JP2016060426A - 車両用電力供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】大幅なコスト上昇を伴うことなく、電源ボックスの単純化を図り、以てシステム全体の簡素化を図ることができる車両用電力供給システムを提供すること。【解決手段】第１のサブ電力分配ボックス（３０）には、第１の情報（ＳＧ＿ＩＧ）に基づいて電力供給が制御される第１の電気系統（３１、３２、３３）が配置され、第２のサブ電力分配ボックス（２０）には、第２の情報（ＳＧ＿ＡＣＣ）に基づいて電力供給が制御される第２の電気系統（２１、２２、２３）が配置され、メイン電力分配ボックス（１０）には、第１の電気系統への電力供給をオンオフする第１のリレー（１４、１１）と、第２の電気系統への電力供給をオンオフする第２のリレー（１２、１１）とが配置される。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用電力供給システムに関する。

車両上においては、主電源であるオルタネータ（発電機）やバッテリーから膨大な数の様々な電装品に対して電源電力を適切に供給する必要がある。また、このような電源電力の供給に用いるシステムにおいては、必要に応じて電力供給のオンオフを切り替える機能や、電装品に過大な電流が流れた場合に系統毎に電流を遮断するための機能も搭載する必要がある。

このような車両用電力供給システムに関する従来技術として、例えば特許文献１〜特許文献４の各技術が知られている。

特許文献１においては、車両のオルタネータ及びバッテリーから出力される電源電力を、ジャンクションボックス１を経由して様々な負荷に供給する構成を示している。また、多数の負荷の各々に供給する電力のオンオフを切り替えるために、多数の半導体リレーをジャンクションボックス１の内部に配置している。

特許文献２においては、車両用の電力供給システムを示している。すなわち、図１及び図２には、リレーボックス１０１、ヒューズボックス１０２、バッテリー１０４、複数のコネクタボックス、及び様々な電装品が示されており、これらは系統毎に設けられたワイヤハーネスを介して接続されている。

特許文献３においては、車両用のジャンクションボックスを示している。また、図７（Ｂ）に示された構成では、電源２７の下流にサブ電源分配ボックス１２を配置し、その下流にワイヤハーネス３０を介して電源分配ボックス５を接続してある。また、サブ電源分配ボックス１２の内部に複数のリレーを配置し、電源分配ボックス５の内部に複数のヒューズを配置している。

特許文献４においては、車両電源システムを示している。また、図１に示された構成においては、バッテリ１０１及びオルタネータ１０２の出力に第１の電源ボックス１１０を接続し、その下流に複数の第２の電源ボックス１４０を接続してある。また、第１の電源ボックス１１０及び第２の電源ボックス１４０の内部には、それぞれリレー及び多数のヒューズを配置してある。

特開２００２−５１４３０号公報 特開２００５−２８９３７５号公報 特開２００９−１６５３２８号公報 特開２００９−２２０６０１号公報

車両においては、必要に応じて電力供給のオンオフを切り替える機能を複数系統のそれぞれについて備える必要がある。具体例について説明する。一般的な車両の場合には、エンジンキー、或いはスマートキーの操作に連動してオンオフが切り替わるイグニッションスイッチや、アクセサリースイッチが備わっている。また、イグニッション（ＩＧ）スイッチがオンの時にのみ電力が供給される電源系統（第１系統）と、アクセサリ（ＡＣＣ）スイッチがオンの時にのみ電力が供給される電源系統（第２系統）とが独立した状態で備わっている。

したがって、例えばエンジンを始動するためにセルモータを回す時のように、前記第１系統の負荷が大きな電力を必要とする時には、前記第２系統の電力供給を一時的に遮断して、前記第１系統にのみ優先的に電力を供給することも可能になる。これにより、車両のエンジン始動が容易になる。また、イグニッションスイッチがオフになりエンジンが停止している状態であっても、アクセサリースイッチをオンにすることで、前記第２系統の出力側に接続された様々な電装品（例えばカーオーディオ装置）を使用することが可能になる。

ところで、複数の電源系統それぞれには、電源系統への電力供給のオンオフを切り替えるためのリレーを装備しなければならない。第２の電源ボックス１４０の内部にそれぞれ複数個のリレーを配置する場合、第２の電源ボックス１４０の数が増えるとシステムに含まれるリレーの総数が非常に多くなってしまう。これにより、電源ボックスの重量やコストが増大してしまう。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、大幅なコスト上昇を伴うことなく、電源ボックスの単純化を図り、以てシステム全体の簡素化を図ることができる車両用電力供給システムを提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために、本発明に係る車両用電力供給システムは、下記（１）〜（７）を特徴としている。
（１） メイン電力分配ボックスと、
前記メイン電力分配ボックスの下流に接続可能な複数の独立したサブ電力分配ボックスと、
を備え、
前記各サブ電力分配ボックスの下流に接続される複数の負荷に対してそれぞれ電源電力を供給する車両用電力供給システムであって、
前記メイン電力分配ボックスには、第１の情報に基づいて電力供給が制御される第１の電気系統への電力供給をオンオフする第１のリレーと、第２の情報に基づいて電力供給が制御される第２の電気系統への電力供給をオンオフする第２のリレーとが配置された、
ことを特徴とする車両用電力供給システム。
（２） 上記（１）に記載の車両用電力供給システムであって、
前記複数のサブ電力分配ボックスの中の第１のサブ電力分配ボックスには、前記第１の電気系統が配置され、
前記複数のサブ電力分配ボックスの中の第２のサブ電力分配ボックスには、前記第２の電気系統が配置された、
ことを特徴とする車両用電力供給システム。
（３） 上記（１）に記載の車両用電力供給システムであって、
前記複数のサブ電力分配ボックスの中のいずれか１つには、前記第１の電気系統と前記第２の電気系統が配置された、
ことを特徴とする車両用電力供給システム。
（４） 上記（３）に記載の車両用電力供給システムであって、
前記メイン電力分配ボックスには、第３の情報に基づいて電力供給が制御される第３の電気系統への電力供給をオンオフする第３のリレーが配置され、
前記複数のサブ電力分配ボックスの中の第１のサブ電力分配ボックスには、前記第１の電気系統と前記第２の電気系統が配置され、
前記複数のサブ電力分配ボックスの中の第２のサブ電力分配ボックスには、前記第３のリレーが配置された、
ことを特徴とする車両用電力供給システム。
（５） 上記（３）に記載の車両用電力供給システムであって、
前記第１のリレー、前記第２のリレー、及び前記第３のリレーの少なくとも１つが、半導体で構成されるスイッチング素子を含んでいる、
ことを特徴とする車両用電力供給システム。
（６） 上記（５）に記載の車両用電力供給システムであって、
前記第１のリレー、前記第２のリレー、及び前記第３のリレーの少なくとも１つが、異常発生時に下流への電力供給を遮断する電子ヒューズの機能を有する、
ことを特徴とする車両用電力供給システム。
（７） 上記（６）に記載の車両用電力供給システムであって、
前記電子ヒューズは、ヒュージブルリンクの遮断特性を有する、
ことを特徴とする車両用電力供給システム。

上記（１）の構成の車両用電力供給システムによれば、大幅なコスト上昇を伴うことなく、電源ボックスの単純化を図り、以てシステム全体の簡素化を図ることができる。すなわち、リレーを前記メイン電力分配ボックスの内部にまとめて配置し、前記サブ電力分配ボックスの内部からリレーを排除してリレーの総数を減らすことで、電力分配ボックスの単純化を図ることができ、小型化も可能になる。電力分配ボックスが単純化された結果、車両用電力供給システム全体の構成が簡素化される。
上記（２）の構成の車両用電力供給システムによれば、大幅なコスト上昇を伴うことなく、電源ボックスの単純化を図り、以てシステム全体の簡素化を図ることができる。すなわち、前記第１のサブ電力分配ボックスに複数の電気系統を内蔵する必要がなく、前記第２のサブ電力分配ボックスに複数の電気系統を内蔵する必要もない。したがって、これらのリレーを前記メイン電力分配ボックスの内部にまとめて配置し、前記第１のサブ電力分配ボックス及び前記第２のサブ電力分配ボックスの内部からリレーを排除してリレーの総数を減らすことで、電力分配ボックスの単純化を図ることができ、小型化も可能になる。電力分配ボックスが単純化された結果、車両用電力供給システム全体の構成が簡素化される。
上記（３）及び（４）の構成の車両用電力供給システムによれば、リレーを前記メイン電力分配ボックスの内部にまとめて配置し、前記サブ電力分配ボックスの内部からリレーを排除してリレーの総数を減らすことで、電力分配ボックスの単純化を図ることができ、小型化も可能になる。
上記（５）の構成の車両用電力供給システムによれば、前記第１のリレー及び前記第２のリレーの少なくとも一方を半導体を用いて構成するので、高速のオンオフ動作が可能になる。また、ヒューズの代わりに利用することも可能になる。
上記（６）の構成の車両用電力供給システムによれば、前記第１のリレー及び前記第２のリレーの少なくとも一方が電子ヒューズの機能を有するので、搭載するヒューズの総数を減らして小型化することが可能になる。
上記（７）の構成の車両用電力供給システムによれば、前記第１のリレー及び前記第２のリレーの少なくとも一方がヒュージブルリンクと同等の機能を有するので、機械的なヒュージブルリンクを排除することが可能になる。また、電流の遮断特性を精密に制御できるので、ワイヤハーネスを構成する電線の径に余裕を持たせる必要がなくなり、更なる細径化が可能になる。

本発明の車両用電力供給システムによれば、大幅なコスト上昇を伴うことなく、電源ボックスの単純化を図り、以てシステム全体の簡素化を図ることができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明の実施形態の車両用電力供給システムの構成を示すブロック図である。 図２は、メイン電力分配ボックスの動作に関するメインフローを表すフローチャートである。 図３は、図２のＳ１３の詳細を示すフローチャートである。 図４は、図２のＳ１４の詳細を示すフローチャートである。 図５は、本発明の特徴を含まない一般的な構成の車両用電力供給システムの構成を示すブロック図である。 図６（Ａ）は、本発明の実施形態のメイン電力分配ボックスの外観の具体例を表す斜視図、図６（Ｂ）は一般的な構成のマルチＦＬブロックの外観の具体例を表す斜視図である。 図７は、本発明の実施形態の車両用電力供給システムの変形例の構成を示すブロック図である。 図８は、本発明の実施形態の車両用電力供給システムの別の変形例の構成を示すブロック図である。

本発明の車両用電力供給システムに関する具体的な実施の形態について、各図を参照しながら以下に説明する。

＜システムの構成例＞
＜システム全体の概要の説明＞
本発明の実施形態の車両用電力供給システムの構成を図１に示す。図１に示した車両用電力供給システムは、車両上の様々な負荷（電装品）に対して電源電力を供給するための主要な構成要素として、メイン電力分配ボックス１０と、３つのサブ電力分配ボックス２０、３０、及び４０とを備えている。

尚、メイン電力分配ボックス１０は例えば車両のエンジンルーム内に配置され、サブ電力分配ボックス２０は車両のダッシュボードの左端近傍に配置され、サブ電力分配ボックス３０は車両のダッシュボードの右端近傍に配置され、サブ電力分配ボックス４０は車両のラゲッジ空間（荷物室）に配置されている。つまり、メイン電力分配ボックス１０と、サブ電力分配ボックス２０、３０、及び４０とが互いに距離の離れた箇所にそれぞれ配置され、これらの間はワイヤハーネスを介して電気的に接続されている。

車両の主電源であるオルタネータ５１及び車上バッテリー５２の出力端子が、電源ライン５３を経由してメイン電力分配ボックス１０の入力側電源ライン１８と接続されている。なお、電源ライン５３等の配線については、大電流を流すことができるように、電線の代わりにバスバーを利用する場合もある。

メイン電力分配ボックス１０の複数の出力側電源ライン１５、１６、及び１７が、それぞれ幹線ワイヤハーネス６０の電線６１、６２、及び６３を介して、サブ電力分配ボックス２０、４０、及び３０と接続されている。

また、サブ電力分配ボックス２０の出力端子群２３には、ワイヤハーネス７１を経由して、アクセサリ（ＡＣＣ）系の各種負荷が接続される。サブ電力分配ボックス３０の出力端子群３３には、ワイヤハーネス７２を経由してイグニッション（ＩＧ１）系の各種負荷が接続される。サブ電力分配ボックス４０の出力端子群４３には、ワイヤハーネス７３を経由してイグニッション（ＩＧ２）系の各種負荷が接続される。

図１に示した車両用電力供給システムにおいては、様々な負荷に対して電力を供給する電気系統として、イグニッション（ＩＧ１）系、アクセサリ（ＡＣＣ）系、及びイグニッション（ＩＧ２）系の３種類が備わっている。

イグニッション（ＩＧ１）系は、車両のイグニッションスイッチのオンオフに連動して電力供給が制御される系統であり、イグニッションスイッチのオンオフを表すイグニッション系信号ＳＧ＿ＩＧ１に従って制御される。アクセサリ（ＡＣＣ）系は、車両のアクセサリスイッチのオンオフに連動して電力供給が制御される系統であり、アクセサリスイッチのオンオフを表すアクセサリ系信号ＳＧ＿ＡＣＣに従って制御される。イグニッション（ＩＧ２）系は、車両のイグニッションスイッチのオンオフに連動して電力供給が制御される系統であり、イグニッションスイッチのオンオフを表すイグニッション系信号ＳＧ＿ＩＧ２に従って制御される。

例えば、運転者がエンジンキー或いはスマートキーを操作してエンジンを始動しようとする場合には、イグニッションスイッチがオンになり、セルモータ等の、イグニッション系の負荷に対してのみ電力供給を行うことで、円滑なエンジン始動を実現できる。また、例えば車載オーディオ装置等のアクセサリ系の負荷については、エンジン始動時のように特殊な状態でない限り、エンジンの動作状態やオルタネータの動作状態とは無関係に、アクセサリスイッチがオンの時に電力供給を行うことができる。また、比較的大きな電源電力を消費する負荷については、オルタネータ系に接続し、例えばオルタネータ５１が発電している場合に限り負荷に電力を供給するように制御することで車上バッテリー５２の負担を軽減することができる。

図１に示した構成においては、車両に備わった電子制御ユニット（ＥＣＵ）５５の出力から、イグニッション（ＩＧ１）系信号ＳＧ＿ＩＧ１、アクセサリ系信号ＳＧ＿ＡＣＣ、及びイグニッション（ＩＧ２）系信号ＳＧ＿ＩＧ２がメイン電力分配ボックス１０に入力される。したがって、メイン電力分配ボックス１０は、イグニッション（ＩＧ１）系信号ＳＧ＿ＩＧ１、アクセサリ系信号ＳＧ＿ＡＣＣ、及びイグニッション（ＩＧ２）系信号ＳＧ＿ＩＧ２に従って、３種類の電気系統を個別に制御することができる。

＜メイン電力分配ボックス１０の構成＞
図１に示すように、メイン電力分配ボックス１０の内部には、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）１１と、複数の半導体スイッチングデバイス１２、１３、及び１４とが備わっている。本実施形態では、半導体スイッチングデバイス１２、１３、及び１４としてＩＰＤ(Intelligent Power Device)を採用している。図示しないが、これらのＩＰＤは、パワーＭＯＳＦＥＴのようなスイッチング素子の他に、ゲートドライバ、出力電流監視機能、各種保護機能などを内蔵している。

マイクロコンピュータ１１は、予め組み込まれているプログラムを実行することにより、メイン電力分配ボックス１０に必要とされる様々な機能を実現するための処理を行う。具体的には、マイクロコンピュータ１１は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）５５が出力する信号ＳＧ＿ＩＧ１、ＳＧ＿ＡＣＣ、ＳＧ＿ＩＧ２の状態に応じて、半導体スイッチングデバイス１２、１３、及び１４のオンオフをそれぞれ制御する。これにより、半導体スイッチングデバイス１２、１３、及び１４を半導体リレーとして機能させる。

また、マイクロコンピュータ１１は、半導体スイッチングデバイス１２、１３、及び１４の各々の出力に流れる負荷電流の大きさを常時監視し、特別な保護が必要な状態を検出した場合に各回路の出力電流を遮断する。これにより、半導体スイッチングデバイス１２、１３、及び１４を半導体ヒューズとして機能させる。また、メイン電力分配ボックス１０が主電源であるオルタネータ５１及び車上バッテリー５２の直下に配置されているので、ヒュージブルリンク（ＦＬ）と同等の電流遮断特性が得られるように、半導体スイッチングデバイス１２、１３、及び１４を制御する。

例えば、負荷における故障や短絡などの発生により、過大な電流が流れた場合であっても、通常は故障が生じた負荷に近い位置に存在するヒューズが回路を直ちに遮断するため、過電流が長時間にわたって流れることはなく、メイン電力分配ボックス１０内の回路を遮断する必要はない。しかし、何らかの原因により大電流が長時間流れると、幹線ワイヤハーネス６０等の発熱により著しく温度が上昇し、焼損や火災等の問題が生じる可能性がある。したがって、メイン電力分配ボックス１０の内部では、著しい温度上昇が発生するような条件を満たした場合、つまり長時間にわたって過電流が流れた場合にのみ電流を遮断する。これがヒュージブルリンクの機能である。

つまり、メイン電力分配ボックス１０の内部には、イグニッション（ＩＧ１）系、アクセサリ系、及びイグニッション（ＩＧ２）系のそれぞれについて、半導体リレーの機能と、ヒュージブルリンクの機能とが一体化した状態で組み込まれている。また、半導体スイッチングデバイス１２、１３、及び１４がヒュージブルリンクと同等の機能を果たすので、従来のヒュージブルリンクをメイン電力分配ボックス１０に配置する必要はない。

＜サブ電力分配ボックス２０、３０、４０の構成＞
図１に示すように、サブ電力分配ボックス２０は、分岐回路２１、ヒューズ群２２、及び出力端子群２３を備えている。すなわち、電線６１からサブ電力分配ボックス２０に供給される電源電力は、分岐回路２１で負荷毎に分配され、負荷毎に設けられたヒューズ群（２２）の一つ及び出力端子群（２３）の一つを通り、ワイヤハーネス７１を経由してアクセサリ（ＡＣＣ）系の各負荷に供給される。

同様に、サブ電力分配ボックス３０は、分岐回路３１、ヒューズ群３２、及び出力端子群３３を備えている。すなわち、電線６３からサブ電力分配ボックス３０に供給される電源電力は、分岐回路３１で負荷毎に分配され、負荷毎に設けられたヒューズ群（３２）の一つ及び出力端子群（３３）の一つを通り、ワイヤハーネス７２を経由してイグニッション（ＩＧ１）系の各負荷に供給される。

また、サブ電力分配ボックス４０は、分岐回路４１、ヒューズ群４２、及び出力端子群４３を備えている。すなわち、電線６２からサブ電力分配ボックス４０に供給される電源電力は、分岐回路４１で負荷毎に分配され、負荷毎に設けられたヒューズ群（４２）の一つ及び出力端子群（４３）の一つを通り、ワイヤハーネス７３を経由してイグニッション（ＩＧ２）系の各負荷に供給される。

＜システムの特徴的な動作＞
＜メインフローの説明＞
メイン電力分配ボックス１０の動作に関するメインフローを図２に示す。すなわち、メイン電力分配ボックス１０内のマイクロコンピュータ１１が図２に示す処理をメインフローとして実行する。

マイクロコンピュータ１１に供給される電源がオンになると、マイクロコンピュータ１１はステップＳ１１で初期化を実行する。例えば、半導体スイッチングデバイス１２、１３、及び１４を全てオフに制御する。また、制御用の各種フラグやパラメータを初期化する。

ステップＳ１２では、マイクロコンピュータ１１は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）５５から入力されるアクセサリ系信号ＳＧ＿ＡＣＣ、イグニッション（ＩＧ２）系信号ＳＧ＿ＩＧ２、イグニッション（ＩＧ１）系信号ＳＧ＿ＩＧ１の各々の最新の状態を把握する。

ステップＳ１３では、マイクロコンピュータ１１は、半導体スイッチングデバイス１２、１３、及び１４のそれぞれを半導体リレーとして機能させための制御を実行する。すなわち、Ｓ１２で入力した信号ＳＧ＿ＡＣＣ、ＳＧ＿ＩＧ２、ＳＧ＿ＩＧ１の各々の状態に従い、半導体スイッチングデバイス１２、１３、及び１４のオンオフをそれぞれ制御する。詳細な処理の内容については後で説明する。

ステップＳ１４では、マイクロコンピュータ１１は、半導体スイッチングデバイス１２、１３、及び１４のそれぞれをヒュージブルリンク（ＦＬ）として機能させるための制御を実施する。すなわち、半導体スイッチングデバイス１２、１３、及び１４のそれぞれを流れる電流の大きさを監視して、ＦＬの遮断すべき条件を満たした時に電流を遮断する。詳細な処理の内容については後で説明する。

＜ＩＰＤのオンオフ制御の説明＞
図２のステップＳ１３、すなわち「ＩＰＤのオンオフ制御」の詳細を図３に示す。図３の処理について以下に説明する。

ステップＳ２１では、マイクロコンピュータ１１は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）５５から入力されたイグニッション（ＩＧ１）系信号ＳＧ＿ＩＧ１のオンオフ（Ｈ／Ｌ）の変化を検出したか否かを識別する。変化を検出した場合はＳ２２に進み、変化がない時にはＳ２３に進む。

ステップＳ２２では、マイクロコンピュータ１１は、最新のイグニッション（ＩＧ１）系信号ＳＧ＿ＩＧ１のオンオフに従って、イグニッション（ＩＧ１）系のＩＰＤである半導体スイッチングデバイス１４のオンオフを切り替える。つまり、ＳＧ＿ＩＧ１がオンになった時には半導体スイッチングデバイス１４をオフからオンに切り替え、ＳＧ＿ＩＧ１がオフになった時には半導体スイッチングデバイス１４をオンからオフに切り替える。但し、後述するヒュージブルリンクがイグニッション（ＩＧ１）系の電流を遮断したことを表すフラグがセットされている時には、半導体スイッチングデバイス１４のオフ状態を継続する。

ステップＳ２３では、マイクロコンピュータ１１は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）５５から入力されたアクセサリ系信号ＳＧ＿ＡＣＣのオンオフ（Ｈ／Ｌ）の変化を検出したか否かを識別する。変化を検出した場合はＳ２４に進み、変化がない時にはＳ２５に進む。

ステップＳ２４では、マイクロコンピュータ１１は、最新のアクセサリ系信号ＳＧ＿ＡＣＣのオンオフに従って、ＡＣＣ系のＩＰＤである半導体スイッチングデバイス１２のオンオフを切り替える。つまり、ＳＧ＿ＡＣＣがオンになった時には半導体スイッチングデバイス１２をオフからオンに切り替え、ＳＧ＿ＡＣＣがオフになった時には半導体スイッチングデバイス１２をオンからオフに切り替える。但し、後述するヒュージブルリンクがＡＣＣ系の電流を遮断したことを表すフラグがセットされている時には、半導体スイッチングデバイス１２のオフ状態を継続する。

ステップＳ２５では、マイクロコンピュータ１１は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）５５から入力されたイグニッション（ＩＧ２）系信号ＳＧ＿ＩＧ２のオンオフ（Ｈ／Ｌ）の変化を検出したか否かを識別する。変化を検出した場合はＳ２６に進み、変化がない時にはこの処理を終了する。

ステップＳ２６では、マイクロコンピュータ１１は、最新のイグニッション（ＩＧ２）系信号ＳＧ＿ＩＧ２のオンオフに従って、イグニッション（ＩＧ２）系のＩＰＤである半導体スイッチングデバイス１３のオンオフを切り替える。つまり、ＳＧ＿ＩＧ２がオンになった時には半導体スイッチングデバイス１３をオフからオンに切り替え、ＳＧ＿ＩＧ２がオフになった時には半導体スイッチングデバイス１３をオンからオフに切り替える。但し、後述するヒュージブルリンクがイグニッション（ＩＧ２）系の電流を遮断したことを表すフラグがセットされている時には、半導体スイッチングデバイス１３のオフ状態を継続する。

＜ＩＰＤのＦＬ制御の説明＞
図２のステップＳ１４、すなわち「ＩＰＤのＦＬ制御」の詳細を図４に示す。図４に示す処理には、「ＩＧ１系ＦＬ処理」Ｐｉｇ１と、「ＡＣＣ系ＦＬ処理」Ｐａｃｃと、「ＩＧ２系ＦＬ処理」Ｐｉｇ２とが含まれている。すなわち、イグニッション（ＩＧ１）系に対してヒュージブルリンクの機能を実現するのがＰｉｇ１であり、アクセサリ系に対してヒュージブルリンクの機能を実現するのがＰａｃｃであり、イグニッション（ＩＧ２）系に対してヒュージブルリンクの機能を実現するのがＰｉｇ２である。

「ＩＧ１系ＦＬ処理」Ｐｉｇ１について以下に説明する。
ステップＳ３１では、マイクロコンピュータ１１は、イグニッション（ＩＧ１）系のＩＰＤである半導体スイッチングデバイス１４の出力電流（負荷電流）Ｃｕｒ＿ＩＧ１の瞬時値を取得して内部メモリに記憶する。

ステップＳ３２では、マイクロコンピュータ１１は、内部メモリ上に保持されている各時点でサンプリングされた出力電流Ｃｕｒ＿ＩＧ１の瞬時値群を用いて、電流の平均値を算出する。

ステップＳ３３では、マイクロコンピュータ１１は、Ｓ３２で算出した電流の平均値と事前に定めた電流閾値Ｃｉｇ１＿ｍａｘとを比較して、電流を遮断すべきか否かを識別する。「検出した電流の平均値≦Ｃｉｇ１＿ｍａｘ」であれば次のＰａｃｃに進み、「検出した電流の平均値＞Ｃｉｇ１＿ｍａｘ」であれば次のＳ３４に進む。

なお、使用する電流閾値Ｃｉｇ１＿ｍａｘについては、マイクロコンピュータ１１内部のＲＯＭ上に、あるいは外部の不揮発性メモリ（図示せず）上に定数として登録しておく。この電流閾値Ｃｉｇ１＿ｍａｘについては、電線６３の導体の断面積等の特性と、イグニッション（ＩＧ１）系に接続する各種負荷の消費電流の総和の最大値等に基づいて事前に決定される。

ステップＳ３４では、マイクロコンピュータ１１は、イグニッション（ＩＧ１）系のＩＰＤである半導体スイッチングデバイス１４をオフに切り替えて、イグニッション（ＩＧ１）系の電流を遮断する。また、次のステップＳ３５では、マイクロコンピュータ１１は、イグニッション（ＩＧ１）系のＦＬが電流を遮断した状態であることを表すフラグをセットする。

一方、図４の「ＡＣＣ系ＦＬ処理」Ｐａｃｃにおいては、マイクロコンピュータ１１は、ＡＣＣ系を処理対象として、上記の「ＩＧ１系ＦＬ処理」Ｐｉｇ１と同様の処理を実行する。「ＡＣＣ系ＦＬ処理」Ｐａｃｃで使用する電流の閾値については、電線６１の導体の断面積等の特性や、ＡＣＣ系に接続する各種負荷の消費電流の総和の最大値等に基づいて事前に決定される。

「ＩＧ２系ＦＬ処理」Ｐｉｇ２においても、マイクロコンピュータ１１は、ＩＧ２系を処理対象として、上記の「ＩＧ１系ＦＬ処理」Ｐｉｇ１と同様の処理を実行する。「ＩＧ２系ＦＬ処理」Ｐｉｇ２で使用する電流の閾値については、電線６２の導体の断面積等の特性や、ＩＧ２系に接続する各種負荷の消費電流の総和の最大値等に基づいて事前に決定される。

＜本発明の特徴的な構成と一般的な構成との比較＞
＜一般的な構成の説明＞
本発明の特徴を含まない一般的な構成の車両用電力供給システムの構成を図５に示す。
図５に示した車両用電力供給システムにおいては、オルタネータ５１の下流にマルチＦＬブロック８１が接続されている。このマルチＦＬブロック８１の内部には、３個のヒュージブルリンク８１ａ、８１ｂ、及び８１ｃが含まれている。

３個のヒュージブルリンク８１ａ、８１ｂ、及び８１ｃの出力端は、それぞれワイヤハーネスの電線８２、８３、８４を介して下流に配置したジャンクションボックス（Ｊ／Ｂ）８５、８６、及び８７と接続されている。

ジャンクションボックス８５、８６、及び８７のそれぞれの内部には、イグニッション（ＩＧ１）系と、アクセサリ（ＡＣＣ）系の電気系統が含まれている。ジャンクションボックス８５の内部には、独立した電気系統毎に、負荷側への電力供給のオンオフを切り替えるための複数のリレー（ＩＧ１＿ＲＬＹ，ＡＣＣ＿ＲＬＹ）と、負荷毎に割り当てられた多数のヒューズとが備わっている。他のジャンクションボックス８６及び８７についても同様である。
＜２つの構成の対応関係及び違いの説明＞
図１に示した本発明の車両用電力供給システムと図５に示した構成とを対比する場合には、図１中のメイン電力分配ボックス１０と、図５中のマルチＦＬブロック８１とを対応付けることができ、更に図１中のサブ電力分配ボックス２０、３０、及び４０と、図５中のジャンクションボックス８５、８６、及び８７とを対応付けることができる。但し、両者の間に次に説明するような違いがある。

（違い１） 図１の構成では、メイン電力分配ボックス１０の内部に半導体リレーとヒュージブルリンクの機能とが含まれているが、図５の構成ではマルチＦＬブロック８１にヒュージブルリンクのみが備わっている。

（違い２） 図１の構成では、サブ電力分配ボックス２０、３０、及び４０の中にそれぞれ単一の電気系統（ＩＧ１、ＡＣＣ、ＩＧ２のいずれか）だけが含まれているが、図５の構成では各ジャンクションボックス８５、８６、及び８７に複数の電気系統が含まれている。

（違い３） 図５の構成では、各ジャンクションボックス８５、８６、及び８７の中に各系統をオンオフするための複数のリレーと多数のヒューズとが備わっているが、図１の構成では、サブ電力分配ボックス２０、３０、及び４０の中にリレーは含まれていない。

（違い４） 図１の構成ではメイン電力分配ボックス１０中のリレーの総数が３個であるが、図５の構成ではジャンクションボックス８５、８６、及び８７内のリレーの総数が２倍以上に増えている。

（違い５） 図５の構成では機械式のリレー及び機械式のヒュージブルリンクを用いているが、図１の構成では半導体スイッチング素子を用いてリレーとヒュージブルリンクの機能を一体化してある。

＜本発明の構成の利点＞
（利点１） 上記（違い２）で説明したように、サブ電力分配ボックス２０、３０、及び４０の中にそれぞれ単一の電気系統（ＩＧ１、ＡＣＣ、ＩＧ２のいずれか）だけが含まれているので、幹線ワイヤハーネス６０の各電線６１、６２、６３に流れる電流の最大値が小さくなる。これにより、電線６１、６２、６３の細径化が可能になる。更に、上記（違い４）に記載の通り、従来、下流側のサブ電力分配ボックスに配置されていたリレーを上流側のメイン電力分配ボックスに移動して、上流側のメイン電力分配ボックスにリレーを集約しつつ下流側のサブ電力分配ボックスからリレーを無くした結果、下流側のサブ電力分配ボックスそれぞれにリレーを設けることがなくなるため、電気系統毎に電流供給のオンオフを制御するリレーの総数を大幅に削減できる。

（利点２） 半導体リレーは機械式リレーと比べて高価であるため、リレーの総数が多くなる場合にはコストの観点から半導体リレーを採用しにくい。しかし、上記（利点１）のようにリレーの総数が少ない場合には、半導体リレーを採用してもコストの上昇を抑制できる。また、電力供給のオンオフを制御するリレーの総数が減るため、これらのリレーをメイン電力分配ボックス１０の内部にまとめて配置し、サブ電力分配ボックス２０，３０，４０の内部からリレーを排除してサブ電力分配ボックスの単純化を図ることができ、サブ電力分配ボックスの小型化も可能になる。サブ電力分配ボックスの構成が単純化された結果、車両用電力供給システム全体の構成が簡素化される。

（利点３） 半導体スイッチング素子を用いてヒュージブルリンクを構成しているので、機械式のヒュージブルリンクと比べて電流遮断特性のばらつきが小さくなり、高精度の遮断制御が可能になる。これにより、幹線ワイヤハーネス６０の電線６１〜６３の太さに大きな余裕を持たせる必要がなくなり、電線の細径化が可能になる。

（利点４） 上記（違い５）の通り、半導体スイッチング素子を用いてリレーとヒュージブルリンクの機能を一体化しているので、装置全体の容積を削減できる。リレーの総数を削減したことも装置全体の容積の大幅な削減に繋がる。

＜外観の具体例の説明＞
図１に示したメイン電力分配ボックス１０の外観の具体例を図６（Ａ）に示す。また、図５に示したマルチＦＬブロック８１の外観の具体例を図６（Ｂ）に示す。

図６（Ａ）に示したメイン電力分配ボックス１０は、電気系統毎に電流供給のオンオフを切り替えるリレーとヒュージブルリンクの機能との両方を装備しているにもかかわらず、図６（Ｂ）に示したマルチＦＬブロック８１と同じ程度の大きさを有している。また、図示しないが、各サブ電力分配ボックス２０、３０、及び４０の外観については、リレーを搭載しない分だけ図５の構成と比べて小型化される。

＜変形例の説明＞
ここまで説明した本発明の実施形態では、半導体スイッチングデバイス１２、１３、及び１４にリレーの機能とヒュージブルリンクの機能とを持たせる構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。図７に示すように、半導体スイッチングデバイス１２、１３、及び１４それぞれを、直列に接続されたメカリレー１１２ａ、１１３ａ、１１４ａとヒュージブルリンク１１２ｂ、１１３ｂ、１１４ｂに置き換えて、リレーの機能とヒュージブルリンクの機能とを実現してもよい。

また、本発明の実施形態では、各サブ電力分配ボックス２０、３０、４０それぞれに一つの電気系統（イグニッション（ＩＧ１）系、アクセサリ（ＡＣＣ）系、及びイグニッション（ＩＧ２）系）を配置する構成について説明した。本発明は、この構成に限定されない。図８に示すように、一つのサブ電力分配ボックス３０に複数の電気系統（イグニッション（ＩＧ１）系、及びイグニッション（ＩＧ２）系）を配置する構成であってもよい。この構成であっても、幹線ワイヤハーネス６０の各電線６１、６２、６３に流れる電流の最大値が小さくなる。これにより、電線６１、６２、６３の細径化が可能になる。さらには、図８に示すように、あるサブ電力分配ボックス３０に複数の電気系統（イグニッション（ＩＧ１）系、及びイグニッション（ＩＧ２）系）を配置し、別のサブ電力分配ボックス２０に一つの電気系統（アクセサリ（ＡＣＣ）系）を配置するようにして、サブ電力分配ボックス毎に配置する電気系統の数を異なるようにしてもよい。

ここで、上述した本発明に係る車両用電力供給システムの実施形態の特徴をそれぞれ以下（１）〜（７）に簡潔に纏めて列記する。
（１） メイン電力分配ボックス（１０）と、
前記メイン電力分配ボックスの下流に接続可能な複数の独立したサブ電力分配ボックス（２０、３０、４０）と、
を備え、
前記各サブ電力分配ボックスの下流に接続される複数の負荷に対してそれぞれ電源電力を供給する車両用電力供給システムであって、
前記メイン電力分配ボックスには、第１の情報（ＳＧ＿ＩＧ１）に基づいて電力供給が制御される第１の電気系統（３１、３２、３３）への電力供給をオンオフする第１のリレー（半導体スイッチングデバイス１４、マイクロコンピュータ１１）と、第２の情報（ＳＧ＿ＡＣＣ）に基づいて電力供給が制御される第２の電気系統（２１、２２、２３）への電力供給をオンオフする第２のリレー（半導体スイッチングデバイス１２、マイクロコンピュータ１１）とが配置された、
ことを特徴とする車両用電力供給システム。
（２） 上記（１）に記載の車両用電力供給システムであって、
前記複数のサブ電力分配ボックスの中の第１のサブ電力分配ボックスには、前記第１の電気系統が配置され、
前記複数のサブ電力分配ボックスの中の第２のサブ電力分配ボックスには、前記第２の電気系統が配置された、
ことを特徴とする車両用電力供給システム。
（３） 上記（１）に記載の車両用電力供給システムであって、
前記複数のサブ電力分配ボックスの中のいずれか１つには、前記第１の電気系統（３１、３２、３３）と前記第２の電気系統（４１、４２、４３）が配置された、
ことを特徴とする車両用電力供給システム。
（４） 上記（３）に記載の車両用電力供給システムであって、
前記メイン電力分配ボックスには、第３の情報（ＳＧ＿ＡＣＣ）に基づいて電力供給が制御される第３の電気系統（２１、２２、２３）への電力供給をオンオフする第３のリレー（半導体スイッチングデバイス１２、マイクロコンピュータ１１）が配置され、
前記複数のサブ電力分配ボックスの中の第１のサブ電力分配ボックスには、前記第１の電気系統と前記第２の電気系統が配置され、
前記複数のサブ電力分配ボックスの中の第２のサブ電力分配ボックスには、前記第３のリレーが配置された、
ことを特徴とする車両用電力供給システム。
（５） 上記（３）に記載の車両用電力供給システムであって、
前記第１のリレー、前記第２のリレー、及び前記第３のリレーの少なくとも１つが、半導体で構成されるスイッチング素子（半導体スイッチングデバイス１２、１３、１４）を含んでいる、
ことを特徴とする車両用電力供給システム。
（６） 上記（５）に記載の車両用電力供給システムであって、
前記第１のリレー、前記第２のリレー、及び前記第３のリレーの少なくとも１つが、異常発生時に下流への電力供給を遮断する電子ヒューズの機能を有する、
ことを特徴とする車両用電力供給システム。
（７） 上記（６）に記載の車両用電力供給システムであって、
前記電子ヒューズは、ヒュージブルリンクの遮断特性を有する、
ことを特徴とする車両用電力供給システム。

１０ メイン電力分配ボックス
１１ マイクロコンピュータ
１２，１３，１４ 半導体スイッチングデバイス
１５，１６，１７ 出力側電源ライン
１８ 入力側電源ライン
２０，３０，４０ サブ電力分配ボックス
２１，３１，４１ 分岐回路
２２，３２，４２ ヒューズ群
２３，３３，４３ 出力端子群
５１ オルタネータ
５２ 車上バッテリー
５３ 電源ライン
５５ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
６０ 幹線ワイヤハーネス
６１，６２，６３ 電線
７１，７２，７３ ワイヤハーネス
ＳＧ＿ＩＧ１ イグニッション（ＩＧ１）系信号
ＳＧ＿ＡＣＣ アクセサリ系信号
ＳＧ＿ＩＧ２ イグニッション（ＩＧ２）系信号

Claims (7)

1. メイン電力分配ボックスと、
   前記メイン電力分配ボックスの下流に接続可能な複数の独立したサブ電力分配ボックスと、
   を備え、
   前記各サブ電力分配ボックスの下流に接続される複数の負荷に対してそれぞれ電源電力を供給する車両用電力供給システムであって、
   前記メイン電力分配ボックスには、第１の情報に基づいて電力供給が制御される第１の電気系統への電力供給をオンオフする第１のリレーと、第２の情報に基づいて電力供給が制御される第２の電気系統への電力供給をオンオフする第２のリレーとが配置された、
   ことを特徴とする車両用電力供給システム。
2. 請求項１に記載の車両用電力供給システムであって、
   前記複数のサブ電力分配ボックスの中の第１のサブ電力分配ボックスには、前記第１の電気系統が配置され、
   前記複数のサブ電力分配ボックスの中の第２のサブ電力分配ボックスには、前記第２の電気系統が配置された、
   ことを特徴とする車両用電力供給システム。
3. 請求項１に記載の車両用電力供給システムであって、
   前記複数のサブ電力分配ボックスの中のいずれか１つには、前記第１の電気系統と前記第２の電気系統が配置された、
   ことを特徴とする車両用電力供給システム。
4. 請求項３に記載の車両用電力供給システムであって、
   前記メイン電力分配ボックスには、第３の情報に基づいて電力供給が制御される第３の電気系統への電力供給をオンオフする第３のリレーが配置され、
   前記複数のサブ電力分配ボックスの中の第１のサブ電力分配ボックスには、前記第１の電気系統と前記第２の電気系統が配置され、
   前記複数のサブ電力分配ボックスの中の第２のサブ電力分配ボックスには、前記第３のリレーが配置された、
   ことを特徴とする車両用電力供給システム。
5. 請求項３に記載の車両用電力供給システムであって、
   前記第１のリレー、前記第２のリレー、及び前記第３のリレーの少なくとも１つが、半導体で構成されるスイッチング素子を含んでいる、
   ことを特徴とする車両用電力供給システム。
6. 請求項５に記載の車両用電力供給システムであって、
   前記第１のリレー、前記第２のリレー、及び前記第３のリレーの少なくとも１つが、異常発生時に下流への電力供給を遮断する電子ヒューズの機能を有する、
   ことを特徴とする車両用電力供給システム。
7. 請求項６に記載の車両用電力供給システムであって、
   前記電子ヒューズは、ヒュージブルリンクの遮断特性を有する、
   ことを特徴とする車両用電力供給システム。

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