JP2011020522A - 車載電力供給制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器のハードウェア規模を増大させることなく、また、暗電流を増大させることなく、電源装置から電子機器へ電力を供給するための電力線の数を削減することができる車載電力供給制御装置を提供する。
【解決手段】車載電力供給制御装置１０は、バッテリが接続される入力端子１１及びＥＣＵ５０ａ〜５０ｃが接続される出力端子１４、１５との間にＩＧリレー２３及びＡＣＣリレー２４を設け、通信回路２８にて受信した車輌のイグニッションスイッチ及びアクセサリスイッチの接続状態に係る情報に応じて制御回路２７がＩＧリレー２３及びＡＣＣリレー２４のオン／オフを制御する。また、通信線を介してＥＣＵ５０ａ及び５０ｂと車載電力供給制御装置１０とをそれぞれ接続し、車載電力供給制御装置１０がＥＣＵ５０ａ及び５０ｂと車輌１のネットワークに接続された他の電子機器との間の通信を中継する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車輌に搭載されたバッテリ又はオルタネータ等の電源装置から、車輌に搭載されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）などの電子機器への電力供給を制御する車載電力供給制御装置に関する。

従来、車輌には多数の電子機器が搭載されており、各電子機器への電力は車輌に搭載されたバッテリ又はオルタネータ等の電源装置から供給される。図９は、従来の車輌における電力供給システムを説明するための模式図である。図において５０ａ〜５０ｄは、車輌に搭載されたＥＣＵであり、車輌に係る様々な制御を行うための電子機器である。また図において３はバッテリであり、ＥＣＵ５０ａ〜５０ｄ及びその他の電子機器が動作するための電力を蓄積し、蓄積した電力を供給する電源装置である。ＥＣＵ５０ａ及び５０ｂは、車輌内の通信ネットワークを構成するＣＡＮ（Controller Area Network）の通信線に接続されてデータの送受信を行う通信回路５１を有しており、車輌に搭載された複数の電子機器との間で情報を共有することができる。またＥＣＵ５０ａ〜５０ｄは、バッテリ３から供給される１２Ｖの電力を内部回路の動作に適した５Ｖ又は３．３Ｖ等の電圧に変換する電源回路５２を有している。なお本図においては、電力供給のための電力線を太実線で示し、データ送受信のための通信線を一点鎖線で示してある。

従来の車輌において、バッテリ３からＥＣＵ５０ａ〜５０ｄへの電力供給は、複数系統（図示の例では＋Ｂ、ＩＧ及びＡＣＣの３系統）の電力供給経路を介して行われている。例えば電力供給経路＋Ｂは、バッテリ３へ直接的に接続された経路であり、ＥＣＵ５０ａ及び５０ｄに接続されている。電力供給経路ＩＧは、イグニッションスイッチＳＷ１を介してバッテリ３へ間接的に接続された経路であり、ＥＣＵ５０ｂ〜５０ｄに接続されている。電力供給経路ＡＣＣは、アクセサリスイッチＳＷ２を介してバッテリ３へ間接的に接続された経路であり、ＥＣＵ５０ｂ〜５０ｄに接続されている。イグニッションスイッチＳＷ１及びアクセサリスイッチＳＷ２は、車輌の運転席近傍に設けられたエンジンオン／オフのスイッチに連動しており、ユーザのスイッチ操作によりオン／オフが切り換えられる。よって、ＥＣＵ５０ａ〜５０ｄは、ユーザのスイッチ操作に応じて電力の供給／非供給が切り替えられ、ユーザのスイッチ操作に応じた動作の開始／停止が実現される。

また、特許文献１においては、複数のＥＣＵ基板を収容するケースと、各ＥＣＵ基板内の回路に接続される共有回路が形成された共通基板と、共通基板を各ＥＣＵ基板に電気的に接続するための接続バスとを備える構成とすることにより、ＥＣＵ基板の構成を簡略にしてその占有空間を小さくすることができると共に、放熱性に優れ、効率を高めることができるＥＣＵ集中収容箱が提案されている。

特開２００７−４８８９０号公報

近年では、車輌の高機能化が進められ、車輌に搭載される電子機器の数が増大している。よって、多数の電子機器に電源装置からの電力を供給するためには、多数の電力線を車輌に配設する必要があり、且つ、多数の電子機器が通信を行うためには、多数の通信線を車輌に配設する必要があるが、車輌内におけるこれらの電力線及び通信線の配設スペースの減少が問題となっている。このため、複数系統の電力供給経路を１つに統合して、電力線の数を減少させることが望まれている。特許文献１に記載のＥＣＵ集中収容箱は、複数系統の電力供給経路が必要であり、同様の問題点を有している。

図１０は、図９に示した電力供給システムの電力供給経路を１つに統合した例を示す模式図である。なお本図においては、電力供給のための電力線を太実線で示し、データ送受信のための通信線を一点鎖線で示してある。図示の例では、バッテリ３からＥＣＵ５０ａ〜５０ｄへの電力供給は、１つの電力供給経路＋Ｂを介して行われる。ただし、各ＥＣＵ５０ａ〜５０ｄは、ユーザのスイッチ操作に応じて動作の開始／停止を行う必要があり、イグニッションスイッチＳＷ１及びアクセサリスイッチＳＷ２の状態情報をネットワークを介して取得し、取得した状態情報に応じてリレー５３の開閉を制御して電力の供給／非供給を自らが切り替える構成とすることで、スイッチ操作に応じて動作の開始／停止を実現できる。このために、各ＥＣＵ５０ａ〜５０ｄは、通信回路５１及びリレー５３を備える必要がある。

しかしながら、図１０に示した構成を実現するためには、従来では通信機能を必要としなかったＥＣＵ５０ｃ及び５０ｄにも通信回路５１を設けて通信機能を搭載する必要があるため、ＥＣＵ５０ｃ及び５０ｄのハードウェア規模が増大するという問題があり、同一のネットワークに接続される機器の数が増大するため通信負荷が増大する虞がある。また、イグニッションスイッチＳＷ１及びアクセサリスイッチＳＷ２の状態情報を通信回路５１にて取得してリレー５３を制御する構成であるため、各ＥＣＵ５０ａ〜５０ｄの通信回路５１は常に動作していなければならず、車輌のエンジン停止時にバッテリ３から消費される電力が増大する（所謂、暗電流が増大する）という問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電子機器のハードウェア規模を増大させることなく、また、暗電流を増大させることなく、電源装置から電力を供給するための電力線の数を削減することができる車載電力供給制御装置を提供することにある。

本発明に係る車載電力供給制御装置は、車輌に搭載された電源装置に電力線を介して接続される電力入力端子と、前記車輌に搭載された複数の電子機器に電力線を介してそれぞれ接続される複数の電力出力端子と、前記電力入力端子及び電力出力端子の間に接続された一又は複数のスイッチング手段と、前記車輌に搭載された通信ネットワークに接続された通信手段と、該通信手段が受信した前記車輌の給電に係る情報に応じて、前記スイッチング手段のオン／オフを切り替える制御を行う制御手段とを備え、前記電源装置から前記複数の電子機器への電力供給／非供給の制御を行うようにしてあることを特徴とする。

また、本発明に係る車載電力供給制御装置は、前記電力入力端子に入力された電力の電圧値を変換する電圧変換手段を更に備え、該電圧変換手段が電圧変換した電力を前記電力出力端子から前記電子機器へ供給するようにしてあることを特徴とする。

また、本発明に係る車載電力供給制御装置は、前記電圧変換手段から前記電力出力端子へ流れる電流の電流量を制限する電流制限手段を更に備え、該電流制限手段は、所定量以上の電流が所定時間以上流れた場合に、前記電圧変換手段から前記電力出力端子への電力供給経路を遮断するようにしてあることを特徴とする。

また、本発明に係る車載電力供給制御装置は、前記スイッチング手段及び前記電力出力端子の間の電力供給経路中に配され、該電力供給経路を流れる電流の電流量に応じて、前記電力供給経路を遮断する遮断手段を更に備えることを特徴とする。

また、本発明に係る車載電力供給制御装置は、前記電力入力端子から侵入する過電圧、サージ電圧又はサージ電流を抑制すると共に、端子の正負逆接続による電流の逆流を抑制する入力保護手段を更に備えることを特徴とする。

また、本発明に係る車載電力供給制御装置は、前記通信手段が、前記複数の電子機器に通信線を介してそれぞれ接続され、前記通信ネットワーク及び前記電子機器の間のデータの送受信を中継するようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、車輌に搭載された電源装置と複数の電子機器との間に車載電力供給制御装置を介在させ、電源装置から各電子機器への電力供給／非供給を車載電力供給制御装置が行う構成とする。車載電力供給制御装置は、電源装置が接続される電力入力端子及び電子機器が接続される電力出力端子の間にスイッチング手段を設けると共に、車輌に搭載された通信ネットワークにて給電に係る情報を取得し、この情報に応じてスイッチング手段のオン／オフを切り替える制御を行う。
これにより、電源装置と車載電力供給制御装置との間に配する電力線の数を削減できる。また、給電に係る情報を取得するための通信機能は車載電力供給制御装置が備えていればよく、各電子機器は通信機能を備える必要がないため、電子機器のハードウェアが増大することはなく、また、各電子機器の暗電流が増大することはない。

また、本発明においては、車載電力供給制御装置に電圧変換手段を備え、電源装置から供給される電力の電圧変換を行って各電子機器へ供給する。これにより、各電子機器は電圧変換手段（図９の電源回路５２）を備える必要がないため、電子機器のハードウェア規模を縮小することができ、各電子機器の低コスト化を実現できる。

また、本発明においては、電圧変換手段から電力出力端子へ（即ち、各電子機器へ）流れる電流の電流量を制限する電流制限手段を車載電力供給制御装置に備える。更に電流制限手段は、電圧変換手段から電力出力端子へ所定量以上の電流が所定時間以上流れた場合に、電流経路を遮断する。これにより、電力出力端子に電力線を介して接続された電子機器にショートの故障などが発生した場合であっても、故障した電子機器へ流れる電流を制限及び遮断することができ、一の電子機器の故障が他の電子機器へ波及することを防止できる。

また、本発明においては、スイッチング手段から電力出力端子への電力供給経路を流れる電流の電流量に応じて、例えば過電流が流れた場合に、この電力供給経路を遮断する遮断手段を車載電力供給制御装置に備える。これにより、電力出力端子に電力線を介して接続された電子機器にショートの故障などが発生した場合であっても、故障した電子機器へ流れる電流を遮断することができ、一の電子機器の故障が他の電子機器へ波及することを防止できる。遮断手段には例えばヒューズを用いることができるが、複数の電子機器が接続される車載電力供給制御装置にそれぞれのヒューズを設けることができるため、ヒューズの交換などを容易化できる。

また、本発明においては、電力入力端子から（即ち、電源装置又は入力側の電力線から）車載電力供給制御装置へ侵入する過電圧、サージ電圧又はサージ電流を抑制すると共に、端子の正負逆接続による電流の逆流を抑制する入力保護手段を車載電力供給制御装置に備える。これにより、各電子装置へ侵入する虞のある過電圧、サージ電圧又はサージ電流を車載電力供給制御装置にて一括して抑制することができ、電源装置との間で接続される電力ケーブルが車載電力供給制御装置の電力入力端子に正負逆に接続された場合であっても、車載電力供給制御装置及び各電子装置の破壊を防止することができる。

また、本発明においては、通信ケーブルを介して車載電力供給制御装置及び複数の電子機器（通信機能を有するもののみでよい）を接続し、車載電力供給制御装置は、各電子機器と車輌に搭載された通信ネットワークとの間でデータ送受信の中継を行う。これにより、各電子機器は直接的に車輌の通信ネットワークに接続されないため、一の通信ネットワークに接続される機器の数の増大を抑制できる。

本発明による場合は、車輌に搭載された電源装置と複数の電子機器との間に車載電力供給制御装置を介在させ、車載電力供給制御装置が車輌の通信ネットワークを介して給電に係る情報を取得し、この情報に応じて電源装置から各電子機器への電力供給／非供給を車載電力供給制御装置が行う構成とすることにより、電子機器のハードウェア規模及び暗電流を増大させることなく、電源装置から電力を供給するための電力線の数を削減することができる。

本発明に係る車載電力供給システムを搭載した車輌の構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態１に係る車載電力供給システムの構成を示すブロック図である。 本発明に係る電力供給制御装置の詳細構成を示すブロック図である。 入力保護回路の一構成例を示す回路図である。 本発明に係る車載電力供給制御装置が行う電力供給制御処理を示すフローチャートである。 実施の形態１の変形例に係る車載電力供給システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る車載電力供給システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３に係る車載電力供給システムの構成を示すブロック図である。 従来の車輌における電力供給システムを説明するための模式図である。 図９に示した電力供給システムの電力供給経路を１つに統合した例を示す模式図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。なお、図面中においては、約１２Ｖの電力供給を行う電力線及び電力供給経路を太実線で示し、約５Ｖの電力供給を行う電力線及び電力供給経路を細実線で示し、データ送受信のための通信線及び通信経路を一点鎖線で示し、制御信号を授受するための信号伝達経路を破線で示す。また車輌内に設けられるＣＡＮの規格による通信線は一般的に２本の線で構成されて作動信号の送受信を行うが、図面中において通信線は１本の一点鎖線で示す。

（実施の形態１）
図１は、本発明に係る車載電力供給システムを搭載した車輌の構成を示す模式図である。図において１は車輌である。車輌１の前部には、図示しないオルタネータなどにて発電された約１２Ｖの電力を蓄積し、蓄積した電力を車輌１に搭載された複数のＥＣＵ５０（電子機器）へ供給するバッテリ３が搭載されている。また車輌１には、バッテリ３及び複数のＥＣＵ５０の間に介在して、バッテリ３から各ＥＣＵ５０への電力供給を制御する車載電力供給制御装置１０が搭載されている。車載電力供給制御装置１０は、一の電力線５を介してバッテリ３に接続されると共に、一又は複数の電力線７を介して各ＥＣＵ５０に接続されている。

図２は、本発明の実施の形態１に係る車載電力供給システムの構成を示すブロック図であり、一例として車載電力供給制御装置１０が４つのＥＣＵ５０ａ〜５０ｄへの電力供給を制御する構成を示してある。なお、図示の４つのＥＣＵ５０ａ〜５０ｄは、従来例として示した図９の４つのＥＣＵ５０ａ〜５０ｄとそれぞれ同等の機能を有するものである。

ＥＣＵ５０ａ〜５０ｄには、従来はバッテリ３へ直接的に接続された＋Ｂ端子、バッテリ３へイグニッションスイッチを介して接続されたＩＧ端子、及びバッテリ３へアクセサリスイッチを介して接続されたＡＣＣ端子の３種の電力入力端子が必要に応じて設けられている。図示の例では、ＥＣＵ５０ａには＋Ｂ端子が設けられ、ＥＣＵ５０ｂ及び５０ｃにはＩＧ端子及びＡＣＣ端子がそれぞれ設けられ、ＥＣＵ５０ｄには＋Ｂ端子、ＩＧ端子及びＡＣＣ端子が設けられている。また本実施の形態のＥＣＵ５０ａ〜５０ｄには、５Ｖの電力を入力するための５Ｖ端子がそれぞれ設けられている。

各ＥＣＵ５０ａ〜５０ｄに設けられた５Ｖ端子、＋Ｂ端子、ＩＧ端子及びＡＣＣ端子は、それぞれ異なる電力線７を介して車載電力供給装制御置１０に接続されている。車載電力供給制御装置１０は電力供給部１８を備えており、電力供給部１８はバッテリ３から電力線５（電力供給経路＋Ｂ）を介して約１２Ｖの電力が供給され、この電力をＥＣＵ５０ａ〜５０ｄの＋Ｂ端子、ＩＧ端子及びＡＣＣ端子へ電力線７を介して供給すると共に、１２Ｖの電力を５Ｖの電力に変換してＥＣＵ５０ａ〜５０ｄの５Ｖ端子へ供給する。また車載電力供給制御装置１０は、電力供給部１８によるＥＣＵ５０ａ〜５０ｄの各電力入力端子への電力供給／非供給の切替制御を、車輌１の通信ネットワークを介して得られるイグニッションスイッチ及びアクセサリスイッチの状態情報に応じて行っている。

また、ＥＣＵ５０ａ及び５０ｂは、通信回路５１を備えており、車輌１に搭載されたＣＡＮの通信ネットワークによる通信を行う機能を有している。従来例として示した図９のＥＣＵ５０ａ及び５０ｂに備えられた通信回路５１はＣＡＮの通信ネットワークへ直接的に接続される構成であるが、本実施の形態のＥＣＵ５０ａ及び５０ｂに備えられた通信回路５１は車載電力供給制御装置１０の通信調停部１９を介してＣＡＮの通信ネットワークへ接続される。通信調停部１９は、車載電力供給制御装置１０自身の通信処理と、ＥＣＵ５０ａ及び５０ｂの通信を中継する処理とを行うものであり、これらの通信に衝突が発生した場合には、いずれの通信処理を優先するかを決定する調停処理を行う。

図３は、本発明に係る電力供給制御装置１０の詳細構成を示すブロック図である。なお、図３においては、図を簡略化するために、図２にて図示したＥＣＵ５０ｄの図示は省略し、車載電力供給制御装置１０に３つのＥＣＵ５０ａ〜５０ｃを接続した場合の構成を示してある。

車載電力供給制御装置１０には、電力線５を介してバッテリ３（電力供給経路＋Ｂ）に接続される１つの入力端子（電力入力端子）１１と、複数の電力線７を介してＥＣＵ５０ａ〜５０ｃの５Ｖ端子、＋Ｂ端子、ＩＧ端子及びＡＣＣ端子にそれぞれ接続される複数の出力端子（電力出力端子）１２〜１５とが設けられている。車載電力供給制御装置１０の出力端子１２は５Ｖの電力を出力する端子であり、出力端子１３はバッテリ３から供給される１２Ｖの電力を出力する（電力供給経路＋Ｂに相当する）端子であり、出力端子１４は車輌１のイグニッションスイッチの状態に応じて１２Ｖの電力を出力する（電力供給経路ＩＧに相当する）端子であり、出力端子１５は車輌１のアクセサリスイッチの状態に応じて１２Ｖの電力を出力する（電力供給経路ＡＣＣに相当する）端子である。

車載電力供給制御装置１０内にて、入力端子１１は入力保護回路２１に接続されている。入力保護回路２１は、バッテリ３、オルタネータ又は電力線５等に生じた過電圧、サージ電流又はサージ電圧が入力端子１１から後段の回路へ侵入することを抑制すると共に、入力端子１１に電力線５が正負逆に接続された場合に発生する電流の逆流を抑制する。これにより入力保護回路２１は、車載電力供給制御装置１０内の回路の破壊を防止する。入力保護回路２１は、例えばコンデンサ、コイル又はダイオード等の回路素子を用いて構成される。

図４は、入力保護回路２１の一構成例を示す回路図である。例えば入力保護回路２１は、２つのコンデンサＣ１及びＣ２と、ダイオードＤと、ツェナーダイオードＺＤとを用いて構成することができる。詳しくは、バッテリ３（電力供給経路＋Ｂ）に接続される入力保護回路２１の入力端子から、後段の回路に接続される出力端子までの電力供給経路には、ダイオードＤが順方向に挿入されている。ダイオードＤは、後段回路から電力供給経路＋Ｂへの電流の逆流を防止するためのものであり、負のサージ電圧又はサージ電流の抑制と、車載電力供給制御装置１０に対する電源端子の逆接続による破壊の防止とを実現する。

また入力保護回路２１の入力端子と接地電位との間には、２つのコンデンサＣ１及びＣ２が直列に接続されている。コンデンサＣ１及びＣ２は、入力端子から侵入する静電気から内部回路を保護するための静電保護用コンデンサである。２つのコンデンサＣ１及びＣ２を直列接続することにより、いずれか一方のコンデンサＣ１又はＣ２が破壊された場合であっても、電源電位−接地電位間のショートの故障が発生することを防止できる。コンデンサＣ１及びＣ２の静電容量は、例えば０．１μＦとすることができる。

また入力保護回路２１の入力端子と接地電位との間にはツェナーダイオードＺＤが接続されている（ツェナーダイオードＺＤのアノードが接地電位に接続され、カソードが入力端子に接続されている）。ツェナーダイオードＺＤは、電力供給経路に印加された電圧が降伏電圧以上になることを防止することができ、正のサージ電圧又はサージ電流の抑制と、過電圧の印加からの保護とを実現する。

バッテリ３から供給される電力は、入力端子１１から入力保護回路２１を介して降圧回路２２、ＩＧリレー２３及びＡＣＣリレー２４へ与えられると共に、複数のヒューズ２６を介して複数の出力端子１３からそれぞれ出力される。よって、車載電力供給制御装置１０は、入力保護回路２１及びヒューズ１６にて保護された１２Ｖの電力供給を出力端子１３から行うことができる。なお、ヒューズ１６は、電力供給経路に過大な電流が流れた場合に、この電力供給経路を遮断する回路素子である。

降圧回路２２は、１２Ｖの電力を５Ｖの電力に変換（降圧）する回路であり、変換された５Ｖの電力は複数の電流制限回路２５を介して複数の出力端子１２からそれぞれ出力される。また降圧回路２２は、複数の電流制限回路２５及び出力端子１２に対する５Ｖ電力の出力／非出力を個別に切り替えることができ、いずれの出力端子１２へ５Ｖ電力を出力するかは制御回路２７により制御されている。

電流制限回路２５は、予め定められた例えば１００ｍＡなどの電流値を上限として、この上限値より大きな電流が電力供給経路中に流れることを防止する回路である。更に電流制限回路２５は、電流量を測定する機能及び計時機能を有しており、電流経路中に所定量以上の電流が所定時間以上に亘って継続して流れた場合に、電流経路を遮断することができる。電流制限回路２５によって、車載電力供給制御装置１０からＥＣＵ５０ａ〜５０ｃへ過大な電流が流れることが防止される。

ＩＧリレー２３は、電力供給経路の接続／遮断（オン／オフ）を切り替えるスイッチであり、制御回路２７によりそのオン／オフの動作が制御されている。ＩＧリレー２３の出力は、複数のヒューズ２６を介して複数の出力端子１４に接続されており、制御回路２７は車輌１のイグニッションスイッチの状態情報をＣＡＮの通信により取得して、この情報に応じてＩＧリレー２３のオン／オフを制御する。よって、車載電力供給制御装置１０は、車輌１のイグニッションスイッチの状態に応じてＩＧリレー２３にて電力の供給／非供給を切り替えながら、入力保護回路２１及びヒューズ２６にて保護された１２Ｖの電力供給を出力端子１４から行うことができる。

同様に、ＡＣＣリレー２４は、電力供給経路の接続／遮断（オン／オフ）を切り替えるスイッチであり、制御回路２７によりそのオン／オフの動作が制御されている。ＡＣＣリレー２４の出力は、複数のヒューズ２６を介して複数の出力端子１５に接続されており、制御回路２７は車輌１のアクセサリスイッチの状態情報をＣＡＮの通信により取得して、この情報に応じてＡＣＣリレー２４のオン／オフを制御する。よって、車載電力供給制御装置１０は、車輌１のアクセサリスイッチの状態に応じてＡＣＣリレー２４にて電力の供給／非供給を切り替えながら、入力保護回路２１及びヒューズ２６にて保護された１２Ｖの電力供給を出力端子１５から行うことができる。

図示の例では、ＥＣＵ５０ａは、５Ｖ端子が車載電力供給制御装置１０の出力端子１２に接続され、＋Ｂ端子が出力端子１３に接続されている。ＥＣＵ５０ｂ及び５０ｃは、５Ｖ端子が車載電力供給制御装置１０の出力端子１２に接続され、ＩＧ端子が出力端子１４に接続され、ＡＣＣ端子が出力端子１５に接続されている。（図示は省略したが、同様にしてＥＣＵ５０ｄは、５Ｖ端子が車載電力供給制御装置１０の出力端子１２に接続され、＋Ｂ端子が出力端子１３に接続され、ＩＧ端子が出力端子１４に接続され、ＡＣＣ端子が出力端子１５に接続されている。）即ち、車載電力供給制御装置１０の出力端子１２〜１５とＥＣＵ５０ａ〜５０ｄの各端子とは、必要に応じて適宜に電力線７を介して接続すればよく、これにより図２に示した電力供給システムが構成される。なお、図２に示した車載電力供給制御装置１０の電力供給部１８は、図３における入力保護回路２１、降圧回路２２、ＩＧリレー２３、ＡＣＣリレー２４、電流制限回路２５、ヒューズ２６及び制御回路２７にて構成されるものである。

また車載電力供給制御装置１０は、車輌１内の通信ネットワークを構成するＣＡＮの通信線に接続されてデータの送受信を行う通信回路２８を備えており、車輌に搭載された複数の電子機器との間でデータの送受信を行って情報を共有することができる。特に本実施の形態に係る車載電力供給制御装置１０は、車輌１のイグニッションスイッチ及びアクセサリスイッチの接続状態（オン／オフの状態）に係る情報を通信回路２８の通信により取得し、取得した情報に応じて制御回路２７が降圧回路２２、ＩＧリレー２３及びＡＣＣリレー２４の制御を行っている。

なお本実施の形態においては、車輌１には運転席の近傍にキーを差し込んで回動操作を行うことにより、運転者が車輌１のエンジンの始動、及び車載機器の動作開始等を行うための回動スイッチが設けてあり、この回動スイッチはオフ位置、アクセサリオン位置、エンジンオン位置及びエンジンスタート位置等の複数の位置に回動させることができる。車載電力供給制御装置１０は、この回動スイッチがアクセサリオン位置に回動された場合に、アクセサリスイッチがオン状態である旨を表す情報を取得でき、回動スイッチがエンジンオン位置に回動された場合に、アクセサリスイッチ及びイグニッションスイッチがオン状態である旨を表す情報を取得することができるものとする。ただし、車輌１のエンジンの始動をプッシュ式のスイッチで行うなど、その他の構成であってもよい。

通信回路２８は、制御回路２７から与えられる送信データをＣＡＮのプロトコルに従った信号に変換して車輌１に搭載された他のＥＣＵなどの電子機器へ送信する送信処理、他の電子機器から送信された信号をデジタルの受信データに変換して制御回路２７へ与える受信処理、及び、複数の電子機器によるデータ送信の衝突を回避する調停処理等の通信に係る処理を行う。

また、ＥＣＵ５０ａ及び５０ｂは、通信回路５１によるＣＡＮの通信機能を有しており、通信に係るデータ送受信のための端子としてＴｘ、Ｒｘ端子（実際には、Ｔｘ端子及びＲｘ端子の２つの端子がそれぞれ設けられるが、図３においてはこれらを１つにまとめてＴｘ、Ｒｘ端子として図示する）が設けられる。ＥＣＵ５０ａ及び５０ｂは、Ｔｘ、Ｒｘ端子が通信線を介して車載電力供給制御装置１０にそれぞれ接続され、車載電力供給制御装置１０の制御回路２７及び通信回路２８を介して、車輌１のＣＡＮの通信ネットワークに接続された他の電子機器との間でデータの送受信を行う。

制御回路２７は、ＥＣＵ５０ａ及び５０ｂから与えられた送信データ（更には、自らが他の電子機器へ送信するための送信データを含んでもよい）について送信順序を調停し、適切な順序で送信データを通信回路２８へ与えることにより、ＥＣＵ５０ａ及び５０ｂからのデータを送信する。また他の電子機器からのデータを受信した場合、制御回路２７は必要に応じて受信したデータをＥＣＵ５０ａ及び５０ｂへ与える。これによりＥＣＵ５０ａ及び５０ｂは、通信回路５１が直接的にＣＡＮの通信線に接続されることなく、車載電力供給制御装置１０を介して車輌１の他の電子機器との間でデータの送受信を行うことができる。なお、図２に示した車載電力供給制御装置１０の通信調停部１９は、図３における制御回路２７及び通信回路２８にて構成されるものである。

図５は、本発明に係る車載電力供給制御装置１０が行う電力供給制御処理を示すフローチャートであり、車載電力供給制御装置１０の制御回路２７が行う処理である。まず、制御回路２７は、通信回路２８にて車輌１に搭載された他の電子機器からのデータ（イグニッションスイッチ又はアクセサリスイッチの接続状態に係るデータ）を受信し（ステップＳ１）、受信データに基づいて、イグニッションスイッチ又はアクセサリスイッチのスイッチについてオン／オフ状態に変化が生じたか否かを判定する（ステップＳ２）。イグニッションスイッチ又はアクセサリスイッチのオン／オフ状態が変化していない場合（Ｓ２：ＮＯ）、制御回路２７は、ステップＳ１へ処理を戻し、データの受信を繰り返し行う。

イグニッションスイッチ又はアクセサリスイッチのオン／オフ状態に変化が生じた場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、制御回路２７は、アクセサリスイッチがオン状態であるか否かを更に判定する（ステップＳ３）。また、アクセサリスイッチがオン状態の場合には（Ｓ３：ＹＥＳ）、制御回路２７は、イグニッションスイッチがオン状態であるか否かを更に判定する（ステップＳ４）。

アクセサリスイッチがオン状態でない場合（Ｓ３：ＮＯ）、制御回路２７は、ＡＣＣリレー２４をオフ（遮断）して出力端子１５からの電力供給を停止すると共に、ＩＧリレー２３をオフ（遮断）して出力端子１４からの電力供給を停止し（ステップＳ５）、処理を終了する。

アクセサリスイッチがオン状態であり（Ｓ３：ＹＥＳ）、且つ、イグニッションスイッチがオン状態でない場合（Ｓ４：ＮＯ）、制御回路２７は、ＡＣＣリレー２４をオン（接続）して出力端子１５からの電力供給を行うと共に、ＩＧリレー２３をオフ（遮断）して出力端子１４からの電力供給を停止し（ステップＳ６）、処理を終了する。

アクセサリスイッチがオン状態であり（Ｓ３：ＹＥＳ）、且つ、イグニッションスイッチがオン状態の場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御回路２７は、ＡＣＣリレー２４をオン（接続）して出力端子１５からの電力供給を行うと共に、ＩＧリレー２３をオン（接続）して出力端子１４からの電力供給を行い（ステップＳ７）、処理を終了する。なお、制御回路２７は、上述のステップＳ１〜Ｓ７の処理を繰り替えし行っており、ステップＳ５〜Ｓ６にてＡＣＣリレー２３及びＩＧリレー２３のオン／オフを制御した後、ステップＳ１へ処理を戻す。

以上の構成の実施の形態１に係る車載電力供給制御装置１０は、電力線５を介してバッテリ３が接続される入力端子１１及び電力線７を介してＥＣＵ５０ａ〜５０ｄの端子が適宜に接続される出力端子１４及び１５との間にＩＧリレー２３及びＡＣＣリレー２４を設け、通信回路２８にて受信した車輌１のイグニッションスイッチ及びアクセサリスイッチの接続状態に係る情報に応じて制御回路２７がＩＧリレー２３及びＡＣＣリレー２４のオン／オフを制御する。これにより車載電力供給制御装置１０は、車輌１のイグニッションスイッチ及びアクセサリスイッチの接続状態に応じて、バッテリ３からＥＣＵ５０ａ〜５０ｄへの電力供給／非供給を切り替える制御を行うことができるため、バッテリ３及び車載電力供給制御装置１０の間に配する電力線を１つに削減することができ、車輌１内に配する電力線の数を削減することができる。また、イグニッションスイッチ及びアクセサリスイッチに係る情報を取得するための通信機能は車載電力供給制御装置１０が備えていればよく、通信機能を有しないＥＣＵ５０ｃ及び５０ｄに対して新たに通信機能を設ける必要がないため、ＥＣＵ５０ｃ及び５０ｄのハードウェアの規模が増大することはなく、各ＥＣＵ５０ｃ及び５０ｄの暗電流が増大することはない。

また、車載電力供給制御装置１０が降圧回路２２を備え、バッテリ３から供給される１２Ｖの電力を５Ｖの電力に変換して出力端子１２に接続されたＥＣＵ５０ａ〜５０ｄへ供給する構成とすることにより、各ＥＣＵ５０ａ〜５０ｄは電圧変換を行うための回路を備える必要がないため、ハードウェアの規模を縮小することができ、低コスト化を実現できる。また、車載電力供給制御装置１０が電流制限回路２５を備え、降圧回路２２から各ＥＣＵ５０ａ〜５０ｄへ流れる電流を制限すると共に、所定量以上の電流が所定時間以上流れた場合に電力供給経路を遮断する構成とすることにより、例えばいずれか一つのＥＣＵ５０ａ〜５０ｄにショートの故障が発生した場合であっても、この故障したＥＣＵ５０ａ〜５０ｄへ流れる電流を制限又は遮断することができ、一のＥＣＵ５０ａ〜５０ｄに生じた故障が他のＥＣＵ５０ａ〜５０ｄへ波及することを防止できる。

また、車載電力供給制御装置１０の入力端子１１から出力端子１３〜１５までの電力供給経路にヒューズ２６をそれぞれ配し、過電流が流れた場合にこの電力供給経路を遮断する構成とすることにより、例えばいずれか一つのＥＣＵ５０ａ〜５０ｄにショートの故障が発生した場合であっても、この故障したＥＣＵ５０ａ〜５０ｄへ流れる電流を制限することができ、一のＥＣＵ５０ａ〜５０ｄに生じた故障が他のＥＣＵ５０ａ〜５０ｄへ波及することを防止できる。また各ＥＣＵ５０ａ〜５０ｄにそれぞれヒューズ２６を設ける構成と比較して、車載電力供給制御装置１０にヒューズ２６を設ける構成では、ヒューズ交換を容易に行うことができるという利点がある。

また、車載電力供給制御装置１０が入力保護回路２１を備え、入力端子１１から車載電力供給制御装置１０内へ侵入する過電圧、サージ電圧又はサージ電流を抑制すると共に、端子の正負逆に電力線が接続された場合の電流の逆流を抑制する構成とすることにより、車載電力供給制御装置１０及びＥＣＵ５０ａ〜５０ｄの破壊を防止することができる。

また、通信線を介してＥＣＵ５０ａ及び５０ｂと車載電力供給制御装置１０とをそれぞれ接続し、車載電力供給制御装置１０の制御回路２７が各ＥＣＵ５０ａ及び５０ｂから与えられた送信データの送信順序を調停して通信回路２８へ与え、通信回路２８がＣＡＮのネットワークを介して車輌１の他の電子機器へデータの送信を行い、他の電子機器から通信回路２８が受信したデータを制御回路２７が必要に応じて各ＥＣＵ５０ａ及び５０ｂへ与える構成とすることにより、車載電力供給制御装置１０がＥＣＵ５０ａ及び５０ｂと車輌１の他の電子機器との間の通信を中継することができる。よって、各ＥＣＵ５０ａ及び５０ｂが直接的に車輌１のネットワークに接続されないため、一のネットワークに接続される機器の数の増大を抑制でき、通信負荷の増大などを防止できる。

なお、本実施の形態においては、車載電力供給制御装置１０が降圧回路２２を備えて１２Ｖの電力を５Ｖに変換して供給する構成としたが、これに限るものではなく、各ＥＣＵ５ａ〜５ｄが電圧を変換する回路を有している場合には、車載電力供給制御装置１０が降圧回路２２を備えない構成であってもよい。また、降圧回路２２は１２Ｖの電力を５Ｖに変換する構成としたが、これに限るものではなく、例えば３．３Ｖなどのその他の電圧に変換を行う構成であってもよい。

また、ＥＣＵ５０ａ〜５０ｄが１２Ｖの電力を供給する端子として＋Ｂ端子、ＩＧ端子及びＡＣＣ端子の３つの端子を有する構成としたが、これに限るものではなく、例えば＋Ｂ端子及びＩＧ端子の２つの端子のみを有する構成であってもよく、また例えば＋Ｂ端子、ＩＧ１端子、ＩＧ２端子及びＡＣＣ端子のように４つ以上の端子を有する構成であってもよい。この場合、車載電力供給制御装置１０にはＥＣＵ５０ａ〜５０ｄへの電力供給制御に必要な数のリレーが設けられる。

また、ＥＣＵ５０ａ〜５０ｄの＋Ｂ端子については、バッテリ３に直接的に接続する構成としてもよい。ただしこの場合には、車載電力供給制御装置１０の入力保護回路２１及びヒューズ２６等の保護機能を利用できないため、各ＥＣＵ５０ａ〜５０ｄにこれらの保護機能を搭載することが望ましい。また、車載電力供給制御装置１０に４つのＥＣＵ５０ａ〜５０ｄを接続する構成としたが、これに限るものではなく、３つ以下又は５つ以上のＥＣＵを車載電力供給制御装置１０に接続して電力供給の制御を行う構成としてもよい。ただし、車載電力供給制御装置１０及びこれに接続される複数のＥＣＵは車輌１内において近接して配設されるものであることが好ましい。

また、通信線を介してＥＣＵ５０ａ及び５０ｂと車載電力供給制御装置１０とを接続し、車輌１のＣＡＮのネットワークを利用したＥＣＵ５０ａ及び５０ｂと車輌の他の電子機器との通信を車載電力供給制御装置１０が中継する構成としたが、これに限るものではなく、以下の変形例に示すように、各ＥＣＵ５０ａ及び５０ｂをＣＡＮのネットワークに直接的に接続する構成としてもよい。

（変形例）
図６は、実施の形態１の変形例に係る車載電力供給システムの構成を示すブロック図である。本変形例においては、ＥＣＵ５０ａ及び５０ｂの通信部５１は車輌１に搭載されたＣＡＮのネットワークに直接的に接続され、各ＥＣＵ５０ａ及び５０ｂは個別に通信処理を行う。車載電力供給制御装置１０ａは、ＥＣＵ５０ａ及び５０ｂと他の電子機器との間の通信を中継する機能は有しておらず、イグニッションスイッチ及びアクセサリスイッチの接続状態に係る情報の取得など、自らに必要な通信処理のみを行えばよい。

（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係る車載電力供給システムの構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る車載電力供給システムにおいては、複数のＥＣＵ５０ａ〜５０ｄへの電力供給を制御する電力供給制御装置１０を個別の装置として車輌１に搭載する構成としたが、これに限るものではない。実施の形態２に係る車載電力供給システムにおいては、１つのＥＣＵ２５０ａに、他のＥＣＵ５０ｂ〜５０ｄへの電力供給を制御する電力供給部１８を設けると共に、他のＥＣＵ５０ｂの通信を中継する通信調停部１９を設ける構成とする。

よって、ＥＣＵ５０ｂ〜５０ｄは複数の電力線７を介してＥＣＵ２５０ａに接続され、ＥＣＵ２５０ａから車輌１のイグニッションスイッチ及びアクセサリスイッチの接続状態に応じてＥＣＵ５０ｂ〜５０ｄへ電力供給が行われる。また、通信回路５１を有するＥＣＵ５０ｂは通信線を介してＥＣＵ２５０ａに接続され、ＥＣＵ２５０ａは、ＥＣＵ５０ｂから与えられた送信データと自らの送信データとの送信順序の調停を行ってＣＡＮのネットワークに接続された他の電子機器へデータを送信すると共に、他の電子機器からの受信データを必要に応じてＥＣＵ５０ｂへ与えることにより、自らの通信処理とＥＣＵ５０ｂの通信の中継処理とを行う。

以上の構成の実施の形態２に係る車載電力供給システムにおいては、ＥＣＵ２５０ａに電力供給部１８及び通信調停部１９を設けて、ＥＣＵ２５０ａが他のＥＣＵ５０ｂ〜５０ｄへの電力供給制御と通信の中継とを行う構成とすることにより、既存のＥＣＵへの車載電力供給装置の機能追加によって上記の車載電力供給システムを実現することができ、個別の車載電力供給制御装置を新たに追加する構成と比較して、容易且つ安価に車載電力供給システムを実現することができる。なお、電力供給制御及び通信中継の機能を搭載するＥＣＵ２５０ａとしては、例えばネットワークの通信プロトコルの変換を行うゲートウェイＥＣＵ、又はボデー系機器の制御を行うボデーＥＣＵなどが好適である。

なお、実施の形態２に係る車載電力供給システムのその他の構成は、実施の形態１に係る車載電力供給システムの構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係る車載電力供給システムの構成を示すブロック図である。実施の形態３に係る車載電力供給システムは、実施の形態１に係る車載電力供給システムのＥＣＵ５０ａ〜５０ｄと同等の機能をそれぞれ有する複数のＥＣＵ基板３５０ａ〜３５０ｄと、車載電力供給制御装置１０と同等の機能を有する電力供給制御基板３１０とを、１つのＥＣＵ集中収容箱３００内に収めた構成である。

実施の形態３に係る車載電力供給システムでは、電力供給制御基板３１０の電力供給部１８と各ＥＣＵ基板３５０ａ〜３５０ｄとを接続する複数の電力線７は、ＥＣＵ集中収容箱３００の内部配線とすることができる。よって、バッテリ３及びＥＣＵ集中収容箱３００を接続する電力線５は、電力供給経路＋Ｂに相当する１つのみでよい。また同様に、電力供給制御基板３１０の通信調停部１９と各ＥＣＵ基板３５０ａ及び３５０ｂの通信回路５１とを接続する複数の通信線は、ＥＣＵ集中収容箱３００の内部配線とすることができる。

以上の構成の実施の形態３に係る車載電力供給システムは、電力供給制御基板３１０及び各ＥＣＵ基板３５０ａ〜３５０ｄを接続する電力線７及び通信線をＥＣＵ集中収容箱３００の内部配線とすることができるため、車輌１に配設する電力線７及び通信線の数を低減することができる。

なお、実施の形態３に係る車載電力供給システムのその他の構成は、実施の形態１に係る車載電力供給システムの構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

１ 車輌
３ バッテリ（電源装置）
５ 電力線
７ 電力線
１０、１０ａ 車載電力供給制御装置
１１ 入力端子（電力入力端子）
１２〜１５ 出力端子（電力出力端子）
１８ 電力供給部（制御手段）
１９ 通信調停部（通信手段、調停手段）
２１ 入力保護回路（入力保護手段）
２２ 降圧回路（電圧変換手段）
２３ ＩＧリレー（スイッチング手段）
２４ ＡＣＣリレー（スイッチング手段）
２５ 電流制限回路（電流制限手段）
２６ ヒューズ（遮断手段）
２７ 制御回路（制御手段、調停手段）
２８ 通信回路（通信手段）
５０、５０ａ〜５０ｄ ＥＣＵ（電子機器）
５１ 通信回路
２５０ａ ＥＣＵ（車載電力供給制御装置）
３００ ＥＣＵ集中収容箱
３１０ 電力供給制御基板（車載電力供給制御装置）
３５０ａ〜３５０ｄ ＥＣＵ基板（電子機器）

Claims (6)

1. 車輌に搭載された電源装置に電力線を介して接続される電力入力端子と、
   前記車輌に搭載された複数の電子機器に電力線を介してそれぞれ接続される複数の電力出力端子と、
   前記電力入力端子及び電力出力端子の間に接続された一又は複数のスイッチング手段と、
   前記車輌に搭載された通信ネットワークに接続された通信手段と、
   該通信手段が受信した前記車輌の給電に係る情報に応じて、前記スイッチング手段のオン／オフを切り替える制御を行う制御手段と
   を備え、
   前記電源装置から前記複数の電子機器への電力供給／非供給の制御を行うようにしてあること
   を特徴とする車載電力供給制御装置。
2. 前記電力入力端子に入力された電力の電圧値を変換する電圧変換手段を更に備え、
   該電圧変換手段が電圧変換した電力を前記電力出力端子から前記電子機器へ供給するようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の車載電力供給制御装置。
3. 前記電圧変換手段から前記電力出力端子へ流れる電流の電流量を制限する電流制限手段を更に備え、
   該電流制限手段は、所定量以上の電流が所定時間以上流れた場合に、前記電圧変換手段から前記電力出力端子への電力供給経路を遮断するようにしてあること
   を特徴とする請求項２に記載の車載電力供給制御装置。
4. 前記スイッチング手段及び前記電力出力端子の間の電力供給経路中に配され、該電力供給経路を流れる電流の電流量に応じて、前記電力供給経路を遮断する遮断手段を更に備えること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の車載電力供給制御装置。
5. 前記電力入力端子から侵入する過電圧、サージ電圧又はサージ電流を抑制すると共に、端子の正負逆接続による電流の逆流を抑制する入力保護手段を更に備えること
   を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の車載電力供給制御装置。
6. 前記通信手段は、前記複数の電子機器に通信線を介してそれぞれ接続され、前記通信ネットワーク及び前記電子機器の間のデータの送受信を中継するようにしてあること
   を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の車載電力供給制御装置。

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