JP2009166630A - Electric system for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用電装システムに関する。 The present invention relates to an electrical system for a vehicle.
自動車のドアには、例えばパワーウィンドウ、電動ドアミラー、ドアロック装置などの各種の電装品が設置されている。従来、車体とドアとの間には、車体側に設置されたバッテリの電力をドアの電装品に対して供給するための電力供給用ハーネスが架け渡されている。従って、車両組立時には、車体にドアを取り付けた後に、車体からドアへの電力供給用ハーネスを架け渡す作業が必要となり、煩雑である。また、ドアの開閉方式の制約が大きく、スライド式ドアや両開き式ドアなどを実現しにくい。 Various electric components such as a power window, an electric door mirror, and a door lock device are installed on the door of the automobile. Conventionally, a power supply harness for supplying electric power of a battery installed on the vehicle body side to electrical components of the door is bridged between the vehicle body and the door. Therefore, when assembling the vehicle, after attaching the door to the vehicle body, it is necessary to perform the work of bridging the power supply harness from the vehicle body to the door, which is complicated. In addition, the door opening / closing method is greatly restricted, and it is difficult to realize a sliding door or a double door.
上記のような問題に対し、例えば特開２０００−３４８９５６号公報には、非接触で電力を授受可能な電磁誘導型コネクタを用いて車体側からドア側へ電力を供給する電装システムが開示されている。この電装システムでは、車体側にはバッテリに連なる一次コイルユニットが設けられ、ドア側には電装品に連なる二次コイルユニットが設けられている。そして、ドアを閉じたときには、一次コイルユニットと二次コイルユニットとが近接することにより、両ユニットの間で電力の授受が可能となり、ドアの電装品に電力を供給することができる。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-34895 discloses an electrical system that supplies power from the vehicle body side to the door side using an electromagnetic induction connector that can exchange power without contact. Yes. In this electrical system, a primary coil unit connected to the battery is provided on the vehicle body side, and a secondary coil unit connected to the electrical equipment is provided on the door side. When the door is closed, the primary coil unit and the secondary coil unit come close to each other, so that power can be exchanged between both units, and power can be supplied to the electrical components of the door.
しかしながら、上記従来の電装システムでは、ドアが開くと、車体側の一次コイルユニットとドア側の二次コイルユニットとが離れるので、給電が途絶する。また、事故等によって電源が遮断したり、車体側からドア側への電力供給線が断線したような場合には、車体側からの給電が途絶してしまう。このように、車両側からの給電が途絶した場合には、パワーウィンドウなどの電装品を作動させることができないという問題がある。 However, in the conventional electrical system described above, when the door is opened, the primary coil unit on the vehicle body side and the secondary coil unit on the door side are separated from each other, so that power supply is interrupted. In addition, when the power supply is interrupted due to an accident or the power supply line from the vehicle body side to the door side is disconnected, the power supply from the vehicle body side is interrupted. Thus, when the power supply from the vehicle side is interrupted, there is a problem that electrical components such as a power window cannot be operated.
そこで、車両側からの給電が途絶した場合にドアなどの開閉体に配置された電装品の作動を確保するための手段を備えるようにすることが考えられる。しかしながら、そのような手段を備えるためにシステム構成が複雑化すると、車両への電装システムの搭載性や組付性を低下させるとともにコスト上昇を招いてしまう。 In view of this, it is conceivable to provide means for ensuring the operation of the electrical components arranged in the opening / closing body such as a door when the power supply from the vehicle side is interrupted. However, if the system configuration is complicated to include such means, the mounting and assembling properties of the electrical system on the vehicle are lowered and the cost is increased.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、車両用電装システムの構成をやたらに複雑化させることなく、主電源からの給電が途絶された場合であっても、車両の各部に設置された電装品の作動を良好に確保し得る車両用電装システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and even if the power supply from the main power supply is interrupted without complicating the configuration of the vehicle electrical system, the vehicle It is an object of the present invention to provide a vehicular electrical system that can satisfactorily ensure the operation of electrical components installed in each part.
第１の発明は、上記の目的を達成するため、車両用電装システムであって、
作動要求が検知された場合に電力供給を受ける電装品およびキャパシタと、
主電源からの電力を前記電装品に向けて供給するための第１電力供給線と、
前記第１電力供給線の途中に配置され、前記作動要求を受け取った場合に、前記第１電力供給線を介して前記主電源からの電力が前記電装品に供給されるように制御する電力制御手段と、
前記第１電力制御手段よりも前記電装品側の部位において前記第１電力供給線から分岐し、前記主電源からの電力を前記キャパシタに向けて供給するための第２電力供給線と、
前記第１電力供給線および前記第２電力供給線の少なくとも一方を介した前記主電源からの給電が途絶された状態か否かを判断する給電途絶状態検知手段とを備え、
前記給電途絶状態検知手段によって前記給電が途絶された状態にあると判断された場合に、前記キャパシタから前記電装品に給電する車両用電装システムであって、
前記キャパシタは、少なくとも前記給電途絶状態検知手段を介して、前記第１電力供給線に接続されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is an electrical system for a vehicle,
Electrical components and capacitors that receive power when an actuation request is detected;
A first power supply line for supplying power from a main power source toward the electrical component;
Power control that is arranged in the middle of the first power supply line and controls so that power from the main power supply is supplied to the electrical component via the first power supply line when the operation request is received. Means,
A second power supply line for branching from the first power supply line at a portion closer to the electrical component than the first power control means, and for supplying power from the main power source toward the capacitor;
Power supply interruption state detection means for determining whether or not power supply from the main power supply via at least one of the first power supply line and the second power supply line is interrupted,
When it is determined that the power supply is interrupted by the power supply interruption state detecting means, the vehicle electrical system supplies power to the electrical component from the capacitor,
The capacitor is connected to the first power supply line through at least the power supply interruption state detecting means.
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記給電が途絶された状態にあると推定する給電途絶状態推定手段を更に備え、
前記給電途絶状態推定手段によって前記給電が途絶された状態にあると推定された場合においても、前記キャパシタから前記電装品に給電することを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
A power supply interruption state estimation means for estimating that the power supply is in an interrupted state;
Even when it is estimated that the power supply is interrupted by the power supply interruption state estimation means, power is supplied from the capacitor to the electrical component.
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記キャパシタの放電時の電圧降下を補償する昇圧回路を有することを特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein
It has a booster circuit that compensates for a voltage drop during discharging of the capacitor.
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記キャパシタに印加される電圧を所定電圧でカットする定電圧回路を有することを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
A constant voltage circuit that cuts a voltage applied to the capacitor by a predetermined voltage is provided.
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記キャパシタの静電容量が１０Ｆ〜１００Ｆであることを特徴とする。
According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions,
The capacitor has a capacitance of 10F to 100F.
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記電装品が、パワーウィンドウ、サンルーフ、車内灯、およびカーナビゲーションの中から選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする。
According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions,
The electrical component is at least one selected from a power window, a sunroof, an interior lamp, and a car navigation.
第１の発明によれば、平常時の電装品の駆動ラインである第１電力供給線を極力使用しつつ、当該電装品を駆動するための臨時の電力を、電装品の近くの場所において充電（ローカルに充電）しておくことができる。このため、事故等によって主電源からの給電が途絶された場合であっても、キャパシタに蓄えられた電力によって、電装品を確実に作動させることができる。また、補助電源としてキャパシタを使用することにより、２次電池を使用する場合と比べ、次のような様々な利点がある。
（１）２次電池は、キャパシタと比較して充電に多くの時間を要する。このため、２次電池を使用した場合には、２次電池を充電しておくための常時給電用の電力供給線を別途設ける必要が生ずる。これに対し、本発明では、急速な充電が可能な特性を有するキャパシタを備えているので、電装品の通常の駆動時において、キャパシタを同時に充電しておくことが可能となる。このため、そのような常時給電用の電力供給線を別途設ける必要がなくなる。
（２）また、２次電池は、キャパシタと比較して放電にも多くの時間を要する。このため、パワーウィンドウモータなどのように短時間に大電流を必要とする電装品を駆動するためには、２次電池を大きくする必要が生ずる。これに対し、本発明で用いるキャパシタによれば、急速な放電が可能であるので、主電源からの給電が途絶された場合に、パワーウィンドウモータなどの電装品の駆動に必要な大電流を瞬間的に与えることができる。
（３）また、蓄電素子としてキャパシタを用いることで、電装品を駆動する際のパルス状駆動電圧によっても、効率的に充電することが可能となる。
（４）また、キャパシタの充放電回数はほぼ無限である。このため、自動車の耐用年数以上の寿命を与えることができ、キャパシタの交換を不要とすることができる。
（５）また、キャパシタによれば、２次電池と比べて小型化が可能であり、ドア内部などの限られた電装品の設置スペースにも容易に搭載することができる。
（６）また、キャパシタによれば、爆発や発火の危険性がなく、安全性が高い。
以上のように、本発明に係る車両用電装システムによれば、車両用電装システムの構成をやたらに複雑化させることなく、主電源からの給電が途絶された場合であっても、車両の各部に設置された電装品の作動を良好に確保することができる。
According to the first invention, the temporary power for driving the electrical component is charged at a place near the electrical component while using the first power supply line, which is a drive line for the electrical component in normal times, as much as possible. (Locally charged). For this reason, even when the power supply from the main power source is interrupted due to an accident or the like, the electrical component can be reliably operated by the electric power stored in the capacitor. Further, the use of a capacitor as an auxiliary power supply has the following various advantages as compared with the case of using a secondary battery.
(1) A secondary battery requires more time for charging than a capacitor. For this reason, when a secondary battery is used, it is necessary to separately provide a power supply line for constant power supply for charging the secondary battery. On the other hand, in the present invention, since the capacitor having the characteristic capable of rapid charging is provided, the capacitor can be charged at the same time during normal driving of the electrical component. For this reason, it is not necessary to separately provide such a power supply line for constant power supply.
(2) In addition, the secondary battery requires more time for discharging than the capacitor. For this reason, in order to drive an electrical component that requires a large current in a short time, such as a power window motor, it is necessary to enlarge the secondary battery. On the other hand, according to the capacitor used in the present invention, rapid discharge is possible. Therefore, when the power supply from the main power supply is interrupted, a large current necessary for driving an electrical component such as a power window motor is instantaneously generated. Can be given.
(3) Further, by using a capacitor as the power storage element, it is possible to efficiently charge even with a pulsed drive voltage when driving the electrical component.
(4) The number of charge / discharge cycles of the capacitor is almost infinite. For this reason, it is possible to provide a life longer than the service life of the automobile and to eliminate the need for replacement of the capacitor.
(5) Further, the capacitor can be reduced in size as compared with the secondary battery, and can be easily mounted in a limited installation space for electrical components such as the inside of the door.
(6) Further, according to the capacitor, there is no risk of explosion or ignition, and safety is high.
As described above, according to the vehicular electrical system according to the present invention, each part of the vehicle can be used even when power supply from the main power supply is interrupted without making the configuration of the vehicular electrical system complicated. It is possible to satisfactorily ensure the operation of the electrical components installed in the.
第２の発明によれば、主電源からの給電が途絶された状態にあると推定された場合においてキャパシタから電装品への給電を行うことで、当該給電が途絶された場合だけでなく、当該給電の途絶が想定されるような場合においても、電装品の確実な作動を確保することが可能となる。 According to the second invention, when it is estimated that the power supply from the main power source is interrupted, by supplying power from the capacitor to the electrical component, not only when the power supply is interrupted, Even in the case where the interruption of power feeding is assumed, it is possible to ensure the reliable operation of the electrical components.
第３の発明によれば、昇圧回路を設けたことにより、キャパシタの放電時に電圧が降下した場合に、その電圧降下を昇圧回路によって補償することができる。すなわち、キャパシタの電圧は、放電に伴って低下していくが、その電圧低下を補い、電装品に印加される電圧を十分な電圧にまで回復させることができる。このため、電装品の作動速度の低下等を確実に防止することができる。 According to the third invention, by providing the booster circuit, when the voltage drops when the capacitor is discharged, the voltage drop can be compensated by the booster circuit. That is, although the voltage of the capacitor decreases with discharge, the voltage drop can be compensated and the voltage applied to the electrical component can be recovered to a sufficient voltage. For this reason, the fall of the operating speed of an electrical component, etc. can be prevented reliably.
第４の発明によれば、キャパシタの過充電を確実に防止することができ、キャパシタの劣化や損傷を確実に回避することができる。 According to the fourth invention, overcharging of the capacitor can be reliably prevented, and deterioration and damage of the capacitor can be reliably avoided.
第５の発明によれば、キャパシタの静電容量を過不足のない適切な値とすることができる。すなわち、給電途絶時においても電装品を必要十分な時間だけ作動させることができるとともに、キャパシタの大型化を抑制でき、キャパシタを限られた設置スペースに容易に収納することができる。 According to the fifth aspect, the capacitance of the capacitor can be set to an appropriate value without excess or deficiency. That is, even when the power supply is interrupted, the electrical component can be operated for a necessary and sufficient time, and the increase in size of the capacitor can be suppressed, so that the capacitor can be easily stored in a limited installation space.
第６の発明によれば、事故に起因して上記給電が途絶された場合或いは途絶された状態にあると推定された場合において、事故後の車内から車外への脱出経路確保、事故後の車内状況確認、または、事故後の車両位置確認のための確実な電装品の作動を確保することが可能となる。 According to the sixth invention, when the power supply is interrupted due to an accident or when it is estimated that the power supply is interrupted, the escape route is secured from the inside of the vehicle after the accident to the outside of the vehicle after the accident. It is possible to ensure reliable operation of electrical components for checking the situation or checking the vehicle position after the accident.
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施の形態１．
（システム構成）
図１は、本発明の実施の形態１における車両用電装システム１を説明するための図である。図１に示す車両用電装システム１は、自動車のドアに設置されたパワーウィンドウモータ２を駆動するためのシステムである。上記ドアは、車体に対し、開閉可能に設けられている。この場合、ドアは、車体に対し回動可能に設けられた通常のタイプのドアのほか、スライド式のドアや、左右両方向から開くことのできる両開き式のドア、ガルウイング式のドアなど、いかなる開閉方式のドアであってもよい。
(System configuration)
FIG. 1 is a diagram for explaining a vehicle
車体には、パワーウィンドウモータ２を駆動するための電力を蓄えたバッテリ３と、パワーウィンドウモータ２の作動を制御する機能を有するＥＣＵ４とが設置されている。バッテリ３の＋端子とＥＣＵ４とは、電力供給線５を介して接続されている。また、ＥＣＵ４とパワーウィンドウモータ２とは、電力供給線６を介して接続されている。言い換えれば、ＥＣＵ４は、バッテリ３からの電力をパワーウィンドウモータ２に供給するための電力供給線５および電力供給線６の途中に配置されている。
A
ドアには、乗員がパワーウィンドウを操作するためのパワーウィンドウスイッチ７が設置されている。パワーウィンドウスイッチ７は、制御信号線８を介してＥＣＵ４と接続されており、パワーウィンドウスイッチ７の信号がＥＣＵ４に入力されるようになっている。すなわち、本実施形態の電装品であるパワーウィンドウモータ２の作動要求を検知するパワーウィンドウスイッチ７は、電装品側（電装品周辺）に設けられている。
A power window switch 7 is installed at the door for the passenger to operate the power window. The power window switch 7 is connected to the ECU 4 via a
ドアには、ＥＣＵ４からパワーウィンドウモータ２に向かう上記電力供給線６から分岐した電力供給線９が収納されている。電力供給線９は、図１に示すように、ドア内部において電力供給線６から分岐した後に、緊急駆動ＥＣＵ１０に接続されるように構成されている。
A
緊急駆動ＥＣＵ１０は、事故時などの緊急時においてパワーウィンドウモータ２の作動を制御するための制御機器である。また、緊急駆動ＥＣＵ１０とパワーウィンドウモータ２とは、電力供給線１１を介して接続されている。更に、緊急駆動ＥＣＵ１０とパワーウィンドウスイッチ７とは、制御信号線１２を介して接続されている。
The
ドアには、更に、電力を蓄積可能なキャパシタ１３が設置されている。より具体的には、キャパシタ１３は、電力供給線９上に、すなわち、電力供給線６と電力供給線９との分岐点から緊急駆動ＥＣＵ１０までの区間を結ぶ線上に設置されている。キャパシタ１３の一方の端子は電力供給線９に接続されており、他方の端子は接地されている。また、キャパシタ１３とパワーウィンドウモータ２（緊急駆動ＥＣＵ１０）との間には、昇圧コンバータ１４が設置されている。
The door is further provided with a
本発明において、キャパシタ１３としては、次の何れかのキャパシタを用いることが好ましい。
（１）イオンを含む電解液と電極との界面に形成される電気二重層に電気を蓄えること（イオンの電極への物理的な吸・脱着）を原理とする、電気二重層キャパシタ。
（２）電極の表面上での、物理的な吸・脱着とは異なる種々の電気化学的な吸・脱着（＝酸化・還元反応）を利用した、擬似容量キャパシタ。
（３）電極と電解液との界面で形成される電気二重層による電荷蓄積（イオンの電極への物理的な吸・脱着）と、電極表面上の酸化還元反応による擬似容量（イオンの電極への電気化学的な吸・脱着）との両方を利用した、スーパーキャパシタ。
In the present invention, it is preferable to use one of the following capacitors as the
(1) An electric double layer capacitor based on the principle of storing electricity in an electric double layer formed at the interface between an electrolyte containing ions and an electrode (physical adsorption / desorption of ions to and from the electrode).
(2) A pseudo-capacitor using various electrochemical absorption / desorption (= oxidation / reduction reaction) different from physical absorption / desorption on the surface of the electrode.
(3) Charge accumulation (physical adsorption / desorption of ions to and from the electrode) formed by the electric double layer formed at the interface between the electrode and the electrolyte, and pseudocapacitance (to the ion electrode) due to the oxidation-reduction reaction on the electrode surface Supercapacitor that uses both the electrochemical absorption and desorption).
本発明におけるキャパシタ１３は、上記のようなキャパシタの中でも、静電容量が１０Ｆ以上であるものがより好ましく、特に、高パワー密度と高エネルギー密度を有するスーパーキャパシタであることが更に好ましい。
The
ドアには、更に、車体側からドア側への給電が途絶されたか否かを判断するための給電途絶検出回路１５が備えられている。より具体的には、電力供給線９には、キャパシタ１３よりもバッテリ３側の部位に、ダイオード１６が直列に設置されている。ダイオード１６は、バッテリ３からドアロックモータ２に向かう方向に流れる電流を許容するように設置されている。また、緊急駆動ＥＣＵ１０には、電力供給線９におけるダイオード１６よりも電力供給線６との分岐点側に位置するサンプリング点１７に一端が接続された電圧検出線１８が接続されている。
The door is further provided with a power supply
また、本明細書中においては、特に、電力供給線９における電力供給線６との分岐点からサンプリング点１７までの部位を、符号「９ａ」を付して表すとともに、電力供給線９におけるサンプリング点１７から緊急駆動ＥＣＵ１０までの部位を、符号「９ｂ」を付して表すこととする。上述したキャパシタ１３は、電力供給線９ｂ上に設けられており、より具体的には、キャパシタ１３は、図１に示すように、電力供給線９ｂにおける昇圧コンバータ１４とダイオード１６との間の部位に設けられている。更に言い換えれば、キャパシタ１３は、給電途絶検出回路１５のダイオード１６を介して、電力供給線６と接続されている。
Further, in the present specification, in particular, the part from the branch point of the
（平常時における動作）
次に、平常時における車両用電装システム１の動作について説明する。平常時には、乗員がパワーウィンドウスイッチ７を操作すると、その操作信号は、車体側に設けられたＥＣＵ４に入力される。ＥＣＵ４は、その操作信号に基づいて、電力供給線５と電力供給線６の断接を制御する。そして、電力供給線５と電力供給線６とが導通すると、バッテリ３の電力が電力供給線６を経てパワーウィンドウモータ２に供給され、パワーウィンドウモータ２が作動する。
(Normal operation)
Next, the operation of the vehicle
また、上記図１に示すシステム構成によれば、平常時において、パワーウィンドウスイッチ７が操作されない間、すなわち、パワーウィンドウモータ２の駆動のためのバッテリ電力が電力供給線６に供給されない間は、キャパシタ１３には、バッテリ３の電圧が印加されない。一方、平常時において、パワーウィンドウスイッチ７が操作された場合には、電力供給線５、６を介してバッテリ３とキャパシタ１３とが導通されるようになる。その結果、バッテリ３の電力が電力供給線５、６を介して、パワーウィンドウモータ２だけでなく、キャパシタ１３に対しても供給されるようになる。これにより、キャパシタ１３が充電され、電気エネルギーが蓄えられる。このように、本実施形態のシステムでは、キャパシタ１３には、電動品の駆動時にのみ、より具体的には、パワーウィンドウスイッチ７の操作時にのみ、バッテリ３の電力が供給されるようになっている。
Further, according to the system configuration shown in FIG. 1, during normal operation, while the power window switch 7 is not operated, that is, while battery power for driving the power window motor 2 is not supplied to the
（車体側からの給電の途絶時における動作）
次に、車体側からの給電の途絶時における車両用電装システム１の動作について説明する。事故等によって電源（バッテリ３）が遮断したり、車体側からドア側への電力供給線５、６が断線したような場合には、車体側からの給電が途絶してしまう。本実施形態の車両用電装システム１では、緊急駆動ＥＣＵ１０が上記給電途絶検出回路１５を用いて、車両がそのような給電途絶状態に置かれているか否かを判断するようにしている。より具体的には、平常時であれば、電力供給線９のサンプリング点１７には常にバッテリ電圧が印加されるのに対し、電源（バッテリ３）が遮断したり、電力供給線５、６、９ａに断線が生じたりした場合には、バッテリ電圧がサンプリング点１７に印加されなくなるとともに、ダイオード１６によってキャパシタ１３からサンプリング点１７に向かって電流が流れることが制限されるのでキャパシタ電圧がサンプリング点１７に印加されることもない。緊急駆動ＥＣＵ１０によれば、電圧検出線１８を介してサンプリング点１７の電位変化を検出することで、電源の遮断や電力供給線９ａの断線を検出することができる。
(Operation when power supply from the vehicle body is interrupted)
Next, the operation of the vehicle
そして、緊急駆動ＥＣＵ１０は、上記手法によって車体側からの給電が途絶されたと判断した場合に、キャパシタ１３に蓄えられた電力によって、パワーウィンドウモータ２を駆動するようにしている。
The
（実施の形態１の効果）
以上説明したように、車両用電装システム１によれば、平常時のパワーウィンドウモータ２の駆動ラインである電力供給線５、６を極力使用しつつ、当該モータ２を駆動するための臨時の電力を、当該モータ２の近くの場所において充電（ローカルに充電）しておくことができる。このため、バッテリ３からドアへの給電途絶状態であっても、キャパシタ１３に蓄えられた電力によって、当該モータ２を確実に作動させることができる。このため、車体側に設けられたＥＣＵ４によって各ドアの電装品を集中的に制御するシステムにおいて、緊急脱出時等において高い安全性が得られる。
(Effect of Embodiment 1)
As described above, according to the vehicle
また、ドア側に設置する補助電源として、キャパシタ１３の代わりに２次電池を使用することも考えられるが、本発明によれば、キャパシタ１３を使用することにより、２次電池を使用する場合と比べ、次のような様々な利点がある。
In addition, it is conceivable to use a secondary battery instead of the
（１）２次電池は、キャパシタ１３と比較して充電に多くの時間を要する。このため、２次電池を使用した場合には、２次電池を充電しておくための常時給電用の電力供給線を別途設ける必要が生ずる。これに対し、本実施形態のシステムでは、急速な充電が可能な特性を有するキャパシタ１３を用いているので、パワーウィンドウモータ２の通常の駆動時において、キャパシタ１３を同時に充電しておくことが可能となる。このため、そのような常時給電用の電力供給線を別途設ける必要がなくなる。
（２）また、２次電池は、キャパシタ１３と比較して放電にも多くの時間を要する。このため、パワーウィンドウモータ２のように短時間に大電流を必要とする電装品を駆動するためには、２次電池を大きくする必要が生ずる。これに対し、本実施形態のシステムで用いるキャパシタ１３によれば、急速な放電が可能であるので、車体側からの給電が途絶された場合に、パワーウィンドウモータ２などの電装品の駆動に必要な大電流を瞬間的に与えることができる。
（３）また、蓄電素子としてキャパシタ１３を用いることで、パワーウィンドウモータ２を駆動する際のパルス状駆動電圧によっても、効率的に充電することが可能となる。
（４）また、キャパシタ１３の充放電回数はほぼ無限である。このため、自動車の耐用年数以上の寿命を与えることができ、キャパシタ１３の交換を不要とすることができる。
（５）また、キャパシタ１３によれば、２次電池と比べて小型化が可能であり、ドア内部の限られたスペースにも容易に搭載することができる。
（６）また、キャパシタ１３によれば、爆発や発火の危険性がなく、安全性が高い。
(1) The secondary battery requires more time for charging than the
(2) In addition, the secondary battery requires more time for discharging than the
(3) Further, by using the
(4) Further, the number of times of charging / discharging the
(5) Moreover, according to the
(6) Further, according to the
以上のような優れた特性を有するキャパシタ１３を用いていることで、本実施形態のシステムによれば、車両用電装システムの構成をやたらに複雑化させることなく、車体側からの給電が途絶された場合であっても、ドアに設置されたパワーウィンドウモータ２の作動を良好に確保することが可能となる。また、本実施形態では、電力供給線６と電力供給線９との分岐点を、車体側ではなくドア側に設けるようにしている。このため、車体側からドア側に架け渡される電力供給用ハーネスを簡素化することが可能となる。
By using the
また、本実施形態では、昇圧コンバータ１４を設けたことにより、キャパシタ１３の放電時に電圧が降下した場合に、その電圧降下を昇圧コンバータ１４によって補償することができる。すなわち、キャパシタ１３の電圧は、放電に伴って低下していくが、その電圧低下を補い、パワーウィンドウモータ２に印加される電圧を十分な電圧にまで回復させることができる。このため、パワーウィンドウの作動速度の低下等を確実に防止することができる。
Further, in the present embodiment, by providing the
（定電圧回路の構成）
図２は、上述した車両用電装システム１のキャパシタ１３に印加される電圧を、所定電圧でカットする定電圧回路を示す図である。図２に示すように、本実施形態におけるキャパシタ１３は、複数のキャパシタ１３ａを直列に接続して構成されている。キャパシタ１３ａには最大使用電圧が定められている（以下の説明では２．５Ｖとする）。このため、キャパシタ１３ａを複数個直列に接続して使用することにより、キャパシタ１３に必要とされる電圧を得ている。本実施形態ではキャパシタ１３ａが５個直列に接続されているので、キャパシタ１３全体としての最大使用電圧は、２．５Ｖ×５＝１２．５Ｖとなる。
(Configuration of constant voltage circuit)
FIG. 2 is a diagram illustrating a constant voltage circuit that cuts a voltage applied to the
図１に示すシステムにおいて、バッテリ３には、通常、オルタネータ（図示せず）が接続される。よって、キャパシタ１３には、オルタネータの発電電圧が作用する。そして、オルタネータの発電電圧は、車両の走行状態によって変化し、キャパシタ１３の最大使用電圧を超える場合もある。キャパシタ１３に印加される電圧が最大使用電圧を超えると、各キャパシタ１３ａが過充電となり、内部の電解液が電気分解を生ずるなどして、各キャパシタ１３ａが劣化するおそれがある。
In the system shown in FIG. 1, an alternator (not shown) is usually connected to the
本実施形態では、上記のような問題を確実に回避するため、図２に示すような定電圧回路を設けている。この定電圧回路は、キャパシタ１３ａと同数のツェナーダイオード１９を有しており、各ツェナーダイオード１９は、各キャパシタ１３ａと並列に接続されている。ツェナーダイオード１９のツェナー電圧（降伏電圧）は、キャパシタ１３ａの最大使用電圧と同じ電圧に設定されている。このような構成により、オルタネータの発電電圧が高くなった場合であっても、各キャパシタ１３ａに印加される電圧を最大使用電圧でカットすることができる。このため、各キャパシタ１３ａの過充電を確実に防止することができ、各キャパシタ１３ａの劣化や損傷を確実に回避することができる。
In the present embodiment, a constant voltage circuit as shown in FIG. 2 is provided in order to surely avoid the above problem. This constant voltage circuit has the same number of
尚、本発明において、定電圧回路は、図２に示すようなツェナーダイオード１９を利用した構成に限定されるものではない。すなわち、本発明では、例えば、電圧をモニタして出力トランジスタをＯＮ／ＯＦＦするような、アクティブな定電圧回路を用いてもよい。
In the present invention, the constant voltage circuit is not limited to the configuration using the
（キャパシタの適切な静電容量）
キャパシタ１３の静電容量（複数のキャパシタが直列や並列に接続されて構成されている場合には、それらの合成容量）は、特に限定されないが、過不足のない適切な静電容量とする上では、パワーウィンドウモータ等の電装品を数回作動させることができる程度の容量であることが好ましい。例えば、キャパシタ１３の初期電圧を１２Ｖ、終了電圧を１０Ｖ、パワーウィンドウモータの負荷電流を５Ａ、往復駆動回数を５回、往復の駆動時間を各１秒と仮定した場合には、キャパシタ１３の所要静電容量は２５Ｆとなる。この所要静電容量は、一例であり、ウィンドウの大きさや、他の電装品（例えば電動ドアミラー等）の有無に応じて変化する。このようなことから、キャパシタ１３の静電容量は、１０Ｆ〜１００Ｆであることが好ましく、１０Ｆ〜４０Ｆであることがより好ましい。キャパシタ１３の静電容量が上記範囲にある場合には、電力供給線５、６の断線時等の給電途絶時においても、電装品を必要十分な時間だけ作動させることできるとともに、キャパシタ１３の大型化を抑制でき、キャパシタ１３をドア内部に容易に収納することができる。
(Appropriate capacitance of capacitor)
The capacitance of the capacitor 13 (the combined capacitance when a plurality of capacitors are connected in series or in parallel) is not particularly limited. Then, it is preferable that the capacity is such that an electrical component such as a power window motor can be operated several times. For example, if it is assumed that the initial voltage of the
（その他の構成例）
ところで、以上説明した実施の形態１においては、ＥＣＵ４からパワーウィンドウモータ２に向かう電力供給線６からの電力供給線９の分岐点を、車体側ではなくドア側に設けるようにしている。これにより、前述したように、車体側からドア側に架け渡される電力供給用ハーネスを簡素化することが可能となる。しかしながら、本発明における当該分岐点の位置はこのような例に限定されるものではない。すなわち、当該分岐点の位置は、ＥＣＵ４よりもドア側の部位であればよく、図１に示す例では、電力供給線６における車体側の部位であってもよい。
(Other configuration examples)
By the way, in
また、本実施形態では、本発明をドア、特にパワーウィンドウを有するドアに適用した場合について説明したが、本発明の適用対象はドアに限定されるものではない。すなわち、本発明は、車体に対し開閉可能に設置される各種の開閉体（例えばサンルーフ、開閉式ハードトップ、エンジンフードパネル、トランクパネル、トラックの荷室の扉等）に適用することができる。 Moreover, although this embodiment demonstrated the case where this invention was applied to the door, especially the door which has a power window, the application object of this invention is not limited to a door. That is, the present invention can be applied to various types of opening / closing bodies (for example, sunroofs, opening / closing hardtops, engine hood panels, trunk panels, truck luggage doors, etc.) that can be opened and closed with respect to the vehicle body.
また、対象とする電装品についても、パワーウィンドウに限らず、次のような電装品、すなわち、常時給電されておらず、乗員などからの作動要求が検知された場合に電力供給を受ける電装品であって、当該電装品を作動させる要求を検知する作動要求検知手段（スイッチ）が電装品側（電装品本体もしくは電装品周辺）に設けられている電装品であればよい。また、ここでいう作動要求検知手段は、対応する電装品の操作主体である乗員などが当該電装品の作動または停止を目的として操作する手段（スイッチ）を対象としている。また、本発明の対象となる電装品は、先ず開閉体に設置されるものを挙げると、パワーウィンドウの他には、例えば、サンルーフ、電動ドアミラー、灯火類、ドアロック装置など、いかなるものであってもよい。また、開閉体に複数の電装品が設置され、それらの各電装品にキャパシタから電力を供給可能になっていてもよい。更には、開閉体に設置されたものに限定されず、例えば、車体に設置されたカーナビゲーション、車内灯などの灯火類、またはワイパーモータであってもよい。
更には、パワーウィンドウまたはサンルーフに対して本発明を適用することとすれば、事故後の車内から車外への脱出経路の確保を図るうえで好ましい。また、車内灯に対して本発明を適用することとすれば、事故後の車内状況の確認を図るうえで好ましい。また、カーナビゲーションに対して本発明を適用することとすれば、事故後の車両位置の確認を図るうえで好ましい。
In addition, the target electrical components are not limited to the power window, and the following electrical components, that is, electrical components that are not always supplied with power and receive power supply when an operation request from a passenger or the like is detected And what is necessary is just an electrical component in which the operation request detection means (switch) which detects the request | requirement which operates the said electrical component is provided in the electrical component side (electrical component main body or electrical component periphery). In addition, the operation request detection means here is intended for means (switches) operated by an occupant or the like who is the operation subject of the corresponding electrical component for the purpose of operating or stopping the electrical component. In addition, the electrical components that are the subject of the present invention are those that are first installed on the opening / closing body. In addition to the power window, for example, anything such as a sunroof, an electric door mirror, lights, and a door lock device may be used. May be. Further, a plurality of electrical components may be installed on the opening / closing body, and power may be supplied to each of the electrical components from the capacitor. Furthermore, it is not limited to what was installed in the opening-and-closing body, For example, lights, such as car navigation installed in the vehicle body, a vehicle interior light, or a wiper motor may be sufficient.
Furthermore, if the present invention is applied to a power window or a sunroof, it is preferable to secure an escape route from the inside of the vehicle after the accident to the outside of the vehicle. In addition, it is preferable to apply the present invention to the interior lamp in order to confirm the interior situation after the accident. In addition, if the present invention is applied to car navigation, it is preferable for confirming the position of the vehicle after the accident.
また、本実施形態では、車体側からドア側に電力供給線６や制御信号線８を架け渡すようにしている。しかしながら、本発明においては、車体側と開閉体側とが有線により架け渡されているものに限らない。すなわち、車体側と開閉体とは、例えば、接触型コネクタ（給電端子および受電端子）を介して電力の授受がなされるものや、電磁誘導コネクタを介して電力の授受がなされるものなどであってもよい。また、本発明においては、車体側と開閉体側とが有線により通信を行うシステムに限らず、例えば、車体側ＥＣＵと開閉体側ＥＣＵとが双方向或いは一方向に無線通信可能であるものでもよく、また、本発明は、開閉体側にＥＣＵを備えないシステムにも適用可能である。
In this embodiment, the
尚、本実施の形態１においては、電力供給線５、６が前記第１の発明における「第１電力供給線」に、ＥＣＵ４が前記第１の発明における「電力制御手段」に、電力供給線９が前記第１の発明における「第２電力供給線」に、それぞれ相当している。また、緊急駆動ＥＣＵ１０が給電途絶検出回路１５を用いて車体側からの給電が途絶された状態にあるか否かを判断することにより前記第１の発明における「給電途絶状態検知手段」が実現されている。
また、昇圧コンバータ１４が前記第３の発明における「昇圧回路」に相当している。
また、本発明でいう主電源には、バッテリ３だけではなく、内燃機関の動力を利用して発電を行うオルタネータなどの発電機も含まれる。
また、電力供給線９などの電力供給線は、絶縁被覆された銅線によって構成されたものには限られず、例えば、キャパシタ１３、ダイオード１６、緊急駆動ＥＣＵ１０、および電装品（例えばパワーウィンドウモータ２）がユニット化されたような場合においては、当該ユニット内の回路基板上に印刷または組み付けられた導電性材料で構成されたものであってもよい。
In the first embodiment, the
The
The main power source in the present invention includes not only the
In addition, the power supply line such as the
実施の形態２．
次に、図３を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略または省略する。
Embodiment 2. FIG.
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3. The description will focus on the differences from the first embodiment described above, and the description of the same matters will be simplified or omitted. To do.
（システム構成）
図３は、本発明の実施の形態２における車両用電装システム２１を説明するための図である。尚、図３において、上記図１に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図３に示すシステムは、ドア側に車両の加速度を検出するための加速度センサ２２を備えている点を除き、上述した図１に示すシステムと同様の構成を有している。この加速度センサ２２は、緊急駆動ＥＣＵ１０に接続されている。
(System configuration)
FIG. 3 is a diagram for explaining the vehicle
The system shown in FIG. 3 has the same configuration as the system shown in FIG. 1 described above except that an
（車体側からの給電途絶想定時における動作）
平常時における車両用電装システム２１の動作については上述した実施の形態１のシステムと同様である。このため、次に、車体側からの給電途絶想定時における車両用電装システム２１の動作について説明する。事故等によって電源（バッテリ３）が遮断したり、車体側からドア側への電力供給線５、６、９ａが断線したような場合には、車体側からの給電が途絶してしまう。本実施形態の車両用電装システム２１では、この加速度センサ２２からの信号に基づいて、事故等に起因する給電途絶が想定される状態に車両が置かれているか否かを判断するようにしている。より具体的には、緊急駆動ＥＣＵ１０は、例えば、０．５Ｇ以上の車両加速度の急変化があった場合に、車両が事故発生などの理由で、給電途絶が想定される緊急状態に置かれているものと判断するようにしている。
(Operation when power supply from the vehicle body is assumed to be interrupted)
The operation of the vehicle
そして、緊急駆動ＥＣＵ１０は、給電途絶が想定される状態にあると判断した場合に、キャパシタ１３に蓄えられた電力によって、パワーウィンドウモータ２への給電を開始するようにしている。
When the
尚、本実施形態では、ドアに設置された加速度センサ２２の信号を利用して給電途絶が想定される状態であると判断するようにしているが、このために用いるセンサは、加速度センサ２２に限らず、例えば、車両に加わる衝撃を検知するための衝撃センサをドアに設置することとし、当該衝撃センサによって例えば０．５Ｇ以上の変化を検知した場合に、給電途絶が想定される状態であると判断するようにしてもよい。更には、これらのセンサを用いることなく、車速から加速度を算出することで加速度変化を検知してもよい。また、加速度のセンシングは、必ずしもドア側で行っていなくてもよく、例えば、車体に搭載されるエアバッグの可動状況を緊急駆動ＥＣＵ１０が監視することによって、給電途絶が想定されるような加速度変化があったか否かを判断するようにしてもよい。
In this embodiment, the signal from the
（実施の形態２の効果）
以上説明したように、車両用電装システム２１によれば、ドア側にキャパシタ１３を設けたことにより、バッテリ３からドアへの給電途絶が想定される状態であっても、パワーウィンドウモータ２を確実に作動させることができる。このため、緊急脱出時等において高い安全性が得られる。その他、上述した実施の形態１と同様の効果を奏する。
(Effect of Embodiment 2)
As described above, according to the vehicle
尚、本実施の形態２においては、緊急駆動ＥＣＵ１０が加速度センサ２２からの信号に基づいて給電途絶が想定される状態に置かれているか否かを判断することにより前記第２の発明における「給電途絶状態推定手段」が実現されている。
In the second embodiment, the
１、２１ 車両用電装システム
２ パワーウィンドウモータ
３ バッテリ
４ ＥＣＵ
５、６、９、１１ 電力供給線
７ パワーウィンドウスイッチ
８、１２ 制御信号線
１０ 緊急駆動ＥＣＵ
１３、１３ａ キャパシタ
１４ 昇圧コンバータ
１５ 給電途絶検出回路
１６ ダイオード
１７ サンプリング点
１８ 電圧検出線
１９ ツェナーダイオード
２２ 加速度センサ
1,21 Vehicle electrical system 2
5, 6, 9, 11 Power supply line 7
13,
Claims (6)
主電源からの電力を前記電装品に向けて供給するための第１電力供給線と、
前記第１電力供給線の途中に配置され、前記作動要求を受け取った場合に、前記第１電力供給線を介して前記主電源からの電力が前記電装品に供給されるように制御する電力制御手段と、
前記第１電力制御手段よりも前記電装品側の部位において前記第１電力供給線から分岐し、前記主電源からの電力を前記キャパシタに向けて供給するための第２電力供給線と、
前記主電源からの給電が途絶された状態か否かを判断する給電途絶状態検知手段とを備え、
前記給電途絶状態検知手段によって前記給電が途絶された状態にあると判断された場合に、前記キャパシタから前記電装品に給電する車両用電装システムであって、
前記キャパシタは、少なくとも前記給電途絶状態検知手段を介して、前記第１電力供給線に接続されていることを特徴とする車両用電装システム。 Electrical components and capacitors that receive power when an actuation request is detected;
A first power supply line for supplying power from a main power source toward the electrical component;
Power control that is arranged in the middle of the first power supply line and controls so that power from the main power supply is supplied to the electrical component via the first power supply line when the operation request is received. Means,
A second power supply line for branching from the first power supply line at a portion closer to the electrical component than the first power control means, and for supplying power from the main power source toward the capacitor;
A power supply interruption state detecting means for determining whether or not the power supply from the main power supply is interrupted,
When it is determined that the power supply is interrupted by the power supply interruption state detecting means, the vehicle electrical system supplies power to the electrical component from the capacitor,
The vehicle electrical system according to claim 1, wherein the capacitor is connected to the first power supply line through at least the power supply interruption state detection means.
前記給電途絶状態推定手段によって前記給電が途絶された状態にあると推定された場合においても、前記キャパシタから前記電装品に給電することを特徴とする請求項１記載の車両用電装システム。 A power supply interruption state estimation means for estimating that the power supply is in an interrupted state;
2. The vehicle electrical system according to claim 1, wherein power is supplied from the capacitor to the electrical component even when the power supply interruption state estimation unit estimates that the power supply is interrupted. 3.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008006142A JP2009166630A (en) | 2008-01-15 | 2008-01-15 | Electric system for vehicle |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010050212A1 (en) | 2008-10-31 | 2010-05-06 | 株式会社ティーセルテクノロジーズ | Kit for preparation of antigen-specific cytotoxic t lymphocyte |
| CN102145671A (en) * | 2011-04-08 | 2011-08-10 | 江铃控股有限公司 | Automobile body control system |
| JP2013047027A (en) * | 2011-08-29 | 2013-03-07 | Toc Capacitor Kk | Power supply device for automotive electrical equipment, and automotive electrical equipment unit |
| WO2015041278A1 (en) * | 2013-09-18 | 2015-03-26 | 矢崎総業株式会社 | In-vehicle system and wire harness structure |
| CN110203153A (en) * | 2019-03-15 | 2019-09-06 | 欧姆龙（广州）汽车电子有限公司 | The door and window control system and vehicle control system of vehicle |
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- 2008-01-15 JP JP2008006142A patent/JP2009166630A/en not_active Withdrawn
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