(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリおよびオルタネータから受電する第１の電源ボックスと、前記第１の電源ボックスから受電する１以上の第２の電源ボックスとを備えて車両の電気負荷に電力を供給する車両電源システムであって、
前記バッテリに接続されて前記第１の電源ボックス内に配索されるバッテリ系電源ラインと、
前記オルタネータに接続されて前記第１の電源ボックス内に配索されるオルタ系電源ラインと、
前記第１の電源ボックスから前記第２の電源ボックスのそれぞれに１系統の電力線で接続する電源バスラインと、
前記第１の電源ボックス内で前記バッテリ系電源ラインと前記電源バスラインとを接続する第１の電源ラインと、
前記第１の電源ボックス内で前記オルタ系電源ラインと前記電源バスラインとを接続する第２の電源ラインと、
前記第１の電源ラインを通電状態または遮断状態のいずれかに切り替える第１の電源切替リレーと、
前記第２の電源ラインを通電状態または遮断状態のいずれかに切り替える第２の電源切替リレーと、
前記オルタネータを制御・監視するオルタネータ発電制御・異常監視部と、前記第１の電源切替リレーおよび前記第２の電源切替リレーを制御する電源切替リレー制御部とを有する電源制御部と、を備え、
前記オルタネータが正常動作中のときは、前記第１の電源切替リレーを遮断状態とするとともに前記第２の電源切替リレーを通電状態とし、
前記オルタネータ発電制御・異常監視部で前記オルタネータの異常が検出されると、前記電源切替リレー制御部が前記第１の電源切替リレーを通電状態に切り替えるとともに前記第２の電源切替リレーを遮断状態に切り替える
ことを特徴とする車両電源システム。
【請求項２】
前記第２の電源切替リレーは、前記オルタ系電源ラインからの受電で励磁されて通電状態となり、前記オルタ系電源ラインから受電できなくなると遮断状態となる
ことを特徴とする請求項１に記載の車両電源システム。
【請求項３】
バッテリおよびオルタネータから受電する第１の電源ボックスと、前記第１の電源ボックスから受電する１以上の第２の電源ボックスとを備えて車両の電気負荷に電力を供給する車両電源システムであって、
前記バッテリに接続されて前記第１の電源ボックス内に配索されるバッテリ系電源ラインと、
前記オルタネータに接続されて前記第１の電源ボックス内に配索されるオルタ系電源ラインと、
前記第１の電源ボックスから前記第２の電源ボックスのそれぞれに１系統の電力線で接続する電源バスラインと、
前記オルタ系電源ラインに接続された第１の接点と、前記バッテリ系電源ラインに接続された第２の接点と、前記電源バスラインに接続された第３の接点とを有し、前記第１の接点または前記第２の接点のいずれかを選択的に前記第３の接点に接続する第３の電源切替リレーと、
前記オルタネータを制御・監視するオルタネータ発電制御・異常監視部と、前記第３の電源切替リレーを制御する電源切替リレー制御部とを有する電源制御部と、を備え、
前記オルタネータが正常動作中のときは、前記第３の電源切替リレーの前記第１の接点と前記第３の接点とを接続し、
前記オルタネータ発電制御・異常監視部で前記オルタネータの異常が検出されると、前記第３の電源切替リレーの前記第２の接点と前記第３の接点とを接続するように切り替える
ことを特徴とする車両電源システム。
【請求項４】
前記オルタ系電源ライン及び前記第２の電源ボックスにはオルタ系負荷が接続され、前記オルタネータ発電制御・異常監視部で前記オルタネータの異常が検出されると、前記オルタ系負荷を停止させる
ことを特徴とする請求項１乃至３に記載の車両電源システム。
【請求項５】
前記オルタ系負荷にはそれぞれに供給する電力を制御する個別負荷電源制御部が備えられており、前記オルタネータ発電制御・異常監視部で前記オルタネータの異常が検出されると、前記個別負荷電源制御部を停止させることで前記オルタ系負荷を停止させる
ことを特徴とする請求項４に記載の車両電源システム。
【請求項６】
前記電源制御部は、前記個別負荷電源制御部に電力供給を行う電源制御部電源一括生成部をさらに有し、前記オルタネータ発電制御・異常監視部で前記オルタネータの異常が検出されると、前記電源制御部電源一括生成部が前記個別負荷電源制御部への電力供給を停止することで前記個別負荷電源制御部を停止させる
ことを特徴とする請求項５に記載の車両電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両電源システムに係り、特にバッテリとオルタネータとからの電力供給を制御する車両電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の高性能化、高快適性等のニーズに対応して、車両には各種の車載電気負荷が搭載されており、これらの電気負荷に電力を供給する電源として、バッテリとオルタネータの２つが備えられている。バッテリとオルタネータとの電力供給の切替は、車両電源システムによって制御されている。自動車の通常走行中は、主にオルタネータから電力供給が行われているが、エンジン始動時やオルタネータの故障時等にはバッテリからの電力供給が行われる。
【０００３】
近年は、パワーステアリングやブレーキシステム等、走行性能や安全性に係る装置にも多くの電気部品が用いられて電気負荷が増大している。これに加えて、ドライバや同乗者の快適性を向上させるための電気負荷も増加してきており、電源から各電気負荷への電気配線（ワイヤハーネス）が大幅に増えている。従来の車両電源システム９００の一例を図９に示す。多数の電気負荷９０７に電力供給を行うために、リレーボックスやジャンクションボックス（以下では電源ボックスという）が複数設けられており、バッテリ９０１およびオルタネータ９０２に直接接続された第１の電源ボックス９０３と、この第１の電源ボックス９０３から受電する第２の電源ボックス９０４〜９０６との間に複数の電源線を配線している。そのため、電源線の本数が多くなり、電源線の総線長も長くなる。その結果、電源線のコストアップや重量が増大するといった問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するために、電源線を単一の電源ラインにバス化した電源バス化システムが開発されている。電源バス化システムの一例を図１０に示す。電源バス化システム９１０では、第１の電源ボックス９１３と第２の電源ボックス９１４〜９１６との間が単線化されており、電源線の本数の削減や電源線の総線長の短縮化が図られている。
【０００５】
オルタネータの故障等で電力供給源がバッテリに切り替えられた場合、バッテリ容量が急激に低下するのを回避するために、例えば特許文献１に記載の車両用電源制御装置では、複数の車載電気負荷それぞれに対し、図１１に示すような電力供給の優先度合いを示す３段階以上の負荷制御レベルを設けている。そして、バッテリの電力容量又はバッテリ電圧の低下割合に応じて負荷制御レベルを判定し、負荷判定レベルが変更されたときには、負荷への電力供給の停止又は低減を行う、あるいは復帰させる等の制御を段階的に行わせている。
【０００６】
具体的には、図１２に示すように、バッテリ９２０からの電力供給を制御する電源制御部（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）９２１が、バッテリ電圧９２２、ＳＯＨ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ）９２３、外気温９２４等に基づいて負荷制御レベルを判断し、それに基づいて対象の負荷を制御するＥＣＵ９２５（エアコンＥＣＵ９２５−１、シートＥＣＵ９２５−２等）に通信ラインを経由して負荷制御指令を送信し、各ＥＣＵ９２５が対象の負荷への電力供給を停止又は低減している。
【特許文献１】特開２００５−３１８７３０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、上記従来の車両電源システムでは以下のような問題があった。配線数を大幅に低減した電源バス化システムでは、オルタネータが故障した場合にバッテリからすべての負荷に電力供給が可能となっているため、バッテリ容量が急激に低下してバッテリ上がりが早くなるといった問題がある。また、第１の電源ボックス内に設けられているオルタヒューズ９１８が、オルタネータ異常あるいはオルタネータハーネスのショートにより溶断した場合には、バッテリからの電力供給がすべて遮断されるため、重要な電気負荷への電力供給ができなくなる。
【０００８】
特許文献１に記載の車両用電源制御装置では、電源制御部９２１で負荷制御レベルを判断しており、これが切り替わると負荷制御指令をエアコンＥＣＵ９２５−１等の下位のＥＣＵ９２５に送信し、各ＥＣＵ９２５が所定の負荷（エアコン負荷Ａ等）の電力供給を制御するようにしていた。そのため、電源制御部９２１でＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）低下又はバッテリ電圧低下を検知してから負荷への電力供給が制御されるまでにタイムラグが発生し、負荷制御をリアルタイムに行うことができないといった問題があった。
【０００９】
また、特許文献１の車両用電源制御装置では、下位のＥＣＵ９２５が動作するのに必要な電源として、その制御対象の負荷に供給される電源を電圧降下させて用いているため、ＥＣＵ９２５の最低動作電圧以下になるおそれがあり、その場合には当該負荷の制御が行えず停止してしまうおそれがある。さらに、バッテリ電圧が大きく低下した場合には、通信ラインに必要な電圧が確保できず、電源制御部９２１から下位のＥＣＵ９２５に制御信号を送信できなくなるといった問題がある。
【００１０】
そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、オルタネータの異常時に重要な負荷への電力供給をバッテリから行うように切り替える車両電源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】
【００１１】
本発明の車両電源システムの第１の態様は、バッテリおよびオルタネータから受電する第１の電源ボックスと、前記第１の電源ボックスから受電する１以上の第２の電源ボックスとを備えて車両の電気負荷に電力を供給する車両電源システムであって、前記バッテリに接続されて前記第１の電源ボックス内に配索されるバッテリ系電源ラインと、前記オルタネータに接続されて前記第１の電源ボックス内に配索されるオルタ系電源ラインと、前記第１の電源ボックスから前記第２の電源ボックスのそれぞれに１系統の電力線で接続する電源バスラインと、前記第１の電源ボックス内で前記バッテリ系電源ラインと前記電源バスラインとを接続する第１の電源ラインと、前記第１の電源ボックス内で前記オルタ系電源ラインと前記電源バスラインとを接続する第２の電源ラインと、前記第１の電源ラインを通電状態または遮断状態のいずれかに切り替える第１の電源切替リレーと、前記第２の電源ラインを通電状態または遮断状態のいずれかに切り替える第２の電源切替リレーと、前記オルタネータを制御・監視するオルタネータ発電制御・異常監視部と、前記第１の電源切替リレーおよび前記第２の電源切替リレーを制御する電源切替リレー制御部とを有する電源制御部と、を備え、前記オルタネータが正常動作中のときは、前記第１の電源切替リレーを遮断状態とするとともに前記第２の電源切替リレーを通電状態とし、前記オルタネータ発電制御・異常監視部で前記オルタネータの異常が検出されると、前記電源切替リレー制御部が前記第１の電源切替リレーを通電状態に切り替えるとともに前記第２の電源切替リレーを遮断状態に切り替えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の車両電源システムの他の態様は、前記第２の電源切替リレーは、前記オルタ系電源ラインからの受電で励磁されて通電状態となり、前記オルタ系電源ラインから受電できなくなると遮断状態となることを特徴とする。
【００１３】
本発明の車両電源システムの他の態様は、バッテリおよびオルタネータから受電する第１の電源ボックスと、前記第１の電源ボックスから受電する１以上の第２の電源ボックスとを備えて車両の電気負荷に電力を供給する車両電源システムであって、前記バッテリに接続されて前記第１の電源ボックス内に配索されるバッテリ系電源ラインと、前記オルタネータに接続されて前記第１の電源ボックス内に配索されるオルタ系電源ラインと、前記第１の電源ボックスから前記第２の電源ボックスのそれぞれに１系統の電力線で接続する電源バスラインと、前記オルタ系電源ラインに接続された第１の接点と、前記バッテリ系電源ラインに接続された第２の接点と、前記電源バスラインに接続された第３の接点とを有し、前記第１の接点または前記第２の接点のいずれかを選択的に前記第３の接点に接続する第３の電源切替リレーと、前記オルタネータを制御・監視するオルタネータ発電制御・異常監視部と、前記第３の電源切替リレーを制御する電源切替リレー制御部とを有する電源制御部と、を備え、前記オルタネータが正常動作中のときは、前記第３の電源切替リレーの前記第１の接点と前記第３の接点とを接続し、前記オルタネータ発電制御・異常監視部で前記オルタネータの異常が検出されると、前記第３の電源切替リレーの前記第２の接点と前記第３の接点とを接続するように切り替えることを特徴とする。
【００１４】
本発明の車両電源システムの他の態様は、前記オルタ系電源ライン及び前記第２の電源ボックスにはオルタ系負荷が接続され、前記オルタネータ発電制御・異常監視部で前記オルタネータの異常が検出されると、前記オルタ系負荷を停止させることを特徴とする。
【００１５】
本発明の車両電源システムの他の態様は、前記オルタ系負荷にはそれぞれに供給する電力を制御する個別負荷電源制御部が備えられており、前記オルタネータ発電制御・異常監視部で前記オルタネータの異常が検出されると、前記個別負荷電源制御部を停止させることで前記オルタ系負荷を停止させることを特徴とする。
【００１６】
本発明の車両電源システムの他の態様は、前記電源制御部は、前記個別負荷電源制御部に電力供給を行う電源制御部電源一括生成部をさらに有し、前記オルタネータ発電制御・異常監視部で前記オルタネータの異常が検出されると、前記電源制御部電源一括生成部が前記個別負荷電源制御部への電力供給を停止することで前記個別負荷電源制御部を停止させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の車両電源システムによれば、オルタネータの異常時に重要な負荷への電力供給をバッテリから行うように切り替える車両電源システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態における車両電源システムについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。
【００１９】
本発明の第１の実施形態に係る車両電源システムを、図１に示すブロック図を用いて説明する。車両電源システム１００は、電源としてバッテリ１０１およびオルタネータ１０２を備えており、それぞれから電力供給するためのバッテリ系電源ライン１０３およびオルタ系電源ライン１０４が、第１の電源ボックス１１０に配線されている。
【００２０】
第１の電源ボックス１１０は、車載負荷に電力供給する電源としてバッテリ１０１かオルタネータ１０２かのいずれかから所定の負荷に電力供給を行うように構成されている。電源切替制御を行うために、第１の電源ボックス１１０には複数のリレーと電源制御部１２０が備えられている。また、第１の電源ボックス１１０には、複数（図１では２つ）の第２の電源ボックス１４０に電力供給する電源バスライン１４１と負荷１３１、１３３に電力供給する電源ライン１３２，１３４が接続されている。負荷１３３ａ、１３３ｂには、電力供給を制御するための個別負荷電源制御部１３５が設けられている。
【００２１】
第１の電源ボックス１１０に導入されたバッテリ系電源ライン１０３には、電源切替リレー１１２を介して電源バスライン１４１に接続される電源ライン１１５、負荷１３１（以下ではバッテリ系負荷という）に電力供給する電源ライン１３２、および電源制御部１２０に電力供給する電源ライン１１７が接続されている。また、オルタ系電源ライン１０４には、電源切替リレー１１３を介して電源バスライン１４１に接続される電源ライン１１６、負荷１３３（以下ではオルタ系負荷という）に電力供給する電源ライン１３４が接続されている。個別負荷電源制御部を有しない負荷１３３ｃには、電源ライン１３４の途中に個別負荷リレー１１４が設けられている。さらに、バッテリ系電源ライン１０３とオルタ系電源ライン１０４とは、オルタヒューズ１１１を介して接続されている。
【００２２】
バッテリ系負荷は、車両の走行に関わる重要な負荷であり、オルタネータ１０２が発電異常となった場合にはバッテリ１０１から電力供給させる必要のある負荷である。バッテリ系負荷として、たとえば電子制御ブレーキ、エンジン系負荷等がある。これに対しオルタ系負荷は、搭乗者の快適性等に係る負荷であり、オルタネータ１０２の発電異常の場合には、バッテリ１０１からの電力供給を停止させたり低減させたりする対象となる。オルタ系負荷として、たとえば空調系やヒータ系等の負荷がある。
【００２３】
第１の電源ボックス１１０から電力供給を受ける第２の電源ボックス１４０内では、複数の負荷１５１、１５３に電力供給するための電源ライン１５２、１５４が電源バスライン１４１に接続されている。第２の電源ボックス１４０に接続される負荷のうち、負荷１５１はバッテリ系負荷であり、負荷１５３はオルタ系負荷である。オルタ系負荷１５３に対しては、それぞれの電源供給を強制的に停止できる構成としている。すなわち、負荷１５３ｂに対しては、第２の電源ボックス１４０内に個別負荷リレー１４２を設けて個別負荷リレー制御部１４３から制御できるようにしている。また、負荷１５３ａ、１５３ｃに対しては、それぞれに個別負荷電源制御部１５５を設けている。
【００２４】
第１の電源ボックス１１０に備えられた電源制御部１２０は、オルタネータ１０２の制御・監視を行うオルタネータ発電制御・異常監視部１２１と、電源切替リレー１１２、１１３を制御する電源切替リレー制御部１２２と、個別負荷リレー１１４を制御する個別負荷リレー制御部１２３と、負荷１３３、１５３に備えられた個別負荷電源制御部１３５、１５５に電力線１２６を介して制御用電力を供給する電源制御部電源一括生成部１２４とを備えている。電源切替リレー制御部１２２から電源切替リレー１１２、１１３へは、制御用電力を供給するための電力線１２５が配索されている。
【００２５】
上記のように構成された本実施形態の車両電源システム１００では、電源ラインの本数を減らすために第１の電源ボックス１１０から第２の電源ボックス１４０への電源ラインをバス化して１本の電源ラインとしている。また、オルタネータ１０２から電力供給できなくなったときのバッテリ１０１からの電力供給量を減らすために、第１の電源ボックス１１０および第２の電源ボックス１４０のそれぞれに接続される負荷のうち、バッテリ１０１から電力供給する負荷をあらかじめ選択している。
【００２６】
まず、第１の電源ボックス１１０に接続される負荷を、バッテリ系電源ライン１０３に接続するバッテリ系負荷１３１と、オルタ系電源ライン１０４に接続するオルタ系負荷１３３とにあらかじめ仕分けしている。そして、オルタネータ１０２から電力供給できなくなったときには、バッテリ１０１からバッテリ系電源ライン１０３に接続された負荷１３１に確実に電力供給できるように構成している。また、オルタ系負荷１３３に対しては、オルタヒューズ１１１が溶断していない場合に限って電力供給できるようにしている。さらに、負荷１３３ａ、１３３ｂには個別負荷電源制御部１３５を設け、負荷１３３ｃには個別負荷リレー１１４を設けている。
【００２７】
第２の電源ボックス１４０に接続された負荷についても、バッテリ系負荷１５１とオルタ系負荷１５３とにあらかじめ仕分けしており、オルタネータ１０２から電力供給できなくなったときには、バッテリ系負荷１５１には確実に電力供給できる構成としている。また、負荷１５３ａ、１５３ｃには個別負荷電源制御部１５５を設け、負荷１３３ｂには個別負荷リレー１４２を設けている。
【００２８】
本実施形態の車両電源システム１００において、オルタネータ１０２が正常に発電している通常時の動作を、図２を用いて説明する。図２は、オルタネータ１０２が正常発電しているときの電力の流れを示すブロック図である。同図において、太実線で示す電源ラインが、オルタネータ１０２から電力供給が行われており、太破線で示す電源ラインが通電していないことを示している。通常時は、電源切替リレー１１２が開状態に制御される一方、電源切替リレー１１３が閉状態に制御されている。これにより、第２の電源ボックス１４０へは、オルタネータ１０２から電源切替リレー１１３を経由して給電される。また、負荷１３１、１３３へもオルタネータ１０２から給電される。なお、図２に示すブロック図ではバッテリ１０１からも給電可能となっているが、通常はバッテリ１０１の電圧よりもオルタネータ１０２の電圧の方が若干高めに設定されているため、オルタネータ１０２からの給電が優先して行われる。
【００２９】
次に、本実施形態の車両電源システム１００において、オルタネータ１０２に故障等が発生して正常な発電が行えない時の動作を、図３を用いて説明する。オルタネータ１０２にこのような発電異常が発生した場合には、少なくともバッテリ系負荷に対してバッテリ１０１から電力供給できるように電源切替が行われる。図３は、電源切替後の電力供給の流れを示すブロック図である。
【００３０】
オルタネータ１０２は、電源制御部１２０内のオルタネータ発電制御・異常監視部１２１により電流・電圧等の監視が行われており、ここでオルタネータ１０２の電圧低下等が検出されると、オルタネータ発電制御・異常監視部１２１はオルタネータ１０２に発電異常が発生したと判定する。オルタ発電制御・異常監視部１２１がオルタネータ１０２の発電異常を判定すると、電源切替のための制御を電源切替リレー制御部１２２に要求する。これにより、電源切替リレー制御部１２２が、電源切替リレー１１２に対し閉制御の要求信号を出力する一方、電源切替リレー１１３に対し開制御の要求信号を出力する。
なお、第２の電源切替リレー１１３を、通常はオルタ系電源ライン１０４からの受電で励磁されて通電状態となり、オルタネータ１０２の発電異常でオルタ系電源ライン１０４から受電できなくなると遮断状態となるように構成してもよい。
【００３１】
オルタネータ１０２に発電異常が発生した場合、バッテリ系電源ライン１０３に直接接続されている負荷１３１と、電源切替リレー１１２を閉状態にすることでバッテリ系電源ライン１０３に接続される第２の電源ボックス１４０とに、バッテリ１０１から直ちに給電が開始される。一方、オルタ系電源ライン１０４に接続されている負荷１３３に対しても、オルタヒューズ１１１を経由して給電される。
【００３２】
上記のとおり、本実施形態の車両電源システム１００では、走行に必要なバッテリ系負荷１３１をバッテリ系電源ライン１０３に接続しておくことで、オルタネータ１０２からバッテリ１０１への電源切替時にも、バッテリ１０１からバッテリ系負荷１３１に直ちに給電することができる。また、電源切替リレー１１２を閉状態に制御することで、第２の電源ボックス１４０にもバッテリ１０１から給電され、第２の電源ボックス１４０に接続されたバッテリ系負荷１５１に確実に給電させることができる。
【００３３】
上記で説明したオルタネータ１０２の発電異常の場合、オルタヒューズ１１１が溶断していないときには、これを経由してオルタ系電源ライン１０４に接続されたオルタ系負荷１３３にも、バッテリ１０１からの給電が行われる。また、第２の電源ボックス１４０から給電を受けているオルタ系負荷１５３にも、バッテリ１０１からの給電が行われる。
【００３４】
これに対し、オルタネータ１０２の発電異常に伴いオルタヒューズ１１１が溶断した場合には、オルタ系負荷１３３への電力供給が停止される。オルタヒューズ１１１が溶断したときの電力供給の流れを、図４に示すブロック図を用いて説明する。オルタヒューズ１１１の溶断は、オルタ発電制御・異常監視部１２１においてオルタネータ１０２の電流・電圧等を監視することで検出される。オルタネータ１０２が発電異常でかつオルタヒューズ１１１が溶断したとき、バッテリ系負荷１３１と第２の電源ボックス１４０には図３と同様の電力供給が行われるが、オルタ系負荷１３３への電力供給は行われない。オルタ系負荷１３３は、オルタヒューズ１１１が溶断したことに加えて、電源切替リレー１１３が電源切替リレー制御部１２２により開状態に制御されたことで、バッテリ系電源ライン１０３から隔離された状態にある。オルタ系負荷１３３への電力供給が停止されたことにより、バッテリ１０１の容量低下が抑制される。
【００３５】
本実施形態の車両電源システム１００では、オルタネータ１０２からバッテリ１０１への電源切替により、バッテリ１０１からの電力供給量が大きくなってバッテリ容量が急減するおそれがある場合には、オルタ系負荷への電量供給を停止させる手段を有している。本実施形態のオルタ系負荷１３３、１５３には、個別負荷リレー１１４、１４２あるいは個別負荷電源制御部１３５、１５５が設けられている。個別負荷リレー１１４、１４２が設けられているオルタ系負荷１３３ｃ、１５３ｂについては、それぞれ個別負荷リレー制御部１２３、１４３からの制御で電源供給を停止させることができる。
【００３６】
また、個別負荷電源制御部１３５、１５５を有するオルタ系負荷１３３ａ、１３３ｂ、１５３ａ、１５３ｃについては、個別負荷電源制御部１３５、１５５への電力供給を停止することで個別負荷電源制御部１３５、１５５の動作を停止させ、これによりオルタ系負荷１３３ａ、１３３ｂ、１５３ａ、１５３ｃへの電力供給を停止させることができる。なお、バッテリ１０１の容量の減少は、たとえばオルタネータ発電制御・異常監視部１２１において、バッテリ１０１の電圧が所定電圧以下に低下したことで判定できる。
【００３７】
個別負荷電源制御部への電力供給を停止させた時の動作を、図５を用いて説明する。本実施形態の車両電源システム１００では、第１の電源ボックス１１０内の電源制御部１２０に電源制御部電源一括生成部１２４が設けられており、個別負荷電源制御部１３５、１５５が動作するのに必要な電源（以下では、ＥＣＵ電源という）がここで生成されている。ＥＣＵ電源は、バッテリ１０１の電圧より低い電圧に設定されており、バッテリ１０１の電圧が１２［Ｖ］程度なのに対し、ＥＣＵ電源の電圧は５［Ｖ］程度に設定されている。従来は、個別負荷電源制御部の動作に必要な電源を、制御対象に電力供給する電源ラインから受電し、これを内部で電圧降下させて用いていた。
【００３８】
図５において、個別負荷電源制御部１３５、１５５の動作に必要なＥＣＵ電源が、電源制御部電源一括生成部１２４から電力線１２６を経由してそれぞれに供給されている。そこで、オルタネータ１０２が発電異常となってバッテリ１０１からの電力供給に切り替えられたとき、バッテリ１０１からの放電量が大きくこれを低減させる必要があると判定された場合には、電源制御部電源一括生成部１２４でのＥＣＵ電源の生成を停止させることができる。これにより、各個別負荷電源制御部１３５，１５５が停止し、オルタ系負荷１３３ａ、１３３ｂ、１５３ａ、１５３ｃへの電力供給が停止される。その結果、バッテリ１０１からの放電量を低減させてバッテリ系負荷１３１，１５１への電力供給可能期間を長くすることができる。
【００３９】
個別負荷電源制御部１３５、１５５への電力供給を停止する方法を、図６を用いて説明する。図６は、電源制御部電源一括生成部１２４から個別負荷電源制御部１３５または１５５への電力供給を停止する方法の一例を説明するためのブロック図である。図６において、電源制御部電源一括生成部１２４は、ＥＣＵ電源リレー１２４ａと、５Ｖ電源回路１２４ｂと、マイコン１２４ｃとを備えており、個別負荷電源制御部１３５（１５５）は、マイコン１３５ａ（１５５ａ）と個別開閉手段１３５ｂ（１５５ｂ）とを備えている。
【００４０】
電源制御部電源一括生成部１２４は、バッテリ１０１が所定電圧以下に低下したことを示す信号を、たとえばオルタネータ発電制御・異常監視部１２１から入力すると、マイコン１２４ｃがＥＣＵ電源リレー１２４ａを開状態に制御する。これにより、５Ｖ電源回路１２４ｂは５ＶのＥＣＵ電源の生成を停止し、個別負荷電源制御部１３５（１５５）へＥＣＵ電源が供給されなくなる。その結果、マイコン１３５ａ（１５５ａ）が動作できず、個別開閉手段１３５ｂ（１５５ｂ）が開状態となる。これにより、バッテリ１０１から電源ライン１３４（１５４）を経由して供給される電源が、オルタ系負荷１３３（１５３）に供給されなくなる。
【００４１】
上記説明のように、本実施形態の車両電源システム１００によれば、オルタネータ１０２が発電異常となった場合には、電源切替リレー１１２、１１３を用いてバッテリ１０１に速やかに電源切替することができ、車両走行に必要なバッテリ系負荷への電力供給を確実に行うことができる。また、電源制御部電源一括生成部１２４を備える構成とすることで、バッテリ１０１からの放電量を低減させる必要がある場合には、電源制御部電源一括生成部１２４からのＥＣＵ電源の供給を停止させることで、個別負荷電源制御部を備えたオルタ系負荷を一斉に停止させることが可能となっている。これにより、バッテリ系負荷に必要な電力量を確実に供給することができる。
【００４２】
本発明の第２の実施形態の車両電源システム２００を、図７に示すブロック図を用いて以下に説明する。本実施形態の車両電源システム２００では、第１の実施形態で用いていた第１の電源切替リレー１１２を、２つの接点間で切り替え可能な第３の電源切替リレー２１２に変更するとともに、第１の実施形態で用いていた第２の電源切替リレー１１３をなくした構成としている。
【００４３】
第３の電源切替リレー２１２は、第１の接点２１２ａ、第２の接点２１２ｂ、および第３の接点２１２ｃを有しており、第１の接点２１２ａは第３の電源ライン２１５でオルタ系電源ライン１０４に接続され、第２の接点２１２ｂは第４の電源ライン２１６でバッテリ系電源ライン１０３に接続されている。また、第３の接点２１２ｃは電源バスライン１４１に接続されている。オルタネータ１０２が正常に発電している通常状態では、第３の電源切替リレー２１２が第１の接点２１２ａ側を選択している。これにより、通常状態ではオルタネータ１０２から第２の電源ボックス１４０に電力供給が行われる。
【００４４】
これに対し、オルタネータ１０２が発電異常となったときの電力供給の流れを、図８を用いて説明する。オルタネータ１０２が発電異常となった場合には、第３の電源切替リレー２１２が第１の接点２１２ａ側から第２の接点２１２ｂ側に切り替えられ、第２の接点２１２ｂと第３の接点２１２ｃとが接続される。これにより、第２の電源ボックス１４０への電力供給は、バッテリ１０１からバッテリ系電源ライン１０３、第４の電源ライン２１６、第３の電源切替リレー２１２、および電源バスライン１４１を経由して行われる。
【００４５】
本実施形態の車両電源システム２００では、第１の実施形態と同様に、オルタネータ１０２が発電異常となった場合でも、バッテリ系負荷１３１、１５１への電力供給がバッテリ１０１から確実に行える構成となっている。また、オルタ系負荷１３３についても、第１の実施形態と同様の電力供給が可能となっている。すなわち、オルタネータ１０２が発電異常でオルタヒューズ１１１が溶断していないときには、バッテリ１０１からオルタヒューズ１１１を経由してオルタ系負荷１３３に電力供給が可能となるが、オルタヒューズ１１１が溶断した場合には、バッテリ１０１からオルタ系負荷１３３への電力供給が行えなくなる。
【００４６】
さらに、本実施形態でも第１の電源ボックス２１０内に電源制御部１２０を備え、電源制御部１２０が電源制御部電源一括生成部１２４を有する構成となっている。これにより、オルタネータ１０２が発電異常となってバッテリ１０１からの電力給電に切り替えられた後、バッテリ１０１が所定の電圧より低下するおそれがあるときには、電源制御部電源一括生成部１２４からのＥＣＵ電源の供給を停止させることで、オルタ系負荷１３３，１５３を停止させてバッテリの電圧低下を低減させることが可能となっている。
本実施形態の車両電源システム２００は、第１の実施形態の車両電源システム１００で用いていた第２の電源切替リレー１１３を用いない構成とすることで、車両電源システム１００よりもコスト低減を図っている。
【００４７】
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る車両電源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電源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】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両電源システムの構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態の車両電源システムにおいて、オルタネータが正常発電しているときの電力の流れを示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態の車両電源システムにおいて、電源切替後の電力の流れを示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態の車両電源システムにおいて、オルタヒューズが溶断したときの電力の流れを示すブロック図である。
【図５】第１の実施形態の車両電源システムにおいて、個別負荷電源制御部への電力供給を停止させたときの電力の流れを示すブロック図である。
【図６】第１の実施形態の車両電源システムにおいて、電源制御部電源一括生成部から個別負荷電源制御部への電力供給を停止する方法を説明するためのブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る車両電源システムの構成を示すブロック図である。
【図８】第２の実施形態の車両電源システムにおいて、電源切替後の電力の流れを示すブロック図である。
【図９】従来の車両電源システムを示すブロック図である。
【図１０】従来の電源バス化システムを示すブロック図である。
【図１１】従来の車両電源システムで用いられる負荷制御レベルを示す図である。
【図１２】従来の別の車両電源システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１００、２００    車両電源システム
１０１            バッテリ
１０２            オルタネータ
１０３            バッテリ系電源ライン
１０４            オルタ系電源ライン
１１０、２１０    第１の電源ボックス
１１１            オルタヒューズ
１１２、１１３、２１２    電源切替リレー
１１４、１４２    個別負荷リレー
１１５、１１６、１１７、１３２，１３４、１５２、１５４、２１５、２１６    電源ライン
１２０            電源制御部
１２１            オルタネータ発電制御・異常監視部
１２２            電源切替リレー制御部
１２３、１４３    個別負荷リレー制御部
１２４            電源制御部電源一括生成部
１２５、１２６    電力線
１３１、１３３、１５１、１５３    負荷
１３５、１５５    個別負荷電源制御部
１４０            第２の電源ボックス
１４１            電源バスライン
【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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【図１２】
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