JP2021036747A - Power supply box - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載される電源ボックスに関する。 The present invention relates to a power supply box mounted on a vehicle.
車両には、ECU(Electronic Control Unit)と呼ばれる電子機器や電装部品などの装置が複数搭載されている。これらの装置は、1台の車両内に多数あるので、いくつかのグループに分類され、グループ単位での電力分配の制御が行われている。 The vehicle is equipped with a plurality of devices such as electronic devices and electrical components called ECUs (Electronic Control Units). Since there are many of these devices in one vehicle, they are classified into several groups, and the power distribution is controlled for each group.
バッテリの電力を複数の装置に分配する場合、装置が多く接続されるバッテリに近い上流の配線を太くし、接続される装置が限られる下流の配線を細くして、配線のコスト低減、軽量化、及び引き回し性向上を図った配索手法が考えられる。この場合、配線の線径の切り替えは、例えば配線にヒューズを挿入することで行うことなどで実施される。例えば、特許文献1には、複数のヒューズを用いた複数の装置への電力分配制御が開示されている。
When distributing battery power to multiple devices, the upstream wiring near the battery to which many devices are connected is thickened, and the downstream wiring where the connected devices are limited is thinned to reduce wiring costs and weight. , And a wiring method aimed at improving the maneuverability can be considered. In this case, the wire diameter of the wiring is switched, for example, by inserting a fuse into the wiring. For example,
一般に、車両においては、その種類や装備(グレード)などの違いによって搭載される下流のノードである下位装置(センサ、アクチュエータ、及びECU)の数や消費電流が異なっており、各グループにおける最適な電力分配仕様(ヒューズやリレーなど)もそれぞれ異なる。このため、複数の下位装置を配下に有する上流のノードである中間装置に電力分配機能を持たせる構成にした場合、車両の種類や装備などの違いに合わせて中間装置を複数用意する必要があり、中間装置のバリエーション(品番)が増加してしまう。 Generally, in a vehicle, the number and current consumption of lower-level devices (sensors, actuators, and ECUs), which are downstream nodes, are different depending on the type and equipment (grade), etc., and are optimal for each group. Power distribution specifications (fuse, relay, etc.) are also different. For this reason, when the intermediate device, which is an upstream node having a plurality of lower devices under its control, is configured to have a power distribution function, it is necessary to prepare a plurality of intermediate devices according to the difference in vehicle type and equipment. , The variation (product number) of the intermediate device increases.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、車両の種類や装備などの違いに伴う上流の装置のバリエーション増加を抑制できる電源ボックスを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a power supply box capable of suppressing an increase in variations of upstream devices due to differences in vehicle types and equipment.
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、バッテリから入力する電力を複数の配線に分けて出力する分配回路を有する上流の装置から1つ以上の配線を介して供給される電力を、下流の装置に配電する電源ボックスであって、電力が供給される1つ以上の配線と、それぞれの配電先である下流の装置とを、下流の装置の消費電流に基づいて定められるヒューズを介して接続する回路を有する。 In order to solve the above problems, one aspect of the present invention is to obtain power supplied from an upstream device having a distribution circuit that divides the power input from the battery into a plurality of wires and outputs the power via one or more wires. , A power supply box that distributes power to downstream equipment, and a fuse that defines one or more wires to which power is supplied and the downstream equipment that is the distribution destination of each, based on the current consumption of the downstream equipment. It has a circuit that connects via.
上記本発明の電源ボックスによれば、車両の種類や装備などの違いに伴う上流の装置のバリエーション増加を抑制できる。 According to the power supply box of the present invention, it is possible to suppress an increase in variation of the upstream device due to a difference in the type and equipment of the vehicle.
本発明の一実施形態に係るネットワークシステムにおいては、車両の種類や装備などの違いによって個別の仕様となる電力分配箇所を、制御機能を有する中間装置から分離して別体の電源ボックスに集約している。これにより、車両の種類や装備などの違いに伴う電力分配箇所の仕様相違を電源ボックスで対応することができるので、中間装置の仕様相違に基づくバリエーション(品番)増加を抑制できる。 In the network system according to the embodiment of the present invention, the power distribution points having individual specifications depending on the type and equipment of the vehicle are separated from the intermediate device having a control function and integrated into a separate power supply box. ing. As a result, the power supply box can handle the difference in the specifications of the power distribution points due to the difference in the type and equipment of the vehicle, so that the increase in the variation (product number) due to the difference in the specifications of the intermediate device can be suppressed.
[実施形態]
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
[Embodiment]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る電源ボックス30を含むネットワークシステム1の概略構成を示すブロック図である。このネットワークシステム1は、ハイブリッド自動車(HV)や電気自動車(EV)などの車両に搭載することができる。
<Structure>
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a
本実施形態におけるネットワークシステム1は、上位ノードとして上位装置10を、中位ノードとして中間装置20を、下位ノードとして複数の下位装置41〜44を備え、中位ノードと下位ノードとの間に電源ボックス30を設けている。よって、電源ボックス30から見て、中間装置20は上流の装置となり、複数の下位装置41〜44は下流の装置となる。
The
上位ノードである上位装置10は、中位ノードである中間装置20と接続される。上位装置10は、一例として、各種の車両制御機能のための演算を集約的に実行する比較的高機能なECUである。この上位装置10は、通信機能を有しており、例えばイーサネット(登録商標)通信プロトコル又はCAN−FD(Controller Area Network with Flexible Data rate)通信プロトコルに従って、中間装置20と通信を行う。
The
中位ノードである中間装置20の配下には、電源ボックス30を介して、下位ノードである下位装置が1つ以上接続される。図1に示す例においては、下位装置41、下位装置42、アクチュエータ(ACT)43、及びアクチュエータ(ACT)44が、電源ボックス30を介して中間装置20と接続される。なお、電源ボックス30に接続される下位装置の数や構成は、図1に示したものに限られない。
Under the
中間装置20は、一例として、上位装置10と各下位装置との間の通信を中継するゲートウェイとして機能する。また、中間装置20は、一例として、バッテリ50の電源が印加され、バッテリ50から各下位装置41〜44への電力供給を制御する電源制御機器として機能する。図1に例示する中間装置20は、給電制御部21、通信制御部22、及び複数のスイッチ部23〜26を含んで構成される。
As an example, the
この中間装置20は、バッテリ50の電源を、そのまま直接に、及び上位装置10の指示に基づいて給電制御部21によって開閉制御可能なスイッチ部23〜26を介して間接に、電源ボックス30に印加する回路を有する。複数のスイッチ部23〜26は、例えば半導体で構成され、中間装置20に接続される下位装置に対応して設けられる。スイッチ部23は、給電制御部21の指示に基づいて導通し、下位装置42を動作させるための電源を電源ボックス30に印加する。スイッチ部24及び25は、給電制御部21の指示に基づいて導通し、後述するリレー35及び36を駆動する電力を電源ボックス30に供給する。スイッチ部26は、給電制御部21の指示に基づいて導通し、ACT44を動作させるための電源を電源ボックス30に印加する。
The
また、中間装置20は、通信制御部22を介して、上位装置10から受信した通信データを、CAN−FD、CAN(Controller Area Network)、LIN(Local Interconnect Network)、及びCXPI(Clock Extension Peripheral Interface)などの通信プロトコルに従って電源ボックス30に送信することができる。
Further, the
下位ノードである下位装置41〜44は、一例として、センサ又はアクチュエータ(ACT)、あるいはこれらを個別制御する比較的特化した機能を有するECUである。この下位装置41〜44は、いつかのグループに分類することができる。このグループは、一例として、後述する電源ボックス30に備えられたヒューズの単位で分けることができる。本実施形態では、下位装置41と下位装置42とを別のグループとして分類している。また、本実施形態において、下位装置43は、回転方向を正負に切り替え可能なモータのように電流方向が変化するアクチュエータ(ACT)としている。また、下位装置44は、LEDなどの照明や単方向に回転するモータのように電流方向が一定であるアクチュエータとしている。
The
電源ボックス30は、中間装置20と、この中間装置20の配下に接続される下位装置41〜44との間に、設けられる。この電源ボックス30は、ネットワークシステム1の電力分配制御に関わる機能の一部を集約した機器である。図1に例示する電源ボックス30は、複数のヒューズ31〜34、複数のリレー35及び36を備えている。各ヒューズ31〜34は、中間装置20から電源が印加される電源ボックス30の入力端子(+B、IG/ACC)と、下位装置へ電源を印加する出力端子との間に挿入される。また、電源ボックス30は、中間装置20から受信した通信データを下位装置41及び42に送信することで中継する。なお、この通信データの中継機能は、電源ボックス30に含めなくても構わない。
The
ヒューズ31〜34は、バッテリ50から下位装置へ過電流が流れることを防止する機能に加え、バッテリ50とヒューズとを接続する配線の線径と、ヒューズと下位装置とを接続する配線の線径とを、異ならせる機能も有している。各ヒューズ31〜34の定格電流は、全て同じであってもよいし、各ヒューズに接続される全ての下位装置(1グループに属する下位装置)の消費電流に基づいて定めてもよい。例えば、後者の場合、ヒューズ31の定格電流は、ヒューズ31に接続される下位装置41の規定上の最大消費電流に基づいて定めることができ、ヒューズ33の定格電流は、ヒューズ33に接続される下位装置42の規定上の最大消費電流に基づいて定めることができる。
The
リレー35及び36は、一例として、中間装置20からの指示に基づいて電源又はグラウンド(GND)との接続を切り替える1極双投型のメカニカルリレーであり、回転方向を正負に切り替え可能なモータなどのACT43に用いられる。図1に例示する電源ボックス30では、ACT43を時計回りに回転させる場合には、リレー35が電源に接続かつリレー36がGNDに接続され、ACT43を反時計回りに回転させる場合には、リレー35がGNDに接続かつリレー36が電源に接続される。
As an example, the
なお、図1に示した例では、駆動のための電流を流す方向が一方向であるACT44例えば、ヘッドライトを制御するアクチュエータなど)に電源を印加する場合も電源ボックス30を経由するネットワーク構成を説明したが、このようなACT44については、例えば図2に示すネットワークシステム2のように、電源ボックス30’を経由することなく中間装置20から直接配線して電源を印加するような構成とすることもできる。
In the example shown in FIG. 1, the network configuration is configured via the
以上の各装置は、典型的にはプロセッサ又はマイコンのような制御部及びメモリを含んで構成されるが、下位装置の中には、センサやアクチュエータを含むものの、制御部又はメモリを含まないものがあってもよい。 Each of the above devices is typically configured to include a control unit such as a processor or a microcomputer and a memory, and the subordinate devices include a sensor and an actuator but do not include a control unit or a memory. There may be.
<作用・効果>
以上のように、本発明の一実施形態に係る電源ボックス30を含むネットワークシステム1によれば、車両の種類や装備などの違い、すなわち搭載される下位装置の数や消費電流の違いによって個別の仕様となる電力分配箇所(ヒューズ31〜34、リレー35及び36を含む)を、中間装置20から分離して別体の電源ボックス30に集約し、中間装置20の後段に配置する構成としている。
<Action / effect>
As described above, according to the
この構成により、車両の種類や装備などの違いに伴う電力分配箇所の仕様相違を、安価な電源ボックス30で対応することができる。よって、制御機能を有する高価な中間装置20の仕様相違に基づくバリエーション(品番)増加を抑制でき、中間装置20を共用することができる。
With this configuration, it is possible to deal with the difference in specifications of the power distribution location due to the difference in the type and equipment of the vehicle with the inexpensive
比較例として、電源ボックス30を用いることなく中間装置20で電力分配を行う構成を考えると、中間装置20は、接続される下位装置の数及び消費電流に対応させて電力を分配させるスイッチ部を数多く設ける必要があり、バリエーションの増加だけでなく単体のコストも高くなってしまう。そこで、本実施形態のように電源ボックス30を用いれば、中間装置20は、分配前の電力を電源ボックス30に単純に印加するだけで済み、これによりスイッチ部の削減、かつ、低コストを実現することができる。
As a comparative example, considering a configuration in which power is distributed by the
また、本実施形態に係る電源ボックス30は、回転方向を正負に切り替え可能なモータなどのACT43を駆動するためのリレー35及び36も構成に含めることができる。この構成により、ACT43を回転させるために所定の電源から電流を引き込んでGNDに流す経路を電源ボックス30内に形成することができる。よって、中間装置20は、リレー35及び36を駆動させる制御線だけを電源ボックス30に配線すればよいため、電源ボックス30を用いることなく中間装置20で電力分配を行う構成と比べて、中間装置20のスイッチ部を簡素化することができる。これにより、中間装置20においてスイッチ部の回路を共通化することができる。
Further, the
また、本実施形態のネットワークシステム1では、中間装置20と電源ボックス30とを別体で備えているため、中間装置20によって実現される機能(制御機能)と、電源ボックス30によって実現される機能(メカ機能)とを分離して、信頼性評価などを実施することができる。よって、設計の工数や開発費を低減することができる。
Further, since the
さらに、本実施形態のネットワークシステム1では、点検や交換などのメンテナンスが要求されるヒューズ31〜34やリレー35及び36を、電源ボックス30に集約しているため、システムメンテナンス性が高い。
Further, in the
本発明は、車両等に搭載されるネットワークシステムに有用である。 The present invention is useful for network systems mounted on vehicles and the like.
1、2 ネットワークシステム
10 上位装置
20 中間装置
21 給電制御部
22 通信制御部
23〜26 スイッチ部
30、30’ 電源ボックス
31〜34 ヒューズ
35、36 リレー
41〜44 下位装置
50 バッテリ
1, 2
Claims (1)
前記電力が供給される1つ以上の配線と、それぞれの配電先である前記下流の装置とを、前記下流の装置の消費電流に基づいて定められるヒューズを介して接続する回路を有する、
電源ボックス。 A power supply box that distributes power supplied from an upstream device having a distribution circuit that divides the power input from a battery into a plurality of wires and outputs the power via one or more wires to a downstream device.
It has a circuit for connecting one or more wires to which power is supplied and the downstream device to which each power is distributed via a fuse determined based on the current consumption of the downstream device.
Power box.
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