JP2006020404A - Vehicle power supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載されている種々の電装品、装置、機器等の負荷を制御するシステムに電源等の電力を供給する車両用給電システムに関するものであり、特に複数の電装品などへの給電ループで障害があった場合でも、電源を適切に保護するとともに重要な負荷への電源供給が支障なく行われるようにした車両用給電システムに関する。 The present invention relates to a vehicle power supply system that supplies power such as a power source to a system that controls a load of various electrical components, devices, equipment, and the like mounted on a vehicle, and particularly to a plurality of electrical components. The present invention relates to a vehicle power supply system that appropriately protects a power supply even when a failure occurs in a power supply loop, and allows power supply to an important load without trouble.
近時、車両の電気負荷はますます増大してきており、主機、補機を電子制御するための電源系統及び信号系統が増大する一方、フロントパネルの計器類を電子的な表示方式に変更するなど電装品が数多く搭載されてきている。これにともなって電源系統及び信号系統の増大が大きな課題となってきており、その信頼性を確保するために電源系統及び信号系統の標準化、合理化が進められている。一例として、信号系統として基幹部分にはCAN(controller area network)システムを適用する一方、端末通信にはLIN(local interconnect network)システムを適用した車内LANが採用されている。基幹部分を対象としたCANシステムは、通信方式としてCSMA/CDが採用され、各制御器が自律分散制御を行うなど標準化が進んでいる。 Recently, the electric load on vehicles has been increasing, and while the power supply system and signal system for electronic control of the main engine and auxiliary equipment have increased, the instrumentation on the front panel has been changed to an electronic display system, etc. Many electrical components have been installed. Accordingly, the increase of power supply systems and signal systems has become a major issue, and standardization and rationalization of power supply systems and signal systems are being promoted in order to ensure the reliability. As an example, a CAN (controller area network) system is applied to the backbone as a signal system, while an in-vehicle LAN using a LIN (local interconnect network) system is adopted for terminal communication. The CAN system for the core part is adopting CSMA / CD as a communication method, and standardization is progressing such that each controller performs autonomous distributed control.
これに対し、車両の周辺部分などでは合理化、標準化が遅れており、特に電源系統については個別機器毎に電源線が布設されて給電が行われている。そのため、電源を保護するための保護手段も各電源線に設置されているのが現状である。 On the other hand, rationalization and standardization have been delayed in the vicinity of the vehicle and the like. In particular, with regard to the power supply system, a power line is laid for each individual device to supply power. Therefore, at present, protection means for protecting the power supply is also installed in each power supply line.
電源を保護する回路保護部として、一般にはヒューズ、IPS、PTC素子等が用いられている。ヒューズは、負荷電流が所定値以上に大きくなると溶断して負荷への給電を停止させるものである。またIPS(intelligent power switch)は、シャント抵抗などで過電流を検知して半導体スイッチをオフにするものである。さらに、PTC(positive temperature coefficient)素子は、自身の温度が上昇すると抵抗が大きくなるといった特性を利用して、過電流による発熱での抵抗変化により負荷電流を抑制するものである。 Generally, a fuse, an IPS, a PTC element or the like is used as a circuit protection unit for protecting the power supply. The fuse is blown when the load current becomes larger than a predetermined value to stop the power supply to the load. An IPS (intelligent power switch) detects an overcurrent with a shunt resistor or the like and turns off the semiconductor switch. Furthermore, a PTC (positive temperature coefficient) element suppresses a load current by a resistance change due to heat generation due to an overcurrent, using a characteristic that resistance increases as its temperature rises.
特開平5−64361号公報は、車両用補機を制御する複数の負荷制御器に対して独立した2系統の電源線をそれぞれ配索することにより、衝突時等においていずれか1本の電源線がショートした場合でも、全補機への給電を継続させようとするものである。ここでは、複数の負荷制御器を独立した2系統の電源線にそれぞれ配索するにあたって、すべての負荷制御器に対して逆流防止用のダイオードを介在させている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-64361 discloses that two independent power supply lines are routed to a plurality of load controllers that control auxiliary equipment for a vehicle, so that any one of the power supply lines in the event of a collision or the like. Even if a short circuit occurs, power supply to all the auxiliary machines is continued. Here, in order to route a plurality of load controllers to two independent power supply lines, a backflow prevention diode is interposed for all the load controllers.
特開平10−262330号公報は、隣接する電源分配装置間で多重信号伝送ユニットを介して情報交換を行い、該情報に基づいて障害地点を特定して排除するものである。
しかしながら、ドア、ルーフ、バックドア等といった車両の周辺部分を対象としたLINシステムでは、電源系統及び信号系統の標準化、合理化はほとんど進んでいない。これは、ドア及びバックドア等では電源系統及び信号系統の配線を布設できるエリアが極めて限られており、LINシステムの適用により多重化を進めようとすると、信号が集積するノード部分が大きくなって設置スペースの確保が困難になっているためである。電源系統については、標準化、合理化への対応が更に困難な状況である。電源系統は、各負荷毎に個別に給電するラインが設けられており、保護手段も各ライン毎に設置されるなど合理化が進んでいない。 However, the standardization and rationalization of the power supply system and signal system have hardly progressed in the LIN system for the peripheral parts of vehicles such as doors, roofs, and back doors. This is because the area where the wiring of the power supply system and the signal system can be laid is extremely limited in doors and back doors, etc., and if the multiplex system is applied by applying the LIN system, the node portion where the signals are integrated becomes large. This is because it is difficult to secure the installation space. Regarding power supply systems, it is more difficult to respond to standardization and rationalization. The power supply system is provided with a line for supplying power separately for each load, and the rationalization has not progressed, such as a protection means being installed for each line.
保護手段に用いられるヒューズは、過電流により一度溶断してしまうと、再び給電を開始するためにはヒューズを交換しなければならない。これは、部品代がかかるだけでなく手間も要するといった欠点がある。IPSは、部品交換の必要はないが、電流センサ、制御部、ドライバなどを半導体で構成しているため、コストが高くなるといった課題がある。PTC素子は、回路が絶たれて電流が流れなくなると温度が低下するため、故障箇所が回復していなくても温度低下とともに抵抗値が小さくなって再び異常電流が流れてしまうといった課題がある。 Once the fuse used for the protection means is blown by an overcurrent, the fuse must be replaced in order to start supplying power again. This has the disadvantage of not only costing parts but also labor. The IPS does not require parts replacement, but has a problem that the cost increases because the current sensor, the control unit, the driver, and the like are formed of semiconductors. Since the temperature of the PTC element decreases when the circuit is cut off and the current stops flowing, the resistance value decreases as the temperature decreases and the abnormal current flows again even if the failure location is not recovered.
特開平5−64361号公報に開示されている方法では、複数の負荷制御器を独立した2系統の電源線にそれぞれ配索するにあたって、負荷の重要性等によらずすべての負荷制御器に対して逆流防止用のダイオードを介在させる必要があった。そのため、重要度の低い負荷に対しても電源供給のためには逆流防止用のダイオードが必要になるが、これはコストがかさむだけでなく設置スペースの確保がますます困難になる原因ともなった。また、事故等により電源線が2系統とも地絡した場合には、接続されたすべての負荷への給電が停止してしまうといった課題もある。 In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-64361, when a plurality of load controllers are wired to two independent power supply lines, all load controllers are controlled regardless of the importance of the load. Therefore, it was necessary to interpose a backflow prevention diode. For this reason, a diode for preventing a backflow is required to supply power even to a less important load, which not only increases costs but also makes it difficult to secure installation space. In addition, when both power systems are grounded due to an accident or the like, there is a problem that power supply to all connected loads is stopped.
特開平10−262330号公報に開示されている方法では、障害地点の特定に複雑なロジックが用いられており、そのため重要度の低い負荷であっても給電線に接続されているすべての負荷に対して同じ機能が必要になるといった課題がある。 In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-262330, complex logic is used to identify a failure point. Therefore, even for a less important load, all loads connected to the feeder line are used. However, there is a problem that the same function is required.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、異常ノードに対して異常原因が除去されるまで異常検知状態を保持することができる保護手段を提供するとともに、事故等で複数の電源ラインが地絡等の故障状態となった場合でも、一部のノードは正常に給電を継続できる車両用給電システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a protection means that can maintain an abnormality detection state until an abnormality cause is removed for an abnormal node, and a plurality of power supplies in an accident or the like. It is an object of the present invention to provide a vehicle power supply system in which some nodes can continue power supply normally even when a line is in a fault state such as a ground fault.
この発明の車両用給電システムの第1の態様は、複数系統の電源と、車両の各所に配設された電気負荷を制御するための負荷制御器をそれぞれ備えた複数のノードと、前記複数系統の電源の各々の系統に接続されたループ状の電源線とを有し、前記各ノードが前記ループ状の電源線に接続されている構成を備えた車両用給電システムであって、前記複数系統の電源の各々の系統と前記ループ状の電源線とは電源線接続部において接続され、前記ループ状の電源線は、前記電源線接続部と前記ノードとの間に回路保護部を有することを特徴とする車両用給電システムである。 According to a first aspect of the vehicle power supply system of the present invention, a plurality of power sources, a plurality of nodes each provided with a load controller for controlling an electric load disposed at various locations of the vehicle, and the plurality of systems A power supply system for a vehicle having a configuration in which each node is connected to the loop power supply line, the power supply system for a vehicle having a loop power supply line connected to each power supply system Each power supply system and the loop-shaped power line are connected to each other at a power line connecting part, and the loop-shaped power line has a circuit protection part between the power line connecting part and the node. It is the electric power feeding system for vehicles characterized.
第2の態様は、前記回路保護部は、自己復帰機能を備えた回路遮断手段と、前記回路遮断手段に直列に接続された接点と、前記回路遮断手段及び前記接点に並列に接続され前記接点を開保持するための接点保持手段とを有することを特徴とする車両用給電システムである。 According to a second aspect, the circuit protection unit includes a circuit breaker having a self-recovery function, a contact connected in series to the circuit breaker, and the contact connected in parallel to the circuit breaker and the contact. And a contact holding means for opening and holding the vehicle.
第3の態様は、前記回路保護部は、自己復帰機能を備えた回路遮断手段と、前記回路遮断手段に直列に接続された第一の接点と、前記回路遮断手段の下流側で分岐して負荷側に電源を供給するためのバックアップ電源線と、前記バックアップ電源線上に設けられた第二の接点と、前記回路遮断手段及び前記接点に並列に接続され前記第一の接点を開保持するとともに前記第二の接点を閉保持する接点保持手段とを有することを特徴とする車両用給電システムである。 According to a third aspect, the circuit protection unit includes a circuit breaker having a self-recovery function, a first contact connected in series to the circuit breaker, and a downstream side of the circuit breaker. A backup power supply line for supplying power to the load side, a second contact provided on the backup power supply line, the circuit breaker and the contact connected in parallel to open and hold the first contact A vehicle power supply system comprising contact holding means for closing and holding the second contact.
第4の態様は、前記回路保護部は、前記回路遮断手段に異常電流が発生したことを知らせる異常警告手段をさらに有することを特徴とする車両用給電システムである。 According to a fourth aspect of the vehicle power supply system, the circuit protection unit further includes an abnormality warning unit that notifies the circuit interruption unit that an abnormal current has occurred.
第5の態様は、前記回路保護部は、前記異常電流の発生原因が除去された後に前記回路保護部の動作を前記異常電流の発生前の状態に復帰させる復帰手段をさらに有することを特徴とする車両用給電システムである。 According to a fifth aspect, the circuit protection unit further includes a return unit that returns the operation of the circuit protection unit to a state before the occurrence of the abnormal current after the cause of the abnormal current is removed. This is a vehicle power supply system.
第6の態様は、前記ループ状の電源線には、前記電源線に接続された1つ以上の隣接するノードを挟んで両側にそれぞれ1回線毎に開放部が形成されていることを特徴とする車両用給電システムである。 A sixth aspect is characterized in that the loop-shaped power supply line is formed with an open portion for each line on both sides across one or more adjacent nodes connected to the power supply line. This is a vehicle power supply system.
第7の態様は、前記電源線の各々に設けられた前記開放部に挟まれた区間の前記電源線には、前記電源線を地絡等の故障から保護するための保護構造が設けられていることを特徴とする車両用給電システムである。 In a seventh aspect, the power supply line in the section sandwiched between the open portions provided in each of the power supply lines is provided with a protection structure for protecting the power supply line from a fault such as a ground fault. It is the electric power feeding system for vehicles characterized by having.
第8の態様は、前記電源線の一の回線に設けられた開放部と他の回線に設けられた開放部との間で前記電源線に接続されている前記各ノードに対しては、前記電源線と前記各ノードとの接続をともに逆流防止手段を介して行う一方、前記電源線接続部から前記開放部までの間で前記電源線に接続されている前記各ノードに対しては、前記開放部を有する回線と前記各ノードとの接続を前記逆流防止手段を介して行うとともに、他方の開放部を有さない回線との接続は前記逆流防止手段を介さずに行うことを特徴とする車両用給電システムである。 In an eighth aspect, for each of the nodes connected to the power line between an open part provided on one line of the power line and an open part provided on another line, While connecting the power supply line and each of the nodes together through the backflow prevention means, for each of the nodes connected to the power supply line from the power supply line connection portion to the open portion, The connection between the line having an open portion and each of the nodes is made through the backflow prevention means, and the connection to the other line having no open portion is made without going through the backflow prevention means. This is a vehicle power supply system.
第9の態様は、前記複数の電源に代えて上位の制御器とし、前記ループ状の電源線に代えて前記各ノードの負荷制御器に接続されたループ状の信号線とすることによって通信系回路に適用したことを特徴とする車両用給電システムである。 According to a ninth aspect, a communication system is configured by using a high-order controller instead of the plurality of power supplies, and using a loop signal line connected to the load controller of each node instead of the loop power line. A power supply system for a vehicle characterized by being applied to a circuit.
この本発明によれば、複数系統の電源の各々の系統と前記ループ状の電源線との接続部である電源線接続部のループ状の電源線側、具体的には電源線接続部と前記ノードとの間に回路保護部を設けたことにより、電源線が事故等により断線した場合に、該断線部分から回路保護部までの区間に地絡がない電源線に対しては給電が継続されるという優れた効果がある。 According to the present invention, the loop-shaped power line side of the power line connecting portion, which is a connecting portion between each system of a plurality of power sources and the loop-shaped power line, specifically, the power line connecting portion and the above-mentioned By providing a circuit protection unit with the node, when the power supply line is disconnected due to an accident, etc., power is continuously supplied to the power supply line that has no ground fault in the section from the disconnected part to the circuit protection unit. There is an excellent effect.
更にこの発明によれば、回路保護部に自己復帰機能を備えた回路遮断手段を用いることにより回路保護部が作動した場合でも部品交換の必要はなく、さらに接点保持手段を設けることにより異常検出時の状態を保持することができ、バッテリ等の不要な放電を防ぐことができるという優れた効果がある。また、リレー、PTC素子等といった安価な部品を使用しており、保護機能のロジックも簡単であることから、低コストで実現できる。 Furthermore, according to the present invention, there is no need to replace parts even when the circuit protection unit is activated by using a circuit breaker having a self-recovery function in the circuit protection unit. It is possible to maintain this state, and there is an excellent effect that unnecessary discharge of the battery or the like can be prevented. Further, since inexpensive parts such as relays and PTC elements are used and the logic of the protection function is simple, it can be realized at low cost.
更にこの発明によれば、バックアップ電源線を追加したことにより電源線の地絡等で回路保護部が作動した場合でも、バックアップ電源線から負荷への給電が継続されるという優れた効果がある。 Furthermore, according to the present invention, there is an excellent effect that the power supply from the backup power supply line to the load is continued even when the circuit protection unit is activated due to the ground fault of the power supply line due to the addition of the backup power supply line.
更にこの発明によれば、異常警告手段の設置及び復帰手段の設置により、運転者は異常を迅速に把握でき、異常原因を除去した後には速やかに正常状態に復帰できるという優れた効果がある。 Further, according to the present invention, the installation of the abnormality warning means and the installation of the return means have an excellent effect that the driver can quickly grasp the abnormality and can quickly return to the normal state after removing the cause of the abnormality.
更にこの発明によれば、電源線に開放部を設けたことにより、複数の回線が地絡した場合であっても一部の負荷への給電が継続できるという優れた効果がある。特に、複数箇所の開放部で挟まれた電源線に接続されたノードは、電源線の地絡位置にかかわらず常に給電が可能となることから、重要な機能を有する負荷を当該ノードに割り当てることで、システムの安定性をより高めることが可能となる。 Furthermore, according to the present invention, by providing the open portion in the power supply line, there is an excellent effect that power can be continuously supplied to some loads even when a plurality of lines are grounded. In particular, a node connected to a power supply line sandwiched between multiple open sections can always supply power regardless of the ground fault position of the power supply line, so assign a load with important functions to the node. Thus, it becomes possible to further improve the stability of the system.
更にこの発明によれば、開放部で挟まれた区間の電源線に保護構造を付設することによって、当該区間に接続されたノードへの給電がより確実になる。よって、当該区間に重要な機能を持つ負荷を接続することによって、システムの安定性を飛躍的に高めることが可能となる。 Furthermore, according to the present invention, by providing the protection structure to the power supply line in the section sandwiched between the open portions, the power supply to the node connected to the section becomes more reliable. Therefore, by connecting a load having an important function to the section, the stability of the system can be dramatically improved.
更にこの発明によれば、開放部で挟まれた区間以外の電源線に接続されたノードに対しては、逆流防止手段の設置を省略することによりコスト低減が図れるだけでなく、設置スペースも少なくて済むという優れた効果がある。 Furthermore, according to the present invention, for a node connected to a power supply line other than the section sandwiched between the open portions, not only the cost reduction can be achieved by omitting the installation of the backflow prevention means, but also the installation space is reduced. There is an excellent effect that can be done.
更にこの発明によれば、電源系のみならず通信系への適用が容易であり、信頼性の高い通信系が実現できる。 Furthermore, according to the present invention, it is easy to apply not only to a power supply system but also to a communication system, and a highly reliable communication system can be realized.
本発明に係る車両用給電システムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
この発明の車両用給電システムの第1の態様は、複数系統の電源と、車両の各所に配設された電気負荷を制御するための負荷制御器をそれぞれ備えた複数のノードと、前記複数系統の電源の各々の系統に接続されたループ状の電源線とを有し、前記各ノードが前記ループ状の電源線に接続されている構成を備えた車両用給電システムであって、前記複数系統の電源の各々の系統と前記ループ状の電源線とは電源線接続部において接続され、前記ループ状の電源線は、前記電源線接続部と前記ノードとの間に回路保護部を有することを特徴とする車両用給電システムである。
Embodiments of a vehicle power supply system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
According to a first aspect of the vehicle power supply system of the present invention, a plurality of power sources, a plurality of nodes each provided with a load controller for controlling an electric load disposed at various locations of the vehicle, and the plurality of systems A power supply system for a vehicle having a configuration in which each node is connected to the loop power supply line, the power supply system for a vehicle having a loop power supply line connected to each power supply system Each power supply system and the loop-shaped power line are connected to each other at a power line connecting part, and the loop-shaped power line has a circuit protection part between the power line connecting part and the node. It is the electric power feeding system for vehicles characterized.
図1は、本発明の車両用給電システムの第1の態様の全体構成の一例を説明する図である。電源装置1は2系統の電源2、3で構成されている。また、2回線の電源線4、5はそれぞれがループ状に形成された電源線であって、それぞれ電源2、3に接続されている。さらに、電源2、3と電源線4、5とのそれぞれの電源線接続部6、7の前後には回路保護部8A、9A、8B、9Bが配設されている。車両の各所に配設された電気負荷を制御するための負荷制御器10をそれぞれ備えた複数のノード11a、11b、11c、11dは、それぞれ逆流防止手段としてのダイオード12を介して電源線4、5に接続されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the overall configuration of the first aspect of the vehicle power supply system of the present invention. The power supply device 1 includes two power sources 2 and 3. The two
上記のように構成された車両用給電システムの動作を以下に述べる。いずれかの電源線が図1の13の地点(地絡点)で地絡した場合には、地絡した当該電源線が接続する回路保護部が作動して当該電源線への給電を停止する。例えば、電源線4が地絡した場合には、回路保護部8A、9Aが作動し、電源線4への給電が停止される。ここまでは公知の車両用給電システムとほぼ同様である。
The operation of the vehicle power supply system configured as described above will be described below. When one of the power supply lines has a ground fault at the point 13 (ground fault point) in FIG. 1, the circuit protection unit connected to the grounded power supply line is activated to stop power supply to the power supply line. . For example, when the
ここで、事故等により電源線が2回線とも14の地点(開放点)で断線して開放された場合を考える。この場合、ノード11aは回路保護部8A、8Bを経由して給電される一方、ノード11b、11c、11dは回路保護部9A、9Bを経由して給電される。この状態で、例えば電源線4、5が図1の地絡点13で2回線とも地絡した場合、回路保護部8A、8Bがともに作動し、ノード11aへの給電が停止してノード11aで制御されている負荷は動作できなくなるが、ノード11b、11c、11dへの給電は継続されており、ノード11b、11c、11dで制御されている負荷は正常に動作できる。
Here, a case is considered where both power lines are disconnected at 14 points (open points) due to an accident or the like and opened. In this case, the
以上の第1の態様で説明したように、回路保護部を電源線接続部と前記ノードとの間に設けることにより、電源線が断線した状態でさらに一部の電源線に地絡があっても、地絡がない区間の電源線に対しては給電が継続されるという優れた効果がある。 As described in the first aspect above, by providing the circuit protection unit between the power supply line connection unit and the node, there is a ground fault in some power supply lines in a state where the power supply line is disconnected. However, there is an excellent effect that power is continuously supplied to the power line in the section where there is no ground fault.
この発明の車両用給電システムの第2の態様は、回路保護部において、自己復帰機能を備えた回路遮断手段と、前記回路遮断手段に直列に接続された接点と、前記回路遮断手段及び前記接点に並列に接続され前記接点を開保持するための接点保持手段とを有することを特徴とする車両用給電システムである。 According to a second aspect of the vehicle power supply system of the present invention, in the circuit protection unit, a circuit breaker having a self-recovery function, a contact connected in series to the circuit breaker, the circuit breaker, and the contact And a contact holding means connected in parallel to open and hold the contact.
図2は、本発明の第2の態様を説明する図である。図2において、20は回路保護部、21は電源装置である。なお、図2における回路保護部20は、図1の回路保護部8A、8B、9A、9Bの具体的一例である。22は回路遮断手段であり、以下の説明ではPTC素子を用いた例を説明するが、バイメタル等を用いた回路遮断器などを用いることもできる。PTC素子22は固有の正温度特性を有しており、過大電流等によりPTC素子22の温度が上昇すると、PTC素子22の抵抗値が急激に大きくなって電流が殆ど流れなくなるという特性がある。また、温度が低下すると再び抵抗値が元の低い値に戻って電流が流れるといった可逆性を持っている。本発明は、このような正温度特性を有するPTC素子22を回路保護部20に適用し、さらに改良を加えたものである。PTC素子22の正温度特性の一例を図3に示す。図3は、温度の上昇に伴って抵抗値が急激に大きくなることを示している。
FIG. 2 is a diagram for explaining a second aspect of the present invention. In FIG. 2, 20 is a circuit protection part and 21 is a power supply device. The
接点23は、PTC素子22に直列に接続されており、通常は閉状態に保持されている。負荷に給電を行う電源線24は、接点23に接続されている。接点保持手段25は、PTC素子22及び接点23に並列に接続されており、2つのリレー励磁部26、27と2つの接点28、29から構成されている。この接点保持手段25は、電源線24に地絡事故が発生した場合などに接点23を開状態に駆動する。なお、接点28、29は、リレー励磁部26により制御され、通常は開状態に保持されている。
The
上記のように構成された回路保護部20の動作を以下に述べる。電源線24に地絡事故が発生すると、PTC素子22に過大電流が流れるとともに、接点保持手段25内に設けられたリレー励磁部26の両端に電圧が印加されるため、該リレー励磁部26が作動して接点28、29が閉状態に駆動される。同時に、PTC素子22は、過大電流によりその温度が上昇する。PTC素子22の温度が上昇すると、自身の温度特性によりPTC素子22の抵抗が急激に大きくなり、PTC素子22に流れる電流は急激に減少する。また、接点28、29が閉状態になるとリレー励磁部27が励磁され、これにより接点23が開状態になって電源線24への給電が停止される。接点28、29が閉状態になることで、リレー励磁部26、27の励磁が保持される。
The operation of the
この発明の車両用給電システムの第3の態様は、回路保護部において、自己復帰機能を備えた回路遮断手段と、前記回路遮断手段に直列に接続された第一の接点と、前記回路遮断手段の下流側で分岐して負荷側に電源を供給するためのバックアップ電源線と、前記バックアップ電源線上に設けられた第二の接点と、前記回路遮断手段及び前記接点に並列に接続され前記第一の接点を開保持するとともに前記第二の接点を閉保持する接点保持手段とを有することを特徴とする車両用給電システムである。 According to a third aspect of the vehicle power supply system of the present invention, in the circuit protection unit, a circuit breaker having a self-recovery function, a first contact connected in series to the circuit breaker, and the circuit breaker A backup power supply line for branching on the downstream side of the power supply to supply power to the load side, a second contact provided on the backup power supply line, the circuit interrupting means and the contact connected in parallel to the first And a contact holding means for closing and holding the second contact, and a vehicle power supply system.
図4は、本発明の第3の態様を説明する図である。第3の態様は、第2の態様で説明した図2の回路保護部20にバックアップ電源線を追加したものである。図4において、PTC素子22と第一の接点23との間から分岐して第二の接点31とバックアップ電源線32を追加している。追加された第二の接点31は、通常は開状態に保持されている。
FIG. 4 is a diagram for explaining a third aspect of the present invention. In the third mode, a backup power supply line is added to the
図4に示された本発明の回路保護部20の動作は以下の通りである。電源線24に地絡事故が発生すると、PTC素子22に過大電流が流れるとともに、接点保持手段25内に設けられたリレー励磁部26の両端に電圧が印加されるため、該リレー励磁部26が作動して接点28、29が閉状態に駆動され、さらにリレー励磁部27が励磁されるのは図2で説明した第2の態様と同じである。第3の態様では、リレー励磁部27が励磁されると第一の接点23を開状態に駆動するのに加えて、第二の接点31を閉状態に駆動する。その結果、電源線24への給電が停止される一方、バックアップ電源線32への給電が開始される。
The operation of the
第3の態様では、バックアップ電源線32を追加したことにより、電源線24が地絡等により負荷30への給電ができなくなった場合でも、バックアップ電源線32からの給電開始により負荷30の正常な動作が可能となる。さらに、バックアップ電源線32にも異常電流が流れた場合、PTC素子22は過電流による温度上昇で電流を通さなくなり、負荷への給電が完全に停止される。従って、異常状態のままバックアップ電源線32より給電が継続される事態は回避される。
In the third aspect, even when the
この発明の車両用給電システムの第4の態様は、回路保護部において、回路遮断手段に異常電流が発生したことを知らせる異常警告手段を追加したことを特徴とする車両用給電システムである。 According to a fourth aspect of the vehicle power supply system of the present invention, there is provided a vehicle power supply system characterized in that an abnormality warning means for notifying the circuit interruption means that an abnormal current has occurred is added to the circuit protection unit.
図5は、本発明の第4の態様を説明する図である。第4の態様は、第2の態様で説明した図2の回路保護部に異常警告手段としての異常警告灯33を追加したものである。異常警告手段33は、異常警告灯には限らず、ブザーなどであってもよい。第2の態様で説明したように、電源線24の地絡等による異常電流でPTC素子22前後の電位差が大きくなるとリレー励磁部26が励磁されるが、それとともに異常警告灯33を点灯させるようにしたものである。これにより、運転者は電源線24の異常を速やかに知ることができる。
FIG. 5 is a diagram for explaining a fourth aspect of the present invention. In the fourth aspect, an
この発明の車両用給電システムの第5の態様は、回路保護部において、異常電流の発生原因が除去された後に前記回路保護部の動作を前記異常電流の発生前の状態に復帰させる復帰手段を追加したことを特徴とする車両用給電システムである。 According to a fifth aspect of the vehicle power supply system of the present invention, the circuit protection unit includes return means for returning the operation of the circuit protection unit to the state before the occurrence of the abnormal current after the cause of the abnormal current is removed. A power supply system for a vehicle characterized by being added.
図6は、本発明の第5の態様を説明する図である。第5の態様は、第2の態様で説明した図2の回路保護部に、回路保護部の動作を前記異常電流の発生前の状態に復帰させる復帰手段として復帰スイッチ34を追加したものである。異常原因が除去された後、接点23を再び閉状態に戻して電源線24への給電を再開するための手段として、復帰スイッチ34を接点保持手段25に追加している。復帰スイッチ34は、接点保持手段25内の接点28、29の接地部分に設けており、復帰スイッチ34により接地されなくなるとリレー26、27の励磁が停止し、その結果接点23が閉状態に戻る。PTC素子22は、給電が停止されている間に温度が低下して抵抗値も元の低い値に回復していることから、接点23が閉状態に戻ると同時に電源線24への給電が再開される。
FIG. 6 is a diagram for explaining a fifth aspect of the present invention. In the fifth mode, a return switch 34 is added to the circuit protection unit of FIG. 2 described in the second mode as a return means for returning the operation of the circuit protection unit to the state before the occurrence of the abnormal current. . After the cause of the abnormality is removed, a return switch 34 is added to the contact holding means 25 as means for returning the
この発明の車両用給電システムの第6の態様は、ループ状の電源線には、前記電源線に接続された1つ以上の隣接するノードを挟んで両側にそれぞれ1回線毎に開放部が形成されていることを特徴とする車両用給電システムである。 According to a sixth aspect of the vehicle power supply system of the present invention, in the loop-shaped power supply line, an open portion is formed on each side of each line across one or more adjacent nodes connected to the power supply line. It is the electric power feeding system for vehicles characterized by being characterized.
図7は、本発明の第6の態様を説明する図である。前記電源線4、5はループ状に形成されているが、それぞれに開放部17、18を1箇所ずつ設けている。すなわち、第6の態様ではノード11cを挟んでノード11bとノード11cの間で電源線4が開放されており、ノード11cとノード11dの間で電源線5が開放されている。開放部17、18で挟まれたノード11cの接続例を図8に示す。図8において、電源線4(4A、4B)、5(5A、5B)はFFC41を利用して配設されており、電源線4、5とノード11cとはピアス42、43で接続されている。電源線4は、ピアス42による接続部の左側(回路保護部8A、8Bに接続された側)に開放部44を持ち、電源線5は、ピアス43による接続部の右側(回路保護部9A、9Bに接続された側)に開放部45を持っている。電源線4、5にFFCを利用することで、開放部44、45はパンチ等で容易に形成することが可能である。なお、図8における開放部44は図7における開放部17に、図8における開放部45は図7における開放部18にそれぞれ対応している。
FIG. 7 is a diagram for explaining a sixth aspect of the present invention. Although the
上記のように構成された車両用給電システムの動作を以下に述べる。車両の事故等により電源線4A、5Aが2回線とも15の個所で地絡すると、回路保護部8A、8Bともに作動して地絡点15の方向への給電が遮断される。その結果、ノード11a、11bへの給電は2回線とも停止され、ノード11a、11bで制御されている負荷はともに動作不能となる。これに対し、地絡点15の個所で地絡した本実施例のケースでは、回路保護部9A、9Bは作動しないため、ノード11dへの給電は継続される。また、ノード11cにおいては、電源3から電源線5Bを経由してくる給電が回路保護部8Bの作動のため停止されるが、電源2から電源線4Bを経由してくる給電は継続されている。以上の結果、ノード11c、11dへの給電は継続されるため、ノード11c、11dで制御されている負荷はともに動作が可能である。
The operation of the vehicle power supply system configured as described above will be described below. If the
第6の態様では、ノード11aとノード11bの間に位置する地絡点15の個所で地絡したケースについて説明したが、回路保護部8A、8Bとノード11aの間で地絡した場合も同様である。
In the sixth aspect, the case where a ground fault occurs at the
以上の第6の態様に対し、回路保護部9A、9Bとノード11dの間で2回線とも地絡して回路保護部9A、9Bが作動した場合には、ノード11dへの給電が停止される。これに対しノード11cは、電源2から電源線4Bを経由してくる給電が回路保護部9Aの作動のため停止されるが、電源3から電源線5Aを経由してくる給電は継続されている。
In contrast to the sixth aspect described above, when the
以上の第6の態様で説明したように、本発明の車両用給電システムによれば、電源線の任意の個所で2回線とも地絡して回路保護部が作動した場合でも、すべての負荷への給電が停止されることはなく、一部の負荷への給電は継続される。特に、2回線の電源線のそれぞれに1箇所ずつ設けられた開放部の間に挟まれたノードに対しては、電源線の任意の個所で2回線とも地絡した場合でも給電が維持される。したがって、たとえば重要な機能を有する負荷を開放部に挟まれたノードに割り当てることで、システムの安定性を大幅に向上させることができる。 As described in the sixth aspect above, according to the vehicle power supply system of the present invention, even when the circuit protection unit is activated due to a ground fault at any part of the power supply line, all loads are loaded. However, the power supply to some of the loads is continued. In particular, for a node sandwiched between open portions provided for each of two power supply lines, power supply is maintained even when both lines are grounded at an arbitrary position of the power supply line. . Therefore, for example, by assigning a load having an important function to a node sandwiched between open parts, the stability of the system can be greatly improved.
なお、2回線の電源線のうち1回線のみが停止した場合には、すべてのノードへの給電が確保されるのは言うまでもないことである。 Needless to say, when only one of the two power supply lines is stopped, power supply to all nodes is ensured.
この発明の車両用給電システムの第7の態様は、電源線の各々に設けられた開放部に挟まれた区間の電源線には、電源線を地絡等の故障から保護するための保護構造が設けられていることを特徴とする車両用給電システムである。 According to a seventh aspect of the vehicle power supply system of the present invention, a power supply line in a section sandwiched between open portions provided in each power supply line has a protective structure for protecting the power supply line from a fault such as a ground fault. Is a power supply system for a vehicle.
第7の態様を図9を用いて説明する。第6の態様では、2回線の電源線の各々に設けられた開放部に挟まれたノードは1ノードのみであった。これに対し、図9の本実施例では開放部17、18に挟まれた区間の電源線にはノード11bとノード11cの2ノードが接続されている。この場合、開放部17、18に挟まれた区間以外のいずれかの部分で2回線とも地絡して回路保護部が作動した場合は、開放部17、18に挟まれた区間の2ノードとも給電が維持されるのは第6及び第7の態様と同じである。これに対し、開放部17、18に挟まれた区間のノード11bとノード11cとの間で2回線とも地絡した場合には、ノード11b、11cとも給電が停止される。
A seventh aspect will be described with reference to FIG. In the sixth aspect, only one node is sandwiched between the open portions provided in each of the two power supply lines. On the other hand, in this embodiment of FIG. 9, two
そこで、第7の態様では開放部17、18で挟まれた区間に保護構造16を付設することで、同区間での地絡等の故障を回避している。この保護構造16は、例えば絶縁性材料によるカバーやチューブなどによって構成される。これによって、重要な機能を有する2種類の負荷を開放部17、18に挟まれた区間に割り当てることによって、システムの安定性を大きく向上させることが可能となる。第7の態様による効果は、例えば開放部に挟まれた区間にノードが3つ以上あっても同様に達成されるのは言うまでもない。
Therefore, in the seventh aspect, the
この発明の車両用給電システムの第8の態様は、電源線の一の回線に設けられた開放部と他の回線に設けられた開放部との間で電源線に接続されている各ノードに対しては、電源線と各ノードとの接続をともに逆流防止手段を介して行う一方、電源線接続部から開放部までの間で電源線に接続されている各ノードに対しては、開放部を有する回線と各ノードとの接続を逆流防止手段を介して行うとともに、他方の開放部を有さない回線との接続は逆流防止手段を介さずに行うことを特徴とする車両用給電システムである。 According to an eighth aspect of the vehicle power supply system of the present invention, each node connected to the power line between the open part provided on one line of the power line and the open part provided on the other line is provided. On the other hand, the connection between the power line and each node is performed through the backflow prevention means, while the open part is connected to each node connected to the power line between the power line connecting part and the open part. The vehicle power supply system is characterized in that the connection between the line having the line and each node is made through the backflow prevention means and the connection to the other line without the open portion is made without going through the backflow prevention means. is there.
本発明の第8の態様を図10を用いて説明する。2回線の電源線4(4A及び4B)、5(5A及び5B)の各々に設けられた開放部17、18に挟まれたノード11cは、第6の態様と同様に電源線4B、5Aとは2回線とも逆流防止手段としてのダイオード12を介して接続されている。これに対し、電源線接続部6、7から左回りに電源線の最初の開放部17までの間に接続されているノード11a、11bに対しては、開放部17がある回線4Aと各ノードとの接続をダイオード12を介して行っているのに対し、他方の回線5Aと各ノードとの接続はダイオード12を介さずに行っている。
The eighth aspect of the present invention will be described with reference to FIG. The
同様に、電源と電源線との接続部6、7から右回りに電源線の最初の開放部18までの間に接続されているノード11dに対しては、開放部18がある回線5Bとノード11dとの接続をダイオード12を介して行っているのに対し、他方の回線4Bとノード11dとの接続はダイオード12を介さずに行っている。
Similarly, for the
上記のように構成された第8の態様の車両用給電システムでは、ダイオード12の数が、第6の態様に比べて大幅に削減されている。例えば、第6の態様(図7)における8個から第8の態様(図10)における5個に削減される。第8の態様において、電源線の任意の個所で2回線とも地絡した場合の動作は、第6の態様と同じ動作となり、ダイオードを介さずに負荷が接続されている回線が地絡した場合には、1回線のみの地絡であっても2回線とも地絡した場合と同じ動作となる。しかしながら、ダイオードが大幅に削減できることから、コストが削減できるという効果だけでなく、設置スペースが大幅に削減されることになり、設置スペースが限られている車両用給電システムとして大きな利点となる。
In the vehicle power supply system of the eighth aspect configured as described above, the number of
この発明の車両用給電システムの第9の態様は、複数の電源に代えて上位の制御器とし、ループ状の電源線に代えて各ノードの負荷制御器に接続されたループ状の信号線とすることによって通信系回路に適用したことを特徴とする車両用給電システムである。上記の第1から第8までの態様では、負荷への給電を行う電源線について説明したが、本発明の車両用給電システムは通信系回路に対しても同様に適用できる。 According to a ninth aspect of the vehicle power supply system of the present invention, a high-order controller is used instead of a plurality of power supplies, and a loop-like signal line connected to the load controller of each node is used instead of the loop-like power line. By doing so, the vehicle power supply system is applied to a communication system circuit. In the above first to eighth aspects, the power supply line for supplying power to the load has been described. However, the vehicle power supply system of the present invention can be similarly applied to a communication system circuit.
第9の態様を図11を用いて説明する。図11はノード11における通信系回路の一例を示しており、19は通信線に接続される通信部である。通信部19は、送信部と受信部(ともに図示せず)を含んで構成される。送信部は、通信線を送信信号の論理に対応した電圧レベルに変動させる。具体的には、トランジスタ回路を用いるなどして構成される。また、受信部は、通信線の電圧レベルから信号の論理を読み取る。具体的には、コンパレータ回路を用いるなどして構成される。
The ninth aspect will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows an example of a communication system circuit in the
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る車両用給電システムの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における車両用給電システムの細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 In addition, the description in this Embodiment shows an example of the electric power feeding system for vehicles which concerns on this invention, and is not limited to this. The detailed configuration and detailed operation of the vehicle power supply system in the present embodiment can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
1、21・・・電源装置
2、3・・・電源
4、5、24・・・電源線
6、7・・・電源線接続部
8A、8B、9A、9B・・・回路保護部
10・・・負荷制御器
11a、11b、11c、11d・・・ノード
12・・・ダイオード
13・・・地絡点
14・・・開放点
15・・・地絡点
16・・・保護構造
17、18・・・開放部
19・・・通信部
22・・・PTC素子
23、28、29、31・・・接点
25・・・接点保持手段
26、27・・・リレー励磁部
30・・・負荷
32・・・バックアップ電源線
33・・・警告灯
34・・・復帰スイッチ
41・・・FFC
42、43・・・ピアス
44、45・・・開放部
1, 21 ... Power supply device 2, 3 ...
42, 43 ...
Claims (9)
前記複数系統の電源の各々の系統と前記ループ状の電源線とは電源線接続部において接続され、前記ループ状の電源線は、前記電源線接続部と前記ノードとの間に回路保護部を有することを特徴とする車両用給電システム。 A plurality of power sources, a plurality of nodes each provided with a load controller for controlling an electrical load disposed at various locations of the vehicle, and a loop power source connected to each of the plurality of power sources A vehicle power supply system having a configuration in which each node is connected to the loop-shaped power supply line,
Each system of the plurality of power sources and the loop power supply line are connected at a power supply line connecting portion, and the loop power supply line has a circuit protection portion between the power supply line connecting portion and the node. A vehicle power supply system comprising:
It is applied to a communication system circuit by using a high-order controller instead of the plurality of power supplies, and using a loop signal line connected to the load controller of each node instead of the loop power line. The vehicle power supply system according to claim 1, claim 6, or claim 7.
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