JP5078588B2 - 車両用電源装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両用電源装置に関する。

車両の衝突事故などに係る安全対策として、車両の衝突事故など異常の発生時に車両の電源を遮断する装置が装備される（特許文献１〜特許文献４）。

特許文献５においては、バッテリの消耗を防止するため、キースイッチがオンでない（エンジンが停止され、バッテリの充電も停止される）状態でのみ、給電経路の電流値を監視しつつ、電流値に異常が検知させると、給電経路を遮断する装置（自動車用ブレーカ）、が開示される。
特許第３４８８０８２ 特開平１０−２９７３９４ 特開平１１−２６０２２２ 実開平０４−１３３８５５ 特開平０６−２５５４３２

特許文献１〜特許文献４においては、電源が一旦、遮断されると、車両の損傷が軽微な場合においても、電源の回復が簡単に行かない。つまり、復旧処理が必要となり、復旧処理が完了するまでの間、電源が遮断状態のため、ハザードランプも点灯しえないのである。

特許文献５の場合、キースイッチがオンされると、電流値の異常の有無に拘わらず、電源の給電を行えるものの、システムの構成が複雑であり、高価な部品（電流センサなど）が必要なため、採用しにくい。

この発明は、異常が発生すると、直ちに電源を遮断するのでなく、異常の程度を確認しつつ、運転者の意思により、電源の開閉を簡単かつ容易に行える、車両用電源装置を安価に提供することを目的とする。

第１の発明は、車両に搭載される電源と、車両に設備される各負荷を系統別に接続する負荷回路と、前記電源と前記負荷回路との間を接続する電源回路と、この電源回路に介装される電源リレーと、を備え、前記電源リレーは、前記電源回路を開閉する接点Ａを備え、電源回路の接点Ａと電源との間に接続される励磁回路ａのコイルに電気が流れると接点Ａを開く常閉タイプに構成される一方、前記電源リレーの励磁回路ａに介装されるアラームリレーと、同じく励磁回路ａにアラームリレーと直列に介装されるキースイッチリレーと、を備え、前記アラームリレーは、前記電源リレーの励磁回路ａを開閉する接点Ｂを備え、車両の異常発生信号により励磁回路ｂのコイルに電気が流れると接点Ｂを閉じる常開タイプに構成される一方、キースイッチリレーは、前記電源リレーの励磁回路ａを開閉する接点Ｃを備え、キースイッチのオン信号により励磁回路ｃのコイルに電気が流れると接点Ｃを開く常閉タイプに構成される、ことを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明に係る車両用電源装置において、前記アラームリレーは、接点Ｂを流れる電気を励磁回路ｂのコイルに供給する自己保持回路を備える、ことを特徴とする。

第３の発明は、第２の発明に係る車両用電源装置において、前記アラームリレーの自己保持を解除するリセットスイッチを備える、ことを特徴とする。

第４の発明は、第３の発明に係る車両用電源装置において、前記キースイッチリレーの接点Ｃは、電源リレーの励磁回路ａにおいて、コイルと、アラームリレーの接点Ｂと、の間に配置され、前記リセットスイッチは、リセット操作を受けると接点が開く常閉タイプのものであり、その接点は、電源リレーの励磁回路ａにおいて、前記電源回路と励磁回路ａとの接続点と、アラームリレーの接点Ｂと、の間に介装される、ことを特徴とする。

第５の発明は、第１の発明〜第４の発明の何れか１つに係る車両用電源装置において、車両の異常発生信号は、少なくともエアバックの展開信号あるいは火災報知器の火災発生アラーム信号の何れか１つである、ことを特徴とする。

第１の発明においては、通常時は、アラームリレーの接点Ｂが開状態のため、キースイッチのオン−オフに関係なく、電源リレーの接点Ａは、閉状態に維持される。異常が発生すると、アラームリレーは、異常発生信号により励磁回路ｂのコイルに流れるため、接点Ｂが閉じられる。その場合、キースイッチがオンであれば、電源リレーの接点Ａは、閉状態に維持される。キースイッチをオンからオフすると、キースイッチリレーの接点Ｃが閉じられ、電源リレーの接点Ａを開くため、電源回路が遮断される。このため、異常の発生時は、直ちに電源回路が遮断されるのでなく、運転者の意思（キースイッチ操作）により、異常の程度を確認しつつ、電源の遮断を簡単かつ容易に行うことができる。

異常の程度が軽微な場合、キースイッチをオンに保持することにより、ルームランプやハザードランプを点灯したり、車両を走行させることもできる。また、異常の程度が軽微でない場合、キースイッチのオフにより、電源回路を開成することにより、異常の発生に起因する２次災害を未然に防止できるのである。電源回路の開閉手段については、３つのリレー（電源リレー，アラームリレー，キースイッチリレー）とから簡単に構成され、高価な部品も必要なく、廉価に実現しえる。

第２の発明においては、アラームリレーは、異常発生信号により励磁回路ｂのコイルに流れると、接点Ｂを閉じる。これにより、接点Ｂを流れる電気が自己保持回路に供給され、励磁回路ｂのコイルが通電状態に維持される。異常の発生時は、キースイッチをオンからオフすると、電源回路が遮断され、キースイッチ信号および異常発生信号の電源もカットされるが、アラームリレーの接点Ｂが閉状態に自己保持されるため、電源回路を遮断状態に維持できるのである。

第３の発明においては、リセットスイッチにより、アラームリレーの自己保持を解除すると、車両の電源回路を通常状態に回復させることができる。つまり、アラームリレーの接点Ｂが開状態となり、異常の修復（異常発生信号の解消）後は、電源リレーの接点Ａが閉じるため、電源回路が閉状態に維持しえる。

第４の発明においては、アラームリレーの自己保持およびそのリセットスイッチについても、適正に機能させることができる。リセットスイッチは、リセット操作により、その間のみ接点が開く、常閉タイプが用いられる。

第５の発明においては、エアバックの展開信号あるいは火災報知器のアラーム発生信号により、アラームリレーの接点Ｂが閉じられるため、キースイッチのオフにより、電源回路を開成（電源を遮断）することが可能となる。

図１に基づいて、この発明の実施形態を説明する。図１において、１０は車両に搭載されるバッテリ（電源）であり、２０は負荷回路である。

負荷回路２０は、負荷を系統別に分類して接続される。図示の場合、マイコンから構成される制御ユニットやセンサなどの負荷へ電源を供給する系統２１と、各種アクチュエータ（バルブ，モータ）や燃料系のインジェクタなど負荷に電源を供給する系統２２と、ルームライトなどの負荷に電源を供給する系統２３と、ジェネレータ（オルタネータ）などの負荷に電源を供給する系統２４と、スタータモータなどの負荷に電源を供給する系統２５と、が並列に配線される。

系統２１〜２５と電源１０の＋端子との間を接続する電源回路１１が設けられ、系統２１〜２４にそれぞれ許容値以上の電流が流れると溶断するヒューズ２１ａ〜２４ａが備えられる。電源１０の＋端子は、車体に接地される。

電源回路１１に電源リレー１２が介装される。電源リレー１２は、電源回路１１を開閉する接点１２ａ（「特許請求の範囲」において、接点Ａ）と、電源１０とこの接点１２ａとの間に一端が接続される励磁回路１２ｂ（「特許請求の範囲」において、励磁回路ａ）と、を備えるものであり、励磁回路１２ｂのコイル１２ｃに電流が流れると、接点１２ａを開く常閉タイプに構成される。電源リレー１２の接点１２ａが開くと、電源回路１１は開成され、各系統２１〜２５への電源を遮断する。１３は励磁回路１２ｂと電源回路１１との接続点を示す。

電源リレー１２の励磁回路１２ｂにおいて、アラームリレー１４が介装され、アラームリレー１４と直列にキースイッチリレー１５が介装される。キースイッチリレー１４は、コイル１２ｃとアラームリレー１４との間に配置され、アラームリレー１４は、励磁回路１２ｂの接続点１３とキースイッチリレー１５との間に配置される。

アラームリレー１４は、励磁回路１２ｂを開閉する接点１４ａ（「特許請求の範囲」において、接点Ｂ）と、車両のセンサ系に一端が接続される励磁回路１４ｂ（「特許請求の範囲」において、励磁回路ｂ）と、を備えるものであり、車両の異常信号により励磁回路１４ｂのコイル１４ｃに電流が流れると接点１４ａを閉じる常開タイプに構成される。図示の場合、車両の異常信号としては、車両の衝突時などに作動するエアバックの展開信号と、車両に装備される火災報知器の火災発生アラーム信号と、が入力される。

キースイッチリレー１５は、励磁回路１２ｂを開閉する接点１５ａ（「特許請求の範囲」において、接点Ｃ）と、キースイッチ信号の発生器１６に一端が接続する励磁回路（「特許請求の範囲」において、励磁回路ｃ）と、を備えるものであり、キースイッチのオン信号により励磁回路１５ｂのコイル１５ｃに電流が流れると接点１５ａを開く常閉タイプに構成される。

アラームリレー１４は、接点１４ａが閉じると、そこを流れる電流をコイルへ供給する自己保持回路１７が設けられ、この自己保持を解除するためのリセットスイッチ１８が備えられる。

リセットスイッチ１８は、リセット操作によりその間のみ接点１８ａが開く常閉タイプが用いられ、励磁回路１２ｂの接続点１３とアラームリレー１４の接点との間に配置される。この場合、リセット操作により、接点１４ａを流れる電流が遮断されると、アラームリレー１４の自己保持が解除され、リセット操作後、スイッチ１８の接点１８ａが閉じても、異常が修復（エアバックの展開信号や火災報知器の火災発生アラーム信号が解消）後は、アラームリレー１４の接点１４ａは、開状態に維持される。

各リレー１２、１４，１５において、励磁回路１２ｂ，１４ｂ，１５ｂの他端は、車体に接地される。１７ａ，１９ａ，１９ｂは電気の逆方向への流れを規制するダイオードである。

このような構成により、通常時は、アラームリレー１４の接点Ｂが開状態のため、キースイッチのオン−オフに関係なく、電源リレー１２の接点Ａは、閉状態に維持される。異常が発生すると、アラームリレー１４は、エアバック展開信号や火災発生アラーム信号により、電流が励磁回路ｂのコイルに流れるため、接点Ｂが閉じられる。その場合、キースイッチがオンであれば、電源リレー１２の接点Ａは、閉状態に維持される。キースイッチをオンからオフすると、キースイッチリレー１５の接点Ｃが閉じられ、電源リレー１２の接点Ａが開くため、電源回路１１が遮断される。

アラームリレー１４は、自己保持回路１７を備えるので、エアバック展開信号や火災発生アラーム信号により、電流が励磁回路１４ｂのコイル１４ｃを流れ、接点１４ａが閉じると、接点１４ａを流れる電流により、接点１４ａは閉状態に保持される。これにより、接点Ｂを流れる電気が自己保持回路１７に供給され、励磁回路１４ｂのコイル１４ｃが通電状態に維持される。異常の発生時は、キースイッチをオンからオフすると、電源回路１１が遮断され、キースイッチ信号および異常発生信号の電源もカットされるが、アラームリレー１４の接点Ｂが閉状態に自己保持されるため、電源回路１１は遮断状態に維持されるのである。

その後、リセットスイッチ１８により、アラームリレー１４の自己保持を解除すると、車両の電源回路１１を通常状態に回復させることができる。つまり、異常の修復（異常発生信号の解消）後は、自己保持の解除により、アラームリレー１４の接点１４ａが開状態に維持され、電源リレー１２の接点１２ａは、キースイッチリレー１５の接点１５ａの開閉に関係なく、閉状態となる。

これらの結果、異常の発生により、アラームリレー１４の接点１４ａが閉じると、その状態においては、運転者の意思（キースイッチ操作）により、異常の程度を確認しつつ、電源回路１１を開閉することができる。

異常の程度が軽微な場合、キースイッチをオンに保持することにより、ルームランプやハザードランプを点灯したり、車両を走行させることもできる。また、異常の程度が軽微でない場合、キースイッチのオフにより、電源回路１１を開成することにより、異常の発生に起因する２次災害を未然に防止できるのである。異常の修復（異常発生信号の解消）後は、リセットスイッチ１８により、アラームリレー１４の自己保持を解除すると、車両の電源回路１１を通常状態に回復させることができる。

電源回路１１の開閉手段については、３つのリレー（電源リレー１２，アラームリレー１４，キースイッチリレー１５）およびリセットスイッチから簡単に構成され、高価な部品も必要なく、安価に実現しえる、という効果が得られる。なお、リセットスイッチ１８は、アラームリレー１４の自己保持回路１７に配置することも考えられる。

この発明に係る実施形態の回路構成図である

符号の説明

１０ 電源（バッテリ）
１１ 電源回路
１２ 電源リレー
１２ａ 接点
１２ｂ 励磁回路
１２ｃ コイル
１３ 励磁回路１２ａと電源回路１１との接続点
１４ アラームリレー
１４ａ 接点
１４ｂ 励磁回路
１４ｃ コイル
１５ キースイッチリレー
１５ａ 接点
１５ｂ 励磁回路
１５ｃ コイル
１７ アラームリレー１４の自己保持回路
１８ リセットスイッチ
２０ 負荷回路

Claims (5)

1. 車両に搭載される電源と、車両に設備される各負荷を系統別に接続する負荷回路と、前記電源と前記負荷回路との間を接続する電源回路と、この電源回路に介装される電源リレーと、を備え、
   前記電源リレーは、前記電源回路を開閉する接点Ａを備え、電源回路の接点Ａと電源との間に接続される励磁回路ａのコイルに電気が流れると接点Ａを開く常閉タイプに構成される一方、
   前記電源リレーの励磁回路ａに介装されるアラームリレーと、同じく励磁回路ａにアラームリレーと直列に介装されるキースイッチリレーと、を備え、
   前記アラームリレーは、前記電源リレーの励磁回路ａを開閉する接点Ｂを備え、車両の異常発生信号により励磁回路ｂのコイルに電気が流れると接点Ｂを閉じる常開タイプに構成される一方、
   キースイッチリレーは、前記電源リレーの励磁回路ａを開閉する接点Ｃを備え、キースイッチのオン信号により励磁回路ｃのコイルに電気が流れると接点Ｃを開く常閉タイプに構成される、
   ことを特徴とする車両用電源装置。
2. 前記アラームリレーは、接点Ｂを流れる電気を励磁回路ｂのコイルに供給する自己保持回路を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の車両用電源装置。
3. 前記アラームリレーの自己保持を解除するリセットスイッチを備える、ことを特徴とする請求項２に記載の車両用電源装置。
4. 前記キースイッチリレーの接点Ｃは、電源リレーの励磁回路ａにおいて、コイルと、アラームリレーの接点Ｂと、の間に配置され、前記リセットスイッチは、リセット操作を受けると接点が開く常閉タイプのものであり、その接点は、電源リレーの励磁回路ａにおいて、前記電源回路と励磁回路ａとの接続点と、アラームリレーの接点Ｂと、の間に介装される、ことを特徴とする請求項３に記載の車両用電源装置。
5. 車両の異常発生信号は、少なくともエアバックの展開信号あるいは火災報知器の火災発生アラーム信号の何れか１つである、ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の車両用電源装置。

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