JPH10322880A

JPH10322880A - 車両用電源供給装置

Info

Publication number: JPH10322880A
Application number: JP9125837A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Matsuda; 裕松田
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1997-05-15
Filing date: 1997-05-15
Publication date: 1998-12-04
Anticipated expiration: 2017-05-15
Also published as: JP3644792B2

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単かつ効率的な構成で、電源ラインを電流
異常から適切に保護できる車両用電源供給装置を提供す
る。【解決手段】バッテリー４３と、バッテリー４３よっ
て駆動される負荷５０とを電気的に接続する主電源ライ
ン４１と、この主電源ライン４１の周囲に近接あるいは
絶縁層を介して配設され、主電源ライン４１に比べて電
流容量が小さい小電流用電源ライン２９と、前記小電流
用電源ライン２９上に設けられ、異常電流が流れると溶
断して接続を遮断するヒューズ１９と、主電源ライン４
１上に設けられ、ヒューズ溶断監視部３６において溶断
が検出されると、接続状態から遮断状態に切り換わる電
源遮断部３５とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車などの車両
に装備された電源ラインを簡単な構成で異常電流から適
切に保護できる車両用電源供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】最
近、車両の急速な電子化に伴い、車両、たとえば、各種
の乗用車には、内燃機関、自動変速装置などの運行に必
須の主要機器（以下、主機という）の燃費の向上、排気
ガスの低減、円滑な走行、安全走行などの観点から、マ
イクロコンピュータを始めとする電子回路および電子デ
バイスが搭載されている。また、フロントパネルの計器
類を電子的な表示装置、たとえば、カラー液晶表示装置
に代えて、車両の運行状態の認識を一層容易にするとと
もに、車両の種々の情報を種々の形態を提供することも
試みられている。さら、移動手段としての車両の乗り心
地の一層の向上、利便性の向上を図るとともに単なる移
動手段としてだけでなく車両を居住空間として利用する
要望も高く、主機だけでなく、空調装置、ＧＰＳを用い
た位置評定・運行案内装置、シートの自動調節装置、パ
ワーウインドー、ワイパ、ドアロック、種々のランプ、
ラジオ、ＣＤ、ＴＶ装置、娯楽施設などの補助的な装置
・機器（以下、補機）の搭載の増大と、それらの電子制
御化が進んでいる。

【０００３】以上のように、車両に搭載する電装品、主
機および補機が電子制御されるに伴って、電装品、主機
および補機自体が電気的に駆動される部分が増大する
他、主機および補機の電子制御のために各種の電子装置
が車両に搭載されている。したがって、主機に搭載され
た上記装置および機器のために、車両における給電およ
び電子制御装置を動作させる信号伝送が重要になってき
ている。

【０００４】しかしながら、車両における給電および信
号送信においては、電源ラインおよび信号ライン（ワイ
ヤハーネス）がドアなどの回転部位を通過したり、移動
部位などを通過したり、狭い部位に嵌め込んだり、ビス
で止めたり、高温多湿部位などを通過することもあるか
ら、通常の屋内配線より劣化、破断などに起因する短絡
（ショート）の可能性が高い。電源ラインまたは信号ラ
インが短絡すると、これらのラインに異常電流が流れて
しまう可能性がある。従来から、図１４に示すように、
バッテリー２と負荷６との間に配設された電源ライン３
に、大容量のメインヒューズ４および小容量のサブヒュ
ーズ５を直列に設け、異常電流が流れたときに、ヒュー
ズ，４，５の溶断によって通電を遮断し、電源ライン３
を保護している。

【０００５】しかしながら、ヒューズは異常電流が一定
時間継続しなければ溶断しないため、上述した手法で
は、図１５に示すように断続的に異常電流が生じるレア
ショートでは、ヒューズが溶断されず、電源ラインを適
切に保護できないという問題がある。また、異常電流に
よって、主機または補機の駆動回路および制御回路が破
損する恐れもある。

【０００６】このよう問題を解決するために、図１６に
示すように、バッテリー２と負荷６とを接続する電源ラ
イン１１に、遮断スイッチ１０および電流測定用微小抵
抗８を挿入したシステムが提案されている。このシステ
ムでは、電源ライン１１に異常電流が流れると、この異
常が、電流測定用微小抵抗８の両側のａ点とｂ点との電
位差に現れる。電流監視回路９は、ａ点とｂ点との電位
差を検出し、この電位差から異常電流が流れていると判
断すると、遮断スイッチ１０のコイル１０ａを励磁し
て、スイッチ１０ｂを開状態に切り換える。図３？に示
すシステムによれば、図２？に示すようなレアショート
を検出し、当該検出結果に基づいて遮断スイッチ１０を
制御して電源ライン１１を適切に保護できる。

【０００７】ところで、図１６に示すシステムは、電流
測定用微小抵抗８の発熱対策が必要であると共に、電源
ライン１１の容量が大きくなると、装置が大規模化およ
び高価格化するという問題がある。

【０００８】そのため、さらに、図１６に示すシステム
の問題点を解決するために、図１７に示すように、内部
導体２０の外周に絶縁層２２を介して銅箔テープなどの
干渉検知電線２１を巻き付けた電源ラインを用いて、図
１８に示す構成で干渉を検知するシステムが提案されて
いる。このシステムでは、内部導体２０がボディにショ
ートするとき、それに先立って、干渉検知電線２１がボ
ディにショートし、干渉検知電線２１の電位がグラウン
ドに低下して基準電位Ｖｒｅｆより小さくなり、オペア
ンプ７３の出力電圧がマイナスからプラスに反転する。
論理回路９２は、オペアンプ７３の出力電圧を監視する
ことで、干渉検知電線２１がボディーにショート（干
渉）したことを検出し、その検出結果に基づいて、遮断
スイッチ２５を切り換えている。しかしながら、このシ
ステムでは、干渉検知電線２１は干渉検知のみに用いら
れており、システムとして無駄が多く経済的でない。

【０００９】本発明は上述した従来技術の問題点に鑑み
てなされ、簡単かつ効率的な構成で、電源ラインを電流
異常から適切に保護できる車両用電源供給装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するために、本発明の車両用電源供給装置は、電
源と、前記電源によって駆動される車両搭載装備とを電
気的に接続する主電源ラインと、前記主電源ラインの周
囲に近接あるいは絶縁層を介して配設され、前記主電源
ラインに比べて電流容量が小さい単数または複数の小電
流用電源ラインと、前記小電流用電源ライン上の所定の
位置に設けられ、当該小電流用電源ラインに異常電流が
流れると、接続を遮断する第１の接続遮断手段と、前記
主電源ライン上の所定位置に設けられ、前記第１の接続
遮断手段が接続状態から遮断状態に切り換わると、それ
に連動して接続状態から遮断状態に切り換わる第２の接
続遮断手段とを有する。

【００１１】本発明の車両用電源分配装置では、例え
ば、正常時では、第１の接続遮断手段および第２の接続
遮断手段の双方は接続状態になっており、主電源ライン
を介して、電源が車両搭載装備に供給されると共に、小
電流用電源ラインを介して、電子回路駆動用の電源が、
車両搭載装備の駆動を制御する電子回路などに供給され
る。一方、主電源ライン上のある箇所において、例えば
ボディーへの短絡が生じるとき、それに先立って、小電
流用電源ラインがボディーに短絡し、当該小電流用電源
ラインに異常電流が流れる。この異常電流によって、第
１の接続遮断手段は遮断状態に切り換わる。また、この
切り換わりに応じて、第２の接続遮断手段も遮断状態に
切り換わる。これによって、主電源ラインを介した電源
と車両搭載装備との接続は遮断され、電源から主電源ラ
インを介して短絡箇所に過剰電流が流れることを回避で
きる。このとき、小電流用電源ラインは、主電源ライン
の短絡を事前に検知する機能に加えて、電子回路駆動用
の電源を供給する機能を果たしている。

【００１２】また、本発明の車両用電源供給装置は、好
ましくは、前記第１の接続遮断手段は、前記小電流用電
源ラインに流れる電流が、所定の電流値を超えると、接
続状態から遮断状態に切り換わる。

【００１３】また、本発明の車両用電源供給装置は、好
ましくは、前記第１の接続遮断手段は、ヒューズであ
り、前記第２の接続遮断手段は、前記ヒューズが溶断し
たか否かを検出する溶断検出手段と、スイッチと、前記
溶断検出手段が溶断を検出したときに前記スイッチを閉
状態から開状態に切り換える制御手段とを有する。

【００１４】また、本発明の車両用電源供給装置は、好
ましくは、前記第１の接続遮断手段は、半導体を用いて
構成されるインテリジェント・パワー・スイッチであ
る。

【００１５】また、本発明の車両用電源供給装置は、好
ましくは、前記第２の接続遮断手段は、リレースイッチ
を備えている。

【００１６】また、本発明の車両用電源供給装置は、好
ましくは、前記小電流用電源ラインは、電子回路駆動用
の電源を供給するラインである。

【００１７】また、本発明の車両用電源供給装置は、電
源と、前記電源によって駆動される車両搭載装備とを電
気的に接続する主電源ラインと、送信手段と受信手段と
を接続するように、前記主電源ラインの周囲に近接ある
いは絶縁層を介して配設され、前記主電源ラインに比べ
て電流容量が小さい単数または複数の信号伝送ライン
と、前記信号伝送ラインを介して前記受信手段が受信し
た信号が異常であるか否かを判断する異常検出手段と、
前記主電源ライン上の所定位置に設けられ、前記異常検
出手段が異常を検出すると、接続状態から遮断状態に切
り換わる接続遮断手段とを有する。

【００１８】また、本発明の車両用電源供給装置は、好
ましくは、前記信号伝送ラインは、多重信号ラインであ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係わる
車両用電源供給装置について説明する。第１実施形態図１は、本実施形態に係わる車両用電源供給装置３１の
構成図である。図１に示すように、車両用電源供給装置
３１は、バッテリー４３と電源供給部３２とが主電源ラ
イン２８を介して接続され、電源供給部３２と電源被供
給部３３が主電源ライン４１を介して接続され、電源供
給部３２と負荷５０とが主電源ライン４２を介して接続
された構成をしている。ここで、主電源ライン４１は、
小電流用電源ライン２９と共に、電源ライン５１内に組
み込まれている。

【００２０】電源供給部３２では、バッテリー４３のプ
ラス電極に、主電源ライン２８を介して、ヒューズ１
９、電源遮断部３５のスイッチ３５ａおよびコイル３５
ｂの一端が並列に接続されている。また、バッテリー４
３のプラス電極は、さらに、ヒューズ溶断監視部２６お
よび電子部品用電源回路３４に接続されている。この他
に、バッテリー４３のプラス電極は、オルタネータＡＬ
Ｔの出力に接続され、オルタネータＡＬＴが、エンジン
回転時に、バッテリー４３のプラス電極に接続する負荷
および制御部に電力を供給すると共に、その余剰電力で
バッテリー４３を充電するように構成されている。

【００２１】ヒューズ１９の他端は、小電流用電源ライ
ン３９の一端に接続されている。小電流用電源ライン３
９の他端は、小電流用電源ライン２９を介して、小電流
用電源ライン４９に接続されている。ここで、小電流用
電源ライン３９，２９，４９は、バッテリー４３から電
子部品用電源回路３４に、メモリをバックアップした
り、電子回路を駆動するための駆動用電源を供給し、電
流容量は１０Ａ程度で、主電源ライン２８，４１，４２
の電流容量５０〜１００Ａに比べて小さい。また、ヒュ
ーズ１９としては、例えば１０Ａ以下の電流で溶断する
小容量のものが用いられる。ヒューズ１９の両端は、ヒ
ューズ溶断監視部３６にも接続されている。ヒューズ溶
断監視部３６は、ヒューズ下流側の電位監視手段によっ
て、ヒューズ１９が溶断したか否かを検出し、その検
出結果を論理回路３７に出力する。

【００２２】スイッチ３５ａの他端は、主電源ライン４
１の一端に接続されている。コイル３５ｂの他端は、イ
ンバータ３８を介して論理回路３７に接続されている。
電子部品用電源回路３４は、論理回路３７にも接続され
ている。電子部品用電源回路３４は、主電源ライン２８
から供給された１２Ｖの電源電圧を、ＤＣ−ＤＣ変換し
て５Ｖの電子回路駆動用電圧に変換し、これを論理回路
３７に供給する。論理回路３７は、この電子回路駆動用
電圧によって駆動される。論理回路３７は、ヒューズ溶
断監視部３６からの検出結果Ｓ１９が、溶断したことを
示す場合には、インバータ３８を介して、コイル３５ｂ
を消磁し、スイッチ３５ａを開状態にする。一方、ヒュ
ーズ溶断監視部３６からの検出結果Ｓ１９が、溶断して
いないことを示す場合には、インバータ３８を介して、
コイル３５ｂを励磁し、スイッチ３５ａを閉状態にす
る。

【００２３】電源被供給部３３では、主電源ライン４１
が、電源遮断部４５内で、スイッチ４５ａおよびコイル
４５ｂの一端に接続れている。スイッチ４５ａの他端
は、主電源ライン４２を介して、負荷５０に接続されて
いる。また、コイル４５ｂの他端は、インバータ４８を
介して、論理回路４７に接続されている。さらに、小電
流用電源ライン４９の他端は、電子部品用電源回路４４
に接続され、電子部品用電源回路４４は論理回路４７に
接続されている。論理回路４７は、信号ライン５５を介
して、論理回路３７に接続されている。

【００２４】図２は、電源ライン５１の内部構成図であ
る。図２に示すように、電源ライン５１は、中心導体で
ある主電源ライン４１の周囲をＰＶＣなどの絶縁体５２
で被覆し、絶縁体５２の周囲にＥＣＵ用電源などの小電
流用電源ライン２９を被覆し、その周囲にさらに樹脂５
３を被覆して構成される。

【００２５】以下、車両用電源供給装置３１の機能につ
いて説明する電源ライン５１に異常がない場合には、図
１に示すように、論理回路３７，４７は、それぞれイン
バータ３８，４８を介して、コイル３５ｂ，４５ｂを消
磁しており、スイッチ３５ａ，４５ａが開状態になって
いる。そのため、論理回路４７によってコイル４５ｂが
励磁されており、スイッチ４５ａが閉状態であるとき、
バッテリー４３からの電源電流が、主電源ライン２８、
電源遮断部３５、主電源ライン４１、電源遮断部４５お
よび主電源ライン４２を介して、負荷５０に供給され
る。また、主電源ライン２８から、ヒューズ１９、小電
流用電源ライン３９および小電流用電源ライン２９を介
して、電子部品用電源回路４４に電子部品の駆動用電流
が供給される。

【００２６】ところで、例えば、図１に示す主電源ライ
ン４１上のａ点がボディにショートする場合には、それ
に先立って、小電流用電源ライン２９がボディ、すなわ
ちグラウンドにショートし、小電流用電源ライン３９，
２９，４９に過剰電流が流れる。そのため、ヒューズ１
９が溶断し、当該溶断がヒューズ溶断監視部３６によっ
て検出される。このとき、ヒューズ１９としては、１０
Ａ以下の小容量のものが用いられているため、断続的な
ショート（レアショート）を敏感に感知し、ヒューズ１
９を溶断できる。

【００２７】そして、溶断されたことを示す検出結果Ｓ
１９が、ヒューズ溶断監視部３６から論理回路３７に出
力される。論理回路３７は、この検出結果Ｓ１９を入力
すると、インバータ３８を介して、コイル３５ｂを消磁
し、図３に示すように、スイッチ３５ａを開状態に切り
換える。これによって、主電源ライン２８と主電源ライ
ン４１とは非導通状態になり、主電源ライン４１がショ
ートしても、主電源ライン４１に異常電流は流れない。
また、ヒューズ１９は、溶断しているため、主電源ライ
ン２８と小電流用電源ライン３９とは非導通状態にな
り、小電流用電源ライン２９にも異常電流は流れない。

【００２８】以上説明したように、車両用電源供給装置
３１によれば、小電流用電源ライン２９に接続されたヒ
ューズ１９の溶断を監視することで、主電源ライン４１
の短絡を事前に検出し、短絡箇所を切り離すことができ
る。また、車両用電源供給装置３１によれば、小電流用
電源ライン２９に、短絡監視機能に加えて、電子部品の
駆動用電源を給電する機能を持たせているため、無駄の
無い簡単なシステム構成にすることができる。

【００２９】なお、車両用電源供給装置３１において、
電源ライン５１は、図４に示すように、中心導体である
主電源ライン４１の周囲をＰＶＣなどの絶縁体５２で被
覆し、絶縁体５２の周囲に小電流用電源ライン２９を螺
旋状に巻き付け、その周囲にさらに樹脂５３を被覆した
構成にしてもよい。

【００３０】第２実施形態図５は、本実施形態に係わる車両用電源供給装置８１の
構成図である。なお、図５において、車両用電源供給装
置３１と同じ構成要素には、図１と同じ符号を付してい
る。車両用電源供給装置８１では、電源供給部６２内
で、主電源ライン２８に、ＩＰＳ(Intelligent Power S
witch)６１および論理回路６７が接続されている。ＩＰ
Ｓ６１と電源被供給部６３の論理回路７７とは、小電流
用電源ライン７１を介して接続されている。電源遮断部
３５のスイッチ３５ａと、電源遮断部４５のスイッチ４
５ａとは、主電源ライン７２を介して接続されている。
また、論理回路６７と論理回路７７とは、多重伝送ライ
ン７３を介して接続されている。ここで、小電流用電源
ライン７１および主電源ライン７２は、例えば、図４に
示す電源ライン５１と同様に、主電源ライン７２の外周
に、絶縁層を介して、小電流用電源ライン７１を巻き付
けて構成され、１本の電源ライン７８内に組み込まれて
いる。

【００３１】ＩＰＳ６１は、小電流用電源ライン７１を
流れる電流を監視し、過電流や定格電流内でも、異常な
流れ方をしたときに異常と判断し、小電流用電源ライン
７１を流れる電流を遮断する半導体素子で構成される。
ＩＰＳ６１は、電流が異常であると判断したときにパル
スを発生するＩＰＳ異常信号Ｓ６１を論理回路６７に出
力する。図６は、ＩＰＳ６１の構成図である。図６に示
すように、ＩＰＳ６１は、例えば論理回路６７からＩＰ
Ｓ駆動信号Ｓ６７ａを入力する入力ロジック２００、駆
動回路２０１および出力回路２０２を有する。この出力
回路２０２の出力によって、小電流用電源ライン７１へ
の給電を駆動あるいは停止する。また、ＩＰＳ６１に
は、保護回路２０３および診断回路２０４が設けられて
いる。保護回路２０３は、ＩＰＳ６１内の電子回路など
を過大電流および過大電圧から保護する。診断回路２０
４は、内部回路状態を診断する。ＩＰＳ６１の実際の製
品としては、例えば、東芝製、ＴＰＤ１００４Ｓを参照
されたい。ＩＰＳ６１は、論理回路６７からＩＰＳ駆動
信号Ｓ６７ａを入力し、このＩＰＳ駆動信号Ｓ６７ａが
ハイレベルのときに駆動状態となり、ローレベルのとき
に停止状態になる。なお、ＩＰＳ６１は、発熱を監視し
て電流を遮断するものでもよい。

【００３２】図７は、論理回路４７の構成図である。図
７に示すように、論理回路４７は、ＤＣ−ＤＣコンバー
タ８２、マイクロコンピュータ８３、多重伝送回路８４
およびバスインタフェース回路８５を備えている。ＤＣ
−ＤＣコンバータ８２は、主電源ライン２８を介してバ
ッテリー４３から入力した１２Ｖの電源電圧を５Ｖの電
子回路駆動用電圧に変換し、これをマイクロコンピュー
タ８３に供給する。マイクロコンピュータ８３は、ＤＣ
−ＤＣコンバータ８２からの電子回路駆動用電圧によっ
て駆動し、後述するように、ＩＰＳ異常信号Ｓ６１に発
生したパルスを検出すると、インバータ３８を介してコ
イル３５ｂを消磁し、スイッチ３５ａを開状態にする。
また、マイクロコンピュータ８３は、多重伝送回路８
４、バスインタフェース回路８５および多重伝送ライン
７３を介して、論理回路７７に多重信号を出力する。

【００３３】以下、図５〜図８を参照して、車両用電源
供給装置８１の動作について説明する。図８は、図５に
示す電源ライン７８のａ点において破損が生じた場合に
おける各信号およびラインの電位のタイミングチャート
である。図５に示す電源ライン７８がａ点で破損する
と、先ず、小電流用電源ライン７１がボディに短絡し、
図８（Ｃ）に示すように、時刻ｔ１に、小電流用電源ラ
イン７１の電位が低下すると共に、小電流用電源ライン
７１に過剰電流が流れる。この過剰電流は、ＩＰＳ６１
において検知され、図８（Ｄ）に示すように、時刻ｔ２
に、ＩＰＳ異常信号Ｓ６１にパルスが発生する。論理回
路６７は、ＩＰＳ異常信号Ｓ６１に含まれるパルスを検
出すると、時刻ｔ３に、ＩＰＳ駆動信号Ｓ６７ａをおよ
びリレー駆動信号Ｓ６７ｂをハイレベルからローレベル
に切り換える。これによって、ＩＰＳ６１は、主電源ラ
イン２８と小電流用電源ライン７１とを遮断した状態を
保持し、電源遮断部３５のコイル３５ｂは消磁され、ス
イッチ３５ａは開状態になり、主電源ライン７２の電位
は、ハイレベルからローレベンルに切り換わる。

【００３４】以上説明したように、車両用電源供給装置
８１によれば、小電流用電源ライン７１に接続されたＩ
ＰＳ６１からの検出結果に基づいて、主電源ライン７１
の短絡を事前に検出し、短絡箇所を切り離すことができ
る。また、車両用電源供給装置８１によれば、小電流用
電源ライン７１に、短絡監視機能に加えて、電子部品の
駆動用電流を伝送する機能を持たせているため、無駄の
無い簡単なシステム構成にすることができる。

【００３５】第３実施形態図９は、本実施形態に係わる車両用電源供給装置９１の
構成図である。図９に示すように、多重伝送ライン９
６，９７に対して、図中左側に、多重伝送回路９２、制
御回路９３およびバスインタフェース９４で構成される
端末１１０が配設されている。また、多重伝送ライン９
６，９７に対して、図中右側に、多重伝送回路１０２、
制御回路１０３およびバスインタフェース１０４で構成
される端末１１１が配設されている。ここで、多重伝送
回路９２と制御回路９３とは、データ伝送ライン９５お
よび異常信号ライン９８を介して接続され、多重伝送回
路９２とバスインタフェース９４とは、送信ラインＴｘ
および受信ラインＲｘを介して接続されている。さら
に、バスインタフェース９４と制御回路９３とは、異常
信号ライン９９を介して接続されている。

【００３６】なお、図９には図示しないが、端末１１０
と端末１１１との間には、多重伝送ライン９６，９７に
加えて、図１０に示すように、主電源ライン１１２およ
び回路駆動用電源ライン１１３が配設される。これらの
ラインは、主電源ライン１１２および回路駆動用電源ラ
イン１１３の双方を、平行に位置する多重伝送ライン９
６，９７を巻き付け、保護層１１４で被覆してワイヤハ
ーネス１１５内に組み込まれている。ところで、多重伝
送ライン９６，９７は、ツイストペア線を構成するよう
に、ワイヤハーネス１１５内に組み込んでもよい。この
ように、多重伝送ライン９６および多重伝送ライン９７
を用いて。後述するように、レベルが相互に反転した実
質的に同一の信号を送信することで、電送中に生じる同
相ノイズの影響を抑制できると共に、一方の多重伝送ラ
インがショートしても、他方の多重電送ラインを介して
信号を送信できる。

【００３７】多重伝送回路９２は、データ伝送ライン９
５を介して制御回路９３から入力したパラレル信号を図
１１（Ａ）に示すような時分割のシリアル信号に変換
し、このシリアル信号を、送信ラインＴｘを介して、バ
スインタフェース９４に出力する。このシリアル信号
は、最初の２ビットがデータ本体の開始を示しており、
それに続く８ビットがデータ本体を示している。データ
本体の変調には、１ビットを３つの位相に分割して、第
１の位相を常にハイレベルとし、第２の位相をデータの
値に応じてローレベルまたはハイレベルとし、第３の位
相を常にローレベルとするＰＷＭ(Pulse Width Modulat
ion)が用いられている。

【００３８】図１２は、バスインタフェース９４の構成
図である。なお、端末１１１のバスインタフェース１０
４は、バスインタフェース９４と同じ構成をしている。
図１２に示すように、バスインタフェース９４内には、
送信回路９４ａ、受信回路９４ｂおよび受信回路９４ｃ
が内蔵されている。送信回路９４ａ内では、送信ライン
Ｔｘが、電流源１２１に接続されると共に、インバータ
１２０を介して電流源１２２に接続されている。従っ
て、送信ラインＴｘのレベルに応じた電圧が電流源１２
１に印加されると共に、送信ラインＴｘのレベルを反転
したレベルに応じた電圧が電流源１２２に印加される。

【００３９】電流源１２１，１２２は、印加された電圧
に比例した電流を、それぞれ伝送ライン１２３，１２４
に出力する。ここで、伝送ライン１２３は抵抗１３６を
介してグランドに接続され、伝送ライン１２４は抵抗１
３５を介して電源電圧に接続されている。図１１（Ａ）
に示す時分割のシリアル信号が送信ラインＴｘを介して
電流源１２１に入力されると、このシリアル信号に応じ
て、電流源１２１から伝送ライン１２３に出力される電
流が変動し、抵抗１３６のバイアス機能によって、伝送
ライン１２３および多重伝送ライン９６の電位は、図１
１（Ｂ）に示すようになる。また、図１１（Ａ）に示す
時分割のシリアル信号を反転したシリアル信号が、イン
バータ１２０を介して電流源１２２に入力されると、抵
抗１３５のバイアス機能によって、伝送ライン１２４お
よび多重伝送ライン９７の電位は、図１１（Ｃ）に示す
ようになる。

【００４０】また、受信回路９４ｂ内では、伝送ライン
１２３が、コンデンサ１２５を介して、パルスレベル設
定回路１２９の一方の入力端子に接続され、その出力端
子がコンパレータ１３１の＋入力端子に接続されてい
る。また、伝送ライン１２４が、コンデンサ１２６を介
して、パルスレベル設定回路１２９の他方の入力端子に
接続され、その出力端子がコンパレータ１３１の−入力
端子に接続されている。コンパレータ１３１は、＋入力
端子の電位と、−入力端子の電位との差分電圧を受信信
号として、出力端子から受信ラインＲｘに出力する。受
信信号は、排他的論理和（ＸＯＲ）回路１３３の一方の
入力端子にも出力される。ここで、受信回路９４ｂは、
多重伝送ライン９６および９７のうち、一方に短絡など
の故障が生じた場合であっても、他方の多重伝送ライン
を介して受信した受信信号を判別して、受信ラインＲｘ
を介して多重伝送回路９２に出力するように、パルスレ
ベル設定回路１２９において受信信号のレベルを設定し
ている。多重伝送回路９２は、受信ラインＲｘを介し
て、入力した受信信号を、シリアル信号からパラレル信
号に変換し、データ伝送ライン９５を介して、制御回路
９３に出力する。

【００４１】さらに、受信回路９４ｃ内では、伝送ライ
ン１２３が、コンデンサ１２７を介して、パルスレベル
設定回路１３０の一方の入力端子に接続され、その出力
端子がコンパレータ１３２の＋入力端子に接続されてい
る。また、伝送ライン１２４が、コンデンサ１２８を介
して、パルスレベル設定回路１３０の他方の入力端子に
接続され、その出力端子がコンパレータ１３２の−入力
端子に接続されている。コンパレータ１３２は、＋入力
端子の電位と、−入力端子の電位との差分電圧を受信信
号として、出力端子から、排他的論理和回路１３３の他
方の入力端子に出力する。ここで、受信回路９４ｃは、
多重伝送ライン９６および９７の双方から正確な受信信
号を受信しないと、受信信号を判別できないように、パ
ルスレベル設定回路１３０において受信信号のレベルを
設定している。

【００４２】排他的論理和回路１３３は、コンパレータ
１３１およびコンパレータ１３２の双方の出力端子か
ら、受信信号を入力し、その排他的論理和を演算し、演
算結果を異常信号として、異常信号ライン９９を介して
制御回路９３に出力する。具体的には、排他的論理和回
路１３３からの異常信号は、受信信号の双方が同一であ
ればハイレベル、異なればローレベルとなる。

【００４３】以下、図９に示す車両用電源供給装置９１
において、ａ点で多重伝送ライン９７が、ボディと干渉
し、グランドに短絡した場合の動作を説明する。図１３
は、ａ点で多重伝送ライン９７が短絡した場合における
車両用信号伝送装置９１の各信号の波形図である。な
お、多重伝送ライン９６，９７の短絡は、図１０に示す
ワイヤハーネス１１５の構造上、通常、主電源ライン１
１２および回路駆動用電源ライン１１３の短絡に先立っ
て発生する。図１３に示す時刻ｔ１に、多重伝送ライン
９６上のａ点が短絡すると、多重伝送ライン９６および
９７を介して端末１１０から端末１１１に伝送される送
信信号Ｓ９６およびＳ９７の電位の波形は、図１３
（Ａ）および（Ｂ）に示すようになる。このとき、端末
１１１のバスインタフェース１０４内で、多重伝送ライ
ン９７を介して受信した送信信号Ｓ９７に基づいて、図
１２に示す受信回路９４ｂに対応する受信回路におい
て、図１３（Ｃ）に示す受信信号ＳＲｘが生成され、こ
の受信信号ＳＲｘが受信ラインＲｘを介して、多重伝送
回路１０２に出力される。

【００４４】一方、図１２に示す受信回路９４ｃに対応
する受信回路において生成される異常信号Ｓ１５０は、
図１３（Ｄ）に示すように、時刻ｔ１に、ハイレベルか
らローレベルに切り換わる。制御回路１０３は、受信回
路９４ｃから入力した異常信号Ｓ１５０がハイレベルか
らローレベルに切り換わったことを検出すると、図１３
（Ｅ）に示すように、リレー駆動信号をハイレベルから
ローレベルに切り換える。このリレー駆動信号は、制御
回路１０３から、端末１１１に電源を供給する図１０に
示す主電源ライン１１２上に設けられたリレースイッチ
（図示せず）に出力される。このリレースイッチは、リ
レー駆動信号がハイレベルからローレベルに切り換わる
と、接続状態から遮断状態に切り換わる。これによっ
て、主電源ライン１１２の電位は、図１３（Ｆ）に示す
ように、１２Ｖから０Ｖに落ちる。なお、図１０に示す
回路駆動用電源ライン１１３上にも、リレースイッチを
設け、制御回路１０３からのリレー駆動信号に基づい
て、このリレースイッチを遮断状態にしてもよい。

【００４５】ところで、図９に示すａ点で、多重伝送ラ
イン９６および９７の双方が同時に短絡した場合には、
バスインタフェース１０４は、送信信号を全く受信しな
くなる。制御回路１０３は、バスインタフェース１０４
が送信信号を一定時間受信しない場合に、リレー駆動信
号をハイレベルからローレベルに切り換え、主電源ライ
ン１１２を遮断する。制御回路１０３は、例えば、通信
サイクルが５０ｍｓのときに、１００ｍｓの間、送信信
号を受信しないと、リレー駆動信号をハイレベルからロ
ーレベルに切り換える。

【００４６】以上説明したように、車両用電源供給装置
９１によれば、多重伝送ライン９６，９７を介して端末
１１１が受信した受信結果に基づいて、図１０に示す主
電源ライン１１２および回路駆動用電源ライン１１３の
短絡を事前に検出し、短絡箇所を切り離すことができ
る。また、車両用電源供給装置９１によれば、多重伝送
ライン９６，９７は、短絡監視機能の他に、多重信号伝
送機能を持っており、無駄の無い簡単なシステム構成に
することができる。

【００４７】本発明は上述した実施形態には限定されな
い。例えば、上述した実施形態では、電源供給部および
電源被供給部や、２個の端末相互間でのデータ通信を例
示したが、単数の電源供給部と複数の電源被供給部とが
接続されている場合や、３以上の端末が多対多あるいは
１対多で接続されている場合にも本発明は適用できる。

【００４８】また、上述した実施形態では、第１の接続
遮断手段として、ヒューズやＩＰＳを例示したが、小電
流用電源ラインの異常を検出し、接続を遮断するもので
あれば、その他の接続遮断手段を用いてもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、車両用電源供給装
置によれば、主電源ラインに障害が生じる前に、主電源
ラインを介した電源と車両搭載装備との接続が遮断さ
れ、主電源ラインを介して電源から障害箇所に過剰電流
が流れることを回避できる。また、本発明の車両用電源
供給装置によれば、小電流用電源ラインおよび信号伝送
ラインは、主電源ラインの短絡を事前に検知する機能に
加えて、電子回路駆動用の電源を供給する機能および信
号伝送機能を果たしており、簡単で無駄のないシステム
構成にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係わる車両用
電源供給装置の正常状態での構成図である。

【図２】図２は、図１に示す電源ラインの内部構成図で
ある。

【図３】図３は、図１に示す車両用電源供給装置が異常
状態になったときの構成図である。

【図４】図４は、図１に示す電源ラインのその他の内部
構成図である。

【図５】図５は、本発明の第２実施形態に係わる車両用
電源供給装置の構成図である。

【図６】図６は、ＩＰＳの構成図である。

【図７】図７は、図５に示す論理回路の構成図である。

【図８】図８は、図５に示す電源ラインのａ点において
破損が生じた場合における各信号およびラインの電位の
タイミングチャートである。

【図９】図９は、本発明の第３実施形態に係わる車両用
電源供給装置の構成図である。

【図１０】図９に示す多重伝送ラインを組み込んだワイ
ヤハーネスの構造を説明するための図である。

【図１１】（Ａ）は送信ラインＴｘを介して伝送される
送信信号の波形図、（Ｂ）は第１の伝送ラインを流れる
電流の波形図、（Ｃ）は第２の伝送ラインを流れる電流
の波形図である。

【図１２】図１２は、図９に示すバスインタフェースの
構成図である。

【図１３】図１３は、図９に示すａ点で第１の多重伝送
ラインが短絡した場合の各信号およびラインの波形図で
ある。

【図１４】図１４は、従来の車両用電源供給装置を説明
するための図である。

【図１５】図１５は、電源ラインに生じるレアショート
を説明するための図である。

【図１６】図１６は、従来のその他の車両用電源供給装
置を説明するための図である。

【図１７】図１７は、従来の車両用電源供給装置に用い
られる干渉検知電線の構造を説明するための図である。

【図１８】図１８は、図１７に示す干渉検知電線を用い
た車両用電源供給装置を説明するための図である。

【符号の説明】

３１，８１，９１…車両用電源供給装置２９，７１…小電流用電源ライン３２，６２…電源供給部３３，６３…電源被供給部４１，７２…主電源ライン４３…バッテリー３５，４５…電源遮断部５０…負荷５１…電源ライン７３…多重伝送ライン９６，９７…多重伝送ライン１１０，１１１…端末

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【手続補正書】

【提出日】平成９年６月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】このよう問題を解決するために、図１６に
示すように、バッテリー２と負荷６とを接続する電源ラ
イン１１に、遮断スイッチ１０および電流測定用微小抵
抗８を挿入したシステムが提案されている。このシステ
ムでは、電源ライン１１に異常電流が流れると、この異
常が、電流測定用微小抵抗８の両側のａ点とｂ点との電
位差に現れる。電流監視回路９は、ａ点とｂ点との電位
差を検出し、この電位差から異常電流が流れていると判
断すると、遮断スイッチ１０のコイル１０ａを励磁し
て、スイッチ１０ｂを開状態に切り換える。図１６に示
すシステムによれば、図１５に示すようなレアショート
を検出し、当該検出結果に基づいて遮断スイッチ１０を
制御して電源ライン１１を適切に保護できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源と、前記電源によって駆動される車両搭載装備とを電気的に
接続する主電源ラインと、前記主電源ラインの周囲に近接あるいは絶縁層を介して
配設され、前記主電源ラインに比べて電流容量が小さい
単数または複数の小電流用電源ラインと、前記小電流用電源ライン上の所定の位置に設けられ、当
該小電流用電源ラインに異常電流が流れると、接続を遮
断する第１の接続遮断手段と、前記主電源ライン上の所定位置に設けられ、前記第１の
接続遮断手段が接続状態から遮断状態に切り換わると、
それに連動して接続状態から遮断状態に切り換わる第２
の接続遮断手段とを有する車両用電源供給装置。
【請求項２】前記第１の接続遮断手段は、前記小電流用
電源ラインに流れる電流が、所定の電流値を超えると、
接続状態から遮断状態に切り換わる請求項１に記載の車
両用電源供給装置。
【請求項３】前記第１の接続遮断手段は、ヒューズであ
り、前記第２の接続遮断手段は、前記ヒューズが溶断したか
否かを検出する溶断検出手段と、スイッチと、前記溶断
検出手段が溶断を検出したときに前記スイッチを閉状態
から開状態に切り換える制御手段とを有する請求項２に
記載の車両用電源供給装置。
【請求項４】前記第１の接続遮断手段は、半導体を用い
て構成されるインテリジェント・パワー・スイッチであ
る請求項１に記載の車両用電源供給装置。
【請求項５】前記第２の接続遮断手段は、リレースイッ
チを備えている請求項１〜４のいずれかに記載の車両用
電源供給装置。
【請求項６】前記小電流用電源ラインは、電子回路駆動
用の電源を供給するラインである請求項１〜５のいずれ
かに記載の車両用電源供給装置。
【請求項７】電源と、前記電源によって駆動される車両搭載装備とを電気的に
接続する主電源ラインと、送信手段と受信手段とを接続するように、前記主電源ラ
インの周囲に近接あるいは絶縁層を介して配設され、前
記主電源ラインに比べて電流容量が小さい単数または複
数の信号伝送ラインと、前記信号伝送ラインを介して前記受信手段が受信した信
号が異常であるか否かを判断する異常検出手段と、前記主電源ライン上の所定位置に設けられ、前記異常検
出手段が異常を検出すると、接続状態から遮断状態に切
り換わる接続遮断手段とを有する車両用電源供給装置。
【請求項８】前記信号伝送ラインは、多重信号ラインで
ある請求項７に記載の車両用電源供給装置。