JP2013233919A - 車両ジャンクションボックスの暗電流遮断装置及び方法 - Google Patents

車両ジャンクションボックスの暗電流遮断装置及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】車両内の他のモジュールのスリープモード進入をCAN通信を通じて確認した後、電源遮断を行う瞬間に発生するノイズにより暗電流遮断装置の誤動作が発生する従来の問題点を、解決できる車両ジャンクションボックスの暗電流遮断装置と方法を提供する。
【解決手段】ジャンクションボックスの制御部がCAN通信モジュールを介しての信号入力をモニタリングS12し、車両内の他のモジュールがスリープモードであることを確認する過程S13と、前記車両内の他のモジュールがスリープモードであることが確認されると、スイッチング素子をオフし、負荷装置へのバッテリー電源を遮断するパワーカット実行過程S14と、ジャンクションボックスの制御部が、パワーカットの実行直後、CAN通信モジュールを介しての信号入力に関係なくスイッチング素子のオフ状態を設定時間の間強制保持する過程S15と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、車両ジャンクションボックスの暗電流遮断装置と方法に係り、より詳しくは、車両のジャンクションボックスで始動オフ後、負荷装置が消耗する暗電流を遮断することにより、暗電流によるバッテリー放電問題を最小にできる車両ジャンクションボックスの暗電流遮断装置と方法に関する。
通常自動車では、ランプ類やボディー電装部品、マルチメディア機器、モーター駆動装置などの車両内電気を消耗する各種電気装置にバッテリー電源を供給するためのジャンクションボックスが使用され、このジャンクションボックスには、外部回路への過電流や過負荷を防止するための多数のヒューズや電源供給を開閉するリレーなどが設けられる。
ジャンクションボックスは、主にバッテリー電源の供給及び分配、ワイアー(wire)保護などを行い、その他、内部に搭載される各種素子(ヒューズ、リレーなど)の収納及び保護、迅速な放熱による作動効率保持などの機能を有する。
また、ジャンクションボックスにはバッテリー電源を使用する多数の電気装置が連結されているため、これらの電気装置が消耗する暗電流(Dark current)を遮断できる技術が適用されている。
暗電流とは、車両の始動オフ後にもバッテリー電源を使用する各種負荷装置が消耗する電流をいい、車両を生産した後、顧客に引き渡すまで長期間、または輸出、長期保管あるいは駐車などにより車両を長期間運行しない場合、車両B+電源を使用する負荷装置に常に暗電流が流れるため、バッテリーが放電する恐れがある。
これを解決するために、顧客に引き渡す前までバッテリーと負荷装置間の電源供給経路を遮断し、負荷装置により消耗される暗電流を遮断する暗電流遮断装置がジャンクションボックスに適用されているが、その一例がパワーコネクター(power connector)の適用である。
即ち、バッテリーと負荷装置との間にジャンクションボックスを設けて、ジャンクションボックスにヒューズと接続されるパワーコネクターを設けるが、パワーコネクターをジャンクションボックスに連結した場合、バッテリー電源が負荷装置に供給される反面、分離した場合は、負荷装置への電源供給経路が遮断される。
これにより、車両を顧客に引き渡す前まで(または車両を長期間使用しない場合、運転者により)パワーコネクターを分離し、暗電流によるバッテリー放電を最小にしている。
そして、上記のパワーコネクターの場合、その操作が難しいため、最近開発されたスマートジャンクションボックス(Smart Junction Box, SJB)には、モードスイッチ及びスイッチング素子を利用して暗電流によるバッテリー放電を遮断する暗電流遮断装置(パワーカット装置)が適用されている。
これは、ジャンクションボックスでバッテリー電源及び暗電流を手動で遮断する既存のパワーコネクターの問題点を改善したもので、輸出やディーラー段階で車両を顧客に引き渡す前までモードスイッチをオフしておくと、ジャンクションボックスのパワーカット状態(パワーコネクターの脱去時のように電源供給経路が遮断される)で負荷装置への暗電流が遮断される。
その反面、車両を顧客に引き渡す場合、モードスイッチをオン(on)すると、バッテリー電源が正常に車両内負荷装置に供給できる状態になる。
また、スマートジャンクションボックスが適用された場合、モードスイッチオフ状態であっても、ディーラーが車両ドアを開けるか始動をかけると、パワーカット状態を解除し、負荷装置に正常にバッテリー電源を連結する。
また、モードスイッチが適用されたスマートジャンクションボックスでは、運転者が誤って室内ランプオン状態、半ドアロック状態、フードオープン状態、トランクオープン状態のまま車両を駐車しておいた状態でも、一定時間後、自動に室内ランプ類の電源を遮断し、バッテリーの放電を防止する機能を有する。
そして、スマートジャンクションボックスでは、基本的にジャンクションボックス内制御部がBCM(Body Control Module)、DDM(Driver Door Module)などの車両内の他のモジュールとCAN通信(B−CAN通信)可能に連結されるが、これらの車両内他のモジュールのモード状態、即ち、スリープ(sleep)モードまたはウェークアップ(wake−up)モード状態を確認し、負荷装置への暗電流遮断のためのパワーカット動作を行うか、電源供給が可能な状態とするパワーカット解除動作を行う。
この際、ジャンクションボックス内制御部は、パワーカットまたは解除動作時に負荷装置への電源を開閉するリレーなどのスイッチング素子のオン/オフを制御し、負荷装置への電源供給経路を遮断するか(パワーカット、即ち、バッテリー電源及び暗電流を遮断する)、電源が供給できるように電源供給経路を活性化させる(パワーカット解除)。
また、制御部は、多数の車両内モジュールが全てスリープモードに進入したことを確認すると、スイッチング素子をオフさせ、負荷装置へのバッテリー電源を遮断するパワーカット動作を行う。この際、車両内の他のモジュールからCAN通信を通じて如何なる信号も入力されないと、制御部が、車両内の他のモジュールがスリープ状態であると認識し、スリープ状態で一定時間後、負荷装置に連結あれたスイッチング素子をオフし、バッテリー電源を遮断するパワーカット動作を行う。
無論、車両ドアが開くか、車両内の他のモジュールに付属した装置の作動がなされると、モジュールのモード状態がウェークアップモードに切り替えられて、この際、ジャンクションボックス内制御部が、ウェークアップモードに切り替えられたことを示す信号をCAN通信を通じて該当モジュールから伝達された場合、スイッチング素子をオンさせ、バッテリー電源を負荷装置に再び供給できるようにするパワーカット解除動作を行う。
しかし、上記のような暗電流遮断方式では、ジャンクションボックスで車両内の他のモジュールのスリープモードを確認した後、スイッチング素子をオフさせて電源を遮断する瞬間発生するノイズにより、正常な暗電流遮断ができない場合がある。
即ち、ジャンクションボックスの制御部が車両内の全体モジュールのスリープ状態を確認した後、スイッチング素子を一応オフしたとしても、アンプ(Amp)などのモジュール内回路のキャパシタ成分などにより、モジュールからCAN通信モジュールを通じてジャンクションボックスの制御部に任意のノイズ信号(非正常的なCAN信号)が入力されることがあって、この場合、前記制御部がモジュールのウェークアップモード切り替え状態と誤って認識し、スイッチング素子のオン、電源再連結(パワーカット解除)、ウェークアップモードへの実際切り替えなどがなされる。
結局、ジャンクションボックスの制御部がモジュールのスリープ状態を再び確認した後、スイッチング素子をオフしてパワーカット動作を行っても、特定の車両内モジュールから、キャパシタ成分が放電される遅延時間内に再び誤ったCAN信号が制御部に入力されると、同一誤動作が繰り返して発生する可能性がある。
特開2000−333375号公報
したがって、本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、車両内の他のモジュールのスリープモード進入をCAN通信を通じて確認した後、電源遮断を行う瞬間発生するノイズにより暗電流遮断装置の誤動作が発生する従来の問題点を解決できる車両ジャンクションボックスの暗電流遮断装置と方法を提供することにその目的がある。
上記目的を達成するための本発明は、ジャンクションボックスの制御部がCAN通信モジュールを介しての信号入力をモニタリングし、車両内の他のモジュールがスリープモードであることを確認する過程と、前記車両内の他のモジュールがスリープモードであることが確認されると、スイッチング素子をオフし、負荷装置へのバッテリー電源を遮断するパワーカット実行過程と、ジャンクションボックスの制御部が、パワーカットの実行直後、CAN通信モジュールを介しての信号入力に関係なくスイッチング素子のオフ状態を設定時間の間強制保持する過程と、を含むことを特徴とする。
前記制御部が、設定時間経過後、CAN通信モジュールを介しての信号入力を再びモニタリングし、以後車両内の他のモジュールのスリープモードが保持される間、前記パワーカット状態を保持することを特徴とする。
また、本発明は、車両内の他のモジュールとのCAN通信のためのジャンクションボックスのCAN通信モジュールと、前記CAN通信モジュールを介しての信号入力をモニタリングし、車両内の他のモジュールがスリープモードであることが確認されると、負荷装置へのバッテリー電源を遮断するための制御信号を出力するジャンクションボックスの制御部と、前記制御部の制御信号によりオフされることにより、負荷装置へのバッテリー電源を遮断するスイッチング素子と、を含み、前記制御部が、パワーカットの実行直後、CAN通信モジュールを介しての信号入力に関係なくスイッチング素子のオフ状態を設定時間の間強制保持するようにしたことを特徴とする。
前記制御部が、設定時間経過後、CAN通信モジュールを介しての信号入力を再びモニタリングし、以後車両内の他のモジュールのスリープモードが保持される間、前記パワーカット状態を保持するようにしたことを特徴とする。
本発明によれば、パワーカット直後、車両内の他のモジュールから入力されるノイズ信号の影響を排除できるように、設定時間の間、CAN通信モジュールを介しての信号入力に関係なくスイッチング素子のオフ状態を強制保持することにより、従来発生していた暗電流遮断機能の誤動作を効果的に防止することができる。
また、正確な暗電流遮断動作により、バッテリー放電が最小にでき、車両始動性の保障、バッテリー耐久性の確保などの効果が提供できる。
本発明による暗電流遮断方法を示すフローチャートである。 本発明による暗電流遮断過程において、ジャンクションボックスから負荷装置にバッテリー電源が連結された状態を示す図面である。 本発明による暗電流遮断過程において、ジャンクションボックスから負荷装置へのバッテリー電源が遮断された状態を示す図面である。
以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図1は、本発明による暗電流遮断方法を示すフローチャート、図2は、本発明による暗電流遮断過程において、ジャンクションボックスから負荷装置にバッテリー電源が連結された状態を示す図面、図3は、本発明による暗電流遮断過程において、ジャンクションボックスから負荷装置へのバッテリー電源が遮断された状態を示す図面である。
図1に示したように、本発明では、ジャンクションボックスのパワーカット作動ロジックに一種のフェイルセーフロジック(点線で示したS15〜S17段階)を追加し、従来のノイズ発生による暗電流遮断機能の誤作動を防止する。
このような本発明の暗電流遮断過程を説明する前に、図2を参照し、ジャンクションボックス内暗電流遮断のための構成について説明する。
図2に示すように、ジャンクションボックス10内に、バッテリー電源の供給及び遮断など、ジャンクションボックスの全般的な機能を制御する制御部11が備えられ、CAN通信モジュール14を介して車両内の他のモジュールとCAN通信可能に連結される。
車両内の他のモジュールは、本発明で特に限定しないが、例えば、車体制御モジュール(Body Control Module, BCM)21、運転席ドアモジュール(Driver Door Module, DDM)22、助手席ドアモジュール(Assist Door Module, ADM;図示せず)、スマートキーモジュール(SMK)23、クラスター(cluster;図示せず)のような複数個のモジュールである。
また、暗電流遮断のために、ジャンクションボックス10に、制御部11の制御信号にしたがって負荷装置24〜27への電源を開閉するようにオン/オフ動作するスイッチング素子15が備えられ、例示のようにリレーが使用できる。
図2は、電源連結状態を示す図面であって、制御部11がスイッチング素子15をオン状態に保持すると、ジャンクションボックス10のスイッチング素子15に連結されたランプ24などの負荷に電源が供給され、ボディー電装部品25、マルチメディア機器26、メモリー27(またはウェークアップ負荷)などには、モードスイッチ16を通じて電源が供給される。
図3は、電源遮断状態、即ち、暗電流遮断のためのパワーカット状態を示す図面であって、始動オフ後、ジャンクションボックス10の制御部11が車両内の他のモジュール21〜23のスリープモード状態を確認した場合、一定時間(例えば、20分)後、スイッチング素子15をオフさせるパワーカット動作を行う。
スイッチング素子15がオフされる場合、ランプ24などの負荷への電源連結が遮断されて、モードスイッチ16を通じて連結されたボディー電装部品25やマルチメディア機器26、メモリー27などの負荷に対しても電源連結が遮断される。
このようなパワーカット状態では、車両内モジュール21〜23がスリープモードを保持する間、負荷への電源連結が全て遮断され(電源供給経路遮断)、これらの負荷が消耗する暗電流によるバッテリー1の放電を防止することができる。
但し、ジャンクションボックス10の制御部11に、一定時間車両内の他のモジュール21〜23からCAN通信モジュール14を通じて如何なる信号も入力されない場合、個々の車両内モジュールがスリープモード状態であると認識して、モジュールから任意の信号が入力されると、ジャンクションボックス10は、図2の電源連結状態に切り替えられる。
これにより、従来は、パワーカット直後、電源遮断がなされる瞬間発生するノイズ、特に全体モジュールのうち、ある一つのモジュールからキャパシタ成分に起因した誤った信号がCAN通信モジュールを通じてジャンクションボックスの制御部に伝達される場合、ジャンクションボックスのパワーカット状態が解除される問題があった。
本発明では、このような暗電流遮断装置の誤動作(ノイズ信号によるパワーカット解除)問題を防止するために、既存の暗電流遮断ロジックにフェイルセーフ機能のロジックを追加したが、これは、図1を参照して後でさらに詳細に説明する。
図2及び図3において、符号12は、ジャンクションボックス10内制御部11へのバッテリー電源を調節するレギュレーターを示し、符号13は、始動スイッチ2のオン/オフ信号を検出するためのスイッチ信号検出部を示す。
スイッチ信号検出部13の信号から、ジャンクションボックス10の制御部11が車両の始動オン/オフ状態を認識する。
以下、図1を参照し、本発明による暗電流遮断過程、特に図2及び図3の構成における暗電流遮断のためのパワーカット過程について説明する。
まず、始動スイッチ2のオフ状態でも、車両内の他のモジュール21〜23がスリープモードではない場合、例えば、全体モジュール21〜23の一つでもウェークアップ状態である場合、図2のような電源連結状態になる。この際、電源供給経路が活性化された状態(スイッチング素子のオン状態)でバッテリー1から電源が各負荷装置24〜27に正常に供給できる。
基本的に始動スイッチ2がオン操作されるか、ドアが開くか、少なくとも一つのランプが点灯されるか、リモコンキーの入力が発生するなど、該当モジュール(BCMなど)から制御部11にCAN通信モジュール14を介して信号入力がなされるように設定されたある命令や操作が発生すると、そのモジュールがスリープモードからウェークアップモードに切り替えられる。
この状態でモード切り替え信号が該当モジュールからジャンクションボックス10の制御部11に伝達されると、制御部11がモジュールのウェークアップモードを認識し、スイッチング素子15をオンさせて、これにより図2のような電源連結状態になる。
一方、電源連結状態(S11)で、始動スイッチ2のオフ状態など、予め定められたスリープ条件を満足する場合、車両内モジュール21〜23がスリープモードに切り替えられるが、車両内全体モジュールがスリープモードであると確認される場合(S12、S13)、即ち、設定時間(例えば、20分など)の間、全体モジュール21〜23からCAN通信モジュール14を通じてどんな信号も入力されない場合、ジャンクションボックス10の制御部11がスイッチング素子15をオフさせるための制御信号を出力し、各負荷装置24〜27への電源を遮断するパワーカット動作を行う(S14)。
従来は、ジャンクションボックスの制御部が、CAN通信モジュールを通じて任意の信号が入力される場合、即ち、モジュールから入力される正常なウェークアップモード切り替え信号だけではなく、ノイズによる誤った信号入力の場合も、スリープモードが解除されたと認識し、スイッチング素子をオンさせるが、それによる従来発生していた誤動作を防止するために、本発明では、制御部11が、パワーカットの直後、予め設定された時間の間CAN通信モジュール14を通じて入力されるCAN信号を無視して、スイッチング素子15をオフ状態に強制保持する(S15)。
ここで、設定時間は、全体モジュール21〜23においてアンプなどのキャパシタ成分によるノイズ出力が十分除去できるような時間に設定され、一例として、5秒に設定することが可能である。
次いで、パワーカット状態で前記設定時間が経過すると、再びCAN通信を介しての信号入力をモニタリングし、全体モジュール21〜23のスリープ状態が保持されている間、パワーカット状態を保持し続ける(S16、S17)。
無論、パワーカット保持状態でCAN通信モジュール14を通じてウェークアップモード切り替え信号が入力される場合、ジャンクションボックス10の制御部11は、再びスイッチング素子15をオンさせてパワーカット状態を解除し、各負荷装置24〜27にバッテリー電源が供給される。
このようにして、本発明では、パワーカット直後、車両内の他のモジュールから入力されるノイズ信号の影響を排除できるように、設定時間の間、CAN通信モジュールを介しての信号入力に関係なくスイッチング素子のオフ状態を強制保持するロジックを追加することにより、従来のような暗電流遮断機能の誤動作を防止することができる。
また、正確な暗電流遮断動作により、バッテリー放電が最小にでき、車両始動性の保障、バッテリー耐久性の確保などの効果が表れる。
以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
1 バッテリー
10 ジャンクションボックス
11 制御部
12 レギュレーター
13 スイッチ信号検出部
14 CAN通信モジュール
15 スイッチング素子
16 モードスイッチ
21 車両内制御モジュール
22 運転席ドアモジュール
23 スマートキーモジュール
24 ランプ
25 ボディー電装部品
26 マルチメディア機器
27 メモリー

Claims (4)

  1. ジャンクションボックスの制御部がCAN通信モジュールを介しての信号入力をモニタリングし、車両内の他のモジュールがスリープモードであることを確認する過程と、
    前記車両内の他のモジュールがスリープモードであることが確認されると、スイッチング素子をオフし、負荷装置へのバッテリー電源を遮断するパワーカット実行過程と、
    ジャンクションボックスの制御部が、パワーカットの実行直後、CAN通信モジュールを介しての信号入力に関係なくスイッチング素子のオフ状態を設定時間の間強制保持する過程と、
    を含むことを特徴とする車両ジャンクションボックスの暗電流遮断方法。
  2. 前記制御部が、設定時間経過後、CAN通信モジュールを介しての信号入力を再びモニタリングし、以後車両内の他のモジュールのスリープモードが保持される間、前記パワーカット状態を保持することを特徴とする請求項1に記載の車両ジャンクションボックスの暗電流遮断方法。
  3. 車両内の他のモジュールとのCAN通信のためのジャンクションボックスのCAN通信モジュールと、
    前記CAN通信モジュールを介しての信号入力をモニタリングし、車両内の他のモジュールがスリープモードであることが確認されると、負荷装置へのバッテリー電源を遮断するための制御信号を出力するジャンクションボックスの制御部と、
    前記制御部の制御信号によりオフされることにより、負荷装置へのバッテリー電源を遮断するスイッチング素子と、
    を含み、
    前記制御部が、パワーカットの実行直後、CAN通信モジュールを介しての信号入力に関係なくスイッチング素子のオフ状態を設定時間の間強制保持するようにしたことを特徴とする車両ジャンクションボックスの暗電流遮断装置。
  4. 前記制御部が、設定時間経過後、CAN通信モジュールを介しての信号入力を再びモニタリングし、以後車両内の他のモジュールのスリープモードが保持される間、前記パワーカット状態を保持するようにしたことを特徴とする請求項3に記載の車両ジャンクションボックスの暗電流遮断装置。
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