JP3644792B2

JP3644792B2 - 車両用電源供給装置

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Publication number: JP3644792B2
Application number: JP12583797A
Authority: JP
Inventors: 裕松田
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 1997-05-15
Filing date: 1997-05-15
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2017-05-15
Also published as: JPH10322880A

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を簡単な構成で異常電流から適切に保護できる車両用電源供給装置に関する。
【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。さらに、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短絡（ショート）の可能性が高い。電源ラインまたは信号ラインが短絡すると、これらのラインに異常電流が流れてしまう可能性がある。従来から、図１４に示すように、バッテリー２と負荷６との間に配設された電源ライン３に、大容量のメインヒューズ４および小容量のサブヒューズ５を直列に設け、異常電流が流れたときに、ヒューズ，４，５の溶断によって通電を遮断し、電源ライン３を保護している。
【０００５】
しかしながら、ヒューズは異常電流が一定時間継続しなければ溶断しないため、上述した手法では、図１５に示すように断続的に異常電流が生じるレアショートでは、ヒューズが溶断されず、電源ラインを適切に保護できないという問題がある。また、異常電流によって、主機または補機の駆動回路および制御回路が破損する恐れもある。
【０００６】
このような問題を解決するために、図１６に示すように、バッテリー２と負荷６とを接続する電源ライン１１に、遮断スイッチ１０および電流測定用微小抵抗８を挿入したシステムが提案されている。このシステムでは、電源ライン１１に異常電流が流れると、この異常が、電流測定用微小抵抗８の両側のａ点とｂ点との電位差に現れる。電流監視回路９は、ａ点とｂ点との電位差を検出し、この電位差から異常電流が流れていると判断すると、遮断スイッチ１０のコイル１０ａを励磁して、スイッチ１０ｂを開状態に切り換える。図１６に示すシステムによれば、図１５に示すようなレアショートを検出し、当該検出結果に基づいて遮断スイッチ１０を制御して電源ライン１１を適切に保護できる。
【０００７】
ところで、図１６に示すシステムは、電流測定用微小抵抗８の発熱対策が必要であると共に、電源ライン１１の容量が大きくなると、装置が大規模化および高価格化するという問題がある。
【０００８】
そのため、さらに、図１６に示すシステムの問題点を解決するために、図１７に示すように、内部導体２０の外周に絶縁層２２を介して銅箔テープなどの干渉検知電線２１を巻き付けた電源ラインを用いて、図１８に示す構成で干渉を検知するシステムが提案されている。このシステムでは、内部導体２０がボディにショートするとき、それに先立って、干渉検知電線２１がボディにショートし、干渉検知電線２１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。論理回路９２は、オペアンプ７３の出力電圧を監視することで、干渉検知電線２１がボディーにショート（干渉）したことを検出し、その検出結果に基づいて、遮断スイッチ２５を切り換えている。しかしながら、このシステムでは、干渉検知電線２１は干渉検知のみに用いられており、システムとして無駄が多く経済的でない。
【０００９】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みてなされ、簡単かつ効率的な構成で、電源ラインを電流異常から適切に保護できる車両用電源供給装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【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、本発明の車両用電源供給装置は、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主電源ラインと、前記主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、前記主電源ラインに比べて電流容量が小さい単数または複数の小電流用電源ラインと、前記小電流用電源ライン上の所定の位置に設けられ、当該小電流用電源ラインに異常電流が流れると、接続を遮断する第１の接続遮断手段と、前記主電源ライン上の所定位置に設けられ、前記第１の接続遮断手段が接続状態から遮断状態に切り換わると、それに連動して接続状態から遮断状態に切り換わる第２の接続遮断手段とを有する。
【００１１】
本発明の車両用電源分配装置では、例えば、正常時では、第１の接続遮断手段および第２の接続遮断手段の双方は接続状態になっており、主電源ラインを介して、電源が車両搭載装備に供給されると共に、小電流用電源ラインを介して、電子回路駆動用の電源が、車両搭載装備の駆動を制御する電子回路などに供給される。一方、主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、小電流用電源ラインがボディーに短絡し、当該小電流用電源ラインに異常電流が流れる。この異常電流によって、第１の接続遮断手段は遮断状態に切り換わる。また、この切り換わりに応じて、第２の接続遮断手段も遮断状態に切り換わる。これによって、主電源ラインを介した電源と車両搭載装備との接続は遮断され、電源から主電源ラインを介して短絡箇所に過剰電流が流れることを回避できる。このとき、小電流用電源ラインは、主電源ラインの短絡を事前に検知する機能に加えて、電子回路駆動用の電源を供給する機能を果たしている。
【００１２】
また、本発明の車両用電源供給装置は、好ましくは、前記第１の接続遮断手段は、前記小電流用電源ラインに流れる電流が、所定の電流値を超えると、接続状態から遮断状態に切り換わる。
【００１３】
また、本発明の車両用電源供給装置は、好ましくは、前記第１の接続遮断手段は、ヒューズであり、前記第２の接続遮断手段は、前記ヒューズが溶断したか否かを検出する溶断検出手段と、スイッチと、前記溶断検出手段が溶断を検出したときに前記スイッチを閉状態から開状態に切り換える制御手段とを有する。
【００１４】
また、本発明の車両用電源供給装置は、好ましくは、前記第１の接続遮断手段は、半導体を用いて構成されるインテリジェント・パワー・スイッチである。
【００１５】
また、本発明の車両用電源供給装置は、好ましくは、前記第２の接続遮断手段は、リレースイッチを備えている。
【００１６】
また、本発明の車両用電源供給装置は、好ましくは、前記小電流用電源ラインは、電子回路駆動用の電源を供給するラインである。
【００１７】
【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供給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供給装置３１の構成図である。図１に示すように、車両用電源供給装置３１は、バッテリー４３と電源供給部３２とが主電源ライン２８を介して接続され、電源供給部３２と電源被供給部３３が主電源ライン４１を介して接続され、電源被供給部３３と負荷５０とが主電源ライン４２を介して接続された構成をしている。ここで、主電源ライン４１は、小電流用電源ライン２９と共に、電源ライン５１内に組み込まれている。
【００１８】
電源供給部３２では、バッテリー４３のプラス電極に、主電源ライン２８を介して、ヒューズ１９、電源遮断部３５のスイッチ３５ａおよびコイル３５ｂの一端が並列に接続されている。また、バッテリー４３のプラス電極は、さらに、ヒューズ溶断監視部３６および電子部品用電源回路３４に接続されている。この他に、バッテリー４３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４３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４３を充電するように構成されている。
【００１９】
ヒューズ１９の他端は、小電流用電源ライン３９の一端に接続されている。小電流用電源ライン３９の他端は、小電流用電源ライン２９を介して、小電流用電源ライン４９に接続されている。ここで、小電流用電源ライン３９，２９，４９は、バッテリー４３から電子部品用電源回路４４に、メモリをバックアップしたり、電子回路を駆動するための駆動用電源を供給し、電流容量は１０Ａ程度で、主電源ライン２８，４１，４２の電流容量５０〜１００Ａに比べて小さい。また、ヒューズ１９としては、例えば１０Ａ以下の電流で溶断する小容量のものが用いられる。ヒューズ１９の両端は、ヒューズ溶断監視部３６にも接続されている。ヒューズ溶断監視部３６は、ヒューズ下流側の電位監視手段によって、ヒューズ１９が溶断したか否かを検出し、その検出結果を論理回路３７に出力する。
【００２０】
スイッチ３５ａの他端は、主電源ライン４１の一端に接続されている。コイル３５ｂの他端は、インバータ３８を介して論理回路３７に接続されている。電子部品用電源回路３４は、論理回路３７にも接続されている。電子部品用電源回路３４は、主電源ライン２８から供給された１２Ｖの電源電圧を、ＤＣ−ＤＣ変換して５Ｖの電子回路駆動用電圧に変換し、これを論理回路３７に供給する。論理回路３７は、この電子回路駆動用電圧によって駆動される。論理回路３７は、ヒューズ溶断監視部３６からの検出結果Ｓ１９が、溶断したことを示す場合には、インバータ３８を介して、コイル３５ｂを消磁し、スイッチ３５ａを開状態にする。一方、ヒューズ溶断監視部３６からの検出結果Ｓ１９が、溶断していないことを示す場合には、インバータ３８を介して、コイル３５ｂを励磁し、スイッチ３５ａを閉状態にする。
【００２１】
電源被供給部３３では、主電源ライン４１が、電源遮断部４５内で、スイッチ４５ａおよびコイル４５ｂの一端に接続れている。スイッチ４５ａの他端は、主電源ライン４２を介して、負荷５０に接続されている。また、コイル４５ｂの他端は、インバータ４８を介して、論理回路４７に接続されている。さらに、小電流用電源ライン４９の他端は、電子部品用電源回路４４に接続され、電子部品用電源回路４４は論理回路４７に接続されている。論理回路４７は、信号ライン５５を介して、論理回路３７に接続されている。
【００２２】
図２は、電源ライン５１の内部構成図である。図２に示すように、電源ライン５１は、中心導体である主電源ライン４１の周囲をＰＶＣなどの絶縁体５２で被覆し、絶縁体５２の周囲にＥＣＵ用電源などの小電流用電源ライン２９を被覆し、その周囲にさらに樹脂５３を被覆して構成される。
【００２３】
以下、車両用電源供給装置３１の機能について説明する。電源ライン５１に異常がない場合には、図１に示すように、論理回路３７，４７は、それぞれインバータ３８，４８を介して、コイル３５ｂ，４５ｂを消磁しており、スイッチ３５ａ，４５ａが開状態になっている。そのため、論理回路４７によってコイル４５ｂが励磁されており、スイッチ４５ａが閉状態であるとき、バッテリー４３からの電源電流が、主電源ライン２８、電源遮断部３５、主電源ライン４１、電源遮断部４５および主電源ライン４２を介して、負荷５０に供給される。また、主電源ライン２８から、ヒューズ１９、小電流用電源ライン３９および小電流用電源ライン２９を介して、電子部品用電源回路４４に電子部品の駆動用電流が供給される。
【００２４】
ところで、例えば、図１に示す主電源ライン４１上のａ点がボディにショートする場合には、それに先立って、小電流用電源ライン２９がボディ、すなわちグラウンドにショートし、小電流用電源ライン３９，２９，４９に過剰電流が流れる。そのため、ヒューズ１９が溶断し、当該溶断がヒューズ溶断監視部３６によって検出される。このとき、ヒューズ１９としては、１０Ａ以下の小容量のものが用いられているため、断続的なショート（レアショート）を敏感に感知し、ヒューズ１９を溶断できる。
【００２５】
そして、溶断されたことを示す検出結果Ｓ１９が、ヒューズ溶断監視部３６から論理回路３７に出力される。論理回路３７は、この検出結果Ｓ１９を入力すると、インバータ３８を介して、コイル３５ｂを消磁し、図３に示すように、スイッチ３５ａを開状態に切り換える。これによって、主電源ライン２８と主電源ライン４１とは非導通状態になり、主電源ライン４１がショートしても、主電源ライン４１に異常電流は流れない。また、ヒューズ１９は、溶断しているため、主電源ライン２８と小電流用電源ライン３９とは非導通状態になり、小電流用電源ライン２９にも異常電流は流れない。
【００２６】
以上説明したように、車両用電源供給装置３１によれば、小電流用電源ライン２９に接続されたヒューズ１９の溶断を監視することで、主電源ライン４１の短絡を事前に検出し、短絡箇所を切り離すことができる。また、車両用電源供給装置３１によれば、小電流用電源ライン２９に、短絡監視機能に加えて、電子部品の駆動用電源を給電する機能を持たせているため、無駄の無い簡単なシステム構成にすることができる。
【００２７】
なお、車両用電源供給装置３１において、電源ライン５１は、図４に示すように、中心導体である主電源ライン４１の周囲をＰＶＣなどの絶縁体５２で被覆し、絶縁体５２の周囲に小電流用電源ライン２９を螺旋状に巻き付け、その周囲にさらに樹脂５３を被覆した構成にしてもよい。
【００２８】
第２実施形態
図５は、本実施形態に係わる車両用電源供給装置８１の構成図である。なお、図５において、車両用電源供給装置３１と同じ構成要素には、図１と同じ符号を付している。車両用電源供給装置８１では、電源供給部６２内で、主電源ライン２８に、ＩＰＳ(Intelligent Power Switch)６１および論理回路６７が接続されている。ＩＰＳ６１と電源被供給部６３の論理回路７７とは、小電流用電源ライン７１を介して接続されている。電源遮断部３５のスイッチ３５ａと、電源遮断部４５のスイッチ４５ａとは、主電源ライン７２を介して接続されている。また、論理回路６７と論理回路７７とは、多重伝送ライン７３を介して接続されている。ここで、小電流用電源ライン７１および主電源ライン７２は、例えば、図４に示す電源ライン５１と同様に、主電源ライン７２の外周に、絶縁層を介して、小電流用電源ライン７１を巻き付けて構成され、１本の電源ライン７８内に組み込まれている。
【００２９】
ＩＰＳ６１は、小電流用電源ライン７１を流れる電流を監視し、過電流や定格電流内でも、異常な流れ方をしたときに異常と判断し、小電流用電源ライン７１を流れる電流を遮断する半導体素子で構成される。ＩＰＳ６１は、電流が異常であると判断したときにパルスを発生するＩＰＳ異常信号Ｓ６１を論理回路６７に出力する。図６は、ＩＰＳ６１の構成図である。図６に示すように、ＩＰＳ６１は、例えば論理回路６７からＩＰＳ駆動信号Ｓ６７ａを入力する入力ロジック２００、駆動回路２０１および出力回路２０２を有する。この出力回路２０２の出力によって、小電流用電源ライン７１への給電を駆動あるいは停止する。また、ＩＰＳ６１には、保護回路２０３および診断回路２０４が設けられている。保護回路２０３は、ＩＰＳ６１内の電子回路などを過大電流および過大電圧から保護する。診断回路２０４は、内部回路状態を診断する。ＩＰＳ６１の実際の製品としては、例えば、東芝製、ＴＰＤ１００４Ｓを参照されたい。ＩＰＳ６１は、論理回路６７からＩＰＳ駆動信号Ｓ６７ａを入力し、このＩＰＳ駆動信号Ｓ６７ａがハイレベルのときに駆動状態となり、ローレベルのときに停止状態になる。なお、ＩＰＳ６１は、発熱を監視して電流を遮断するものでもよい。
【００３０】
図７は、論理回路４７の構成図である。図７に示すように、論理回路４７は、ＤＣ−ＤＣコンバータ８２、マイクロコンピュータ８３、多重伝送回路８４およびバスインタフェース回路８５を備えている。ＤＣ−ＤＣコンバータ８２は、主電源ライン２８を介してバッテリー４３から入力した１２Ｖの電源電圧を５Ｖの電子回路駆動用電圧に変換し、これをマイクロコンピュータ８３に供給する。マイクロコンピュータ８３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ８２からの電子回路駆動用電圧によって駆動し、後述するように、ＩＰＳ異常信号Ｓ６１に発生したパルスを検出すると、インバータ３８を介してコイル３５ｂを消磁し、スイッチ３５ａを開状態にする。また、マイクロコンピュータ８３は、多重伝送回路８４、バスインタフェース回路８５および多重伝送ライン７３を介して、論理回路７７に多重信号を出力する。
【００３１】
以下、図５〜図８を参照して、車両用電源供給装置８１の動作について説明する。図８は、図５に示す電源ライン７８のａ点において破損が生じた場合における各信号およびラインの電位のタイミングチャートである。図５に示す電源ライン７８がａ点で破損すると、先ず、小電流用電源ライン７１がボディに短絡し、図８（Ｃ）に示すように、時刻ｔ１に、小電流用電源ライン７１の電位が低下すると共に、小電流用電源ライン７１に過剰電流が流れる。この過剰電流は、ＩＰＳ６１において検知され、図８（Ｄ）に示すように、時刻ｔ２に、ＩＰＳ異常信号Ｓ６１にパルスが発生する。論理回路６７は、ＩＰＳ異常信号Ｓ６１に含まれるパルスを検出すると、時刻ｔ３に、ＩＰＳ駆動信号Ｓ６７ａをおよびリレー駆動信号Ｓ６７ｂをハイレベルからローレベルに切り換える。これによって、ＩＰＳ６１は、主電源ライン２８と小電流用電源ライン７１とを遮断した状態を保持し、電源遮断部３５のコイル３５ｂは消磁され、スイッチ３５ａは開状態になり、主電源ライン７２の電位は、ハイレベルからローレベンルに切り換わる。
【００３２】
以上説明したように、車両用電源供給装置８１によれば、小電流用電源ライン７１に接続されたＩＰＳ６１からの検出結果に基づいて、主電源ライン７１の短絡を事前に検出し、短絡箇所を切り離すことができる。また、車両用電源供給装置８１によれば、小電流用電源ライン７１に、短絡監視機能に加えて、電子部品の駆動用電流を伝送する機能を持たせているため、無駄の無い簡単なシステム構成にすることができる。
【００３３】
第３実施形態
図９は、本実施形態に係わる車両用電源供給装置９１の構成図である。図９に示すように、多重伝送ライン９６，９７に対して、図中左側に、多重伝送回路９２、制御回路９３およびバスインタフェース９４で構成される端末１１０が配設されている。また、多重伝送ライン９６，９７に対して、図中右側に、多重伝送回路１０２、制御回路１０３およびバスインタフェース１０４で構成される端末１１１が配設されている。ここで、多重伝送回路９２と制御回路９３とは、データ伝送ライン９５および異常信号ライン９８を介して接続され、多重伝送回路９２とバスインタフェース９４とは、送信ラインＴｘおよび受信ラインＲｘを介して接続されている。さらに、バスインタフェース９４と制御回路９３とは、異常信号ライン９９を介して接続されている。
【００３４】
なお、図９には図示しないが、端末１１０と端末１１１との間には、多重伝送ライン９６，９７に加えて、図１０に示すように、主電源ライン１１２および回路駆動用電源ライン１１３が配設される。これらのラインは、主電源ライン１１２および回路駆動用電源ライン１１３の双方を、平行に位置する多重伝送ライン９６，９７を巻き付け、保護層１１４で被覆してワイヤハーネス１１５内に組み込まれている。ところで、多重伝送ライン９６，９７は、ツイストペア線を構成するように、ワイヤハーネス１１５内に組み込んでもよい。このように、多重伝送ライン９６および多重伝送ライン９７を用いて後述するように、レベルが相互に反転した実質的に同一の信号を送信することで、電送中に生じる同相ノイズの影響を抑制できると共に、一方の多重伝送ラインがショートしても、他方の多重電送ラインを介して信号を送信できる。
【００３５】
多重伝送回路９２は、データ伝送ライン９５を介して制御回路９３から入力したパラレル信号を図１１（Ａ）に示すような時分割のシリアル信号に変換し、このシリアル信号を、送信ラインＴｘを介して、バスインタフェース９４に出力する。このシリアル信号は、最初の２ビットがデータ本体の開始を示しており、それに続く８ビットがデータ本体を示している。データ本体の変調には、１ビットを３つの位相に分割して、第１の位相を常にハイレベルとし、第２の位相をデータの値に応じてローレベルまたはハイレベルとし、第３の位相を常にローレベルとするＰＷＭ(Pulse Width Modulation)が用いられている。
【００３６】
図１２は、バスインタフェース９４の構成図である。なお、端末１１１のバスインタフェース１０４は、バスインタフェース９４と同じ構成をしている。図１２に示すように、バスインタフェース９４内には、送信回路９４ａ、受信回路９４ｂおよび受信回路９４ｃが内蔵されている。送信回路９４ａ内では、送信ラインＴｘが、電流源１２１に接続されると共に、インバータ１２０を介して電流源１２２に接続されている。従って、送信ラインＴｘのレベルに応じた電圧が電流源１２１に印加されると共に、送信ラインＴｘのレベルを反転したレベルに応じた電圧が電流源１２２に印加される。
【００３７】
電流源１２１，１２２は、印加された電圧に比例した電流を、それぞれ伝送ライン１２３，１２４に出力する。ここで、伝送ライン１２３は抵抗１３６を介してグランドに接続され、伝送ライン１２４は抵抗１３５を介して電源電圧に接続されている。図１１（Ａ）に示す時分割のシリアル信号が送信ラインＴｘを介して電流源１２１に入力されると、このシリアル信号に応じて、電流源１２１から伝送ライン１２３に出力される電流が変動し、抵抗１３６のバイアス機能によって、伝送ライン１２３および多重伝送ライン９６の電位は、図１１（Ｂ）に示すようになる。また、図１１（Ａ）に示す時分割のシリアル信号を反転したシリアル信号が、インバータ１２０を介して電流源１２２に入力されると、抵抗１３５のバイアス機能によって、伝送ライン１２４および多重伝送ライン９７の電位は、図１１（Ｃ）に示すようになる。
【００３８】
また、受信回路９４ｂ内では、伝送ライン１２３が、コンデンサ１２５を介して、パルスレベル設定回路１２９の一方の入力端子に接続され、その出力端子がコンパレータ１３１の＋入力端子に接続されている。また、伝送ライン１２４が、コンデンサ１２６を介して、パルスレベル設定回路１２９の他方の入力端子に接続され、その出力端子がコンパレータ１３１の−入力端子に接続されている。コンパレータ１３１は、＋入力端子の電位と、−入力端子の電位との差分電圧を受信信号として、出力端子から受信ラインＲｘに出力する。受信信号は、排他的論理和（ＸＯＲ）回路１３３の一方の入力端子にも出力される。ここで、受信回路９４ｂは、多重伝送ライン９６および９７のうち、一方に短絡などの故障が生じた場合であっても、他方の多重伝送ラインを介して受信した受信信号を判別して、受信ラインＲｘを介して多重伝送回路９２に出力するように、パルスレベル設定回路１２９において受信信号のレベルを設定している。多重伝送回路９２は、受信ラインＲｘを介して、入力した受信信号を、シリアル信号からパラレル信号に変換し、データ伝送ライン９５を介して、制御回路９３に出力する。
【００３９】
さらに、受信回路９４ｃ内では、伝送ライン１２３が、コンデンサ１２７を介して、パルスレベル設定回路１３０の一方の入力端子に接続され、その出力端子がコンパレータ１３２の＋入力端子に接続されている。また、伝送ライン１２４が、コンデンサ１２８を介して、パルスレベル設定回路１３０の他方の入力端子に接続され、その出力端子がコンパレータ１３２の−入力端子に接続されている。コンパレータ１３２は、＋入力端子の電位と、−入力端子の電位との差分電圧を受信信号として、出力端子から、排他的論理和回路１３３の他方の入力端子に出力する。ここで、受信回路９４ｃは、多重伝送ライン９６および９７の双方から正確な受信信号を受信しないと、受信信号を判別できないように、パルスレベル設定回路１３０において受信信号のレベルを設定している。
【００４０】
排他的論理和回路１３３は、コンパレータ１３１およびコンパレータ１３２の双方の出力端子から、受信信号を入力し、その排他的論理和を演算し、演算結果を異常信号として、異常信号ライン９９を介して制御回路９３に出力する。具体的には、排他的論理和回路１３３からの異常信号は、受信信号の双方が同一であればハイレベル、異なればローレベルとなる。
【００４１】
以下、図９に示す車両用電源供給装置９１において、ａ点で多重伝送ライン９７が、ボディと干渉し、グランドに短絡した場合の動作を説明する。図１３は、ａ点で多重伝送ライン９７が短絡した場合における車両用信号伝送装置９１の各信号の波形図である。なお、多重伝送ライン９６，９７の短絡は、図１０に示すワイヤハーネス１１５の構造上、通常、主電源ライン１１２および回路駆動用電源ライン１１３の短絡に先立って発生する。図１３に示す時刻ｔ１に、多重伝送ライン９６上のａ点が短絡すると、多重伝送ライン９６および９７を介して端末１１０から端末１１１に伝送される送信信号Ｓ９６およびＳ９７の電位の波形は、図１３（Ａ）および（Ｂ）に示すようになる。このとき、端末１１１のバスインタフェース１０４内で、多重伝送ライン９７を介して受信した送信信号Ｓ９７に基づいて、図１２に示す受信回路９４ｂに対応する受信回路において、図１３（Ｃ）に示す受信信号ＳＲｘが生成され、この受信信号ＳＲｘが受信ラインＲｘを介して、多重伝送回路１０２に出力される。
【００４２】
一方、図１２に示す受信回路９４ｃに対応する受信回路において生成される異常信号Ｓ１５０は、図１３（Ｄ）に示すように、時刻ｔ１に、ハイレベルからローレベルに切り換わる。制御回路１０３は、受信回路９４ｃから入力した異常信号Ｓ１５０がハイレベルからローレベルに切り換わったことを検出すると、図１３（Ｅ）に示すように、リレー駆動信号をハイレベルからローレベルに切り換える。このリレー駆動信号は、制御回路１０３から、端末１１１に電源を供給する図１０に示す主電源ライン１１２上に設けられたリレースイッチ（図示せず）に出力される。このリレースイッチは、リレー駆動信号がハイレベルからローレベルに切り換わると、接続状態から遮断状態に切り換わる。これによって、主電源ライン１１２の電位は、図１３（Ｆ）に示すように、１２Ｖから０Ｖに落ちる。なお、図１０に示す回路駆動用電源ライン１１３上にも、リレースイッチを設け、制御回路１０３からのリレー駆動信号に基づいて、このリレースイッチを遮断状態にしてもよい。
【００４３】
ところで、図９に示すａ点で、多重伝送ライン９６および９７の双方が同時に短絡した場合には、バスインタフェース１０４は、送信信号を全く受信しなくなる。制御回路１０３は、バスインタフェース１０４が送信信号を一定時間受信しない場合に、リレー駆動信号をハイレベルからローレベルに切り換え、主電源ライン１１２を遮断する。制御回路１０３は、例えば、通信サイクルが５０ｍｓのときに、１００ｍｓの間、送信信号を受信しないと、リレー駆動信号をハイレベルからローレベルに切り換える。
【００４４】
以上説明したように、車両用電源供給装置９１によれば、多重伝送ライン９６，９７を介して端末１１１が受信した受信結果に基づいて、図１０に示す主電源ライン１１２および回路駆動用電源ライン１１３の短絡を事前に検出し、短絡箇所を切り離すことができる。また、車両用電源供給装置９１によれば、多重伝送ライン９６，９７は、短絡監視機能の他に、多重信号伝送機能を持っており、無駄の無い簡単なシステム構成にすることができる。
【００４５】
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、電源供給部および電源被供給部や、２個の端末相互間でのデータ通信を例示したが、単数の電源供給部と複数の電源被供給部とが接続されている場合や、３以上の端末が多対多あるいは１対多で接続されている場合にも本発明は適用できる。
【００４６】
また、上述した実施形態では、第１の接続遮断手段として、ヒューズやＩＰＳを例示したが、小電流用電源ラインの異常を検出し、接続を遮断するものであれば、その他の接続遮断手段を用いてもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、車両用電源供給装置によれば、主電源ラインに障害が生じる前に、主電源ラインを介した電源と車両搭載装備との接続が遮断され、主電源ラインを介して電源から障害箇所に過剰電流が流れることを回避できる。また、本発明の車両用電源供給装置によれば、小電流用電源ラインは、主電源ラインの短絡を事前に検知する機能に加えて、電子回路駆動用の電源を供給する機能および信号伝送機能を果たしており、簡単で無駄のないシステム構成にすることができる。
【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供給装置の正常状態での構成図である。
【図２】図２は、図１に示す電源ラインの内部構成図である。
【図３】図３は、図１に示す車両用電源供給装置が異常状態になったときの構成図である。
【図４】図４は、図１に示す電源ラインのその他の内部構成図である。
【図５】図５は、本発明の第２実施形態に係わる車両用電源供給装置の構成図である。
【図６】図６は、ＩＰＳの構成図である。
【図７】図７は、図５に示す論理回路の構成図である。
【図８】図８は、図５に示す電源ラインのａ点において破損が生じた場合における各信号およびラインの電位のタイミングチャートである。
【図９】図９は、本発明の第３実施形態に係わる車両用電源供給装置の構成図である。
【図１０】図９に示す多重伝送ラインを組み込んだワイヤハーネスの構造を説明するための図である。
【図１１】（Ａ）は送信ラインＴｘを介して伝送される送信信号の波形図、（Ｂ）は第１の伝送ラインを流れる電流の波形図、（Ｃ）は第２の伝送ラインを流れる電流の波形図である。
【図１２】図１２は、図９に示すバスインタフェースの構成図である。
【図１３】図１３は、図９に示すａ点で第１の多重伝送ラインが短絡した場合の各信号およびラインの波形図である。
【図１４】図１４は、従来の車両用電源供給装置を説明するための図である。
【図１５】図１５は、電源ラインに生じるレアショートを説明するための図である。
【図１６】図１６は、従来のその他の車両用電源供給装置を説明するための図である。
【図１７】図１７は、従来の車両用電源供給装置に用いられる干渉検知電線の構造を説明するための図である。
【図１８】図１８は、図１７に示す干渉検知電線を用いた車両用電源供給装置を説明するための図である。
【符号の説明】
３１，８１，９１…車両用電源供給装置
２９，７１…小電流用電源ライン
３２，６２…電源供給部
３３，６３…電源被供給部
４１，７２…主電源ライン
４３…バッテリー
３５，４５…電源遮断部
５０…負荷
５１…電源ライン
７３…多重伝送ライン
９６，９７…多重伝送ライン
１１０，１１１…端末

Claims

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主電源ラインと、
前記主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、前記主電源ラインに比べて電流容量が小さい単数または複数の小電流用電源ラインと、
前記小電流用電源ライン上の所定の位置に設けられ、当該小電流用電源ラインに異常電流が流れると、接続を遮断する第１の接続遮断手段と、
前記主電源ライン上の所定位置に設けられ、前記第１の接続遮断手段が接続状態から遮断状態に切り換わると、それに連動して接続状態から遮断状態に切り換わる第２の接続遮断手段とを有する車両用電源供給装置。
前記第１の接続遮断手段は、前記小電流用電源ラインに流れる電流が、所定の電流値を超えると、接続状態から遮断状態に切り換わる請求項１に記載の車両用電源供給装置。
前記第１の接続遮断手段は、ヒューズであり、
前記第２の接続遮断手段は、前記ヒューズが溶断したか否かを検出する溶断検出手段と、スイッチと、前記溶断検出手段が溶断を検出したときに前記スイッチを閉状態から開状態に切り換える制御手段とを有する請求項２に記載の車両用電源供給装置。
前記第１の接続遮断手段は、半導体を用いて構成されるインテリジェント・パワー・スイッチである請求項１に記載の車両用電源供給装置。
前記第２の接続遮断手段は、リレースイッチを備えている請求項１〜４のいずれかに記載の車両用電源供給装置。
前記小電流用電源ラインは、電子回路駆動用の電源を供給するラインである請求項１〜５のいずれかに記載の車両用電源供給装置。