JP3734918B2 - 車両用電源分配装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などの車両に装備された電源ラインに欠陥が生じたときの電源分配機能への影響を低減した車両用電源分配装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
最近、車両の急速な電子化に伴い、車両、たとえば、各種の乗用車には、内燃機関、自動変速装置などの運行に必須の主要機器（以下、主機という）の燃費の向上、排気ガスの低減、円滑な走行、安全走行などの観点から、マイクロコンピュータを始めとする電子回路および電子デバイスが搭載されている。
また、フロントパネルの計器類を電子的な表示装置、たとえば、カラー液晶表示装置に代えて、車両の運行状態の認識を一層容易にするとともに、車両の種々の情報を種々の形態を提供することも試みられている。
さら、移動手段としての車両の乗り心地の一層の向上、利便性の向上を図るとともに単なる移動手段としてだけでなく車両を居住空間として利用する要望も高く、主機だけでなく、空調装置、ＧＰＳを用いた位置評定・運行案内装置、シートの自動調節装置、パワーウインドー、ワイパ、ドアロック、種々のランプ、ラジオ、ＣＤ、ＴＶ装置、娯楽施設などの補助的な装置・機器（以下、補機）の搭載の増大と、それらの電子制御化が進んでいる。
【０００３】
以上のように、車両に搭載する電装品、主機および補機が電子制御されるに伴って、電装品、主機および補機自体が電気的に駆動される部分が増大する他、主機および補機の電子制御のために各種の電子装置が車両に搭載されている。
したがって、主機に搭載された上記装置および機器のために、車両における給電および電子制御装置を動作させる信号伝送が重要になってきている。
【０００４】
しかしながら、車両における給電および信号送信においては、電源ラインおよび信号ライン（ワイヤハーネス）がドアなどの回転部位を通過したり、移動部位などを通過したり、狭い部位に嵌め込んだり、ビスで止めたり、高温多湿部位などを通過することもあるから、通常の屋内配線より劣化、破断などに起因する断線または短絡の可能性が高い。
電源ラインまたは信号ラインの破断または短絡によって主機または補機が正常に動作しなくなると問題であるから、その対策が種々提案されている。
【０００５】
例えば、従来の自動車用電源分配装置には、各サブシステム毎に、ヒューズやヒュージブルリンクの電源ライン保護素子で保護された電源ラインで電源を供給するものがある。この自動車用電源分配装置によれば、電源ラインにショート（短絡）が生じた場合でも、当該ショートが生じた電源ラインから電源が供給されるサブシステムのみが影響を受け、その他のサブシステムは影響を受けない。しかし、この自動車用電源分配装置では、サブシステム毎に独自に電源から電源ラインを引く必要があり、電源ラインの本数が多くなる。そのため、電源ラインのバックアップ機能は、通常、備えていない。
【０００６】
近年、多重通信技術の発展に伴い、大電流を流すことが可能な単数または少数の電源バスを採用した電源システムが提案され始めている。しかしながら、このような電源システムでは、多数のサブシステムが共通の単数または少数の電源ラインから電源供給を受けるため、電源ラインに異常が生じた場合に、多数のサブシステムが影響を受け、車両に搭載された全電装システムが機能を停止してしまう可能性もある。
【０００７】
このような問題を解決するために、特開平８−２７５４０８号公報に記載されるように、バックアップ方式を採用し、２系統の電源ラインを切り換えて電源の供給を受ける電源バックアップ装置がある。
【０００８】
また、特開平５−６４３６１号公報に記載されるように、２系統の電源ラインを設け、それぞれがダイオードを介して電力を供給することにより、いずれの電源ラインにショートあるいはオープンなどの障害が生じても、障害のない電源ラインから電力の供給を受けることができる電源バックアップ装置がある。
【０００９】
しかしながら、上述した何れの電源バックアップ装置も、一つの負荷に対して少なくとも２系統の太い電源ラインを配設する必要があり、配線スペースが広くなり、高価格化するという問題がある。
【００１０】
また、特開平８−２７５４０８号公報に開示されたバックアップ装置では、ショートに対するバックアップは可能であるが、電源ラインがオープンになったときのバックアップが困難であるという問題がある。また、電源ラインを切り換えるときに、一時的に電源が供給されなくなり、瞬断が生じるという問題もある。また、特開平５−６４３６１号公報に開示されたバックアップ装置では、電源ラインを切り換える必要性がないため、瞬断の問題がないが、各ノードで大電流用のダイオードを用いるため、発熱対策を行う必要があり、装置が複雑化するという問題がある。
【００１１】
さらに特開昭５７−８０２３９号公報に開示される自動車用集約配線装置では、ループ状の電源ラインの少なくとも１箇所に電流センサーが設けられ、この電流センサーからの出力に基づいて異常が検出されると、その検出結果が中央制御部に出力される。中央制御部は、この異常を示す検出結果を入力すると、電力制御器をリセット状態から順次作動させて異常点を特定し、この異常点を含む異常区間を切り離すように制御する。
しかしながら、この自動車用集約配線装置では、異常発生時にシステム全体を一旦リセット状態（給電されていない状態）から順次立ち上げていくため、電源が供給されていない状態が長時間続き、バックアップをリアルタイムに行なうことができないという問題がある。また、各電力制御器では、１接点で電源ラインを開閉しているため、確実に機能確保したい部位自体がショート異常を起こしたとき、バックアップができないという問題がある。
【００１２】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みてなされ、少ない数の電源ラインを用いて、電源供給に瞬断を起こさずに、電源を複数の電圧分配部に供給できるバックアップ機能を備えた車両用電源分配装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した目的を達成するために、電源と、前記電源によって駆動される車両搭載装備とを電気的に接続する電源ラインと、前記電源ライン上の所定位置に設けられた接続遮断手段と、隣接する前記接続遮断手段の間の区間で前記電源ラインの周囲に近接あるいは絶縁層を介して配設された干渉検出用導電ラインと、前記干渉検出用導電ラインの電位を監視し、当該監視結果に基づいて、当該干渉検出用導電ラインが外部に干渉したことを検出する干渉検出手段と、前記電源ラインを流れる電流を検出する電流検出手段と、前記検出された電流に基づいて、電流異常を検出する電流異常検出手段と、前記干渉検出手段の検出結果に基づいて、前記干渉検出用導電ラインにおける前記干渉が生じた区間を特定する干渉区間特定手段と、前記特定された区間に基づいて、前記電流異常の検出時から前記接続遮断手段による接続遮断を行なうまでの時間あるいは前記電流異常検出手段における前記電流異常を検出するまでの時間を決定し、この決定した時間経過後における異常の検出に基づいて、前記接続遮断手段に接続遮断指示を行なう制御手段とを有する。
【００１４】
本発明の車両用電源分配装置では、例えば、電源ライン上のある箇所において、例えばボディーへの短絡が生じるとき、それに先立って、干渉検出用導電ラインがボディーに短絡し、干渉検出手段において、干渉検出用導電ラインの電位の変化が検出される。干渉検出手段は、この干渉検出用導電ラインの電位の変化に基づいて、干渉検出用導電ラインが外部に干渉したことを検出する。次に、干渉区間特定手段において、前記干渉検出手段の検出結果に基づいて、前記干渉検出用導電ラインにおける前記干渉が生じた区間が特定される。次に、制御手段において、前記特定された区間に基づいて、前記電流異常の検出時から前記接続遮断手段による接続遮断を行なうまでの時間あるいは前記電流異常検出手段における前記電流異常を検出するまでの時間が決定される。
【００１５】
その後、電源ラインがボディーに短絡すると、前記電源ラインに異常電流が流れ、前記電流異常検出手段において、前記検出された電流に基づいて、電流異常が検出される。電流異常が検出されると、制御手段は、前記決定した時間経過後における異常の検出に基づいて、前記接続遮断手段に接続遮断指示を行なう。
このとき、例えば、前記制御手段は、複数の前記接続遮断手段のうち、前記特定した区間に近い接続遮断手段に、遠い接続遮断手段に比べて、前記電流異常を検出後、速い時間で接続遮断を行なうように前記時間を決定する。
そのため、短絡が生じた電源ラインの両側の接続遮断手段における遮断が最初に行なわれ、その後、他の電流異常検出手段においては、電流異常が検出されなくなる。その結果、短絡が生じた電源ラインから離れた接続遮断手段においては電源ラインの接続は遮断されず、当該短絡箇所のみを正常な電源ライン群から分離できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係わる車両用電源分配装置について説明する。
第１実施形態
図１は、本実施形態に係わる車両用電源分配装置１の構成図である。
図１に示すように、車両用電源分配装置１は、バッテリー１９および電源分配部２，３，４，５が、電源ラインを介して直列に順に接続された構成をしている。
電源分配部２，３，４，５は、バッテリー１９から入力した電源電圧を、それらが受け持つ負荷に分配している。
【００１７】
電源分配部２では、バッテリー１９のプラス電極に、ヒューズ２０，２１，２２および電源遮断部２５の一端および制御部２７が並列的に接続されている。
この他に、バッテリー１９のプラス電極は、オルタネータＡＬＴの出力に接続され、オルタネータＡＬＴが、エンジン回転時に、バッテリー１９のプラス電極に接続する負荷および制御部に電力を供給すると共に、その余剰電力でバッテリー１９を充電するように構成されている。
【００１８】
ヒューズ２０の他端は、電源ライン１６を介して、制御部３７，４７，５７および電源遮断部２５，３５，４５に接続されている。すなわち、バッテリー１９からの電源電圧が、電源ライン１６を介して、制御部３７，４７，５７および電源遮断部２５，３５，４５などの電子回路に供給されている。
このとき、これらの電子回路を駆動する駆動電圧を供給するためにのみ電源ライン１６は用いられるため、電源ライン１６としては、通電可能な電流量が小さな細い電線が用いられる。
また、ヒューズ２０としては、小容量のものが用いられ、レアショートの発生が効果的に抑制される。
【００１９】
ヒューズ２１の他端は、負荷用スイッチ部２３を介して、負荷５１に接続されている。ヒューズ２２の他端は、負荷用スイッチ部２４を介して、負荷５２に接続されている。
バッテリー１９から負荷５１，５２に電源電圧を供給するか否かは、制御部２７による負荷用スイッチ部２３，２４のオン／オフ制御によって決定される。
【００２０】
電源遮断部２５は、スイッチ２５ａおよびコイル２５ｂを備えている。スイッチ２５ａは、一端がバッテリー１９のプラス電極に接続され、他端が電流監視部８０を介して電源ライン１０に接続されている。また、コイル２５ｂは、一端がバッテリー１９のプラス電極に接続され、他端が制御部２７に接続されている。スイッチ２５ａは、コイル２５ｂが制御部２７によって励磁されているときに閉（オン）状態になり、励磁されていないときに開（オフ）状態になる。
制御部２７は、さらに、干渉検出部２６、入力部２８、多重伝送部２９と接続されている。
【００２１】
電流監視部８０は、電源ライン１０に流れる電流値をリアルタイムで監視し、この電流値が電源ライン１０の電流容量を所定時間継続して超えたり、当該電流容量を継続して超える時間が所定時間以内であっても、その回数および頻度が所定の基準を超える場合には異常と判定する。
電流監視部８０は、例えば、微小抵抗を電源ライン１０に直列に接続し、この微小抵抗の両端に生じる電圧を計測したり、あるいは、電源ライン１０をホール効果素子に貫通させて磁気的に電流値を非接触方式で計測する。
なお、電流監視部８０において、異常の有無の判定を行なうのではなく、電流監視部８０は電流値のみを監視し、制御部２７において、電流監視部８０からの電流値に基づいて異常の有無を判定するようにしてもよい。
【００２２】
干渉検出部２６は、後述するように、電源ライン１０に螺旋状に巻き付けられたセンサー導体１１の一端に接続されている。センサー導体１１の他端は、抵抗１６を介して接地されている。ここで、電源ライン１０およびセンサー導体１１は、干渉検知電線内に組み込まれている。
【００２３】
干渉検知電線は、例えば、図２に示すように、中心導体である電源ライン１０の周囲をＰＶＣなどの絶縁体７０で被覆し、絶縁体７０の周囲に干渉を検知するための銅箔などのセンサー導体１１を巻き付け、その周囲にさらに樹脂７１を被覆して構成される。もし、ある箇所で電源ライン１０がボディにショートする場合には、その前に、センサー導体１１がボディ、すなわちグラウンドにショートするため、電源ライン１０のショートを事前に検出できる。
電源ライン１０の電位は、バッテリー１９から供給される電源電位とグラウンド電位との中間電位に設定されている。
【００２４】
図３は、干渉検出部２６の構成を説明するための図である。
図３に示すように、センサー導体１１の一端は、抵抗１６を介して接地（グラウンド）されている。また、センサー導体１１の他端は、抵抗９０を介してバッテリー１９の＋電極に接続されると共に、オペアンプ７３の＋入力端子に接続されている。このとき、抵抗１６と抵抗９０との抵抗値は同じであり、センサー導体１１の電位は、バッテリー１９の電源電位Ｖｂａｔとグラウンドとの中間電位Ｖｂａｔ／２に設定される。
また、オペアンプ７３の−入力端子には基準電位Ｖｒｅｆが入力されている。ここで、基準電位Ｖｒｅｆは、中間電位Ｖｂａｔ／２とグラウンドとの間の電位である。
干渉検出部２６では、電源ライン１０がボディにショートするとき、それに先立って、センサー導体１１がボディにショートし、センサー導体１１の電位がグラウンドに低下して基準電位Ｖｒｅｆより小さくなり、オペアンプ７３の出力電圧がマイナスからプラスに反転する。判定部９２は、オペアンプ７３の出力電圧を監視することで、センサー導体１１がボディーにショート（干渉）したことを検出する。
【００２５】
入力部２８は、車両に備えられた各スイッチ６０のオン／オフ状態やセンサーの状態を示す入力信号を入力し、この入力信号を制御部２７に出力する。
制御部２７は、入力部２８から入力した入力信号を、多重伝送部２９、通信ライン７５、多重伝送部３９，４９，５９を介して、電源分配部３〜５の制御部３７，４７，５７に出力し、電源分配部２〜５において車両の情報を共有する。
他の電源分配部３，４の入力信号についても同様に電源分配部２〜５で共有される。
電源分配部３，４は、ヒューズ２０を備えていないことを除いて、基本的には、電源分配部２と同じ構成をしている。ここで、電源分配部３は負荷５３，５４に電源を分配し、電源分配部４は負荷５５，５６に電源を分配する。
これに対して、電源分配部５は、その下流に電源分配部が接続されていないため、電源遮断部および干渉検出部を備えていない。電源分配部５は負荷５７，５８に電源を分配する。
【００２６】
上述した車両用電源分配装置１における電源分配動作の一例について説明する。
ここで、負荷５３がヘッドランプの駆動を行なう駆動回路であり、スイッチ６０がヘッドランプをオン／オフするスイッチであり、ユーザがスイッチ６０をオフからオンに切り換えた場合について例示する。
スイッチ６０がオフからオンに切り換えられると、この切り換え動作を示す入力信号が入力部２８を介して制御部２７に出力される。制御部２７は、この入力信号を多重伝送部２９、通信ライン７５および多重伝送部３９，４９，５９を介して、電源分配部３，４，５の制御部３７，４７，５７に出力する。
制御部３７は、制御部２７からの入力信号を入力すると、スイッチ６０がオンされたと判断し、ヘッドランプ駆動用の負荷用スイッチ部３３をオンにし、電源ライン１０を介してバッテリー１９から供給された電源電圧を負荷５３に出力する。これによって、ヘッドランプが点灯する。一方、スイッチ６０がオンからオフに切り換えられると、同様な処理を経て、負荷用スイッチ部３３がオフになり、バッテリー１９から負荷５３への電源の供給が遮断される。
【００２７】
以下、車両用電源分配装置１にボディショート異常が発生した場合の動作を具体例を挙げて説明する。
車両用電源分配装置１では、ａ点で電源ライン１２がボディーにショートした場合に、それに先立ってａ点においてセンサー導体１３がボディーにショートし、センサー導体１３の電位がグラウンド電位に落ち、干渉検出部３６における基準電位Ｖｒｅｆより低くなる。そして、干渉検出部３６において、図３に示す干渉検出部２６のオペアンプ７３に対応するオペアンプの出力がマイナスからプラスに切り換わり、この切り換わりが論理回路９２において検出される。そして、論理回路９２の検出結果に基づいて、干渉（警告）情報が、制御部３７から多重伝送部３９を介して、多重伝送部２９，４９，５９に出力される。そして、例えば、負荷５５が警告表示部である場合には、制御部４７が、多重伝送部４９を介して入力した干渉情報に基づいて、負荷用スイッチ部４３をオンに切り換え、負荷５５に電源電圧が供給される。これによって、負荷５５である警告表示部において警告表示が行なわれる。
【００２８】
また、制御部２７，４７，５７は上記干渉情報から、また、制御部３７は論理回路９２の検出結果から、電源分配部３と電源分配部４との間の電源ライン１２上で干渉が生じたことを知る。これによって、制御部３７，４７は、それぞれ電流監視部８１，８２が異常電流を検出したときから電源遮断部３５，４５がスイッチ３５ａ，４５ａを開状態にするまでの時定数を１００ｍｓに設定する。また、制御部２７は、電流監視部８０が異常電流を検出したときから電源遮断部２５がスイッチ２５ａを開状態にするまでの時定数を２００ｍｓに設定する。
【００２９】
ところで、多くの場合は、上記干渉情報に基づいて、例えば、ユーザによる適切な修理が行なわれるが、重度の干渉で修理を行なう前の状態であったり、軽度の干渉で修理がされずに放置されたときに、電源ライン１０がボディーと接触しているために、電源分配部２，３において電源ラインに過電流が流れる。その結果、電流監視部８０，８１において、電流異常と判定される。
そして、制御部３７は、上述したように時定数を１００ｍｓに設定しているため、電流監視部８１が異常電流を検出したときから１００ｍｓ後に、励磁を停止し、電源遮断部３５のスイッチ３５ａを開状態にする。このとき、制御部２７は、上述したように時定数を２００ｍｓに設定しているため、電源遮断部２５のスイッチ２５ａを閉状態に保持している。
【００３０】
これにより、電源分配部３の下流に位置する電源分配部４，５への電源供給が中止され、ａ点への電源供給も中止される。その結果、電源分配部４，５の負荷への電源供給は中断されるが、電源分配部２，３の負荷には通常通り電源が供給される。
また、ａ点への電源供給が中止されたため、干渉検出部２６においては異常が検出されなく、電源遮断部２５では電源遮断は行なわれない。
【００３１】
以上説明したように、車両用電源分配装置１によれば、電源ラインに障害箇所が生じ場合でも、電源分配部相互間で信号の送受信などの複雑な処理を行なうことなく、障害箇所を切り離し、適切なバックアップ動作を行なうことができる。また、このとき、電源ラインにおいて障害箇所の上流に位置する負荷への給電が瞬断されることはない。
また、車両用電源分配装置１によれば、機能的には単一の電源ラインを用いて、複数の電源分配部に電源を供給するため、配線スペースを小さくできる。
【００３２】
第２実施形態
本実施形態の車両用電源分配装置は、ループ状の電源ラインに複数の電源分配部を配置した構成をしている。
図４は、本実施形態の車両用電源分配装置１０１の構成図である。
図４に示すように、車両用電源分配装置１０１は、バッテリー１０９に電源分配部１０２が接続され、電源ラインが、電源分配部１０２，１０３，１０４，１０５を介してループ状に形成されている。
【００３３】
具体的には、全ての電源遮断部が閉状態のときに、電源遮断部１２５、電源監視部２００、電源ライン１１０、電源遮断部１３５、電源監視部２０１、電源ライン１１２、電源遮断部１４５、電源監視部２０２、電源ライン１１５、電源監視部２０３、電源遮断部１８５、電源ライン１２０、電源遮断部１５５、電源監視部２０４、電源ライン１１７、電源監視部２０５および電源遮断部１８３によって、ループが形成される。
この他に、バッテリー１０９のプラス電極は、オルタネータＡＬＴの出力に接続され、オルタネータＡＴＬが、エンジン回転時に、バッテリー１０９のプラス電極に接続する負荷および制御部に電力を供給すると共に、その余剰電力でバッテリー１０９を充電するように構成されている。
ここで、電源ライン１１０，１１２，１１５，１１７は、それぞれ図２を参照して前述した干渉検知電線内に組み込まれており、絶縁体を介してそれぞれセンサー導体１１１，１１３，１１６，１１８が巻き付けられている。
【００３４】
センサー導体１１１の一端は、電源分配部１０２の制御部１２７に接続された干渉検出部１２６に接続されており、他端は、電源分配部１０３の制御部１３７に接続された干渉検出部１８０に接続されている。また、センサー導体１１１は、抵抗１１６を介して接地されている。
センサー導体１１３の一端は、電源分配部１０３の制御部１３７に接続された干渉検出部１３６に接続されており、他端は、電源分配部１０４の制御部１４７に接続された干渉検出部１８１に接続されている。また、センサー導体１１３は、抵抗１１７を介して接地されている。
【００３５】
センサー導体１１６の一端は、電源分配部１０４の制御部１４７に接続された干渉検出部１４６に接続されており、他端は、電源分配部１０５の制御部１５７に接続された干渉検出部１８４に接続されている。また、センサー導体１１６は、抵抗１８７を介して接地されている。
センサー導体１１８の一端は、電源分配部１０５の制御部１５７に接続された干渉検出部１５６に接続されており、他端は、電源分配部１０２の制御部１２７に接続された干渉検出部１８２に接続されている。また、センサー導体１１８は、抵抗１８６を介して接地されている。
すなわち、電源分配部１０２，１０３，１０４，１０５は、両側の電源ラインに対して干渉検知機能を備えている。
【００３６】
また、電源分配部１０２，１０３，１０４は、それぞれ電源遮断部１２５，１３５，１４５の図中左側に位置する電源ラインから対応する負荷１５１，１５２，１５３，１５４，１５５，１５６に対して電源供給を行なっている。
これに対して、電源分配部１０５では、電源遮断部１８５と電源遮断部１５５との間に位置する電源ライン１２０から対応する負荷１５７，１５８に対して電源供給を行なっている。
【００３７】
以下、車両用電源分配装置１０１における電源分配動作の一例について説明する。
車両用電源分配装置１０１では、通常動作モードにおいて、バッテリー１０９が接続されると、電源ライン１０６を介して制御部１２７，１３７，１４７，１５７に電源が供給され、電源遮断部１２５，１３５，１４５，１８５，１５５，１８３が閉（オン）状態になる。
制御部１２７，１３７，１４７，１５７は、入力部１２８，１３８，１４８，１５８からの入力信号を監視し、車両が非作動状態であると判断すれば、電源遮断部１２５，１３５，１４５，１８５，１５５，１８３を開（オフ）状態にすると共に、低消費電力モードになる。
低消費電力モードでは、制御部は、スリープ状態になったり、ストップ状態でクロックを停止するなどして電子回路の消費電力を全体的に抑え、必要な入力に対しては割り込みなどにより低消費電力モードを脱して通常動作モードに移行する。
【００３８】
そして、車両用電源分配装置１０１が、低消費電力モードで動作しているときに、例えば、ヘッドランプのスイッチ１６１が投入されると、その入力信号が入力部１３８を介して制御部１３７に入力される。これによって、制御部１３７が通常動作モードに移行し、電源遮断部１３５のスイッチ１３５ａを閉（オン）状態にする。この情報は、通信ライン１９０を介して、多重伝送部１３９から他の電源分配部１０２，１０４，１０５の多重伝送部１２９，１４９，１５９に出力される。これにより、制御部１２７，１４７，１５７が通常動作モードへ移行し、電源遮断部１２５，１８３，１４５，１８５，１５５も閉（オン）状態になり、電源分配部１０２，１０３，１０４，１０５の全てに対して電源が供給される。
そして、制御部１５７は、制御部１２７から入力したヘッドアンプオンを示す入力信号に基づいて、ヘッドランプに対応する負荷用スイッチ部１５３をオンにする。
【００３９】
以下、車両用電源分配装置１０１にボディショート異常が発生した場合の動作を具体例を挙げて説明する。
例えば、図４に示す電源ライン１１２上のａ点がボディーにショートする場合に、それに先立ってａ点においてセンサー導体１１３がボディーにショートし、センサー導体１１３の電位がグラウンド電位に落ち、干渉検出部１３６における基準電位Ｖｒｅｆより低くなる。そして、干渉検出部１３６において、図３に示す干渉検出部２６のオペアンプ７３に対応するオペアンプの出力がマイナスからプラスに切り換わり、この切り換わりが制御部１３７で検出される。そして、制御部１３７から、干渉（警告）情報が、多重伝送部１３９を介して、多重伝送部１２９，１４９，１５９に出力される。そして、例えば、負荷１５５が警告表示部である場合には、制御部１４７が、多重伝送部１４９を介して入力した干渉情報に基づいて、負荷用スイッチ部１４３をオンに切り換え、負荷１５５に電源電圧が供給される。これによって、負荷１５５である警告表示部において警告表示が行なわれる。
【００４０】
また、制御部１２７，１３７，１４７，１５７は、上記干渉情報から、電源分配部１０３と電源分配部１０４との間の電源ライン１１２上で干渉が生じたと判断する。これによって、制御部１３７，１４７は、それぞれ電流監視部２０１，２０２が異常電流を検出したときから電源遮断部１３５，１４５がスイッチ１３５ａ，１４５ａを開状態にするまでの時定数を１００ｍｓに設定する。また、制御部１２７，１５７は、それぞれ電流監視部２００，２０３が異常電流を検出したときから電源遮断部１２５，１８５がスイッチ１２５ａ，１８５ａを開状態にするまでの時定数を２００ｍｓに設定する。また、制御部１５７は、電流監視部２０４が異常電流を検出したときから電源遮断部１５５がスイッチ１５５ａを開状態にするまでの時定数を３００ｍｓに設定する。
【００４１】
そして、電源ライン１２上のａ点がボディーにショートしたとき、全ての電流監視部２００〜２０５において、電流異常が略同時に検出される。
次に、当該電流異常が検出されたタイミングから１００ｍｓ後に、先ず、制御部１３７，１４７による電源遮断部１３５，１４５の励磁が停止され、スイッチ１３５ａ，１４５ａが開状態になる。これにより、ａ点は、車両用電源分配装置１０１から切り離され、電流監視部２００，２０３，２０４，２０５では異常電流は検出されなくなり、電圧遮断部１２５，１８５，１５５，１８３では電源の遮断は行なわれない。
このとき、電源分配部１０４の負荷１５５，１５６には電源は供給されないが、システム全体の機能が停止することを回避できる。また、この異常点ａの切り離しを行なう際に、電源の切り換え動作を行なわないため、負荷１５５，１５６以外の負荷への電源供給は瞬断されない。
【００４２】
また、例えば、電源ライン１１５上のｂ点がボディーにショートする場合には、当該ショートに先立ってセンサー導体１１６がボディーにショートし、当該ショートが電源ライン１１５の両側の電源分配部１０４，１０５において同時に検出される。次に、全ての電流監視部２００〜２０５において電流異常が同時に検出され、制御部１４７，１５７は、電源遮断部１４５，１８５のコイル１４５ｂ，１８５ｂの励磁を停止し、スイッチ１４５ａ，１８５ａを開（オフ）状態にする。
【００４３】
その結果、ｂ点を含む異常を発生した電源ライン１１５は、電源供給ループから分離され、システム全体の機能が停止することが回避される。また、この異常点ｂの切り離しを行なう際に、電源の切り換え動作は行なわれないため、全ての負荷への電源供給は瞬断されない。
【００４４】
また、例えば、電源ライン１１７上のｃ点がボディーにショートする場合に、それに先立ってｃ点においてセンサー導体１１８がボディーにショートし、センサー導体１１８の電位がグラウンド電位に落ち、干渉検出部１５６，１８２における基準電位Ｖｒｅｆより低くなる。そして、干渉検出部１５６，１８２において、図３に示す干渉検出部２６のオペアンプ７３に対応するオペアンプの出力がマイナスからプラスに切り換わり、この切り換わりが制御部１２７，１５７で検出される。そして、制御部１２７，１５７から、干渉（警告）情報が、多重伝送部１２９，１５９を介して、多重伝送部１３９，１４９，１５９に出力される。そして、例えば、負荷１５５が警告表示部である場合には、制御部１４７が、多重伝送部１４９を介して入力した干渉情報に基づいて、負荷用スイッチ部１４３をオンに切り換え、負荷１５５に電源電圧が供給される。これによって、負荷１５５である警告表示部において警告表示が行なわれる。
【００４５】
また、制御部１２７，１３７，１４７，１５７は、上記干渉情報から、電源分配部１０２と電源分配部１０５との間の電源ライン１１７上で干渉が生じたと判断する。これによって、制御部１２７，１５７は、それぞれ電流監視部２０５，２０４が異常電流を検出したときから電源遮断部１８３，１５５がスイッチ１８３ａ，１５５ａを開状態にするまでの時定数を１００ｍｓに設定する。また、制御部１５７は、電流監視部２０３が異常電流を検出したときから電源遮断部１８５がスイッチ１８５ａを開状態にするまでの時定数を２００ｍｓに設定する。また、制御部１４７は、電流監視部２０２が異常電流を検出したときから電源遮断部１４５がスイッチ１４５ａを開状態にするまでの時定数を２５０ｍｓに設定する。また、制御部１３７は、電流監視部２０１が異常電流を検出したときから電源遮断部１３５がスイッチ１３５ａを開状態にするまでの時定数を３００ｍｓに設定する。さらに、制御部１２７は、電流監視部２００が異常電流を検出したときから電源遮断部１２５がスイッチ１２５ａを開状態にするまでの時定数を３５０ｍｓに設定する。
【００４６】
すなわち、本実施形態では、上記時定数の設定は、ショート（干渉）点の両側に位置する電源遮断部と、次に遠い電源遮断部とについては差を大きくするが、その他については、ショートの確率が小さいため時定数の差を小さくしている。時定数の設定は、例えば、ショート点の両側に位置する電源遮断部以外は、全て同じにしてもよい。
【００４７】
次に、ｃ点において、電源ライン１１７がボディーにショートし、全ての電流監視部２００〜２０５において、電流異常が略同時に検出される。
そして、当該電流異常の検出があってから１００ｍｓ後に、先ず、制御部１２７，１５７による電源遮断部１８３，１５５の励磁が停止され、スイッチ１８３ａ，１５５ａが開状態になる。これにより、ｃ点は、電源ラインのループから切り離され、電流監視部２００，２０１，２０２，２０３においては電流異常は検出されず、電源遮断部１２５，１３５，１４５，１８５では電源の遮断は行なわれない。
その結果、電源分配部１０２，１０３，１０４，１０５の全ての負荷には電源が供給され、システム全体の機能が停止することを回避できる。また、この異常点ｃの切り離しを行なう際に、電源の切り換え動作を行なわないため、負荷への電源供給は瞬断されない。
【００４８】
以上説明したように、車両用電源分配装置１０１によれば、電源ラインをループ状に形成し、各電源分配部に電源遮断部および両側の電源ラインの干渉を検知する干渉検出部を設けることで、障害部分を適切に切り離し、全ての負荷への電源供給機能が停止することを回避できる。車両用電源分配装置１０１を、例えばエンジン始動用および制御用電源に用いれば、いかなる場合にも車両を動かすことができる。
【００４９】
本発明は上述した実施形態には限定されない。例えば、上述した実施形態では、複数の電源分配部を、図１に示すように、直列的に接続したり、図４に示すように、ループ状に接続した場合を例示したが、本発明の車両用電源分配装置は、複数の電源分配部を、例えば、分岐を持つ形態や、並列に接続してもよい。
【００５０】
また、上述した実施形態では、制御部において、電流監視部が電流異常を検出した後、電源遮断部が接続遮断を行なうまでの時間を決定する場合について例示したが、電流監視部において、電流が所定の電流容量を超えるなどしてから、電流異常であると検出するまでの時間を制御部で決定し、制御部は、電流監視部が電流異常を検出した後に直ちにスイッチを開状態にするようにしてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、車両用電源分配装置によれば、電源ラインに障害箇所が生じ場合でも、複雑な処理を行なうことなく、障害箇所を切り離し、適切なバックアップ動作を行なうことができる。また、このとき、電源ラインにおいて障害箇所の上流に位置する負荷への給電が瞬断されることはない。
また、本発明の車両用電源分配装置によれば、機能的には単一の電源ラインを用いて、複数の車両搭載装備に電力を供給するため、配線スペースを小さくでき、製造コストも安価にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係わる車両用電源分配装置の構成図である。
【図２】図２は、図１に示す干渉検出部の構成図である。
【図３】図３は、干渉検知電線の構成図である。
【図４】図４は、本発明の第２実施形態に係わる車両用電源分配装置の構成図である。
【符号の説明】
１，１０１…車両用電源分配装置、２〜５，１０２〜１０５…電源分配部、１９…バッテリー、２３，２４，３３，３４，４３，４４，５３，５４，１２３，１２４，１３３，１３４，１４３，１４４，１５３，１５４…負荷用スイッチ部、２５，３５，４５，１２５，１３５，１４５，１５５，１８３，１８５…電源遮断部、２６，３６，４６，１２６，１３６，１４６，１８０，１８１，１８４，１５６，１８２…干渉検出部、２７，３７，４７，５７，１２７，１３７，１４７，１５７…制御部，２００〜２０５…電流監視部

Claims (2)

1. 電源と、
   前記電源によって駆動される車両搭載装備とを電気的に接続する電源ラインと、
   前記電源ライン上の所定位置に設けられた接続遮断手段と、
   隣接する前記接続遮断手段の間の区間で前記電源ラインの周囲に近接あるいは絶縁層を介して配設された干渉検出用導電ラインと、
   前記干渉検出用導電ラインの電位を監視し、当該監視結果に基づいて、当該干渉検出用導電ラインが外部に干渉したことを検出する干渉検出手段と、
   前記電源ラインを流れる電流を検出する電流検出手段と、
   前記検出された電流に基づいて、電流異常を検出する電流異常検出手段と、
   前記干渉検出手段の検出結果に基づいて、前記干渉検出用導電ラインにおける前記干渉が生じた区間を特定する干渉区間特定手段と、
   前記特定された区間に基づいて、前記電流異常の検出時から前記接続遮断手段による接続遮断を行なうまでの時間あるいは前記電流異常検出手段における前記電流異常を検出するまでの時間を決定し、この決定した時間経過後における異常の検出に基づいて、前記接続遮断手段に接続遮断指示を行なう制御手段と
   を有する
   車両用電源分配装置。
2. 前記制御手段は、
   複数の前記接続遮断手段のうち、前記特定した区間に近い接続遮断手段が、遠い接続遮断手段に比べて、前記電流異常の検出時から短い時間で接続遮断を行なうように前記時間を決定する
   請求項１に記載の車両用電源分配装置。

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