JP2023019095A - 車載電源システム - Google Patents

Abstract

【課題】電源供給経路を構成する配索材の小型化を可能にすると共に、電源電力の供給源を複数用意することなく断線などに対応可能な冗長経路を確保すること。【解決手段】車載バッテリ１０の出力をヒューズユニット１１等の箇所で複数経路の電源ラインＷ１０～Ｗ４０に分岐する。分岐した第１電源線Ｗ１０の下流側に内部電源ライン２１ｄを介して車載機器１３を接続し、分岐した第２電源線Ｗ２０の下流側に内部電源ライン２２ｄを介して車載機器１４を接続する。第１電源線Ｗ１０と第２電源線Ｗ２０の間を接続可能な経路間接続スイッチＳＷ１０と、これの開閉を制御可能な制御部２１ｂ、２２ｂ、中央演算装置２０を備え、第１電源線Ｗ１０又は第２電源線Ｗ２０が断線した場合に、経路間スイッチの回路を閉じて複数経路を相互接続する。複数経路の同時利用で各電源ラインＷ１０～Ｗ４０を細径化しても必要な電力を供給できる。【選択図】図２

Description

本発明は、車載電源システムに関する。

車両においては、一般的に車載バッテリやオルタネータなどを含む電源装置が供給する電源電力を、ワイヤハーネスに含まれる電源ラインを経由して車両各部に設置された様々な電装品に供給している。

一方、例えば衝突などの影響でワイヤハーネス内の電源ライン等が断線する可能性が考えられる。また、電源ラインが１系統だけの場合には、電源ラインに断線が発生すると、断線した箇所の下流側に接続されている電装品に対する電力供給が不可能になり、該当する電装品の機能が停止する。

一方、例えば特許文献１は車両に搭載されるリング状電源供給システムを開示している。また、特許文献１の図１に示された構成では、主バッテリＢｍ及び予備バッテリＢｓを搭載している。このようなシステムの場合は、リング状経路の１箇所で断線が発生した場合でも、それ以外の経路の電源ラインを利用して主バッテリＢｍの電源電力を各部の電装品に供給することが可能である。また、主バッテリＢｍ側で故障が発生した場合には、予備バッテリＢｓをリング状の経路に接続し、予備バッテリＢｓの電源電力を各部の電装品に供給できる。

特開２０２１－１７１１５号公報

特許文献１のように電源供給経路をリング状に形成した場合には、その経路上のどの位置で断線が生じた場合でも、主バッテリＢｍ等の車載電源と各電装品との間の電源供給経路を確保できる。しかし、実際に断線が生じた場合を想定すると、車載電源と各電装品との間の電源供給経路は１つだけしか存在しない。

そのため、この電源供給経路を含むワイヤハーネス等を設計する際には、全ての電装品に同時に供給する最大電力の総和の通電を許容できるように考慮して、電源ラインの電線太さを決定する必要がある。また、断線が発生した位置に応じて、電源供給経路の経路長が長くなる可能性を考慮して設計する必要がある。したがって、リング状の単一の電源ラインの電気抵抗を十分に小さくする必要があり、抵抗率（単位長あたりの抵抗値）を下げるために電線を太くせざるを得ない。これにより、ワイヤハーネス等の配索材が大型化し重量も増大することが懸念される。

また、特許文献１のように予備バッテリＢｓを搭載する場合には、電源電力の供給経路を冗長化することが可能になる。しかし、予備バッテリを搭載する場合には、それを含む部品コストの大幅な増大が見込まれる。更に、予備バッテリを搭載するための新たな空間を車体上に確保しなければならない。

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、電源供給経路を構成する配索材の小型化を可能にすると共に、電源電力の供給源を複数用意することなく、断線などに対応可能な冗長経路を確保することが可能な車載電源システムを提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る車載電源システムは、下記を特徴としている。

単一の車載電源部と、
前記車載電源部の出力を複数の経路に分岐する分岐部と、
前記分岐部で複数に分岐された下流側の各経路に接続された第１電源線および第２電源線と、
前記第１電源線の下流側に所定の第１機器を接続可能な第１機器接続部と、
前記第２電源線の下流側に所定の第２機器を接続可能な第２機器接続部と、
前記第１電源線と前記第２電源線の間を接続可能な経路間スイッチ部と、
前記経路間スイッチ部の開閉を制御可能な制御部と、
を備え、前記制御部は、前記第１電源線又は前記第２電源線の故障を検知した場合に、前記経路間スイッチ部の回路を閉じて前記第１電源線と前記第２電源線とを接続する、
車載電源システム。

本発明の車載電源システムによれば、電源電力の供給源を複数用意することなく、断線などに対応可能な冗長経路を確保できる。また、電源供給経路を構成する配索材の小型化が可能になる。

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、本発明の実施形態に係る車載電源システムの概要を表すブロック図である。 図２は、図１に示した車載電源システムの詳細を示す電気回路図である。 図３は、図２の車載電源システムに断線が発生した場合の例－１を示すブロック図である。 図４は、図２の車載電源システムに断線が発生した場合の例－２を示すブロック図である。 図５は、車載電源システムの制御で利用可能な制御テーブルの構成例を示す模式図である。 図６は、中央演算装置の動作例を示すフローチャートである。

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る車載電源システム１００の概要を表すブロック図である。図１は、車載電源システム１００を搭載した車両の主要な構成要素を車両の上方から視たレイアウトの概要を表している。また、図１中の左、右、上、及び下がそれぞれ車体５０の前、後、右、及び左に対応している。

図１に示した車両においては、車体５０前側のエンジンルーム内に車載バッテリ１０が搭載されている。また、車体５０の各部に存在する複数の機器に対してそれぞれ車載バッテリ１０の電源電力を供給可能にするために、電源分配器２１、２２、２３、及び２４が備わっている。

これらの電源分配器２１、２２、２３、及び２４は、それぞれ車体５０のフロント右側ＦＲ、リア右側ＲＲ、フロント左側ＦＬ、及びリア左側ＲＬに配置されている。また、電源分配器２１～２４を制御可能な中央演算装置２０が車体５０に設置されている。図１では、中央演算装置２０は、一例として車体５０のほぼ中央部に設置されているが、設置場所は中央部に限定されない。

車載バッテリ１０と各電源分配器２１～２４との間は、ワイヤハーネスなどの配索材を介して互いに物理的に及び電気的に接続されている。具体的には、車載バッテリ１０の出力に接続されたヒューズユニット１１の箇所で電源ラインが４系統に分岐されている。そして、分岐された電源ラインＷ１０、及びＷ２０がヒューズユニット１１と電源分配器２１との間を接続している。

また、分岐された電源ラインＷ３０、及び電源ラインＷ４０がヒューズユニット１１と電源分配器２３との間を接続している。更に、電源ラインＷ２１が電源分配器２１、２２の間を接続し、電源ラインＷ４１が電源分配器２３、２４の間を接続し、電源ラインＷ２４が電源分配器２２、２４の間を接続している。

車体５０のフロント右側ＦＲに配置されている電源分配器２１は、車載バッテリ１０から供給される電源電力を分配し、フロント右側ＦＲに設置されているヘッドライト５１などの車載機器に対して供給することができる。

また、車体５０のリア右側ＲＲに配置されている電源分配器２２は、車載バッテリ１０から供給される電源電力を分配し、リア右側ＲＲに配置されているテールランプ５３などの車載機器に対して供給することができる。

上記と同様に、電源分配器２３は分配した電源電力をフロント左側ＦＬのヘッドライト５２などの車載機器に対して供給することができ、電源分配器２４は分配した電源電力をリア左側ＲＬのテールランプ５４などの車載機器に対して供給することができる。

図２は、図１に示した車載電源システム１００の詳細を示す電気回路図である。
図２に示すように、車載バッテリ（ＢＡＴＴ）１０に接続されたヒューズユニット１１の中に出力を４系統に分岐する箇所が含まれている。また、車載バッテリ１０の出力から分岐された４系統の下流側に４個のヒューズ１２がそれぞれ接続されている。

また、ヒューズユニット１１内の各ヒューズ１２の下流側に、電源ラインＷ１０、Ｗ２０、Ｗ３０、及びＷ４０がそれぞれ接続されている。各電源ラインＷ１０、Ｗ２０、Ｗ３０、及びＷ４０は、例えば樹脂等の電気絶縁体により被覆された電線によりそれぞれ構成されている。図２中に示した他の電源ラインＷ２１、Ｗ４１、及びＷ２４についても同様である。

電源ラインＷ１０及びＷ２０は、互いに独立した状態で車体５０上のフロント右側ＦＲに配索され、ヒューズユニット１１と電源分配器２１との間をそれぞれ電気的に接続している。また、電源ラインＷ３０、Ｗ４０は互いに独立した状態で車体５０上のフロント左側ＦＬに配索され、ヒューズユニット１１と電源分配器２３との間をそれぞれ電気的に接続している。

図２に示すように、電源分配器２１は、断線検知部２１ａ、制御部２１ｂ、逆流防止ダイオード２１ｃ、内部電源ライン２１ｄ、電子ヒューズ部２１ｅ、経路間接続スイッチＳＷ１０、及び経路遮断スイッチＳＷ１１を内蔵している。

断線検知部２１ａは、電源ラインＷ１０における断線などの上流側の故障を検知する機能を有している。例えば、電源ラインＷ１０の電圧及び電流の一方又は両方の状態を監視することで、断線や短絡などの故障を検出できる。

断線検知部２１ａの下流側に、逆流防止ダイオード２１ｃを介して内部電源ライン２１ｄが接続されている。また、経路間接続スイッチＳＷ１０の一端と、電子ヒューズ部２１ｅの入力が内部電源ライン２１ｄに接続されている。

経路間接続スイッチＳＷ１０は、内部電源ライン２１ｄ及び電源ラインＷ２０に接続され、これらの経路間を接続する回路を開閉することができる。また、経路遮断スイッチＳＷ１１は電源ラインＷ２０及び電源ラインＷ２１に接続され、これらの経路間を接続する回路を開閉することができる。

経路間接続スイッチＳＷ１０の回路は、定常時は開状態に制御され、異常が発生した場合に閉状態に制御される。また、経路遮断スイッチＳＷ１１の回路は、定常時は閉状態に制御され、異常が発生した場合に開状態に制御される。経路間接続スイッチＳＷ１０及び経路遮断スイッチＳＷ１１は、例えばパワーＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）のような半導体スイッチデバイスによりそれぞれ構成される。

内部電源ライン２１ｄの下流側は複数の経路に分岐されており、分岐されたそれぞれの経路が電子ヒューズ部２１ｅを介して複数の車載機器１３と接続されている。車載機器１３は、例えばフロント右側ＦＲに配置されているヘッドライト５１などに相当する。電子ヒューズ部２１ｅは、下流側の各機器に異常に大きい電流が流れた場合に該当する回路の通電を遮断する。

制御部２１ｂは、断線検知部２１ａから出力される故障検知信号ＳＧ１１に基づいて電源ラインＷ１０の故障を把握すると共に、制御信号ＳＧ１２、及びＳＧ１３を用いて経路間接続スイッチＳＷ１０、及び経路遮断スイッチＳＷ１１の開閉をそれぞれ制御することができる。

また、制御部２１ｂは通信機能を有し、図示しない車両上の通信ネットワーク（例えばＣＡＮ ：Controller Area Network）を介して電源分配器２１と中央演算装置２０とが接続されている。電源分配器２１と中央演算装置２０との間で所定の通信信号Ｔ１をやり取りすることで、状況に応じて経路間接続スイッチＳＷ１０及び経路遮断スイッチＳＷ１１を適切に制御することができる。

逆流防止ダイオード２１ｃは、電源ラインＷ１０から内部電源ライン２１ｄに向かう方向の通電を許容し、逆方向の通電を阻止する機能を有している。これにより、例えば電源ラインＷ１０が電源のグランド（アース）と短絡したような場合に、電源ラインＷ２０側から経路間接続スイッチＳＷ１０、内部電源ライン２１ｄを通って電源ラインＷ１０側に逆方向の電流が流れるのを阻止することができる。

図２に示すように、電源分配器２２は、断線検知部２２ａ、制御部２２ｂ、逆流防止ダイオード２２ｃ、内部電源ライン２２ｄ、電子ヒューズ部２２ｅ、及び経路間接続スイッチＳＷ２０を内蔵している。

断線検知部２２ａは、電源ラインＷ２０またはＷ２１における断線などの上流側の故障を検知する機能を有している。例えば、電源ラインＷ２１の電圧及び電流の一方又は両方の状態を監視することで、断線や短絡などの故障を検出できる。

断線検知部２２ａの下流側に、逆流防止ダイオード２２ｃを介して内部電源ライン２２ｄが接続されている。また、経路間接続スイッチＳＷ２０の一端と、電子ヒューズ部２２ｅの入力が内部電源ライン２２ｄに接続されている。

経路間接続スイッチＳＷ２０は、内部電源ライン２２ｄ及び電源ラインＷ２４に接続され、これらの経路間を接続する回路を開閉することができる。

経路間接続スイッチＳＷ２０の回路は、定常時は開状態に制御され、異常が発生した場合に閉状態に制御される。経路間接続スイッチＳＷ２０は、例えばパワーＭＯＳＦＥＴのような半導体スイッチデバイスにより構成される。

内部電源ライン２２ｄの下流側は複数の経路に分岐されており、分岐されたそれぞれの経路が電子ヒューズ部２２ｅを介して複数の車載機器１４と接続されている。車載機器１４は、例えばリア右側ＲＲに配置されているテールランプ５３などに相当する。電子ヒューズ部２２ｅは、下流側の各機器に異常に大きい電流が流れた場合に該当する回路の通電を遮断する。

制御部２２ｂは、断線検知部２２ａから出力される故障検知信号ＳＧ２１に基づいて電源ラインＷ２０またはＷ２１の故障を把握すると共に、制御信号ＳＧ２２を用いて経路間接続スイッチＳＷ２０の開閉を制御することができる。

また、制御部２２ｂは通信機能を有し、車両上の通信ネットワークを介して電源分配器２２と中央演算装置２０とが接続されている。電源分配器２２と中央演算装置２０との間で所定の通信信号Ｔ２をやり取りすることで、状況に応じて経路間接続スイッチＳＷ２０を適切に制御することができる。

逆流防止ダイオード２２ｃは、電源ラインＷ２１から内部電源ライン２２ｄに向かう方向の通電を許容し、逆方向の通電を阻止する機能を有している。これにより、例えば電源ラインＷ２１が電源のグランドと短絡したような場合に、電源ラインＷ２４側から経路間接続スイッチＳＷ２０、内部電源ライン２２ｄを通って電源ラインＷ２１側に逆方向の電流が流れるのを阻止することができる。

図２に示すように、電源分配器２３は、断線検知部２３ａ、制御部２３ｂ、逆流防止ダイオード２３ｃ、内部電源ライン２３ｄ、電子ヒューズ部２３ｅ、経路間接続スイッチＳＷ３０、及び経路遮断スイッチＳＷ３１を内蔵している。

断線検知部２３ａは、電源ラインＷ３０における断線などの上流側の故障を検知する機能を有している。例えば、電源ラインＷ３０の電圧及び電流の一方又は両方の状態を監視することで、断線や短絡などの故障を検出できる。

断線検知部２３ａの下流側に、逆流防止ダイオード２３ｃを介して内部電源ライン２３ｄが接続されている。また、経路間接続スイッチＳＷ３０の一端と、電子ヒューズ部２３ｅの入力が内部電源ライン２３ｄに接続されている。

経路間接続スイッチＳＷ３０は、内部電源ライン２３ｄ及び電源ラインＷ４０に接続され、これらの経路間を接続する回路を開閉することができる。また、経路遮断スイッチＳＷ３１は電源ラインＷ４０及び電源ラインＷ４１に接続され、これらの経路間を接続する回路を開閉することができる。

経路間接続スイッチＳＷ３０の回路は、定常時は開状態に制御され、異常が発生した場合に閉状態に制御される。また、経路遮断スイッチＳＷ３１の回路は、定常時は閉状態に制御され、異常が発生した場合に開状態に制御される。経路間接続スイッチＳＷ３０及び経路遮断スイッチＳＷ３１は、例えばパワーＭＯＳＦＥＴのような半導体スイッチデバイスによりそれぞれ構成される。

内部電源ライン２３ｄの下流側は複数の経路に分岐されており、分岐されたそれぞれの経路が電子ヒューズ部２３ｅを介して複数の車載機器１５と接続されている。車載機器１５は、例えばフロント左側ＦＬに配置されているヘッドライト５２などに相当する。電子ヒューズ部２３ｅは、下流側の各機器に異常に大きい電流が流れた場合に該当する回路の通電を遮断する。

制御部２３ｂは、断線検知部２３ａから出力される故障検知信号ＳＧ３１に基づいて電源ラインＷ３０の故障を把握すると共に、制御信号ＳＧ３２、及びＳＧ３３を用いて経路間接続スイッチＳＷ３０、及び経路遮断スイッチＳＷ３１の開閉をそれぞれ制御することができる。

また、制御部２３ｂは通信機能を有し、車両上の通信ネットワークを介して電源分配器２３と中央演算装置２０とが接続されている。電源分配器２３と中央演算装置２０との間で所定の通信信号Ｔ３をやり取りすることで、状況に応じて経路間接続スイッチＳＷ３０及び経路遮断スイッチＳＷ３１を適切に制御することができる。

逆流防止ダイオード２３ｃは、電源ラインＷ３０から内部電源ライン２３ｄに向かう方向の通電を許容し、逆方向の通電を阻止する機能を有している。これにより、例えば電源ラインＷ３０が電源のグランドと短絡したような場合に、電源ラインＷ４０側から経路間接続スイッチＳＷ３０、内部電源ライン２３ｄを通って電源ラインＷ３０側に逆方向の電流が流れるのを阻止することができる。

図２に示すように、電源分配器２４は、断線検知部２４ａ、制御部２４ｂ、逆流防止ダイオード２４ｃ、内部電源ライン２４ｄ、電子ヒューズ部２４ｅ、及び経路間接続スイッチＳＷ４０を内蔵している。

断線検知部２４ａは、電源ラインＷ４０またはＷ４１における断線などの上流側の故障を検知する機能を有している。例えば、電源ラインＷ４１の電圧及び電流の一方又は両方の状態を監視することで、断線や短絡などの故障を検出できる。

断線検知部２４ａの下流側に、逆流防止ダイオード２４ｃを介して内部電源ライン２４ｄが接続されている。また、経路間接続スイッチＳＷ４０の一端と、電子ヒューズ部２４ｅの入力が内部電源ライン２４ｄに接続されている。

経路間接続スイッチＳＷ４０は、内部電源ライン２４ｄ及び電源ラインＷ２４に接続され、これらの経路間を接続する回路を開閉することができる。

経路間接続スイッチＳＷ４０の回路は、定常時は開状態に制御され、異常が発生した場合に閉状態に制御される。経路間接続スイッチＳＷ４０は、例えばパワーＭＯＳＦＥＴのような半導体スイッチデバイスにより構成される。

内部電源ライン２４ｄの下流側は複数の経路に分岐されており、分岐されたそれぞれの経路が電子ヒューズ部２４ｅを介して複数の車載機器１６と接続されている。車載機器１６は、例えばリア左側ＲＬに配置されているテールランプ５４などに相当する。電子ヒューズ部２４ｅは、下流側の各機器に異常に大きい電流が流れた場合に該当する回路の通電を遮断する。

制御部２４ｂは、断線検知部２４ａから出力される故障検知信号ＳＧ４１に基づいて電源ラインＷ４０またはＷ４１の故障を把握すると共に、制御信号ＳＧ４２を用いて経路間接続スイッチＳＷ４０の開閉を制御することができる。

また、制御部２４ｂは通信機能を有し、車両上の通信ネットワークを介して電源分配器２４と中央演算装置２０とが接続されている。電源分配器２４と中央演算装置２０との間で所定の通信信号Ｔ４をやり取りすることで、状況に応じて経路間接続スイッチＳＷ４０を適切に制御することができる。

逆流防止ダイオード２４ｃは、電源ラインＷ４１から内部電源ライン２４ｄに向かう方向の通電を許容し、逆方向の通電を阻止する機能を有している。これにより、例えば電源ラインＷ４１が電源のグランドと短絡したような場合に、電源ラインＷ２４側から経路間接続スイッチＳＷ４０、内部電源ライン２４ｄを通って電源ラインＷ４１側に逆方向の電流が流れるのを阻止することができる。

次に、図２の車載電源システム１００に断線等の故障が発生した場合の動作例を示す。
図３は、図２の車載電源システムに断線が発生した場合の例－１を示すブロック図である。図４は、図２の車載電源システムに断線が発生した場合の例－２を示すブロック図である。

＜正常時の動作＞
各電源ラインＷ１０、Ｗ２０、Ｗ２１、Ｗ３０、Ｗ４０、及びＷ４１が故障していない場合には、図２に示すように経路遮断スイッチＳＷ１１、及びＳＷ３１の各回路は共に閉じている。また、経路間接続スイッチＳＷ１０、ＳＷ２０、ＳＷ３０、及びＳＷ４０の各回路は全て開いている。

したがって、フロント右側ＦＲの車載機器１３に供給する電源電力は、車載バッテリ１０、ヒューズユニット１１、電源ラインＷ１０、断線検知部２１ａ、逆流防止ダイオード２１ｃ、内部電源ライン２１ｄ、及び電子ヒューズ部２１ｅを順番に通る電流経路で供給される。

また、リア右側ＲＲの車載機器１４に供給する電源電力は、車載バッテリ１０、ヒューズユニット１１、電源ラインＷ２０、経路遮断スイッチＳＷ１１、電源ラインＷ２１、断線検知部２２ａ、逆流防止ダイオード２２ｃ、内部電源ライン２２ｄ、及び電子ヒューズ部２２ｅを順番に通る電流経路で供給される。

また、フロント左側ＦＬの車載機器１５に供給する電源電力は、車載バッテリ１０、ヒューズユニット１１、電源ラインＷ３０、断線検知部２３ａ、逆流防止ダイオード２３ｃ、内部電源ライン２３ｄ、及び電子ヒューズ部２３ｅを順番に通る電流経路で供給される。

また、リア左側ＲＬの車載機器１６に供給する電源電力は、車載バッテリ１０、ヒューズユニット１１、電源ラインＷ４０、経路遮断スイッチＳＷ３１、電源ラインＷ４１、断線検知部２４ａ、逆流防止ダイオード２４ｃ、内部電源ライン２４ｄ、及び電子ヒューズ部２４ｅを順番に通る電流経路で供給される。

＜電源ラインＷ１０が断線した場合＞
例えば、図３に示した電源ラインＷ１０上の断線箇所Ｐ１０で断線が生じた場合には、断線検知部２１ａがこの断線を検知する。その場合は、図３に示すように、経路間接続スイッチＳＷ１０、ＳＷ２０、ＳＷ３０、及びＳＷ４０の各回路が全て閉じる。また、経路遮断スイッチＳＷ１１、ＳＷ３１の各回路は共に閉じた状態を維持する。

したがって、フロント右側ＦＲの車載機器１３に供給する電源電力は、車載バッテリ１０、ヒューズユニット１１、電源ラインＷ２０、経路間接続スイッチＳＷ１０、内部電源ライン２１ｄ、及び電子ヒューズ部２１ｅを順番に通る電流経路で供給される。

この場合、車載機器１３に供給する電源電力が電源ラインＷ２０を通過するので、電源ラインＷ２０の太さ、すなわち許容する電力容量に余裕がない場合は、下流側の電源ラインＷ２１に供給可能な電力が不足する可能性がある。しかし、別の電源ラインＷ２４を通る経路で車載機器１４が必要とする電源電力の不足を補うことができる。

すなわち、車載バッテリ１０、ヒューズユニット１１、電源ラインＷ３０、断線検知部２３ａ、逆流防止ダイオード２３ｃ、内部電源ライン２３ｄ、経路間接続スイッチＳＷ３０、経路遮断スイッチＳＷ３１、電源ラインＷ４１、断線検知部２４ａ、逆流防止ダイオード２４ｃ、内部電源ライン２４ｄ、経路間接続スイッチＳＷ４０、電源ラインＷ２４、及び経路間接続スイッチＳＷ２０を順番に通過する経路でも電源電力を車載機器１４に供給できる。

更に、車載バッテリ１０、ヒューズユニット１１、電源ラインＷ４０、経路遮断スイッチＳＷ３１、電源ラインＷ４１、断線検知部２４ａ、逆流防止ダイオード２４ｃ、内部電源ライン２４ｄ、経路間接続スイッチＳＷ４０、電源ラインＷ２４、及び経路間接続スイッチＳＷ２０を順番に通過する経路でも電源電力を車載機器１４に供給できる。

なお、電源ラインＷ１０が断線した場合には、その断線箇所Ｐ１０で電源ラインＷ１０がグランドに短絡する可能性も考えられる。しかし、その場合には逆流防止ダイオード２１ｃが電流の逆流を防止するので問題は発生しない。

＜電源ラインＷ２０、又はＷ２１が断線した場合＞
例えば、図４に示した電源ラインＷ２０上の断線箇所Ｐ２０、又は電源ラインＷ２１上の断線箇所Ｐ２１で断線が生じた場合には、断線検知部２２ａがこれらの断線を検知できる。断線箇所Ｐ２０又はＰ２１の断線を検知した場合は、図４に示すように、経路遮断スイッチＳＷ１１の回路を開き、経路間接続スイッチＳＷ１０の回路は開いた状態を維持する。同時に、経路間接続スイッチＳＷ２０、ＳＷ４０、及びＳＷ３０の各回路を全て閉じ、経路遮断スイッチＳＷ３１の回路は閉じた状態に維持する。

この場合、リア右側ＲＲの車載機器１４に電源電力を供給する経路として、電源ラインＷ２０、Ｗ２１の代わりに、電源ラインＷ２４を利用することができる。

すなわち、車載バッテリ１０、ヒューズユニット１１、電源ラインＷ３０、断線検知部２３ａ、逆流防止ダイオード２３ｃ、内部電源ライン２３ｄ、経路間接続スイッチＳＷ３０、経路遮断スイッチＳＷ３１、電源ラインＷ４１、断線検知部２４ａ、逆流防止ダイオード２４ｃ、内部電源ライン２４ｄ、経路間接続スイッチＳＷ４０、電源ラインＷ２４、及び経路間接続スイッチＳＷ２０を順番に通過する経路で車載機器１４に電源電力を供給できる。

更に、車載バッテリ１０、ヒューズユニット１１、電源ラインＷ４０、経路遮断スイッチＳＷ３１、電源ラインＷ４１、断線検知部２４ａ、逆流防止ダイオード２４ｃ、内部電源ライン２４ｄ、経路間接続スイッチＳＷ４０、電源ラインＷ２４、及び経路間接続スイッチＳＷ２０を順番に通過する経路でも車載機器１４に電源電力を供給できる。

この場合、車載機器１４に供給する電源電力が増える分だけ、電源ラインＷ３０、Ｗ４０に流れる電流が増大する。したがって、各電源ラインＷ３０、Ｗ４０の太さ、すなわち許容する電力容量に余裕がない場合は、下流側の電源ラインＷ４１、Ｗ２４に供給可能な電力が不足する可能性がある。

しかし、経路間接続スイッチＳＷ３０の回路を閉じることにより、電源ラインＷ３０、及びＷ４０の回路が並列に接続されるので、下流側の電源ラインＷ４１、Ｗ２４に流す電流の余裕を増やし、車載機器１４が必要とする電源電力の不足を補うことができる。

なお、電源ラインＷ２０、又はＷ２１が断線した場合には、その断線箇所Ｐ２０、Ｐ２１で電源ラインＷ２０、Ｗ２１がグランドに短絡する可能性も考えられる。しかし、その場合には逆流防止ダイオード２２ｃが電流の逆流を防止するので問題は発生しない。

＜電源ラインＷ３０が断線した場合＞
図示しないが、電源ラインＷ３０上で断線が生じた場合には、この断線をフロント左側ＦＬの断線検知部２３ａが検知する。その場合は、図３の場合と同様に経路間接続スイッチＳＷ１０、ＳＷ２０、ＳＷ３０、及びＳＷ４０の各回路が全て閉じる。また、経路遮断スイッチＳＷ１１、ＳＷ３１の各回路は共に閉じた状態を維持する。

したがって、フロント左側ＦＬの車載機器１５に供給する電源電力は、車載バッテリ１０、ヒューズユニット１１、電源ラインＷ４０、経路間接続スイッチＳＷ３０、内部電源ライン２３ｄ、及び電子ヒューズ部２３ｅを順番に通る電流経路で供給される。

この場合、車載機器１５に供給する電源電力が電源ラインＷ４０を通過するので、電源ラインＷ４０の太さ、すなわち許容する電力容量に余裕がない場合は、下流側の電源ラインＷ４１に供給可能な電力が不足する可能性がある。しかし、別の電源ラインＷ２４を通る経路で車載機器１６が必要とする電源電力の不足を補うことができる。

すなわち、車載バッテリ１０、ヒューズユニット１１、電源ラインＷ１０、断線検知部２１ａ、逆流防止ダイオード２１ｃ、内部電源ライン２１ｄ、経路間接続スイッチＳＷ１０、経路遮断スイッチＳＷ１１、電源ラインＷ２１、断線検知部２２ａ、逆流防止ダイオード２２ｃ、内部電源ライン２２ｄ、経路間接続スイッチＳＷ２０、電源ラインＷ２４、及び経路間接続スイッチＳＷ４０を順番に通過する経路でも電源電力を車載機器１６に供給できる。

更に、車載バッテリ１０、ヒューズユニット１１、電源ラインＷ２０、経路遮断スイッチＳＷ１１、電源ラインＷ２１、断線検知部２２ａ、逆流防止ダイオード２２ｃ、内部電源ライン２２ｄ、経路間接続スイッチＳＷ２０、電源ラインＷ２４、及び経路間接続スイッチＳＷ４０を順番に通過する経路でも電源電力を車載機器１６に供給できる。

なお、電源ラインＷ３０が断線した場合には、その断線箇所で電源ラインＷ３０がグランドに短絡する可能性も考えられる。しかし、その場合には逆流防止ダイオード２３ｃが電流の逆流を防止するので問題は発生しない。

＜電源ラインＷ４０、又はＷ４１が断線した場合＞
図示しないが、電源ラインＷ４０上、又は電源ラインＷ４１上で断線が生じた場合には、断線検知部２４ａがこれらの断線を検知できる。電源ラインＷ４０上、又はＷ４１上の断線を検知した場合は、経路遮断スイッチＳＷ３１の回路を開き、経路間接続スイッチＳＷ３０の回路は開いた状態を維持する。同時に、経路間接続スイッチＳＷ１０、ＳＷ２０、及びＳＷ４０の各回路を全て閉じ、経路遮断スイッチＳＷ１１の回路は閉じた状態に維持する。

この場合、リア左側ＲＬの車載機器１６に電源電力を供給する経路として、電源ラインＷ４０、Ｗ４１の代わりに、電源ラインＷ２４を利用することができる。

すなわち、車載バッテリ１０、ヒューズユニット１１、電源ラインＷ１０、断線検知部２１ａ、逆流防止ダイオード２１ｃ、内部電源ライン２１ｄ、経路間接続スイッチＳＷ１０、経路遮断スイッチＳＷ１１、電源ラインＷ２１、断線検知部２２ａ、逆流防止ダイオード２２ｃ、内部電源ライン２２ｄ、経路間接続スイッチＳＷ２０、電源ラインＷ２４、及び経路間接続スイッチＳＷ４０を順番に通過する経路で車載機器１６に電源電力を供給できる。

更に、車載バッテリ１０、ヒューズユニット１１、電源ラインＷ２０、経路遮断スイッチＳＷ１１、電源ラインＷ２１、断線検知部２２ａ、逆流防止ダイオード２２ｃ、内部電源ライン２２ｄ、経路間接続スイッチＳＷ２０、電源ラインＷ２４、及び経路間接続スイッチＳＷ４０を順番に通過する経路でも車載機器１６に電源電力を供給できる。

この場合、車載機器１６に供給する電源電力が増える分だけ、電源ラインＷ１０、Ｗ２０に流れる電流が増大する。したがって、各電源ラインＷ１０、Ｗ２０の太さ、すなわち許容する電力容量に余裕がない場合は、下流側の電源ラインＷ２１、Ｗ２４に供給可能な電力が不足する可能性がある。

しかし、経路間接続スイッチＳＷ１０の回路を閉じることにより、電源ラインＷ１０、及びＷ２０の回路が並列に接続されるので、下流側の電源ラインＷ２１、Ｗ２４に流す電流の余裕を増やし、車載機器１６が必要とする電源電力の不足を補うことができる。

なお、電源ラインＷ４０、又はＷ４１が断線した場合には、その断線箇所で電源ラインＷ４０、Ｗ４１がグランドに短絡する可能性も考えられる。しかし、その場合には逆流防止ダイオード２４ｃが電流の逆流を防止するので問題は発生しない。

図５は、車載電源システムの制御で利用可能な制御テーブルの構成例を示す模式図である。
上述の車載電源システム１００の動作は、中央演算装置２０が状況に応じて適切な制御を実施することで実現できる。中央演算装置２０が制御に利用可能な制御テーブルＴＢ１の構成例を図５に示す。

図５に示すように、この制御テーブルＴＢ１は、断線等の故障が検出された位置毎の各電源ラインＷ１０、Ｗ２０、Ｗ２１、Ｗ３０、Ｗ４０、及びＷ４１と、各スイッチＳＷ１０、ＳＷ１１、ＳＷ２０、ＳＷ３０、ＳＷ３１、及びＳＷ４０の開閉状態との対応関係を表している。

したがって、車載電源システム１００が断線を検出した場合には、図５の制御テーブルＴＢ１の内容に従って各スイッチＳＷ１０、ＳＷ１１、ＳＷ２０、ＳＷ３０、ＳＷ３１、及びＳＷ４０の開閉状態を切り替えることで、上述の適切な制御が可能になる。

図６は、中央演算装置２０の動作例を示すフローチャートである。図６の動作について以下に説明する。

車載電源システム１００の電源がオンになると、中央演算装置２０はＳ１１で初期化を実施する。これにより初期状態になり、図２に示すように経路間接続スイッチＳＷ１０、ＳＷ２０、ＳＷ３０、及びＳＷ４０の各回路は全て「開」になり、経路遮断スイッチＳＷ１１及びＳＷ３１の各回路は「閉」になる。

中央演算装置２０は、例えば短い周期で定期的に各部の故障を監視する（Ｓ１２）。すなわち、通信信号Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４を用いて、各断線検知部２１ａ、２２ａ、２３ａ、及び２４ａの検出状態を把握する。

中央演算装置２０は、Ｓ１２で故障の発生を検知した場合には、Ｓ１３からＳ１４の処理に進み故障箇所を特定する。すなわち、各断線検知部２１ａ、２２ａ、２３ａ、及び２４ａの検出状態に基づき、各電源ラインＷ１０、Ｗ２０、Ｗ２１、Ｗ３０、Ｗ４０、及びＷ４１のうちどの箇所で断線が生じたのかを特定する。

中央演算装置２０は、Ｓ１４で特定した故障箇所の情報に基づき、制御テーブルＴＢ１から適切な各スイッチＳＷ１０、ＳＷ１１、ＳＷ２０、ＳＷ３０、ＳＷ３１、及びＳＷ４０の開閉状態を表す情報をＳ１５で取得する。

中央演算装置２０は、Ｓ１５で取得した情報に従い、各スイッチＳＷ１０、ＳＷ１１、ＳＷ２０、ＳＷ３０、ＳＷ３１、及びＳＷ４０の開閉状態が適切に切り替わるように、通信信号Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４を用いて各電源分配器２１～２４に指示を与える（Ｓ１６）。これにより、車載電源システム１００の各スイッチＳＷ１０、ＳＷ１１、ＳＷ２０、ＳＷ３０、ＳＷ３１、及びＳＷ４０は、断線発生箇所と制御テーブルＴＢ１の内容とに応じて適切に回路を切り替えることができる。

以上のように、本実施形態に係る車載電源システム１００によれば、例えば図３中に示した断線箇所Ｐ１０で電源ラインＷ１０が断線した場合でも、経路間接続スイッチＳＷ１０の回路を閉じることで、車載バッテリ１０の出力から分岐された別の電源ラインＷ２０を利用して車載バッテリ１０の電源電力を車載機器１３に供給できる。他の断線箇所Ｐ２０、Ｐ２１等についても同様である。したがって、サブバッテリのような複数の電源を用意しなくても、断線時に電源供給を可能にするための冗長経路を形成できる。

また、図３のように断線箇所Ｐ１０で電源ラインＷ１０が断線した場合には、各経路間接続スイッチＳＷ３０、ＳＷ２０、ＳＷ４０を制御することで、電源ラインＷ２０の経路以外に、電源ラインＷ３０、Ｗ４０、Ｗ４１、Ｗ２４、Ｗ２１の経路も同時に利用可能になる。

また、図４のように断線箇所Ｐ２０又はＰ２１で電源ラインＷ２０又はＷ２１が断線した場合には、各経路間接続スイッチＳＷ１０、ＳＷ３０、ＳＷ２０、ＳＷ４０を制御することで、電源ラインＷ３０、Ｗ４０、Ｗ４１、Ｗ２４の経路を同時に利用して、車載機器１４に電源電力を供給できる。

また、上記断線箇所Ｐ１０、Ｐ２０、Ｐ２１のいずれの故障の場合でも、複数の経路を同時に接続して電源供給のために利用するので、断線の発生に伴ってそれぞれの経路に流れる電流の増大を抑制することができる。これにより、分岐された各電源ラインＷ１０、Ｗ２０、Ｗ３０、Ｗ４０、Ｗ２１、Ｗ４１、Ｗ２４の電線芯線を細径化することが容易になり、しかも各車載機器１３、１４、１５、１６に供給する電力が不足するのを防止できる。

上記の機能により、各電源ラインＷ１０、Ｗ２０、Ｗ３０、Ｗ４０、Ｗ２１、Ｗ４１、Ｗ２４を含むワイヤハーネスや車載電源全体の重量を削減し、車両全体を軽量化することが可能になる。また、コストの低減や信頼性の向上も期待できる。
また、各電源分配器２１～２４に逆流防止ダイオード２１ｃ～２４ｃを装備することで、断線だけでなく短絡等の故障に対してもシステムの安全を確保できる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

ここで、上述した本発明の実施形態に係る車載電源システムの特徴をそれぞれ以下［１］～［５］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 単一の車載電源部（車載バッテリ１０）と、
前記車載電源部の出力を複数の経路に分岐する分岐部（ヒューズユニット１１）と、
前記分岐部で複数に分岐された下流側の各経路に接続された第１電源線および第２電源線（電源ラインＷ１０、Ｗ２０、Ｗ３０、Ｗ４０のうち少なくとも２つ）と、
前記第１電源線の下流側に所定の第１機器を接続可能な第１機器接続部（内部電源ライン２１ｄ～２４ｄの１つ）と、
前記第２電源線の下流側に所定の第２機器を接続可能な第２機器接続部（内部電源ライン２１ｄ～２４ｄの１つ）と、
前記第１電源線と前記第２電源線の間を接続可能な経路間スイッチ部（経路間接続スイッチＳＷ１０、ＳＷ２０、ＳＷ３０、ＳＷ４０の少なくとも１つ）と、
前記経路間スイッチ部の開閉を制御可能な制御部（制御部２１ｂ～２４ｂの少なくとも１つ、中央演算装置２０）と、
を備え、前記制御部は、前記第１電源線又は前記第２電源線の故障を検知した場合に、前記経路間スイッチ部の回路を閉じて前記第１電源線と前記第２電源線とを接続する（Ｓ１３～Ｓ１６）、
車載電源システム（１００）。

上記［１］の構成の車載電源システムによれば、電源電力の供給源を複数用意することなく、断線などに対応可能な冗長経路を確保できる。また、電源供給経路を構成する配索材の小型化が可能になる。

［２］ 前記第１電源線および前記第２電源線の少なくとも一方において、前記経路間スイッチ部よりも上流側に、逆方向の電流を阻止する整流器（逆流防止ダイオード２１ｃ～２４ｃ）を備える、
上記［１］に記載の車載電源システム。

上記［２］の構成の車載電源システムによれば、経路間スイッチ部よりも上流側に逆方向の電流を阻止する整流器を装備することで、断線だけでなく短絡等の故障に対してもシステムの安全を確保できる。

［３］ 故障の発生時に回路を遮断するための１つ以上の経路遮断スイッチ部（経路遮断スイッチＳＷ１１、ＳＷ３１）を備え、
前記経路遮断スイッチ部は、前記第１電源線および前記第２電源線の少なくとも一方に接続されている（図２参照）、
上記［１］又は［２］に記載の車載電源システム。

上記［３］の構成の車載電源システムによれば、電源線の下流側で故障が発生した場合でも、システムの安全を確保できる。

［４］ 前記分岐部の下流側に接続された第１電源線、第２電源線、第３電源線、及び第４電源線（電源ラインＷ１０、Ｗ２０、Ｗ３０、Ｗ４０）を含み、
前記第１電源線の下流側に所定の第１機器を接続可能な第１機器接続部（内部電源ライン２１ｄ）と、
前記第２電源線の下流側に所定の第２機器を接続可能な第２機器接続部（内部電源ライン２２ｄ）と、
前記第３電源線の下流側に所定の第３機器を接続可能な第３機器接続部（内部電源ライン２３ｄ）と、
前記第４電源線の下流側に所定の第４機器を接続可能な第４機器接続部と（内部電源ライン２４ｄ）、
前記第１電源線と前記第２電源線の間を接続可能な第１経路間スイッチ部（経路間接続スイッチＳＷ１０）と、
前記第３電源線と前記第４電源線の間を接続可能な第２経路間スイッチ部（経路間接続スイッチＳＷ３０）と、
を有し、
前記制御部（中央演算装置２０）は、前記第１電源線又は前記第２電源線の故障を検知した場合に、前記第２経路間スイッチ部を閉じて前記第３電源線と前記第４電源線とを相互に接続し、前記第３電源線および前記第４電源線を経由した電源電力を前記第２機器接続部に供給する（図５参照）、
上記［１］～［３］のいずれかに記載の車載電源システム。

上記［４］の構成の車載電源システムによれば、各経路間接続スイッチ部を制御することで、各電源線の経路を同時に利用して、許容電力を増やした状態で車載機器に電源電力を供給できる。

［５］ 前記第１電源線の下流側と前記第３電源線の下流側との間を接続可能な第３経路間スイッチ部（経路間接続スイッチＳＷ２０、ＳＷ４０）を有する、
上記［４］に記載の車載電源システム。

上記［５］の構成の車載電源システムによれば、下流側の車載機器に電源電力を供給する経路を複数確保することができる。

１０ 車載バッテリ
１１ ヒューズユニット
１２ ヒューズ
１３，１４，１５，１６ 車載機器
２０ 中央演算装置
２１，２２，２３，２４ 電源分配器
２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ 断線検知部
２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂ 制御部
２１ｃ，２２ｃ，２３ｃ，２４ｃ 逆流防止ダイオード
２１ｄ，２２ｄ，２３ｄ，２４ｄ 内部電源ライン
２１ｅ，２２ｅ，２３ｅ，２４ｅ 電子ヒューズ部
５０ 車体
５１，５２ ヘッドライト
５３，５４ テールランプ
１００ 車載電源システム
ＦＬ フロント左側
ＦＲ フロント右側
ＲＬ リア左側
ＲＲ リア右側
Ｐ１０，Ｐ２０，Ｐ２１ 断線箇所
ＳＧ１１，ＳＧ２１，ＳＧ３１，ＳＧ４１ 故障検知信号
ＳＧ１２，ＳＧ１３，ＳＧ２２ 制御信号
ＳＧ３２，ＳＧ３３，ＳＧ４２ 制御信号
ＳＷ１０，ＳＷ２０，ＳＷ３０，ＳＷ４０ 経路間接続スイッチ
ＳＷ１１，ＳＷ３１ 経路遮断スイッチ
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４ 通信信号
ＴＢ１ 制御テーブル
Ｗ１０，Ｗ２０，Ｗ２１，Ｗ３０，Ｗ４０，Ｗ４１ 電源ライン

Claims (5)

1. 単一の車載電源部と、
   前記車載電源部の出力を複数の経路に分岐する分岐部と、
   前記分岐部で複数に分岐された下流側の各経路に接続された第１電源線および第２電源線と、
   前記第１電源線の下流側に所定の第１機器を接続可能な第１機器接続部と、
   前記第２電源線の下流側に所定の第２機器を接続可能な第２機器接続部と、
   前記第１電源線と前記第２電源線の間を接続可能な経路間スイッチ部と、
   前記経路間スイッチ部の開閉を制御可能な制御部と、
   を備え、前記制御部は、前記第１電源線又は前記第２電源線の故障を検知した場合に、前記経路間スイッチ部の回路を閉じて前記第１電源線と前記第２電源線とを接続する、
   車載電源システム。
2. 前記第１電源線および前記第２電源線の少なくとも一方において、前記経路間スイッチ部よりも上流側に、逆方向の電流を阻止する整流器を備える、
   請求項１に記載の車載電源システム。
3. 故障の発生時に回路を遮断するための１つ以上の経路遮断スイッチ部を備え、
   前記経路遮断スイッチ部は、前記第１電源線および前記第２電源線の少なくとも一方に接続されている、
   請求項１又は２に記載の車載電源システム。
4. 前記分岐部の下流側に接続された第１電源線、第２電源線、第３電源線、及び第４電源線を含み、
   前記第１電源線の下流側に所定の第１機器を接続可能な第１機器接続部と、
   前記第２電源線の下流側に所定の第２機器を接続可能な第２機器接続部と、
   前記第３電源線の下流側に所定の第３機器を接続可能な第３機器接続部と、
   前記第４電源線の下流側に所定の第４機器を接続可能な第４機器接続部と、
   前記第１電源線と前記第２電源線の間を接続可能な第１経路間スイッチ部と、
   前記第３電源線と前記第４電源線の間を接続可能な第２経路間スイッチ部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記第１電源線又は前記第２電源線の故障を検知した場合に、前記第２経路間スイッチ部を閉じて前記第３電源線と前記第４電源線とを相互に接続し、前記第３電源線および前記第４電源線を経由した電源電力を前記第２機器接続部に供給する、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の車載電源システム。
5. 前記第１電源線の下流側と前記第３電源線の下流側との間を接続可能な第３経路間スイッチ部を有する、
   請求項４に記載の車載電源システム。

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