JP2011157012A - 車両用電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価に電気接続ボックスの大型化を抑制しつつ電線を細径化することができる車両用電源装置の提供。
【解決手段】車載発電機１２又はバッテリＢに一端が接続される主電線５２と、主電線５２の他端に一端が接続され、他端が車載負荷６，７，８にそれぞれ接続される複数の分岐電線５３ａ，５４ａ，５５ａとを備える車両用電源装置。分岐電線５３ａ，５４ａ，５５ａにそれぞれ中途接続され、通電により熱を発生させる各発熱回路（３，４，５）と、発生させた熱による温度を測定する各温度測定手段（３，４，５）と、測定した各温度が所定温度より高いか否かを判定する判定手段１と、主電線５２に中途接続され、判定手段１の判定結果に応じてオン／オフするスイッチ回路２とを備え、判定手段１が、何れかの温度が所定温度より高いと判定したときに、スイッチ回路２がオフになる構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載発電機又はバッテリに一端が接続される主電線と、主電線の他端に一端が分岐接続され、他端が複数の車載負荷にそれぞれ接続される複数の分岐電線とを備え、車載発電機又はバッテリから車載負荷へ通電するように構成してある車両用電源装置に関するものである。

近年、車両の電装品の個数が、安全性、利便性、快適さ及び商品力の面から増加の一途をたどっており、これに伴い、車両用電源装置のワイヤーハーネスの大型化が進行している。一方、環境を保護する対策の為に、車両の燃費向上が益々求められている。車両の燃費を向上させる手段の一つとして、車両の軽量化が有効であり、ワイヤーハーネスの軽量化、電線径の細径化が求められている。

図４（ａ）は、従来の車両用電源装置の構成例を示すブロック図である。この車両用電源装置は、図示しないバッテリに一端が接続された主電線５２と、主電線５２の他端に一端が分岐接続され、他端が負荷６，７，８にそれぞれ接続された分岐電線５３，５４，５５とを備えている。分岐電線５３，５４，５５は、断面積１．２５ｍｍ² であり、負荷６，７，８に流す電流は最大３Ａである。主電線５２は、定格電流１５Ａであり、定格電流２５Ａのヒューズ５１が中途接続されている。
ヒューズ５１、及び主電線５２と分岐電線５３，５４，５５との各分岐部は、電気接続ボックス５０内に収納されている。

図４（ｂ）は、従来の車両用電源装置の他の構成例を示すブロック図である。この車両用電源装置は、図示しないバッテリに一端が接続された主電線５２と、主電線５２の他端に一端が分岐接続され、他端が負荷６，７，８にそれぞれ接続された分岐電線５３ａ，５４ａ，５５ａとを備えている。分岐電線５３ａ，５４ａ，５５ａは、断面積０．３ｍｍ² であり、負荷６，７，８に流す電流は最大３Ａである。分岐電線５３ａ，５４ａ，５５ａには、定格電流５Ａのヒューズ６１，６２，６３がそれぞれ中途接続されている。主電線５２は、定格電流１５Ａである。
主電線５２と分岐電線５３ａ，５４ａ，５５ａとの各分岐部及びヒューズ６１，６２，６３は、電気接続ボックス６０内に収納されている。

特許文献１には、負荷への通電電流を所定時間毎に検出し、検出した通電電流を用いて、電線の放熱及び発熱に係る関係式により、電線の上昇温度を算出し、算出した上昇温度を基準温度に加算して、電線の温度を推定する電線保護方法及び電線保護装置が開示されている。推定した電線温度が所定の上限温度未満である場合は、上昇温度の算出を繰返し、推定した電線温度が所定の上限温度以上となった場合は、電源から負荷への電力の供給を停止し、電線を保護する。

特開２００９−１３０９４４号公報

上述した図４（ａ）に示す車両用電源装置のように、１つのヒューズ５１の下流側に複数の分岐電線５３，５４，５５が接続されている場合、ヒューズ５１の定格電流２５Ａは、分岐電線５３，５４，５５に流すべき電流の合計から決定される。その為、分岐電線５３，５４，５５の電線サイズ（断面積１．２５ｍｍ² ）は、必要以上に太く設定する必要があるという問題がある。

また、上述した図４（ｂ）に示す車両用電源装置のように、分岐電線５３ａ，５４ａ，５５ａ毎にヒューズ６１，６２，６３を配置する場合、分岐電線５３ａ，５４ａ，５５ａの電線サイズ（断面積０．３ｍｍ² ）を細径化することができるが、ヒューズ６１，６２，６３の為のスペースを大きく取る必要がある。その為、電気接続ボックス６０を大型化する必要があるという問題がある。

また、特許文献１に開示された電線保護方法及び電線保護装置のように、ヒューズに代わり簡単な構成で電線を確実に保護すれば、ヒューズに比べて電気接続ボックスの大型化をある程度は抑制することができるが、部品コストが大幅に上昇するという問題がある。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、安価に電気接続ボックスの大型化を抑制しつつ電線を細径化することができる車両用電源装置の提供を目的とする。

第１発明に係る車両用電源装置は、車載発電機又はバッテリに一端が接続される主電線と、該主電線の他端に一端が分岐接続され、他端が複数の車載負荷にそれぞれ接続される複数の分岐電線とを備え、前記車載発電機又はバッテリから前記車載負荷へ通電するように構成してある車両用電源装置において、前記分岐電線にそれぞれ中途接続され、通電により熱を発生させる各発熱回路と、該各発熱回路が発生させた熱による温度をそれぞれ測定する各温度測定手段と、該各温度測定手段が測定した各温度が所定温度より高いか否かを判定する判定手段と、前記主電線に中途接続され、前記判定手段の判定結果に応じてオン／オフするスイッチ回路とを備え、前記判定手段が、前記各温度の何れかの温度が所定温度より高いと判定したときに、前記スイッチ回路がオフになるように構成してあることを特徴とする。

この車両用電源装置では、主電線が、車載発電機又はバッテリにその一端が接続され、複数の分岐電線が、主電線の他端にその一端が分岐接続され、他端が複数の車載負荷にそれぞれ接続され、車載発電機又はバッテリから車載負荷へ通電する。分岐電線にそれぞれ中途接続された各発熱回路が、通電により熱を発生させ、各温度測定手段が、各発熱回路が発生させた熱による温度をそれぞれ測定する。判定手段が、各温度測定手段が測定した各温度が所定温度より高いか否かを判定し、主電線に中途接続されたスイッチ回路が、判定手段の判定結果に応じてオン／オフする。判定手段が、各温度測定手段が測定した各温度の何れかの温度が所定温度より高いと判定したときに、スイッチ回路がオフになる。

第２発明に係る車両用電源装置は、前記判定手段が所定温度より高いと判定した前記温度が、前記所定温度より低い第２温度より低いと判定したときは、前記スイッチ回路がオンになるように構成してあることを特徴とする。

この車両用電源装置では、判定手段が所定温度より高いと判定した温度が、所定温度より低い第２温度より低くなったと判定したときは、スイッチ回路がオンに復帰する。

本発明に係る車両用電源装置によれば、安価に電気接続ボックスの大型化を抑制しつつ電線を細径化することができ、車両の軽量化及び燃費の向上を図ることができる車両用電源装置を実現できる。

本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す電線発熱模擬器の構成例を示す断面図である。 本発明に係る車両用電源装置の動作例を示すフローチャートである。 従来の車両用電源装置の概略構成例を示すブロック図である。

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る車両用電源装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
この車両用電源装置は、バッテリＢ又はオルタネータ（車載発電機）１２に一端が接続される主電線５２と、主電線５２の他端に一端が分岐接続され、他端が負荷（車載負荷）６，７，８にそれぞれ接続された分岐電線５３ａ，５４ａ，５５ａとを備えている。

主電線５２は、定格電流１５Ａであり、遮断デバイス（スイッチ回路）２が中途接続されている。遮断デバイス２は、例えばＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタ）又はメカニカルリレー等であって良い。
分岐電線５３ａ，５４ａ，５５ａは、断面積０．３ｍｍ² であり、負荷６，７，８に流す電流は最大３Ａである。分岐電線５３ａ，５４ａ，５５ａには、電線発熱模擬器３，４，５がそれぞれ中途接続されている。電線発熱模擬器３，４，５は、例えば基板１１上に実装されている。電線発熱模擬器３，４，５の各発熱温度を測定する為の各配線が遮断判定回路１（判定手段）に接続されている。

遮断判定回路１は、電線発熱模擬器３，４，５の各発熱温度の測定結果に応じて、遮断デバイス２をオン／オフする。
主電線５２と分岐電線５３ａ，５４ａ，５５ａとの各分岐部、電線発熱模擬器３，４，５（基板１１）、遮断デバイス２及び遮断判定回路１は、電気接続ボックス１０内に収納されている。

図２は、図１に示す電線発熱模擬器３，４，５の構成例を示す横断面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。尚、横断面図（ａ）は縦断面図（ｂ）のＢ−Ｂ′面における断面図であり、横断面図（ａ）は縦断面図（ｂ）のＡ−Ａ′面における断面図である。
電線発熱模擬器３，４，５は、両端部を＋側端子２１及び−側端子２２としてある短冊状の導体と、長手方向に適長離隔した２つの短冊状の導体とが、基板１１（図示せず）上に略同一長さで平行に形成されている。

２つの短冊状の導体は、それぞれ測温部出力端子２３，２４とされている。両端部が＋側端子２１及び−側端子２２である導体は、中間部が、狭幅に形成され測温部出力端子２３，２４の間にコの字状に引回されて発熱模擬部２５（発熱回路）とされている。
直方体形状のサーミスタ等の測温部２６（温度測定手段）が、発熱模擬部２５に接するように設けられている。測温部２６の長手方向の両端部は、それぞれ接続部２７，２７を介して測温部出力端子２３，２４に接続されている。測温部出力端子２３，２４は、遮断判定回路１にそれぞれ配線接続されており、遮断判定回路１は、測温部２６の抵抗値に基づき、発熱模擬部２５の温度を測定する。

発熱模擬部２５、測温部２６及び接続部２７，２７は、樹脂２０により直方体形状にモールドされている。
発熱模擬部２５、測温部２６、接続部２７，２７及び樹脂２０は、遮断判定回路１（温度測定手段）が測定する温度が、分岐電線５３ａ，５４ａ，５５ａの、各電線の発熱特性に近似するように構成されている。

以下に、このような構成の車両用電源装置の動作を、それを示す図３のフローチャートを参照しながら説明する。
図３のフローチャートは、遮断判定回路１の電線発熱模擬器３，４，５それぞれについての動作を示しており、遮断判定回路１は、図３に示す動作を電線発熱模擬器３，４，５毎に実行する。
遮断判定回路１は、先ず、測温部２６の抵抗値に基づき、発熱模擬部２５の温度Ｔを測定し（Ｓ１）、次いで、温度Ｔが所定温度Ｔ１より高いか否かを判定する（Ｓ３）。尚、所定温度Ｔ１は、分岐電線５３ａ，５４ａ，５５ａに中途接続されるべき各ヒューズの溶断温度に基づき定められる。

遮断判定回路１は、温度Ｔが所定温度Ｔ１より高くなければ（Ｓ３）、引続き発熱模擬部２５の温度Ｔを測定する（Ｓ１）。
遮断判定回路１は、温度Ｔが所定温度Ｔ１より高ければ（Ｓ３）、遮断デバイス２を遮断させる（Ｓ５）。これにより、分岐電線５３ａ，５４ａ，５５ａへの電流が遮断される。
遮断判定回路１は、次に、測温部２６の抵抗値に基づき、発熱模擬部２５の温度Ｔを測定する（Ｓ７）。

遮断判定回路１は、測定した温度Ｔ（Ｓ７）が、所定温度Ｔ１より低い所定温度Ｔ２より低いか否かを判定し（Ｓ９）、温度Ｔが所定温度Ｔ２より低くなければ、引続き発熱模擬部２５の温度Ｔを測定する（Ｓ７）。
遮断判定回路１は、温度Ｔが所定温度Ｔ２より低ければ（Ｓ９）、遮断させた遮断デバイス２（Ｓ５）を接続させて復帰させ（Ｓ１１）、次いで、発熱模擬部２５の温度Ｔを測定する（Ｓ１）。これにより、分岐電線５３ａ，５４ａ，５５ａへの電流が復旧する。

１ 遮断判定回路（判定手段、温度測定手段）
２ 遮断デバイス（スイッチ回路）
３，４，５ 電線発熱模擬器（発熱回路、温度測定手段）
６，７，８ 負荷（車載負荷）
１０ 電気接続ボックス
１１ 基板
１２ オルタネータ（車載発電機）
２０ 樹脂
２１ ＋側端子
２２ −側端子
２３，２４ 測温部出力端子
２５ 発熱模擬部（発熱回路）
２６ 測温部（温度測定手段）
２７接続部
５２ 主電線
５３ａ，５４ａ，５５ａ 分岐電線
Ｂ バッテリ

Claims (2)

1. 車載発電機又はバッテリに一端が接続される主電線と、該主電線の他端に一端が分岐接続され、他端が複数の車載負荷にそれぞれ接続される複数の分岐電線とを備え、前記車載発電機又はバッテリから前記車載負荷へ通電するように構成してある車両用電源装置において、
   前記分岐電線にそれぞれ中途接続され、通電により熱を発生させる各発熱回路と、該各発熱回路が発生させた熱による温度をそれぞれ測定する各温度測定手段と、該各温度測定手段が測定した各温度が所定温度より高いか否かを判定する判定手段と、前記主電線に中途接続され、前記判定手段の判定結果に応じてオン／オフするスイッチ回路とを備え、前記判定手段が、前記各温度の何れかの温度が所定温度より高いと判定したときに、前記スイッチ回路がオフになるように構成してあることを特徴とする車両用電源装置。
2. 前記判定手段が所定温度より高いと判定した前記温度が、前記所定温度より低い第２温度より低いと判定したときは、前記スイッチ回路がオンになるように構成してある請求項１記載の車両用電源装置。

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