(57)【要約】【課題】電源の冗長化を図りながら、電源配線の電線量を削減し得る車両用給電装置を提供する。【解決手段】通常負荷機器２及び安全系負荷制御部１９ａ〜１９ｄへの電源供給を管理する電源管理部１１と、電源管理部１１及び通常負荷機器２と、安全系負荷制御部１９ａ〜１９ｄに電源を供給するメインバッテリー１及びサブバッテリー９とを備えた車両用給電装置において、メインバッテリー１の出力電圧低下時に、サブバッテリー９と通常負荷機器２との接続を遮断し、サブバッテリー９から電源管理部１１及び安全系負荷制御部１９ａ〜１９ｄにのみ電源を供給する電源切替装置６，１３を備えた。【選択図】図１
2015020619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常負荷機器及び安全系負荷制御部への電源供給を管理する電源管理部と、
前記電源管理部及び通常負荷機器と、前記安全系負荷制御部に電源を供給するメインバッテリー及びサブバッテリーと
を備えた車両用給電装置において、
前記メインバッテリーの出力電圧低下時に、前記サブバッテリーと前記通常負荷機器との接続を遮断し、前記サブバッテリーから前記電源管理部及び安全系負荷制御部にのみ電源を供給する電源切替装置を備えたことを特徴とする車両用給電装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用給電装置において、
前記電源切替装置は、
前記メインバッテリーの出力電圧低下時に、前記サブバッテリーと前記通常負荷機器及び前記メインバッテリーとの接続を遮断する遮断器を備えたことを特徴とする車両用給電装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用給電装置において、
前記電源管理部は、前記メインバッテリーの出力電圧低下時に導通して前記遮断器を駆動するスイッチ回路を備えたことを特徴とする車両用給電装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の車両用給電装置において、
前記電源切替装置は、
前記メインバッテリーの出力電圧低下時に、前記サブバッテリーと前記通常負荷機器及び前記メインバッテリーとの接続を遮断する電源リレーと、
通常時に前記メインバッテリーを前記電源管理部及び安全系負荷制御部に接続するとともに、前記メインバッテリーの出力電圧低下時に、前記サブバッテリーを前記電源管理部及び安全系負荷制御部に接続する切替リレーと
を備えたことを特徴とする車両用給電装置。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の車両用給電装置において、
前記電源切替装置は、
前記サブバッテリーを前記電源管理部及び安全系負荷制御部に常時接続するとともに、前記メインバッテリーの出力電圧低下時に、前記サブバッテリーと前記通常負荷機器及び前記メインバッテリーとの接続を遮断する電源リレーを備えたことを特徴とする車両用給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されたバッテリーから負荷機器に電源を供給する給電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の自動車は、電子化が益々進み、バッテリーから給電装置を介して多数の負荷機器に電源が供給されている。このような給電装置を備えた自動車では、バッテリーの故障あるいは電圧低下時には、各負荷機器の動作が保障されなくなる。このため、メインバッテリーに加えてサブバッテリーを備え、メインバッテリーの故障あるいは電圧低下時にはサブバッテリーから負荷機器に電源を供給する電源冗長化システムが採用されている。
【０００３】
特許文献１には、上記のような電源冗長化システムを備えた車両用電源システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２１０２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような電源冗長化システムでは、自動車の衝突時にメインバッテリーとサブバッテリーが同時に破損される可能性を低くするために、メインバッテリーとサブバッテリーを車両の前後に振り分けて位置させることが一般的である。
【０００６】
すると、各バッテリーと負荷機器をそれぞれ接続するために、電流容量の大きい電源ハーネスを各バッテリーから負荷機器まで引き回す必要がある。従って、必要となる電線量が増大して、重量及び部品コストが増大するという問題点がある。
【０００７】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は電源の冗長化を図りながら、電源配線の電線量を削減し得る車両用給電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する車両用給電装置は、通常負荷機器及び安全系負荷制御部への電源供給を管理する電源管理部と、前記電源管理部及び通常負荷機器と、前記安全系負荷制御部に電源を供給するメインバッテリー及びサブバッテリーとを備えた車両用給電装置において、前記メインバッテリーの出力電圧低下時に、前記サブバッテリーと前記通常負荷機器との接続を遮断し、前記サブバッテリーから前記電源管理部及び安全系負荷制御部にのみ電源を供給する電源切替装置を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、上記構成において、前記電源切替装置は、前記メインバッテリーの出力電圧低下時に、前記サブバッテリーと前記通常負荷機器及び前記メインバッテリーとの接続を遮断する遮断器を備えることが好ましい。
【００１０】
また、上記構成において、前記電源管理部は、前記メインバッテリーの出力電圧低下時に導通して前記遮断器を駆動するスイッチ回路を備えることが好ましい。
また、上記構成において、前記電源切替装置は、前記メインバッテリーの出力電圧低下時に、前記サブバッテリーと前記通常負荷機器及び前記メインバッテリーとの接続を遮断する電源リレーと、通常時に前記メインバッテリーを前記電源管理部及び安全系負荷制御部に接続するとともに、前記メインバッテリーの出力電圧低下時に、前記サブバッテリーを前記電源管理部及び安全系負荷制御部に接続する切替リレーとを備えることが好ましい。
【００１１】
また、上記構成において、前記電源切替装置は、前記サブバッテリーを前記電源管理部及び安全系負荷制御部に常時接続するとともに、前記メインバッテリーの出力電圧低下時に、前記サブバッテリーと前記通常負荷機器及び前記メインバッテリーとの接続を遮断する電源リレーを備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の車両用給電装置によれば、電源の冗長化を図りながら、電源配線の電線量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第一の実施形態の車両用給電装置を示すブロック図である。
【図２】第二の実施形態の車両用給電装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第一の実施形態）
以下、車両用給電装置の第一の実施形態を説明する。
図１に示す車両用給電装置は、メインバッテリー１に種々の通常負荷機器２、スターターモータ３、オルタネータ４が電流容量の大きい電源ハーネス５を介して接続されている。そして、運転者の操作等に基づいて、メインバッテリー１を電源として動作する。前記メインバッテリー１は、車両前部のエンジンルームに設置される。
【００１５】
前記電源ハーネス５は、電源リレー６の接点から電源ハーネス８ａを介して昇降圧回路７に接続され、その昇降圧回路７に電源ハーネス８ｂを介してサブバッテリー９が接続されている。サブバッテリー９は、車両後部のトランクルーム等に設置されて、メインバッテリー１とサブバッテリー９が同時に破損され難いように設置されている。
【００１６】
前記電源リレー６は、そのコイルが励磁されない通常状態では接点が閉路されて導通状態となる常閉接点リレーで構成され、通常時に前記オルタネータ４から出力される発電電圧が昇降圧回路７で昇圧され、その昇圧電圧でサブバッテリー９が充電される。
【００１７】
前記メインバッテリー１のプラス側端子は、モニター用信号線１０を介して電源管理部１１内の電源マネジメント用のＥＣＵ１２に接続されている。そして、メインバッテリー１の出力電圧がＥＣＵ１２で常時モニターされている。
【００１８】
前記ＥＣＵ１２は、前記メインバッテリー１とサブバッテリー９のいずれかから、電源管理部１１内に配設される切替リレー１３を介して電源が供給される。すなわち、前記電源ハーネス５から分岐する電源ハーネス１４が切替リレー１３の常閉接点ＮＣに接続され、前記昇降圧回路７の前記電源リレー６側の端子で前記電源ハーネス８ａから分岐する電源ハーネス１５が切替リレー１３の常開接点ＮＯに接続されている。そして、切替リレー１３の出力端子から電源配線１６を介してＥＣＵ１２に電源が供給されている。
【００１９】
前記ＥＣＵ１２には、前記電源リレー６及び切替リレー１３のコイルを励磁するスイッチ回路１７回路が備えられている。すなわち、電源リレー６と切替リレー１３のコイルは、昇降圧回路７の前記電源リレー６側の端子と前記スイッチ回路１７との間で直列に接続されている。
【００２０】
そして、ＥＣＵ１２は前記メインバッテリー１の電圧があらかじめ設定された電圧以下に低下したとき、スイッチ回路１７をオン状態として、電源リレー６と切替リレー１３のコイルに通電して励磁する。
【００２１】
すると、電源リレー６は遮断状態となって昇降圧回路７及びサブバッテリー９と、メインバッテリー１、通常負荷機器２、スターターモータ３、オルタネータ４との接続が遮断される。
【００２２】
また、切替リレー１３は常閉接点ＮＣから常開接点ＮＯ側に切替えられて、ＥＣＵ１２とメインバッテリー１との接続が遮断されるとともに、サブバッテリー９から昇降圧回路７、電源ハーネス１５、切替リレー１３及び電源配線１６を介してＥＣＵ１２に電源が供給される。
【００２３】
前記電源配線１６から分岐して電源管理部１１外に延設される電源配線１８には、複数の安全系ＥＣＵ１９ａ〜１９ｄが接続され、前記メインバッテリー１若しくはサブバッテリー９から各安全系ＥＣＵ１９ａ〜１９ｄに電源が供給されるようになっている。
【００２４】
前記安全系ＥＣＵ１９ａ〜１９ｄは、緊急時にも必要となる各種安全系負荷を制御するＥＣＵであり、消費電力は比較的少ないので、電源配線１８は電源ハーネス５，８等に比して、電流容量の小さい小径の配線である。
【００２５】
前記安全系負荷は、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）と、アンチロックブレーキ装置（ＡＢＳ）と、プリクラッシュ装置と、電動パーキングブレーキ装置と、緊急通報装置と、ヘッドランプと及びストップランプを含むことが好ましい。
【００２６】
次に、上記のように構成された車両用給電装置の作用を説明する。
通常時には、通常負荷機器２、スターターモータ３等はメインバッテリー１を電源として動作する。また、オルタネータ４の動作によりメインバッテリー１が充電される。
【００２７】
ＥＣＵ１２でモニターしているメインバッテリー１の出力電圧が、あらかじめ設定されている許容電圧の範囲内であると、ＥＣＵ１２はスイッチ回路１７を非導通状態に維持する。
【００２８】
すると、電源リレー６は閉路状態となり、オルタネータ４の出力電圧が昇降圧回路７で昇圧されてサブバッテリー９に供給され、サブバッテリー９が充電される。
また、切替リレー１３は常閉接点ＮＣ側に接続された状態となり、ＥＣＵ１２及び安全系ＥＣＵ１９ａ〜１９ｄはメインバッテリー１から供給される電源に基づいて所要の動作を行う。
【００２９】
メインバッテリー１の出力電圧があらかじめ設定されている許容電圧を下回ったとき、あるいはメインバッテリー１と電源ハーネス５との接続が遮断されたような場合、ＥＣＵ１２はスイッチ回路１７を導通状態とする。
【００３０】
すると、電源リレー６は非導通状態となり、サブバッテリー９とメインバッテリー１及び通常負荷機器２等との接続が遮断される。
また、切替リレー１３では常開接点ＮＯ側に接続されて、サブバッテリー９から昇降圧回路７を介してＥＣＵ１２及び安全系ＥＣＵ１９ａ〜１９ｄに電源が供給される。
【００３１】
このため、メインバッテリー１からの電源供給が不能となる緊急時には、サブバッテリー９からＥＣＵ１２及び安全系ＥＣＵ１９ａ〜１９ｄに電源を供給して、車両の安全な走行及び停止操作を確保することが可能となる。
【００３２】
上記のような車両用給電装置では、次に示す効果を得ることができる。
（１）メインバッテリー１からの正常な電源供給が不能となった場合には、サブバッテリー９から安全系ＥＣＵ１９ａ〜１９ｄに電源を供給することができる。従って、メインバッテリー１からの電源供給が遮断されても、サブバッテリー９により車両の安全な走行及び停止操作を確保することができる。
（２）メインバッテリー１からの電源供給が不能となる緊急時には、サブバッテリー９から通常負荷機器２への電源の供給を遮断し、安全系ＥＣＵ１９ａ〜１９ｄにのみ電源を供給することができる。従って、緊急時にサブバッテリー９の電力消費を低減することができる。
（３）緊急時に、サブバッテリー９から通常負荷機器２に電源を供給するための電流容量の大きい電源ハーネスを設けないので、メインバッテリー１とサブバッテリー９を車両の前後に振り分けて設置する場合に、電源ハーネスを構成するための電線の量を削減して車両の軽量化及びコストの低減を図ることができる。
（第二の実施形態）
図２は、第二の実施形態を示す。この実施形態は、サブバッテリー９からＥＣＵ１２に常時電源を供給するようにして、第一の実施形態の切替リレー１３を省略する構成としたものである。第一の実施形態と同一構成部分は、同一符号を付して説明する。
【００３３】
電源リレー６と昇降圧回路７とを接続する電源ハーネス８ａから分岐する電源配線２１でＥＣＵ１２に電源が供給され、スイッチ回路１７と電源ハーネス８ａとの間に電源リレー６のコイルが接続されている。
【００３４】
そして、電源配線２１から分岐する電源配線２２を介して、安全系ＥＣＵ１９ａ〜１９ｄに電源が供給される。その他の構成は、第一の実施形態と同様である。
このように構成された車両用給電装置では、通常時には、通常負荷機器２、スターターモータ３等はメインバッテリー１を電源として動作する。また、オルタネータ４の動作によりメインバッテリー１が充電される。
【００３５】
ＥＣＵ１２でモニターしているメインバッテリー１の出力電圧が、あらかじめ設定されている許容電圧の範囲内であると、ＥＣＵ１２はスイッチ回路１７を非導通状態に維持する。
【００３６】
すると、電源リレー６は導通状態となり、オルタネータ４の出力電圧が昇降圧回路７で昇圧されてサブバッテリー９に供給され、サブバッテリー９が充電される。
また、ＥＣＵ１２及び安全系ＥＣＵ１９ａ〜１９ｄは、メインバッテリー１から電源リレー６を介して供給される電源あるいはサブバッテリー９から供給される電源に基づいて所要の動作を行う。
【００３７】
メインバッテリー１の出力電圧があらかじめ設定されている許容電圧を下回ったとき、あるいはメインバッテリー１と電源ハーネス５との接続が遮断されたような場合、ＥＣＵ１２はスイッチ回路１７を導通状態とする。
【００３８】
すると、電源リレー６は非導通状態となり、サブバッテリー９とメインバッテリー１及び通常負荷機器２等との接続が遮断される。
また、サブバッテリー９から昇降圧回路７を介してＥＣＵ１２及び安全系ＥＣＵ１９ａ〜１９ｄに電源が供給される。
【００３９】
このため、メインバッテリー１からの電源供給が不能となる緊急時には、サブバッテリー９からＥＣＵ１２及び安全系ＥＣＵ１９ａ〜１９ｄに電源を供給して、車両の安全な走行及び停止操作を確保することが可能となる。
【００４０】
この実施形態の車両用給電装置では、第一の実施形態で得られた効果に加えて、次に示す効果を得ることができる。
（１）第一の実施形態に比して、切替リレー１３を省略することができるので、部品点数の削減を図ることができる。
【００４１】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・メインバッテリー１を車両の後部に設置し、サブバッテリー９を車両の前部に設置する等、両バッテリーの設置位置を任意位置に変更してもよい。
・電源リレー６及び切替リレー１３に代えて、半導体スイッチ等を使用してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１…メインバッテリー、２…通常負荷機器、６…電源切替装置（遮断器、電源リレー）、９…サブバッテリー、１１…電源管理部（ＥＣＵ）、１３…電源切替装置（切替リレー）、１７…スイッチ回路、１９ａ〜１９ｄ…安全系負荷制御部（安全系ＥＣＵ）。
【図１】
2015020619.tif 000003
【図２】
2015020619.tif 000004