JPH04334640A - ジョイントボックス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の各電装品に電
源を分配供給するジョイントボックス（分岐接続箱）に
関し、特に地絡等の異常発生時に電線及び電装品を保護
する機能を備えたジョイントボックスに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車においては、バッテリからの電源
がジョイントボックスと呼ばれる分岐接続箱を介して各
電装品に分配供給されるようになっている。ジョイント
ボックスには、通常、地絡等の異常発生時に電源供給経
路を遮断して電線や電装部品を保護する保護機能が備え
られている。図４は、従来のこの種の分岐接続箱とその
周辺回路を示す回路図である。バッテリ１の正極側に接
続された電源線２を介して供給される電源は、ヒュージ
ブルリンンク（ＦＬ）ボックス１１内のブスバー１２を
介してＦＬボックス１１内の各系統毎にヒュージブルリ
ンク３１　，３２　等の大容量ヒューズを経て、直接若
しくはキースイッチ４を介してジョイントボックス５に
供給されたり、オルタネータ６に接続されている。ジョ
イントボックス５に供給された電源は、更に複数の系統
に分配される。各系統に分配された電源は、夫々ブレー
ド型ヒューズ７１　，７２　，…，７９　等の小容量ヒ
ューズを介したのち、直接又はメカニカルリレー８１　
，８２　を介して負荷９１　，９２　や、これらの負荷
９１　，９２　の駆動を指令するスイッチ１０１　，１
０２　や図示しないセンサ等に供給されている。

【０００３】ここで、ヒュージブルリンク３１　，３２
　及びブレード型ヒューズ７１　〜７９　は、それより
も負荷側に接続された電線が、例えば衝突事故等によっ
て地絡した場合でも、その電線が焼失しないように、こ
れらを保護するために設けられている。したがって、各
ヒュージブルリンク３１　，３２　及びブレード型ヒュ
ーズ７１〜７９　の負荷側に設けられた電線のサイズは
、それよりもバッテリ側に配置されたヒュージブルリン
ク３１　，３２　のサイズやブレード型ヒューズ７１　
〜７９　の容量等によって、例えば下記表１のように決
定されている。

【０００４】

【表１】

【０００５】また、ジョイントボックス５に設けられた
メカニカルリレー８１　は、Ａｃｃ電源モードやＩＧ電
源モードの負荷に対して、キースイッチ４を介さないで
電源を供給することにより、キースイッチ４に流れる電
流値を低減するために設けられており、また、同じくメ
カニカルリレー８２　は、負荷９２　とスイッチ１０２
　とが離れているときに、電線の引き回し距離を短縮し
て配線の簡素化を図るために設けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、自動
車の電装部品点数の増大に伴い、上述したジョイントボ
ックスに収納されるべきブレードヒューズやメカニカル
リレーの数も飛躍的に増大している。特に、これら部品
には、上述したように、ある程度の容量が必要であるか
ら、これらを小型するにも限界がある。このため、従来
のジョイントボックスでは、部品点数の増大による大型
化が避けられず、収納スペースを確保するのが困難にな
るという問題点がある。また、このように部品点数が増
大すると、ジョイントボックスの信頼性が低下すると共
に、コストも増大するという問題点がある。更に、ヒュ
ーズ及びリレー等は熱を多量に発生する部品であるから
、これらが増加すると、ジョイントボックスに対する熱
対策も重要になり、これが設計上の制約になるという問
題点もある。本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、小型化が可能で、信頼性向上及び
コスト低減を図ることができ、熱対策も容易なジョイン
トボックスを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るジョイント
ボックスは、自動車用バッテリから大容量ヒューズを介
して供給される電源を複数の負荷に分配するジョイント
ボックスにおいて、インテリジェントパワースイッチ（
以下、「ＩＰＳ」と呼ぶ）を備えたものであり、その電
源入力端子には前記大容量ヒューズを介した電源が小容
量ヒューズを介さずに供給され、出力端子は前記複数の
負荷のうちの少なくとも一部の負荷に接続され、制御入
力端子には前記負荷の駆動制御信号が供給されている。

【０００８】

【作用】ＩＰＳは、負荷の駆動指令信号に基づいて負荷
を直接駆動する駆動デバイスであると共に、過電流、過
電圧及び過温度上昇等を検出して保護動作を行う保護機
能を有する１チップデバイスである。このＩＰＳは、従
来、車載用多重伝送システム等において、各ユニットの
出力部に設けられ、マイクロコンピュータ等によって制
御されるデバイスとして使用されている。本発明によれ
ば、このＩＰＳをジョイントボックスに配置するように
したので、従来必要とした小容量ヒューズとメカニカル
リレーとからなる直列回路部分を、ＩＰＳのみによって
置き換えることが可能になり、ジョイントボックスを大
幅に小型化することが可能になる。また、本発明によれ
ば、ＩＰＳそれ自信がメカニカルな部分を持たないうえ
、部品点数も低減することができるので、ジョイントボ
ックスの信頼性を大幅に向上させることができると共に
、コスト低減を図ることができる。更に、ヒューズ及び
メカニカルリレー等の熱の発生する部品をＩＰＳに置き
換えることにより、発生熱量も抑制することができるの
で、熱対策も容易になる。

【０００９】

【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の実施例
について説明する。図１は本発明の一実施例に係るジョ
イントボックスとその周辺回路を示す回路図である。な
お、図１において図４と同一部分には同一符号を付し、
重複する部分の説明は省略する。本実施例におけるジョ
イントボックス２０が従来のジョイントボックス５と異
なる点は、ヒュージブルリンク３１　と負荷９１　との
間、及びキースイッチ４と負荷９２　との間に、ブレー
ド型ヒューズ７１　，７６　及びメカニカルリレー８１
　，８２　の直列回路に代えて、ＩＰＳ２１１　，２１
２　を接続した点である。即ち、ＩＰＳ２１１　の電源
入力端子Ｖｂｂはヒュージブルリンク３１　に接続され
、ＩＰＳ２１２　の出力端子ＯＵＴは負荷９１　に接続
され、ＩＰＳ２１１　の制御信号入力端子ＩＮは、スイ
ッチ１０１　、抵抗２２１　及びブレード型ヒューズ７
４　を介してキースイッチ４のＡｃｃ端子に接続されて
いる。また、ＩＰＳ２１１　の制御信号入力端子ＩＮと
接地端子ＧＮＤとの間には、抵抗２２２　が接続されて
いる。一方、ＩＰＳ２１２　の電源入力端子Ｖｂｂはキ
ースイッチ４のＩＧ端子に接続され、ＩＰＳ２１２　の
出力端子ＯＵＴは負荷９２　に接続され、ＩＰＳ２１２
　の制御信号入力端子ＩＮは、スイッチ１０２　及び抵
抗２２３　を介してキースイッチ４のＩＧ端子に接続さ
れている。また、ＩＰＳ２１２　の制御信号入力端子Ｉ
Ｎと接地端子ＧＮＤとの間には、抵抗２２４　が接続さ
れている。

【００１０】ＩＰＳ２１１　，２１２　は、制御信号入
力端子ＩＮに入力される制御信号に基づいて負荷９１　
，９２　を直接駆動する駆動デバイスであると共に、過
電流、過電圧及び過温度上昇等を検出して保護動作を行
う保護機能を有する１チップデバイスである。ＩＰＳに
は、ハイサイドスイッチタイプとローサイドスイッチタ
イプの２種類が存在するが、この実施例では、前者のタ
イプを使用する。ＩＰＳ２１１　（２１２）は、例えば
図２に示すように構成されている。即ち、ＩＰＳ２１１
　（２１２　）は、制御入力端子ＩＮから入力される負
荷の駆動指令信号がハイレベルになったときに、スイッ
チ回路３１がオン状態となり、ＦＥＴからなる出力トラ
ンジスタ３２がアクティブになって負荷を駆動するよう
になっている。 ＩＰＳ２１１　，２１２　には、負荷動作モニタ回路３
３と保護回路３４とからなる故障診断回路３５が設けら
れている。負荷動作モニタ回路３３は、出力トランジス
タ３２の過電流、過電圧及び過熱を検出することによっ
て負荷の駆動に際しての異常を検出し、故障診断信号（
ｓｔａｔｕｓ信号）を図示しないＳＴ端子から出力する
。保護回路３４は、負荷動作モニタ回路３３が異常を検
出したときに、スイッチ回路３１を制御して出力トラン
ジスタ３２を保護する。

【００１１】次に、このように構成されたジョイントボ
ックス２０の動作を説明する。スイッチ１０１　がオフ
のときには、制御入力端子ＩＮは、抵抗２２２　によっ
て接地電位にプルダウンされているので、スイッチ回路
３１はオフ状態であり、出力トランジスタ３２はインア
クティブとなる。このため、負荷９１　には電源（＋１
２Ｖ）は供給されない。スイッチ１０１　がオンになる
と、制御入力端子ＩＮには、電源電圧を抵抗２２１　，
２２２　で分圧した電圧が印加される。ここで、抵抗２
２１　，２２２　の抵抗値をＩＰＳ２１１　の入力条件
を満たすように決定しておくと、スイッチ回路３１がオ
ン状態になって出力トランジスタ３２がアクティブにな
る。これにより、負荷９１　に電源が印加され、負荷９
１　が作動状態となる。 ここで、負荷９１　がショートしたり、ＩＰＳ２１１　
と負荷９１　との間の電線が地絡したりすると、ヒュー
ジブルリンク３１　〜ＩＰＳ２１１　〜負荷９１　〜接
地の間に、シャットダウン（Ｓｈｕｔ　ｄｏｕｎ　）電
流を超える過電流が流れようとする。このような過電流
が流れると、ＩＰＳ２１１　の負荷動作モニタ回路３３
がこれを検出し、保護回路３４を介してスイッチ回路３
１をオフ状態に制御する。 このため、出力トランジスタ３２がオフ状態となり、過
電流が遮断されることになる。また、このとき、トラブ
ルが抵抗性地絡等で過電流がシャットダウン電流を超え
ない場合でも、出力トランジスタ３２の温度上昇を負荷
動作モニタ回路３３が検出するので、やはり保護機能が
働き、スイッチ回路３１はオフ状態となる。一方、ＩＰ
Ｓ２１２　においても、同様の保護動作がなされること
になる。

【００１２】このように、本実施例のジョイントボック
ス２０によれば、従来、必要であったブレード型ヒュー
ズ７１　，７６　とメカニカルリレー８１　，８２　と
の直列回路を、ＩＰＳ２１１　，２１２　に置き換える
ようにしたので、部品点数及び部品占有面積を大幅に削
減することができ、ジョイントボックスの小型化を図る
ことができる。また、大容量ヒューズとしては、上述し
たヒュージブルリンクの他、スローブローヒューズやＭ
ＡＸＩヒューズ等を使用してもよい。

【００１３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、小
容量ヒューズとメカニカルリレーとの直列回路部分に代
えてＩＰＳをジョイントボックスに配置するようにした
ので、ジョイントボックスを大幅に小型化することが可
能になる。また、本発明によれば、メカニカルな部分を
持たないＩＰＳを使用し、しかも部品点数も低減するこ
とができるので、ジョイントボックスの信頼性を大幅に
向上させることができると共にコスト低減を図ることが
できる。また、ヒューズ及びメカニカルリレー等の熱の
発生する部品をＩＰＳに置き換えることにより、熱対策
が容易になり、設計が簡単になる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の一実施例に係るジョイントボック
スとその周辺回路を示す回路図である。

【図２】　　同ジョイントボックスにおけるＩＰＳの概
略構成を示すブロック図である。

【図３】　　本発明の他の実施例に係るジョイントボッ
クスにおけるＩＰＳの周辺を示す回路図である。

【図４】　　従来のジョイントボックスとその周辺回路
を示す回路図である。

【符号の説明】

　　１…バッテリ、３１　，３２　…ヒュージブルリン
ク、４…キースイッチ、５，２０…ジョイントボックス
、７１　〜７９　…ブレード型ヒューズ、８１　，８２
　…メカニカルリレー、９１　，９２　…負荷、１１…
ヒュージブルリンクボックス、１２…ブスバー、２１１
　，２１２　，４１…インテリジェントパワースイッチ
（ＩＰＳ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　自動車用バッテリから大容量ヒューズ
   を介して供給される電源を複数の負荷に分配するジョイ
   ントボックスにおいて、電源入力端子に前記大容量ヒュ
   ーズを介した電源が小容量ヒューズを介さずに供給され
   、出力端子が前記複数の負荷のうちの少なくとも一部の
   負荷に接続され、制御入力端子に前記負荷の駆動制御信
   号が供給されたインテリジェントパワースイッチを備え
   たことを特徴とするジョイントボックス。