(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置より電力消費装置への電力の選択的供給を制御する車輌用電源回路装置にして、オンとオフの間に切り換えられるリレーを含み前記電源装置より前記電力消費装置へ電流を導く主導電経路と、前記リレーがオフとされたとき前記主導電経路のうちの該リレーより前記電力消費装置の側にある部分を接地する接地手段とを有し、前記リレーは前記電源装置より前記電力消費装置へ向かう順に直列に接続された第一および第二のリレーを含み、前記接地手段は前記第二のリレーがオフとされたとき前記主導電経路のうちの該第二のリレーより前記電力消費装置の側にある後半部を接地するようになっており、前記第一および第二のリレーのオンオフと前記主導電経路後半部の電圧レベルより、自身の短絡異常または断絶異常の有無を判断する電圧モニター手段を有することを特徴とする車輌用電源回路装置。
【請求項２】
前記電圧モニター手段は、前記第二のリレーがオフの状態にあって、前記主導電経路後半部に所定のモニター電圧を印加したとき、該主導電経路後半部が呈する電圧が所定の第一のしきい値以上であることによって、前記接地手段に断絶異常があると判断するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の車輌用電源回路装置。
【請求項３】
前記電圧モニター手段は、前記第一のリレーがオフの状態にあり且つ前記第二のリレーがオンの状態にあって、前記主導電経路後半部に所定のモニター電圧を印加したとき、該主導電経路後半部が呈する電圧が実質的に０であることによって、該主導電経路後半部に接地短絡が生じていると判断するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の車輌用電源回路装置。
【請求項４】
前記電圧モニター手段は、前記第一のリレーがオフの状態にあり且つ前記第二のリレーがオンの状態にあって、前記主導電経路後半部に所定のモニター電圧を印加したとき、該主導電経路後半部が呈する電圧が所定の第二のしきい値以上であることによって、該電経路後半部および前記電力消費装置の少なくとも一方に断絶異常があると判断するようになっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車輌用電源回路装置。
【請求項５】
前記電圧モニター手段は、前記第一のリレーおよび前記第二のリレーが共にオンの状態にあって、前記主導電経路後半部が呈する電圧が前記電源装置の電圧より実質的に低いことによって、前記第一および第二のリレーを含む主導電経路に接地短絡があると判断するようになっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車輌用電源回路装置。
【請求項６】
前記蓄電装置より前記電力消費装置への電力の供給を開始するときには、前記第二のリレーがオフよりオンにされる時点より遅れて前記第一のリレーがオフよりオンにされ、前記蓄電装置より前記電力消費装置への電力の供給を停止するときには、前記第二のリレーがオンよりオフにされる時点より遅れて前記第一のリレーがオンよりオフにされるようになっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車輌用電源回路装置。
【請求項７】
蓄電装置より電力消費装置への電力の選択的供給を制御する車輌用電源回路装置にして、オンとオフの間に切り換えられるリレーを含み前記電源装置より前記電力消費装置へ電流を導く主導電経路と、前記リレーがオフとされたとき前記主導電経路のうちの該リレーより前記電力消費装置の側にある部分を接地する接地手段とを有し、前記リレーは前記電源装置より前記電力消費装置へ向かう順に直列に接続された第一および第二のリレーを含み、前記接地手段は前記第二のリレーがオフとされたとき前記主導電経路のうちの該第二のリレーより前記電力消費装置の側にある後半部を接地するようになっており、前記蓄電装置より前記電力消費装置への電力の供給を開始するときには、前記第二のリレーがオフよりオンにされる時点より遅れて前記第一のリレーがオフよりオンにされ、前記蓄電装置より前記電力消費装置への電力の供給を停止するときには、前記第二のリレーがオンよりオフにされる時点より遅れて前記第一のリレーがオンよりオフにされるようになっていることを特徴とする車輌用電源回路装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車輌に於いて、バッテリ等の蓄電装置より燃料加熱装置、触媒加熱装置、電動ポンプ等の電力消費装置へ電力を選択的に供給することを制御する車輌用電源回路装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車輌に於いては、内燃機関の冷温始動時に噴射燃料を加熱する燃料インジェクタヒータ、排気浄化触媒が暖機するまで触媒を加熱する触媒加熱ヒータ、オイルポンプやエアポンプの如き電動ポンプ等の電力消費装置が、バッテリ等の蓄電装置から供給される電力により選択的に作動されるようになっている。かかる電力消費装置への蓄電装置からの電力の供給は、現在の車輌に於いては、一般にコンピュータを備えた電気式車輌運転制御装置からの指令信号によりオン（導通状態）とオフ（遮断状態）との間に切り換わるリレーを備えた電源回路装置により行なわれている。
【０００３】
この種の車輌に於ける電力消費装置の作動は、基本的には電気式車輌運転制御装置の制御判断に基づいて制御されてよいが、電力消費装置の作動環境は車輌運転制御装置の判断が及ばないところで変化することがあり、また各種装置、特に発熱装置およびその周辺装置には加熱による故障も発生しやすい。また電気式車輌運転制御装置の作動には外乱による誤作動もある。かかる外乱を考慮して、特開平８−３２６５２７には、内燃機関の排気通路に設けられた電気加熱式触媒の電気ヒータへの通電制御に於いて、電気ヒータの電源回路に、運転制御装置によりオンオフ制御されるリレーに対し直列に他の一つのリレーを挿入し、この後者のリレーを電気ヒータの通電条件を検知して別途にオンオフ制御することが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
蓄電装置より触媒の電気ヒータ等の電力消費装置へ電流を導く主導電経路の途中に、二つのリレーが直列に挿入されていれば、それぞれのリレーのオンオフ条件はともかくとして、電力消費装置を作動させるべきでないときには、いずれのリレーをオフとすることによっても電力消費装置の電源を遮断することができ、電力消費装置の保安を計る上でより高い確実性が得られる。
【０００５】
しかし、それでも尚、これらのリレーを含む電源回路に誤作動や溶着等による短絡異常が生じ、二つのリレーのいずれか一方あるいは両方がオフに切り換えられても、電力消費装置が電源装置より制御不能の電力供給を受け、電力消費装置が損傷を起こす恐れは、完全には解消されない。
【０００６】
本発明は、車輌に於ける電力消費装置の電源をオンオフすることについて、リレーをオフにすることにより電力消費装置への電流の供給を遮断するだけでなく、リレーがオフとされたときには、たとえ電源回路の一部に溶着等による短絡異常が生ずることにより電力消費装置へ誤って通電が行われようとしても、リレーのオフへの切り換えを更に別途有効に利用して、電力消費装置へ誤った通電が行なわれることをより確実に防止することを主たる課題としている。
【０００７】
更に、本発明は、車輌用電源回路装置が上記の如きリレーの二重設置構造を有するとき、該リレー二重設置構造により得られる特性を利用して、電源回路の一部あるいは電力消費装置に異常が発生したときには、上記の如き短絡異常の発生を検出するだけでなく、かかる車輌用電源回路に生ずる可能性のある他の短絡異常や断絶異常をも検出することができるようにすることを追加の課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の主たる課題を解決するため、本発明は、蓄電装置より電力消費装置への電力の選択的供給を制御する車輌用電源回路装置にして、オンとオフの間に切り換えられるリレーを含み前記電源装置より前記電力消費装置へ電流を導く主導電経路と、前記リレーがオフとされたとき前記主導電経路のうちの該リレーより前記電力消費装置の側にある部分を接地する接地手段とを有することを特徴とする車輌用電源回路装置を提案するものである。
【０００９】
更に、本発明は、上記の追加の課題を解決するため、前記リレーは前記電源装置より前記電力消費装置へ向かう順に直列に接続された第一および第二のリレーを含み、前記接地手段は前記第二のリレーがオフとされたとき前記主導電経路のうちの該第二のリレーより前記電力消費装置の側にある後半部を接地するようにし、更に、前記第一および第二のリレーのオンオフと前記主導電経路後半部の電圧レベルより、自身の短絡異常または断絶異常の有無を判断する電圧モニター手段を設けることを提案するものである。
【００１０】
前記電圧モニター手段は、前記第二のリレーがオフの状態にあって、前記主導電経路後半部に所定のモニター電圧を印加したとき、該主導電経路後半部が呈する電圧が所定の第一のしきい値以上であることによって、前記接地手段に断絶異常があると判断するようになっていてよい。
【００１１】
前記電圧モニター手段は、前記第一のリレーがオフの状態にあり且つ前記第二のリレーがオンの状態にあって、前記主導電経路後半部に所定のモニター電圧を印加したとき、該主導電経路後半部が呈する電圧が実質的に０であることによって、該主導電経路後半部に接地短絡が生じていると判断するようになっていてよい。
【００１２】
更にまた、前記電圧モニター手段は、前記第一のリレーがオフの状態にあり且つ前記第二のリレーがオンの状態にあって、前記主導電経路後半部に所定のモニター電圧を印加したとき、該主導電経路後半部が呈する電圧が所定の第二のしきい値以上であることによって、該電経路後半部および前記電力消費装置の少なくとも一方に断絶異常があると判断するようになっていてよい。
【００１３】
更にまた、上記の如き車輌用電源回路装置は、前記蓄電装置より前記電力消費装置への電力の供給を開始するときには、前記第二のリレーがオフよりオンにされる時点より遅れて前記第一のリレーがオフよりオンにされ、前記蓄電装置より前記電力消費装置への電力の供給を停止するときには、前記第二のリレーがオンよりオフにされる時点より遅れて前記第一のリレーがオンよりオフにされるようになっていてよい。
【００１４】
【発明の作用及び効果】
蓄電装置より電力消費装置への電力の選択的供給を制御する車輌用電源回路装置が、オンとオフの間に切り換えられるリレーにより電源装置より電力消費装置へ電流を供給する主導電経路の導通または遮断を制御するよう構成されているとき、該リレーがオフとされたとき主導電経路の該リレーより電力消費装置の側にある後半部を接地する接地手段を有していれば、電源装置より電力消費装置への電流の供給が停止されるべきときには、電力消費装置は上記の接地手段により自動的に接地されることとなり、電力消費装置は好ましからざる通電より確実に保護される。
【００１５】
更にまた、前記リレーが前記電源装置より前記電力消費装置へ向かう順に直列に接続された第一および第二のリレーを含み、前記接地手段は前記第二のリレーがオフとされたとき前記主導電経路のうちの該第二のリレーより前記電力消費装置の側にある後半部を接地するようになっているときには、前記第二のリレーは前記第一のリレーがオフとされることにより前記電源装置から遮断されるので、第二のリレーのオンオフに関連する前記接地手段について、その作動制御あるいは故障チェックに関し大きな可能性が生まれる。
【００１６】
また、かかる第一および第二のリレーのオンオフと主導電経路後半部の電圧レベルより、自身の短絡異常または断絶異常の有無を判断する電圧モニター手段が設けられていれば、かかる電圧モニター手段により、回路装置または電力消費装置に以下に例を上げるような短絡異常または断絶異常が生じたとき、これを直ちに検出することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細説明する。
【００１８】
図１は、車輌に於ける蓄電装置１０より燃料インジェクタヒータ、排気触媒加熱ヒータ、オイルポンプあるいはエアポンプの如き電力消費装置２０へ選択的に電力の供給を行なうための、本発明による車輌用電源回路装置を、一つの実施例として示す概略図である。３０および４０はそれぞれ第一および第二のリレーであり、図示の実施例では、それぞれ一方の端子３１、４１の周りに回動する接極子３２、４２がコイル３３、４３の通電時にこれに吸引されて他方の端子３４、４４に当接した閉位置にもたらされて、端子３１、４１と端子３４、４４間を電気的に接続する「オン」の状態となり、一方、コイル３３、４３が通電されていないときには、接極子３２、４２は図には示されていないばねによりに図示の如く端子３４、４４より離れた開位置へ付勢されて、端子３１、４１と端子３４、４４間を電気的に断絶する「オフ」の状態となるように構成されている。また、リレー４０に於いては、更に接極子４２は、開位置にもたらされたとき、他の一つの端子４５に当接するようになっている。
【００１９】
マイナス端子５０にて接地された蓄電装置１０のプラス端子５２は、ヒューズ５４を含む主導電経路前半部５６を経て、リレー３０の入口側端子３４と接続されている。リレー３０の出口側端子３１は、主導電経路中間部５８を経て、リレー４０の入口側端子４４と接続されている。リレー４０の出口側端子４１は、主導電経路後半部６０を経て、電力消費装置２０のプラス端子６２に接続されている。電力消費装置２０のマイナス端子６４は接地されている。
【００２０】
リレー３０のコイル３３およびリレー４０のコイル４３は、コンピュータを備えた電気式車輌運転制御装置６６に組み込まれたリレー１駆動回路およびリレー２駆動回路より、それぞれ出力端子６８と導電経路７０および出力端子７２と導電経路７４を経て供給される励磁電流により励磁されるようになっている。コイル３３および４３の他端は、リレー４０の端子４５と共に、接地されている。電気式車輌運転制御装置６６には、更に電圧モニター回路が組み込まれており、その出力端子７６は、ヒューズ７８を含む導電経路８０を経て、主導電経路後半部６０に接続されている。電圧モニター回路は、適当な抵抗値の抵抗要素を介して５ボルト程度の定電圧を端子７６に付加すると共に、端子７６に於ける電圧レベルを測定する手段であり、蓄電装置１０からの電圧が主導電経路後半部６０にかかっていない状態では、主導電経路後半部６０の接地状態をチェックし、また主導電経路後半部６０や電力消費装置２０に断絶があるいは接地短絡が生じたときにはそれを検出し、また蓄電装置１０からの電圧が主導電経路後半部６０にかかっているときには、主導電経路後半部６０に於ける電圧レベルが正常であるか否かをチェックするものであり、その作動については後程図３を参照して詳述する。
【００２１】
尚、電力消費装置２０が噴射燃料を加熱する燃料加熱ヒータである場合には、それは通常内燃機関の各気筒に対し気筒毎に個別に設けられるので、多気筒内燃機関の場合には、図１に示す如き回路は、蓄電装置１０および車輌運転制御装置６６の主要部を除き、各気筒に個別に対応して設けられる。あるいは、そのような場合には、リレー３０を全気筒に対し共通の一つのリレーとして設け、リレー４０以下の部分を各気筒に対し個別に設けてもよい。
【００２２】
また、図１の実施例に於いては、リレー４０の接極子４２は端子４１の周りに回動するようになっているが、リレー４０は、それがオフになるときには、図２に示す如く接極子４２ａがオン側の端子４４および４１ａの両方から離れ、これらオン側の端子に向かい合ったオフ側の端子４５および４６に当接するようになっていてもよい。この場合には、端子４５を図１の実施例に於けると同様に接地しておくとすると、端子４６を主導電経路後半部６０に接続しておけばよい。
【００２３】
以上いずれの構成に於いても、リレー４０がオフとされたときには、該リレーより電力消費装置２０の側にある主導電経路後半部６０が蓄電装置１０から遮断されるだけでなく、主導電経路後半部６０はオフとされたリレー４０により接地されるので、たとえ蓄電装置１０から別途に主導電経路後半部６０へ通じる何らかの短絡異常が生じても、電力消費装置２０がそのような短絡電流により損傷を受けることが回避される。
【００２４】
図３は、図１に示す車輌用電源回路を車輌運転制御装置６６により制御して蓄電装置１０より電力消費装置２０へ電力を選択的に供給し、その際、電圧モニター回路により電源回路が正常に作動しているか否かを検出する要領の一つの実施例を示す線図である。
【００２５】
先ず、リレー３０および４０のいずれもがオフ（遮断状態）とされている電力消費装置の非作動時には、主導電経路後半部６０はリレー４０の端子４５を経て接地されているので、電圧モニター回路が検出する電圧レベルは０の筈である。従って、リレー３０および４０のいずれもがオフのとき（あるいは少なくともリレー４０がオフとされたとき）の電圧モニター回路の検出電圧レベルに対するしきい値をＶｏの如く適当に小さな正の値として設定しておくことにより、リレー４０がオフのとき電力消費装置２０を接地しておく接地回路に断絶や導通不良（例えば接極子４２と端子４５の接触不良）が生じたとき、電圧モニター回路の検出電圧レベルがしきい値Ｖｏを上回ることによりそれを検出することができる。
【００２６】
次に、車輌運転制御装置６６により電力消費装置２０を新たに作動させるべきことが判断されると、時刻ｔ１にて先ずリレー２駆動回路によりにリレー４０のコイル４３が通電される。コイル４３が通電されると、接極子４２はコイル４３により吸引されて端子４５より離れ、端子４４に当接する。接極子４２が端子４５より離れると、主導電経路後半部６０の接地が解除されるので、電圧モニター回路より主導電経路後半部６０に印加された電圧は電力消費装置２０にかかるようになり、モニター電圧は、回路装置および電力消費装置２０が正常であるときには、電力消費装置を経て流れるモニター電流の大きさに応じて所定の電圧レベルＶｍを呈する。従って、この間、即ちリレー３０は未だオフであってリレー４０のみがオンとされている間に、電圧モニター回路の検出電圧レベルが０であるときには、主導電経路後半部６０に接地短絡（例えば端子４５への接極子４２の溶着）が生じていることが分かる。
【００２７】
また、主導電経路後半部６０および電力消費装置２０が正常であるならば、電圧モニター回路から電力消費装置を通って電流が流れることにより、上記の電圧レベルＶｍは、電圧モニターが有する上記の５ボルト程度の定電圧レベルより必ず低くなる筈である。そこで、この期間に電圧モニター回路の検出電圧レベルに対しＶｓの如きＶｍを上回る適当なしきい値を設定しておくことにより、電圧モニター回路がこれより高い電圧レベルを検出するときには、主導電経路後半部６０より電力消費装置を通って接地に至る経路のどこかに断絶が生じていることが分かる。また、当然のことながら、リレー３０が未だオフであるこの期間に主導電経路後半部６０の電圧レベルが電源装置の電圧レベル近くまで異常に上昇したときには、リレー３０に関連して短絡異常があることが分かる。
【００２８】
次いで、時刻ｔ１より例えば１００ｍｓ程度の時間遅れをもって時刻ｔ２にてリレー３０がオン（導通状態）とされる。これにより、回路装置および電力消費装置２０が正常に作動していれば、蓄電装置１０より電力消費装置への主導電経路５６、５８、６０を通る正規の電力供給が行なわれる。リレー３０および４０がいずれもオンとされたときには、電圧モニター回路が検出すべき電圧レベルは、蓄電装置１０の規定出力電圧レベルＶｂとなる筈である。従って、このとき電圧モニター回路が検出する電圧レベルがＶｂ以下に大きく低下することは、主導電経路のどこかに接地短絡が生じたことを示唆する。かかる接地短絡は、モニター電圧に対し適当な所定のしきい値Ｖｔを設定しておくことにより検出することができる。
【００２９】
電力消費装置の作動が停止されるべきときには、時点ｔ３にて先ずリレー４０がオフとされる。リレー４０がオフとされれば、主導電経路後半部６０に於ける電圧レベルは０に下がる筈である。このときもしモニター電圧レベルが前述のＶｏ以上であれば、リレー４０がオフとされることにより主導電経路後半部６０を再び接地する回路の接続が正常に達成されなかったことが分かるので、接地回路の復帰時の作動不良を直ちに検出することができる。
【００３０】
電力消費装置の作動を停止するとき、リレー３０および４０は同時にオフとされてもよいが、図示の例の如くリレー３０をオフにする時点ｔ４を時点ｔ３より例えば１００ｍｓ程度遅らせるように、これら二つのリレーをオフにする時点の間に時間差を設ければ、いずれかのリレーのオンオフ作動に故障が生じたとき、電圧モニター回路によりそれを個別に検出することができる。この場合、電力消費装置の作動開始時には、リレー３０に先立ってリレー４０をオンにすることに上述の如き格別の作用効果があるので、燃料消費装置の作動終了時には、図示の実施例の如くリレー４０より遅らせてリレー３０をオフとすることにより、リレー３０と４０のオンオフ関係が燃料消費装置の作動開始時とは逆になるようにし、リレーのオンオフ作動に関する個別チェックの可能性を広げることができる。
【００３１】
以上に於いては本発明を一つの実施例について詳細に説明したが、本発明がかかる実施例にのみ限られるものではなく、本発明の範囲内にて他に種々の実施例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車輌用電源回路装置の一つの実施例を示す概略図。
【図２】図１に示す車輌用電源回路装置の一部についての変更例を示す概略図。
【図３】図１に示す車輌用電源回路装置の作動における故障検出要領の例を示す線図。
【符号の説明】
１０…電源装置
２０…電力消費装置
３０…第一のリレー
４０…第二のリレー
６６…車輌運転制御装置
【図１】
0003840097.tif 000002
【図２】
0003840097.tif 000003
【図３】
0003840097.tif 000004