(57)【要約】【課題】異常ノードに対して異常原因が除去されるまで異常検知状態を保持することができる保護手段を提供するとともに、事故等で電源ラインが２回線とも地絡した場合でも、一部のノードは正常に給電を継続できる車両用給電システムを提供する。    【解決手段】独立した２系統の電源２、３とループ状に形成された電源線４、５とのそれぞれの接続部６、７の前後には回路保護部８Ａ、９Ａ、８Ｂ、９Ｂが配設されている。車両の各所に配設された電気負荷を制御するための負荷制御器１０をそれぞれ備えた複数のノード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、それぞれ逆流防止用のダイオード１２を介して電源線４、５に接続されている。さらに、電源線４、５はループ状に形成されているが、それぞれに開放部を１箇所ずつ追加している。【選択図】図７
2006020404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数系統の電源と、車両の各所に配設された電気負荷を制御するための負荷制御器をそれぞれ備えた複数のノードと、前記複数系統の電源の各々の系統に接続されたループ状の電源線とを有し、前記各ノードが前記ループ状の電源線に接続されている構成を備えた車両用給電システムであって、
前記複数系統の電源の各々の系統と前記ループ状の電源線とは電源線接続部において接続され、前記ループ状の電源線は、前記電源線接続部と前記ノードとの間に回路保護部を有することを特徴とする車両用給電システム。
【請求項２】
前記回路保護部は、自己復帰機能を備えた回路遮断手段と、前記回路遮断手段に直列に接続された接点と、前記回路遮断手段及び前記接点に並列に接続され前記接点を開保持するための接点保持手段とを有することを特徴とする請求項１記載の車両用給電システム。
【請求項３】
前記回路保護部は、自己復帰機能を備えた回路遮断手段と、前記回路遮断手段に直列に接続された第一の接点と、前記回路遮断手段の下流側で分岐して負荷側に電源を供給するためのバックアップ電源線と、前記バックアップ電源線上に設けられた第二の接点と、前記回路遮断手段及び前記接点に並列に接続され前記第一の接点を開保持するとともに前記第二の接点を閉保持する接点保持手段とを有することを特徴とする請求項１記載の車両用給電システム。
【請求項４】
前記回路保護部は、前記回路遮断手段に異常電流が発生したことを知らせる異常警告手段をさらに有することを特徴とする請求項２または請求項３記載の車両用給電システム。
【請求項５】
前記回路保護部は、前記異常電流の発生原因が除去された後に前記回路保護部の動作を前記異常電流の発生前の状態に復帰させる復帰手段をさらに有することを特徴とする請求項２または請求項３記載の車両用給電システム。
【請求項６】
前記ループ状の電源線には、前記電源線に接続された１つ以上の隣接するノードを挟んで両側にそれぞれ１回線毎に開放部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用給電システム。
【請求項７】
前記電源線の各々に設けられた前記開放部に挟まれた区間の前記電源線には、前記電源線を地絡等の故障から保護するための保護構造が設けられていることを特徴とする請求項６記載の車両用給電システム。
【請求項８】
前記電源線の一の回線に設けられた開放部と他の回線に設けられた開放部との間で前記電源線に接続されている前記各ノードに対しては、前記電源線と前記各ノードとの接続をともに逆流防止手段を介して行う一方、前記電源線接続部から前記開放部までの間で前記電源線に接続されている前記各ノードに対しては、前記開放部を有する回線と前記各ノードとの接続を前記逆流防止手段を介して行うとともに、他方の開放部を有さない回線との接続は前記逆流防止手段を介さずに行うことを特徴とする請求項６または請求項７記載の車両用給電システム。
【請求項９】
前記複数の電源に代えて上位の制御器とし、前記ループ状の電源線に代えて前記各ノードの負荷制御器に接続されたループ状の信号線とすることによって通信系回路に適用したことを特徴とする請求項１または請求項６または請求項７記載の車両用給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されている種々の電装品、装置、機器等の負荷を制御するシステムに電源等の電力を供給する車両用給電システムに関するものであり、特に複数の電装品などへの給電ループで障害があった場合でも、電源を適切に保護するとともに重要な負荷への電源供給が支障なく行われるようにした車両用給電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、車両の電気負荷はますます増大してきており、主機、補機を電子制御するための電源系統及び信号系統が増大する一方、フロントパネルの計器類を電子的な表示方式に変更するなど電装品が数多く搭載されてきている。これにともなって電源系統及び信号系統の増大が大きな課題となってきており、その信頼性を確保するために電源系統及び信号系統の標準化、合理化が進められている。一例として、信号系統として基幹部分にはCAN(controller area network)システムを適用する一方、端末通信にはLIN(local interconnect network)システムを適用した車内LANが採用されている。基幹部分を対象としたCANシステムは、通信方式としてCSMA/CDが採用され、各制御器が自律分散制御を行うなど標準化が進んでいる。
【０００３】
これに対し、車両の周辺部分などでは合理化、標準化が遅れており、特に電源系統については個別機器毎に電源線が布設されて給電が行われている。そのため、電源を保護するための保護手段も各電源線に設置されているのが現状である。
【０００４】
電源を保護する回路保護部として、一般にはヒューズ、ＩＰＳ、ＰＴＣ素子等が用いられている。ヒューズは、負荷電流が所定値以上に大きくなると溶断して負荷への給電を停止させるものである。またＩＰＳ(intelligent power switch)は、シャント抵抗などで過電流を検知して半導体スイッチをオフにするものである。さらに、ＰＴＣ(positive temperature coefficient)素子は、自身の温度が上昇すると抵抗が大きくなるといった特性を利用して、過電流による発熱での抵抗変化により負荷電流を抑制するものである。
【０００５】
特開平５−６４３６１号公報は、車両用補機を制御する複数の負荷制御器に対して独立した２系統の電源線をそれぞれ配索することにより、衝突時等においていずれか１本の電源線がショートした場合でも、全補機への給電を継続させようとするものである。ここでは、複数の負荷制御器を独立した２系統の電源線にそれぞれ配索するにあたって、すべての負荷制御器に対して逆流防止用のダイオードを介在させている。
【０００６】
特開平１０−２６２３３０号公報は、隣接する電源分配装置間で多重信号伝送ユニットを介して情報交換を行い、該情報に基づいて障害地点を特定して排除するものである。
【特許文献１】特開平５−６４３６１号公報
【特許文献２】特開平１０−２６２３３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ドア、ルーフ、バックドア等といった車両の周辺部分を対象としたLINシステムでは、電源系統及び信号系統の標準化、合理化はほとんど進んでいない。これは、ドア及びバックドア等では電源系統及び信号系統の配線を布設できるエリアが極めて限られており、LINシステムの適用により多重化を進めようとすると、信号が集積するノード部分が大きくなって設置スペースの確保が困難になっているためである。電源系統については、標準化、合理化への対応が更に困難な状況である。電源系統は、各負荷毎に個別に給電するラインが設けられており、保護手段も各ライン毎に設置されるなど合理化が進んでいない。
【０００８】
保護手段に用いられるヒューズは、過電流により一度溶断してしまうと、再び給電を開始するためにはヒューズを交換しなければならない。これは、部品代がかかるだけでなく手間も要するといった欠点がある。ＩＰＳは、部品交換の必要はないが、電流センサ、制御部、ドライバなどを半導体で構成しているため、コストが高くなるといった課題がある。ＰＴＣ素子は、回路が絶たれて電流が流れなくなると温度が低下するため、故障箇所が回復していなくても温度低下とともに抵抗値が小さくなって再び異常電流が流れてしまうといった課題がある。
【０００９】
特開平５−６４３６１号公報に開示されている方法では、複数の負荷制御器を独立した２系統の電源線にそれぞれ配索するにあたって、負荷の重要性等によらずすべての負荷制御器に対して逆流防止用のダイオードを介在させる必要があった。そのため、重要度の低い負荷に対しても電源供給のためには逆流防止用のダイオードが必要になるが、これはコストがかさむだけでなく設置スペースの確保がますます困難になる原因ともなった。また、事故等により電源線が２系統とも地絡した場合には、接続されたすべての負荷への給電が停止してしまうといった課題もある。
【００１０】
特開平１０−２６２３３０号公報に開示されている方法では、障害地点の特定に複雑なロジックが用いられており、そのため重要度の低い負荷であっても給電線に接続されているすべての負荷に対して同じ機能が必要になるといった課題がある。
【００１１】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、異常ノードに対して異常原因が除去されるまで異常検知状態を保持することができる保護手段を提供するとともに、事故等で複数の電源ラインが地絡等の故障状態となった場合でも、一部のノードは正常に給電を継続できる車両用給電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の車両用給電システムの第１の態様は、複数系統の電源と、車両の各所に配設された電気負荷を制御するための負荷制御器をそれぞれ備えた複数のノードと、前記複数系統の電源の各々の系統に接続されたループ状の電源線とを有し、前記各ノードが前記ループ状の電源線に接続されている構成を備えた車両用給電システムであって、前記複数系統の電源の各々の系統と前記ループ状の電源線とは電源線接続部において接続され、前記ループ状の電源線は、前記電源線接続部と前記ノードとの間に回路保護部を有することを特徴とする車両用給電システムである。
【００１３】
第２の態様は、前記回路保護部は、自己復帰機能を備えた回路遮断手段と、前記回路遮断手段に直列に接続された接点と、前記回路遮断手段及び前記接点に並列に接続され前記接点を開保持するための接点保持手段とを有することを特徴とする車両用給電システムである。
【００１４】
第３の態様は、前記回路保護部は、自己復帰機能を備えた回路遮断手段と、前記回路遮断手段に直列に接続された第一の接点と、前記回路遮断手段の下流側で分岐して負荷側に電源を供給するためのバックアップ電源線と、前記バックアップ電源線上に設けられた第二の接点と、前記回路遮断手段及び前記接点に並列に接続され前記第一の接点を開保持するとともに前記第二の接点を閉保持する接点保持手段とを有することを特徴とする車両用給電システムである。
【００１５】
第４の態様は、前記回路保護部は、前記回路遮断手段に異常電流が発生したことを知らせる異常警告手段をさらに有することを特徴とする車両用給電システムである。
【００１６】
第５の態様は、前記回路保護部は、前記異常電流の発生原因が除去された後に前記回路保護部の動作を前記異常電流の発生前の状態に復帰させる復帰手段をさらに有することを特徴とする車両用給電システムである。
【００１７】
第６の態様は、前記ループ状の電源線には、前記電源線に接続された１つ以上の隣接するノードを挟んで両側にそれぞれ１回線毎に開放部が形成されていることを特徴とする車両用給電システムである。
【００１８】
第７の態様は、前記電源線の各々に設けられた前記開放部に挟まれた区間の前記電源線には、前記電源線を地絡等の故障から保護するための保護構造が設けられていることを特徴とする車両用給電システムである。
【００１９】
第８の態様は、前記電源線の一の回線に設けられた開放部と他の回線に設けられた開放部との間で前記電源線に接続されている前記各ノードに対しては、前記電源線と前記各ノードとの接続をともに逆流防止手段を介して行う一方、前記電源線接続部から前記開放部までの間で前記電源線に接続されている前記各ノードに対しては、前記開放部を有する回線と前記各ノードとの接続を前記逆流防止手段を介して行うとともに、他方の開放部を有さない回線との接続は前記逆流防止手段を介さずに行うことを特徴とする車両用給電システムである。
【００２０】
第９の態様は、前記複数の電源に代えて上位の制御器とし、前記ループ状の電源線に代えて前記各ノードの負荷制御器に接続されたループ状の信号線とすることによって通信系回路に適用したことを特徴とする車両用給電システムである。
【発明の効果】
【００２１】
この本発明によれば、複数系統の電源の各々の系統と前記ループ状の電源線との接続部である電源線接続部のループ状の電源線側、具体的には電源線接続部と前記ノードとの間に回路保護部を設けたことにより、電源線が事故等により断線した場合に、該断線部分から回路保護部までの区間に地絡がない電源線に対しては給電が継続されるという優れた効果がある。
【００２２】
更にこの発明によれば、回路保護部に自己復帰機能を備えた回路遮断手段を用いることにより回路保護部が作動した場合でも部品交換の必要はなく、さらに接点保持手段を設けることにより異常検出時の状態を保持することができ、バッテリ等の不要な放電を防ぐことができるという優れた効果がある。また、リレー、ＰＴＣ素子等といった安価な部品を使用しており、保護機能のロジックも簡単であることから、低コストで実現できる。
【００２３】
更にこの発明によれば、バックアップ電源線を追加したことにより電源線の地絡等で回路保護部が作動した場合でも、バックアップ電源線から負荷への給電が継続されるという優れた効果がある。
【００２４】
更にこの発明によれば、異常警告手段の設置及び復帰手段の設置により、運転者は異常を迅速に把握でき、異常原因を除去した後には速やかに正常状態に復帰できるという優れた効果がある。
【００２５】
更にこの発明によれば、電源線に開放部を設けたことにより、複数の回線が地絡した場合であっても一部の負荷への給電が継続できるという優れた効果がある。特に、複数箇所の開放部で挟まれた電源線に接続されたノードは、電源線の地絡位置にかかわらず常に給電が可能となることから、重要な機能を有する負荷を当該ノードに割り当てることで、システムの安定性をより高めることが可能となる。
【００２６】
更にこの発明によれば、開放部で挟まれた区間の電源線に保護構造を付設することによって、当該区間に接続されたノードへの給電がより確実になる。よって、当該区間に重要な機能を持つ負荷を接続することによって、システムの安定性を飛躍的に高めることが可能となる。
【００２７】
更にこの発明によれば、開放部で挟まれた区間以外の電源線に接続されたノードに対しては、逆流防止手段の設置を省略することによりコスト低減が図れるだけでなく、設置スペースも少なくて済むという優れた効果がある。
【００２８】
更にこの発明によれば、電源系のみならず通信系への適用が容易であり、信頼性の高い通信系が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明に係る車両用給電システムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
この発明の車両用給電システムの第１の態様は、複数系統の電源と、車両の各所に配設された電気負荷を制御するための負荷制御器をそれぞれ備えた複数のノードと、前記複数系統の電源の各々の系統に接続されたループ状の電源線とを有し、前記各ノードが前記ループ状の電源線に接続されている構成を備えた車両用給電システムであって、前記複数系統の電源の各々の系統と前記ループ状の電源線とは電源線接続部において接続され、前記ループ状の電源線は、前記電源線接続部と前記ノードとの間に回路保護部を有することを特徴とする車両用給電システムである。
【００３０】
図１は、本発明の車両用給電システムの第１の態様の全体構成の一例を説明する図である。電源装置１は２系統の電源２、３で構成されている。また、２回線の電源線４、５はそれぞれがループ状に形成された電源線であって、それぞれ電源２、３に接続されている。さらに、電源２、３と電源線４、５とのそれぞれの電源線接続部６、７の前後には回路保護部８Ａ、９Ａ、８Ｂ、９Ｂが配設されている。車両の各所に配設された電気負荷を制御するための負荷制御器１０をそれぞれ備えた複数のノード１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、それぞれ逆流防止手段としてのダイオード１２を介して電源線４、５に接続されている。
【００３１】
上記のように構成された車両用給電システムの動作を以下に述べる。いずれかの電源線が図１の１３の地点（地絡点）で地絡した場合には、地絡した当該電源線が接続する回路保護部が作動して当該電源線への給電を停止する。例えば、電源線４が地絡した場合には、回路保護部８Ａ、９Ａが作動し、電源線４への給電が停止される。ここまでは公知の車両用給電システムとほぼ同様である。
【００３２】
ここで、事故等により電源線が２回線とも１４の地点（開放点）で断線して開放された場合を考える。この場合、ノード１１ａは回路保護部８Ａ、８Ｂを経由して給電される一方、ノード１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは回路保護部９Ａ、９Ｂを経由して給電される。この状態で、例えば電源線４、５が図１の地絡点１３で２回線とも地絡した場合、回路保護部８Ａ、８Ｂがともに作動し、ノード１１ａへの給電が停止してノード１１ａで制御されている負荷は動作できなくなるが、ノード１１ｂ、１１ｃ、１１ｄへの給電は継続されており、ノード１１ｂ、１１ｃ、１１ｄで制御されている負荷は正常に動作できる。
【００３３】
以上の第１の態様で説明したように、回路保護部を電源線接続部と前記ノードとの間に設けることにより、電源線が断線した状態でさらに一部の電源線に地絡があっても、地絡がない区間の電源線に対しては給電が継続されるという優れた効果がある。
【００３４】
この発明の車両用給電システムの第２の態様は、回路保護部において、自己復帰機能を備えた回路遮断手段と、前記回路遮断手段に直列に接続された接点と、前記回路遮断手段及び前記接点に並列に接続され前記接点を開保持するための接点保持手段とを有することを特徴とする車両用給電システムである。
【００３５】
図２は、本発明の第２の態様を説明する図である。図２において、２０は回路保護部、２１は電源装置である。なお、図２における回路保護部２０は、図１の回路保護部８Ａ、８Ｂ、９Ａ、９Ｂの具体的一例である。２２は回路遮断手段であり、以下の説明ではＰＴＣ素子を用いた例を説明するが、バイメタル等を用いた回路遮断器などを用いることもできる。ＰＴＣ素子２２は固有の正温度特性を有しており、過大電流等によりＰＴＣ素子２２の温度が上昇すると、ＰＴＣ素子２２の抵抗値が急激に大きくなって電流が殆ど流れなくなるという特性がある。また、温度が低下すると再び抵抗値が元の低い値に戻って電流が流れるといった可逆性を持っている。本発明は、このような正温度特性を有するＰＴＣ素子２２を回路保護部２０に適用し、さらに改良を加えたものである。ＰＴＣ素子２２の正温度特性の一例を図３に示す。図３は、温度の上昇に伴って抵抗値が急激に大きくなることを示している。
【００３６】
接点２３は、ＰＴＣ素子２２に直列に接続されており、通常は閉状態に保持されている。負荷に給電を行う電源線２４は、接点２３に接続されている。接点保持手段２５は、ＰＴＣ素子２２及び接点２３に並列に接続されており、２つのリレー励磁部２６、２７と２つの接点２８、２９から構成されている。この接点保持手段２５は、電源線２４に地絡事故が発生した場合などに接点２３を開状態に駆動する。なお、接点２８、２９は、リレー励磁部２６により制御され、通常は開状態に保持されている。
【００３７】
上記のように構成された回路保護部２０の動作を以下に述べる。電源線２４に地絡事故が発生すると、ＰＴＣ素子２２に過大電流が流れるとともに、接点保持手段２５内に設けられたリレー励磁部２６の両端に電圧が印加されるため、該リレー励磁部２６が作動して接点２８、２９が閉状態に駆動される。同時に、ＰＴＣ素子２２は、過大電流によりその温度が上昇する。ＰＴＣ素子２２の温度が上昇すると、自身の温度特性によりＰＴＣ素子２２の抵抗が急激に大きくなり、ＰＴＣ素子２２に流れる電流は急激に減少する。また、接点２８、２９が閉状態になるとリレー励磁部２７が励磁され、これにより接点２３が開状態になって電源線２４への給電が停止される。接点２８、２９が閉状態になることで、リレー励磁部２６、２７の励磁が保持される。
【００３８】
この発明の車両用給電システムの第３の態様は、回路保護部において、自己復帰機能を備えた回路遮断手段と、前記回路遮断手段に直列に接続された第一の接点と、前記回路遮断手段の下流側で分岐して負荷側に電源を供給するためのバックアップ電源線と、前記バックアップ電源線上に設けられた第二の接点と、前記回路遮断手段及び前記接点に並列に接続され前記第一の接点を開保持するとともに前記第二の接点を閉保持する接点保持手段とを有することを特徴とする車両用給電システムである。
【００３９】
図４は、本発明の第３の態様を説明する図である。第３の態様は、第２の態様で説明した図２の回路保護部２０にバックアップ電源線を追加したものである。図４において、ＰＴＣ素子２２と第一の接点２３との間から分岐して第二の接点３１とバックアップ電源線３２を追加している。追加された第二の接点３１は、通常は開状態に保持されている。
【００４０】
図４に示された本発明の回路保護部２０の動作は以下の通りである。電源線２４に地絡事故が発生すると、ＰＴＣ素子２２に過大電流が流れるとともに、接点保持手段２５内に設けられたリレー励磁部２６の両端に電圧が印加されるため、該リレー励磁部２６が作動して接点２８、２９が閉状態に駆動され、さらにリレー励磁部２７が励磁されるのは図２で説明した第２の態様と同じである。第３の態様では、リレー励磁部２７が励磁されると第一の接点２３を開状態に駆動するのに加えて、第二の接点３１を閉状態に駆動する。その結果、電源線２４への給電が停止される一方、バックアップ電源線３２への給電が開始される。
【００４１】
第３の態様では、バックアップ電源線３２を追加したことにより、電源線２４が地絡等により負荷３０への給電ができなくなった場合でも、バックアップ電源線３２からの給電開始により負荷３０の正常な動作が可能となる。さらに、バックアップ電源線３２にも異常電流が流れた場合、ＰＴＣ素子２２は過電流による温度上昇で電流を通さなくなり、負荷への給電が完全に停止される。従って、異常状態のままバックアップ電源線３２より給電が継続される事態は回避される。
【００４２】
この発明の車両用給電システムの第４の態様は、回路保護部において、回路遮断手段に異常電流が発生したことを知らせる異常警告手段を追加したことを特徴とする車両用給電システムである。
【００４３】
図５は、本発明の第４の態様を説明する図である。第４の態様は、第２の態様で説明した図２の回路保護部に異常警告手段としての異常警告灯３３を追加したものである。異常警告手段３３は、異常警告灯には限らず、ブザーなどであってもよい。第２の態様で説明したように、電源線２４の地絡等による異常電流でＰＴＣ素子２２前後の電位差が大きくなるとリレー励磁部２６が励磁されるが、それとともに異常警告灯３３を点灯させるようにしたものである。これにより、運転者は電源線２４の異常を速やかに知ることができる。
【００４４】
この発明の車両用給電システムの第５の態様は、回路保護部において、異常電流の発生原因が除去された後に前記回路保護部の動作を前記異常電流の発生前の状態に復帰させる復帰手段を追加したことを特徴とする車両用給電システムである。
【００４５】
図６は、本発明の第５の態様を説明する図である。第５の態様は、第２の態様で説明した図２の回路保護部に、回路保護部の動作を前記異常電流の発生前の状態に復帰させる復帰手段として復帰スイッチ３４を追加したものである。異常原因が除去された後、接点２３を再び閉状態に戻して電源線２４への給電を再開するための手段として、復帰スイッチ３４を接点保持手段２５に追加している。復帰スイッチ３４は、接点保持手段２５内の接点２８、２９の接地部分に設けており、復帰スイッチ３４により接地されなくなるとリレー２６、２７の励磁が停止し、その結果接点２３が閉状態に戻る。ＰＴＣ素子２２は、給電が停止されている間に温度が低下して抵抗値も元の低い値に回復していることから、接点２３が閉状態に戻ると同時に電源線２４への給電が再開される。
【００４６】
この発明の車両用給電システムの第６の態様は、ループ状の電源線には、前記電源線に接続された１つ以上の隣接するノードを挟んで両側にそれぞれ１回線毎に開放部が形成されていることを特徴とする車両用給電システムである。
【００４７】
図７は、本発明の第６の態様を説明する図である。前記電源線４、５はループ状に形成されているが、それぞれに開放部１７、１８を１箇所ずつ設けている。すなわち、第６の態様ではノード１１ｃを挟んでノード１１ｂとノード１１ｃの間で電源線４が開放されており、ノード１１ｃとノード１１ｄの間で電源線５が開放されている。開放部１７、１８で挟まれたノード１１ｃの接続例を図８に示す。図８において、電源線４（４Ａ、４Ｂ）、５（５Ａ、５Ｂ）はＦＦＣ４１を利用して配設されており、電源線４、５とノード１１ｃとはピアス４２、４３で接続されている。電源線４は、ピアス４２による接続部の左側（回路保護部８Ａ、８Ｂに接続された側）に開放部４４を持ち、電源線５は、ピアス４３による接続部の右側（回路保護部９Ａ、９Ｂに接続された側）に開放部４５を持っている。電源線４、５にＦＦＣを利用することで、開放部４４、４５はパンチ等で容易に形成することが可能である。なお、図８における開放部４４は図７における開放部１７に、図８における開放部４５は図７における開放部１８にそれぞれ対応している。
【００４８】
上記のように構成された車両用給電システムの動作を以下に述べる。車両の事故等により電源線４Ａ、５Ａが２回線とも１５の個所で地絡すると、回路保護部８Ａ、８Ｂともに作動して地絡点１５の方向への給電が遮断される。その結果、ノード１１ａ、１１ｂへの給電は２回線とも停止され、ノード１１ａ、１１ｂで制御されている負荷はともに動作不能となる。これに対し、地絡点１５の個所で地絡した本実施例のケースでは、回路保護部９Ａ、９Ｂは作動しないため、ノード１１ｄへの給電は継続される。また、ノード１１ｃにおいては、電源３から電源線５Ｂを経由してくる給電が回路保護部８Ｂの作動のため停止されるが、電源２から電源線４Ｂを経由してくる給電は継続されている。以上の結果、ノード１１ｃ、１１ｄへの給電は継続されるため、ノード１１ｃ、１１ｄで制御されている負荷はともに動作が可能である。
【００４９】
第６の態様では、ノード１１ａとノード１１ｂの間に位置する地絡点１５の個所で地絡したケースについて説明したが、回路保護部８Ａ、８Ｂとノード１１ａの間で地絡した場合も同様である。
【００５０】
以上の第６の態様に対し、回路保護部９Ａ、９Ｂとノード１１ｄの間で２回線とも地絡して回路保護部９Ａ、９Ｂが作動した場合には、ノード１１ｄへの給電が停止される。これに対しノード１１ｃは、電源２から電源線４Ｂを経由してくる給電が回路保護部９Ａの作動のため停止されるが、電源３から電源線５Ａを経由してくる給電は継続されている。
【００５１】
以上の第６の態様で説明したように、本発明の車両用給電システムによれば、電源線の任意の個所で２回線とも地絡して回路保護部が作動した場合でも、すべての負荷への給電が停止されることはなく、一部の負荷への給電は継続される。特に、２回線の電源線のそれぞれに１箇所ずつ設けられた開放部の間に挟まれたノードに対しては、電源線の任意の個所で２回線とも地絡した場合でも給電が維持される。したがって、たとえば重要な機能を有する負荷を開放部に挟まれたノードに割り当てることで、システムの安定性を大幅に向上させることができる。
【００５２】
なお、２回線の電源線のうち１回線のみが停止した場合には、すべてのノードへの給電が確保されるのは言うまでもないことである。
【００５３】
この発明の車両用給電システムの第７の態様は、電源線の各々に設けられた開放部に挟まれた区間の電源線には、電源線を地絡等の故障から保護するための保護構造が設けられていることを特徴とする車両用給電システムである。
【００５４】
第７の態様を図９を用いて説明する。第６の態様では、２回線の電源線の各々に設けられた開放部に挟まれたノードは１ノードのみであった。これに対し、図９の本実施例では開放部１７、１８に挟まれた区間の電源線にはノード１１ｂとノード１１ｃの２ノードが接続されている。この場合、開放部１７、１８に挟まれた区間以外のいずれかの部分で２回線とも地絡して回路保護部が作動した場合は、開放部１７、１８に挟まれた区間の２ノードとも給電が維持されるのは第６及び第７の態様と同じである。これに対し、開放部１７、１８に挟まれた区間のノード１１ｂとノード１１ｃとの間で２回線とも地絡した場合には、ノード１１ｂ、１１ｃとも給電が停止される。
【００５５】
そこで、第７の態様では開放部１７、１８で挟まれた区間に保護構造１６を付設することで、同区間での地絡等の故障を回避している。この保護構造１６は、例えば絶縁性材料によるカバーやチューブなどによって構成される。これによって、重要な機能を有する２種類の負荷を開放部１７、１８に挟まれた区間に割り当てることによって、システムの安定性を大きく向上させることが可能となる。第７の態様による効果は、例えば開放部に挟まれた区間にノードが３つ以上あっても同様に達成されるのは言うまでもない。
【００５６】
この発明の車両用給電システムの第８の態様は、電源線の一の回線に設けられた開放部と他の回線に設けられた開放部との間で電源線に接続されている各ノードに対しては、電源線と各ノードとの接続をともに逆流防止手段を介して行う一方、電源線接続部から開放部までの間で電源線に接続されている各ノードに対しては、開放部を有する回線と各ノードとの接続を逆流防止手段を介して行うとともに、他方の開放部を有さない回線との接続は逆流防止手段を介さずに行うことを特徴とする車両用給電システムである。
【００５７】
本発明の第８の態様を図１０を用いて説明する。２回線の電源線４（４Ａ及び４Ｂ）、５（５Ａ及び５Ｂ）の各々に設けられた開放部１７、１８に挟まれたノード１１ｃは、第６の態様と同様に電源線４Ｂ、５Ａとは２回線とも逆流防止手段としてのダイオード１２を介して接続されている。これに対し、電源線接続部６、７から左回りに電源線の最初の開放部１７までの間に接続されているノード１１ａ、１１ｂに対しては、開放部１７がある回線４Ａと各ノードとの接続をダイオード１２を介して行っているのに対し、他方の回線５Ａと各ノードとの接続はダイオード１２を介さずに行っている。
【００５８】
同様に、電源と電源線との接続部６、７から右回りに電源線の最初の開放部１８までの間に接続されているノード１１ｄに対しては、開放部１８がある回線５Ｂとノード１１ｄとの接続をダイオード１２を介して行っているのに対し、他方の回線４Ｂとノード１１ｄとの接続はダイオード１２を介さずに行っている。
【００５９】
上記のように構成された第８の態様の車両用給電システムでは、ダイオード１２の数が、第６の態様に比べて大幅に削減されている。例えば、第６の態様（図７）における８個から第８の態様（図１０）における５個に削減される。第８の態様において、電源線の任意の個所で２回線とも地絡した場合の動作は、第６の態様と同じ動作となり、ダイオードを介さずに負荷が接続されている回線が地絡した場合には、１回線のみの地絡であっても２回線とも地絡した場合と同じ動作となる。しかしながら、ダイオードが大幅に削減できることから、コストが削減できるという効果だけでなく、設置スペースが大幅に削減されることになり、設置スペースが限られている車両用給電システムとして大きな利点となる。
【００６０】
この発明の車両用給電システムの第９の態様は、複数の電源に代えて上位の制御器とし、ループ状の電源線に代えて各ノードの負荷制御器に接続されたループ状の信号線とすることによって通信系回路に適用したことを特徴とする車両用給電システムである。上記の第１から第８までの態様では、負荷への給電を行う電源線について説明したが、本発明の車両用給電システムは通信系回路に対しても同様に適用できる。
【００６１】
第９の態様を図１１を用いて説明する。図１１はノード１１における通信系回路の一例を示しており、１９は通信線に接続される通信部である。通信部１９は、送信部と受信部（ともに図示せず）を含んで構成される。送信部は、通信線を送信信号の論理に対応した電圧レベルに変動させる。具体的には、トランジスタ回路を用いるなどして構成される。また、受信部は、通信線の電圧レベルから信号の論理を読み取る。具体的には、コンパレータ回路を用いるなどして構成される。
【００６２】
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る車両用給電システムの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における車両用給電システムの細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、本発明の車両用給電システムの全体構成を説明する図である。
【図２】図２は、本発明の回路保護部の構成を説明する図である。
【図３】図３は、ＰＴＣ素子の温度特性を示す図である。
【図４】図４は、本発明の回路保護部にバックアップ電源線を追加した構成を示す図である。
【図５】図５は、本発明の回路保護部に異常警告灯を追加した構成を示す図である。
【図６】図６は、本発明の回路保護部に、異常電流の発生前の状態に復帰させる復帰スイッチを追加した構成を示す図である。
【図７】図７は、本発明の開放部を設けた車両用給電システムの作用を説明する図である。
【図８】図８は、電源線に開放部を作成する方法の一例を示す図である。
【図９】図９は、本発明の開放部を設けた車両用給電システムにおいて、保護構造を追加した例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の開放部を設けた車両用給電システムにおいて、電源線とノードとの接続においてダイオードを削減したときの作用を説明する図である。
【図１１】図１１は、本発明の車両用給電システムを通信系回路に適用した場合のノードの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１、２１・・・電源装置
２、３・・・電源
４、５、２４・・・電源線
６、７・・・電源線接続部
８Ａ、８Ｂ、９Ａ、９Ｂ・・・回路保護部
１０・・・負荷制御器
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ・・・ノード
１２・・・ダイオード
１３・・・地絡点
１４・・・開放点
１５・・・地絡点
１６・・・保護構造
１７、１８・・・開放部
１９・・・通信部
２２・・・ＰＴＣ素子
２３、２８、２９、３１・・・接点
２５・・・接点保持手段
２６、２７・・・リレー励磁部
３０・・・負荷
３２・・・バックアップ電源線
３３・・・警告灯
３４・・・復帰スイッチ
４１・・・ＦＦＣ
４２、４３・・・ピアス
４４、４５・・・開放部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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