(57)【要約】本発明は、自動車のための車載動力システムに関する。ボックス（３）に格納された中央電子回路がエンジンルーム側の車体バルクヘッド（１）近傍に配置され、エンジンルームからこのボックス（３）上の電気コネクタへの接続ケーブルは、バルクヘッド（１）を通過しない。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の電気負荷と、ボックス（３，４）に格納された少なくとも一つの中央電子回路を有し、該電気負荷が、該少なくとも一つの中央電子回路、並びに、エンジンルームと客室との間の車体バルクヘッド（１）に接続された自動車における、車載電力システムであって、
該ボックス（３，３’）に格納された該少なくとも一つの中央電子回路が、少なくとも客室側の車体バルクヘッドの近傍に配置され、少なくとも一つの密閉スプリッタ（開口部）（１ａ）が、該中央電子回路用のボックス（３）上のコネクタから上記エンジンルーム内の電気負荷へと繋がる接続ケーブルに設けられている
ことを特徴とする、車載電力システム。
【請求項２】
該少なくとも一つのボックス（３）が、車体バルクヘッド（１）に面一となるように直接装着され、該少なくとも一つのスプリッタ（開口部）（１ａ）が、該ボックス（３）のコネクタを有する一側面に対向するように設けられ、エンジンルーム用の接続ケーブルが該コネクタに接続された
ことを特徴とする、請求項１記載の車載電力システム。
【請求項３】
両側面にコネクタが設けられた少なくとも一つの密閉スプリッタ（開口部）（１ａ）が車体バルクヘッド（１）内に設置され、該スプリッタの一方の側面のコネクタが該電気負荷に至るケーブルと接続され、もう一方の側面のコネクタが該ボックス（３）上の該コネクタに至る短い接続ケーブルと接続される
ことを特徴とする、請求項１記載の車載電力システム。
【請求項４】
上記自動車の両側用として二つのボックスが該バルクヘッド（１）に配置された
ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車載電力システム。
【請求項５】
少なくとももう一つのボックス（４）、好ましくは上記自動車の両側用としてもう二つのボックス（４ｌ，４ｒ）が、後部スペース内、特に後部バルクヘッド（２）上に配置された
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車載電力システム。
【請求項６】
該中央電子回路に加えて、ヒューズ及び分配機能用のスイッチ手段（ＳＰボックス）が該ボックス（３）／ボックス（３，４）に組み込まれ、好ましくは、隣接する電気負荷へ至る該ＳＰボックス内の全ての低電流回路及び高電流回路を保護する
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車載電力システム。
【請求項７】
信号及び電力回路が該ＳＰボックス（３）／ＳＰボックス（３，４）を起点として設けられる
ことを特徴とする、請求項６記載の車載電力システム。
【請求項８】
該接続ケーブルからの出力が、スイッチ（ＭＯＳＦＥＴ及び／又はリレー）（２６，２７）及び／又は可逆ヒューズ（ポリスイッチ）（３６）によって保護される
ことを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載の車載電力システム。
【請求項９】
個々のＳＰボックス（３，４）が隣接するスペースの機能の全てを提供する
ことを特徴とする、請求項６〜８のいずれか１項に記載の車載電力システム。
【請求項１０】
該ボックス（３）／ボックス（３，４）上のコネクタが、プラグ（５，６）及び／又は直接接続部材（１２）として構成された
ことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の車載電力システム。
【請求項１１】
各ボックス（３，４）の一方の側面にプラグ（５，６）が備え付けられ、もう一方の側面に直接接続部材（１２）が備え付けられた
ことを特徴とする、請求項１０記載の車載電力システム。
【請求項１２】
各ボックス（３，４）がそれぞれ隣接する電気負荷及びセンサに接続されている
ことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の車載電力システム。
【請求項１３】
エネルギー蓄積装置が該ＳＰボックス（３）の少なくとも一つに接続されている
ことを特徴とする、請求項６〜１２のいずれか１項に記載の車載電力システム。
【請求項１４】
エンジン始動に用いられるエネルギー蓄積装置及び対応するＳＰボックス（３）が該エンジンの近傍に配置され、ジェネレータ（Ｇ）が該エネルギー蓄積装置に接続されている
ことを特徴とする、請求項１３記載の車載電力システム。
【請求項１５】
該エネルギー蓄積装置に割り当てられた上記ＳＰボックス（３）が、その他のＳＰボックス（４）に対して電流を供給する
ことを特徴とする、請求項１３又は請求項１４に記載の車載電力システム。
【請求項１６】
前方のＳＰボックス（１３）が、後部スペース（内部及びトランク）に対して電流を分配し、その電気的保護を行なう
ことを特徴とする、請求項５〜１５のいずれか１項に記載の車載電力システム。
【請求項１７】
第２のバッテリ（バックアップ・バッテリ）が車両後部に格納され、車両後部に配置されたＳＰボックスに接続されている
ことを特徴とする、請求項６〜１６のいずれか１項に記載の車載電力システム。
【請求項１８】
一つのＳＰボックスがソフトウェア構成におけるマスタ機能を有し、その他のＳＰボックスがスレーブ機能（即ち、信号受信を行ない電気負荷を駆動するのみ）を有する
ことを特徴とする、請求項６〜１７のいずれか１項に記載の車載電力システム。
【請求項１９】
スレーブボックスが、該マスタＳＰボックスが故障した場合に備えて、最低限の処理を行なうための緊急プログラムを有している
ことを特徴とする、請求項１８記載の車載電力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に記載した特徴を有する自動車における、車載電力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような車載電力システムについては、例えば、２００１年のＶＤＩレポートの１１０９頁に記載されている。そこには、バスを介して様々な電気負荷群へと接続された、幾つかの中央電子回路、即ち信号処理モジュールが示されている。また、これらの電子回路は、ヒューズ保護及び電力分配用のヒューズボックスを複数そなえ、これらは電子回路ボックス上にそれぞれ別個に設置されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この場合、溶断パスは、ヒューズボックス内の多数の電流回路とともに、中央電子回路を通る閉回路として形成されるが、これは後から接続される中央電子回路内に電流を分配するためである。これには余分なプラグ接続が必要になり、また、これら二つの装置のために多大な設置スペースを要することになる。また、ワイヤがヒューズボックスから中央電子回路へと、ブッシングを通じて隔壁を通り抜ける場合がよくあるが、このような構成は複雑であり、また例えば、ヒューズボックスは一般にエンジンルームに格納されていることから、エンジンルームからのノイズを通してしまう。これらのヒューズボックス及び中央電子回路（これら二つは通常、自動車に用いられている。）から、配線の束が個々の電気負荷へと無秩序に繋がれている。
【０００４】
本発明の目的は、このような課題を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１の特徴によって達成される。また、本発明の更なる構成は、従属請求項に挙げる通りである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の主な実施形態について、図を参照しながら説明する。
【０００７】
図１は、前方にバルクヘッド１を、後方にバルクヘッド２を有する、標準的な自動車を示している。一体型ヒューズボックスを有する電子回路が収納された二つのボックス３，４（以下、ＳＰボックスと称する。）が、開口部１ａ，２ａを有するバルクヘッド１，２に取り付けられている。ここで、電力及び信号の分配を、上述のように分離するのではなく、ＳＰボックスに統合するのが望ましい。電力分配とは、例えば、モータを駆動することを意味し、信号分配とは、スイッチや、センサ，バス信号を読み込むことをいう。この態様の場合、より一般的には、電源回路を保護するために、従来のヒューズではなく、その代わりに、スイッチ（ＭＯＳＦＥＴＳ又はリレー）と分路等の電流測定部品との組み合わせが用いられる。このように、電流をモニタし、短絡が発生した時には電源を切るようにしてもよい。より小さな電流に対しては、可逆ヒューズ、所謂ポリスイッチ等を使用してもよい。このような、統合的な信号・電力処理を行なう中央電子回路を、全てのヒューズとともに格納したボックスを、以下の記載においては、ＳＰ（signal and power）ボックスと呼ぶ。ここに示す例では、ＳＰボックスは電気接続をその両側に有する。図１においては、プラグ５及び６が前面に設けられている。
【０００８】
エンジンルーム用の前方バルクヘッドにおいて、複数の開口部は、バルクヘッド１に対して密着するように設けられた、客室側ボックス３の壁面の一つによって遮断されるよう構成されている。バルクヘッド１には、この壁面に対向するように開口部１ａが設けられ、接続ワイヤがエンジンルームの電気負荷へと通り抜けられるようになっている。既述のように、これらのワイヤ間の接続及びボックス３内の接続は、プラグコネクタとして形成されている。これらのプラグ５は各々、比較的短い配線ハーネスに接続されており、それらの反対側の端部もプラグに接続されている。例えば、プラグ７は、フロントガラスの電動ワイパーとフロントガラスヒータとに接続され、プラグ８は、ＡＢＳコントローラとエンジンルームの中央部領域のスイッチ群とに接続され、プラグ９は、エンジンとトランスミッション・コントローラとに接続され、プラグ１０は、フロント・ヘッドライトと、ビーム・レンジ・レギュレータと、ヘッドライト・ワイパとに接続され、プラグ１１は、エンジンルームの下部領域の電気負荷群、例えばフレッシュエア・ファンやヒータ・バルブ等に接続されている。コスト的な理由に加え、設置スペースが限られていることから、客室の配線ハーネスは中央電子回路ボックス上のコネクタに、クランプ・コネクタ１２等によって直接接続されることが好ましい。もう一方の端部は、例えば１３はルーフ・モジュールへ接続され、１４はドアの電気負荷群へ、１５はセントラル・コンソールへ、そして１６はインストルメント・クラスタ、ヒータ／エアコン・コントロール等の運転席の電気負荷群へと接続される。一本のワイヤによって、ジェネレータ１７と電気エネルギー蓄積装置、好ましくはウルトラキャップ１８とが接続される。これは起動時及びエネルギー再生時に少なからぬ利点を有することが知られている。温度的な制限と、ジェネレータへのワイヤを短くする点から、ウルトラキャップはフットウェルに格納されるのが好ましい。ジェネレータ１７はインテグラル・スタータ・ジェネレータ（ＩＳＧ）であることが好ましい。後方の電気負荷群と後方の中央電子回路には、配線ハーネス１９を通じて電力が供給される。この回路はトランク内のバックアップ・バッテリまで延びていてもよい。前方のＳＰボックス３と同様に、後方ボックス４にもワイヤが装着され、或いはプラグによって接続され、これらのワイヤの反対側の端部２１はトランクに接続され、２２はナビゲーション、電話、音楽機器等に接続され、そして、２３は照明に、２４は後方ドアに接続される。この態様における顕著な特徴は、この比較的短い配線ハーネスにある。バルクヘッド上にＳＰボックス３及び４を配置することにより、ブッシングが不要となり、ワイヤをくぐらせる必要も無くなる。この短く簡素な構成の配線ハーネスは、機械的に大量生産することも可能である。
【０００９】
図２は、ステーションワゴンの構造を示しているが、これには後方バルクヘッドが存在しない。この場合、ＳＰボックス４は車両の最後部に設置され、電気負荷への配線ハーネス構造は前方ボックスのそれと同じである。
【００１０】
図３は、ＳＰボックスが取り得る配置を分類して示している。
【００１１】
図３ａでは、単一のボックス３が前方に配置されている。
図３ｂでは、二つのＳＰボックス３ｌ及び３ｒが前方の左右に配置されている。いずれの態様でも、ＳＰボックスはバッテリ２５とジェネレータＧに接続されている。
【００１２】
図３ｃでは、前方に一つのＳＰボックス３が、後方に二つのＳＰボックス４ｒ及び４ｌが配置されている。この態様では、二つのエネルギー蓄積装置、即ち、始動バッテリ２５及び供給バッテリ２５ａが設けられ、これらはそれぞれ割り当てられたＳＰボックスに対する電気接続を有している。バッテリ２５の代わりにウルトラキャップを用いても良い。ジェネレータＧは通常、前方のエネルギー蓄積装置２５に接続される。
【００１３】
図３ｄでは、前方に二つのＳＰボックスが、後方に一つのＳＰボックスが設けられている。
【００１４】
図３ｅでは、前方に二つのＳＰボックスが、後方にも二つのＳＰボックスが設けられている。
【００１５】
この最後の構成が、配線ハーネスの対称性とワイヤ長の観点から最も好ましい。３ｃと同様に、この態様においても、第２のエネルギー蓄積装置がＳＰボックスのうちの一つ（後方のほうが有利である。）に接続されていても良い。車載電源に必須の基本的機能が、これらのボックスに格納されていることが好ましい。このような機能としては、
ライト・コントロール（該当する場合は、ビーム領域及びコーナリング調整）、
フロントガラス・ウォッシャ・コントローラ、
ゲートウェイ、
バッテリ／電力管理、
ルーフ・コントロール、
タイヤ圧監視やパーキング補助等の付属センサの評価、例えばＬＩＮバス等のバスシステムのマスター機能、などが挙げられる。無線（ＨＦ）により送られるタイヤ圧監視センサの信号評価は特に利便性が高いが、その理由は、前後部のＳＰボックスに対して、その後方に内部或いは外部アンテナを設ければよいからである。信号はＭＣによって評価される。他のＳＰボックスとの通信は、バス接続を通して行なわれる。
【００１６】
個々のボックスに対する機能の割り当ては、主として、電気負荷群との近接の度合いと、ボックスに設けられたプラグ、インタフェース、及びマイクロコントローラの負荷によって決まる。
【００１７】
図４は、ボックス（例えば前方左側のボックス３ｌ）の基本構成を示すブロック図である。後方左側のＳＰボックス４ｌ、前方左側ドア、及び座席には、リレー２６及び分路２７を経由して電力が供給される。電流に比例する電圧信号が、回路２８を経由してＭＣ３５へと送られる。分路３３を有するリレー２９は、例えばフロントガラス・ワイパー・コントローラ３０、フロントガラス・ウォッシャ液ヒータ３１、及びウォッシャ液ポンプ３２のための電力増幅器として機能する。分路３３と計測回路３４を通じて電流が計測され、マイクロコンピュータ（ＭＣ）３５において、上記電力増幅器によって切り替えられた負荷に対する妥当性のチェックが行なわれる。この妥当性チェックを通過しなかった場合には、エラーが信号として診断システムに伝えられ、或いはディスプレイ上に表示される。ＭＣ３５からの起動回路のうち、電力増幅器４８の部分は詳細には図示していない。小型バスノードの上流側へＬＩＮ４１等に基づいて電力供給を行なうポリスイッチ３６も、電源回路経由で電力増幅器へ統合される。上述の構成の変形例として、このバスノードが例えばタイヤ圧監視受信機３７を有していてもよい。この受信機はサスペンション・ストラット近辺に配置されるため、ブレーキ・ライニングの磨耗３８やフロントガラス・ウォッシャ液のレベル３９等のスイッチ信号が読み込まれ、ケーブル群に対する負荷が軽減される。他のＬＩＮノードはパーキング・エイド４０用のセンサであり、これらはバス回路４１に接続される。短絡が生じた場合、ポリスイッチ３６がロックされ、このことがＭＣ３５に分路３３経由で報告される。電力増幅器の故障等についても、同様の妥当性チェックによって検知するようにしてもよい。このようなことが発生するのは稀であろうが、もし発生して高い短絡電流が生じた場合には、分岐全体が遮断される。部分的な短絡についても検知可能である。
【００１８】
車の電源がＯＦＦになるとリレー２９が開き、零入力電流がゼロになってバッテリを解放するので、誤って漏洩電流が生じてバッテリ４３が完全に空になることがない。バッテリ管理のために、バッテリ４３の出入力電流を電流計測エレメント４２によって計測してもよいし、また、ジェネレータからＭＣ３５への電流をエレメント４４によって計測してもよい。ＭＣ３５はＣＡＮＢ４５及びＣＡＮＣ４６にも接続されているが、これはゲートウェイ機能には不可欠である。接続されている電気負荷に応じて、リレー、電力増幅器、及び／又はポリスイッチがＳＰボックス３内に設けられる。リレーの代わりにＭＯＳＦＥＴを使用してもよい。リレーの利点としては、
逆極性に対する保護、
漏洩電流がないこと、及び、
接触抵抗が低く、熱による電力損失が少ないことが挙げられる。
【００１９】
上述のボックスは極性反転に対して保護されており、ＭＣはダイオード４７によって保護されている。
【００２０】
本発明に係る構成は、多電圧車載電源において実施することもできる。その場合、電気負荷群に対する電力供給は、ジェネレータによって行なわれるとともに、理論的には一つ或いは二つのバッテリによって並行して行なわれる。
【００２１】
ＳＰボックス内の中央電子回路については、ある一つのＳＰボックスがソフトウェア構成におけるマスタとして機能し、その他のＳＰボックスがスレーブとして機能する（即ち、これらは単に信号を受信して電気負荷を稼動させる）ように設計してもよい。これにより、処理は各態様において一つのスレーブボックスによって行なわれる。この態様では、マスタＳＰボックスが故障した場合に、スレーブボックスが最低限の機能を確保するための緊急プログラムを開始させるように構成してもよい。
【００２２】
図５は前方バルクヘッド１’を示している。ＳＰボックス３’は前部座席のフットウェル内に設けられるが、バルクヘッド１’にできるだけ近接させることによって、可能な限り接続を短くすることができる。バルクヘッド１’には開口部１ａ’が設けられ、そこにスプリッタ３ａが嵌め込まれるが、これはエンジン・電気負荷群へ接続されるコネクタケーブル３ｂだけでなく、ＳＰボックス３’へ接続されるケーブル３ｃにも用いられる。接続ケーブル３ｂ及び／又は３ｃは、スプリッタ３ａにプラグ経由で接続されても良い。
【００２３】
また、ボックス３’から客室の電気負荷群及び／又はスイッチ群へケーブル３ｄが配設される。この場合、ボックス３’へのコネクタの全てが、ボックス３’の一方の側に設けられる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】標準的な自動車の車体を簡略に示す図である。
【図２】ステーションワゴンの車体を示す図である。
【図３】ａ〜ｅは、中央電子回路の可能な構成を分類して示す図である。
【図４】中央電子回路の可能な概要を示す図である。
【図５】図１〜図３とは異なる解決手段としての配置を示す図である。
【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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【国際調査報告】
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