JP2016072764A - 車両用電源ボックス装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】予期しない電源異常が発生した場合であっても、少なくとも重要度の高い電装機器に対する電力供給経路を確保すること。【解決手段】+B電源側入力ライン11に繋がる+B電源側回路20と、IG電源側入力ライン12に繋がるIG電源側回路30とを含む電源ボックス本体回路10の中に、IG電源側入力ライン12と+B電源側回路20の入力との間を接続可能なリカバリー用第1リレー41を備えた。+B電源側入力ライン11の断線により+B系からの電力供給が途絶えた場合に、電圧Vbinを監視して異常を検出し、リカバリー用第1リレー41を切り替えて、IG系の電力を+B電源側回路20側に供給する。車両の運転と直接の関係がない優先度の低い負荷への電力供給を自動的に遮断して、供給電力の不足を防止する。【選択図】図1

Description

本発明は、車両上の主電源の出力と前記車両上に搭載された複数の電装品の電源ラインとの間に配置される車両用電源ボックス装置に関する。
本発明と関連のある従来技術としては、例えば特許文献1、特許文献2、及び特許文献3がある。車両においては、車両上の主電源である車上バッテリーやオルタネータの出力から、所定のワイヤハーネスを経由して車両に搭載された負荷、すなわち各種電装機器(ECUも含む)にそれぞれ電源電力(例えば+12[V]の直流電力)を供給する必要がある。また、主電源の出力を複数系統に分配したり、系統毎に電力供給のオンオフを制御したり、過電流等の異常に対して回路各部を保護する必要がある。
したがって、例えば特許文献1の図1に示されているように、バッテリーの出力と多数の負荷との間にジャンクションボックスを配置したり、或いはヒューズボックスや電源ボックスと呼ばれる装置を配置するのが一般的である。
特許文献1においては、多重通信線を用いて重要度の高い電気負荷の駆動制御を行うにあたり、多重通信線の通信状態が異常となる場合でも消費電力の大きい大電力電気負荷の駆動制御が可能な車両用負荷駆動システムを示している。
特許文献2においては、オルタネータの異常時に重要な負荷への電力供給をバッテリから行うように切り替える車両電源システムを示している。
特許文献3においては、電源異常の状況に応じて適切な復帰処理が行えるようにするための車両制御システムの復帰制御方法を示している。
特開2003−72490号公報 特開2009−220601号公報 国際公開第2004/104834号公報
ところで、車両においては、走る、曲がる、止まるのような運転と直接関係のある非常に重要な電装機器と、運転とは直接の関係がない電装機器とが存在している。後者の電装機器については動作が停止しても重大な問題は生じないが、前者の電装機器については運転の途中で動作が停止すると事故の発生に繋がる可能性がある。
例えば、車両が走行している途中で制動系の電装機器が停止すると、車両の減速や停止に大きな支障をきたすことになる。また、例えば車両がカーブしている道路を走行中している時や交差点で曲がる時に、電動パワーステアリング装置や、方向指示器のような電装機器の動作が停止すると、安全に曲がることが困難になる。また、例えば交通量の多い道路や高速道路などを車両が走行している時にエンジン系統や変速系統の電装機器の動作が停止すると、安全に停止できる場所まで車両を移動することが困難になる。
しかしながら、車両に搭載されている様々な電装機器については、重要度の高い電装機器であっても、何らかの原因により車両側からの電力供給が停止すると、直ちに動作が停止してしまうので危険な状況に陥る可能性も考えられる。
実際の車両においては、車両側から各電装機器への電力供給が必要な時以外は停止しないように考慮して設計及び製造が行われているため、車両上の電源供給システムは十分に高い信頼性を有している。しかし、何らかの原因により例えばワイヤハーネスの電線の断線やコネクタの接触不良などが生じる可能性も考慮することが望ましい。つまり、予期しない原因によって電源からの電力供給の異常が発生した場合であっても、重要度の高い電装機器に対しては電力供給動作を維持することが望まれる。
一方、車両上の電源供給システムにおいては、一般的には互いに独立した複数の電力供給系統が存在している。具体的には、以下に示すIG系、ACC系、+B系などがある。これらの複数の電力供給系統はそれぞれ用途や負荷側の仕様(消費電力等)に合わせて最適化されている。
IG系:車両のキースイッチがオン又はスタートの位置にあってイグニッション(IG)スイッチがオンになっている時に電力が供給される。
ACC系:車両のキースイッチがACC又はオンの位置にあってアクセサリ(ACC)スイッチがオンになっている時に電力が供給される。
+B系:車両のキースイッチの位置とは無関係に車両のバッテリーやオルタネータの出力する電力が常時供給される。
前述の重要度の高い電装機器は、一般的には上記「+B系」に接続される。しかし、「+B系」の上流側で断線等の異常が生じると、重要度の高い電装機器に対する電力供給も停止してしまう。
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、予期しない電源異常が発生した場合であっても、少なくとも重要度の高い電装機器に対する電力供給経路を確保することが可能な車両用電源ボックス装置を提供することにある。
前述した目的を達成するために、本発明に係る車両用電源ボックス装置は、下記(1)〜(6)を特徴としている。
(1) 車両上の主電源からの電源電力を常時供給するための第1の入力側電源ライン、及び前記車両のイグニッションスイッチの状態に連動して前記主電源からの電源電力を供給するための第2の入力側電源ラインと、前記車両上に搭載された複数の電装品との間に接続される車両用電源ボックス装置であって、
ヒューズ、スイッチ、及びリレーの少なくとも1つを含み、電源電力の常時供給を必要とする第1組の電装品に対して、前記第1の入力側電源ラインからの電力を供給する第1の電力制御系統と、
ヒューズ、スイッチ、及びリレーの少なくとも1つを含み、前記イグニッションスイッチの状態に対応して電源電力の供給を必要とする第2組の電装品に対して、前記第2の入力側電源ラインからの電力を供給する第2の電力制御系統と、
前記第2の入力側電源ラインと、前記第1の電力制御系統の入力との間に接続されたリカバリースイッチ部と、
前記第1の電力制御系統の入力における異常の有無を検出する入力異常検出部と、
前記入力異常検出部の異常検出の有無に応じて、前記リカバリースイッチ部をオンオフ制御するリカバリー制御部と、
を備えたことを特徴とする車両用電源ボックス装置。
(2) 上記(1)の構成の車両用電源ボックス装置であって、
前記第1の電力制御系統が、前記第1組の電装品の中で優先順位の高い電装品に対して電力を供給する第1の電力出力系統と、前記第1組の電装品の中で優先順位の低い電装品に対して電力を供給する第2の電力出力系統とを含み、
前記第2の電力出力系統には、電力消費抑制スイッチが接続され、
前記リカバリー制御部は、前記リカバリースイッチ部をオンする動作と連動して、前記電力消費抑制スイッチをオフする、
ことを特徴とする車両用電源ボックス装置。
(3) 上記(1)又は(2)の構成の車両用電源ボックス装置であって、
前記入力異常検出部は、入力電圧を監視して、断線の有無に相当する異常の有無を検出する、
ことを特徴とする車両用電源ボックス装置。
(4) 上記(1)〜(3)のいずれかの1つの構成の車両用電源ボックス装置であって、
前記リカバリースイッチ部は、前記イグニッションスイッチの状態に連動してオンオフするリレーよりも上流の位置で、前記第2の入力側電源ラインと、前記第1の電力制御系統の入力との間を接続する、
ことを特徴とする車両用電源ボックス装置。
(5) 上記(1)〜(4)のいずれかの1つの構成の車両用電源ボックス装置であって、
ユーザの入力操作を受け付ける操作部と、
所望の情報を可視情報として表示する表示部と、
を更に備え、
前記リカバリー制御部は、前記入力異常検出部が異常を検出した場合に、異常の発生を示す可視情報を前記表示部に表示すると共に、リカバリー動作の許可を示すユーザからの指示を前記操作部で検出した時に、前記リカバリースイッチ部をオンに切り替える、
ことを特徴とする車両用電源ボックス装置。
(6) 上記(1)〜(4)のいずれかの1つの構成の車両用電源ボックス装置であって、
所望の情報を可視情報として表示する表示部、
を更に備え、
前記リカバリー制御部は、異常の発生を示す可視情報、及び異常の発生に伴って所定のリカバリー動作を実行中であることを示す可視情報、の少なくとも一方を前記表示部に表示する、
ことを特徴とする車両用電源ボックス装置。
上記(1)の構成の車両用電源ボックス装置によれば、例えば前記第1の入力側電源ラインに断線等の異常が発生し、前記第1の電力制御系統に電力が供給されなくなったような場合には、前記リカバリースイッチ部の接続をオンに切り替えることにより、前記第2の入力側電源ラインから電力を供給することが可能になる。したがって、重要度の高い前記第1組の電装品に対する電力供給経路を異常時であっても確保できる。
上記(2)の構成の車両用電源ボックス装置によれば、前記リカバリースイッチ部の接続をオンし、前記第2の入力側電源ラインから前記第1組の電装品に電力を供給する際に、消費電力を最小限に抑制できる。したがって、前記第2の入力側電源ライン側の供給可能な電力が前記第1の入力側電源ラインと比べて少ない場合であっても、優先順位の高い電装品には確実に電力を供給できる。
上記(3)の構成の車両用電源ボックス装置によれば、入力電圧を監視するので、例えば前記第1の入力側電源ラインなどに断線等の異常が発生した時には、この異常を確実に検出できる。
上記(4)の構成の車両用電源ボックス装置によれば、前記第2の入力側電源ラインから前記リカバリースイッチ部を経由して前記第1組の電装品に電力を供給する場合に、前記イグニッションスイッチの状態がオフであっても電力を供給できる。
上記(5)の構成の車両用電源ボックス装置によれば、電力供給系統に関する異常の発生をユーザ(運転者)に知らせることができ、且つユーザの意思を反映して電力供給経路を切り替えることが可能になる。
上記(6)の構成の車両用電源ボックス装置によれば、電源の異常が発生した場合に、車両の状況を確実に運転者に知らせることができる。
本発明の車両用電源ボックス装置によれば、予期しない電源異常が発生した場合であっても、少なくとも重要度の高い電装機器に対する電力供給経路を確保することが可能である。
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、本発明の車両用電源ボックス装置の構成例を示すブロック図である。 図2(A)及び図2(B)は、図1に示した車両用電源ボックス装置における2種類のリカバリー制御の内容をそれぞれ示すフローチャートである。 図3(A)及び図3(B)は、図1に示した車両用電源ボックス装置における2種類の表示制御の内容をそれぞれ示すフローチャートである。 図4(A)及び図4(B)は、それぞれ図2(A)及び図2(B)の内容の変形例を示すフローチャートである。 図5は、図1に示した車両用電源ボックス装置における表示画面の正常時の表示内容を示す正面図である。 図6は、図1に示した車両用電源ボックス装置における表示画面の異常発生時の表示内容を示す正面図である。 図7は、図1に示した車両用電源ボックス装置におけるリカバリー動作時の表示内容を示す正面図である。 図8は、図1に示した電源ボックス本体回路における異常発生時の状態(1)を示す電気回路図である。 図9は、図1に示した電源ボックス本体回路における異常発生時の状態(2)を示す電気回路図である。 図10は、電源ボックス本体回路の構成の変形例を示す電気回路図である。
本発明の車両用電源ボックス装置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。
<装置の構成>
<概要の説明>
本実施形態における車両用電源ボックス装置の構成例を図1に示す。図1に示した車両用電源ボックス装置は、車両の主電源であるオルタネータ(発電機)や車上バッテリーの出力と、この車両に搭載された負荷である図示しない様々な電装機器及び各種電子制御ユニット(ECU)との間に配置され、各負荷に対する電力供給を制御するために利用される。
この車両用電源ボックス装置には、基本的な機能として、ヒューズを用いて負荷の系統毎に過電流を遮断する機能と、リレーを用いて負荷に対する電力供給のオンオフを制御する機能とが備わっている。
一方、車両上の電源供給システムには、車両側及び負荷側の様々な必要性に対応するために複数の電力供給系統が備わっている。具体的には、以下に示すIG系、ACC系、+B系などがある。これらの複数の電力供給系統はそれぞれ用途や負荷側の仕様(消費電力等)に合わせて最適化されている。
IG系:車両のキースイッチがオン又はスタートの位置にあってイグニッション(IG)スイッチがオンになっている時に電力が供給される。また、IG系は、更に「IG1系」、「IG2系」の2系統に分かれている場合もある。
ACC系:車両のキースイッチがACC又はオンの位置にあってアクセサリ(ACC)スイッチがオンになっている時に電力が供給される。
+B系:車両のキースイッチの位置とは無関係に車両のバッテリーやオルタネータの出力する電力が常時供給される。
例えば、車両の各ドアに配置される電装機器(パワーウインドゥ、ドアロック等)については、車両が停止している状態であっても常時動作する必要があるので、通常は「+B系」から電力を供給することになる。また、例えば車両のエアコンや各種ヒータのように比較的大きな電力を消費する電装機器については、車両が停止している状態(発電していない状態)でバッテリーが消耗しないように、「IG系」から電力を供給することになる。また、カーオーディオ装置のように比較的消費電力が小さい電装機器については、車両が停止している状態であってもユーザの要求に応じて使用できるように「ACC系」から電力を供給することになる。
図1に示した車両用電源ボックス装置においては、車両の主電源であるオルタネータ及び車上バッテリーの出力から、+B電源側入力ライン11、及びIG電源側入力ライン12にそれぞれ電力が供給される。+B電源側入力ライン11は上記「+B系」の電力を供給するために用意された電線であり、IG電源側入力ライン12は上記「IG系」の電力を供給するために用意された電線である。+B電源側入力ライン11とIG電源側入力ライン12は互いに独立した経路で、主電源の出力と図1の車両用電源ボックス装置の入力との間を接続している。
但し、「IG系」の負荷への電力供給をイグニッションスイッチの状態に連動してオンオフするための機能は図1の車両用電源ボックス装置の内部に配置されているので、イグニッションスイッチの状態とは無関係に、IG電源側入力ライン12には主電源の出力からの電力が常時供給される。
一方、上記+B電源側入力ライン11、IG電源側入力ライン12等を含むワイヤハーネスに関しては十分に高い信頼性が得られるように設計及び製造がされているが、何らかの原因により予期しない故障が生じる可能性も考慮することも重要である。
例えば、+B電源側入力ライン11、及びIG電源側入力ライン12の一方が断線したり、コネクタの箇所等において接触不良が発生すると、配下の電装機器に対して電力を供給できない電源失陥が車両用電源ボックス装置に生じる。また、車両用電源ボックス装置の内部でリレーの故障が生じた場合にも、配下の電装機器に対して電力を供給できない電源失陥が生じる。
また、上記のような電源失陥が生じた場合に、車両の運転と直接の関連がある電装機器、つまり車両の走行系、操舵系、制動系のいずれかを動かす電装装置への電力供給が停止すると、運転に支障をきたすので、安全性の確保が困難になる。したがって、図1に示した車両用電源ボックス装置は、予期しない電源失陥が生じた場合であっても、車両の運転と直接の関連がある重要度の高い電装機器に対する電力供給経路を確保するための特別な機能を搭載している。詳細については後述する。
<構成の詳細>
図1に示した車両用電源ボックス装置は、電源ボックス本体回路10、制御ユニット50、及び操作部60を備えている。
電源ボックス本体回路10は、車両の主電源から+B電源側入力ライン11及びIG電源側入力ライン12に供給される電力を負荷側の各負荷(電装機器及びECU)に供給する。制御ユニット50は電源ボックス本体回路10内の一部のリレーの制御を実行する。操作部60は、タッチパネル61及び表示部62を含み、電源を操作するためのユーザインタフェースを提供する。
<電源ボックス本体回路10の構成>
図1に示した電源ボックス本体回路10は、+B電源側入力ライン11に接続された+B電源側回路20と、IG電源側入力ライン12に接続されたIG電源側回路30と、リカバリー用第1リレー41とを備えている。尚、図1においては一部のリレーのコイルの表記を省略してあるが、全てのリレーに駆動用のコイルが備わっている。勿論、各リレーをコイルがない半導体リレーで置き換えることも可能である。
<+B電源側回路20の構成>
+B電源側回路20は、5つのヒューズ21〜25と、リレー26、ボディ系リレー27、IG2系リレー28、及びリカバリー用第2リレー42Aと、出力端子13a〜13fとを備えている。+B電源側回路20は、大きく分けて4つの経路で各負荷に電力を供給する。
+B電源側回路20の1番目の経路に関しては、+B電源側入力ライン11からヒューズ21を経由して出力端子13aに電力を供給する。また、+B電源側回路20の2番目の経路に関しては、+B電源側入力ライン11からヒューズ22を経由して出力端子13bに電力を供給する。また、+B電源側回路20の3番目の経路に関しては、+B電源側入力ライン11からリレー26のスイッチと、ヒューズ23と、ボディ系リレー27のスイッチとを経由して出力端子13cに電力を供給する。また、+B電源側回路20の4番目の経路に関しては、+B電源側入力ライン11からIG2系リレー28のスイッチと、リカバリー用第2リレー42Aのスイッチと、ヒューズ24又は25とを経由して出力端子13e又は13fに電力を供給する。
但し、制御ユニット50の制御によりリカバリー用第1リレー41のスイッチをオンに切り替えた場合には、+B電源側入力ライン11の代わりにIG電源側入力ライン12から電力を供給することもできる。また、リカバリー用第2リレー42Aのスイッチを切り替えることにより、+B電源側回路20の4番目の経路を切り替えることもできる。
出力端子13aは、例えば車両のランプを点滅させるフラッシャーの電装機器に対して電源電力を供給するために利用される。出力端子13bは、例えば図示しないイグニッションスイッチを制御するための電源電力を供給するために利用される。
出力端子13cは、例えば車両の全てのドアに搭載された複数の電装機器に対して電源電力を供給するために利用される。また、ドアの電装機器を含むボディ系を制御する図示しない電子制御ユニット(ECU)の制御出力が出力端子13dと接続され、この電子制御ユニットの制御により、ボディ系リレー27のスイッチのオンオフが切り替わる。
出力端子13eは、例えばIG2系に区分された各種電装機器を制御する図示しない電子制御ユニット(ECU)に対して電源電力を供給するために利用される。出力端子13fは、例えば車両のエアバッグに対して電源電力を供給するために利用される。
IG2系リレー28は、図示しないイグニッションスイッチに連動して制御され、イグニッションスイッチがオンの時にはIG2系リレー28のスイッチもオンになり、イグニッションスイッチがオフの時にはIG2系リレー28のスイッチもオフになる。
リカバリー用第1リレー41、リレー26、及びリカバリー用第2リレー42Aの各スイッチについては、初期状態及び正常な状態において図1に示す状態になり、異常発生時等においては制御ユニット50の制御によりスイッチの状態が切り替わる。尚、リカバリー用第2リレー42Aのスイッチについては、共通端子42Acを2つの端子42A1、42A2のいずれか一方に選択的に接続することができる。
<IG電源側回路30の構成>
IG電源側回路30は、5つのヒューズ31〜35と、IG1系リレー36、リレー37、38、及びリカバリー用第2リレー42Bと、出力端子13g〜13kとを備えている。IG電源側回路30は、大きく分けて4つの経路で各負荷に電力を供給する。
IG電源側回路30の1番目の経路に関しては、IG電源側入力ライン12から、IG1系リレー36のスイッチと、リカバリー用第2リレー42Bのスイッチと、ヒューズ31又はヒューズ32を経由して、出力端子13g又は13hに電源電力を供給する。但し、制御ユニット50がリカバリー用第2リレー42Bを制御することにより、リカバリー用第2リレー42Bのスイッチを切り替えて別の経路に電力を供給することもできる。
IG1系リレー36は、図示しないイグニッションスイッチに連動して制御され、イグニッションスイッチがオンの時にはIG1系リレー36のスイッチもオンになり、イグニッションスイッチがオフの時にはIG1系リレー36のスイッチもオフになる。
IG電源側回路30の2番目の経路に関しては、IG電源側入力ライン12から、ヒューズ33を経由して出力端子13iに電力を供給する。IG電源側回路30の3番目の経路に関しては、IG電源側入力ライン12から、リレー37のスイッチと、ヒューズ34とを経由して出力端子13jに電力を供給する。IG電源側回路30の4番目の経路に関しては、IG電源側入力ライン12から、リレー38のスイッチと、ヒューズ35とを経由して出力端子13kに電力を供給する。
リレー37及びリカバリー用第2リレー42Bの各スイッチは、制御ユニット50の制御によりそれぞれ独立して切り替えることができる。リレー38のスイッチは、図示しない電子制御ユニット(ECU)の制御により切り替えることができる。尚、リカバリー用第2リレー42Bのスイッチについては、共通端子42Bcを2つの端子42B1、42B2のいずれか一方に選択的に接続することができる。
出力端子13gは、例えばIG1系に区分された各種電装機器、つまりイグニッションスイッチと連動することが必要な第1グループの電装機器に対して電源電力を供給するために利用される。尚、ここで第1グループの電装機器とは、車両の運転(走る、曲がる、止まる)とは直接の関連がない比較的重要度の低い電装機器を意味している。また、出力端子13hは、IG1系に区分された各種電装機器や、その他の車両の運転(走る、曲がる、止まる)と直接の関連がない比較的重要度の低い電装機器を制御する電子制御ユニット(図示せず)に対して電源電力を供給するために利用される。
出力端子13iは、例えばエンジン系を制御する電装機器(AM1)に対して電源電力を供給するために利用される。また、出力端子13jは、車室内の電装機器(DOME)、例えばオーディオ機器、ルームランプ、時計等に対して電源電力を供給するために利用される。また、出力端子13kは、例えば車両のテールランプ(TAIL LP)のような電装機器に対して電源電力を供給するために利用される。
出力端子13jへの電力供給を制御するリレー37のオンオフについては、制御ユニット50の出力する信号により制御される。また、出力端子13kへの電力供給を制御するリレー38のオンオフについては、図示しない電子制御ユニット(ECU)の出力する信号により制御される。
<制御ユニット50の構成>
図1に示した制御ユニット50は、マイクロコンピュータ(CPU)51、電圧監視部52、ドライバ53、及び表示制御部54を備えている。尚、マイクロコンピュータ51の代わりに同等の制御が可能な論理回路を用いることも可能であるが、比較的複雑な制御を実施する場合にはマイクロコンピュータを用いた方が低コストで実現できる。
マイクロコンピュータ51は、予め組み込まれたプログラムを実行することにより、電源ボックス本体回路10内の各リレーのオンオフを制御して、後述する特徴的なリカバリー制御の機能を実現する。
図1に示した車両用電源ボックス装置においては、電圧監視部52は、+B電源側入力ライン11に現れる電圧Vbinと、IG2系リレー28の出力に現れる電圧Vig2 とをそれぞれ監視する。実際には、マイクロコンピュータ51が電圧監視部52を介して電圧Vbin及びVig2 のデジタル値をそれぞれ把握し、これらの電圧値に基づき電源異常の有無を識別する。
ドライバ53は、マイクロコンピュータ51が出力する複数の制御信号をそれぞれ増幅して、電源ボックス本体回路10内に配置されているリレー26、リカバリー用第1リレー41、リカバリー用第2リレー42A、42B、及びリレー37のそれぞれの駆動コイルに印加し、各リレーのオンオフ駆動を実施する。
表示制御部54は、マイクロコンピュータ51が出力する情報を表示部62の表示画面63に可視情報として表示するための表示制御を実施する。操作部60の表示部62は、液晶表示器により構成された平面状の表示画面63を有している。また、この表示画面63は個別に表示の有無、表示色、階調などを制御可能な多数の画素で構成されており、イメージ、図形、文字などの可視情報をマイクロコンピュータ51の指示に従って表示することが可能である。また、表示部62の表示画面63上には透明なタッチパネル61が重ねて配置されている。ユーザがタッチパネル61に指で触れることにより、表示画面63上に表示される操作ボタンに対する入力操作が可能になる。尚、タッチパネル61とは別の場所に設けられたスイッチ(図示せず)を用いて入力操作を行うように変更しても良い。その場合は、操作部60のタッチパネル61を省略しても良い。
<装置の動作>
図1に示した車両用電源ボックス装置における2種類のリカバリー制御の内容を図2(A)及び図2(B)にそれぞれ示す。すなわち、図1に示した制御ユニット50のマイクロコンピュータ51が図2(A)に示した「リカバリー制御1」と、図2(B)に示した「リカバリー制御2」とのうちの少なくとも「リカバリー制御1」を実施することにより、特徴的なリカバリー動作が実現する。尚、図2(A)の「リカバリー制御1」及び図2(B)の「リカバリー制御2」は、例えば一定の周期で繰り返し実行される。また、図2(A)及び図2(B)の変形例を図4(A)及び図4(B)に示す。
<リカバリー制御1>
図2(A)のステップS11では、マイクロコンピュータ51が+B電源側入力ライン11における電圧Vbinを電圧監視部52を介して計測し、最新の電圧Vbinの値を取得する。
ステップS12では、マイクロコンピュータ51はS11で取得した電圧Vbinの値を事前に定めた閾値と比較することにより、+B電源側入力ライン11における断線の有無を識別する。断線の場合には電圧Vbinが0[V]になるので、電圧Vbinの正常時の電圧と0[V]との中間的な値を閾値に定めることにより、断線等の異常の有無を識別できる。正常時は図2(A)の処理を終了し、断線検出時はS13に進む。
ステップS13では、マイクロコンピュータ51は電源の異常発生を示す可視情報を表示部62の表示画面63に表示し、異常であることをユーザに通知する。尚、表示制御の具体的な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51は、タッチパネル61に対するユーザの入力を監視して、リカバリー許可の入力の有無を識別する。リカバリー許可の操作入力を検出すると次のS15に進む。尚、例えば所定時間が経過した場合にはリカバリー許可の操作入力がなくても自動的にS15に進むように処理することも想定される。また、ステップS13及びS14を省略して、図4(A)に示す変形例のように処理しても良いし、ステップS14のみを省略してS13の表示機能は残しても良い。
ステップS15では、マイクロコンピュータ51は、リカバリー用第1リレー41をオンに切り替える。これにより、リカバリー用第1リレー41のスイッチが閉じ、このスイッチを経由して、IG電源側入力ライン12から+B電源側入力ライン11側に電源電力が供給される。つまり、+B電源側入力ライン11の断線により+B電源側からの電力が供給されなくなった場合には、リカバリー動作として、IG電源側入力ライン12からリカバリー用第1リレー41を経由して+B電源側回路20の入力に電力が供給される。S15の制御により、図8に示す状態に各スイッチが切り替わる。
ステップS16では、マイクロコンピュータ51は、電力消費抑制用に割り当てられたスイッチを制御することにより、各電源系統の中で優先度の低い負荷への電力供給を遮断する。S16の制御により、図9に示す状態に各スイッチが切り替わる。
図1に示した電源ボックス本体回路10の場合には、出力端子13c、13dに接続される負荷は車両のボディ系であって、運転とは直接の関連がないので低い優先度を割り当てることができる。また、出力端子13iに接続される負荷についても車室内にあって運転とは直接の関連がないので低い優先度を割り当てることができる。したがって、マイクロコンピュータ51はS16で、リレー26をオフに制御して出力端子13c、13dへの電力供給を遮断すると共に、リレー37をオフに制御して出力端子13jへの電力供給を遮断する。
IG電源側入力ライン12の仕様については、イグニッション系だけが負荷であることを想定しているので、供給可能な電力が不足する可能性が高い。そのため、S15でリカバリー用第1リレー41をオンに切り替えた場合には、負荷が必要とする電力に比べてIG電源側入力ライン12から供給される電力が不足する場合がある。そこで、優先度の低い負荷への電力供給をS16で遮断することにより、電力の不足を解消する。これにより、断線の異常が発生した場合でも、車両の走る、曲がる、止まる、のいずれかと直接の関連がある全ての負荷に対して電力が供給されるようにリカバリーすることができる。
尚、ステップS15、S16の処理の順番については、反対にした方が良い場合もあるし、ほぼ同時に処理する方が良い場合もある。これらの順番については、必要に応じて変更すれば良い。
<リカバリー制御2>
図2(B)のステップS21では、マイクロコンピュータ51がIG2系リレー28の出力における電圧Vig2 を電圧監視部52を介して計測し、最新の電圧Vig2 の値を取得する。
ステップS22では、マイクロコンピュータ51はS21で取得した電圧Vig2 の値を事前に定めた閾値と比較することにより、IG2系リレー28の故障等の異常の有無を識別する。IG2系リレー28が故障してスイッチ接点が開のまま動かなくなった場合には電圧Vig2 0[V]になるので、電圧Vig2 の正常時の電圧と0[V]との中間的な値を閾値に定めることにより、故障の有無を識別できる。正常時は図2(B)の処理を終了し、故障検出時はS23に進む。
ステップS23では、マイクロコンピュータ51は電源の異常発生を示す可視情報を表示部62の表示画面63に表示し、異常であることをユーザに通知する。尚、表示制御の具体的な内容については後で説明する。
ステップS24では、マイクロコンピュータ51は、タッチパネル61に対するユーザの入力を監視して、リカバリー許可の入力の有無を識別する。リカバリー許可の操作入力を検出すると次のS25に進む。尚、例えば所定時間が経過した場合にはリカバリー許可の操作入力がなくても自動的にS25に進むように処理することも想定される。また、ステップS23及びS24を省略して、図4(B)に示す変形例のように処理しても良いし、ステップS24のみを省略してS23の表示機能は残しても良い。
ステップS25では、マイクロコンピュータ51は、リカバリー用第2リレー42A、及び42Bを制御して、IG2系統の入力をIG1系統のリレー出力に切り替える。つまり、リカバリー用第2リレー42Aのスイッチについて、共通端子42Acを端子42A2と接続するように切り替える。また、リカバリー用第2リレー42Bのスイッチについて、共通端子42Bcを端子42B1と接続するように切り替える。これにより、IG1系リレー36の出力がリカバリー用第2リレー42B及び42Aの各スイッチを経由して、IG2系統であるヒューズ24及び25の入力と接続される。
つまり、IG2系リレー28の故障によりリカバリー用第2リレー42Aの入力側に+B電源側からの電力が供給されなくなった場合には、リカバリー動作として、IG1系リレー36の出力(IG1系統)から、リカバリー用第2リレー42B及び42Aを経由してIG2系統であるヒューズ24及び25の入力に電力が供給される。
ステップS26では、マイクロコンピュータ51は、全体の電力消費を抑制して電力不足の発生を防止するために、IG1系統に接続された負荷の中で、優先度の低い負荷への電力供給を遮断する。これにより、リレーの故障のような異常が発生した場合でも、車両の走る、曲がる、止まる、のいずれかと直接の関連がある全ての負荷に対して電力が供給されるようにリカバリーすることができる。
図1に示した電源ボックス本体回路10の場合には、出力端子13g、13hに接続される負荷は車両のIG1系であって、運転とは直接の関連がないので低い優先度を割り当てることができる。したがって、マイクロコンピュータ51はS26で、出力端子13g、13hへの電力供給を遮断する。実際には、S25でリカバリー用第2リレー42Bのスイッチを切り替えることにより、出力端子13g、13hへの電力供給が既に遮断されているので、図1に示す回路の場合にはS26で何もする必要はない。
尚、リカバリー用第2リレー42A、42Bの箇所における回路の構成については様々な変形が考えられる。例えば、リカバリー用第2リレー42Aの端子42A2と、リカバリー用第2リレー42Bの端子42B1との接続を開放し、端子42A2をIG1系リレー36のスイッチの出力と直接接続しても良い。その場合は、S25でリカバリー用第2リレー42Aを切り替えて、S26でリカバリー用第2リレー42Bを切り替えるように変更すれば良い。
<表示制御の内容>
図1に示した車両用電源ボックス装置における2種類の表示制御の内容を図3(A)及び図3(B)にそれぞれ示す。すなわち、図1に示した制御ユニット50のマイクロコンピュータ51が図3(A)又は図3(B)の「表示制御」を実行することにより、リカバリー動作に関連する操作部60を用いたユーザインタフェースのための画面表示を実現できる。尚、図3(A)又は図3(B)の「表示制御」は、例えば一定の周期で繰り返し実行される。
ステップS31では、マイクロコンピュータ51は表示制御部54を介して表示部62の表示画面63に表示する内容を更新し、可視情報として画面上に表示する。また、+B電源側回路20側の経路と、IG電源側回路30側の経路とを視覚的に区別できるように、例えばこれらを互いに異なる表示色(例えば赤と青)で表示したり、経路の線の太さや線の種類を必要に応じて変更する。表示内容の具体例については後で説明する。尚、経路や故障部位の表示については省略しても良い。その場合は、後述する図3(A)中のS31、S35、S36、S39、S40を省略し、図3(B)に示すように処理する。
マイクロコンピュータ51は、電源の異常の有無をS32で識別し、異常ありの場合はS33に進む。ステップS33では、マイクロコンピュータ51は例えば文字を用いたメッセージの表示により、電源の異常発生をユーザに対して通知する。ステップS34では、マイクロコンピュータ51は、ユーザの入力操作を可能にするために、操作用の「OK」ボタンを画面上に表示する。
ステップS35では、マイクロコンピュータ51は、S31で画面上に表示した電力供給経路の中の、異常発生箇所に異常発生を表す図形などの表示を追加する。ステップS36では、マイクロコンピュータ51は、異常の発生により電力供給が継続している経路と、電力供給が途絶えている経路とを自動的に区別し、S31で画面上に表示した電力供給経路の中で、電力供給が途絶えている経路の表示を非表示状態あるいは表示抑制状態に切り替える。
ステップS37では、マイクロコンピュータ51は、図2(A)又は図2(B)に示したリカバリー制御により経路切り替えが完了したか否かを識別し、完了した場合は次のS38に進む。
ステップS38では、マイクロコンピュータ51は、「リカバリー中」であることを表すメッセージを例えば文字による可視情報として画面上に表示する。ステップS39では、マイクロコンピュータ51は、リカバリー動作により電力を供給している経路を画面上に表示する。ステップS40では、マイクロコンピュータ51は、リカバリー動作により電力供給を遮断した箇所について、画面上の経路表示を消灯あるいは抑制する。
<画面表示の具体例>
図2(A)に示した「リカバリー制御1」及び図3(A)に示した「表示制御」に対応する表示画面63の表示内容の具体例について以下に説明する。
図1に示した車両用電源ボックス装置における表示画面の正常時の表示内容を図5に示す。また、表示画面の異常発生時の表示内容を図6に示し、リカバリー動作時の表示内容を図7に示す。
図5に示すように、表示部62の表示画面63には、車両の車体の輪郭形状を模擬した形状の可視パターンが車体表示63aとして表示される。
また、図3のステップS31を実行した時には、実際の主要な電力供給経路を表す経路表示63b及び経路表示63cが画面上に表示される。つまり、図1に示した電源ボックス本体回路10の電力供給経路の中で、+B電源側回路20に相当する実際の経路の通過位置が経路表示63bとして表示され、IG電源側回路30に相当する実際の経路の通過位置が経路表示63cとして表示される。また、例えば経路表示63bは赤色の表示色で表示され、経路表示63cは青色の表示色で表示される。
また、図5のように画面上にはUI表示部63dが表示され、電源に異常が発生していない時には、「正常」の文字が表示される。
一方、+B電源側入力ライン11における断線の発生により異常が検出された場合には、図6に示すように画面の表示内容が更新される。
図6の表示例では、UI表示部63dに「電源異常:+B電源入力失陥」のメッセージが表示され(S33)、操作用の「OK」ボタンも表示されている(S34)。また、異常表示パターン63eが経路上の異常発生箇所に表示されている(S35)。また、異常の発生により電力が供給されていない経路、つまり+B電源側入力ライン11の下流側の+B電源側回路20を表す経路表示63bは、消灯又は表示抑制状態に更新されている(S36)。
この後で、図2(A)の制御によりリカバリー動作が実行された場合には、図7に示すようにUI表示部63dの表示内容が更新される。図7の表示例では、「+B電源入力リカバリー中」のメッセージがUI表示部63dに表示されている(S38)。尚、図7の表示例の代わりとして、「+B電源に異常発生」のメッセージを表示しても良い。
また、図示しないが、リカバリーにより電力が供給されている+B電源側回路20内の電力供給経路に相当する経路表示63bについては、S39により実際に電力が供給されている箇所の経路が経路表示63cと同じ表示色で表示される。また、図示しないがリカバリーにより電力供給を遮断した箇所についてはS40により経路表示が消灯に切り替わる。
尚、ここでは、図5から図7を参照して、経路や故障部位を表示する形態について説明した。本発明は、これらの経路や故障部位の表示が必須のものではなく、省略しても良い。その場合は、図3(A)中のS31、S35、S36、S39、S40が省略された図3(B)に示すように処理し、UI表示部63dのみで情報を表示する形態であってもよい。
<利点の説明>
図2(A)に示した「リカバリー制御1」を実施することにより、+B電源側入力ライン11の断線が発生し、+B電源側回路20の入力に電力が供給されなくなった時に、リカバリー用第1リレー41のスイッチを使用してIG電源側入力ライン12から+B電源側回路20の入力に電力を供給することができる。したがって、予期しない電源異常(断線)による電源失陥が発生した場合であっても、車両の運転に必要な各種電装機器に対する電力供給経路を確保することができ、車両の安全性を向上できる。
また、S15でリカバリー用第1リレー41を制御してリカバリー動作を行う際に、車両の運転と直接の関係がない優先度の低い負荷への電力供給を遮断する(S16)ことにより、負荷全体の電力消費を抑制し、供給電力が不足するのを未然に防止できる。
図2(B)に示した「リカバリー制御2」を実施することにより、IG2系リレー28の故障が発生し、IG2系リレー28のスイッチの出力側に電力が供給されなくなった時に、リカバリー用第2リレー42A、42Bで経路を切り替えて(S25)、IG1系リレー36の出力からIG2系統の回路(24、25)の入力側に電力を供給することができる。したがって、予期しない電源異常(故障)による電源失陥が発生した場合であっても、車両の運転に必要な各種電装機器に対する電力供給経路を確保することができ、車両の安全性を向上できる。
また、S25でリカバリー用第2リレー42A、42Bを制御してリカバリー動作を行う際に、車両の運転と直接の関係がない優先度の低い負荷への電力供給を遮断する(S26)ことにより、負荷全体の電力消費を抑制し、供給電力が不足するのを未然に防止できる。
<変形例>
前述の電源ボックス本体回路10の構成の変形例を図10に示す。図10に示した+B電源側回路20B及びIG電源側回路30Bにおいては、図1中に示したリカバリー用第2リレー42A及び42Bの搭載が省略されている。
すなわち、図2(A)に示した「リカバリー制御1」を実施し、図2(B)に示した「リカバリー制御2」の実行を省略する場合には、リカバリー用第2リレー42A及び42Bは使用しないので不要になる。「リカバリー制御1」を実施するだけでも、断線に対して電力供給経路を確保できる。
ここで、上述した本発明に係る車両用電源ボックス装置の実施形態の特徴をそれぞれ以下[1]〜[6]に簡潔に纏めて列記する。
[1] 車両上の主電源からの電源電力を常時供給するための第1の入力側電源ライン(電源側入力ライン11)、及び前記車両のイグニッションスイッチの状態に連動して前記主電源からの電源電力を供給するための第2の入力側電源ライン(電源側入力ライン12)と、前記車両上に搭載された複数の電装品との間に接続される車両用電源ボックス装置(電源ボックス本体回路10)であって、
ヒューズ、スイッチ、及びリレーの少なくとも1つを含み、電源電力の常時供給を必要とする第1組の電装品に対して、前記第1の入力側電源ラインからの電力を供給する第1の電力制御系統(電源側回路20)と、
ヒューズ、スイッチ、及びリレーの少なくとも1つを含み、前記イグニッションスイッチの状態に対応して電源電力の供給を必要とする第2組の電装品に対して、前記第2の入力側電源ラインからの電力を供給する第2の電力制御系統(電源側回路30)と、
前記第2の入力側電源ラインと、前記第1の電力制御系統の入力との間に接続されたリカバリースイッチ部(リカバリー用第1リレー41)と、
前記第1の電力制御系統の入力における異常の有無を検出する入力異常検出部(マイクロコンピュータ51、電圧監視部52)と、
前記入力異常検出部の異常検出の有無に応じて、前記リカバリースイッチ部をオンオフ制御するリカバリー制御部(マイクロコンピュータ51、S15)と、
を備えたことを特徴とする車両用電源ボックス装置。
[2] 上記[1]に記載の車両用電源ボックス装置であって、
前記第1の電力制御系統が、前記第1組の電装品の中で優先順位の高い電装品に対して電力を供給する第1の電力出力系統(ヒューズ21、22、24、25)と、前記第1組の電装品の中で優先順位の低い電装品に対して電力を供給する第2の電力出力系統(ヒューズ23、ボディ系リレー27)とを含み、
前記第2の電力出力系統には、電力消費抑制スイッチ(リレー26)が接続され、
前記リカバリー制御部は、前記リカバリースイッチ部をオンする動作と連動して、前記電力消費抑制スイッチをオフする(S16)、
ことを特徴とする車両用電源ボックス装置。
[3] 上記[1]又は[2]に記載の車両用電源ボックス装置であって、
前記入力異常検出部(マイクロコンピュータ51、電圧監視部52)は、入力電圧を監視して、断線の有無に相当する異常の有無を検出する、
ことを特徴とする車両用電源ボックス装置。
[4] 上記[1]〜[3]のいずれか1つに記載の車両用電源ボックス装置であって、
前記リカバリースイッチ部は、前記イグニッションスイッチの状態に連動してオンオフするリレー(IG1系リレー36)よりも上流の位置で、前記第2の入力側電源ライン(12)と、前記第1の電力制御系統の入力との間を接続する、
ことを特徴とする車両用電源ボックス装置。
[5] 上記[1]〜[4]のいずれか1つに記載の車両用電源ボックス装置であって、
ユーザの入力操作を受け付ける操作部(タッチパネル61)と、
所望の情報を可視情報として表示する表示部(62)と、
を更に備え、
前記リカバリー制御部は、前記入力異常検出部が異常を検出した場合に、異常の発生を示す可視情報を前記表示部に表示する(S13)と共に、リカバリー動作の許可を示すユーザからの指示を前記操作部で検出した時に(S14)、前記リカバリースイッチ部をオンに切り替える、
ことを特徴とする車両用電源ボックス装置。
[6] 上記[1]〜[4]のいずれか1つに記載の車両用電源ボックス装置であって、
所望の情報を可視情報として表示する表示部、
を更に備え、
前記リカバリー制御部は、異常の発生を示す可視情報、及び異常の発生に伴って所定のリカバリー動作を実行中であることを示す可視情報、の少なくとも一方を前記表示部に表示する(S33,S35,S38)、
ことを特徴とする車両用電源ボックス装置。
10 電源ボックス本体回路
11 +B電源側入力ライン
12 IG電源側入力ライン
13a,13b,13c,13d,13e,13f 出力端子
13g,13h,13i,13j,13k 出力端子
20 +B電源側回路
21,22,23,24,25 ヒューズ
26 リレー
27 ボディ系リレー
28 IG2系リレー
30 IG電源側回路
31,32,33,34,35 ヒューズ
36 IG1系リレー
37,38 リレー
41 リカバリー用第1リレー
42A,42B リカバリー用第2リレー
50 制御ユニット
51 マイクロコンピュータ
52 電圧監視部
53 ドライバ
54 表示制御部
60 操作部
61 タッチパネル
62 表示部
63 表示画面
63a 車体表示
63b,63c 経路表示
63d UI表示部
63e 異常表示パターン

Claims (6)

  1. 車両上の主電源からの電源電力を常時供給するための第1の入力側電源ライン、及び前記車両のイグニッションスイッチの状態に連動して前記主電源からの電源電力を供給するための第2の入力側電源ラインと、前記車両上に搭載された複数の電装品との間に接続される車両用電源ボックス装置であって、
    ヒューズ、スイッチ、及びリレーの少なくとも1つを含み、電源電力の常時供給を必要とする第1組の電装品に対して、前記第1の入力側電源ラインからの電力を供給する第1の電力制御系統と、
    ヒューズ、スイッチ、及びリレーの少なくとも1つを含み、前記イグニッションスイッチの状態に対応して電源電力の供給を必要とする第2組の電装品に対して、前記第2の入力側電源ラインからの電力を供給する第2の電力制御系統と、
    前記第2の入力側電源ラインと、前記第1の電力制御系統の入力との間に接続されたリカバリースイッチ部と、
    前記第1の電力制御系統の入力における異常の有無を検出する入力異常検出部と、
    前記入力異常検出部の異常検出の有無に応じて、前記リカバリースイッチ部をオンオフ制御するリカバリー制御部と、
    を備えたことを特徴とする車両用電源ボックス装置。
  2. 請求項1に記載の車両用電源ボックス装置であって、
    前記第1の電力制御系統が、前記第1組の電装品の中で優先順位の高い電装品に対して電力を供給する第1の電力出力系統と、前記第1組の電装品の中で優先順位の低い電装品に対して電力を供給する第2の電力出力系統とを含み、
    前記第2の電力出力系統には、電力消費抑制スイッチが接続され、
    前記リカバリー制御部は、前記リカバリースイッチ部をオンする動作と連動して、前記電力消費抑制スイッチをオフする、
    ことを特徴とする車両用電源ボックス装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の車両用電源ボックス装置であって、
    前記入力異常検出部は、入力電圧を監視して、断線の有無に相当する異常の有無を検出する、
    ことを特徴とする車両用電源ボックス装置。
  4. 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の車両用電源ボックス装置であって、
    前記リカバリースイッチ部は、前記イグニッションスイッチの状態に連動してオンオフするリレーよりも上流の位置で、前記第2の入力側電源ラインと、前記第1の電力制御系統の入力との間を接続する、
    ことを特徴とする車両用電源ボックス装置。
  5. 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の車両用電源ボックス装置であって、
    ユーザの入力操作を受け付ける操作部と、
    所望の情報を可視情報として表示する表示部と、
    を更に備え、
    前記リカバリー制御部は、前記入力異常検出部が異常を検出した場合に、異常の発生を示す可視情報を前記表示部に表示すると共に、リカバリー動作の許可を示すユーザからの指示を前記操作部で検出した時に、前記リカバリースイッチ部をオンに切り替える、
    ことを特徴とする車両用電源ボックス装置。
  6. 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の車両用電源ボックス装置であって、
    所望の情報を可視情報として表示する表示部、
    を更に備え、
    前記リカバリー制御部は、異常の発生を示す可視情報、及び異常の発生に伴って所定のリカバリー動作を実行中であることを示す可視情報、の少なくとも一方を前記表示部に表示する、
    ことを特徴とする車両用電源ボックス装置。
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