JP6401947B2 - 車両用電装機器接続システム - Google Patents

Description

本発明は、それぞれが負荷、スイッチ、及びセンサの少なくとも１つを含む複数の電装機器を、所定のワイヤハーネスを介して車両の電気系統と接続し、少なくとも車両側から各々の電装機器に対して電源電力を供給するための車両用電装機器接続システムに関する。

車両には、種々のランプ及びモータや、これらを操作するためのスイッチ装置、センサ類などの各種の電装機器が、様々な箇所に分散した状態で多数搭載されている。そして、これら各種の電装機器には、バッテリなどから供給される電力や、これら電装機器を制御するための制御信号などを供給するためにワイヤハーネスが接続される。このワイヤハーネスは、一般的には複数の電線とコネクタなどからなる。電線は、導電性の芯線と、芯線を被覆した絶縁性の被覆部とを備える。コネクタは、電線の端末などに取り付けられて線と接続される端子金具と、端子金具を収容する絶縁樹脂製のコネクタハウジングとを備える。

また、近年では、車両に搭載される複数の車両電装品を制御する通信システムとして、各車両電装品を制御する複数の電子制御ユニットがそれぞれ共通の多重通信線で接続され、その多重通信線を介して多重化された信号の授受を行い、これに基づいて各車両電装品の作動を制御するようにした車両ネットワークシステムが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、車両に配索されるワイヤハーネスは、例えばシステム回路毎にサブ分けされた複数の回路別サブハーネスが組み合されて全体のワイヤハーネスとされているものが一般的である。システム回路としては、例えば、ヘッドランプやワイパ等のように自動車に必須の電装機器を構成するスタンダード回路と、セキュリティやリアフォグランプ等のように車種やグレード等に応じて選択される電装機器を構成するオプション回路とがある。そして、このような自動車用ワイヤハーネスを製造する場合には、コネクタの配置や端子、電線の種類等を考慮しながら、全体のワイヤハーネスが適切なものとなるように決定される。

特開２００４−２６８６３０号公報

上述のように、車両に配索されるワイヤハーネスは、車両に搭載される様々な電装機器に応じて、様々なサブハーネスを組み合わせて構成される。したがって、ワイヤハーネス全体を構成する電線の本数が多くなり、構造も複雑になる。

また、車両における車種、グレード、仕向地等が変わると、様々なオプション電装機器の搭載の有無、搭載する箇所の違い、搭載するオプション電装機器の種類の違いなどが生じるので、それに伴ってワイヤハーネスの構成を適切に変更しなければならない。つまり、各サブハーネスの有無、各サブハーネスを配置する位置、各サブハーネスを構成する電線の長さ、電線の太さ、電線の端部に接続するコネクタの種類などを、実際に搭載するオプション電装機器に合わせて変更する必要がある。

したがって、車種、グレード、仕向地等が異なる様々な車両を製造する場合には、車種、グレード、仕向地等の違いに対応した様々な種類（構成）のワイヤハーネスを予め製造しておき、ワイヤハーネスの種類毎に適切な品番を割り当てておく。そして、ワイヤハーネスを車両に搭載する際には、車種、グレード、仕向地等に合わせて対応する品番のワイヤハーネスを選択し、車体に組み付ける。

しかしながら、車両の車種、グレード、仕向地等の違いに応じて車両に搭載するオプションの電装機器が変化すると、必要なワイヤハーネスの構成が変化するので、ワイヤハーネスの種類（品番）が増えてしまう。組み立てるワイヤハーネスの品番が多くなると、ワイヤハーネスの組立ラインにおける組立作業が繁雑となって、ワイヤハーネスの組立作業の効率が低下する。このため、ワイヤハーネスの量産性が低下して、各構成部品やワイヤハーネス自体のコストが上昇するという問題がある。

一方、ワイヤハーネスの種類数を削減するために、標準的な構成の全てのワイヤハーネスに、オプションの電装機器に対応したサブハーネスを予め組み込んでおく場合も想定される。しかし、実際の車両にオプションの電装機器が搭載されない場合には、標準的なワイヤハーネスに付加されたオプション用のサブハーネスが未使用、つまり「付捨て」の状態になるため、無駄が多くなってしまう。これによってもワイヤハーネスのコストが上昇してしまう。

また、車両の主電源であるバッテリー等から配下の各電装機器に個別に電源電力を供給する必要があるので、前記主電源とワイヤハーネスとの間に接続ボックスや電源分配ボックスを配置する場合が多い。このような接続ボックスや電源分配ボックスにおいては、ワイヤハーネスの配下に接続する電装機器の数に応じて、供給する電力を複数系統に分配する。また、出力系統毎に、負荷電流が過大になった場合にヒューズを切断して電力供給を遮断し、各回路を保護する。

したがって、車両の車種、グレード、仕向地等の違いに応じて車両に搭載するオプションの電装機器が変化すると、ワイヤハーネスの構成だけでなく、電源分配ボックス内部の構成も変更しなければならない。特に、多数のオプション電装機器の接続を許容する場合には、多数のオプション電装機器の電流を個別に管理できるように、多数のヒューズを配置する空間を電源分配ボックス内部に確保しなければならない。したがって、実際の車両にオプション電装機器を接続しない場合には、電源分配ボックス内に確保した空間に無駄が生じ、必要以上に大きな空間を電源分配ボックスが占有することになる。

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、オプション電装機器を接続する場合であっても、ワイヤハーネスの構成を簡素化してワイヤハーネスの種類数を削減すると共に、比較的小さい空間に配置した保護装置により各系統の過大な負荷電流に対して適切な保護を行うことが可能な車両用電装機器接続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、本発明に係る車両用電装機器接続システムは、下記（１）〜（４）を特徴としている。
（１） 複数の電装機器をワイヤハーネスを介して車両の電気系統と接続し、少なくとも車両側から電装機器それぞれに電源電力を供給するための車両用電装機器接続システムであって、
車両上の電源からの電源電力を分配し、前記ワイヤハーネスの標準系統の複数の幹線それぞれに電力を供給する標準系電力分配部と、
前記電源からの電源電力を分配し、前記ワイヤハーネスの拡張系統の複数の幹線それぞれに電力を供給する拡張系電力分配部と、
を備え、
前記拡張系電力分配部には、前記ワイヤハーネスの拡張系統の複数の幹線それぞれに流れる電流の大きさが遮断閾値を超えたときに、該当する電流を遮断する電子ヒューズと、前記電子ヒューズが利用する遮断閾値のデータを保持する記憶部と、前記電子ヒューズ及び前記記憶部と接続されたマイクロコンピュータと、が配置され、
前記マイクロコンピュータは、前記ワイヤハーネスの拡張系統の複数の幹線それぞれについて、配下に接続された複数の拡張系電装機器の全ての動作時における負荷電流である加算電流基準値と、前記複数の拡張系電装機器それぞれの個別の動作時における負荷電流である複数の個別電流基準値と、を計測し、前記複数の個別電流基準値の総和と前記加算電流基準値とが一致する場合には、前記加算電流基準値に基づいて新たな前記遮断閾値を算出し、前記記憶部に保持される前記遮断閾値を前記新たな遮断閾値に更新する、
ことを特徴とする車両用電装機器接続システム。
（２） 前記拡張系電力分配部には、前記ワイヤハーネスの拡張系統の複数の幹線毎にスイッチング部が設けられ、
前記スイッチング部には、前記幹線を介して複数の拡張系電装機器が接続される、
ことを特徴とする上記（１）に記載の車両用電装機器接続システム。
（３） 前記拡張系電装機器は、該拡張系電装機器の電源ラインが前記幹線に後付けされることによって、有線接続される、
ことを特徴とする上記（２）に記載の車両用電装機器接続システム。
（４） 複数の拡張系電装機器として、第１の拡張系電装機器と、第２の拡張系電装機器とを有し、
前記第１の拡張系電装機器は、前記幹線に直接接続され、
前記第２の拡張系電装機器は、該第２の拡張系電装機器の電源ラインが前記幹線に後付けされることによって、有線接続される
ことを特徴とする上記（２）に記載の車両用電装機器接続システム。

上記（１）の構成の車両用電装機器接続システムによれば、オプションの電装機器を多数接続する場合であっても、前記ワイヤハーネスを構成する電線の本数を削減できる。
更に、上記（１）の構成の車両用電装機器接続システムによれば、前記電子ヒューズの遮断閾値が可変であるため、前記拡張系電力分配部の配下に接続する電装機器の数の変更や仕様の変更に対しても、部品等を交換することなく遮断閾値を適切に変更できる。
上記（２）の構成の車両用電装機器接続システムによれば、単一の幹線に複数の拡張系電装機器を接続することを許容するので、多数の拡張系電装機器を接続する場合に、幹線を構成する電源線の本数を削減できる。これにより、様々な車種、様々なグレード、様々な仕向地等に対応して種類の異なるワイヤハーネスを予め用意する場合に、用意すべきワイヤハーネスの種類や品番を削減し、製造工程を簡素化したり、コストダウンを実現できる。
上記（３）または（４）の構成の車両用電装機器接続システムによれば、様々な機能の後付けが容易であるため、車両の付加価値が向上する。

本発明の車両用電装機器接続システムによれば、前記共通電力線に複数の電装機器を共通に接続できるので、多数のオプション電装機器を接続する場合であっても、ワイヤハーネスの構成を簡素化してワイヤハーネスの種類数を削減できる。また、前記共通電力線及び電子ヒューズの採用により、過電流に対して適切な保護を行うと共に、前記拡張系電力分配部のために確保すべき物理的空間を大幅に削減できる。

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、実施形態の車両用電装機器接続システムの構成例を示すブロック図である。 図２は、拡張系電源分配ボックスの内部構成を示すブロック図である。 図３は、過電流閾値テーブルの構成例を示す模式図である。 図４は、診断モードの動作例を示すフローチャートである。

本発明の車両用電装機器接続システム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。

＜構成の説明＞
＜全体の構成＞
本実施形態における車両用電装機器接続システムの構成例を図１に示す。なお、実際には１台の車両上に膨大な数の電装機器が搭載されるが、理解を容易にするために図１においては主要部分のみの構成を示してある。また、図１においては各電装機器を制御するための制御系や通信線の図示も省略してある。

図１に示した構成においては、標準的な電装機器として標準系電装機器４１及び４２が車両に搭載され、また、オプションとして様々な拡張系電装機器５１〜５６を車両に搭載可能な場合を想定している。

標準系電装機器４１及び４２の具体例としては、ヘッドライト、ワイパ、テールランプ、ウインカーランプのように、全ての車両に標準的に搭載される電装機器が考えられる。拡張系電装機器５１〜５６については、車両の車種、グレード、仕向地（国内／海外向け等）の違い等に対応して選択的に搭載される電装機器であり、代表例としては、フォグランプ、パワーウインドウ、電動シート、セキュリティ装置などが考えられる。

様々な拡張系電装機器５１〜５６は、搭載する場所の違いや、システム上の区分に従って事前にグループ化してある。図１に示す例では、エンジン系統に属する拡張系電装機器５１と、インストルメントパネルの近傍に配置される拡張系電装機器５２と、車体のルーフ近傍に配置される拡張系電装機器５３と、車両のドアの近傍に配置される拡張系電装機器５４と、その他の拡張系電装機器５５及び５６とが存在する場合を想定している。

標準系電装機器４１、４２、拡張系電装機器５１〜５６のそれぞれは、図示しないが、負荷、スイッチ、センサ等の少なくとも１つを内蔵している。また、前記負荷の通電を制御するためのドライバや、スイッチ及びセンサから出力される信号を処理する信号処理回路も備えている。

前記負荷の具体例としては、ランプ、電気モータ、リレー等が考えられる。負荷に通電することにより、これを駆動することができる。負荷を制御するドライバは、例えばトランジスタのようなスイッチング素子を内蔵し、制御信号に従って負荷の通電のオンオフや通電のデューティ制御を行うことができる。

図１に示した構成においては、標準系電装機器４１及び４２が、ワイヤハーネス３０の一部分である標準系サブハーネス３１の電源線３１ａ及び３１ｂの末端にそれぞれ接続されている。標準系サブハーネス３１は、標準系電源分配ボックス２０Ｓの配下に接続されている。

標準系電源分配ボックス２０Ｓの入力側は、メインヒューズＭＦ１及び電源線１１を介して車両上主電源１０と接続されている。車両上主電源１０は、車両に搭載されたバッテリーや発電機（オルタネータ）等により構成される。

標準系電源分配ボックス２０Ｓは、電源線１１を介して車両上主電源１０から供給される電源電力（電圧は例えば＋１２Ｖ）を出力の系統毎に分配し、電源線３１ａ及び３１ｂに供給する。図示しないが、標準系電源分配ボックス２０Ｓの内部には複数のヒューズが配置され、回路のショートなどによって電源線３１ａ又は３１ｂに過大な電流が流れた時に、上流側で電流を遮断することができる。

なお、各電気回路のグランド線１３、すなわちアース線については、図１の例ではワイヤハーネス３０に含まれていないので、金属製の車体を介して各回路が接続される。勿論、ワイヤハーネス３０の一部分としてグランド線１３を含めても良い。

図１に示した構成においては、車両上のシステムと拡張系電装機器５１〜５６との接続を可能にするために、拡張系電源分配ボックス２０Ｅを備えている。また、拡張系電源分配ボックス２０Ｅの配下に、ワイヤハーネス３０の一部分である拡張系サブハーネス３２が接続されている。

拡張系サブハーネス３２の構成については、必要に応じて変更できるが、図１に示した例では拡張エンジン系幹線３２ａ、拡張インパネ系幹線３２ｂ、拡張ルーフ系幹線３２ｃ、拡張ドア系幹線３２ｄ、拡張予備１系幹線３２ｅ、及び拡張予備２系幹線３２ｆの６系統が拡張系サブハーネス３２に含まれている。

幹線３２ａ〜３２ｆのそれぞれは、電源電力（電圧は例えば＋１２Ｖ）を供給する１本の電源線で構成されており、単一の電源線に複数の電装機器を接続できる仕様になっている。図１に示した構成では、２個の拡張系電装機器５１（１）、５１（２）を拡張エンジン系幹線３２ａの電源線に共通に接続してある。また、拡張インパネ系幹線３２ｂの電源線には３個の拡張系電装機器５２（１）、５２（２）、５２（３）を共通に接続してある。同様に、拡張ルーフ系幹線３２ｃの電源線には２個の拡張系電装機器５３（１）、５３（２）を接続し、拡張ドア系幹線３２ｄの電源線には２個の拡張系電装機器５４（１）、５４（２）を接続し、拡張予備１系幹線３２ｅの電源線には１個の拡張系電装機器５５（１）を接続し、拡張予備２系幹線３２ｆの電源線には１個の拡張系電装機器５６（１）を接続してある。

尚、幹線３２ａ〜３２ｆそれぞれと拡張系電装機器５１（１）〜５６（１）の接続形態については、電線同士を接続する形態（ＷｔｏＷ）、短い電線を経由して接続する形態（ピックテールＷ／Ｈ）、電装機器を幹線ワイヤハーネス７０に直接取り付ける形態などが考えられる。このような接続方法により、オプションである５１（１）〜５６（１）を幹線３２ａ〜３２ｆに後付けすることができる。また、拡張系電装機器毎に幹線３２ａ〜３２ｆとの接続形態を異なるものにすることもできる。例えば、図１に示すように、拡張系電装機器５１（２）を拡張エンジン系幹線３２ａに直接接続し、拡張系電装機器５１（１）を拡張系電装機器５１（１）の電源ラインが拡張エンジン系幹線３２ａに後付けされるように有線接続する、こともできる。

拡張系電源分配ボックス２０Ｅの入力側は、メインヒューズＭＦ２及び電源線１２を介して車両上主電源１０の出力と接続されている。拡張系電源分配ボックス２０Ｅは、電源線１２を経由して車両上主電源１０から供給される電源電力を複数系統に分配し、配下に接続された拡張系サブハーネス３２の各幹線３２ａ〜３２ｆにそれぞれ供給する。後述するように、拡張系電源分配ボックス２０Ｅは電子ヒューズの機能を内蔵しているので、幹線３２ａ〜３２ｆの各々に異常に大きな電流が流れた場合に、これを検知して瞬時に電流を遮断することができる。

なお、幹線３２ａ〜３２ｆの電源線の各々は、互いに電気的に接触したり周囲と接触しないように、電気絶縁性の被覆により外側が覆われている。また、各幹線３２ａ〜３２ｆと各拡張系電装機器５１〜５６との電気接続については、「圧接」、「接着」、「溶着」等のいずれの接続方法を用いても良い。

図１に示したように、幹線３２ａ〜３２ｆのそれぞれに複数の拡張系電装機器５１〜５６を共通に接続することができる。したがって、拡張系サブハーネス３２の配下に接続する拡張系電装機器５１〜５６の総数に比べて、拡張系サブハーネス３２を構成する電線の本数を大幅に削減できる。すなわち、拡張エンジン系幹線３２ａに接続する拡張系電装機器５１の数が何個であっても、拡張エンジン系幹線３２ａの電源線は１本だけであり、幹線３２ａ〜３２ｆで構成される拡張系サブハーネス３２の電線本数は６本である。これにより、車両の車種、グレード、仕向地の違い等に対応して事前に用意すべきワイヤハーネス３０の種類や品番も大幅に削減でき、コストダウンが実現する。

＜拡張系電源分配ボックス２０Ｅの構成＞
拡張系電源分配ボックス２０Ｅの内部構成を図２に示す。図２に示した拡張系電源分配ボックス２０Ｅは、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）２１、電圧調整回路２２、不揮発性メモリ２３、ＩＰＤ(Intelligent Power Device)２４（１）〜２４（６）、入力側電源ライン２５、及びコネクタ２６を内蔵している。

車両上主電源１０から供給される電源電力（例えば＋１２Ｖ）は、メインヒューズＭＦ２を経由して拡張系電源分配ボックス２０Ｅ内の入力側電源ライン２５に供給される。入力側電源ライン２５の出力は複数系統に分岐され、１つの系統はＩＰＤ２４（１）を経由して拡張エンジン系幹線３２ａの電源線と接続されている。また、別の１系統は、ＩＰＤ２４（２）を経由して拡張インパネ系幹線３２ｂの電源線と接続されている。同様に、ＩＰＤ２４（３）、２４（４）、２４（５）、及び２４（６）の出力がそれぞれ各幹線３２ｃ〜３２ｆの電源線と接続されている。

したがって、入力側電源ライン２５に供給された電源電力は複数の出力系統に分配されて、ＩＰＤ２４（１）〜２４（６）からそれぞれ各幹線３２ａ〜３２ｆに出力される。また、入力側電源ライン２５の電力の一部分は電圧調整回路２２の入力にも供給される。

６個のＩＰＤ２４（１）〜２４（６）の各々は、負荷の通電をスイッチングするスイッチング部として機能する。６個のＩＰＤ２４（１）〜２４（６）の各々は、スイッチング素子（パワーＭＯＳＦＥＴ）の他に、出力電流検出機能、ゲートドライバ、各種保護回路などの周辺回路を内蔵している。

マイクロコンピュータ２１は、電圧調整回路２２から供給される電源電力に基づいて動作し、事前に組み込まれたプログラムを実行することにより、拡張系電源分配ボックス２０Ｅに必要とされる制御機能を実現する。この制御機能に電子ヒューズの機能も含まれている。

図２に示すように、マイクロコンピュータ２１はＩＰＤ２４（１）〜２４（６）、及び不揮発性メモリ２３と接続されている。マイクロコンピュータ２１は、各ＩＰＤ２４（１）〜２４（６）に出力する制御信号のオンオフ、若しくはパルスのデューティ制御により、各ＩＰＤ２４（１）〜２４（６）のスイッチング素子を制御し、拡張系サブハーネス３２を経由して電装機器側に流れる電流を制御することができる。

また、マイクロコンピュータ２１は各出力系統について、負荷側に流れる電流の大きさを常時監視し、過電流を検知した場合に該当するスイッチング素子をオフにして電流を遮断する。つまり、電子的なヒューズとして機能する。監視している電流が過電流か否かを識別するための閾値については、不揮発性メモリ２３に書き換え可能なデータとして書き込んである。したがって、各ＩＰＤ２４（１）〜２４（６）が検知した電流の値と、不揮発性メモリ２３に保持されている閾値とをマイクロコンピュータ２１が比較することにより、過電流か否かを識別する。

不揮発性メモリ２３は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）により構成されており、書き込まれたデータを電源電力の供給がない時でも自己保持することができる。また、書き込まれたデータを電気的に消去して新たなデータに書き換えることもできる。本実施形態の不揮発性メモリ２３は、後述するように電子ヒューズ機能の閾値を含むデータを保持している。

すなわち、ＩＰＤ２４（１）から拡張エンジン系幹線３２ａの電源線に流れる負荷電流の大きさが過電流か否かを識別するための閾値や、ＩＰＤ２４（２）から拡張インパネ系幹線３２ｂの電源線に流れる負荷電流の大きさが過電流か否かを識別するための閾値が、不揮発性メモリ２３に書き込まれている。

不揮発性メモリ２３が保持する閾値のデータについては、実際の構成における消費電流の大きさに適合するように手動操作で、或いは自動的に更新される。例えば、ＩＰＤ２４（１）を遮断する条件としての過電流の閾値については、実際に拡張エンジン系幹線３２ａの電源線に接続される拡張系電装機器５１（１）及び５１（２）が消費する電流の大きさに合わせて調整される。また、ＩＰＤ２４（２）を遮断する条件としての過電流の閾値については、実際に拡張インパネ系幹線３２ｂの電源線に接続される拡張系電装機器５２（１）、５２（２）、５２（３）が消費する電流の大きさに合わせて調整される。

電圧調整回路２２は、入力側電源ライン２５に供給される電源電圧から、マイクロコンピュータ２１等の回路が必要とする安定した直流電圧（例えば＋５Ｖ）の電源電力を生成する。

実際の拡張系電源分配ボックス２０Ｅにおいては、車両に搭載する拡張系電装機器５１〜５６の有無に合わせて、ＩＰＤ２４（１）〜２４（６）の搭載数が変更される。例えば、図１に示した拡張系電装機器５５（１）及び５６（１）を車両に搭載しない環境においては、拡張予備１系幹線３２ｅ及び拡張予備２系幹線３２ｆが不要であり、これらの電流を制御するＩＰＤ２４（５）及び２４（６）も不要になる。

＜過電流閾値テーブルの構成＞
過電流閾値テーブルＴＢＬ１の構成例を図３に示す。すなわち、本実施形態の不揮発性メモリ２３は、前記電子ヒューズが利用する電流遮断閾値を含むデータとして、図３に示すような過電流閾値テーブルＴＢＬ１を保持している。この過電流閾値テーブルＴＢＬ１の内容は必要に応じて更新される。

図３に示した過電流閾値テーブルＴＢＬ１は、各幹線３２ａ〜３２ｆに対応する出力系統（Ｘ）毎に、個別電流基準値ＣｕｒＸ、加算電流基準値ＣｕｒＸｒｅｆ、電流遮断閾値ＣｕｒＸ＿ＴＨ、及びエラー情報を保持することができる。また、各々の出力系統に複数の電装機器を接続できるので、複数の機器の個別電流基準値ＣｕｒＸをそれぞれ保持することができる。

例えば、図３の過電流閾値テーブルＴＢＬ１における個別電流基準値「ＣｕｒＡ１」は、拡張エンジン系幹線３２ａに接続された１番目の拡張系電装機器５１（１）が単独で動作する時に消費する正常時の電源電流の計測値を表す。また、個別電流基準値「ＣｕｒＡ２」は、拡張エンジン系幹線３２ａに接続された２番目の拡張系電装機器５１（２）が単独で動作する時に消費する正常時の電源電流の計測値を表す。

また、図３の過電流閾値テーブルＴＢＬ１における加算電流基準値「ＣｕｒＡｒｅｆ」は、拡張エンジン系幹線３２ａに接続された全ての拡張系電装機器５１（１）及び５１（２）が同時に動作する時に消費する正常時の電源電流の計測値を表す。

また、図３の過電流閾値テーブルＴＢＬ１における電流遮断閾値ＣｕｒＡ＿ＴＨは、
前記加算電流基準値「ＣｕｒＡｒｅｆ」又は個別電流基準値「ＣｕｒＡ１」、「ＣｕｒＡ２」に基づいて決定された閾値である。拡張系電源分配ボックス２０Ｅに備わった電子ヒューズは、各出力系統に流れる負荷電流の大きさが、電流遮断閾値ＣｕｒＸ＿ＴＨを超えた場合にＩＰＤ２４を制御して電流を遮断する。過電流閾値テーブルＴＢＬ１上のエラー情報は、システムに問題が生じたか否かを把握するために利用する情報である。

＜診断モードの動作＞
診断モードの動作例を図４に示す。すなわち、図２に示した拡張系電源分配ボックス２０Ｅ内のマイクロコンピュータ２１が、図４に示した診断モードの動作を実行することにより、実際に接続された拡張系電装機器５１〜５６に合わせて、図３に示した過電流閾値テーブルＴＢＬ１の内容を自動的に更新し、適切な電流遮断閾値を自動的に決定することが可能である。

なお、図４に示した診断モードの動作を実行する条件については、例えば車両のイグニッションスイッチがオンになった直後のタイミングや、何らかのボタンが操作された時などが考えられる。図４の動作について以下に説明する。

ステップＳ１１では、マイクロコンピュータ２１は、拡張系電源分配ボックス２０Ｅの各々の出力系統について、配下に接続された１番目の電装機器の個別電流基準値「ＣｕｒＸ」を計測し、この計測値を過電流閾値テーブルＴＢＬ１に記憶する。

例えば、拡張エンジン系幹線３２ａの出力系統を診断する場合には、１番目の拡張系電装機器５１（１）を通常の状態で動作させ、他の拡張系電装機器５１（２）を非通電（電源オフ）にした状態で、ＩＰＤ２４（１）が検出した負荷電流の値をサンプリングすることにより、個別電流基準値「ＣｕｒＡ１」を取得できる。

なお、複数の拡張系電装機器５１（１）、５１（２）の個別制御については、図示しない上位の電子制御装置（ＥＣＵ）とマイクロコンピュータ２１とが通信することにより、実現することが可能である。

ステップＳ１２では、マイクロコンピュータ２１は、拡張系電源分配ボックス２０Ｅの各々の出力系統について、配下に接続された次の（１番目以降の）電装機器の個別電流基準値「ＣｕｒＸ」を計測し、この計測値を過電流閾値テーブルＴＢＬ１に記憶する。

例えば、拡張エンジン系幹線３２ａに接続された２番目の拡張系電装機器５１（２）の個別電流基準値「ＣｕｒＡ２」を計測する場合には、１番目の拡張系電装機器５１（１）を非通電の状態に切り替え、２番目の拡張系電装機器５１（２）を通常の状態で動作させた状態で、ＩＰＤ２４（１）が検出した負荷電流の値をサンプリングし、個別電流基準値「ＣｕｒＡ２」を取得する。

マイクロコンピュータ２１は、各々の出力系統の全ての拡張系電装機器についてステップＳ１２の処理を繰り返し実行する。そして、全ての拡張系電装機器の処理が終了すると、Ｓ１３からＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、マイクロコンピュータ２１は、拡張系電源分配ボックス２０Ｅの各々の出力系統について、配下に接続された全ての電装機器のが通常の状態で動作している時の負荷電流の大きさを、加算電流基準値ＣｕｒＸｒｅｆとして計測し、この計測値を過電流閾値テーブルＴＢＬ１に記憶する。

例えば、拡張エンジン系幹線３２ａの加算電流基準値ＣｕｒＡｒｅｆを計測する場合には、接続された拡張系電装機器５１（１）及び５１（２）の両方を通常の動作状態に切り替えた状態で、ＩＰＤ２４（１）が検出した負荷電流の値をサンプリングし、この値を加算電流基準値「ＣｕｒＡｒｅｆ」とする。

ステップＳ１５では、マイクロコンピュータ２１は、各々の出力系統について、個別電流基準値の総和「ΣＣｕｒＸ」と、過電流閾値テーブルＴＢＬ１上の加算電流基準値「ＣｕｒＸｒｅｆ」とを比較する。「ΣＣｕｒＸ」と、「ＣｕｒＸｒｅｆ」とがほぼ等しい場合はＳ１５からＳ１６に進み、一致しない場合はＳ１７に進む。

例えば、拡張エンジン系幹線３２ａの出力系統については、２つの拡張系電装機器５１（１）及び５１（２）が接続されているので、過電流閾値テーブルＴＢＬ１上の２つの個別電流基準値「ＣｕｒＡ１」、「ＣｕｒＡ２」を加算した結果がそれらの総和「ΣＣｕｒＡ」になる。

例えば、Ｓ１１、Ｓ１２で計測した時の電流値が比較的安定しており、且つ正常に電流の計測動作を実行できた場合には、「ΣＣｕｒＸ」と、「ＣｕｒＸｒｅｆ」とがほぼ一致するのでＳ１６に進む。一方、Ｓ１１、Ｓ１２で計測した時の電流値の変動が激しかった場合や、電流の計測動作の際に異常が発生したような場合には、「ΣＣｕｒＸ」と、「ＣｕｒＸｒｅｆ」との間に比較的大きな差異が現れる可能性が高いので、Ｓ１７に進む。

ステップＳ１６では、マイクロコンピュータ２１は、出力系統毎に、過電流閾値テーブルＴＢＬ１上の加算電流基準値「ＣｕｒＸｒｅｆ」に基づいて、適切な電流遮断閾値ＣｕｒＸ＿ＴＨを自動的に算出し、過電流閾値テーブルＴＢＬ１に記憶する。具体例としては、次式で算出することが考えられる。

ＣｕｒＸ＿ＴＨ＝「ＣｕｒＸｒｅｆ」＋「Ｋ１＿Ｘ」＋「Ｋ２＿Ｘ」
「Ｋ１＿Ｘ」：予想される通常の電流変動量の最大値を表す定数
「Ｋ２＿Ｘ」：余裕分に相当する定数

ステップＳ１７では、マイクロコンピュータ２１は事前に定めたエラー処理を実行する。例えば、過電流閾値テーブルＴＢＬ１上のエラー情報として、エラーが発生したことを表す情報を書き込み、更にシステムの動作が異常状態であることを車両上の異常表示機能を用いて表示し、運転者等にエラーを報知する。

Ｓ１４〜Ｓ１６の処理を繰り返し、拡張系サブハーネス３２の配下に接続された全ての拡張系電装機器５１〜５６について過電流閾値テーブルＴＢＬ１のデータの更新が完了すると図４の処理を終了する。

図４の処理により過電流閾値テーブルＴＢＬ１のデータの更新が完了した後で、マイクロコンピュータ２１は各幹線３２ａ〜３２ｆに流れる負荷電流の大きさを常時監視し、検出した現在の電流値と、過電流閾値テーブルＴＢＬ１上の電流遮断閾値ＣｕｒＸ＿ＴＨとを比較する。現在の電流値が電流遮断閾値ＣｕｒＸ＿ＴＨを超えた場合には、該当する各幹線の電流を制御するＩＰＤ２４を非導通に切り替えて出力電流を遮断する。つまり、電子ヒューズとしての機能を果たす。

＜車両用電装機器接続システムの利点＞
上述の車両用電装機器接続システムにおいては、次に列記するような利点がある。
（１）拡張系電源分配ボックス２０Ｅの配下に接続する拡張系サブハーネス３２の構成を変更しなくても、各系統の幹線３２ａ〜３２ｆのいずれかに、１つ又は複数の拡張系電装機器５１〜５６を接続することができる。また、例えばユーザの要望に応じて拡張系電装機器を後で追加することもできる。

（２）拡張系サブハーネス３２の各系統の幹線３２ａ〜３２ｆについては、単一の電源線に複数の拡張系電装機器を接続することを許容するので、多数の拡張系電装機器を接続する場合に、拡張系サブハーネス３２を構成する電源線の本数を削減できる。これにより、様々な車種、様々なグレード、様々な仕向地等に対応して種類の異なるワイヤハーネスを予め用意する場合に、用意すべきワイヤハーネスの種類や品番を削減し、製造工程を簡素化したり、コストダウンを実現できる。

（３）拡張系電源分配ボックス２０Ｅは電子ヒューズを内蔵しているので、物理的なヒューズを採用する場合と比べて占有する空間を削減でき、拡張系電源分配ボックス２０Ｅの小型化が可能である。

（４）拡張系電源分配ボックス２０Ｅの電子ヒューズは、不揮発性メモリ２３に保持された電流遮断閾値を利用するので、拡張系電源分配ボックス２０Ｅの配下に接続された拡張系電装機器５１〜５６の実際の構成に合わせて、電子ヒューズの電流遮断閾値を変更することができる。

（５）図４に示した動作を実行する場合には、拡張系電源分配ボックス２０Ｅの配下に接続された拡張系電装機器５１〜５６の実際の電流消費特性に合わせて、電子ヒューズの電流遮断閾値を適切な値に自動的に更新することができる。

ここで、上述した本発明に係る車両用電装機器接続システムの実施形態の特徴をそれぞれ以下（１）〜（５）に簡潔に纏めて列記する。
（１） 複数の電装機器をワイヤハーネス（３０）を介して車両の電気系統と接続し、少なくとも車両側から電装機器それぞれに電源電力を供給するための車両用電装機器接続システムであって、
車両上の電源（車両上主電源１０）からの電源電力を分配し、前記ワイヤハーネスの標準系統（標準系サブハーネス３１）の複数の幹線（電源線３１ａ，３１ｂ）それぞれに電力を供給する標準系電力分配部（標準系電源分配ボックス２０Ｓ）と、
前記電源からの電源電力を分配し、前記ワイヤハーネスの拡張系統（拡張系サブハーネス３２）の複数の幹線（幹線３２ａ〜３２ｆ）それぞれに電力を供給する拡張系電力分配部（拡張系電源分配ボックス２０Ｅ）と、
を備えることを特徴とする車両用電装機器接続システム。
（２） 前記拡張系電力分配部には、前記ワイヤハーネスの拡張系統の複数の幹線毎にスイッチング部（ＩＰＤ２４）が設けられ、
前記スイッチング部には、前記幹線を介して複数の拡張系電装機器が接続される、
ことを特徴とする上記（１）に記載の車両用電装機器接続システム。
（３） 前記拡張系電装機器は、該拡張系電装機器の電源ラインが前記幹線に後付けされることによって、有線接続される、
ことを特徴とする上記（２）に記載の車両用電装機器接続システム。
（４） 複数の拡張系電装機器として、第１の拡張系電装機器と、第２の拡張系電装機器とを有し、
前記第１の拡張系電装機器は、前記幹線に直接接続され、
前記第２の拡張系電装機器は、該第２の拡張系電装機器の電源ラインが前記幹線に後付けされることによって、有線接続される
ことを特徴とする上記（２）に記載の車両用電装機器接続システム。
（５） 前記拡張系電力分配部に配置され、前記ワイヤハーネスの拡張系統の複数の幹線それぞれに流れる電流の大きさが遮断閾値を超えたときに、該当する電流を遮断する電子ヒューズと、
前記電子ヒューズが利用する遮断閾値のデータを保持する記憶部（不揮発性メモリ２３）と、
を備えることを特徴とする上記（１）から（４）のいずれか１項に記載の車両用電装機器接続システム。

１０ 車両上主電源
１１、１２ 電源線
１３ グランド線
２０Ｓ 標準系電源分配ボックス
２０Ｅ 拡張系電源分配ボックス
２１ マイクロコンピュータ
２２ 電圧調整回路
２３ 不揮発性メモリ
２４ ＩＰＤ
２５ 入力側電源ライン
２６ コネクタ
３０ ワイヤハーネス
３１ 標準系サブハーネス
３２ 拡張系サブハーネス
３２ａ 拡張エンジン系幹線
３２ｂ 拡張インパネ系幹線
３２ｃ 拡張ルーフ系幹線
３２ｄ 拡張ドア系幹線
３２ｅ 拡張予備１系幹線
３２ｆ 拡張予備２系幹線
４１、４２ 標準系電装機器
５１〜５６ 拡張系電装機器
ＭＦ１、ＭＦ２ メインヒューズ
ＣｕｒＸ 個別電流基準値
ＣｕｒＸｒｅｆ 加算電流基準値
ＣｕｒＸ＿ＴＨ 電流遮断閾値
ＴＢＬ１ 過電流閾値テーブル

Claims (4)

1. 複数の電装機器をワイヤハーネスを介して車両の電気系統と接続し、少なくとも車両側から電装機器それぞれに電源電力を供給するための車両用電装機器接続システムであって、
   車両上の電源からの電源電力を分配し、前記ワイヤハーネスの標準系統の複数の幹線それぞれに電力を供給する標準系電力分配部と、
   前記電源からの電源電力を分配し、前記ワイヤハーネスの拡張系統の複数の幹線それぞれに電力を供給する拡張系電力分配部と、
   を備え、
   前記拡張系電力分配部には、前記ワイヤハーネスの拡張系統の複数の幹線それぞれに流れる電流の大きさが遮断閾値を超えたときに、該当する電流を遮断する電子ヒューズと、前記電子ヒューズが利用する遮断閾値のデータを保持する記憶部と、前記電子ヒューズ及び前記記憶部と接続されたマイクロコンピュータと、が配置され、
   前記マイクロコンピュータは、前記ワイヤハーネスの拡張系統の複数の幹線それぞれについて、配下に接続された複数の拡張系電装機器の全ての動作時における負荷電流である加算電流基準値と、前記複数の拡張系電装機器それぞれの個別の動作時における負荷電流である複数の個別電流基準値と、を計測し、前記複数の個別電流基準値の総和と前記加算電流基準値とが一致する場合には、前記加算電流基準値に基づいて新たな前記遮断閾値を算出し、前記記憶部に保持される前記遮断閾値を前記新たな遮断閾値に更新する、
   ことを特徴とする車両用電装機器接続システム。
2. 前記拡張系電力分配部には、前記ワイヤハーネスの拡張系統の複数の幹線毎にスイッチング部が設けられ、
   前記スイッチング部には、前記幹線を介して複数の拡張系電装機器が接続される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用電装機器接続システム。
3. 前記拡張系電装機器は、該拡張系電装機器の電源ラインが前記幹線に後付けされることによって、有線接続される、
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両用電装機器接続システム。
4. 複数の拡張系電装機器として、第１の拡張系電装機器と、第２の拡張系電装機器とを有し、
   前記第１の拡張系電装機器は、前記幹線に直接接続され、
   前記第２の拡張系電装機器は、該第２の拡張系電装機器の電源ラインが前記幹線に後付けされることによって、有線接続される
   ことを特徴とする請求項２に記載の車両用電装機器接続システム。

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