(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電圧が供給される第１電源供給線が入力端に接続され、第１電圧を、この第１電圧より低い第２電圧に変換して第２電圧を第２電源供給線を介して車載電装部品の制御をする複数のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）に出力する電圧変換手段と、
上記第１電源供給線から分岐して第１電圧を上記各ＥＣＵに供給する第１電圧供給手段と、
上記第１電源供給線に各ＥＣＵごとに設けられた複数の第１のヒューズと、
上記第２電源供給線の上記電圧変換手段と上記各ＥＣＵとの間に、各ＥＣＵごとに設けられ、上記各ＥＣＵで上記第１電源供給線と上記第２電源供給線との間に短絡が発生して第１電圧以上の電圧が印加された場合に溶断する複数の第２のヒューズと、
上記電圧変換手段と上記複数の第２のヒューズとの間に設けられ、一方端が上記第２電源供給線と接続され、他方端が接地端子と接続されたスイッチ手段と、
上記電圧変換手段と上記複数の第２のヒューズとの間に設けられ、上記第２電源供給線に供給される電圧を検出する電圧検出手段と、
上記電圧検出手段で検出した電圧に基づいて、上記ＥＣＵで上記第１電源供給線と上記第２電源供給線との間に短絡が発生して上記第２電源供給線に過電圧が発生したと判定すると、上記スイッチ手段をオン状態にして、上記第２電源接続線と上記接地端子とを接続する過電圧保護手段とを備えることを特徴とする車両用電気接続装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両内の車載負荷が駆動する電圧よりも高い電圧を供給する高電圧バッテリを備え、高電圧バッテリからの電圧を変換して車載負荷に供給する車両用電気接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃費の向上を図り、燃費に有利なモータ・ジェネレータと接続された４２［Ｖ］という高電圧電源を使用して、自動車に搭載される各種車載負荷を駆動する開発が進められている。
【０００３】
しかし、高電圧電源を搭載し、車両に信号線や電源線を施設して車両各部に設けられた車載負荷を各ＥＣＵで制御する車両内多重通信システムにおいて、各ＥＣＵ等には、５［Ｖ］という低電圧電源を設ける必要がある。
【０００４】
このような車両内多重通信システムでは、特開平１０−８４６２６号公報で開示されているように、高電圧電源からの高電圧を低電圧に変換するときには、電気接続箱内のＤＣ／ＤＣコンバータ等で一括変換して各ＥＣＵ（Electric Control Unit）に電力を分配していた。
【０００５】
そして、従来の車両内多重通信システムでは、各電気接続箱間などを図５に示すような幹線により接続していた。この幹線は、被覆層１０１の内側に強化層１０２が配設され、この強化層１０２の内側にシース１０３を介して短絡検知層１０４が配設され、更に、この短絡検知層１０４の内側に各種電線が配設されている。この各種電線とは、電圧変換をするＤＣ／ＤＣコンバータ等の出力端に接続されて電圧が供給され、シールド部材１０５による耐ノイズ処理が施されたＥＣＵ用５Ｖ電源線１０６、１２Ｖバッテリやオルタネータ等の出力端に接続された１２Ｖ電源線１０７、例えば操作スイッチからの信号用のツイスト線等からなる多重信号線１０８、及びドレーン線１０９等である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電気接続箱で一括して高電圧を低電圧に変換する電力分配方法では、ＥＣＵ等の故障等により、低電圧で動作する低電圧系回路と、高電圧の伝達等をする高電圧系回路とがショートした場合、複数のＥＣＵを含む低電圧系回路全体に、高電圧が印加される状態になり、例えば正常に動作しているＥＣＵや、電気接続箱内のＤＣ／ＤＣコンバータの出力側が過電圧状態となってしまう。
【０００７】
このような場合、電気接続箱と、各ＥＣＵ間の低電圧用電線に過電圧防止用のヒューズを挿入した場合でも、ヒューズを溶断する電流が流れない限り、高電圧が低電圧系回路に印加されてしまう。
【０００８】
したがって、従来の車両用多重通信システムでは、複数のＥＣＵが相互に接続されている場合に、単一のＥＣＵが故障を起こすだけで、低電圧系回路全体に支障をきたすおそれがあった。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、異なる電圧を扱う複数の車載負荷うち、単一の車載負荷に故障が発生した場合においても、他の車載負荷を確実に保護することができる車両用電気接続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】
請求項１に係る発明は、上述の課題を解決するために、第１電圧が供給される第１電源供給線が入力端に接続され、第１電圧を、この第１電圧より低い第２電圧に変換して第２電圧を第２電源供給線を介して車載電装部品の制御をする複数のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）に出力する電圧変換手段と、上記第１電源供給線から分岐して第１電圧を上記各ＥＣＵに供給する第１電圧供給手段と、上記第１電源供給線に各ＥＣＵごとに設けられて複数の第１のヒューズと、上記第２電源供給線の上記電圧変換手段と上記各ＥＣＵとの間に、各ＥＣＵごとに設けられ、上記各ＥＣＵで上記第１電源供給線と上記第２電源供給線との間に短絡が発生して第１電圧以上の電圧が印加された場合に溶断する複数の第２のヒューズと、上記電圧変換手段と上記複数の第２のヒューズとの間に設けられ、一方端が上記第２電源供給線と接続され、他方端が接地端子と接続されたスイッチ手段と、上記電圧変換手段と上記複数の第２のヒューズとの間に設けられ、上記第２電源供給線に供給される電圧を検出する電圧検出手段と、上記電圧検出手段で検出した電圧に基づいて、上記ＥＣＵで上記第１電源供給線と上記第２電源供給線との間に短絡が発生して上記第２電源供給線に過電圧が発生したと判定すると、上記スイッチ手段をオン状態にして、上記第２電源接続線と上記接地端子とを接続する過電圧保護手段とを備える。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
本発明は、例えば図１に示すように構成された車両内通信システムに適用される。
【００１５】
［車両内通信システムの構成］
車両内通信システムは、モータ・ジェネレータ１、モータ・ジェネレータ１と高電圧電源線１１を介して接続された高電圧バッテリ２、高電圧バッテリ２と高電圧幹線１２を介して接続された複数の車両制御装置３を備えて構成されている。この車両内通信システムは、モータ・ジェネレータ１で発生した高電圧を、高電圧バッテリ２に充電し、充電した高電圧を高電圧幹線１２を介して複数の車両制御装置３に供給するように構成されている。
【００１６】
各車両制御装置３は、図１に示すように、高電圧幹線１２と接続された電気接続箱（Ｊ／Ｂ）２１と、電気接続箱２１と高電圧電源線２２及び低電圧電源線２３を介して接続された複数のＥＣＵ２４とを備える。この車両制御装置３は、例えば高電圧である４２［Ｖ］が供給され、駆動させる車載負荷としてＥＣＵ２４を低電圧である５［Ｖ］で駆動させる。
【００１７】
各ＥＣＵ２４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１からの低電圧が低電圧ヒューズ３４を介して供給されることにより駆動し、他のＥＣＵ２４との間で情報の送受信や、他の車載電装部品の制御を行ったりする。
【００１８】
電気接続箱２１は、図２に示すように、高電圧幹線１２と接続されて高電圧が供給されるＤＣ／ＤＣコンバータ３１、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１と低電圧電源線３２を介して接続された過電圧保護回路３３、過電圧保護回路３３と低電圧電源線３２を介して接続された低電圧ヒューズ３４、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の入力側と高電圧電源線３５を介して接続された高電圧ヒューズ３６を備える。
【００１９】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、高電圧幹線１２を介して高電圧が供給され、低電圧に変換して、低電圧電源線３２を介して過電圧保護回路３３に供給する。このＤＣ／ＤＣコンバータ３１は、例えば４２［Ｖ］の高電圧が供給され、ＥＣＵ２４の駆動電圧である５［Ｖ］の低電圧に変換して過電圧保護回路３３に供給する。
【００２０】
過電圧保護回路３３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１と低電圧ヒューズ３４との間の低電圧電源線３２と接続されたコントローラ４１と、低電圧電源線３２と接続されコントローラ４１よりも低電圧ヒューズ３４側に配設されたスイッチング素子４２とを備える。
【００２１】
この過電圧保護回路３３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力側である低電圧系回路の電圧を監視し、例えば予め設定した所定電圧値より高い過電圧が発生したことをコントローラ４１により検出すると、コントローラ４１によりスイッチング素子４２をオン状態にする制御信号を生成して、スイッチング素子４２に供給する。スイッチング素子４２は、一方が低電圧電源線３２と接続されると共に、他方が接地端子５１と接続されている。
【００２２】
この電気接続箱２１では、高電圧幹線１２を介して供給される高電圧を高電圧電源線３５、高電圧ヒューズ３６、高電圧電源線２２を介してＥＣＵ２４に供給すると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１で変換した低電圧を低電圧電源線３２、過電圧保護回路３３、低電圧ヒューズ３４を介してＥＣＵ２４に供給する。これにより、各ＥＣＵ２４では、低電圧により駆動すると共に、高電圧で図示しない他の車載負荷回路を駆動させる処理をする。
【００２３】
なお、上述の車両内通信システムでは、４２［Ｖ］の高電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ３１により５［Ｖ］の低電圧に変換してＥＣＵ２４に駆動電圧として供給する例について説明したが、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１で例えば４２［Ｖ］を７［Ｖ］に変換して、ＥＣＵ２４内部のシリーズレギュレータにより５［Ｖ］に変換して、ＥＣＵ２４の駆動電圧としても良い。
【００２４】
このような車両内通信システムにおいて、複数のＥＣＵ２４のうち、一つのＥＣＵ２４内で故障が発生し、高電圧電源線２２と低電圧電源線２３とがショートすると、図３、及び図４の時刻Ｔ１に示すように、高電圧電源線２２から低電圧電源線２３及び低電圧ヒューズ３４に高電圧（４２［Ｖ］）が印加される（図４（ａ））。そして、コントローラ４１により低電圧電源線３２の過電圧（４２［Ｖ］）を検出すると、スイッチング素子４２に制御信号を供給して、スイッチング素子４２をオン状態にする。
【００２５】
これにより、低電圧電源線２３と接地端子５１とを接続して、図３に示すように、ＥＣＵ２４でショートして低電圧電源線２３に流入する大電流を低電圧ヒューズ３４、スイッチング素子４２を介して接地端子５１に導く（図４（ｃ））。そして、スイッチング素子４２に電流が時刻Ｔ２まで流れて、時刻Ｔ３で低電圧ヒューズ３４が溶断する。このとき、低電圧ヒューズ３４が大電流のために溶断するが、他のＥＣＵ２４には大電流が流入しないので低電圧ヒューズ３４の溶断が発生しない。
【００２６】
ここで、各低電圧ヒューズ３４は、低電圧（５［Ｖ］）を越えるような例えば既知の１４Ｖ用ヒューズでは、高電圧（４２［Ｖ］）において飛散が激しくなり絶縁抵抗を満足できないという問題点があるために、高電圧（４２［Ｖ］）と低電圧（５［Ｖ］）との短絡に備えて、予め高電圧（４２［Ｖ］）用ヒューズを使用する。
【００２７】
時刻Ｔ３において、低電圧ヒューズ３４が溶断して、コントローラ４１により検出される低電圧電源線３２の電圧が再度低電圧（５［Ｖ］）に戻ると（図４（ａ））、コントローラ４１は、スイッチング素子４２への制御信号の供給を停止して、スイッチング素子４２をオフ状態にする。
【００２８】
これにより、車両内通信システムによれば、複数のＥＣＵ２４のうち、一つのＥＣＵ２４に故障が発生して、高電圧電源線２２と低電圧電源線２３との短絡が発生しても、低電圧電源線３２及び高電圧電源線２２を介して他のＥＣＵ２４に大電流が供給されることはない。
【００２９】
したがって、この車両内通信システムによれば、内部の故障などにより高電圧系回路と、低電圧系回路が短絡した場合であっても、低電圧系回路と接続されたコントローラ４１により過電圧を検出し、スイッチング素子４２をオン状態にすることにより、低電圧系回路から接地端子５１に大電流を導くことができ、低電圧系回路の低電圧ヒューズ３４を溶断することができる。
【００３０】
すなわち、この車両内通信システムによれば、図１に示したように、単一のＤＣ／ＤＣコンバータ３１で変換した低電圧を使用して複数のＥＣＵ２４を動作させる場合において、一つのＥＣＵ２４に故障が発生することで高電圧電源線２２と低電圧電源線２３とが短絡して、低電圧電源線３２が過電圧状態になったときに、コントローラ４１によりスイッチング素子４２をオン状態にして、故障したＥＣＵ２４と接地端子５１とを接続することができる。
【００３１】
したがって、この車両内通信システムによれば、故障したＥＣＵ２４に接続された低電圧ヒューズ３４のみを溶断することができ、他の正常に動作するＥＣＵ２４に不都合を与えることを防止することができる。
【００３２】
したがって、この車両内通信システムによれば、故障となったＥＣＵ２４についてのヒューズのみを確実に溶断することができるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力側の低電圧系回路全体を動作停止状態にすることを防止し、低電圧システムを確実に保護することができる。
【００３３】
したがって、この車両内通信システムによれば、ＥＣＵ２４により車載電装部品を制御している場合において、一つのＥＣＵ２４に故障が発生して高電圧電源線２２と低電圧電源線２３との間でショートが発生しても、他のＥＣＵ２４に大電流を供給して故障させることなく、他のＥＣＵ２４により制御される車載電装部品を正常に動作させることができる。
【００３４】
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【００３５】
また、上述した車両内通信システムの説明においては、低電圧系回路を構成する車載負荷としてＥＣＵである場合について説明したが、これに限らず、他の低電圧で動作する車載負荷であっても本発明が適用可能であることは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、車載負荷で第１電源供給線と第２電源供給線との間に短絡が発生して第２電源供給線に過電圧が発生したと判定すると、スイッチ手段をオン状態にして、第２電源供給線と接地端子とを接続することにより、第２電源供給線に設けられ、短絡が発生した車載負荷についての第２のヒューズのみに第１電圧による大電流を流すことができ、確実に第２のヒューズを溶断するので、異なる電圧を扱う複数の車載負荷のうち、単一の車載負荷に故障が発生した場合においても、他の車載負荷を確実に保護することができる。また、請求項１に係る発明によれば、車載負荷がＥＣＵであって車載電装部品の制御をするものであっても、各ＥＣＵについてのヒューズを確実に溶断することができ、他のＥＣＵに大電流を流して故障させることを防止でき他のＥＣＵを確実に保護することができる。更に、請求項１に係る発明では、第２のヒューズを第１電圧用のものを使用したので、第１電圧による大電流により確実に溶断させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した車両内通信システムの構成を示す回路図である。
【図２】本発明を適用した車両内通信システムの電気接続箱の構成を示す回路図である。
【図３】本発明を適用した車両内通信システムにおいてＥＣＵで短絡が発生した場合の電流の流れについて説明するための図である。
【図４】高電圧電源線と低電圧電源線とのショートが発生したときの低電圧系回路の電圧、コントローラの動作、スイッチング素子に流れる電流の関係を示すタイミングチャートである。
【図５】電気接続箱間などを接続する幹線の構造を説明するための図である。
【符号の説明】
１  モータ・ジェネレータ
２  高電圧バッテリ
３  車両制御装置
１１  高電圧電源線
１２  高電圧幹線
２１  電気接続箱
２２  高電圧電源線
２３  低電圧電源線
２４  ＥＣＵ
３１  ＤＣ／ＤＣコンバータ
３２  低電圧電源線
３３  過電圧保護回路
３４  低電圧ヒューズ
３５  高電圧電源線
３６  高電圧ヒューズ
４１  コントローラ
４２  スイッチング素子
５１  接地端子
【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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