JP2001086637A - 車両の電源確保装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スタータリレー４に短絡が生じた場合に確実
に電源を確保すること。 【解決手段】 電源装置１からスタータ５への給電回路
Ｃ２を制御する制御回路Ｃ１に導入されたスタータリレ
ー４の短絡を検出する監視手段１０、１１、１２を設け
た。そして、スタータリレー４での短絡が検出された際
に、給電回路Ｃ２と制御回路Ｃ１の何れかを遮断する遮
断器２０を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両の電源確保装置
及び方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載されている電装品のうち、ス
タータは、電源装置やジャンクションブロックとともに
エンジンルームに配置されており、スタータの受電側端
子には、給電回路を介して電源装置の正端子と電気的に
接続されている。上記ジャンクションブロックにはリレ
ー及びスタータリレーが含まれており、スタータリレー
が接続されることにより、電源装置からスタータに給電
されるようになっている。上記スタータリレーを励磁す
るために、車室内にはスタータスイッチ（イグニション
スイッチ）が設けられている。スタータスイッチは、電
源装置とスタータリレーとの間に挿入されており、この
スタータスイッチがスタータリレーと電源装置とを接続
すると、スタータリレーが励磁され、スタータが給電さ
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したスタータリレ
ーに何らかの異変（例えば車両の水没）が生じて短絡が
発生した場合、電源装置の正端子がスタータの受電側端
子に接続されていることから、電源装置からスタータへ
大電流が流れっぱなしの状態になる。その場合には、電
源装置の電圧が急激に下がってしまい、他の電装品への
給電ができなくなってしまうという不具合があった。

【０００４】特に、スタータリレーの短絡が車両の水没
による場合には、適当な電源装置の保護手段がなく、上
述のような大電源の流出を避けることが困難であった。

【０００５】本発明は上記不具合に鑑みてなされもので
あり、スタータリレーに短絡が生じた場合に確実に電源
を確保することのできる車両の電源確保装置及び方法を
提供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、電源装置から
スタータへの給電回路を制御する制御回路に導入された
スタータリレーと、このスターターリレーを切り換えて
当該スタータへの給電を切り換えるスタータスイッチと
を備えた車両の電源確保装置において、上記スタータリ
レーの短絡を検出する短絡検出手段と、短絡が検出され
た際に、前記給電回路と制御回路の何れかを遮断する遮
断器とを設けたことを特徴とする車両の電源確保装置で
ある。

【０００７】この発明によれば、短絡検出手段によって
スタータリレーの短絡が検出されると、遮断器が所定の
通電経路（給電回路または制御回路）を遮断するので、
短絡が発生しても、電源装置からスタータへ不必要な給
電がされることはない。

【０００８】特に上記遮断器は、当該スタータリレーが
接続されている上記制御回路を遮断するものであること
が好ましい。

【０００９】この発明では、スターターリレーの接点側
回路を遮断するだけでスタータへの給電を阻止すること
が可能になる。従って、給電回路を遮断する場合に比
べ、比較的コンパクトな遮断機構を用いて回路の遮断を
達成することができるので、装置のコンパクト化や低廉
化に寄与する。

【００１０】また、上記遮断器は、制御回路と給電回路
との何れかに導入される接続導体と、この接続導体を火
薬の爆発力によって破断させる破断手段と、破断手段を
防水する防水手段とを備えていることが好ましい。

【００１１】この発明では、スタータリレーの短絡が水
没によって生じた場合においても、確実に回路を遮断す
ることが可能になる。

【００１２】上述した各態様において、上記短絡検出手
段は、スタータスイッチが開成しているか否かを監視す
るスイッチ監視手段と、スタータリレーが上記制御回路
を通電しているか否かを監視するリレー監視手段と、両
監視手段の出力に基づいて短絡判定（具体的にはスター
タスイッチが開成されているにも拘らず指令信号が出力
されている場合には、短絡と判定。）を行う判定手段と
を有していることが好ましい。

【００１３】この発明の場合には、簡単な論理回路（Ｍ
ＰＵによるデジタル回路を含む）によって短絡判定を行
うことが可能になる。すなわち、スタータリレーの短絡
の態様としては、制御回路とスタータリレーのスイッチ
側のソレノイドが短絡することにより、あたかも自己保
持回路が形成されてスタータリレーがスタータに通電す
る場合と、上記スタータリレーのａ接点に短絡が生じ
て、スイッチ側のソレノイドが励磁されていないにも拘
らず、スタータに通電される場合の二態様が考えられる
が、上述のような監視手段の出力に基づいて論理的に短
絡判定する場合には、いずれの態様における短絡も検出
することが可能になる。

【００１４】特にその場合において、上記スイッチ監視
手段は、判定手段にスタータスイッチの接続された回路
の電圧を出力する枝線であるとともに、上記リレー監視
手段は、判定手段にスタータリレーの接点が電圧を出力
する枝線であることが好ましい。

【００１５】このようにすると、制御回路や給電回路に
漏電検出センサを設ける場合に比べ、水没の影響を受け
ることなく確実に短絡を検出することが可能になる。

【００１６】本発明の別の態様は、スタータの給電回路
を制御する制御回路中の短絡を検出し、短絡発生時に前
記給電回路と制御回路の何れかを火薬の爆発力により遮
断することを特徴とする車両の電源確保方法である。

【００１７】この発明では、短絡発生時に適切なタイミ
ングで回路を遮断することができるので、電源を確実に
確保することが可能になる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の概略構成を示すブ
ロック図である。

【００１９】図１に示すように、車両の車室内には、電
源装置１が配置されている。この電源装置１にはジャン
クションブロック２に設けられた複数のヒューズ２ａ、
２ｂが並列に接続されており、その一つのヒューズ２ａ
を介して、イグニションスイッチを含むスタータスイッ
チ３が電源装置１に接続されている。スタータスイッチ
３の接点３ａには、上記ジャンクションブロック２に内
蔵されたリレー４のソレノイド４ａが接続されており、
スタータスイッチ３の接点３ａが電源装置１と接続され
ることにより、ソレノイド４ａを励磁することができる
ようになっている。このリレー４のａ接点４ｂは、一端
側が上記ジャンクションブロック２の別のヒューズ２ｂ
に接続されているとともに、ａ接点４ｂの他端側は、ス
タータ５のマグネットスイッチ５ａに接続されている。
そして、これにより、電源装置１、ヒューズ２ｂ、リレ
ー４のａ接点４ｂ、及びマグネットスイッチ５ａを通る
制御回路Ｃ１が形成されている。

【００２０】スタータ５は、上記マグネットスイッチ５
ａと、マグネットスイッチ５ａに電圧が印加されたとき
に閉成するスイッチ５ｂと、スイッチ５ｂが閉成するこ
とにより電源装置１から給電回路Ｃ２を介して給電され
るモータ５ｃとを有している。なお、図示の実施形態に
おいて、リレー４とスタータスイッチ３との間には、ニ
ュートラルスイッチ６が挿入されているとともに、この
ニュートラルスイッチ６とスタータスイッチ３との間に
はヒューズ７が挿入されている。

【００２１】上述した各電装品の制御を行うために、車
両の車室内には制御ユニット１０が設けられている。制
御ユニット１０は、マイクロプロセッサやインターフェ
ースなどを備えたＥＣＵ（ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＣＯ
ＮＴＲＯＬ ＵＮＩＴ）により具体化されている。

【００２２】ここで図示の実施形態では、上記スタータ
スイッチ３とリレー４との間にスプライスされることに
より、スタータスイッチ３の接点３ａが閉じているか否
かを監視するための接続線１１（スイッチ監視手段）が
上記制御ユニット１０に接続されているとともに、リレ
ー４とスタータ５との間にスプライスされることによ
り、スタータリレー４が接続されているか否か否かを監
視するための接続線１２（リレー監視手段）が制御ユニ
ット１０に接続されている。そして、制御ユニット１０
内に構成された論理回路により、制御ユニット１０は、
スタータスイッチ３がＯＦＦのとき（接続線１１に通電
されていない状態のとき）にリレー４のａ接点４ｂから
マグネットスイッチ５ａに給電されているとき（接続線
１２に通電されている状態のとき）に、短絡が生じてい
ると判別するように構成されている。

【００２３】さらに図示の実施形態においては、上記ジ
ャンクションブロック２のヒューズ２ｂとリレー４との
間に遮断器２０が挿入されている。遮断器２０は、制御
ユニット１０によって短絡が検出された場合に、上記制
御回路Ｃ１を強制的に遮断するためのものであり、上記
制御ユニット２０とは、リード線１４を介して電気的に
接続されている。

【００２４】図２は、図１の実施形態に採用可能な遮断
器２０の斜視図であり、図３及び図４は図２の遮断器２
０の断面平面図である。

【００２５】これらの図を参照して、遮断器２０は、絶
縁材料からなるケース２２を備えている。ケース２２
は、遮断器２０の機能部品全体を液密性を維持した状態
で覆う防水手段の一部を構成するものである。ケース２
２の前部（図３の左側部分）には底壁内に内壁２４が立
設されている。この内壁２４で囲まれている部分の中央
には、スクイブ組付部２６にスクイブ（破断手段）２８
が組み付けられている。

【００２６】このスクイブ２８は、火薬を内蔵し、上記
制御ユニット２０からリード線１４（図１参照）を通じ
て制御信号を受けることにより、上記火薬を爆発させ、
その爆発力を前方（図３の左側部分）に出力するもので
ある。

【００２７】スクイブ組付部２６と上記リード線１４と
を接続するために、ケース２２の後壁部（図３の右側部
分）にはコネクタ部２７が形成されている。コネクタ部
２７は、略筒状のハウジング部２７ａと、ハウジング部
２７ａ内に、いわゆるランス係止された端子２７ｂと、
端子２７ｂに接続された導線２７ｃとを有しており、こ
の導線２７ｃが上記スクイブ２８に接続されている。さ
らに、図示の実施形態においては、ハウジング部２７ａ
内に防水栓２７ｄが嵌合しており、この防水栓２７ｄに
よって、周知の防水コネクタと同様に、ハウジング部２
７ａの内周壁と導線２７ｃとの間が液密性を保持した状
態でシールされている。

【００２８】他方、図３及び図４に示すように、上記リ
ード線１４の端部には、防水コネクタ１４ａが設けられ
ており、この防水コネクタ１４ａ内の端子（図示せず）
が、上記コネクタ部２７の端子２７ｂと嵌合して、液密
性を保持した状態での機械的、電気的な接続が図られて
いる。

【００２９】上記スクイブ組付部２６の周囲には、接続
導体であるバスバー３０の中間部が固定されている。こ
のバスバー３０の中間部は、当該スクイブ２８の前方を
横切る横断部３１と、この横断部３１の両端からそれぞ
れスクイブ組付部２６の側方を通る側部３２と、側部３
２からスクイブ組付部２６の側部外方に矩形に折り返さ
れた折り返し部３３と、折り返し部３３の端部に形成さ
れてフラットに延びる端子結合部３６とを一体に有して
いる。各端子結合部３６には、それぞれねじ軸部３９が
立設されている。そして、一方のねじ軸部３９には、上
記ヒューズ２ｂ（図１参照）に接続されたリード線４０
のリング状端子Ｔ１が嵌められ、ナットＮ１で締結され
ているとともに、他方のねじ軸部３９に、上記リレー４
のａ接点４ｂ（図１参照）と接続されたリード線４１の
リング状端子Ｔ２が嵌められ、同じくナットＮ２で締結
されている。これにより、上記バスバー３０が、図１に
示す制御回路Ｃ１の一部を構成することになる。

【００３０】上記バスバー３０の具体的な材質は特に問
わないが、強度性及び導電性を考慮すると、黄銅等の銅
合金或いはアルミニウム合金等が好適である。

【００３１】本実施形態においては、遮断器２０が低電
圧電流の流れる制御回路Ｃ１内に導入されているので、
その回路を構成するバスバー３０についても、比較的破
断しやすい薄手の構成に設定することが可能になる。

【００３２】次に、上述した実施形態の作用について説
明する。

【００３３】まず、図１を参照して、正常な使用状態に
おいては、スタータスイッチ３が操作されるまでは、リ
レー４によって制御回路Ｃ１が開成されているため、ス
タータ５と電源装置１との間に設けられた給電回路Ｃ２
も開成されている。その状態でスタータスイッチ３が接
続されると、リレー４のａ接点４ｂが閉じるので、制御
回路Ｃ１が閉成され、スタータ５のマグネットスイッチ
５ａが励磁される結果、スイッチ５ｂが閉じ、給電回路
Ｃ２が閉成される。これにより、スタータモータ５ｃが
電源装置１から給電され、エンジンが始動される。

【００３４】他方、水没等の原因により、スタータリレ
ー４に短絡が生じた場合には、接続線１１が通電されて
いない状態で接続線１２の電圧が上がるので、制御ユニ
ット１０がスタータリレー４の短絡を迅速に検出するこ
とができる。

【００３５】スタータリレー４の短絡の態様としては、
制御回路Ｃ１とソレノイド４ａが短絡することにより、
あたかも自己保持回路が形成されてａ接点４ｂが閉成さ
れ続ける場合と、ａ接点４ｂとスタータ５との間に短絡
が生じて、ソレノイド４ａが励磁されていないにも拘ら
ず、スタータ５のマグネットスイッチ５ａに通電される
場合の二態様が考えられるが、図示の実施形態では、接
続線１２をａ接点４ｂとスタータ５との間に設け、さら
に接続線１１によってスタータスイッチ３の接点３ａの
接続状態を監視し、上述の通り論理的に短絡判定を行っ
ているので、いずれの態様における短絡も検出すること
が可能になる。

【００３６】スタータリレー４の短絡が検出されると、
制御ユニット１０は迅速にリード線１４に通電し、制御
回路Ｃ１を遮断する。このリード線１４への通電制御
は、制御ユニット１０が水没によるダメージを受けない
ところに装備されていることから、仮に短絡が水没によ
って生じた場合においても、確実に行うことが可能にな
る。

【００３７】図４を参照して、リード線１４に通電され
ると、その制御信号は防水コネクタ１４ａ内の端子から
遮断器２０のコネクタ部２７に設けた端子２７ｂへ伝達
され、さらに、導線２７ｃを通してスクイブ２８に至
る。この結果、スクイブ２８が作動して内部の火薬が爆
発させる。この爆発力は、バスバー３０の横断部３１に
対して後方から（図４において右側から左側へ）作用す
る。これにより図示の通り当該部分が破断され、バスバ
ー３０を媒介とする制御回路Ｃ１（図１参照）がカット
される。したがって、図１に示すスタータ５のマグネッ
トスイッチ５ａに電源が供給されることはなく、スイッ
チ５ｂも開いたままなので、給電回路Ｃ２も開成したま
まである。この結果、電源装置１からスタータ５へ不要
な電力が供給され続ける不具合を確実に防止することが
できる。

【００３８】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、スタータリレー４に何らかの異変（例えば車両の水
没）が生じて短絡が発生した場合、短絡検出手段（接続
線１１、１２）によってこの短絡を検出し、遮断器２０
によって制御回路Ｃ１を遮断することができるので、ス
タータリレー４に短絡が生じた場合に確実に電源を確保
することができるという顕著な効果を奏する。

【００３９】特に本実施形態では、上記遮断器２０がス
タータリレー４の制御回路Ｃ１を遮断するので、給電回
路Ｃ２を遮断する場合に比べ、比較的破断しやすいバス
バー３０を遮断するだけでスタータモータ５ｃへの給電
を阻止することが可能になる。従って、遮断器２０をコ
ンパクトにまとめることができ、小型化や低廉化に寄与
することができるという利点がある。

【００４０】さらに、上記実施形態において、遮断器２
０が制御回路Ｃ１の途中に導入される接続導体としての
バスバー３０と、バスバー３０を火薬の爆発力によって
破断させる破断手段としてのスクイブ２８と、スクイブ
２８を防水する防水手段（ケース２２、防水栓２７ｄ）
とを備えているので、スタータリレー４の短絡が水没に
よって生じた場合においても、確実に制御回路Ｃ１を遮
断し、電源装置１からの不要な給電を阻止することが可
能になる。

【００４１】上述した実施の形態は本発明の好ましい具
体例に過ぎず、本発明は上記実施形態に限定されない。

【００４２】例えば、遮断器２０の配置位置としては、
図５に示すように、リレー４とスタータ５の間を選択し
てもよい。さらに、図６に示すように、給電回路Ｃ２に
遮断器２０を介設し、短絡発生時には給電回路Ｃ２を直
接遮断するようにしてもよい。この場合には、制御回路
Ｃ１を遮断する場合に比べて遮断器２０が大型化するう
らみはあるが、給電回路Ｃ２を直接遮断するので、より
確実な遮断効果を得ることができる。

【００４３】その他本発明の特許請求の範囲内で種々の
変更が可能であることはいうまでもない。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
タータリレーに何らかの異変（例えば車両の水没）が生
じて短絡が発生した場合、短絡検出手段によってこの短
絡を検出し、遮断器によって通電経路（給電回路または
制御回路）を遮断することができるので、スタータリレ
ーに短絡が生じた場合に確実に電源を確保することがで
きるという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略構成を示すブロック図である。

【図２】図１の実施形態に採用可能な遮断器の斜視図で
ある。

【図３】図２の遮断器の断面平面図である。

【図４】図２の遮断器の断面平面図である。

【図５】本発明の別の実施形態の概略構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】本発明のさらに別の実施形態の概略構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１ 電源装置 ３ スタータスイッチ ４ スタータリレー ５ スタータ ５ｃ スタータモータ １０ 制御ユニット １１ 接続線 １２ 接続線 １４ａ 防水コネクタ ２０ 遮断器 ２２ ケース ２７ｄ 防水栓 ２８ スクイブ ３０ バスバー Ｃ１ 制御回路 Ｃ２ 給電回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜西 信隆 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 5G004 AA04 AB02 BA03 EA04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源装置からスタータへの給電回路を制
   御する制御回路に導入されたスタータリレーと、このス
   ターターリレーを切り換えて当該スタータへの給電を切
   り換えるスタータスイッチとを備えた車両の電源確保装
   置において、上記スタータリレーの短絡を検出する短絡
   検出手段と、短絡が検出された際に、前記給電回路と制
   御回路の何れかを遮断する遮断器とを設けたことを特徴
   とする車両の電源確保装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の車両の電源確保装置にお
   いて、上記遮断器は、当該スタータリレーが接続されて
   いる上記制御回路を遮断するものである車両の電源確保
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の車両の電源確保
   装置において、上記遮断器は、制御回路と給電回路との
   何れかに導入される接続導体と、この接続導体を火薬の
   爆発力によって破断させる破断手段と、破断手段を防水
   する防水手段とを備えていることを特徴とする車両の電
   源確保装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３記載の車両の電源確保装
   置において、上記短絡検出手段は、スタータスイッチが
   開成しているか否かを監視するスイッチ監視手段と、ス
   タータリレーが上記制御回路を通電しているか否かを監
   視するリレー監視手段と、両監視手段の出力に基づいて
   短絡判定を行う判定手段とを有していることを特徴とす
   る車両の電源確保装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の車両の電源確保装置にお
   いて、上記スイッチ監視手段は、判定手段にスタータス
   イッチの接続された回路の電圧を出力する枝線であると
   ともに、上記リレー監視手段は、判定手段にスタータリ
   レーの接点が電圧を出力する枝線であることを特徴とす
   る車両の電源確保装置。
6. 【請求項６】 スタータの給電回路を制御する制御回路
   中の短絡を検出し、短絡発生時に前記給電回路と制御回
   路の何れかを火薬の爆発力により遮断することを特徴と
   する車両の電源確保方法。