本開示は一般に車両エレクトロニクスシステムに関し、詳しくは車両用制御システムに関する。

自動車設計の分野では、いずれの車両に関しても燃料効率が重大な設計考慮事項である。 特に、ハイブリッド車は燃料効率を重要視する。 車両の燃料効率を増大させるべくハイブリッド車設計において利用される一つの技術は、車が動いていないとエンジンをオフにし、アクセルが再び踏まれると再始動させる停止始動技術である。 エンジンを再始動させるには、電気エンジンスタータを利用する必要があるが、当該電気スタータの大電流消費に起因して、車両の電気システムに与えられる電圧が常に短時間低下させられる。

いくつかの車両に含まれる一つの電気システムに、エアバッグ展開システムがある。 エアバッグ展開システムは、エアバッグの状態をモニタリングし、エアバッグが展開される場合の位置、速度、エンジン状態等のような情報を記録する。 この情報はその後、衝突車両から取得されて、当該衝突の及びこれを引き起こす条件を再現することができる。 加速度センサの電圧供給のための内部電圧が降下するので、当該インターフェイスが遮断される。

開示されるのは、停止始動エンジン機能を有する車両において電子システムを制御する方法である。 当該方法は、停止始動事象中に第１バッテリ端子の電圧をモニタリングすることにより、いつ当該電圧がしきい値未満に降下するかを決定するステップと、前記電圧がしきい値未満に降下する場合に加速度センサにエネルギーを供給するべく電子システムを予備エネルギー源に所定時間接続するステップとを含む。

さらに開示されるのは車両制御システムである。 当該車両制御システムは、車両を停止始動モードで動作させる命令、及び当該車両をアウタルキーモードに設定する命令を含むコントローラと、少なくとも一つの直列電子デバイスを介して当該コントローラに接続される電気システムと、当該バッテリ端子電圧を当該コントローラに接続する電圧補償器であって、前記直列電子デバイスの少なくとも電圧降下により検出されたバッテリ端子電圧を低下させるべく動作可能な電圧補償器と、当該電気システムに接続される予備電力バックアップとを含む。

本発明に係るこれらの及び他の特徴が、以下の明細書及び図面から最も良く理解することができる。

車両のための電気システムを概略的に示す。

図１の車両のための例示的制御システムを概略的に示す。

動作電圧及びアウタルキーしきい値のチャートを示す。

サテライト接続を維持する方法を説明するフローチャートである。

車両がアウタルキーモードに入る場合のエアバッグ展開システムのアクションを示すフローチャートである。

図１は、車両１０のための電気システムを概略的に示す。 車両１０は、ガスエンジン２０と、当該ガスエンジン２０内の機械的動きを電気エネルギーに変換する発電器２２（例えばオルタネータ）とを含む。 発電器２２はバッテリ３０に接続され、発電された電気エネルギーを当該バッテリ３０に供給する。 ガスエンジン２０はまた、電力線２４を介して直接的にバッテリ３０に接続される。 ガスエンジン２０はガスエンジン２０の始動中、電気スタータの使用に起因して、バッテリ３０からの大電流を消費する。

バッテリ３０はまた、車両１０全体にわたる複数の電気システム４０にも接続される。 電気システム４０は、エアバッグ展開システム、パワーウィンドウ／ロック、ラジオシステム、又は任意数の他の電気システム４０を含み得る。 図示の車両１０において、電気システムはそれぞれ、配線４２を介してバッテリ３０に接続される。 現実の実装では、配線４２はそれぞれ、複数の介在エレクトロニクスを含む。 介在エレクトロニクスは、電気システム４０に見られる電圧を、バッテリ３０の端子に見られる電圧よりも低い程度にまで降下させ得る。

いくつかの車両、特にハイブリッド車の中には、始動停止システムを含むものがある。 始動停止システムは、エンジン２０を自動的に停止及び再始動し、当該エンジン２０がアイドリングに費やす時間量を低減することにより、当該車両１０の燃料効率を改善しかつ対応排気ガスを低減する。 停止始動機能は、交通渋滞において頻繁に停止することとなる車両１０にとって特に有効である。 停止始動機能は、エアバッグ制御モジュール４０に含まれる。 エアバッグ制御モジュール４０は、エンジン１０の機能の一部を制御することができる。

一実施例の車両構成において、バッテリ３０における電圧が、停止始動機能ゆえのエンジン２０の再始動に起因して低下する場合、予備電力バックアップが所定電気システム４０に電力を供給し続ける。 予備電力バックアップが停止始動事象中にバックアップ電力を供給する当該車両動作モードは、「アウタルキーモード」と称する。 エアバッグ制御モジュール４０は、いつ車両システムをアウタルキーモードに設定するべきかをバッテリ３０の端子における電圧測定に基づき決定する。 測定されたバッテリ端子電圧はアウタルキーしきい値と比較され、当該電圧がアウタルキーしきい値未満に降下する場合、エアバッグ制御モジュール４０は車両１０をアウタルキーモードに設定する。 エアバッグ制御モジュール４０が当該車両１０をアウタルキーモードに設定するべきである旨を決定すると、エアバッグ制御モジュール４０の電源が、「アウタルキー」状態のフラッグ付き出力を、当該アウタルキーモードにより影響を受ける任意の車両システムに出力する。

アウタルキーモードしきい値は、エアバッグ制御モジュール４０内に設定され、バッテリ３０と、対応する任意電気システム４０との間に付加的エレクトロニクスの接続を必要としない。 したがって、例えばエアバッグ展開システムのようなシステムは、アウタルキーモードしきい値未満の電圧を、コントローラ５０が当該システムをアウタルキーモードに設定する前に見ることができる。

多くのハイブリッド車に含まれる電気システムの一つに、エアバッグ展開システムがある。 図２は、図１の車両１０内で使用される例示的コントローラ１５０を示す。 コントローラ１５０はバッテリ電圧入力ピン１０２を含む。 バッテリ電圧入力ピン１０２は、バッテリ電圧に対応する入力電圧信号を受信する。 コントローラ１５０は、検出された電圧をコントローラ１５０内のアウタルキーしきい値と比較し、当該電圧が当該アウタルキーしきい値未満に降下する場合、出力ピン１０４を介してアウタルキーフラッグを出力する。 バッテリ１３０と入力ピン１０２との間に介在するのは、バッテリ１３０の端子電圧を検出する一セットの標準的な個別回路要素である。 当該個別回路要素は、電圧検出回路１３２と称する。 標準的な電圧検出回路１３２と入力ピン１０２との間に電圧補償器１１０が接続される。 電圧補償器１１０は、電圧入力ピン１０２が見る検出電圧を低下させる。 一例において、電圧補償器１１０は分圧器である。

コントローラ１５０のピン３０における第２制御出力１０８が、エネルギー予備電圧を加速度センササテライト１２２に供給する。 当該電圧がしきい値未満に降下する場合、加速度センサとの接続が失われるので、エアバッグ展開システムは、当該サテライト接続が再確立されるまで加速度データを記録することができない。

エネルギー予備が、１０６と１２８とが加速度センササテライトＶＢＳＡＴ１２２に接続するように、内部スイッチ１３０を介してエアバッグ昇圧部１２８に接続される。 これにより、当該サテライトシステムが動作可能状態に維持されるとともに、バックアップ電力が、加速度センササテライトＶＢＳＡＴ１２２における電力喪失後少なくとも１００ｍｓの間供給される。 例えば、複数の抵抗１２４、及びエアバッグ供給電圧１２０をコントローラ１５０に接続するダイオード１２６のような多様なエレクトロニクスに起因して、サテライト供給電圧ＶＢＳＡＴ１２２が見る電圧は、バッテリ１３０が実際にもたらす電圧から低下している。 当該介在エレクトロニクスは代替的に、直列エレクトロニクスと称する。 いくつかの例において、電圧低下は１．５Ｖから２Ｖである。 コントローラ１５０はアウタルキーモード出力１０４を使用して、エアバッグ展開システム１２０内のサテライト接続を維持するのにいつ予備電力を利用すべきかを決定する。

従来の制御システムにおいては、エアバッグ展開システム１２０が見る電圧は、抵抗１２４及びダイオード１２６（直列エレクトロニクス）からの当該喪失に起因してコントローラ１５０が当該システムをアウタルキーモードに設定する前に、アウタルキーしきい値未満に降下し得る。 この不一致を補償するべく、電圧補償器１１０が、標準的な電圧検出回路１３２とバッテリ電圧入力ピン１０２との間に配置される。 電圧補償器１１０は、当該電圧補償器１１０内の抵抗１１２、１１４の抵抗値に応じて、制御された量だけ当該電圧を低下させる。 すなわち、電圧補償器１１０は、検出される電圧を所定量だけ低下させる。 当該電圧低下は、エアバッグ展開システム１２０とコントローラ１５０との間の直列エレクトロニクス１２４、１２６に起因する電圧低下を同じか又はこれを超えて設定される。

このようにしてコントローラ１５０は、エアバッグ供給部１３０について電圧補償器１１０が見る電圧に基づいて、アウタルキーモードに入ることを強制される。 このアクションにより、ＶＢＳＡＴ１２２の予備電力は、サテライトシステムが見る電圧が必要なしきい値（アウタルキーしきい値）未満に降下する場合、１０６と１０８との間の内部スイッチを介して、汎用エネルギー予備１２８をバックアップすることができる。

いくつかのさらなる例示的システムにおいて、コントローラ１５０は、アウタルキーモードに入る結果、予備電力バックアップ１２２がエアバッグエネルギー予備１２８に接続される期間を制限する回路を含む。 当該期間を、予測されるエンジン始動よりも長いが依然相対的には短い期間に制限することにより、コントローラ１５０は、当該サテライトへの接続が停止始動事象中維持されることと、当該予備電力バックアップが他の低電圧事象において排出されないこととを確実にすることができる。 図３は、図２の制御システム１００に対応する例示的しきい値チャートを示す。 右側は電圧補償器１１０を含む場合、左側は電圧補償器１１０を含まない場合である。 しきい値チャート２００の左側、すなわち電圧補償器１１０なしの場合、において、エアバッグ展開システム１２０（図２に図示）のサテライトへの供給電圧は、当該電圧がサテライト接続を維持するのに十分ではなくなる低電圧しきい値２１０までは完全な動作が可能である。 ひとたび当該電圧が十分に低く降下すると（アウタルキーしきい値２２０を通過すると）、コントローラ１５０（図２に図示）は、当該車両をアウタルキーモードに設定し、予備電力がエアバッグ展開システム１２０においてオンに切り替わる。

しきい値チャート２００の右側において、電圧補償器１１０を含むことにより、アウタルキーしきい値２２０は、低電圧しきい値２１０よりも上にシフトする。 エアバッグ展開システム１２０の予備電力システムを接続することがアウタルキーモードに結びつけられているので、予備電力システムは、低電圧しきい値２１０を通過する少し前に切り替わる。 すなわち、電圧補償器１１０を含むことにより、エアバッグ展開システムに不十分な電力が供給されるギャップがなくなり、アウタルキーモードに入る前において当該サテライトへの接続が維持される。

図４は、図２のサテライトＶＢＳＡＴ１２２の供給電圧に予備電力が接続されるプロセスを説明するフローチャートを示す。 最初に、図１に図示されるコントローラ５０のようなコントローラが、「バッテリ端子電圧を測定する」ステップ３１０においてバッテリ３０の端子電圧を測定する。 測定されたバッテリ電圧はその後、「直列エレクトロニクスを補償する」ステップ３２０において、分圧器のような電圧補償器を使用して低下される。

コントローラ５０はその後、「アウタルキーしきい値をチェックする」ステップ３３０において、補償された電圧測定値を、コントローラ内に格納されたアウタルキーしきい値と比較する。 補償された電圧がアウタルキーしきい値を超える場合、コントローラ５０は何もアクションをとらない。 補償された電圧がアウタルキーしきい値以下である場合、コントローラ５０は、「車両システムをアウタルキーモードに設定する」ステップ３４０において車両システムをアウタルキーモードに設定する。 当該車両システムは、当該コントローラが出力するアウタルキーフラッグの使用により、アウタルキーモードに設定される。 当該フラッグは、エアバッグ展開システムのような、影響を受ける任意のシステムに接続され、当該フラッグ出力の電圧が高いときはいつでも当該車両がアウタルキーモードにあることを示す。 その後、影響を受ける電気システム４０はそれぞれ、アウタルキーモード中の動作を維持するべく必要な任意のアクションをとることができる。

図５は、車両がアウタルキーモードに入る場合にエアバッグ展開システム１２０（図２に図示）が行うプロセスを示すフローチャートである。 最初に、供給電圧測定入力１０２が、「アウタルキーフラッグ入力をチェックする」ステップ４１０においてアウタルキーフラッグ入力をチェックする。 アウタルキーフラッグ入力が高の場合、コントローラ１５０は、車両がアウタルキーモードに入ったことを認識する。 ひとたびアウタルキーモードに入ると、エアバッグ展開システムは、「予備電源に接続される」ステップ４２０において、最小電圧レベル供給を維持する出力１０８への内部スイッチ１３０を介して予備電力バックアップ１２８に接続される。

ひとたび予備電力バックアップ１２８に接続されると、エアバッグ展開システムは、「予備電源接続時間を決定する」ステップ４３０において、予備電力バックアップ１２８への接続がどれくらいの時間維持されているかを決定する。 エアバッグサテライトＶＢＳＡＴ１２２が所定時間予備電力バックアップに接続されている場合、エアバッグ展開システムは、「予備電源から接続解除する」ステップ４４０において予備電力バックアップから接続解除して通常動作を再開する。 接続時間の長さは所定であって、図２に図示されるエアバッグ展開システム１２０又はコントローラ１５０のいずれかの中に格納される。 接続時間は、サテライト供給電圧ＶＢＳＡＴ１２２が、サテライトシステムへの接続を典型的なエンジン再始動の持続時間維持し、その後予備電力バックアップ１２８から接続解除するのに十分な電力を受け取るように設定される。 このようにして予備電力バックアップ１２８が停止始動事象中に完全に枯渇することがなくなり、たとえバッテリ電力が喪失しても、エアバッグ展開システムの非常時動作を許容するのに十分な予備電力が維持される。 一つの例示的なシステムにおいて、接続時間は１００ｍｓに設定される。

本発明の一実施例が記載されたが、当業者であれば、所定の修正も本発明の範囲内にあることがわかる。 したがって、本発明の真の範囲及び内容を決定するには、以下の特許請求の範囲を精査するべきである。