description

本発明は、プッシュボタン等によって電源状態が切り換えられる車両用電源制御装置に関する。

従来、自動車のエンジン始動装置では、運転者がキーシリンダに差し込まれたキーを回動させてイグニッションスイッチが機械的に切り換えられることによって電源状態を制御する方式が採られていた。そして近年では、運転者がボタンスイッチを押圧操作することによって、電源コントロールユニットが操作状態に応じたリレーの開閉を行い、電源状態の切換制御が行われる自動車が登場している。また、単一のプッシュボタン式スイッチを備え、運転者による操作状態に応じて電源状態の切換だけでなくエンジンの始動も可能とした車両用エンジン始動装置も提案されている（特許文献１参照）。

この種のボタンスイッチによるリレー式の電源制御装置を搭載したガソリン自動車では一般に、車両の電源状態を、ＯＦＦ（オフ）ポジション、ＡＣＣ（アクセサリ）ポジション、ＩＧＮ−ＯＮ（イグニッションオン）ポジションの３段階に分け、電源状態がＩＧＮ−ＯＮポジションにあるときにエンジンの始動が可能となるように設定されている。例えば、電源状態がＯＦＦポジションにあり、トランスミッションがＰレンジまたはＮレンジにあるときに、運転者がブレーキペダルを踏み込みながらボタンスイッチを押すと、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）によるスマートキーとのＩＤ照合および電動ステアリングロック解除の後、電源状態がＩＧＮ−ＯＮポジションに移行するとともにスタータモータが始動してエンジンが駆動される。

このようなリレー式の電源制御装置においては、ＩＧＮ−ＯＮポジションで供給される電流が大きいため、複数のイグニッション用のリレー（以下、ＩＧリレーと呼称する）が用いられることが多く、特にスタータモータの消費電力が大きいためにこれらＩＧリレーは次のように２つに分類される。１つは、エンジン始動に必要であるためにスタータモータ駆動時もオンにされるリレー（以下、ＩＧ１リレーと呼称する）であり、他の１つは、エンジン始動には不要であるためにスタータモータ駆動時に一時的にオフにされるリレー（以下、ＩＧ２リレーと呼称する）である。更にＩＧ１リレーが複数用意され、それぞれ異なる電動装置等に接続されることがある。このような場合、エンジンを停止するときには、これら複数のＩＧリレーをオフにすることで各電動装置等への通電が遮断される。
特開２００２−１２２０５８号公報

しかしながら、従来のリレーを用いた電源制御装置では、電源状態がＩＧＮ−ＯＮのときにリレーの接点が溶着し、運転者がエンジン停止操作を行ってもＩＧリレーがオフにされず、エンジンが停止しなくなる虞があった。この問題を解決するために例えば、ＩＧリレーを１つにして故障発生確率の低減を図ることや、大容量のＩＧリレーを用いることによって溶着可能性の低減を図ることも可能であるが、いずれも大型のリレーが必要となり、装置の大型化やコスト面の理由により望ましくない。また、各ラインにＩＧリレーを直列配置することで、いずれかのリレーがオフにならなくても他方のリレーが給電を遮断するように構成することも可能であるが、この場合もリレーの数を増やす必要があるために装置の大型化やコスト面での問題がある他、希望しないリレーのオフ、即ちエンジン始動時にリレーがオンにならなかったり、エンジン稼動中にリレーがオフになってエンジンが停止したりする可能性が高くなり、解決手段として不適切である。

また、エンジン停止操作によって複数のＩＧリレーのうち一部だけがオフできなくなり、故障したリレーのみがオンになっていることは車両の電源状態として好ましくなく、車両の通信網の故障診断が正しく検出できなくなる等の不具合が生じる虞があった。

本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、運転者がエンジン停止操作を行った際にＩＧリレーが故障した場合でもエンジンを正しく停止することができる車両用電源装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、走行用動力源と該走行用動力源を制御する走行用動力源制御装置とを備えた車両の電源状態を、運転ポジションを含む複数の通電状態に制御する車両用電源制御装置であって、運転者の電源切換操作に供される操作手段と、前記操作手段の操作状態に応じた通電状態に移行させて前記電源状態を切り換える切換手段と、前記電源状態が前記運転ポジションの通電状態にあるときに、運転用装置にそれぞれ電力を供給する複数のリレーと、前記複数のリレーの故障を検知する故障検知手段と、前記走行用動力源制御装置に対して前記複数のリレーを介さない通信回線によって停止信号を出力することにより、前記走行用動力源を停止させる停止手段とを備え、前記電源状態が前記運転ポジションの通電状態にあって前記走行用動力源の稼動中に前記操作手段が操作され、前記切換手段が前記電源状態を前記運転ポジション以外の状態に移行させたときに、前記故障検知手段によって故障が検知された場合、前記停止手段が前記停止信号を出力し、前記切換手段が、一度移行させた前記電源状態を再度前記運転ポジションの通電状態に移行させることを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１に記載された車両用電源制御装置において、前記電源状態が前記運転ポジションの通電状態にあって前記走行用動力源の稼動中に前記操作手段が操作され、前記切換手段が前記電源状態を前記運転ポジション以外の通電状態に移行させたときに、前記故障検知手段によって故障が検知された場合、前記停止手段は、前記走行用動力源制御装置との信号の授受により前記走行用動力源が稼動しているか否かを判定し、稼動していると判定された場合には前記走行用動力源制御装置に対して停止信号を出力することにより前記走行用動力源を停止させることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載された車両用電源制御装置において、前記車両の状態を検知する車両状態検知手段を更に備え、前記停止手段は前記車両状態検知手段の検出結果に基づいて前記走行用動力源を停止させるか否かを判断することを特徴とする。

また、請求項４発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載された車両用電源制御装置において、前記電源状態が前記運転ポジションの通電状態にあって前記走行用動力源の稼動中に前記操作手段が操作され、前記切換手段が前記電源状態を前記運転ポジション以外の通電状態に移行させたときに、前記故障検知手段によって故障が検知された場合、車室内に設置された表示手段に前記リレーの故障を表示させる表示指令手段を更に備えたことを特徴とする。

請求項１および請求項２の発明によれば、走行用動力源稼動中に運転者が動力源停止操作を行った際に複数のリレーの一部が故障してオフにできなくなった場合、信頼性を確保しながら走行用動力源を正しく停止することができ、コストの上昇が抑制された車両用電源供給装置が得られる。また、複数のリレーの一部がオフできなくなっても、エンジンを停止した上で、正常に機能してオフになったリレーを再度オンにすること、即ち一度移行させた電源状態を再度運転ポジションの通電状態に移行させることにより、車両の電源状態を運転ポジションにあるときの通電状態と同一の正常な状態に戻すことができる。また、請求項３の発明によれば、運転者が動力源停止操作を行った際に複数のリレーの一部が故障した場合、車両の状態を判断条件に加えた上で停止されなかった走行用動力源を停止するか否かを判断することにより、誤った動力源停止を防止することができる。また、請求項４発明によれば、運転者が動力源停止操作を行った際に複数のリレーの一部に故障が発生しているのにも拘わらず、走行用動力源が停止したことで運転者がリレーの故障に気づかないような事態が生じることが防止される。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
≪実施形態の構成≫
図１は、実施形態に係る自動車の前部を示す要部透視斜視図である。図１に示すように、実施形態の自動車１は、ガソリン仕様のエンジンＥ（走行用動力源）を搭載した、いわゆる４ドアセダン型の乗用車であり、プッシュボタン式のスタートスイッチ２（操作手段）を備えている。また、自動車１には、車載バッテリ３と、車両電源を制御する電源コントロールユニット４と、エンジンＥを制御するエンジンＥＣＵ５（走行用動力源制御装置）とがエンジンルームに設置され、スマートキーシステムを統括制御するスマートＥＣＵ６が車室内に設置されている。また、エンジンＥ下部のトランスミッションには自動車１の車速を検出する車速センサ７（車両状態検知手段）が設置されており、運転席の正面にはスピードメータやタコメータ等の計器を収納したメータクラスタ８が設置されている。自動車１の電源状態は、ＯＦＦ（オフ）、ＡＣＣ（アクセサリ）、ＩＧＮ−ＯＮ（イグニッションオン）の三段階の通電状態に分けられており、運転者がスタートスイッチ２を操作することにより、その操作状態に応じたポジションの通電状態に切り換えられる。電源状態がＩＧＮ−ＯＮポジション（運転ポジション）にあるときには、メータクラスタ８（表示手段）の各計器照明が点灯する。

図２は実施形態に係る車両用電源制御装置を備えた自動車の概略構成図である。図２に示すように、電源コントロールユニット４は、３つのＩＧ１リレー即ちＩＧ１−１リレー１１，ＩＧ１−２リレー１２およびＩＧ１−３リレー１３に加え、ＩＧ２リレー１４、ＡＣＣリレー１５（以下、これらの一部或いは全部を総称する場合、ＩＧ１リレー１１〜１３、ＩＧリレー１１〜１４、リレー１１〜１５と呼称する）、これらリレー１１〜１５の切換制御を行う電源ＥＣＵ１０等から構成されている。電源コントロールユニット４には、車載バッテリ３からの電力が図示しないヒューズボックスを経由して供給されるとともに、各リレー１１〜１５によって各電動装置等への給電が制御されている。リレー１１〜１５の開閉制御は電源ＥＣＵ１０に入力されたスタートスイッチ２からの操作信号に基づいて行われ、リレーマイナス側の出力を検知することによって各リレー１１〜１５の開閉状態が電源ＥＣＵ１０により監視されている。

なお、ＩＧ１リレー１１〜１３は、電源がＩＧＮ−ＯＮポジションにあるときにコイル１１ｂ，１２ｂ，１３ｂに電流が流れて接点１１ａ，１２ａ，１３ａが閉じるように制御され、ＩＧ２リレー１４は、電源がＩＧＮ−ＯＮポジションにあるときに接点１４ａが閉じるとともに、スタータモータ２４を駆動するときには接点１４ａが開くように制御され、ＡＣＣリレー１５は、電源がアクセサリポジションおよびＩＧＮ−ＯＮポジションにあるときに接点１５ａが閉じるとともに、スタータモータ２４を駆動するときには接点１５ａが開くように制御される。

スマートＥＣＵ６は、送受信アンテナ１６を介してスマートキー１７と信号の送受信を行い、スマートキー１７のＩＤコードとＲＯＭに記憶したＩＤコードとを照合するとともに、照合結果に基づくＩＤ認証信号を電源ＥＣＵ１０に入力する。エンジンＥＣＵ５は、電源コントロールユニット４からの制御信号や図示しない種々のセンサからの検出信号に基づき、ＩＧ１−１リレー１１に接続された燃料ポンプ２１（運転用装置）や、ＩＧ１−２リレー１２に接続された燃料噴射弁２２（運転用装置）、ＩＧ１−３リレー１３に接続されたイグニッションコイル２３（運転用装置）、スタータモータ２４の他、各種のエンジン制御用アクチュエータを駆動制御する。なお、ＩＧ１リレー１１〜１３には上記運転用装置の他、ＥＣＵやセンサ等の各種運転用装置が接続され、ＩＧ２リレー１４にはＡＢＳ（Antilock Brake System）やＡ／Ｃ（Air Conditioner）コントロールユニット等が接続され、ＡＣＣリレー１５にはオーディオユニットやナビゲーションユニット等が接続されている。メータクラスタ８では、電源コントロールユニット４からの制御信号によって各計器の照明が点灯する。

図３は実施形態に係る車両用電源制御装置の構成を示すブロック図である。図３に示すように、電源ＥＣＵ１０は、入力インタフェース３１、電源切換制御部３２、故障判定部３３（停止手段）、出力インタフェース３４の他、ＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、各種ドライバ等からとから構成されている。スタートスイッチ２、スマートＥＣＵ６および車速センサ７は、それぞれ、スイッチ操作信号、ＩＤ認証信号および車速信号を、通信回線（本実施形態では、ＣＡＮ（Controller Area Network））を介して入力インタフェース３１に入力する。電源切換制御部３２は、上記したスイッチ操作信号、ＩＤ認証信号および車速信号の他、ブレーキペダル（図示せず）の状態信号やトランスミッション（図示せず）の状態信号に基づき、スタートスイッチ２の操作状態に応じた電源状態を選択するとともに、ＩＧ１リレー１１〜１３、ＩＧ２リレー１４およびＡＣＣリレー１５に対するリレー制御信号を出力インタフェース３４から出力する。これらリレー制御信号に基づき、各リレー１１〜１５の各コイル１１ｂ〜１５ｂに電流が流れ、各接点１１ａ〜１５ａ（図２参照）の開閉によって各電動装置等への給電が制御される。ＩＧ１リレー１１〜１３マイナス側の出力信号および車速センサ７の車速信号は、入力インタフェース３１を介して故障判定部３３に入力される。故障判定部３３は、入力されたこれら信号に基づき、エンジンＥＣＵ５に対するエンジン停止信号およびメータクラスタ８に対する表示信号を出力インタフェース３４から出力する。

≪実施形態の作用効果≫
次に図４のフローチャートを参照して、本実施形態の作用について説明する。エンジンＥが駆動している間、電源コントロールユニット４は、図４のフローチャートに示す電源制御を所定の制御インターバルで繰り返し実行する。

電源制御を開始すると、電源コントロールユニット４は、先ずステップＳＴ１でスタートスイッチ２がＯＮとなったか否か（スタートスイッチ２が押されたか否か）を判定し、この判定がＮｏであれば何ら処理を行わずにスタートに戻る。

運転者によってスタートスイッチ２が押されてステップＳＴ１の判定がＹｅｓになると、電源コントロールユニット４は、ステップＳＴ２で自動車１が停止しているか否か、即ち車速が０であるか否かを判定し、この判定がＮｏ、即ち自動車１が走行中であれば何ら処理を行わずにスタートに戻る。一方、ステップ２の判定がＹｅｓであれば、電源コントロールユニット４は、ステップＳＴ３で電源状態をＡＣＣに移行させる。次に、電源コントロールユニット４は、ステップＳＴ４でＩＧ１リレー１１〜１３のいずれかによる故障信号があるか否かを判定し、この判定がＮｏであれば何ら処理を行わずにスタートに戻る。

一方、ＩＧ１リレー１１〜１３のいずれかによる故障信号があってステップＳＴ４の判定がＹｅｓであった場合、電源コントロールユニット４は、ステップＳＴ５でメータクラスタ８に故障表示を行わせるべく、故障表示信号を出力する。そして電源コントロールユニット４は、ステップＳＴ６でエンジンＥＣＵ５との信号の授受により、エンジンＥが尚も稼動しているか否かを判定し、この判定がＹｅｓであればステップＳＴ７でエンジンＥＣＵ５に対してエンジン停止信号を出力し、ステップＳＴ８で電源状態をＩＧＮ−ＯＮに移行、即ち故障していないＩＧリレーの接点を再度閉じて一連の処理を終了する。一方、ステップ６での判定がＮｏであった場合、電源コントロールユニット４は、エンジン停止信号を出力することなく、ステップ８に進んで電源状態をＩＧＮ−ＯＮに移行させて一連の処理を終了する。

ステップ７で出力されたエンジン停止信号はエンジンＥＣＵ５に入力され、通常であればＩＧ１リレー１１〜１３を開くことによってエンジンＥを停止させる処理を、エンジンＥＣＵ５が行うことになる。エンジン停止処理は、スマートエントリーシステムが有するイモビライザ機能の一部、即ちエンジン始動時にＩＤの照合結果を待たずにエンジンＥを始動させ、ＩＤの照合が成功しなければ即座にエンジンＥを停止させる機能を利用して行われる。具体的には、燃料噴射弁２２およびイグニッションコイル２３への電流を遮断することによってエンジンＥを停止させる。

このように、ステップ２において自動車１が走行中であるか否かをエンジン停止の判断条件に加えることで、誤ってエンジンＥを停止することが防止されている。また、ステップ４でリレー故障信号があった場合、ステップ５において故障表示信号を出力し、メータクラスタ８に故障表示をさせることにより、運転者がＩＧリレーの故障発生を認識できるようになっている。したがって、エンジンＥが停止したにも拘わらず電源状態がＩＧＮ−ＯＮポジションにあることに運転者が気づかず、車載バッテリ３の電力が消費されてしまうようなことも回避される。そして、リレー故障信号があった場合に、ステップ７においてエンジン停止信号を出力し、エンジンＥＣＵ５にエンジン停止処理を行わせることにより、ＩＧ１リレー１１〜１３のいずれかの故障によってエンジンＥが停止できない場合であっても、エンジンＥを確実に停止させることができる。更に、ＩＧ１リレー１１〜１３の故障によってＡＣＣポジションに移行させた際に一部のリレーがオフできなくなっている電源状態を、ステップ８において再度ＩＧＮ−ＯＮポジションに移行させることにより、自動車１の電源状態がＩＧＮ−ＯＮポジションにあるときの通電状態と同一の正常な状態になり、通信網故障診断の誤作動等も回避される。

１自動車
２スタートスイッチ（操作手段）
４電源コントロールユニット
５ＥＣＵ（走行用動力源制御装置）
７車速センサ（車両状態検知手段）
８メータクラスタ（表示手段）
１０電源ＥＣＵ
１１ＩＧ１−１リレー
１２ＩＧ１−２リレー
１３ＩＧ１−３リレー
２１燃料ポンプ（運転用装置）
２２燃料噴射弁（運転用装置）
２３イグニッションコイル（運転用装置）
３２電源切換制御部
３３故障判定部（停止手段）
Ｅエンジン（走行用動力源）

実施形態に係る自動車の前部を示す要部透視斜視図実施形態に係る車両用電源制御装置を備えた自動車の概略構成図実施形態に係る車両用電源制御装置の構成を示すブロック図電源制御の手順を示すフローチャート

符号の説明

１自動車
２スタートスイッチ（操作手段）
４電源コントロールユニット
７車速センサ（車両状態検知手段）
８メータクラスタ（表示手段）
１０電源ＥＣＵ
１１ＩＧ１−１リレー
１２ＩＧ１−２リレー
１３ＩＧ１−３リレー
２１燃料ポンプ（運転用装置）
２２燃料噴射弁（運転用装置）
２３イグニッションコイル（運転用装置）
３２電源切換制御部
３３故障判定部
Ｅエンジン（走行用動力源）

Claims

走行用動力源と該走行用動力源を制御する走行用動力源制御装置とを備えた車両の電源状態を、運転ポジションを含む複数の通電状態に制御する車両用電源制御装置であって、
運転者の電源切換操作に供される操作手段と、
前記操作手段の操作状態に応じた通電状態に移行させて前記電源状態を切り換える切換手段と、
前記電源状態が運転ポジションの通電状態にあるときに、運転用装置にそれぞれ電力を供給する複数のリレーと、
前記複数のリレーの故障を検知する故障検知手段と、
前記走行用動力源制御装置に対して前記複数のリレーを介さない通信回線によって停止信号を出力することにより、前記走行用動力源を停止させる停止手段とを備え、
前記電源状態が前記運転ポジションの通電状態にあって前記走行用動力源の稼動中に前記操作手段が操作され、前記切換手段が前記電源状態を前記運転ポジション以外の通電状態に移行させたときに、前記故障検知手段によって故障が検知された場合、前記停止手段が前記停止信号を出力し、前記切換手段が、一度移行させた前記電源状態を再度前記運転ポジションの通電状態に移行させることを特徴とする車両用電源制御装置。
前記電源状態が前記運転ポジションの通電状態にあって前記走行用動力の源稼動中に前記操作手段が操作され、前記切換手段が前記電源状態を前記運転ポジション以外の通電状態に移行させたときに、前記故障検知手段によって故障が検知された場合、前記停止手段は、前記走行用動力源制御装置との信号の授受により前記走行用動力源が稼動しているか否かを判定し、稼動していると判定された場合には前記走行用動力源制御装置に対して停止信号を出力することにより前記走行用動力源を停止させることを特徴とする、請求項１に記載の車両用電源制御装置。
前記車両の状態を検知する車両状態検知手段を更に備え、
前記停止手段は前記車両状態検知手段の検出結果に基づいて前記走行用動力源を停止させるか否かを判断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用電源制御装置。
前記電源状態が前記運転ポジションの通電状態にあって前記走行用動力源の稼動中に前記操作手段が操作され、前記切換手段が前記電源状態を前記運転ポジション以外の通電状態に移行させたときに、前記故障検知手段によって故障が検知された場合、車室内に設置された表示手段に前記リレーの故障を表示させる表示指令手段を更に備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用電源制御装置。