(57)【要約】【課題】コネクタの取り外しを安全に行い得る自動車用電源装置を提供する。【解決手段】バッテリー５から開閉手段６及びコネクタ７を介して負荷群８に電力を供給する自動車用電源装置において、コネクタ７に設けられ、該コネクタの正常な接続状態を保持するロック装置と、ロック装置に設けられ、該ロック装置の作動を検出する検出部と、検出部から出力される検出信号に基づいて、開閉手段６を導通状態に制御する電源制御部３とを備えた。【選択図】図１
2016068797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーから開閉手段及びコネクタを介して負荷群に電力を供給する自動車用電源装置において、
前記コネクタに設けられ、該コネクタの正常な接続状態を保持するロック装置と、
前記ロック装置に設けられ、該ロック装置の作動を検出する検出部と、
前記検出部から出力される検出信号に基づいて、前記開閉手段を導通状態に制御する電源制御部と
を備えたことを特徴とする自動車用電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自動車用電源装置において、
前記検出部は、前記ロック装置の作動時に前記コネクタの検出用端子を導通状態とする検出片を備え、
前記電源制御部は、
前記検出用端子の導通を検出する信号検出回路と、
前記信号検出回路から出力される検出信号に基づいて、前記開閉手段を導通状態に制御する主制御部と
を備えたことを特徴とする自動車用電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の自動車用電源装置において、
前記開閉手段の出力端子に複数のコネクタを並列に接続し、各コネクタから複数の負荷群に電力を供給し、前記主制御部は、前記各コネクタの検出部で同時にロック装置の作動を検出したとき、前記開閉手段を導通状態に制御することを特徴とする自動車用電源装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動車用電源装置において、
前記開閉手段を、前記バッテリーとコネクタとの間に接点を介在させるリレーで構成したことを特徴とする自動車用電源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の自動車用電源装置において、
前記電源制御部には、前記リレーの開閉制御時の出力電圧に基づいて、該リレーの動作異常を検出する異常検出部を備えたことを特徴とする自動車用電源装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自動車用電源装置において、
前記バッテリーの出力電圧を３６Ｖ〜６０Ｖ未満の範囲としたことを特徴とする自動車用電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーから負荷に電力を供給する電源配線にコネクタが介在される自動車用電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用電源装置は、バッテリーから電源配線を介して種々の負荷に電源が供給される。また、電源配線にはコネクタが介在され、バッテリーの交換作業時にはバッテリーの取り外しに先立ってコネクタを取り外すようにしたものがある。
【０００３】
近年の自動車では、通常の１２Ｖあるいは２４Ｖより高電圧の例えば４８Ｖ等の電源電圧を必要とする負荷が使用され、このような負荷に電力を供給するために４８Ｖの直流電圧を出力するバッテリーが搭載されている。
【０００４】
このような自動車用電源装置では、バッテリーから負荷に電力が供給されている状態でコネクタを取り外すと、離間しようとする端子間にアーク放電が発生して、端子が破壊されることがある。
【０００５】
そこで、コネクタの取り外しに先立ってサービスプラグを引き外して、バッテリーから負荷への電力供給を遮断することにより、コネクタでのアーク放電の発生を防止するようにした電源装置が提案されている。
【０００６】
また、特許文献１には接続電極と短絡部材とを引き離す際に発生するアークを短時間に消弧可能としたサービスプラグが開示されている。
特許文献２には、弾性的に嵌合する係合部によりコネクタを嵌合状態に確実に保持するロック装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１７１９８号公報
【特許文献２】特開２０１３−６２０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された電源装置では、サービスプラグの引き離しは作業者によって行われる。従って、作業者が引き離しを失念した状態で、コネクタの取り外しが行われると、コネクタの端子間でアーク放電が発生する。
【０００９】
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、その目的はコネクタの取り外しを安全に行い得る自動車用電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する自動車用電源装置は、バッテリーから開閉手段及びコネクタを介して負荷群に電力を供給する自動車用電源装置において、前記コネクタに設けられ、該コネクタの正常な接続状態を保持するロック装置と、前記ロック装置に設けられ、該ロック装置の作動を検出する検出部と、前記検出部から出力される検出信号に基づいて、前記開閉手段を導通状態に制御する電源制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
この構成により、ロック装置の作動に基づいてバッテリーからコネクタに電力が供給されるので、コネクタの脱着時でのアークの発生が防止される。
また、上記の自動車用電源装置において、前記検出部は、前記ロック装置の作動時に前記コネクタの検出用端子を導通状態とする検出片を備え、前記電源制御部は、前記検出用端子の導通を検出する信号検出回路と、前記信号検出回路から出力される検出信号に基づいて、前記開閉手段を導通状態に制御する主制御部とを備えることが好ましい。
【００１２】
この構成により、ロック装置が作動すると、コネクタの検出用端子が導通状態となり、その導通が信号検出回路で検出され、その検出信号に基づいて主制御部により開閉手段が導通状態となる。
【００１３】
また、上記の自動車用電源装置において、前記開閉手段の出力端子に複数のコネクタを並列に接続し、各コネクタから複数の負荷群に電力を供給し、前記主制御部は、前記各コネクタの検出部で同時にロック装置の作動を検出したとき、前記開閉手段を導通状態に制御することが好ましい。
【００１４】
この構成により、複数のコネクタがロック状態となったとき、開閉手段が導通状態となって負荷群に電力が供給される。
また、上記の自動車用電源装置において、前記開閉手段を、前記バッテリーとコネクタとの間に接点を介在させるリレーで構成することが好ましい。
【００１５】
この構成により、ロック装置の作動が検出されると、リレーの接点が導通状態となって、バッテリーから負荷群に電力が供給される。
また、上記の自動車用電源装置において、前記電源制御部には、前記リレーの開閉制御時の出力電圧に基づいて、該リレーの動作異常を検出する異常検出部を備えることが好ましい。
【００１６】
この構成により、リレーの動作異常が検出される。
また、上記の自動車用電源装置において、前記バッテリーの出力電圧を３６Ｖ〜６０Ｖ未満の範囲とすることが好ましい。
【００１７】
この構成により、コネクタの脱着時にアークが発生しやすいバッテリー電圧で、アークの発生が防止される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の自動車用電源装置によれば、コネクタの取り外しを安全に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態の自動車用電源装置を示す概要図である。
【図２】電源制御部を示すブロック図である。
【図３】ロック状態検出部を示す概要図である。
【図４】ロック状態検出部の別例を示す概要図である。
【図５】信号検出回路を示す回路図である。
【図６】自動車用電源装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】自動車用電源装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】自動車用電源装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、自動車用電源装置の一実施形態を図面に従って説明する。図１に示すように、１２Ｖの直流電圧を出力する第一のバッテリー１のプラス側端子は、電源ボックス２内に設置された電源制御部３及びＤＣ／ＤＣコンバータ４の一方の入出力端子に接続されている。
【００２１】
第二のバッテリー５から出力される４８Ｖの直流電圧は、リレー６の接点及びコネクタ７を介して複数の４８Ｖ系負荷群８に供給される。また、第二のバッテリー５のプラス側端子は、リレー６の接点を介して前記電源制御部３及び前記ＤＣ／ＤＣコンバータ４の他方の入出力端子に接続されている。
【００２２】
そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は第二のバッテリー５から供給される４８Ｖの直流電圧を１２Ｖに降圧して第一のバッテリー１に供給可能である。また、リレー６の接点が不導通状態となって第二のバッテリー５から４８Ｖの直流電圧が４８Ｖ系負荷群８に供給されないときには、第一のバッテリーから供給される１２Ｖの直流電圧を４８Ｖに昇圧して、４８Ｖ系負荷群８に供給可能となっている。
【００２３】
前記コネクタ７には、該コネクタ７を嵌合状態に保持するロック装置が設けられている。そのロック装置は、例えば特許文献２に記載されているように、弾性的に嵌合する係合部によりコネクタを嵌合状態に確実に保持するものである。
【００２４】
また、図３に示すように、前記ロック装置には該ロック装置の作動を検出する検出片９がロック状態検出部として設けられ、ロック装置の作動時には検出片９が矢印方向に押圧されて接点１０ａ，１０ｂを当接させることにより、コネクタ７の検出用端子１１ａ，１１ｂを導通状態とするように形成されている。
【００２５】
図２は、前記電源制御部３の具体的構成を示す。前記各コネクタ７の検出用端子１１ａ，１１ｂは、電源制御部３内の信号検出回路１２にそれぞれ接続されている。信号検出回路１２では、図５に示すように、電源ＶｃｃとＣＰＵ１３との間に接続される抵抗Ｒ１，Ｒ２間に前記検出用端子１１ａが接続され、検出用端子１１ｂがグランドＧＮＤに接続される。
【００２６】
このような構成により、コネクタ７のロック装置がロックされていない状態では、接点１０ａ，１０ｂが非接触状態で検出用端子１１ａ，１１ｂが不導通である。この状態では、ＣＰＵ１３に入力される検出信号ｄｔはＨレベルすなわちほぼ電源Ｖｃｃレベルである。
【００２７】
一方、コネクタ７のロック装置がロック状態となるまで嵌合されて、接点１０ａ，１０ｂが接触すると、抵抗Ｒ１，Ｒ２間の電位はほぼグランドＧＮＤレベルとなり、ＣＰＵ１３に入力される検出信号ｄｔはＬレベルすなわちほぼグランドＧＮＤレベルとなる。
【００２８】
前記ＣＰＵ１３は、Ｌレベルの検出信号ｄｔを検出すると、リレー駆動回路１８を駆動して、前記リレー６の接点を導通状態とし、Ｈレベルの検出信号ｄｔを検出すると、前記リレー６の接点を不導通状態とする。
【００２９】
異常検出回路１４は前記リレー６に接続され、リレー６の出力電圧をモニターして、ＣＰＵ１３に出力するようになっている。ＣＰＵ１３は、モニター値に基づいてリレー６が正常か否かを検出し、正常でない場合には通信回路１５を介してエンジンＥＣＵ１６に異常信号を出力する。
【００３０】
前記電源制御部３内の各回路には、第一のバッテリー１から電源回路１７を介して１２Ｖの直流電圧が電源として供給される。
次に、上記のように構成された自動車用電源装置の作用を説明する。
【００３１】
図６は、未接続状態のコネクタ７を嵌合して接続状態とする場合の動作を示す。コネクタ７が未接続状態では、コネクタ７の検出用端子１１ａ，１１ｂは不導通（オフ状態）である。この状態では、信号検出回路１２から出力される検出信号ｄｔはＨレベルとなり、ＣＰＵ１３はリレー６の接点を不導通状態に維持する。
【００３２】
この状態から、コネクタ７を接続してロック装置が未ロック状態である場合には、検出用端子１１ａ，１１ｂは依然として不導通状態である。
次いで、ロック装置がロック状態となると、検出用端子１１ａ，１１ｂが導通状態となる。すると、信号検出回路１２から出力される検出信号ｄｔはＬレベルとなり、ＣＰＵ１３は検出信号ｄｔの判定時間ｔが経過した後にリレー６の接点を導通状態に制御する。この結果、第二のバッテリー５から４８Ｖ系負荷群８に電力が供給される。
【００３３】
図７は、接続状態のコネクタ７を引き外して未接続状態とする場合の動作を示す。コネクタ７のロック装置がロック状態であって、リレー６の接点が導通状態にある状態から、コネクタ７を引き外してロック装置を未ロック状態とすると、コネクタ７の検出用端子１１ａ，１１ｂが不導通となり、検出信号ｄｔがＨレベルとなる。
【００３４】
すると、ＣＰＵ１３は検出信号ｄｔの判定時間ｔが経過した後にリレー６の接点を不導通状態に制御する。この結果、第二のバッテリー５から４８Ｖ系負荷群８への電力供給が遮断される。そして、電力供給の遮断後にコネクタ７が未接続状態に引き外される。
【００３５】
図８は、第二のバッテリー５から複数のコネクタ７を介して４８Ｖ系負荷群に電力を供給する場合のＣＰＵ１３の動作を示す。
ＣＰＵ１３は、いずれかのコネクタ７の脱着による検出信号ｄｔの変化を検出すると（ステップ１）、すべてのコネクタ７で検出用端子１１ａ，１１ｂが導通状態であるか否か、すなわちすべてのコネクタ７のロック装置がロック状態であるか否かを検出する（ステップ２）。
【００３６】
そして、少なくとも一つのコネクタ７が未ロック状態であるときには、リレー６の接点を不導通状態として、４８Ｖ系負荷群８への電力供給を遮断する（ステップ３）。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ４を不作動状態とする。
【００３７】
また、すべてのコネクタ７がロック状態であるときには、リレー６の接点を導通状態として、４８Ｖ系負荷群８へ電力を供給する（ステップ４）。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ４を作動状態とする。
【００３８】
次いで、リレー６が不導通状態に制御されているとき、異常検出回路１４に入力されるモニター電圧を検出し、そのモニター電圧が０Ｖではない場合には、リレー６の接点が短絡故障であると判定する（ステップ５，６）。
【００３９】
ステップ５でリレー６が導通状態に制御されているとき、ステップ７へ移行して、モニター電圧が４８Ｖより十分低い０Ｖ付近である場合には、リレー６の接点が開放故障であると判定する（ステップ８）。
【００４０】
また、ステップ５でモニター電圧が０Ｖであるとき、ステップ７に移行し、さらにステップ７でモニター電圧が４８Ｖ付近であれば、ステップ９に移行してリレー６が正常であると判定する。
【００４１】
上記のような自動車用電源装置では、次に示す効果を得ることができる。
（１）４８Ｖ系負荷群８と第二のバッテリー５をコネクタ７で接続するとき、アークの発生を未然に防止することができる。
（２）４８Ｖ系負荷群８と第二のバッテリー５を接続するコネクタ７を引き外すとき、アークの発生を未然に防止することができる。
（３）コネクタ７のロック装置がロック状態にあるか否かを検出して、コネクタ７の脱着に先立って第二のバッテリー５と４８Ｖ系負荷群８との間に介在されるリレー６を不導通状態とすることができる。従って、アークの発生を防止するための作業は必要ないので、作業者の失念に起因するアークの発生を確実に防止することができる。
（４）第二のバッテリー５から一つのリレー６及び複数のコネクタ７を介して複数の４８Ｖ系負荷群に電力を供給するとき、すべてのリレー６でロック状態が検出されたとき、リレー６が導通状態となるように制御することができる。従って、いずれかのコネクタ７を脱着する際には、すべてのコネクタ７への電力の供給が遮断されるので、アークの発生を防止することができる。
（５）リレー６の開閉制御にともなって、リレー６からコネクタ７に出力される電圧をモニターすることにより、リレー６の故障を検出することができる。
【００４２】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図４に示すように、ロック装置の検出片９で押しボタンスイッチ１９を押圧することにより、検出用端子１１ａ，１１ｂを導通状態とするように構成してもよい。
・上記実施形態では、第二のバッテリー５及び負荷群は４８Ｖ系以外にも、３０Ｖ〜６０Ｖ未満のバッテリー電圧に対し有用である。
【符号の説明】
【００４３】
３…電源制御部、５…バッテリー（第二のバッテリー）、６…開閉手段（リレー）、７…コネクタ、８…負荷群、９…検出部（検出片）、１１ａ，１１ｂ…検出用端子、１２…信号検出回路、１３…主制御部（ＣＰＵ）、１４…異常検出回路、ｄｔ…検出信号。
【図１】
2016068797.tif 000003
【図２】
2016068797.tif 000004
【図３】
2016068797.tif 000005
【図４】
2016068797.tif 000006
【図５】
2016068797.tif 000007
【図６】
2016068797.tif 000008
【図７】
2016068797.tif 000009
【図８】
2016068797.tif 000010