JP2003052113A - 車両用電気接続装置 - Google Patents

車両用電気接続装置

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JP2003052113A JP2001239438A JP2001239438A JP2003052113A JP 2003052113 A JP2003052113 A JP 2003052113A JP 2001239438 A JP2001239438 A JP 2001239438A JP 2001239438 A JP2001239438 A JP 2001239438A JP 2003052113 A JP2003052113 A JP 2003052113A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる電圧を扱う複数の車載負荷うち、単一
の車載負荷に故障が発生した場合においても、他の車載
負荷を確実に保護する。 【解決手段】 高電圧を低電圧に変換して低電圧電源線
３２を介して複数のＥＣＵ２４に出力するＤＣ／ＤＣコ
ンバータ３１と、高電圧幹線１２から分岐して高電圧を
各ＥＣＵ２４に供給する高電圧電源線３５と、低電圧電
源線３２のＤＣ／ＤＣコンバータ３１とＥＣＵ２４との
間に、各ＥＣＵ２４ごとに設けられた複数の低電圧ヒュ
ーズ３４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１と複数の低電圧
ヒューズ３４との間に設けられ、一方端が低電圧電源線
３２と接続され、他方端が接地端子５１と接続されたス
イッチング素子４２と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１と複
数の低電圧ヒューズ３４との間に設けられ、低電圧電源
線３２に供給される電圧を検出し、ＥＣＵ２４で高電圧
電源線２２と低電圧電源線２３との間に短絡が発生して
低電圧電源線３２に過電圧が発生したと判定すると、ス
イッチング素子４２をオン状態にするコントローラ４１
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両内の車載負荷
が駆動する電圧よりも高い電圧を供給する高電圧バッテ
リを備え、高電圧バッテリからの電圧を変換して車載負
荷に供給する車両用電気接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、燃費の向上を図り、燃費に有利な
モータ・ジェネレータと接続された４２［Ｖ］という高
電圧電源を使用して、自動車に搭載される各種車載負荷
を駆動する開発が進められている。
【０００３】しかし、高電圧電源を搭載し、車両に信号
線や電源線を施設して車両各部に設けられた車載負荷を
各ＥＣＵで制御する車両内多重通信システムにおいて、
各ＥＣＵ等には、５［Ｖ］という低電圧電源を設ける必
要がある。
【０００４】このような車両内多重通信システムでは、
特開平１０−８４６２６号公報で開示されているよう
に、高電圧電源からの高電圧を低電圧に変換するときに
は、電気接続箱内のＤＣ／ＤＣコンバータ等で一括変換
して各ＥＣＵ（Electric Control Unit）に電力を分配
していた。
【０００５】そして、従来の車両内多重通信システムで
は、各電気接続箱間などを図５に示すような幹線により
接続していた。この幹線は、被覆層１０１の内側に強化
層１０２が配設され、この強化層１０２の内側にシース
１０３を介して短絡検知層１０４が配設され、更に、こ
の短絡検知層１０４の内側に各種電線が配設されてい
る。この各種電線とは、電圧変換をするＤＣ／ＤＣコン
バータ等の出力端に接続されて電圧が供給され、シール
ド部材１０５による耐ノイズ処理が施されたＥＣＵ用５
Ｖ電源線１０６、１２Ｖバッテリやオルタネータ等の出
力端に接続された１２Ｖ電源線１０７、例えば操作スイ
ッチからの信号用のツイスト線等からなる多重信号線１
０８、及びドレーン線１０９等である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気接
続箱で一括して高電圧を低電圧に変換する電力分配方法
では、ＥＣＵ等の故障等により、低電圧で動作する低電
圧系回路と、高電圧の伝達等をする高電圧系回路とがシ
ョートした場合、複数のＥＣＵを含む低電圧系回路全体
に、高電圧が印加される状態になり、例えば正常に動作
しているＥＣＵや、電気接続箱内のＤＣ／ＤＣコンバー
タの出力側が過電圧状態となってしまう。
【０００７】このような場合、電気接続箱と、各ＥＣＵ
間の低電圧用電線に過電圧防止用のヒューズを挿入した
場合でも、ヒューズを溶断する電流が流れない限り、高
電圧が低電圧系回路に印加されてしまう。
【０００８】したがって、従来の車両用多重通信システ
ムでは、複数のＥＣＵが相互に接続されている場合に、
単一のＥＣＵが故障を起こすだけで、低電圧系回路全体
に支障をきたすおそれがあった。
【０００９】そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて
提案されたものであり、異なる電圧を扱う複数の車載負
荷うち、単一の車載負荷に故障が発生した場合において
も、他の車載負荷を確実に保護することができる車両用
電気接続装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
上述の課題を解決するために、第１電圧が供給される第
１電源供給線が入力端に接続され、第１電圧を、この第
１電圧より低い第２電圧に変換して第２電圧を第２電源
供給線を介して複数の車載負荷に出力する電圧変換手段
と、上記第１電源供給線から分岐して第１電圧を上記各
車載負荷に供給する第１電圧供給手段と、上記第２電源
供給線の上記電圧変換手段と上記各車載負荷との間に、
各車載負荷ごとに設けられた複数のヒューズと、上記電
圧変換手段と上記複数のヒューズとの間に設けられ、一
方端が上記第２電源供給線と接続され、他方端が接地端
子と接続されたスイッチ手段と、上記電圧変換手段と上
記複数のヒューズとの間に設けられ、上記第２電源供給
線に供給される電圧を検出する電圧検出手段と、上記電
圧検出手段で検出した電圧に基づいて、上記車載負荷で
上記第１電源供給線と上記第２電源供給線との間に短絡
が発生して上記第２電源供給線に過電圧が発生したと判
定すると、上記スイッチ手段をオン状態にして、上記第
２電源接続線と上記接地端子とを接続する過電圧保護手
段とを備える。
【００１１】請求項２に係る発明では、請求項１記載の
発明であって、上記車載負荷はＥＣＵであり、車載電装
部品の制御をする。
【００１２】請求項３に係る発明では、請求項１又は請
求項２に記載の発明であって、ヒューズは、第１電圧用
である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【００１４】本発明は、例えば図１に示すように構成さ
れた車両内通信システムに適用される。
【００１５】［車両内通信システムの構成］車両内通信
システムは、モータ・ジェネレータ１、モータ・ジェネ
レータ１と高電圧電源線１１を介して接続された高電圧
バッテリ２、高電圧バッテリ２と高電圧幹線１２を介し
て接続された複数の車両制御装置３を備えて構成されて
いる。この車両内通信システムは、モータ・ジェネレー
タ１で発生した高電圧を、高電圧バッテリ２に充電し、
充電した高電圧を高電圧幹線１２を介して複数の車両制
御装置３に供給するように構成されている。
【００１６】各車両制御装置３は、図１に示すように、
高電圧幹線１２と接続された電気接続箱（Ｊ／Ｂ）２１
と、電気接続箱２１と高電圧電源線２２及び低電圧電源
線２３を介して接続された複数のＥＣＵ２４とを備え
る。この車両制御装置３は、例えば高電圧である４２
［Ｖ］が供給され、駆動させる車載負荷としてＥＣＵ２
４を低電圧である５［Ｖ］で駆動させる。
【００１７】各ＥＣＵ２４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３
１からの低電圧が低電圧ヒューズ３４を介して供給され
ることにより駆動し、他のＥＣＵ２４との間で情報の送
受信や、他の車載電装部品の制御を行ったりする。
【００１８】電気接続箱２１は、図２に示すように、高
電圧幹線１２と接続されて高電圧が供給されるＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ３１、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１と低電圧
電源線３２を介して接続された過電圧保護回路３３、過
電圧保護回路３３と低電圧電源線３２を介して接続され
た低電圧ヒューズ３４、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の入
力側と高電圧電源線３５を介して接続された高電圧ヒュ
ーズ３６を備える。
【００１９】ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、高電圧幹線
１２を介して高電圧が供給され、低電圧に変換して、低
電圧電源線３２を介して過電圧保護回路３３に供給す
る。このＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、例えば４２
［Ｖ］の高電圧が供給され、ＥＣＵ２４の駆動電圧であ
る５［Ｖ］の低電圧に変換して過電圧保護回路３３に供
給する。
【００２０】過電圧保護回路３３は、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３１と低電圧ヒューズ３４との間の低電圧電源線３
２と接続されたコントローラ４１と、低電圧電源線３２
と接続されコントローラ４１よりも低電圧ヒューズ３４
側に配設されたスイッチング素子４２とを備える。
【００２１】この過電圧保護回路３３は、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ３１の出力側である低電圧系回路の電圧を監視
し、例えば予め設定した所定電圧値より高い過電圧が発
生したことをコントローラ４１により検出すると、コン
トローラ４１によりスイッチング素子４２をオン状態に
する制御信号を生成して、スイッチング素子４２に供給
する。スイッチング素子４２は、一方が低電圧電源線３
２と接続されると共に、他方が接地端子５１と接続され
ている。
【００２２】この電気接続箱２１では、高電圧幹線１２
を介して供給される高電圧を高電圧電源線３５、高電圧
ヒューズ３６、高電圧電源線２２を介してＥＣＵ２４に
供給すると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１で変換した
低電圧を低電圧電源線３２、過電圧保護回路３３、低電
圧ヒューズ３４を介してＥＣＵ２４に供給する。これに
より、各ＥＣＵ２４では、低電圧により駆動すると共
に、高電圧で図示しない他の車載負荷回路を駆動させる
処理をする。
【００２３】なお、上述の車両内通信システムでは、４
２［Ｖ］の高電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ３１により５
［Ｖ］の低電圧に変換してＥＣＵ２４に駆動電圧として
供給する例について説明したが、ＤＣ／ＤＣコンバータ
３１で例えば４２［Ｖ］を７［Ｖ］に変換して、ＥＣＵ
２４内部のシリーズレギュレータにより５［Ｖ］に変換
して、ＥＣＵ２４の駆動電圧としても良い。
【００２４】このような車両内通信システムにおいて、
複数のＥＣＵ２４のうち、一つのＥＣＵ２４内で故障が
発生し、高電圧電源線２２と低電圧電源線２３とがショ
ートすると、図３、及び図４の時刻Ｔ１に示すように、
高電圧電源線２２から低電圧電源線２３及び低電圧ヒュ
ーズ３４に高電圧（４２［Ｖ］）が印加される（図４
（ａ））。そして、コントローラ４１により低電圧電源
線３２の過電圧（４２［Ｖ］）を検出すると、スイッチ
ング素子４２に制御信号を供給して、スイッチング素子
４２をオン状態にする。
【００２５】これにより、低電圧電源線２３と接地端子
５１とを接続して、図３に示すように、ＥＣＵ２４でシ
ョートして低電圧電源線２３に流入する大電流を低電圧
ヒューズ３４、スイッチング素子４２を介して接地端子
５１に導く（図４（ｃ））。そして、スイッチング素子
４２に電流が時刻Ｔ２まで流れて、時刻Ｔ３で低電圧ヒ
ューズ３４が溶断する。このとき、低電圧ヒューズ３４
が大電流のために溶断するが、他のＥＣＵ２４には大電
流が流入しないので低電圧ヒューズ３４の溶断が発生し
ない。
【００２６】ここで、各低電圧ヒューズ３４は、低電圧
（５［Ｖ］）を越えるような例えば既知の１４Ｖ用ヒュ
ーズでは、高電圧（４２［Ｖ］）において飛散が激しく
なり絶縁抵抗を満足できないという問題点があるため
に、高電圧（４２［Ｖ］）と低電圧（５［Ｖ］）との短
絡に備えて、予め高電圧（４２［Ｖ］）用ヒューズを使
用する。
【００２７】時刻Ｔ３において、低電圧ヒューズ３４が
溶断して、コントローラ４１により検出される低電圧電
源線３２の電圧が再度低電圧（５［Ｖ］）に戻ると（図
４（ａ））、コントローラ４１は、スイッチング素子４
２への制御信号の供給を停止して、スイッチング素子４
２をオフ状態にする。
【００２８】これにより、車両内通信システムによれ
ば、複数のＥＣＵ２４のうち、一つのＥＣＵ２４に故障
が発生して、高電圧電源線２２と低電圧電源線２３との
短絡が発生しても、低電圧電源線３２及び高電圧電源線
２２を介して他のＥＣＵ２４に大電流が供給されること
はない。
【００２９】したがって、この車両内通信システムによ
れば、内部の故障などにより高電圧系回路と、低電圧系
回路が短絡した場合であっても、低電圧系回路と接続さ
れたコントローラ４１により過電圧を検出し、スイッチ
ング素子４２をオン状態にすることにより、低電圧系回
路から接地端子５１に大電流を導くことができ、低電圧
系回路の低電圧ヒューズ３４を溶断することができる。
【００３０】すなわち、この車両内通信システムによれ
ば、図１に示したように、単一のＤＣ／ＤＣコンバータ
３１で変換した低電圧を使用して複数のＥＣＵ２４を動
作させる場合において、一つのＥＣＵ２４に故障が発生
することで高電圧電源線２２と低電圧電源線２３とが短
絡して、低電圧電源線３２が過電圧状態になったとき
に、コントローラ４１によりスイッチング素子４２をオ
ン状態にして、故障したＥＣＵ２４と接地端子５１とを
接続することができる。
【００３１】したがって、この車両内通信システムによ
れば、故障したＥＣＵ２４に接続された低電圧ヒューズ
３４のみを溶断することができ、他の正常に動作するＥ
ＣＵ２４に不都合を与えることを防止することができ
る。
【００３２】したがって、この車両内通信システムによ
れば、故障となったＥＣＵ２４についてのヒューズのみ
を確実に溶断することができるので、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３１の出力側の低電圧系回路全体を動作停止状態に
することを防止し、低電圧システムを確実に保護するこ
とができる。
【００３３】したがって、この車両内通信システムによ
れば、ＥＣＵ２４により車載電装部品を制御している場
合において、一つのＥＣＵ２４に故障が発生して高電圧
電源線２２と低電圧電源線２３との間でショートが発生
しても、他のＥＣＵ２４に大電流を供給して故障させる
ことなく、他のＥＣＵ２４により制御される車載電装部
品を正常に動作させることができる。
【００３４】なお、上述の実施の形態は本発明の一例で
ある。このため、本発明は、上述の実施形態に限定され
ることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明
に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に
応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【００３５】また、上述した車両内通信システムの説明
においては、低電圧系回路を構成する車載負荷としてＥ
ＣＵである場合について説明したが、これに限らず、他
の低電圧で動作する車載負荷であっても本発明が適用可
能であることは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、車載負荷
で第１電源供給線と第２電源供給線との間に短絡が発生
して第２電源供給線に過電圧が発生したと判定すると、
スイッチ手段をオン状態にして、第２電源供給線と接地
端子とを接続することにより、第２電源供給線に設けら
れ、短絡が発生した車載負荷についてのヒューズのみに
第１電圧による大電流を流すことができ、確実にヒュー
ズを溶断するので、異なる電圧を扱う複数の車載負荷の
うち、単一の車載負荷に故障が発生した場合において
も、他の車載負荷を確実に保護することができる。
【００３７】請求項２に係る発明によれば、請求項１記
載の発明での効果に加えて、車載負荷がＥＣＵであって
車載電装部品の制御をするものであっても、各ＥＣＵに
ついてのヒューズを確実に溶断することができ、他のＥ
ＣＵに大電流を流して故障させることを防止でき他のＥ
ＣＵを確実に保護することができる。
【００３８】請求項３に係る発明では、請求項１又は請
求項２に記載の発明での効果に加えて、ヒューズを第１
電圧用のものを使用したので、第１電圧による大電流に
より確実に溶断させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した車両内通信システムの構成を
示す回路図である。
【図２】本発明を適用した車両内通信システムの電気接
続箱の構成を示す回路図である。
【図３】本発明を適用した車両内通信システムにおいて
ＥＣＵで短絡が発生した場合の電流の流れについて説明
するための図である。
【図４】高電圧電源線と低電圧電源線とのショートが発
生したときの低電圧系回路の電圧、コントローラの動
作、スイッチング素子に流れる電流の関係を示すタイミ
ングチャートである。
【図５】電気接続箱間などを接続する幹線の構造を説明
するための図である。
【符号の説明】
１ モータ・ジェネレータ ２ 高電圧バッテリ ３ 車両制御装置 １１ 高電圧電源線 １２ 高電圧幹線 ２１ 電気接続箱 ２２ 高電圧電源線 ２３ 低電圧電源線 ２４ ＥＣＵ ３１ ＤＣ／ＤＣコンバータ ３２ 低電圧電源線 ３３ 過電圧保護回路 ３４ 低電圧ヒューズ ３５ 高電圧電源線 ３６ 高電圧ヒューズ ４１ コントローラ ４２ スイッチング素子 ５１ 接地端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｒ 16/02 ６６０ Ｂ６０Ｒ 16/02 ６６０Ｇ ６６０Ｋ ６７０ ６７０Ａ Ｇ０１Ｒ 31/02 Ｇ０１Ｒ 31/02 Ｈ０２Ｈ 3/20 Ｈ０２Ｈ 3/20 Ｚ Ｆターム(参考） 2G014 AA03 AB23 AC07 5G004 AA04 AB03 BA02 BA03 DC04 DC13 5G361 BA01 BB01 BB03 BC01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１電圧が供給される第１電源供給線が
    入力端に接続され、第１電圧を、この第１電圧より低い
    第２電圧に変換して第２電圧を第２電源供給線を介して
    複数の車載負荷に出力する電圧変換手段と、 上記第１電源供給線から分岐して第１電圧を上記各車載
    負荷に供給する第１電圧供給手段と、 上記第２電源供給線の上記電圧変換手段と上記各車載負
    荷との間に、各車載負荷ごとに設けられた複数のヒュー
    ズと、 上記電圧変換手段と上記複数のヒューズとの間に設けら
    れ、一方端が上記第２電源供給線と接続され、他方端が
    接地端子と接続されたスイッチ手段と、 上記電圧変換手段と上記複数のヒューズとの間に設けら
    れ、上記第２電源供給線に供給される電圧を検出する電
    圧検出手段と、 上記電圧検出手段で検出した電圧に基づいて、上記車載
    負荷で上記第１電源供給線と上記第２電源供給線との間
    に短絡が発生して上記第２電源供給線に過電圧が発生し
    たと判定すると、上記スイッチ手段をオン状態にして、
    上記第２電源接続線と上記接地端子とを接続する過電圧
    保護手段とを備えることを特徴とする車両用電気接続装
    置。
  2. 【請求項２】 上記車載負荷はＥＣＵ（Electric Contr
    ol Unit）であり、車載電装部品の制御をすることを特
    徴とする請求項１記載の車両用電気接続装置。
  3. 【請求項３】 上記ヒューズは、上記第１電圧用である
    ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用
    電気接続装置。
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