JP2021017115A - リング状電源供給システム - Google Patents
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Abstract
【課題】リング状電源ハードワイヤにおいて線路の一部が断線した場合における電流遮断手段を提供する。【解決手段】リング状電源供給システムは、リング状電源ハードワイヤML上に互いに離間して設けられた複数のリレーRLと、各リレーRL間にそれぞれ設けられ、リング状電源ハードワイヤMLに断線が生じた際に、断線による電気的な変化を検出するための複数の検出部5と、複数の検出部5で検出された電気的な変化に基づいて、リング状電源ハードワイヤMLの断線箇所を特定し、断線箇所の両側に位置するリレーRLを遮断させる演算処理部とを備える。【選択図】図1
Description
ここに開示された技術は、電源ハブを電源ハードワイヤによりリング状に接続して構成されたリング状電源供給システムに関する技術分野に属する。
近年、車載機器の電動化が顕著であり、車両には多数の電子機器が配置される。これに伴い、各電子機器への電源供給の構成が検討されている。
例えば、特許文献1では、異なるネットワークのECU同士の通信を中継するゲートウェイECUを設け、全てのネットワークがスリープ状態になってから最初に送信を開始する送信対象ECUが存在するネットワークだけをウェイクアップさせる車載通信システムが開示されている。
また、特許文献2には、車両に搭載されたバッテリ及び負荷間を接続する電源ハードワイヤをリング状に接続する技術が開示されている。
ところで、現状では、車載機器への電源ハードワイヤは、通信ハーネスに略合致するように、電源(例えば、リレーボックス)から放射線状に配索されている。また、車両周辺の監視や自動運転等を実現するために、車両周辺部に、カメラやレーダ等の各種センサ類が配置されている。これにより、電源系統の構成が複雑になるとともに、電源ハードワイヤの総線上の長大化をきたしており、給電線抵抗等の影響により消費電力自体も大きくなるおそれがある。
そこで、特許文献2の図3に例示されているように、平面視で車両を周回するようなリング状の電源ハードワイヤを設け、その電源ハードワイヤの周上に電源ハブを所定間隔で設置する方法がある。各電源ハブには、アクチュエータが接続されている。このように、電源ハブを介してアクチュエータに電源を供給することで、電源ハードワイヤの総線長を大幅に短縮化することができる。
しかしながら、電源ハードワイヤをリング状に接続すると、リング状のワイヤの一部が断線した場合における電流遮断の手段が問題となる。
ここに開示された技術は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこは、リング状電源ハードワイヤにおいて線路の一部が断線した場合における電流遮断手段を提供することにある。
前記課題を解決するために、ここに開示された技術では、車両を複数のゾーンに分け、各ゾーンには電子機器を接続するための電源ハブがそれぞれ設けられ、当該各ゾーンの電源ハブをリング状電源ハードワイヤによりリング状に接続して構成されたリング状電源供給システムを対象として、前記リング状電源供給システムは、前記リング状電源ハードワイヤ上に互いに離間して設けられた複数のリレーと、前記各リレー間にそれぞれ設けられ、前記リング状電源ハードワイヤに断線が生じた際に、断線による電気的な変化を検出するための複数の検出部と、前記複数の検出部で検出された電気的な変化に基づいて、前記リング状電源ハードワイヤの断線箇所を特定し、当該断線箇所の両側に位置する前記リレーを遮断させる演算処理部とを備える、という構成とした。
この構成によると、車両を複数のゾーンに分け、各ゾーンに電子機器を接続するための電源ハブを設け、リング状電源ハードワイヤによりリング状に接続している。これにより、給電線の総線路長を大幅に短くすることができ、給電線の電気抵抗による電力消費も出来る限り小さくすることができる。
さらに、リング状電源ハードワイヤ上に互いに離間してリレーを設け、各リレー間に、リング状電源ハードワイヤに断線が生じた際に、断線による電気的な変化を検出するための検出部を設けている。
これにより、リング状電源ハードワイヤのうち、遮断部分以外の給電線については、バッテリからの電源供給を継続させることができる。すなわち、前述のとおり、リング状電源ハードワイヤによる電源系統の簡略化及び総電路長の大幅な短縮と、リング状電源ハードワイヤの断線対策とを両立させることができる。
前記リング状電源供給システムにおいて、前記検出部は、設置位置の電流、電圧及び磁束の少なくとも1つを測定する測定器であり、前記演算処理部は、前記測定器で測定された測定値の変化を基に、前記リング状電源ハードワイヤの断線箇所を特定する、という構成でもよい。
前記リング状電源供給システムは、断線箇所を特定するための測定値の変化を示す波形が格納されたデータベースを有し、前記演算処理部は、前記測定器で測定された測定値を前記データベースと照合するにより前記リング状電源ハードワイヤの断線箇所を特定する、という構成でもよい。
これらの構成によると、複雑な演算をすることなく、比較的簡易な構成で断線箇所を特定することができる。また、データベース照合の一致・不一致という単純な処理で断線箇所を特定できるので、断線箇所の特定のための複雑な演算を必要とせず、極めて短時間でこの特定が可能となる。
前記リング状電源供給システムにおいて、前記電子機器は、前記リング状電源ハードワイヤから分岐された分岐ハードワイヤを介して電源供給を受けるように構成され、互いに補完関係にある前記電子機器同士が、互いに異なる分岐ハードワイヤに接続され、前記リレーは、少なくとも、前記互いに補完関係にある電子機器が接続された両分岐ハードワイヤ間の接続を遮断できる位置に設けられている。
これにより、機能等の冗長性を確保するために複数の類似機能を実現する構成がある場合に、それらの構成への電源供給が同時に遮断されないようにすることができる。
前記電子機器は、前記リング状電源ハードワイヤから分岐された分岐ハードワイヤを介して電源供給を受けるように構成され、前記リレーは、各前記分岐ハードワイヤの両側に設けられている、という構成でもよい。
これにより、分岐ハードワイヤごとに、電源供給を遮断させることができる。
以上説明したように、ここに開示された技術によると、リング状電源ハードワイヤによる電源系統の簡略化及び総電路長の大幅な短縮と、主給電線の断線対策とを両立させることができる。
以下、例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る車載ネットワークが搭載された車両1の電源系統を示す。この車両1は、4つのサイドドアと1つのバックドアとを備える5ドア式の車両である。
図1は、実施形態1に係る車載ネットワークが搭載された車両1の電源系統を示す。この車両1は、4つのサイドドアと1つのバックドアとを備える5ドア式の車両である。
本実施形態1の電源系統では、車両1を複数(本実施形態1では6つ)のゾーンに分け、各ゾーンに電子機器Dを接続するための電源ハブHBが設けられている。以下の説明において、車両1の左前側の左フロントゾーンに配置された電源ハブHBを第1電源ハブHB1、車両1の左前側のサイドドア近傍の左サイドゾーンに配置された電源ハブHBを第2電源ハブHB2、車両1の左後側の左リアゾーンに配置された電源ハブHBを第3電源ハブHB3ということがある。同様に、車両1の右前側の右フロントゾーンに配置された電源ハブHBを第4電源ハブHB4といい、車両1の右前側のサイドドア近傍の右サイドゾーンに配置された電源ハブHBを第5電源ハブHB5といい、車両1の右後側の右リアゾーンに配置された電源ハブHBを第6電源ハブHB6ということがある。各電源ハブHB1〜HB6を区別しないときには、単に電源ハブHBという。尚、ゾーンの数を増減させるときには、それに応じて電源ハブHBの個数も増減する。
電源ハブHBは、主バッテリBm(図面では、BA−Mと記載)と各電子機器Dとの電源経路の途中に配置されている。各電源ハブHBは、主バッテリBm又は近傍の電源ハブHBと単独の主給電線MLによりそれぞれ接続されている。具体的に、第1電源ハブHB1は、主給電線ML1により主バッテリBmと接続されている。第2電源ハブHB2は、主給電線ML2により第1電源ハブHB1と接続されている。第3電源ハブHB3は、主給電線ML3により第2電源ハブHB2と接続されている。第4電源ハブHB4は、主給電線ML4により主バッテリBmと接続されている。第5電源ハブHB5は、主給電線ML5により第4電源ハブHB4と接続されている。第6電源ハブHB6は、主給電線ML6により第5電源ハブHB5と接続されている。また、第3電源ハブHB3と第6電源ハブHB6とは、主給電線ML7により互いに接続されている。これにより、主バッテリBmと各電源ハブHB1〜HB6により、平面視で車両を周回するようなリング状の電源経路が形成される。これにより、主バッテリBmから供給された電源が主給電線MLを介して各電源ハブHBに供給され、各電源ハブHBから電子機器Dに電源が供給されるようになっている。主給電線MLは、リング状電源ハードワイヤの一例である。
さらに、主給電線MLには、主バッテリBmと離間した位置において、主バッテリBmからの電源供給が停止した場合等に電源を供給するための予備バッテリBs(図面では、BA−Sと記載)が接続されている。予備バッテリBsは、半導体リレーRL7を介して主給電線MLに接続され、通常動作時は、主給電線MLとの接続が遮断されている。尚、図1では、主バッテリBmが車両前方において主給電線ML1と主給電線ML4との間に接続され、予備バッテリBsが車両後方の主給電線ML7に接続されている例を示している。このように、主バッテリBmと予備バッテリBsとを離間して配置することで、断線耐性を高めることができる。ただし、主バッテリBm及び予備バッテリBsの配置は、図1の構成に限定されるものではない。
各電子機器Dは、常時、主バッテリBmから電力供給が可能な電子機器と、車両1の乗員の操作により主バッテリBmからの電力供給が可能になる電子機器とを含む。以下の説明において、常時、バッテリから電力供給が可能な電子機器を常時電源電子機器Dという。また、車両1の乗員の操作により主バッテリBmからの電力供給が可能になる電子機器でかつ電力消費が比較的小さい電子機器をアクセサリ電子機器Dという。また、車両1の乗員の操作により主バッテリBmからの電力供給が可能になる電子機器Dでかつ電力消費が比較的大きい電子機器をイグニッション電子機器Dという。なお、上記の各電子機器Dを区別しないときには、単に電子機器Dという。
常時電源電子機器Dは、例えば、キーレス装置D21,D51、前方監視用のカメラ装置D15、盗難監視用の監視カメラ装置D12,D42やメーター装置D25、バーグラアラーム装置D54、ブレーキ灯D31等である。アクセサリ電子機器Dは、車両1のエンジンのオン/オフに関わらずに使用することを想定された電子機器であって、例えば、前照灯D11,D41、電動ミラーD22,D52、オーディオ機器D33,D61等である。イグニッション電子機器Dは、車両1のエンジンがオフの状態でも使用可能であるが、基本的には前記エンジンがオンの時に使用することを想定された電子機器であって、例えば、空調装置D24、電動パワーステアリング装置D55、電動パワーウィンドウD23,D53等である。尚、電子機器Dは、前記各装置を作動させるためのセンサ、アクチュエータ、該アクチュエータを制御するECU等を含む概念である。
各電源ハブHBには、基本的には電源経路が短い方の経路を通って主バッテリBmからの電力が供給されるが、主給電線MLの一部が断線したときなどには、他の電源経路を通って電力が供給される。例えば、第2電源ハブHB2は、基本的には、第1電源ハブHB1を経由して主バッテリBmから電力が供給される。しかし、第1電源ハブHB1と第2電源ハブHB2との間の主給電線MLが断線したときには、第4電源ハブHB4、第5電源ハブHB5、第6電源ハブHB6、及び第3電源ハブHB3を経由して、主バッテリBmから電力が供給される。
各電源ハブHBは、車両10における常時電源電子機器D1の近傍にそれぞれ配置されている。各電源ハブHBは、近傍に位置する常時電源電子機器D1、アクセサリ電子機器D2、及びイグニッション電子機器D3と給電線によりそれぞれ接続されている。
各主給電線ML及び各主給電線MLと各電子機器とを接続する各給電線は、電力が供給できる電線であればよく、例えばワイヤーハーネスで構成されている。
電源ハブHBは、それぞれ、ゾーン毎に設けられたゾーンECU20と接続されている。具体的に、電源ハブHB1にはゾーンECU201が接続され、電源ハブHB2にはゾーンECU202が接続され、電源ハブHB3にはゾーンECU203が接続され、電源ハブHB4にはゾーンECU204が接続され、電源ハブHB5にはゾーンECU205が接続され、電源ハブHB6にはゾーンECU206が接続されている。なお、上記の各ゾーンECU201〜206を区別しないときには、単にゾーンECU20という。
ゾーンECU20は、車両1の全体の制御を統括する中央演算装置30からの制御信号がそれぞれ入力されるように構成されている。中央演算装置30と各ゾーンECU20とは通信配線(図示省略)によりそれぞれ接続されている。
中央演算装置30は、車両1のシーンに応じて作動させる電子機器Dを設定する。各ゾーンECU20は、中央演算装置30からの制御信号を受けて、各電源ハブHB(厳密には、後述する電源供給ICの制御部)に対して、各電子機器Dへの電力の供給/遮断に関する制御信号をそれぞれ出力する。また、各ゾーンECU20は、各電子機器Dを管理及び制御する機能を有する。例えば、ゾーンECU20は、各種センサ(車速センサや車室内温度センサ等)からの検出結果を受信して、自機内での処理に使用したり、中央演算装置30に情報を送信したりする。
図2は、車両の電源トポロジーの一例を示すブロック図である。図2に示すように、主バッテリBmと主給電線ML1,ML4との間には、電源ハブHB0が設けられている。
各電源ハブHB内には、電源供給IC4が内蔵されている。各電源供給IC4は、主給電線MLを介して主バッテリBmと電気的に接続されている。具体的には、電源ハブHB1には電源供給IC41が内蔵され、電源ハブHB2には電源供給IC42が内蔵され、電源ハブHB3には電源供給IC43が内蔵され、電源ハブHB4には電源供給IC44が内蔵され、電源ハブHB5には電源供給IC45が内蔵され、電源ハブHB6には電源供給IC46が内蔵されている。尚、上記の各電源供給IC41〜46を区別しないときには、単に電源供給IC4という。そして、主バッテリBmからの供給電力が、各電源供給IC4を介して、それぞれの電源供給IC4に接続された各電子機器Dに電源として供給される。
各電源供給IC4は、主給電線ML上に設けられ、電力の通電/遮断を行うための半導体リレーRLを備える。具体的に、電源供給IC41は、主給電線ML1と主給電線ML2との間に設けられた半導体リレーRL1を備える。電源供給IC42は、主給電線ML2と主給電線ML3との間に設けられた半導体リレーRL2を備える。電源供給IC43は、主給電線ML3と主給電線ML7との間に設けられた半導体リレーRL3を備える。電源供給IC44は、主給電線ML4と主給電線ML5との間に設けられた半導体リレーRL4を備える。電源供給IC45は、主給電線ML5と主給電線ML6との間に設けられた半導体リレーRL5を備える。電源供給IC46は、主給電線ML6と主給電線ML7との間に設けられた半導体リレーRL6を備える。また、各電源供給IC4は、ゾーンECU20から各電子機器Dへの電力の供給/遮断を設定するための制御信号を受け、各電子機器Dの電源への接続(オン)/遮断(オフ)を制御する制御部49を備える。尚、説明の便宜上、電源供給IC41〜IC46の制御部に共通の49の符号を付しているが、各電源供給IC41〜IC46の制御部49が同じ構成であることを意図するものではなく、各制御部49が互いに異なる構成であってもよい。
図2に示すように、各主給電線MLには、断線による電気的な変化を検出するための検出部5が設けられている。検出部5は、断線に起因する電気的な変化が検出できればよく、その具体的な構成は特に限定されない。検出部5として、例えば、主給電線MLに流れる電流を測定するための電流計、主給電線MLの電圧を測定するための電圧計、主給電線ML近傍の磁束を計測するための計測コイル等が例示される。例えば、検出部5として電流計を用いた場合、主給電線MLが断線により開放状態になった場合には電流が停止し、断線により主給電線MLが短絡状態になった場合には電流が急激に増加するため、その電流の変化を監視することで、主給電線MLの断線を検出することができる。電圧や磁束についても、同様であり、測定値の変化を監視することで、主給電線MLの断線を検出することができる。
検出部5は、主給電線MLの互いに離間した位置に設けられている。具体的に、検出部5は、各リレー間にそれぞれ設けられている。図2の例では、各主給電線MLに検出部5が設けられている例を示しており、主給電線ML1に検出部51、主給電線ML2に検出部52、主給電線ML2に検出部53、主給電線ML4に検出部54、主給電線ML5に検出部55、主給電線ML6に検出部56、主給電線ML7に検出部57が設けられている。尚、検出部51〜57は、同じ構成であってもよいし、互いに異なる構成であってもよい。また、各検出部51〜57が単一のセンサであってもよいし、複数種類のセンサの組み合わせて複数種類のパラメータ(例えば、電流、電圧及び磁束)が測定できるように構成されていてもよい。尚、上記の検出部51〜57を区別しないときには、単に検出部5という。
半導体リレーRL及び検出部5を設ける位置は、特に限定されないが、例えば、機能等の冗長性を確保するために複数の類似機能を実現する構成がある場合に、それらの構成への電源供給が同時に遮断されないように配置される。例えば、パーキングブレーキに関わる構成への電源供給が第2電源ハブHB2を介して行われていて、フットブレーキに関わる構成への電源供給が第5電源ハブHB5を介して行われているとする。この場合、半導体リレーRLは、少なくとも、第2電源ハブHB2と第5電源ハブHB5との間の電源供給経路を互いに分離することができる位置に設けられる。具体的には、半導体リレーRLは、第2電源ハブHB2から図2の図面左回りの電源経路である主給電線ML2,ML1,ML4,ML5のいずれか1つの給電線(以下、第1給電線という)上と、第2電源ハブHB2から図2の図面右回りの電源経路である主給電線ML3,ML7,ML6のいずれか1つの給電線(以下、第2給電線という)上に設けられる。そして、検出部5は、少なくとも第1給電線に設けられた半導体リレーRLと第2給電線に設けられた半導体リレーRLとの間に設けられる。具体的には、半導体リレーRLは、断線箇所として特定された検出部5から見て、図面右回りの電源経路と、図面左回りの電源経路との少なくとも2箇所に設けられ、断線箇所を主給電線MLから分離可能に構成される。尚、本実施形態の図1では、断線箇所を主給電線MLから分離し、かつ、冗長性を確保するための構成のうち少なくとも一方には電源が供給されるように構成された例を示している。具体的な内容は、後述する図5を用いた動作説明において説明する。
検出部51〜57での検出結果は、中央演算装置30に集約される。詳細は後述するが、中央演算装置30では、主給電線MLに断線が発生した場合に、各検出部51〜57からの測定結果に基づいて主給電線MLの断線箇所が特定される。中央演算装置30における断線箇所の特定方法(電流値の時間的な変化の検出方法)は、特に限定されないが、例えば、中央演算装置30が各検出部5の電圧波形を観測し、予め記憶した波形変化のデータベース(図示省略)を参照し、測定結果とデータベースの波形とを照合することにより断線箇所を特定するようにしてもよい。また、断線箇所の特定をハード的な回路で実現してもよい。例えば、各検出部5の測定電流結果を、それぞれ、所定の電流値を超えた場合に反転するように構成された比較器に入力させ、それらの比較器の出力の中で最も早くに反転したものについてフラグが立つような回路により実現することができる。
さらに、中央演算装置30は、主給電線MLの断線箇所が特定されると、主給電線ML上において、断線が検出された検出部5の両側に位置する半導体リレーRLを遮断させる。尚、中央演算装置30が各半導体リレーRLを遮断させる方法は、特に限定されない。例えば、図2に示すように、中央演算装置30から各電源ハブHBに設けられた電源供給IC4の制御部49を介して半導体リレーRLをオン/オフさせるようにしてもよいし、中央演算装置30から直接各半導体リレーRLをオン/オフさせるようにしてもよい。
また、図2に示すように、各給電線には、過電流が流れた際に、電力を遮断するためのヒューズFが設けられている。
図3は、車両左側のゾーン(左フロントゾーン、左サイドゾーン、左リアゾーン)、すなわち電源ハブHB1〜HB3が配置されたゾーンの電源トポロジーについて、より具体的に記載したものである。尚、図3では、電子機器Dのうち、スマートアクチュエータを二重線で示している。また、図3では、信号線を細線で示し、給電線を太線で示している。
各電源ハブHBは、車両1内での通信網を形成するためのハブを兼ねていてもよい。図3の例では、中央演算装置30と各ゾーンECU20とを接続する通信幹線62が、各電源ハブHB間を接続する主給電線MLに沿って平面視で車両1を周回するようにリング状に配索され、基幹ネットワークを構成している。そして、電源ハブHBは、主バッテリBmへの接続のための電源ポート(図示省略)と、基幹ネットワークに接続するための通信ポート(図示省略)とを備えている。電源ポートと通信ポートは、別々に設けられていてもよいし、単一のポートで電源ポートと通信ポートを兼ねるようにしてもよい。具体的構成の図示は省略するが、図3では、電源ポートと通信ポートとが共通化され、スマートコネクタSCや電子機器Dから延びるケーブルの先端に設けられたコネクタCを差し込むことで、主給電線MLと通信幹線62の両方に接続できるように構成されている例を示している。スマートコネクタSCは、例えば、アナログ/デジタル変換回路やドライバ回路等が内蔵され、電子機器Dとしてのアクチュエータに駆動信号を送信する機能を有していたり、電子機器Dとしてのセンサからの入力信号をゾーンECU20に伝達したりする機能を有する。
図4は、図3のIV−IV線断面図であり、換言すると、電源ハブHB間を接続する基幹ハーネス60の断面構造の一例を示している。本実施形態では、電源ハブHB間の通信は、イーサネット(登録商標)等のシリアル通信方式で行われているものとする。
図4に示すように、基幹ハーネス60は、主給電線MLと、撚り線状の通信幹線62と、断線検知用ハーネス63とにより構成されている。断線検知用ハーネス63は、主給電線MLよりも脆弱に形成されている。例えば、断線検知用ハーネス63は、主給電線MLよりも脆弱な材料を用いて形成されている。また、主給電線ML及び通信幹線62は、それぞれの芯線MLa,62aを被覆材MLb,62bで覆うようにし、断線検知用ハーネス63は被覆材を用いないようにすることで、断線検知用ハーネス63が脆弱となるようにしてもよい。また、例えば、断線検知用ハーネス63を主給電線MLよりも細い径で形成するようにしてもよい。このように、断線検知用ハーネス63を主給電線MLよりも脆弱にすることで、外部からの衝撃に対して断線検知用ハーネス63の方が主給電線MLよりも切断されやすくなる。これにより、各電源ハブHB間において、主給電線MLが断線した場所や主給電線MLの断線の恐れのある場所をより確実に検出することができる。断線検知用ハーネス63の断線の検出方法は、特に限定されないが、例えば、微弱な電流を流してその電流をモニタしてもよいし、従来から知られている物理的な手段を用いて検出するようにしてもよい。
次に、主給電線ML(リング状電源ハードワイヤ)の一部が断線した場合の動作について説明する。本実施形態では、図5に示すように、第4電源ハブHB4と第5電源ハブHB5との間を接続する主給電線ML5が断線し、地絡したものとして説明する。また、検出部5は電流計であるものとする。
主給電線ML5が地絡すると、主給電線MLはリング状に接続されているので、すべての検出部5において測定される電流値が急激に増加する。これにより、中央演算装置30では、主給電線MLにおいて断線(地絡)が発生したことが検出される。さらに、電流の時間的な変化を見た場合には、断線箇所に近い場所から順に検出部5の電流が急激に変化する。中央演算装置30は、例えば、検出部5の電流値の時間的変化をモニタしており、電流値の急激な変化が最初に起こった検出部5(ここでは、検出部55)の近傍で断線が発生したことを特定する。
中央演算装置30は、主給電線MLの断線箇所を検出部55の周辺と特定した後、断線箇所の両側に位置する半導体リレーRLを遮断させる。ここでは、中央演算装置30は、検出部55の両側に位置する半導体リレーRLである、第4電源ハブHB4の半導体リレーRL4及び第5電源ハブHB5の半導体リレーRL5を遮断させる。これにより、主給電線ML5を主バッテリBmに接続された主給電線ML1〜ML4,ML6,ML7から分離させることができる。
尚、図1において、断線箇所が、主給電線ML1,ML4のいずれかであった場合、中央演算装置30は、第1電源ハブHB1の半導体リレーRL1及び第4電源ハブHB4の半導体リレーRL4を遮断させる。そうすると、主バッテリBmから主給電線ML2,ML3,ML5〜ML7に電源が供給されなくなるので、中央演算装置30は、予備バッテリBsと主給電線ML7との間に設けられたリレーRL7をオンさせる。これにより、予備バッテリBsから主給電線ML2,ML3,ML5〜ML7に電源が供給される。
ここで、本実施形態1のように、車両1に複数の電子機器Dが搭載されている場合、従来は、複数の配線及びリレーにより主バッテリBmと各電子機器Dとを接続していた。このため、従来は、電子機器Dの数が増加する度に、車両の電源系統が複雑化していた。
これに対して、本実施形態1によると、車両を複数のゾーンに分け、各ゾーンに電子機器を接続するための電源ハブHBを設け、主バッテリBmと各電源ハブHBをリング状の主給電線MLにより接続している。これにより、電源系統の構成を簡単にすることができる。さらに、主バッテリBmと各電子機器Dとを直接接続する場合と比較して給電線を短くすることができ、給電線の電気抵抗による電力消費も出来る限り小さくすることができる。
さらに、主給電線ML上に互いに離間して半導体リレーRLを設け、各半導体リレーRL間に、主給電線MLに断線が生じた際に、断線による電気的な変化を検出するための検出部5を設けている。そして、中央演算装置30が、検出部5で検出された電気的な変化に基づいて、主給電線MLの断線箇所を特定し、その断線箇所の両側に位置する半導体リレーRLを遮断させるように構成されている。
これにより、主給電線MLのうち、遮断部分以外の給電線については、主バッテリからの電源供給を継続させることができる。すなわち、前述のとおり、主給電線MLをリング状にして電源系統の構成を簡単にすることによる総電路長の大幅な短縮と、主給電線MLの断線対策とを両立させることができる。
(実施形態2)
以下、実施形態2について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明において前記実施形態1と共通の部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
以下、実施形態2について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明において前記実施形態1と共通の部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
本実施形態2に係る車載ネットワークでは、予備バッテリBsによる電源供給方法が前記実施形態1と異なる。具体的には、図6に示すように、本実施形態2に係る車載ネットワークでは、冗長性を確保するための構成について、予備バッテリBsから個別に電源を供給可能に構成している点で、前記実施形態1と異なる。これにより、冗長性を確保するための構成について、同時に電源供給が停止されるのを避けることができる。図6の例では、予備バッテリBsが前照灯D11,D41及びブレーキ灯D31に接続されている。これにより、夜間等において、主給電線MLの一部に断線が生じて緊急停車する場合にも、周りの車両等に対して停車することを報知することができる。
尚、ここに開示された技術は、前述の実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更、代用が可能である。また、前述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本開示の範囲を限定的に解釈してはならない。本開示の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本開示の範囲内のものである。
ここに開示された技術は、バッテリから供給される電力により作動する複数の電子機器を有する車両の車載ネットワークシステムとして有用である。
1 車両
30 中央演算装置(演算処理部)
ML 主給電線(リング状電源ハードワイヤ)
HB 電源ハブ
RL 半導体リレー(リレー)
30 中央演算装置(演算処理部)
ML 主給電線(リング状電源ハードワイヤ)
HB 電源ハブ
RL 半導体リレー(リレー)
Claims (5)
- 車両を複数のゾーンに分け、各ゾーンには電子機器を接続するための電源ハブがそれぞれ設けられ、当該各ゾーンの電源ハブをリング状電源ハードワイヤによりリング状に接続して構成されたリング状電源供給システムであって、
前記リング状電源供給システムは、
前記リング状電源ハードワイヤ上に互いに離間して設けられた複数のリレーと、
前記各リレー間にそれぞれ設けられ、前記リング状電源ハードワイヤに断線が生じた際に、断線による電気的な変化を検出するための複数の検出部と、
前記複数の検出部で検出された電気的な変化に基づいて、前記リング状電源ハードワイヤの断線箇所を特定し、当該断線箇所の両側に位置する前記リレーを遮断させる演算処理部とを備える
ことを特徴とするリング状電源供給システム。 - 請求項1記載のリング状電源供給システムにおいて、
前記検出部は、設置位置の電流、電圧及び磁束の少なくとも1つを測定する測定器であり、
前記演算処理部は、前記測定器で測定された測定値の変化を基に、前記リング状電源ハードワイヤの断線箇所を特定する
ことを特徴とするリング状電源供給システム。 - 請求項2記載のリング状電源供給システムにおいて、
前記リング状電源供給システムは、断線箇所を特定するための測定値の変化を示す波形が格納されたデータベースを有し、
前記演算処理部は、前記測定器で測定された測定値を前記データベースと照合するにより前記リング状電源ハードワイヤの断線箇所を特定する
ことを特徴とするリング状電源供給システム。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載のリング状電源供給システムにおいて、
前記電子機器は、前記リング状電源ハードワイヤから分岐された分岐ハードワイヤを介して電源供給を受けるように構成され、
互いに補完関係にある前記電子機器同士が、互いに異なる分岐ハードワイヤに接続され、
前記リレーは、少なくとも、前記互いに補完関係にある電子機器が接続された両分岐ハードワイヤ間の接続を遮断できる位置に設けられている
ことを特徴とするリング状電源供給システム。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載のリング状電源供給システムにおいて、
前記電子機器は、前記リング状電源ハードワイヤから分岐された分岐ハードワイヤを介して電源供給を受けるように構成され、
前記リレーは、各前記分岐ハードワイヤの両側に設けられている
ことを特徴とするリング状電源供給システム。
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH09257860A (ja) * | 1996-03-18 | 1997-10-03 | Yazaki Corp | 車両用ワイヤハーネスの異常電流検出用データベースの構築方法及びその装置 |
JPH09275632A (ja) * | 1996-04-04 | 1997-10-21 | Harness Sogo Gijutsu Kenkyusho:Kk | 電力分配システム |
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NZ216902A (en) * | 1985-10-28 | 1988-11-29 | Gen Electric | Ground fault protection-power restored if fault is cleared |
US6127741A (en) * | 1997-03-17 | 2000-10-03 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Vehicular use power feed apparatus |
DE10329914B4 (de) * | 2003-07-02 | 2005-09-01 | Rheinmetall Landsysteme Gmbh | Fehlererkennung für Powerring |
DE102004021317A1 (de) * | 2004-04-30 | 2005-11-24 | S-Y Systems Technologies Europe Gmbh | Bordnetz und Schalter für ein Bordnetz |
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Patent Citations (2)
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---|---|---|---|---|
JPH09257860A (ja) * | 1996-03-18 | 1997-10-03 | Yazaki Corp | 車両用ワイヤハーネスの異常電流検出用データベースの構築方法及びその装置 |
JPH09275632A (ja) * | 1996-04-04 | 1997-10-21 | Harness Sogo Gijutsu Kenkyusho:Kk | 電力分配システム |
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