JP7014144B2 - 電力分配装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のバッテリから供給される電力を複数の負荷へ分配する電力分配装置に関する。

車両においては、バッテリに蓄積された電力を複数の車載装置（負荷）へ供給するため、バッテリ及び複数の車載装置の間に電源ボックス等と呼ばれる電力分配装置が設けられる。電力分配装置には、バッテリから電力が供給される電力線が接続されると共に、各負荷への電力供給のための電力線が接続される。これら複数の電力線は、車両内において適宜に配置される。電力分配装置は、バッテリから供給される電力を複数の負荷へ分配する。

特許文献１においては、副電池から外部への給電が、主電池の故障等で妨げられにくい車載用電源装置が提案されている。この車載用電源装置では、主電池及び副電池が導通状態／非導通状態が切り替え可能な導体部で接続される。導体部は、正常時において導通状態であり、主電池の電圧低下に起因して導通状態から非導通状態へ切り替えられる。

特開２０１７－５２４７３号公報

近年、車両の自動運転機能の研究開発が広くなされている。自動運転機能を備える車両と、自動運転機能を備えない車両とでは、車両に搭載される装置の数に差がある。また自動運転機能を備える車両では、バッテリの故障等に対する耐性を高めるため、複数のバッテリを搭載して電力供給に冗長性を持たせることが考えられる。車両に複数のバッテリが搭載される場合には、自動運転機能とは異なる機能に関する車載装置についても、電力供給に冗長性を持たせることが望ましい。このように、自動運転機能を備える車両と、自動運転機能を備えない車両とでは電力供給に関する構成が相違するため、各車両に適した電力分配装置が必要となる。

しかしながら、バリエーション又はグレード等の展開により、同じ車種で自動運転機能を備える車両と、自動運転機能を備えない車両とが製造されることが考えられる。このような場合、両車両の装置及び部品等を出来るだけ共用することが望まれる。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電力供給に関する構成が異なる車両であっても、共用することが比較的容易な電力分配装置を提供することにある。

本態様に係る電力分配装置は、車両に搭載されたバッテリに接続される電力線、及び、前記車両に搭載された負荷に接続される複数の電力線が接続され、前記バッテリから供給される電力を複数の前記負荷に分配する電力分配装置であって、前記バッテリに接続される電力線、及び、前記車両に搭載された第１系統の負荷に接続される電力線に電気的に接続される第１電力供給経路と、前記バッテリに接続される電力線に接続されず、前記車両に搭載された第２系統の負荷に接続される電力線に電気的に接続される第２電力供給経路と、前記車両に搭載された第２バッテリに接続される電力線に電気的に接続される第３電力供給経路を有する追加分配装置を取り付ける取付部とを備え、前記取付部に前記追加分配装置を取り付けた場合に、前記第２電力供給経路及び前記第３電力供給経路が導通する。

上記によれば、電力供給に関する構成が異なる車両であっても、同じ電力分配装置を共用することが比較的容易である。

本実施の形態に係る車載電力供給システムの概要を説明するための模式図である。 本実施の形態に係る車載電力供給システムの概要を説明するための模式図である。 第１系統負荷～第４系統負荷の一例を示す表である。 本実施の形態に係る電源ボックス及び第１アドオンボックスの構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係る電源ボックス及び第２アドオンボックスの構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る車載電力供給システムの構成を示す模式図である。 実施の形態３に係る車載電力供給システムの構成を示す模式図である。

［本発明の実施の形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

（１）本態様に係る電力分配装置は、車両に搭載されたバッテリに接続される電力線、及び、前記車両に搭載された負荷に接続される複数の電力線が接続され、前記バッテリから供給される電力を複数の前記負荷に分配する電力分配装置であって、前記バッテリに接続される電力線、及び、前記車両に搭載された第１系統の負荷に接続される電力線に電気的に接続される第１電力供給経路と、前記バッテリに接続される電力線に接続されず、前記車両に搭載された第２系統の負荷に接続される電力線に電気的に接続される第２電力供給経路とを備える。

本態様にあっては、車両のバッテリに接続される電力線と、車両の第１系統の負荷に接続される電力線と、車両の第２系統の負荷に接続される電力線とが、電力分配装置に接続される。電力分配装置には、バッテリに接続される電力線と、第１系統の負荷に接続される電力線とに電気的に接続される第１電力供給経路が備えられる。また電力分配装置には、バッテリに接続される電力線には接続されず、且つ、第２系統の負荷に接続される電力線に電気的に接続される第２電力供給経路が備えられる。第１電力供給経路及び第２電力供給経路は、電気的に接続されない。
即ち本態様の電力分配装置は、第１系統の負荷をバッテリに対して電気的に接続し、第２系統の負荷はバッテリに対して電気的に接続しない構成である。例えば第１系統の負荷及び第２系統の負荷を共にバッテリに接続する車両の場合、電力分配装置の第１電力供給経路及び第２電力供給経路を電気的に接続すればよい。また例えば、第１系統の負荷をバッテリに接続し、第２系統の負荷を第２のバッテリに接続する車両の場合、電力分配装置の第２電力供給経路に第２のバッテリを接続すればよい。このように、電力分配装置が第２系統の負荷をバッテリに接続しない構成とすることによって、電力供給に関する構成が異なる車両であっても、同じ電力分配装置を共用することが容易化される。

（２）前記第１電力供給経路及び前記第２電力供給経路を導通させる導通装置を取り付ける取付部を備えることが好ましい。

本態様にあっては、第１電力供給経路及び第２電力供給経路を導通させる導通装置を取り付けるための取付部を電力分配装置が備える。電力分配装置に導通装置を取り付けることによって、第１電力供給経路及び第２電力供給経路を導通させ、バッテリと第２系統の負荷とを電気的に接続することができる。

（３）前記車両に搭載された第２バッテリに接続される電力線に電気的に接続される第３電力供給経路を有する追加分配装置を取り付ける取付部を備え、前記取付部に前記追加分配装置を取り付けた場合に、前記第２電力供給経路及び前記第３電力供給経路が導通することが好ましい。

本態様にあっては、車両の第２バッテリに接続される電力線が接続される追加分配装置を取り付けるための取付部を電力分配装置が備える。追加分配装置には、第２バッテリに接続される電力線に電気的に接続される第３電力供給経路が備えられる。
追加分配装置を電力分配装置に取り付けた場合、電力分配装置の第２電力供給経路及び追加分配装置の第３電力供給経路が導通する。即ち、車両の第２バッテリに第２系統の負荷及び第３系統の負荷が接続される。よって、追加分配装置を電力分配装置に取り付けることによって、車両に搭載された２つのバッテリの電力を、複数の負荷に対して適宜に分配することができる。

（４）前記追加分配装置の前記第３電力供給経路は、前記車両に搭載された第３系統の負荷に接続され、前記追加分配装置は、前記第２バッテリに接続される電力線に接続されず、前記車両に搭載された第４系統の負荷に接続される電力線に電気的に接続される第４電力供給経路を有し、前記取付部に前記追加分配装置を取り付けた場合に、前記第１電力供給経路及び前記第４電力供給経路が導通することが好ましい。

本態様にあっては、車両の第３系統の負荷に接続される電力線と、車両の第４系統の負荷に接続される電力線とが追加分配装置に接続される。追加分配装置の第３電力供給経路には、第３系統の負荷に接続される電力線に電気的に接続される。また追加分配装置には、第２バッテリに接続される電力線には接続されず、且つ、第４系統の負荷に接続される電力線に電気的に接続される第４電力供給経路が備えられる。第３電力供給経路及び第４電力供給経路は、電気的に接続されない。
追加分配装置を電力分配装置に取り付けた場合、電力分配装置の第１電力供給経路及び追加分配装置の第４電力供給経路が導通し、電力分配装置の第２電力供給経路及び追加分配装置の第３電力供給経路が導通する。即ち、車両のバッテリに第１系統の負荷及び第４系統の負荷が接続され、第２バッテリに第２系統の負荷及び第３系統の負荷が接続される。よって、追加分配装置を電力分配装置に取り付けることによって、車両に搭載された２つのバッテリの電力を、複数の負荷に対して適宜に分配することができる。

（５）前記第１電力供給経路及び前記第２電力供給経路を導通させる導通装置、又は、前記車両に搭載された第２バッテリに接続される電力線及び前記車両に搭載された第３系統の負荷に接続される電力線に電気的に接続される第３電力供給経路と、前記第２バッテリに接続される電力線に接続されず、前記車両に搭載された第４系統の負荷に接続される電力線に電気的に接続される第４電力供給経路とを有する追加分配装置のいずれか１つを選択的に取り付ける取付部を備え、前記取付部に前記追加分配装置を取り付けた場合に、前記第１電力供給経路及び前記第４電力供給経路が導通し、前記第２電力供給経路及び前記第３電力供給経路が導通することが好ましい。

本態様にあっては、電力分配装置に取付部には、上述の導通装置又は追加分配装置のいずれか１つを選択的に取り付けることができる。これにより、電力供給に関する構成が異なる車両であっても、各構成に応じて導通装置又は追加分配装置のいずれか１つを選択的に電力分配装置に取り付けることで対応可能となるため、同じ構成の電力分配装置を共用することができる。

（６）前記第３系統の負荷及び前記第４系統の負荷は、前記車両の自動運転に係る負荷であることが好ましい。

本態様にあっては、追加分配装置に接続される第３系統の負荷及び第４系統の負荷は、車両の自動運転に係る負荷である。これにより、自動運転機能を備えない車両については、自動運転以外の機能に係る負荷を電力分配装置に接続し、電力分配装置に導通装置を取り付けることで、バッテリから供給される電力を車両の各負荷に供給することができる。自動運転機能を備える車両については、自動運転に係る負荷が接続される追加分配装置を電力分配装置に取り付けることによって、２つのバッテリから供給される電力を車両の第１系統の負荷及び第４系統の負荷と第２系統の負荷及び第３系統の負荷とに分けて供給することができる。

（７）前記追加分配装置は、前記第３電力供給経路及び前記第４電力供給経路の導通／遮断を切り替えるスイッチと、前記第３電力供給経路又は前記第４電力供給経路の異常検知に応じて前記スイッチを導通させる制御を行う制御部とを有することが好ましい。

本態様にあっては、追加分配装置には第３電力供給経路及び第４電力供給経路の導通／遮断を切り替えるスイッチが設けられ、第３電力供給経路又は第４電力供給経路の異常検知に応じてスイッチが導通される。これにより、例えば車両のバッテリ又は第２バッテリのいずれかが故障して電力供給が絶たれた場合等に、故障していないバッテリ又は第２バッテリからの電力を第１系統～第４系統の負荷へ供給することができる。

（８）前記第１電力供給経路及び前記第２電力供給経路の導通／遮断を切り替えるスイッチと、前記第１電力供給経路又は前記第２電力供給経路の異常検知に応じて前記スイッチを導通させる制御を行う制御部とを備えることが好ましい。

本態様にあっては、電力分配装置には第１電力供給経路及び第２電力供給経路の導通／遮断を切り替えるスイッチが設けられ、第１電力供給経路又は第２電力供給経路の異常検知に応じてスイッチが導通される。これにより、例えば車両のバッテリ又は第２バッテリのいずれかが故障して電力供給が絶たれた場合等に、故障していないバッテリ又は第２バッテリからの電力を第１系統～第４系統の負荷へ供給することができる。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る電力分配装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

＜実施の形態１＞
図１及び図２は、本実施の形態に係る車載電力供給システムの概要を説明するための模式図である。図１には自動運転機能を備えない車両１ａに搭載される車載電力供給システムの例を示し、図２には自動運転機能を備える車両１ｂに搭載される車載電力供給システムの例を示している。図１に示すように、自動運転機能を備えない車両１ａに搭載される車載電力供給システムは、メインバッテリ２、第１系統負荷３、第２系統負荷４、電源ボックス１０及び第１アドオンボックス２０を備えて構成されている。メインバッテリ２は電力線２ａを介して電源ボックス１０に接続され、第１系統負荷３は電力線３ａを介して電源ボックス１０に接続され、第２系統負荷４は電力線４ａを介して電源ボックス１０に接続されている。

メインバッテリ２は、例えば鉛蓄電池又はリチウムイオン電池等の蓄電装置である。メインバッテリ２は、車両１ａに搭載されたオルタネータ等の発電機が発電した電力を蓄積すると共に、発電機が動作していない場合に車両１ａの負荷に対する電力供給を行う。第１系統負荷３及び第２系統負荷４は、例えば車両１ａに搭載されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）、ゲートウェイ、センサ、ライト又はアクチュエータ等の種々の電気装置が含まれる。なお図１及び図２においては、第１系統負荷３及び第２系統負荷をそれぞれ１つずつ図示しているが、実際には第１系統負荷３及び第２系統負荷４にはそれぞれ複数の負荷が含まれている。これらの複数の負荷は、それぞれ個別の電力線を介して電源ボックス１０に接続されてもよく、共通の電力線を介して電源ボックス１０に接続されてもよい。

電源ボックス１０は、電力線２ａを介して接続されるメインバッテリ２から供給される電力を、電力線３ａを介して接続される第１系統負荷３及び電力線４ａを介して接続される第２系統負荷４に分配する装置である。電源ボックス１０には、メインバッテリ２からの電力線２ａ及び第１系統負荷３への電力線３ａを電気的に接続する第１電力供給経路１１と、メインバッテリ２からの電力線２ａには接続されず、第２系統負荷４への電力線４ａに電気的に接続される第２電力供給経路１２とが設けられている。電源ボックス１０内において第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２は、電気的に接続されていない。

本実施の形態に係る電源ボックス１０は、アドオンボックスを取り付けて使用する必要がある。アドオンボックスには複数の種類が存在してよく、電源ボックス１０にはこれら複数の種類のアドオンボックスのうちの１つが選択的に取り付けられる。図１に示す第１アドオンボックス２０は、電源ボックス１０の第１電力供給経路１１と第２電力供給経路１２とを導通させる導通経路２１が設けられている。第１アドオンボックス２０が電源ボックス１０に取り付けられることによって、第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２が導通経路２１を介して電気的に接続される。これによりメインバッテリ２からの電力が第２系統負荷４へ供給される。

図２に示すように、自動運転機能を備える車両１ｂに搭載される車載電力供給システムは、メインバッテリ２、第１系統負荷３、第２系統負荷４、サブバッテリ５、第３系統負荷６、第４系統負荷７、電源ボックス１０及び第２アドオンボックス３０を備えて構成されている。電源ボックス１０と、これに接続されるメインバッテリ２、第１系統負荷３及び第２系統負荷４については、図１に示した車載電力供給システムと同じである。図２に示す車載電力供給システムは、図１に示した車載電力供給システムの第１アドオンボックス２０に代えて、第２アドオンボックス３０を電源ボックス１０に取り付けた構成である。サブバッテリ５は電力線５ａを介して第２アドオンボックス３０に接続され、第３系統負荷６は電力線６ａを介して第２アドオンボックス３０に接続され、第４系統負荷７は電力線７ａを介して第２アドオンボックス３０に接続されている。

サブバッテリ５は、例えば鉛蓄電池又はリチウムイオン電池等の蓄電装置であり、メインバッテリ２と同様の構成の装置であってよく、メインバッテリ２とは異なる構成の装置であってもよい。第３系統負荷６及び第４系統負荷７は、例えば車両１ｂに搭載された自動運転機能を実現するためのセンサ、カメラ及び制御装置等の電気装置が含まれる。なお図２のおいては、第３系統負荷６及び第４系統負荷７をそれぞれ１つずつ図示しているが、実際には第３系統負荷６及び第４系統負荷７にはそれぞれ複数の負荷が含まれている。これらの複数の負荷は、それぞれ個別の電力線を介して第２アドオンボックス３０に接続されてもよく、共通の電力線を介して第２アドオンボックス３０に接続されてもよい。

第２アドオンボックス３０は、電源ボックス１０に取り付けて用いられる。第２アドオンボックス３０には、サブバッテリ５からの電力線５ａ及び第３系統負荷６への電力線６ａを電気的に接続する第３電力供給経路３１と、サブバッテリ５からの電力線５ａには接続されず、第４系統負荷７への電力線７ａに電気的に接続される第４電力供給経路３２とが設けられている。第２アドオンボックス３０内において第３電力供給経路３１及び第４電力供給経路３２は、電気的に接続されていない。

第２アドオンボックス３０が電源ボックス１０に取り付けられることによって、電源ボックス１０の第１電力供給経路１１及び第２アドオンボックス３０の第４電力供給経路３２が電気的に接続され、且つ、電源ボックス１０の第２電力供給経路１２及び第２アドオンボックス３０の第３電力供給経路３１が電気的に接続される。これにより、メインバッテリ２からの電力が第１系統負荷３及び第４系統負荷７へ供給され、サブバッテリ５からの電力が第２系統負荷４及び第３系統負荷６へ供給される。

図３は、第１系統負荷３～第４系統負荷７の一例を示す表である。なお図３に示す表中において、破線で囲まれた機能はメインバッテリ２からの電力供給を受ける負荷であり、一点鎖線で囲まれた機能はサブバッテリ５からの電力供給を受ける負荷である。図示の例では、自動運転機能を備えていない車両１ａ及び自動運転機能を備える車両１ｂに共通する一般機能の負荷として、ステアバイワイヤ装置（メイン）、ステアバイワイヤ装置（サブ）、右ヘッドランプ及び左ヘッドランプ等の負荷が挙げられている。なお、図示の一般機能の負荷は一例であり、これら以外の負荷が車両１ａ，１ｂに搭載されてもよい。

ステアバイワイヤ装置は、車両のステアリングホイールに対する運転者の操作を検知し、検知した操作に応じて車両１ａ，１ｂの操舵を行う装置である。図示の例では車両１ａ，１ｂにメイン及びサブの２つのステアバイワイヤ装置が設けられているが、これは装置の故障等が発生した際の動作を補うことを目的としたものである。２つのステアバイワイヤ装置のうち、少なくともいずれか一方が動作していれば、車両１ａ，１ｂの操舵が行われる。ヘッドランプは車両１ａ，１ｂの前方を照射するランプであり、車両１ａ，１ｂの左右に設けられる。

自動運転機能を備えていない車両１ａには、メインバッテリ２の１つが搭載されており、メイン及びサブのステアバイワイヤ装置と、左右のヘッドランプとは共にメインバッテリ２に接続されて、メインバッテリ２からの電力を受けて動作する。これに対して自動運転機能を備えた車両１ｂには、メインバッテリ２及びサブバッテリ５の２つのバッテリが搭載されている。２つのステアバイワイヤ装置は、いずれか一方のバッテリに故障等が発生して一方のステアバイワイヤ装置が動作不能となった場合であっても、他方のステアバイワイヤ装置が動作可能となるよう、例えばメインのステアバイワイヤ装置がメインバッテリ２に接続され、サブのステアバイワイヤ装置がサブバッテリ５に接続される。また左右のヘッドランプについても同様に、いずれか一方のバッテリに故障等が発生して一方のヘッドランプが動作不能となった場合であっても、他方のヘッドランプが動作可能となるよう、例えば右ヘッドランプがメインバッテリ２に接続され、左ヘッドランプがサブバッテリ５に接続される。

即ち、図３に示した一般機能の負荷を、図１及び図２に示したシステム構成に当てはめると、メインのステアバイワイヤ装置及び右ヘッドランプは第１系統負荷３に相当し、サブのステアバイワイヤ装置及び左ヘッドランプは第２系統負荷４に相当する。

また図３には、自動運転機能を備える車両１ｂに搭載される自動運転機能の負荷として、ＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging）及びカメラ等の負荷が挙げられている。なお、図示の自動運転機能の負荷は一例であり、これら以外の負荷が車両１ｂに搭載されてもよい。ＬｉＤＡＲはレーザ光の照射及び反射波の検知を行うことによって、対象物との距離等を測定するセンサであり、車両１ｂには複数個のＬｉＤＡＲが搭載され得る。カメラは、車両１ｂの周辺を撮像する装置である。ＬｉＤＡＲ及びカメラは、車両１ｂの自動運転を行うために、車両１ｂの周辺に存在する他車両、人及び物等を検知するための装置である。これらの負荷は、自動運転機能を備えていない車両１ａには搭載されていない。

車両１ｂに搭載されたメインバッテリ２及びサブバッテリ５のいずれか一方に故障等が発生した場合であっても、車両１ｂの自動運転機能は動作が継続される必要がある。ＬｉＤＡＲ及びカメラは、いずれも車両１ｂの周辺物を検知するための装置であり、一方が他方を補うことができる。そこで本例では、ＬｉＤＡＲ及びカメラがそれぞれ別のバッテリに接続される構成を採用している。例えば、ＬｉＤＡＲがメインバッテリ２に接続され、カメラがサブバッテリ５に接続される。

即ち、図３に示した自動運転機能の負荷を、図２に示したシステム構成に当てはめると、ＬｉＤＡＲは第４系統負荷７に相当し、カメラは第３系統負荷６に相当する。

図４は、本実施の形態に係る電源ボックス１０及び第１アドオンボックス２０の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る電源ボックス１０は、電力線２ａ，３ａ，４ａを接続するためのコネクタ１３，１４，１５と、第１アドオンボックス２０又は第２アドオンボックス３０を取り付けるための取付部１６とを備えている。コネクタ１３は、メインバッテリ２からの電力線２ａが着脱可能に接続される。コネクタ１４は、一又は複数の第１系統負荷３への一又は複数の電力線３ａが着脱可能に接続される。コネクタ１５は、一又は複数の第２系統負荷４への一又は複数の電力線４ａが着脱可能に接続される。なお図示の例では、第１系統負荷３及び第２系統負荷４がそれぞれ２つずつ示されているが、第１系統負荷３及び第２系統負荷４は１つ又は３つ以上であってよい。またコネクタ１３～１５は、電源ボックス１０に個別に設けられるのではなく、実質的に１つのコネクタであってもよい。

取付部１６は、第１アドオンボックス２０又は第２アドオンボックス３０のいずれか一方を選択的に取り付けることが可能である。取付部１６は、第１アドオンボックス２０又は第２アドオンボックス３０との電気的な接続を行うための２つの端子１６ａ，１６ｂを有している。電源ボックス１０の内部において、一方の端子１６ａは、第１電力供給経路１１を介してコネクタ１３，１４に電気的に接続されている。他方の端子１６ｂは、第２電力供給経路１２を介してコネクタ１５に電気的に接続されている。

本実施の形態に係る第１アドオンボックス２０は、電源ボックス１０の取付部１６に取り付けられるための取付部２２を備えている。取付部２２は、電源ボックス１０の取付部１６に設けられた２つの端子１６ａ，１６ｂに接続される２つの端子２２ａ，２２ｂを有している。第１アドオンボックス２０の内部において２つの端子２２ａ，２２ｂは、導通経路２１を介して電気的に接続されている。

電源ボックス１０の取付部１６及び第１アドオンボックス２０の取付部２２は例えば嵌合等の態様で取り付けが行われ、更にはネジ止め又は溶接等により電源ボックス１０及び第１アドオンボックス２０は取り外し不可能に固定されてもよい。電源ボックス１０に第１アドオンボックス２０が取り付けられた場合、電源ボックス１０の端子１６ａ及び第１アドオンボックス２０の端子２２ａが電気的に接続され、電源ボックス１０の端子１６ｂ及び第１アドオンボックス２０の端子２２ｂが電気的に接続される。

これにより、電源ボックス１０に第１アドオンボックス２０が取り付けられた場合、電源ボックス１０の第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２が第１アドオンボックス２０の導通経路２１を介して電気的に接続される。車両１ａのメインバッテリ２からの電力は、電力線２ａ、電源ボックス１０のコネクタ１３、第１電力供給経路１１、取付部１６の端子１６ａ、第１アドオンボックス２０の取付部２２の端子２２ａ、導通経路２１、端子２２ｂ、電源ボックス１０の取付部１６の端子１６ｂ、第２電力供給経路１２、コネクタ１５及び電力線４ａを介して、第２系統負荷４へ供給される。またメインバッテリ２からの電力は、電力線２ａ、電源ボックス１０のコネクタ１３、第１電力供給経路１１、コネクタ１４及び電力線３ａを介して、第１系統負荷３へ供給される。

図５は、本実施の形態に係る電源ボックス１０及び第２アドオンボックス３０の構成を示すブロック図である。なお図５に示す電源ボックス１０の構成は、図４に示した電源ボックス１０の構成と同じである。本実施の形態に係る第２アドオンボックス３０は、電力線５ａ，６ａ，７ａを接続するためのコネクタ３３，３４，３５と、電源ボックス１０の取付部１６に取り付けられるための取付部３６とを備えている。コネクタ３３は、サブバッテリ５からの電力線５ａが着脱可能に接続される。コネクタ３４は、一又は複数の第３系統負荷６への一又は複数の電力線６ａが着脱可能に接続される。コネクタ３５は、一又は複数の第４系統負荷７への一又は複数の電力線７ａが着脱可能に接続される。なお図示の例では、第３系統負荷６及び第４系統負荷７がそれぞれ２つずつ示されているが、第３系統負荷６及び第４系統負荷７は１つ又は３つ以上であってよい。またコネクタ３３～３５は、第２アドオンボックス３０に個別に設けられるのではなく、実質的に１つのコネクタであってもよい。

第２アドオンボックス３０の取付部３６は、電源ボックス１０の取付部１６に設けられた２つの端子１６ａ，１６ｂに接続される２つの端子３６ａ，３６ｂを有している。第２アドオンボックス３０の内部において、一方の端子３６ａは、第４電力供給経路３２を介してコネクタ３５に電気的に接続されている。他方の端子３６ｂは、第３電力供給経路３１を介してコネクタ３３，３４に電気的に接続されている。

電源ボックス１０の取付部１６及び第２アドオンボックス３０の取付部３６は例えば嵌合等の態様で取り付けが行われ、更にはネジ止め又は溶接等により電源ボックス１０及び第２アドオンボックス３０は取り外し不可能に固定されてもよい。電源ボックス１０に第２アドオンボックス３０が取り付けられた場合、電源ボックス１０の端子１６ａ及び第２アドオンボックス３０の端子３６ａが電気的に接続され、電源ボックス１０の端子１６ｂ及び第２アドオンボックス３０の端子３６ｂが電気的に接続される。

これにより、電源ボックス１０に第２アドオンボックス３０が取り付けられた場合、電源ボックス１０の第１電力供給経路１１と第２アドオンボックス３０の第４電力供給経路３２とは、取付部１６の端子１６ａ及び取付部３６の端子３６ａを介して電気的に接続される。また、電源ボックス１０の第２電力供給経路１２と第２アドオンボックス３０の第３電力供給経路３１とは、取付部１６の端子１６ｂ及び取付部３６の端子３６ｂを介して電気的に接続される。車両１ｂのメインバッテリ２からの電力は、電力線２ａ、電源ボックス１０のコネクタ１３、第１電力供給経路１１、取付部１６の端子１６ａ、第２アドオンボックス３０の取付部３６の端子３６ａ、第４電力供給経路３２、コネクタ３５及び電力線７ａを介して、第４系統負荷７へ供給される。またメインバッテリ２からの電力は、電力線２ａ、電源ボックス１０のコネクタ１３、第１電力供給経路１１、コネクタ１４及び電力線３ａを介して、第１系統負荷３へ供給される。

また、車両１ｂのサブバッテリ５からの電力は、電力線５ａ、第２アドオンボックス３０のコネクタ３３、第３電力供給経路３１、取付部３６の端子３６ｂ、電源ボックス１０の取付部１６の端子１６ｂ、第２電力供給経路１２、コネクタ１５及び電力線４ａを介して、第２系統負荷４へ供給される。またサブバッテリ５からの電力は、電力線５ａ、コネクタ３３、第３電力供給経路３１、コネクタ３４及び電力線６ａを介して、第３系統負荷６へ脅威球される。

以上の構成の本実施の形態に係る車載電力供給システムでは、車両１ａ，１ｂのメインバッテリ２に接続される電力線２ａと、第１系統負荷３に接続される電力線３ａと、第２系統負荷４に接続される電力線４ａとが、電源ボックス１０に接続される。電源ボックス１０は、メインバッテリ２に接続される電力線２ａと、第１系統負荷３に接続される電力線３ａとに電気的に接続される第１電力供給経路１１を備える。また電源ボックス１０は、メインバッテリ２に接続される電力線２ａには接続されず、且つ、第２系統負荷４に接続される電力線４ａに電気的に接続される第２電力供給経路１２を備える。第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２は、電気的に接続されない。

即ち本実施の形態に係る電源ボックス１０は、第１系統負荷３をメインバッテリ２対して電気的に接続し、第２系統負荷４をメインバッテリ２に電気的に接続しない。例えば第１系統負荷３及び第２系統負荷４を共にメインバッテリ２に接続する車両１ａの場合、電源ボックス１０の第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２を電気的に接続すればよい。また例えば第１系統負荷３をメインバッテリ２に接続し、第２系統負荷４をサブバッテリ５に接続する車両１ｂの場合、電源ボックス１０の第２電力供給経路１２にサブバッテリ５を接続すればよい。このように、電源ボックス１０が第２系統負荷４をメインバッテリ２に接続しない構成とすることによって、電力供給に関する構成が異なる車両１ａ，１ｂであっても、同じ電源ボックス１０を共用することが容易化される。

また本実施の形態に係る電源ボックス１０は、第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２を導通させる第１アドオンボックス２０を取り付けるための取付部１６を備えている。電源ボックス１０に第１アドオンボックス２０を取り付けることによって、第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２が導通し、メインバッテリ２と第２系統負荷４とを電気的に接続することができる。

また本実施の形態に係る電源ボックス１０は、車両１ｂのサブバッテリ５に接続される電力線５ａと、第３系統負荷６に接続される電力線６ａと、第４系統負荷７に接続される電力線７ａとが接続される第２アドオンボックス３０を取り付けるための取付部１６を備える。第２アドオンボックス３０は、サブバッテリ５に接続される電力線５ａと、第３系統負荷６に接続される電力線６ａとに電気的に接続される第３電力供給経路３１を備える。第２アドオンボックス３０は、サブバッテリ５に接続される電力線５ａには接続されず、且つ、第４系統負荷７に接続される電力線７ａに電気的に接続される第４電力供給経路３２を備える。第３電力供給経路３１及び第４電力供給経路３２は、電気的に接続されない。

第２アドオンボックス３０を電源ボックス１０に取り付けた場合、電源ボックス１０の第１電力供給経路１１及び第２アドオンボックス３０の第４電力供給経路３２が導通し、電源ボックス１０の第２電力供給経路１２及び第２アドオンボックス３０の第３電力供給経路３１が導通する。即ち、車両１ｂのメインバッテリ２に第１系統負荷３及び第４系統負荷７が接続され、サブバッテリ５に第２系統負荷４及び第３系統負荷６が接続される。よって、第２アドオンボックス３０を電源ボックス１０に取り付けることによって、車両１ｂに搭載されたメインバッテリ２及びサブバッテリ５の電力を、複数の負荷に対して適宜に分配することができる。

また本実施の形態に係る電源ボックス１０は、上述の第１アドオンボックス２０又は第２アドオンボックス３０のいずれか１つを取付部１６に選択的に取り付けることができる。これにより、電力供給に関する構成が異なる車両１ａ，１ｂであっても、各構成に応じて第１アドオンボックス２０又は第２アドオンボックス３０のいずれか１つを選択的に電源ボックス１０に取り付けることで対応可能となるため、同じ構成の電源ボックス１０を異なる車両１ａ，１ｂで共用することができる。

また本実施の形態に係る車載電力供給システムでは、第２アドオンボックス３０に接続される第３系統負荷６及び第４系統負荷７は、例えばＬｉＤＡＲ及びカメラ等の車両１ｂの自動運転機能に係る負荷である。これにより、自動運転機能を備えない車両１ａについては、自動運転以外の機能に係る負荷を電源ボックス１０に接続し、電源ボックス１０に第１アドオンボックス２０を取り付けることで、メインバッテリ２から供給される電力を車両１ａの各負荷に供給することができる。自動運転機能を備える車両１ｂについては、自動運転機能に係る負荷が接続される第２アドオンボックス３０を電源ボックス１０に取り付けることによって、メインバッテリ２及びサブバッテリ５から供給される電力を第１系統負荷３及び第４系統負荷７と、第２系統負荷４及び第３系統負荷６とに分けて供給することができる。

なお本実施の形態においては、電源ボックス１０の第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２を導通させる装置を第１アドオンボックス２０としたが、第１アドオンボックス２０は必ずしもボックスの形態でなくてよく、例えば第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２を導通させる金属棒等の金具であってもよく、これ以外の形態であってもよい。また電源ボックス１０に対する第１アドオンボックス２０又は第２アドオンボックス３０の取り付けは、電源ボックス１０の製造段階において行われてもよく、第１アドオンボックス２０又は第２アドオンボックス３０が取り付けられた状態の電源ボックス１０が、電源ボックスとして販売され得る。また本実施の形態においては、バッテリからの電力を負荷に分配する装置を電源ボックスとしたが、この装置は例えばジャンクションボックス等の別の名称で呼ばれ得る。

＜実施の形態２＞
図６は、実施の形態２に係る車載電力供給システムの構成を示す模式図である。実施の形態２に係る車載電力供給システムでは、電源ボックス１０及び第１アドオンボックス２０の構成は実施の形態１と同じであるが、第２アドオンボックス３０の構成が実施の形態１とは異なる。実施の形態２に係る第２アドオンボックス３０は、第３電力供給経路３１及び第４電力供給経路３２の間に設けられたスイッチＳＷと、このスイッチＳＷの通電／遮断を切り替える制御を行う制御部８とを備えている。スイッチＳＷが通電状態とされることによって、第２アドオンボックス３０の第３電力供給経路３１及び第４電力供給経路３２が電気的に接続される。

制御部８は、第３電力供給経路３１及び第４電力供給経路３２の電圧値又は電流値等を測定し、測定結果に基づいて第３電力供給経路３１又は第４電力供給経路３２の異常を検知する。例えば制御部８は、電力供給経路の電圧値が閾値より低い場合にこの電力供給経路に異常が発生したと判断することができる。制御部８は、第３電力供給経路３１及び第４電力供給経路３２に異常が生じていない場合にスイッチＳＷを遮断し、第３電力供給経路３１又は第４電力供給経路３２に異常を検知した場合にスイッチＳＷを導通する制御を行う。

なお制御部８は、例えばマイクロコントローラを用いて構成される。制御部８は、第３電力供給経路３１及び第４電力供給経路３２の双方から電力供給を受けて動作し、いずれか一方の電力供給経路に異常が生じた場合であっても、他方の電力供給経路に異常がなければスイッチＳＷの制御を行うことができる。制御部８には、メインバッテリ２及びサブバッテリ５から供給される電力の電圧値を、マイクロコントローラ等の動作に適した電圧値に変換する電圧変換回路が含まれていてもよい。

以上の構成の実施の形態２に係る車載電力供給システムでは、第２アドオンボックス３０が第３電力供給経路３１及び第４電力供給経路３２の通電／遮断を切り替えるスイッチＳＷを備え、第３電力供給経路３１又は第４電力供給経路３２の異常検知に応じて制御部８がスイッチＳＷを導通する。これにより、例えば車両１ｂのメインバッテリ２又はサブバッテリ５のいずれかが故障して電力供給が断たれた場合等に、故障していないメインバッテリ２又はサブバッテリ５からの電力を第１系統負荷３、第２系統負荷４、第３系統負荷６及び第４系統負荷７へ供給することができる。

なお実施の形態２においては、第２アドオンボックス３０にスイッチＳＷの通電／遮断の制御を行う制御部８が設けられているが、これに限るものではなく、スイッチＳＷは第２アドオンボックス３０の外部の装置からの制御により通電／遮断が切り替えられる構成であってもよい。

実施の形態２に係る車載電力供給システムのその他の構成は、実施の形態１に係る車載電力供給システムと同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

＜実施の形態３＞
図７は、実施の形態３に係る車載電力供給システムの構成を示す模式図である。実施の形態３に係る車載電力供給システムでは、電源ボックス１０にスイッチＳＷ及び制御部８が設けられる。実施の形態３に係る電源ボックス１０は、第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２の間に設けられたスイッチＳＷと、このスイッチＳＷの通電／遮断を切り替える制御を行う制御部８とを備えている。スイッチＳＷが通電状態とされることによって、電源ボックス１０の第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路が電気的に接続される。

制御部８は、第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２の電圧値又は電流値等を測定し、測定結果に基づいて第１電力供給経路１１又は第２電力供給経路１２の異常を検知する。制御部８は、第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２に異常が生じていない場合にスイッチＳＷを遮断し、第１電力供給経路１１又は第２電力供給経路１２に異常を検知した場合にスイッチＳＷを導通する制御を行う。

ただし、図７には電源ボックス１０に第２アドオンボックス３０を取り付け、自動運転機能を備える車両１ｂに搭載される場合の構成が図示されているが、電源ボックス１０は自動運転機能を備えない車両１ａにも搭載され得る。自動運転機能を備えない車両１ａに搭載される場合、電源ボックス１０には第２アドオンボックス３０が取り付けられず、電源ボックス１０の第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２は導通状態とされる。第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２を導通させるため、実施の形態１及び実施の形態２に係る電源ボックス１０では第１アドオンボックス２０を取り付ける必要がある。

これに対して実施の形態３に係る電源ボックス１０は、スイッチＳＷを導通状態とすることによって第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２を導通させることができるため、第１アドオンボックス２０の取り付けを必要としない。実施の形態３に係る電源ボックス１０の制御部８は、第１モード及び第２モードの２つの動作モードを有しており、例えば電源ボックス１０に設けられたディップスイッチ等により動作モードの設定を受け付ける。

第１モードは、自動運転機能を備えない車両１ａに搭載される場合に設定される動作モードである。第１モードに設定された場合、制御部８は、スイッチＳＷを常に通電状態に維持し、第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２を導通させる。

第２モードは、自動運転機能を備える車両１ａに搭載される場合、即ち第２アドオンボックス３０が取り付けられる場合に設定される動作モードである。第２モードに設定された場合、制御部８は、上述のように、第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２の異常検知に応じて、スイッチＳＷの通電／遮断を切り替える制御を行う。

以上の構成の実施の形態３に係る車載電力供給システムでは、電源ボックス１０が第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２の導通／遮断を切り替えるスイッチＳＷを備え、第１電力供給経路１１又は第２電力供給経路１２の異常検知に応じてスイッチＳＷを導通する。これにより、例えば車両１ｂのメインバッテリ２又はサブバッテリ５のいずれかが故障して電力供給が断たれた場合等に、故障していないメインバッテリ２又はサブバッテリ５からの電力を第１系統負荷３、第２系統負荷４、第３系統負荷６及び第４系統負荷７へ供給することができる。

またスイッチＳＷの通電／遮断を切り替える制御部８は、第１モード又は第２モードの動作モードの設定を受け付ける。第１モードに設定された場合、制御部８は、スイッチＳＷを通電状態に維持する。第２モードに設定された場合、制御部８は、第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２の異常検知に応じたスイッチＳＷの通電／遮断の制御を行う。これにより、第２アドオンボックス３０が取り付けられない場合に、電源ボックス１０は第１電力供給経路１１及び第２電力供給経路１２を導通状態で維持することができ、第１アドオンボックス２０が不要となる。

実施の形態３に係る車載電力供給システムのその他の構成は、実施の形態２に係る車載電力供給システムと同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ａ，１ｂ 車両
２ メインバッテリ（バッテリ）
２ａ 電力線
３ 第１系統負荷
３ａ 電力線
４ 第２系統負荷
４ａ 電力線
５ サブバッテリ
５ａ 電力線
６ 第３系統負荷
６ａ 電力線
７ 第４系統負荷
７ａ 電力線
８ 制御部
１０ 電源ボックス（電力分配装置）
１１ 第１電力供給経路
１２ 第２電力供給経路
１３，１４，１５ コネクタ
１６ 取付部
１６ａ，１６ｂ 端子
２０ 第１アドオンボックス（導通装置）
２１ 導通経路
２２ 取付部
２２ａ，２２ｂ 端子
３０ 第２アドオンボックス（追加分配装置）
３１ 第３電力供給経路
３２ 第４電力供給経路
３３，３４，３５ コネクタ
３６ 取付部
３６ａ，３６ｂ 端子
ＳＷ スイッチ

Claims (6)

1. 車両に搭載されたバッテリに接続される電力線、及び、前記車両に搭載された負荷に接続される複数の電力線が接続され、前記バッテリから供給される電力を複数の前記負荷に分配する電力分配装置であって、
   前記バッテリに接続される電力線、及び、前記車両に搭載された第１系統の負荷に接続される電力線に電気的に接続される第１電力供給経路と、
   前記バッテリに接続される電力線に接続されず、前記車両に搭載された第２系統の負荷に接続される電力線に電気的に接続される第２電力供給経路と、
   前記車両に搭載された第２バッテリに接続される電力線に電気的に接続される第３電力供給経路を有する追加分配装置を取り付ける取付部と
   を備え、
   前記取付部に前記追加分配装置を取り付けた場合に、前記第２電力供給経路及び前記第３電力供給経路が導通する、電力分配装置。
2. 前記追加分配装置の前記第３電力供給経路は、前記車両に搭載された第３系統の負荷に接続され、
   前記追加分配装置は、前記第２バッテリに接続される電力線に接続されず、前記車両に搭載された第４系統の負荷に接続される電力線に電気的に接続される第４電力供給経路を有し、
   前記取付部に前記追加分配装置を取り付けた場合に、前記第１電力供給経路及び前記第４電力供給経路が導通する、請求項１に記載の電力分配装置。
3. 車両に搭載されたバッテリに接続される電力線、及び、前記車両に搭載された負荷に接続される複数の電力線が接続され、前記バッテリから供給される電力を複数の前記負荷に分配する電力分配装置であって、
   前記バッテリに接続される電力線、及び、前記車両に搭載された第１系統の負荷に接続される電力線に電気的に接続される第１電力供給経路と、
   前記バッテリに接続される電力線に接続されず、前記車両に搭載された第２系統の負荷に接続される電力線に電気的に接続される第２電力供給経路と、
   前記第１電力供給経路及び前記第２電力供給経路を導通させる導通装置、又は、前記車両に搭載された第２バッテリに接続される電力線及び前記車両に搭載された第３系統の負荷に接続される電力線に電気的に接続される第３電力供給経路と、前記第２バッテリに接続される電力線に接続されず、前記車両に搭載された第４系統の負荷に接続される電力線に電気的に接続される第４電力供給経路とを有する追加分配装置のいずれか１つを選択的に取り付ける取付部と
   を備え、
   前記取付部に前記追加分配装置を取り付けた場合に、前記第１電力供給経路及び前記第４電力供給経路が導通し、前記第２電力供給経路及び前記第３電力供給経路が導通する、電力分配装置。
4. 前記第３系統の負荷及び前記第４系統の負荷は、前記車両の自動運転に係る負荷である、請求項２又は請求項３に記載の電力分配装置。
5. 前記追加分配装置は、
   前記第３電力供給経路及び前記第４電力供給経路の導通／遮断を切り替えるスイッチと、
   前記第３電力供給経路又は前記第４電力供給経路の異常検知に応じて前記スイッチを導通させる制御を行う制御部と
   を有する、請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載の電力分配装置。
6. 前記第１電力供給経路及び前記第２電力供給経路の導通／遮断を切り替えるスイッチと、
   前記第１電力供給経路又は前記第２電力供給経路の異常検知に応じて前記スイッチを導通させる制御を行う制御部と
   を備える、請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の電力分配装置。

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