JP4142124B2 - 車両用電源供給装置及び該装置における異常検出装置 - Google Patents
車両用電源供給装置及び該装置における異常検出装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用電源供給装置及び該装置における異常検出装置に係り、特に、車載のバッテリから車両の各部に設けられている負荷に電源を供給する車両用電源供給装置及び該装置に適した異常検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用電源供給装置では、一般に図１１に示すように、車体のエンジンルーム内に設けられたバッテリ１から出る電力は、バッテリ１の近傍に設けられた図示しないフューズボックスに収容されたフュージブルリンク（ＦＬ）２、及びエンジンルーム内に配索されたバッテリ電源線Ｌ１を介して運転席のイグニッションキースイッチ（ＩＧＮ ＫＥＹ ＳＷ）３に至り、このイグニッションキースイッチ３の各ポジションに応じて運転席のカウルサイド内側に配された図示しないフューズボックス内のフューズ（Ｆ）４ａ〜４ｃ及び電源線Ｌ１ａ〜Ｌ１ｃを介して車両内の各部に設けられている各負荷に供給されると共に、バッテリ１の近傍に設けられた図示しないフューズボックスに収容されたフューズ（Ｆ）５及びバッテリ電源線Ｌ２を介して常時電源供給を必要とする例えば時計６などの負荷にも供給されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した車両用電源供給装置において、エンジンルーム内に配索したバッテリ電源線Ｌ１及びＬ２は車両の走行中に絶え間ない振動を受け、これらが車体の角部に接触していると、その絶縁被覆が損傷してその部分と車体との間にデッドショート、断続ショート、リークなどの電源線異常が生じるようになるが、これを正確に検出することができないという問題があった。
【０００４】
このような、デッドショート、断続ショート、リークが生じた場合、電流によるフュージブルリンク（ＦＬ）２やフューズ（Ｆ）５の発熱が少ないので、異常であってもフュージブルリンク（ＦＬ）２やフューズ（Ｆ）５の溶断によって回路遮断できない。このため、図中Ｘで示す箇所において電源線に絶縁被覆の損傷があると、この箇所の温度が上昇し、最終的には絶縁被覆が発煙するに至る可能性がある。
【０００５】
また、バッテリからイグニッションキースイッチ（ＩＧＮ ＫＥＹ ＳＷ）３に至るまでのバッテリ電源線Ｌ１や常に電圧印加されている必要のある負荷に電力を供給するバッテリ電源線Ｌ２が存在するため、走行中に限らず、駐車中においても上述のような問題が起こる可能性がある。
【０００６】
さらに、ショートやリークがあると、特に駐車中にこれが原因でバッテリが放電され、バッテリ上がりが発生して車両の始動すらできなくなることがある。
【０００７】
もし、上述のようなショートやリークの発生を何らかの方法によって検知してバッテリ電源線Ｌ１をバッテリ１との接続部分において遮断すれば、上述のようなバッテリ電源線の発煙という事態の発生を未然に防ぐことができる。しかし、バッテリ電源線を遮断すると、該電源線を通じて電源供給を受けていた負荷を動作させることができなくなり、その負荷が車両の走行系に係わるものである場合には、電源線の遮断と同時に車両を動かすことができなくなる。
【０００８】
よって本発明は、上述した従来の問題に鑑み、電源線の異常を確実に検知して異常な電源線を遮断するようにした車両用電源供給装置を提供することを主たる課題としている。
【０００９】
また本発明は、上述した従来の問題に鑑み、電源線の異常を確実に検知し、この検知した異常な電源線をその発煙が生じる前に確実に遮断するようにした車両用電源供給装置を提供することを他の課題としている。
【００１０】
本発明はまた、電源線の異常を確実に検知して異常な電源線を切り離しても、異常な電源線を通じて電源供給されていた負荷が動作不能に陥ることがないようにした車両用電源供給装置を提供することも課題としている。
【００１１】
本発明は、バッテリ電圧が規定電圧以下に低下するまで、電源線の異常を確実に検知し、バッテリ電圧が規定電圧以下に低下したとき、車両の走行を必要としないことを条件に全ての電源供給を遮断してバッテリ上がりを防止するようにした車両用電源供給装置を提供することを課題としている。
【００１２】
本発明はさらに、上述した従来の問題に鑑み、電源線の異常を確実に検知するようにした車両用電源供給装置に適した異常検出装置を提供することを主たる課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明により成された請求項１記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、車体の各所に近傍の負荷にバッテリ１からの電源を分配するため設けられるとともに電源線Ｌ１１，Ｌ２１〜Ｌ２４によって相互に接続され、前記電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックス１０〜８０及び前記電源線を通じて電流が流入する従電源分配ボックス１０〜８０を有し、バッテリからの電源を前記主電源分配ボックス、前記電源線及び前記従電源分配ボックスを経由して負荷に分配する車両用電源供給装置において、前記主電源分配ボックスに設けられ、前記電源線を通じての電流の流出をオンオフする電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃと、前記主電源分配ボックスに設けられ、前記電源線開閉手段を開閉制御する制御手段１０７ａ，３０１ａと、前記電源線を通じて電流を流出する前記主電源分配ボックスに設けられ、前記電源線を通じて流出する電流の大きさを検知する流出電流検知手段１０５ａと、前記従電源分配ボックスに設けられ、前記電源線を通じて流入する電流の大きさを検知する流入電流検知手段２０５ａと、前記流出電流検知手段により検知した流出電流の大きさと前記流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさとを比較し、前記流入電流が前記流出電流よりも小さいとき、前記電源線の異常を検出する異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂとを備え、前記制御手段が、前記異常検出手段による異常の検出に応じて前記電源線開閉手段を開制御することを特徴としている。
【００１４】
上記構成において、電源線Ｌ１１，Ｌ２１〜Ｌ２４を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた流出電流検知手段１０５ａが電源線を通じて流出する電流の大きさを検知し、電源線を通じて電流を流入する従電源分配ボックスに設けられた流入電流検知手段２０５ａが電源線を通じて流入する電流の大きさを検知する。異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂが、流出電流検知手段により検知した流出電流の大きさと流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさとを比較し、流入電流が流出電流よりも小さいとき、電源線の異常を検出する。電源線を通じて電流を流出するる主電源分配ボックスに設けられた制御手段１０７ａ，３０１ａが、異常検出手段による異常の検出に応じて、電源線を通じての電流の流出をオンオフする電源線開閉手段を開制御する。
【００１５】
よって、軽微の損傷によってもデッドショート、断続ショート、リークが生じた場合には異常と判断でき、この異常の検出に応じて電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃが電源線を通じての主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間の電源供給を確実に遮断することができる。
【００１６】
本発明により成された請求項２に記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項１に記載の車両用電源供給装置において、前記電源線と別個に前記主電源分配ボックス及び前記従電源分配ボックス間に配索され前記主電源分配ボックスから電流を流出する補助電源線Ｌ１２，Ｌ２５，Ｌ２６と、前記主電源分配ボックスに設けられ、前記補助電源線を通じての電流の流出をオンオフする補助電源線開閉手段１０１ｂ，４０２ｂ，６０２ｂとを備え、前記制御手段が、前記異常検出手段による異常の検出に応じて前記補助電源線開閉手段を閉制御し、バッテリからの電源を前記主電源分配ボックス、前記補助電源線及び従電源分配ボックスを経由して負荷に分配することを特徴としている。
【００１７】
上記構成において、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた制御手段１０７ａ，３０１ａが、異常検出手段による異常の検出に応じて、補助電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた補助電源線開閉手段１０１ｂ，４０２ｂ，６０２ｂを閉制御し、バッテリからの電源を前記主電源分配ボックス、前記補助電源線及び従電源分配ボックスを経由して負荷に分配するので、異常検出によって電源線を切り離しても、このことによって、電源線によって電源供給されていた負荷に補助電源線を通じて電源供給できるようになる。
【００１８】
上記課題を達成するため本発明により成された請求項３に記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項１又は２に記載の車両用電源供給装置において、前記主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間を相互接続し、前記主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインＬ１３，Ｌ３０を更に備え、前記異常検出手段が前記電源線を通じて電流を流出する前記主電源分配ボックスに設けられ、前記流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報を、前記電源線を通じて電流が流入する前記従電源分配ボックスから前記多重通信ラインを介して入力することを特徴としている。
【００１９】
上記構成において、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた異常検出手段が、流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報を、主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間を相互接続し主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインＬ１３，Ｌ３０を介して電源線を通じて電流が流入する従電源分配ボックスから入力する。
【００２０】
上記課題を達成するため本発明により成された請求項４に記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項２に記載の車両用電源供給装置において、前記主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間を相互接続し、前記主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインＬ１３，Ｌ３０を更に備え、前記異常検出手段が前記電源線を通じて電流が流入する前記従電源分配ボックスに設けられ、前記流出電流検知手段により検知した流出電流の大きさを示す情報を、前記電源線を通じて電流を流出する前記主電源分配ボックスから前記多重通信ラインを介して入力し、かつ、前記電源線の異常の検出に応じて前記電源線開閉手段を開させるとともに前記補助電源線開閉手段を閉させる制御を前記制御手段に行わせる情報を、前記電源線を通じて電流を流出する前記主電源分配ボックスに対して前記多重通信ラインを介して出力する。
【００２１】
上記構成において、電源線を通じて電流が流入する従電源分配ボックスに設けられた異常検出手段が、流出電流検知手段により検知した流出電流の大きさを示す情報を、主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間を相互接続し主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインＬ１３，Ｌ３０を介して入力し、かつ、電源線の異常の検出に応じて電源線開閉手段を開させるとともに補助電源線開閉手段を閉させる制御を制御手段に行わせる情報を、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに対して多重通信ラインを介して出力する。
【００２２】
上記課題を達成するため本発明により成された請求項５に記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項２に記載の車両用電源供給装置において、前記主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間を相互接続し、前記主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインＬ１３，Ｌ３０と、前記従電源分配ボックスを介して電源供給を受けるとともに前記多重通信ラインを介して前記主電源分配ボックス及び前記従電源分配ボックスに接続され、前記主電源分配ボックス及び前記従電源分配ボックスとの間でデータの授受を行う第３の電源供給ボックス３０とを更に備え、前記異常検出手段が、前記第３の電源供給ボックスに設けられ、前記流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報と前記流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報とを前記多重通信ラインを介して入力し、かつ、前記電源線の異常の検出に応じて前記電源線開閉手段を開させるとともに前記補助電源線開閉手段を閉させる制御を前記制御手段に行わせる情報を前記多重通信ラインを介して出力することを特徴としている。
【００２３】
上記構成において、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックス及び電源線を通じて電流が流入する従電源分配ボックス以外の第３の電源供給ボックスに設けられた異常検出手段が、流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報と流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報とを、主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインＬ１３，Ｌ３０を介して入力し、かつ、電源線の異常の検出に応じて電源線開閉手段を開させるとともに補助電源線開閉手段を閉させる制御を制御手段に行わせる情報を多重通信ラインを介して出力する。
【００２４】
上記課題を達成するため本発明により成された請求項６に記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項２記載の車両用電源供給装置において、車両の走行を検出する走行検出手段２１と、該走行検出手段が車両の走行を検出していないとき前記バッテリの電圧を監視する動作を開始し、バッテリ電圧が所定値以下に低下したことを検出する電圧低下検出手段１０７ｃとを備え、前記電圧低下検出手段が前記バッテリの電圧の所定値以下への低下を検出したとき、前記電源線開閉手段及び前記補助電源線開閉手段をともに開させる制御を前記制御手段に行わせることを特徴としている。
【００２５】
上記構成において、車両の走行を検出する走行検出手段２１が車両の走行を検出していないとき、電圧低下検出手段１０７ａがバッテリの電圧を監視する動作を開始し、バッテリ電圧が所定値以下に低下したことを検出すると、電源線開閉手段及び補助電源線開閉手段をともに開させる制御を制御手段に行わせる。
【００２６】
上記課題を達成するため本発明により成された請求項７に記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項１〜６の何れかに記載の車両用電源供給装置において、前記異常検出手段によって検出した前記電源線の異常を記録する記録手段３０２ｄをさらに備えることを特徴としている。
【００２７】
上記構成において、記録手段３０２ｄが、異常検出手段によって検出した電源線の異常を記録する。
【００２８】
上記課題を達成するため本発明により成された請求項８に記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項２〜７の何れかに記載の車両用電源供給装置において、前記電源線開閉手段及び前記補助電源線開閉手段が、リレーコイルと直列に逆流阻止用ダイオードを有するリレーによって形成されていることを特徴としている。
【００２９】
上記構成において、電源線開閉手段及び補助電源線開閉手段を形成するリレーが、リレーコイルと直列に逆流阻止用ダイオードを有するので、バッテリが逆接続されたときには、電源線開閉手段及び補助電源線開閉手段が閉することがない。
【００３０】
上記課題を達成するため本発明により成された請求項９に記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項１〜８の何れかに記載の車両用電源供給装置において、前記流出電流検知手段１０５ａ及び前記流入電流検知手段２０５ａが、予め定めたサンプリング周期で電流の大きさを検知し、前記制御手段１０７ａ，３０１ａは、前記異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂが異常を検出したとき、前記流出電流検知手段１０５ａ及び前記流入電流検知手段２０５ａがそれぞれ検知した前記流出電流及び前記流入電流の差電流と前記サンプリング周期とに基づいてジュール積分量を求める演算手段１０７ｄ，３０１ｄを有し、該演算手段１０７ｄ，３０１ｄによって求めた前記ジュール積分量が、前記電源線に固有の発煙特性によって決定されるジュール積分値に安全率を乗じた所定値になったとき、前記電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃを開制御することを特徴としている。
【００３１】
上記構成において、異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂが異常を検出したとき、流出電流検知手段１０５ａ及び流入電流検知手段２０５ａがそれぞれ検知した流出電流及び流入電流の差電流と、流出電流検知手段１０５ａ及び流入電流検知手段２０５ａが電流の大きさ検知する予め定めたサンプリング周期とに基づいて制御手段の有する演算手段１０７ｄ，３０１ｄがジュール積分量を求め、このジュール積分量が、電源線に固有の発煙特性によって決定されるジュール積分値に安全率を乗じた所定値になったとき、制御手段１０７ａ，３０１ａが電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃを開制御する。
よって、電源線被覆の損傷によりリークが生じ異常と判断されても、直ちに、電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃによって電源線を通じての電源分配ボックス間の電源供給を遮断することなく、流出電流及び流入電流の差電流の大きさなどによって求められるショート状態が電源線に固有の発煙特性と安全率とで決定される所定の状態になったときに初めて、電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃが電源線を通じての主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間の電源供給を確実に遮断するので、電源線の発煙の危険性のないときにむやみに電源供給を遮断することを防ぐことができる。
【００３２】
上記課題を達成するため本発明により成された請求項１０に記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項１〜８の何れかに記載の車両用電源供給装置において、前記流出電流検知手段１０５ａ及び前記流入電流検知手段２０５ａが、予め定めたサンプリング周期で電流の大きさを検知し、前記制御手段１０７ａ，３０１ａは、前記異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂが異常を検出したとき、前記流出電流検知手段１０５ａ及び前記流入電流検知手段２０５ａがそれぞれ検知した前記流出電流及び前記流入電流の差電流と前記サンプリング周期とに基づいてジュール積分量を求める演算手段１０７ｄ，３０１ｄを有し、該演算手段１０７ｄ，３０１ｄによって求めた前記ジュール積分量が、前記電源線に固有の発煙特性によって決定されるジュール積分値に断続ショートによる着火のし易さを考慮した値と安全率とを乗じた所定値になったとき、前記電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃを開制御することを特徴としている。
【００３３】
上記構成において、異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂが異常を検出したとき、流出電流検知手段１０５ａ及び流入電流検知手段２０５ａがそれぞれ検知した流出電流及び流入電流の差電流と、流出電流検知手段１０５ａ及び流入電流検知手段２０５ａが電流の大きさ検知する予め定めたサンプリング周期とに基づいて制御手段の有する演算手段１０７ｄ，３０１ｄがジュール積分量を求め、このジュール積分量が、電源線に固有の発煙特性と断続ショートによる着火のし易さとを考慮して決定されるジュール積分値に安全率を乗じた所定値になったとき、制御手段１０７ａ，３０１ａが電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃを開制御ので、電源線を通じての電源供給を供給側で遮断することができる。
よって、電源線被覆の損傷によりリークが生じ異常と判断されても、直ちに、電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃによって電源線を通じての主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間の電源供給を遮断することなく、流出電流及び流入電流の差電流の大きさなどによって求められるショート状態が電源線に断続ショート状態での電源線に固有の発煙特性と安全率とで決定される所定の状態になったときに初めて、電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃが電源線を通じての主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間の電源供給を確実に遮断するので、比較的発煙しやすい断続ショートが発生している場合にも、発煙前に電源供給を確実に遮断することができる。
【００３４】
上記課題を達成するため本発明により成された請求項１１に記載の車両用電源供給装置における異常検出装置は、図１の基本構成図に示すように、電源線Ｌ１１，Ｌ２１〜Ｌ２４によって相互に接続された少なくとも２つの電源分配ボックス１０〜８０を有し、バッテリ１からの電源を前記主電源分配ボックス、前記電源線及び従電源分配ボックスを経由して負荷に分配する車両用電源供給装置における異常検出装置において、前記電源線を通じて電流を流出する前記主電源分配ボックスに設けられ、前記電源線を通じて流出する電流の大きさを検知する流出電流検知手段１０５ａと、前記電源線を通じて電流が流入する前記従電源分配ボックスに設けられ、前記電源線を通じて流入する電流の大きさを検知する流入電流検知手段２０５ａと、前記流出電流検知手段により検知した流出電流の大きさと前記流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさとを比較し、前記流入電流が前記流出電流よりも小さいとき、前記電源線の異常を検出する異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂとを備えることを特徴としている。
【００３５】
上記構成において、電源線Ｌ１１，Ｌ２１〜Ｌ２４を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた流出電流検知手段１０５ａが電源線を通じて流出する電流の大きさを検知し、電源線を通じて電流を流入する従電源分配ボックスに設けられた流入電流検知手段２０５ａが電源線を通じて流入する電流の大きさを検知する。異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂが、流出電流検知手段により検知した流出電流の大きさと流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさとを比較し、流入電流が流出電流よりも小さいとき、電源線の異常を検出する。
【００３６】
よって、軽微の損傷によって小さなリークしか生じていない場合にも、リーク異常が生じていると判断できるようになり、この早めの確実な異常検出によって、その後の対処も確実に行えるようになる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２は本発明による車両用電源供給装置の原理的な一実施の形態を示す回路構成図である。
【００３８】
図２において、車両用電源供給装置は、車両の離れた部位に設けられた２つの電源分配ボックス１０及び２０を有する。電源分配ボックス１０はエンジンルーム内のバッテリ１近傍に配された主電源分配ボックスであり、電源分配ボックス２０は例えば運転席の近傍に配された従電源分配ボックスである。図には単純化のため、２つの電源分配ボックスしか示していないが、実際には車両の他の箇所に電源分配ボックス２０と同様の従電源分配ボックスが配される。
【００３９】
主電源分配ボックス１０は、バッテリ１との間のバッテリ電源線Ｌが最短となるようにできるだけバッテリ１近傍に配され、場合によってはバッテリ１上方に載置されてバッテリ電源線をなくすることが望ましい。主電源分配ボックス１０内に引き込まれたバッテリ電源線は２つに分岐され、その一方は電源線開閉手段としての回路制御リレー１０１ａを介し、他方は補助電源線開閉手段としての回路制御リレー１０１ｂを介して主電源分配ボックス１０から主電源線Ｌ１１及び補助電源線Ｌ１２としてそれぞれ導出されている。回路制御リレー１０１ａ及び１０１ｂの相互接続点からは制御入力を有するスイッチ手段としてのスイッチング素子１０３を介して図示しない負荷に電源を供給するようになっている。
【００４０】
なお、スイッチング素子１０３としては、スイッチングトランジスタの他に、自己保護機能付きのインテリジェントパワースイッチ素子（ＩＰＳ）などが適用され、ＩＰＳを使用した場合には、負荷電源線に例えばショートなどによって過剰電流が流れたことに応じてスイッチング素子が自身でオフして電源供給を遮断することができるので有効である。
【００４１】
主電源分配ボックス１０はまた、主電源線Ｌ１１及び補助電源線Ｌ１２を通じて主電源分配ボックス１０から流れ出る電流の大きさを検知する流出電流検知手段としての電流センサ１０５ａ及び１０５ｂを有する。電流センサ１０５ａ，１０５ｂとしては、電源線に電流が流れることによって発生する電流値に応じた大きさの磁束を検知することによって、その電源線に流れる電流の大きさに応じた電圧の検知信号を出力するように、例えばリングコアの磁路中にホール素子のような磁気感応素子を設けた構成のものが使用される。
【００４２】
主電源分配ボックス１０はさらに、例えば、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部と予め定められたプログラムに従って動作する中央処理ユニット（ＣＰＵ）とからなるマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）によって構成された演算制御部１０７と、後述する従電源分配ボックス２０の送受信部との間で多重通信ラインとしての後述する信号伝達線を介して信号、データの授受を行う送受信部１０９とを有する。
【００４３】
この演算制御部１０７は、電流センサ１０５ａ及び１０５ｂの出力が接続されるとともにバッテリ１の端子が接続されていて、図示しないＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換した電流センサ１０５ａ及び１０５からの電流検知信号とバッテリ電圧とを入力し、この入力した電流検知信号に基づいて電流値を積算する演算を行い、流れた電流による電力値を求める。演算制御部１０７はまた、回路制御リレー１０１ａ及び１０１ｂのリレーコイルが接続されるとともにスイッチング素子１０３の制御入力が接続されて、回路制御リレー１０１ａ及び１０１ｂとスイッチング素子１０３とをオン・オフ制御する。
【００４４】
演算制御部１０７は、上述した電流監視・演算機能、バッテリ電圧監視機能、リレー・スイッチ素子制御機能の他に、後述する従電源分配ボックス２０との間で信号、データの授受を行うよう送受信部１０９を制御する通信制御機能を有する。演算制御部１０７内のＲＡＭは、監視機能によって自身のボックスについて得られたデータと、送受信部１０９を通じて得られた他のボックスについてのデータとを格納する所定エリアを形成し、この所定エリアに格納したデータなどは演算制御部１０７での各種の処理に供される。
【００４５】
主電源分配ボックス１０からそれぞれ導出された主電源線Ｌ１１及び補助電源線Ｌ１２は、エンジンルーム内の異なるルートを通って配索されて従電源分配ボックス２０に接続され、バッテリ電源を供給するようになっている。
【００４６】
従電源分配ボックス２０内に引き込まれた主電線線Ｌ１１及び補助電源線Ｌ１２は、従電源分配ボックス２０内において、回路制御リレー２０１ａ及び２０１ｂを介して相互接続されている。回路制御リレー２０１ａ及び２０１ｂの相互接続点からは制御入力を有するトランジスタなどのスイッチ手段としてのスイッチング素子２０３を介して図示しない負荷に電源を供給するようになっている。
【００４７】
従電源分配ボックス２０はまた、主電源線Ｌ１１及び補助電源線Ｌ１２を通じて従電源分配ボックス２０に流れ入る電流の大きさを検知する流入電流検知手段としての電流センサ２０５ａ及び２０５ｂを有する。電流センサ２０５ａ，２０５ｂとしては、電流センサ１０５ａ，１０５ｂと同様のものが使用できる。
【００４８】
従電源分配ボックス２０はさらに、例えば、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部と予め定められたプログラムに従って動作する中央処理ユニット（ＣＰＵ）とからなるマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）によって構成された演算制御部２０７と、上述した主電源分配ボックス１０の送受信部１０９との間で多重通信ラインとしての後述する信号伝達線を介して信号、データの授受を行う送受信部２０９とを有する。
【００４９】
この演算制御部２０７は、電流センサ２０５ａ及び２０５ｂの出力が接続されていて、図示しないＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換した電流センサ２０５ａ及び２０５ｂからの電流検知信号を入力して監視する。演算制御部２０７はまた、図示しない走行センサ、図示しないドアキースイッチ、図示しない各種の負荷操作スイッチが接続されて、これらからの走行信号、ドア信号、操作信号をそれぞれ入力し、車両が走行状態にあるかどうか、ドアキーがオンされたかどうか、負荷のオンオフ操作があったかどうかなどを監視する。演算制御部２０７はさらに、回路制御リレー２０１ａ及び２０１ｂのリレーコイルが接続されるとともにスイッチング素子２０３の制御入力が接続されていて、回路制御リレー２０１ａ及び２０１ｂとスイッチング素子２０３とをオン・オフ制御する。
【００５０】
演算制御部２０７は、上述したセンサ信号、スイッチ操作信号などの各種の入力信号を入力して監視する入力監視機能、電流監視・演算機能、リレー・スイッチ素子制御機能の他に、上述した主電源分配ボックス１０との間で信号、データの授受を行うよう送受信部２０９を制御する通信制御機能を有する。演算制御部２０７内のＲＡＭは、監視機能によって自身のボックスについて得られたデータと、送受信部２０９を通じて得られた他のボックスについてのデータとを格納する所定エリアを形成しており、この所定エリアに格納されたデータは演算制御部２０７での各種の処理に供される。
【００５１】
上述した主電源分配ボックス１０の送受信部１０９と従電源分配ボックス２０の送受信部２０９とは、主電源分配ボックス１０と従電源分配ボックス２０との間に配索された多重通信ラインとしての信号伝達線Ｌ１３によって相互接続され、この信号伝達線Ｌ１３を通じて時分割方式により予め定めたフォーマットで各種の信号やデータを送受信するようになっている。
【００５２】
以上の構成において、従電源分配ボックス２０の演算制御部２０７は、解錠操作によって図示しないドアキースイッチがオンすることによって発生する信号を入力すると動作を開始し、演算制御部２０７に接続された各種の負荷操作スイッチの状態を取り込み、この取り込んだドアキーオン信号、負荷操作信号などをＲＡＭの所定のエリアに格納するとともにこれらの信号を含むデータを生成し、この生成したデータを所定のタイミングで送受信部２０９に信号伝達線Ｌ１３を介して主電源分配ボックス１０に対して送出させる。主電源分配ボックス１０の演算制御部１０７は送受信部１０９を介して信号伝達線Ｌ１３を監視していて、従電源分配ボックス２０の送受信部２０９が信号伝達線Ｌ１３にデータを送出すると、それに応じて起動して信号伝達線Ｌ１３を介して伝達されてくるデータを所定のタイミングで送受信部１０９に受信させ、これをＲＡＭ中の所定エリアにそれ以前のデータに代えて格納する。
【００５３】
上述のように起動した演算制御部１０７は、バッテリ電源を従電源分配ボックス２０に供給するルートを決定し、この決定したルートにより、主電源分配ボックス１０内の回路制御リレー１０１ａ及び１０１ｂと従電源分配ボックス２０内の回路制御リレー２０１ａ及び２０１ｂとのなかからオン制御すべき回路制御リレーを決定し、このオン制御すべき回路制御リレーに関するデータをＲＡＭの所定エリアに格納するとともにこのデータを含むデータを生成し、この生成したデータを所定のタイミングで送受信部１０９から信号伝達線Ｌ１３を介して従電源分配ボックス２０に対して送出させる。従電源分配ボックス２０の演算制御部２０７は主電源分配ボックス１０の送受信部１０９が信号伝達線Ｌ１３を介して送出したデータを所定のタイミングで送受信部２０９に受信させ、これをＲＡＭ中の所定エリアにそれ以前のデータに代えて格納する。
【００５４】
上述のように演算制御部１０７及び２０７内のＲＡＭの所定エリアにはルート決定によりオン制御すべき回路制御リレーに関するデータを含むデータが格納され、これに応じて演算制御部１０７が回路制御リレー１０１ａ又は１０１ｂの一方を、演算制御部２０７が回路制御リレー２０１ａ又は２０１ｂの一方をそれぞれオン制御して、ＲＡＭに格納されたデータに基づいて決定されたルートに当たる電源線を通じて主電源分配ボックス１０から従電源分配ボックス２０に電源を供給させる。いま、例えば電源線Ｌ１１を通じて電源供給するルートが決定されているときには、演算制御部１０７及び２０７によって回路制御リレー１０１ａ、２０１ａがそれぞれオン制御される。
【００５５】
回路制御リレーがオン制御されて電源線Ｌ１１を通じて電源供給されるようになったら、演算制御部１０７及び２０７は一定のサンプリング周期ｔc で電流センサ１０５ａ及び２０５ａからの電流検知信号をそれぞれサンプリングしデジタル信号に変換して電流検出値Ｉ1 及びＩ2 としてそれぞれ入力するとともに、この入力した電流検出値Ｉ1 及びＩ2 を自身のデータとして各々のＲＡＭの所定エリアに格納する。
【００５６】
なお、従電源分配ボックス２０において、演算制御部２０７内のＲＡＭの所定エリアに格納された電流検出値Ｉ2 についは、演算制御部２０７の制御のもとで、所定のタイミングで周期的に送受信部２０９から信号伝達線Ｌ１３に送出されるデータに含まれるようになる。信号伝達線Ｌ１３に送出された電流検出値Ｉ2を含むデータは、主電源分配ボックス１０の送受信部１０９によって受信され、演算制御部１０７内のＲＡＭの所定エリアに他方の電源分配ボックスのデータとして格納される。
【００５７】
以上により、主電源分配ボックス１０の演算制御部１０７内のＲＡＭの所定エリアには、自身の電流センサにより検知した電流検出値Ｉ1 と、従電源分配ボックス２０の電流センサにより検知した電流検出値Ｉ2 とが格納されるようになる。演算制御部１０７は、このＲＡＭの所定エリアに格納した電流検出値Ｉ1 と電流検出値Ｉ2 との差Ｉg を計算し、この計算の結果得られるＩg が０であるか否かによって、電源線の正常、異常を判断する。正常と判断したときには、上述した電流検知信号からの電流検出値の取得動作を繰り返し、正常、異常の判断を繰り返す。
【００５８】
異常と判断したとき、すなわち、図示のように、電源線Ｌ１１の途中のＸ印で示す箇所に絶縁損傷が生じ、しかもこの損傷箇所が車体に接触してリーク電流Ｉg が流れ０でないときには、デッドショートや断続ショートなどのショート処理とルート変更処理を行う。ショート処理においてデットショートを簡略的に処理する場合、簡単な方法としては以下のものが考えられる。すなわち、異常と判断した後にサンプリングによって電流検出値が得られる毎に、Ｉg の自乗にサンプリング周期ｔc を乗じた単位時間毎のリーク電力ΔＩg2ｔc を計算し、この計算したリーク電力ΔＩg2ｔc を積算して、積算リーク電力ΣΔＩg2ｔc を計算する。そして、この積算リーク電力ΣΔＩg2ｔc が、例えば、電源線Ｌ１１が発煙する最小電力値の７０％（安全率）以上になったかどうかを判断する。この判断により、積算リーク電力が電源線Ｌ１１の発煙最小電力値の７０％以上になっていないときには、７０％以上となるまで上述のリーク電力ΔＩg2ｔc の積算を繰り返す。７０％以上となったときには、それ以上の電力線Ｌ１１を通じての電源供給が危険であるとして、ルートを変更する。なお、断続ショートの場合には、火花が発生し、着火し易いので、より低い積算値でルート変更を行うようにする。
【００５９】
厳密にショート処理を行う場合には以下の方法が考えられる。一般に、電線の発煙特性を示すと、図３に示すように、電流の大きさに応じて変化する発煙に至る時間の関係によって表される。この発煙特性曲線の漸近線を描くと、点線のようになり、横軸との交点の値を最小発煙電流Ｉc と呼び、これは電線から発生するジュール熱と熱放散とが平衡した状態で発煙する最小の電流値を示す。一方、極めて短時間に溶断するような電流の領域では、発生するジュール熱に比べ熱放散が少ないため、発生する熱はほとんど電線の温度上昇のみに費やされ、各電線サイズ毎の固有の値であるジュール積分Ｉ2ｔが一定値に達すると、電線の温度が電線被覆の融点に達し発煙するため、ほぼＩ2ｔ(min)=Ｋに沿っている。よって、電線の発煙特性は２つの値Ｉc ，Ｉ2ｔによって表される。
【００６０】
ショートのときのリーク電流Ｉg =（Ｉ1 −Ｉ2 ）の波形が図４に示すように表される場合、このショートポイントに流入するエネルギーは以下のようにして求められる。すなわち、ショート電流Ｉg のサンプリング周期をΔｔs とし、相前後する任意時点ｎ，ｎ＋１のサンプリング値をＩn ，Ｉn+1 とすると、図中斜線を付した区間でのジュール積分は次式(1)のように表される。
【００６１】
【数式１】
【００６２】
そして、区間０≦ｔ≦ｎ・Δｔsにおけるジュール積分は次式(2)のように表される。
【００６３】
【数式２】
【００６４】
そして、デッドショートの場合、電線の発煙特性から求められる図５に曲線ａで示すＩ2ｔ−ｔ特性と、曲線ｂで示すデッドショート波形のジュール積分量とを比較し、流入エネルギーを表すデッドショート波形のジュール積分量が電線の発煙ジュール積分量に安全率、例えば0.７を乗じたもの以上になったとき、すなわち、図５においてジュール積分量を示す曲線ｂが、図中Ｉ2ｔ(min)の線ｃから７０％下方の線ｄと交差する時点ｔｃで、電源供給が危険状態になったとして電源線を切り離し、ルートを変更する。
【００６５】
一方、断続ショートは、例えば車体と断続的に接離し、そのたびに火花が生じる点がデッドショートと異なるが、この火花が電線の絶縁被覆を炭化し、この炭化物に通電して微少発光や絶縁被覆の液状化、ガス化が生じ、このガスに引火して電線が着火する。この断続ショート電流通電時の電線着火特性は図６に曲線ｅで示すように、曲線ａで示す電線の発煙特性のＩ2ｔよりも小さなジュール積分量となっており、断続ショート時は、デッドショート時よりも少ないエネルギーでも着火するという現象が見られる。
【００６６】
そこで、断続ショートの場合、電線の発煙特性から求められる図６に曲線ａで示すＩ2ｔ−ｔ特性と、曲線ｆで示す断続ショート波形のジュール積分量とを比較し、流入エネルギーを表す断続ショート波形のジュール積分量が電線の発煙ジュール積分量に係数、例えば0.４を乗じた上、更に安全率、例えば0.７を乗じたもの以上になったとき、すなわち、図６においてジュール積分量を示す曲線ｆが、図中Ｉ2ｔ(min)に0.４を乗じた線ｇから７０％下方の線ｈと交差する時点ｔｃで、電源供給が危険状態になったとして電源線を切り離し、ルートを変更する。
【００６７】
上記ルート変更によりオン制御すべき回路制御リレーに関するデータを含むデータが自身のＲＡＭの所定エリアに格納するとともにこのデータを含むデータを生成し、この生成したデータを所定のタイミングで送受信部１０９から信号伝達線Ｌ１３を介して従電源分配ボックス２０に対して送出させる。従電源分配ボックス２０の演算制御部２０７は主電源分配ボックス１０の送受信部１０９が信号伝達線Ｌ１３を介して送出したデータを所定のタイミングで送受信部１０９に受信させ、これをＲＡＭ中の所定エリアにそれ以前のデータに代えて格納する。
【００６８】
上述のように演算制御部１０７及び２０７内のＲＡＭの所定エリアにはルート変更によりオン制御すべき回路制御リレーに関するデータを含むデータが格納され、この所定エリアに格納されたデータにより演算制御部１０７が回路制御リレー１０１ｂを、演算制御部２０７が回路制御リレー２０１ｂをそれぞれオン制御して、ＲＡＭに格納されたデータに基づいて変更されたルートに当たる補助電源線Ｌ１２を通じて主電源分配ボックス１０から従電源分配ボックス２０に電源を供給させる。
【００６９】
なお、上述の動作の過程において、従電源分配ボックス２０において走行信号を監視し、この信号によって駐車中であると判断したときには、主電源分配ボックス１０においてバッテリ電圧を監視し、この電圧が所定値以下に低下したことを検出したとき、この情報に基づいて主電源分配ボックス１０と従電源分配ボックス２０において、全ての回路制御リレーをオフさせて動作を停止し、バッテリ１のそれ以上の電力消費をなくする。
【００７０】
上述した一実施の形態では、装置の説明を簡単にするため、電源分配ボックスが電流流出側の主と電流流入側の従の２つの場合について説明し、かつ電源供給ルートの決定や変更を主電源分配ボックス１０の演算制御制御部１０７において行うようにしているが、これは従電源分配ボックス２０の演算制御部２０７に行わせたり、あるいは、これらの電源分配ボックスとは別個に設けた第３のボックス内の演算制御部に行わせるようにしてもよい。
【００７１】
以上概略説明した動作の詳細を、主電源分配ボックス１０の演算制御部１０７を構成しているμＣＯＭのＣＰＵがプログラムに従って行う処理を示す図７のフローチャートを参照して以下説明する。
【００７２】
主電源分配ボックスのＣＰＵは、従電源分配ボックス２０のＣＰＵがドアキースイッチのオンによって動作を開始し、データ送信を行うことによって動作を開始する。そして、その最初のステップＳ１において初期設定を行う。続いてステップＳ２に進んでＲＡＭのワークエリアに形成したタイマｔc をスタートさせてからステップＳ３に進み、ここで従電源分配ボックス２０から受信したデータにより、走行センサからの走行信号が有るか否かを判定する。車両が駐車・停車中でステップＳ３の判定がＮ０のときにはステップＳ４に進んでバッテリ電圧が所定値以上であるか否かを判定し、この判定がＹＥＳで所定値以上であるときにはステップＳ５に進む。なお、車両が走行中で走行信号があり、ステップＳ３の判定がＹＥＳのときにはステップＳ４を飛ばしてステップＳ５に進む。
【００７３】
ステップＳ５においては、ＣＰＵに接続されている各種状態を読み込み、この読み込んだものをＲＡＭの所定エリアに記憶させてからステップＳ６に進む。ステップＳ６においては、ステップＳ５において記憶したデータと後述する従電源分配ボックス２０から受信したデータとに基づいて電源を供給するルートを決定してからステップＳ７に進む。ステップＳ７においては、ステップＳ６で決定したルートを通じて電源供給する際にオンすべき回路制御リレーを決定し、この決定したリレーに関するデータをＲＡＭの所定エリアに格納するとともに、この格納したデータに基づいて自身の回路制御リレーをオン作動する。なお、このデータを受信した従電源分配ボックスにおいても、このデータに基づいて回路制御リレーをオンさせる。
【００７４】
その後ステップＳ８に進み、ここで電源供給ルートに関係する電流センサ１０５ａ、１０５ｂからの流出電流についての電流検知信号をＡ／Ｄ変換して読み込み、この読み込んだ電流検出値をＲＡＭの所定エリアに記憶させる。なお、従電源分配ボックスにおいても同様な動作が行われ、流入電流についての電流検知信号によって電流検出値が得られ、これが従電源分配ボックス２０から受信したデータに含まれている。続いてステップＳ９に進み、ここで主電源分配ボックス１０から流出した電流の電流検出値と従電源分配ボックス２０に流入した電流の電流検出値との差を計算する。
【００７５】
次にステップＳ１０に進み、ここで上記ステップＳ９において計算して求めた差が０であるかどうかによって異常判定を行う。差が０であって判定がＹＥＳのときには上述したステップＳ２に戻って上述の処理を繰り返す。
【００７６】
上記ステップＳ１０の判定がＮ０で差が０でないときには異常があると判断してステップＳ１２に進んで詳細には後述するデットショート処理を行ってからステップＳ１３に進み、ここで上記ステップＳ２においてスタートしたタイマｔcが１ｍ秒以上になるのを待つ。タイマｔc のスタートから１ｍ秒が経過してステップＳ１３の判定がＹＥＳになると、ステップＳ１４に進んでタイマｔc を０にし、次のステップＳ１５において異常内容を図示しない表示器に表示させるための情報を出力してから上記ステップＳ２に戻って上述の処理を繰り返す。
【００７７】
なお、上記ステップＳ４の判定がＮ０でバッテリ電圧が所定値以上でなくなったときには、ステップＳ１６に進んで全ての回路制御リレーをオフさせる。このために、主電源分配ボックス１０の演算制御不１０７では、全ての回路制御リレーをオフさせるべきデータをＲＡＭの所定エリアに格納するとともに、この格納したデータに基づいて自身の回路制御リレーをオフさせ、このデータを送受信部１０９から信号伝達線ｌ１３を介して従電源分配ボックス２０の演算制御部２０７に対して送信して受信させ従電源分配ボックスにおいても、このデータに基づいて回路制御リレーをオフさせる。
【００７８】
上記ステップＳ１２のデッドショート処理では、詳細には、図８のフローチャートに示すような処理が行われる。すなわち、最初のステップＳ１２ａにおいてショート位置の確認を行う。この確認は今現在の電源供給ルートに当たる電源線を検出することによって行う。図２の実施の形態では電源分配ボックスが２つでしかも電源供給ルートが２つしかないので、単純である。しかし、実際には、従電源分配ボックスが複数あって従電源分配ボックス間にも複数ルートの電源線が存在することになるので、流出電流と流入電流とが一致していない電源線を検出することによって確認する。
【００７９】
ステップＳ１２ａにおいてショート位置の確認ができたらステップＳ１２ｂに進んで流出電流と流入電流との差Ｉg と電流センサによる電流検知信号のサンプリング周期ｔc とによってΔＩg2・ｔc を計算する。そしてステップＳ１２ｃに進んでステップＳ１２ｂにおいて計算したΔＩg2・ｔc の積算、すなわち、Σ（ΔＩg2・ｔc ）を計算する。このステップＳ１２ｃにおいて計算したΣ（ΔＩg2・ｔc ）は、電源線においてリークした積算電力を表している。その後ステップＳ１２ｄに進んで上記ステップＳ１２ｃにおいて計算したΣ（ΔＩg2・ｔc ）が、上記ステップＳ１２ａのショート位置の確認によって分かったショートの生じている電源線の最小電力値であるＩ2・ｔの７０％以上になったか否かを判定する。
【００８０】
上記ステップＳ１２ｄの判定がＮ０のとき、すなわち、Σ（ΔＩg2・ｔc ）が電源線の最小電力値Ｉ2・ｔの７０％未満のときには図７のフローチャートに戻り、上述の処理を繰り返す。そして、ステップＳ１２ｄの判定がＹＥＳのとき、すなわち、Σ（ΔＩg2・ｔc ）が電源線の最小電力値Ｉ2・ｔの７０％以上になると、ステップＳ１２ｅに進んで電源供給ルートの変更を行う。
【００８１】
上記ステップＳ１２ｅでの電源供給ルートの変更では、変更したルートを通じて電源供給する際にオンすべき回路制御リレーを決定し、この決定したリレーに関するデータをＲＡＭの所定エリアに格納するとともに、この格納したデータに基づいて自身の回路制御リレーをオン作動するとともに、このデータを信号伝達線ｌ１３を介して従電源分配ボックスに送信し、これを受信した従電源分配ボックスにおいても、このデータに基づいて回路制御リレーをオンさせる。
【００８２】
その後ステップＳ１２ｆに進んで上記ステップＳ１２ａにおいて確認したショート位置を図示しない表示器に表示させるための情報を出力し、続いてステップＳ１２ｇに進んで上記ステップＳ１２ｃにおいて計算したΣ（ΔＩg2・ｔc ）を０にし、更にその後ステップＳ１２ｈに進んでショート異常情報を図示しない着脱自在の記録媒体に記録してから図７のフローチャートに戻る。
【００８３】
図７及び図８のフローチャートでは、デッドショート処理のみを行うようになっているが、これに代えて断続ショート処理を行うようにしてもよいし、デッドショート処理に加えて断続ショート処理を行うようにすると共に、リーク電流の状況に応じてショート処理を選択するようにしてもよい。この場合、断続ショートは例えば１０Hzの周波数に相当する周期で断続するので、この周期相当の間隔毎にリーク電流Ｉgが０になるので、このような事象が生じているときには、断続ショート処理を行うようにすればよい。
【００８４】
なお、断続ショート処理の場合には、断続が周期が長くかつ不規則に発生し、リーク電流Ｉg が０である時間がある程度長くなるようなときには、十分な熱放散が行われ温度上昇が進まないので、電力値を単純に積算するだけでなく、リーク電流Ｉg が０の期間減算したり、或いは積算値そのものをリセットするようにした方がよい。
【００８５】
また、厳密なショート処理を行うようにする場合には、ステップＳ１２ｂにおける計算処理を上記式(1)により、ステップＳ１２ｃにおける計算処理を上記(2)によりそれぞれ行うようにすればよい。
【００８６】
図７及び図８のフローチャートを処理を行っている過程で、所定の時間間隔で図９（ａ）に示すような送信タイマ割込処理が開始し、その最初のステップＳ２１において演算制御部内のＲＡＭの所定エリアに格納されているデータに基づいて送信データを生成し、この生成した送信データを次のステップＳ２２において送受信部１０９から信号伝達線Ｌ１３を介して送出して送信タイマ割込処理を終了して元のフローチャートに戻る。また、図７及び図８のフローチャートを処理を行っている過程で、図９（ｂ）に示すような受信割込処理が開始し、その最初のステップＳ３１において信号伝達線Ｌ１３に伝送されてくる他の電源分配ボックスからのデータを受信し、この受信したデータを次のステップＳ３２において演算制御部内のＲＡＭの所定エリアに格納してから受信割込処理を終了して元のフローチャートに戻る。
【００８７】
以上要するに、主電源分配ボックス１０と従電源分配ボックス２０とを結ぶ主電源線Ｌ１１に主電源分配ボックス１０から流れ出した流出電流Ｉ1 と従電源分配ボックス２０に流れ込んだ流入電流Ｉ2 の値を電流センサ１０５ａ及び２０５ａで読み取り、従電源分配ボックス２０で読み取った電流値は演算制御部２０７及び信号伝達線Ｌ１３を介して主電源分配ボックス１０の演算制御部１０７に集められ、ここで流出電流Ｉ1と流入電流Ｉ2 とに差があるかを計算する。差Ｉg が０でなければ、電源線Ｌ１１と車体との間でデッドショート、断続ショート、リーク状態の異常があると判断し、異常状態にある電源線Ｌ１１に電流が流れないように、回路制御リレー１０１ａ及び２０１ａに対してオフ信号を出力するとともに、回路制御リレー１０１ｂ及び２０１ｂに対してオン信号を出力して主電源分配ボックス１０と従電源分配ボックス２０との間を別ルートの補助電源線Ｌ１２によって結び、この補助電源線Ｌ１２を通じて電源供給する。
【００８８】
なお、図７〜図９のフローチャートは主電源分配ボックス１０の演算制御部１０７内のＣＰＵのものとして説明したが、従電源分配ボックス２０の演算制御部内のＣＰＵについては、図８の送信タイマ割込処理及び受信割込処理の他に、図６のフローチャート中の主電源分配ボックスに特有の処理を除き、代わりに従電源分配ボックス２０に特有の処理を付加した処理を行うようになっている。
【００８９】
また、この補助電源線Ｌ１２に主電源分配ボックス１０から流れ出した流出電流Ｉ11と従電源分配ボックス２０に流れ込んだ流入電流Ｉ22の値を電流センサ１０５ｂ及び２０５ｂで読み取り、従電源分配ボックス２０で読み取った電流値は演算制御部２０７及び信号伝達線Ｌ１３を介して主電源分配ボックス１０の演算制御部１０７に集められ、ここで流出電流Ｉ11と流入電流Ｉ22とに差があるかを計算する。差Ｉg が０でなければ、電源線Ｌ１２と車体との間でショート、断続ショート、リーク状態にある異常と判断し、異常状態にある電源線Ｌ１２に電流が流れないように、回路制御リレー１０１ｂ及び２０１ｂに対してオフ信号を出力する。
【００９０】
なお、図２の実施の形態の場合、従電源分配ボックス２０内の回路制御リレー２０１ａ及び２０１ｂは電流の逆流を防止するために設けたものであるので、ダイオードに置き換えてもよい。
【００９１】
以上原理的な実施の形態を説明したが、実際に車両に搭載した場合の実施の形態を図１０を参照して説明する。本実施の形態では、車両には１つの中央管理ボックス３０と５つの電源分配ボックス４０〜８０とが配置されている。中央管理ボックス３０はダッシュボード内に、５つの電源分配ボックスうちの４０はエンジンルーム内のバッテリ１近傍に、５０は同じくエンジンルーム内の４０とは反対側の部位に、６０及び７０は運転席と助手席の側部のカウルサイド部分に、そして８０はトランクルーム内にそれぞれ配置されている。
【００９２】
電源分配ボックス４０及び６０間には電源線Ｌ２１と信号伝達線Ｌ３１が、電源分配ボックス６０及び７０間には電源線Ｌ２２と信号伝達線Ｌ３２が、電源分配ボックス７０及び５０間には電源線Ｌ２３と信号伝達線Ｌ３３が、電源分配ボックス７０及び８０間には電源線Ｌ２４と信号伝達線３４が、電源分配ボックス４０及び５０間には電源線Ｌ２５と信号伝達線Ｌ３５が、電源分配ボックス６０及び８０間には電源線Ｌ２６と信号伝達線Ｌ３６が、そして電源分配ボックス６０及び中央管理ボックス３０間には電源線Ｌ２７と信号伝達線Ｌ３７がそれぞれ配索されている。上記信号伝達線Ｌ３１〜Ｌ３７は１本の多重通信ラインを形成している。
【００９３】
中央管理ボックス３０は上記多重通信ラインに接続されたマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）からなる演算制御部３０１と、この演算接続部３０１のための動作電源を供給する電源線Ｌ２７を介して充電可能なバックアップ電池３０２とを有し、この演算制御部３０１にはイグニッションスイッチ（ＩＧＮ ＳＷ）及びコンビネーションスイッチ（ＣＯＮＢＩ ＳＷ）３０２ａと、表示器３０２ｂと、インパネスイッチ（ＩＭＰＡＮＥ ＳＷ）３０２ｃと、異常情報記録装置３０２ｄとが接続されている。
【００９４】
演算制御部３０１を構成するマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）は、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部と予め定められたプログラムに従って動作する中央処理ユニット（ＣＰＵ）とからなり、ＩＧＮ ＳＷ及びＣＯＮＢＩ ＳＷ３０２ａとＩＭＰＡＮＥ ＳＷ３０２ｃからの各種のスイッチ信号を入力するとともに、表示器３０２ｂに対して表示情報を出力して表示させ、異常情報記録装置３０２ｄに対して異常情報を出力して記録させる他、電源供給ルートの決定や変更のための処理を行う。演算制御部３０１はまた、入力した各種のスイッチ信号を他の電源分配ボックスの演算制御部に対して伝送するとともに、電源供給ルートの決定や変更のためのデータを収集するため、信号伝達線（多重伝送線）Ｌ３７、電源分配ボックス６０などを介して他の電源分配ボックスと接続されている。
【００９５】
電源分配ボックス４０は、オルタネータＡＬＴによって充電されるバッテリ１との間のバッテリ電源線Ｌが最短となるようにできるだけバッテリ１の近傍に配され、場合によってはバッテリ１の上方に載置されてバッテリ電源線をなくすることが望ましい。電源分配ボックス４０は、上記多重伝送ラインに接続されたマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）からなる演算制御部４０１と、４つの回路制御リレー４０２ａ〜４０２ｄと、制御入力に印加される制御信号によってオンされて負荷への電力供給をオンするスイッチング素子４０３とを有する。なお、各回路制御リレーのリレーコイルと直列に接続されたダイオードＤはバッテリ１が逆接続された際に演算制御部４０１を保護するためのものである。
【００９６】
回路制御リレー４０２ａ及び４０２ｂは一方の端子が相互接続されており、演算制御部４０１の制御のもとでオンオフされ、バッテリを電源線Ｌ２１及びＬ２５に選択的に接続する。回路制御リレー４０２ｃは、中央管理ボックスに接続されたスタータスイッチをオンしたときに演算制御部４０１の制御のもとでオンされ、バッテリをスタータモータ４０４に接続する。回路制御リレー４０２ｄは、中央管理ボックスに接続されたイグニッションスイッチをオンしたときに演算制御部４０１の制御のもとでオンされ、バッテリを図示しない負荷に接続する。
【００９７】
電源分配ボックス６０は、上記多重伝送ラインに接続されたマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）からなる演算制御部６０１と、３つの回路制御リレー６０２ａ〜６０２ｃと、制御入力に印加される制御信号によってオンオフされて負荷への電力供給をオンオフするスイッチング素子６０３とを有する。演算制御部６０１を構成するマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）は、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部と予め定められたプログラムに従って動作する中央処理ユニット（ＣＰＵ）とからなる。３つの回路制御リレー６０２ａ〜６０２ｃは一方の端子が相互接続されており、演算制御部６０１の制御のもとでオンされ、電源線Ｌ２１，Ｌ２６及びＬ２２を相互に選択的に接続する。なお、スイッチング素子６０３は演算制御部６０１の制御のもとでオンされ、３つの回路制御リレー６０２ａ〜６０２ｃの相互接続点を電源線Ｌ２７を介して中央管理ボックス３０の充電可能なバックアップ電池３０２に充電電圧を印加する。
【００９８】
電源分配ボックス７０は、上記多重伝送ラインに接続されたマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）からなる演算制御部７０１と、４つの回路制御リレー７０２ａ〜７０２ｄと、制御入力に印加される制御信号によってオンオフされて図示しない負荷への電力供給をオンオフするスイッチング素子７０３とを有する。演算制御部７０１を構成するマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）は、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部と予め定められたプログラムに従って動作する中央処理ユニット（ＣＰＵ）とからなる。４つの回路制御リレー７０２ａ〜７０２ｄは一方の端子が相互接続されており、演算制御部６０１の制御のもとでオンオフされ、電源線Ｌ２２，Ｌ２３及びＬ２４並びにパワーウインドウスイッチモジュール（Ｐ／Ｗ ＳＷ ＭＯＤＵＬＥ）９０を相互に選択的に接続する。なお、スイッチング素子７０３は演算制御部７０１の制御のもとでオンされ、４つの回路制御リレー７０２ａ〜７０２ｄの相互接続点に図示しない負荷を接続する。
【００９９】
電源分配ボックス５０は、上記多重伝送ラインに接続されたマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）からなる演算制御部５０１と、２つの回路制御リレー５０２ａ〜５０２ｂと、制御入力に印加される制御信号によってオンオフされて図示しない負荷への電力供給をオンオフするスイッチング素子５０３とを有する。演算制御部５０１を構成するマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）は、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部と予め定められたプログラムに従って動作する中央処理ユニット（ＣＰＵ）とからなる。２つの回路制御リレー５０２ａ〜５０２ｂは一方の端子が相互接続されており、演算制御部５０１の制御のもとでオンオフされ、電源線Ｌ２３及びＬ２５を相互に選択的に接続する。なお、スイッチング素子５０３は演算制御部５０１の制御のもとでオンされ、２つの回路制御リレー５０２ａ及び５０２ｂの相互接続点に図示しない負荷を接続する。
【０１００】
電源分配ボックス８０は、上記多重伝送ラインに接続されたマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）からなる演算制御部８０１と、２つの回路制御リレー８０２ａ〜８０２ｂと、制御入力に印加される制御信号によってオンオフされて図示しない負荷への電力供給をオンオフするスイッチング素子８０３とを有する。演算制御部８０１を構成するマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）は、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部と予め定められたプログラムに従って動作する中央処理ユニット（ＣＰＵ）とからなる。２つの回路制御リレー８０２ａ〜８０２ｂは一方の端子が相互接続されており、演算制御部８０１の制御のもとでオンオフされ、電源線Ｌ２４及びＬ２６を相互に選択的に接続する。なお、スイッチング素子８０３は演算制御部８０１の制御のもとでオンされ、２つの回路制御リレー８０２ａ及び８０２ｂの相互接続点に図示しない負荷を接続する。
【０１０１】
以上の構成において、図示しないドアキースイッチがオンすることによって発生するドアキーオン信号を入力すると中央管理ボックス３０の演算制御部３０１が動作を開始し、初期設定において各電源分配ボックスを通じて電源を供給するルートを決定し、この決定したルートを通じて電源供給するためにオンする必要のある回路制御リレーを示すデータと各種の負荷操作スイッチなどについて取り込んだ状態とをＲＡＭの所定エリアに格納するとともに、この格納したデータを含むデータを生成し、この生成したデータを所定のタイミングで信号伝達線Ｌ３７を介して多重伝送ラインに送出する。
【０１０２】
電源分配ボックス４０〜８０の演算制御部４０１〜８０１は、多重伝送ラインに送出されたデータをそれぞれ受信して各々のＲＡＭ内の所定エリアにそれ以前のデータに代えて格納する。以後、中央管理ボックス３０及び電源分配ボックス４０〜８０の演算制御部は、所定の送信タイミングで多重伝送ラインに自身に係わる状態を示すデータを順次送出し、各ボックスの演算制御部が他のボックスの状態を示すデータを順次受信し、この受信したデータを各々のＲＡＭ内の所定エリアにそれ以前のデータに代えて格納することによって、各ボックスが他のボックスの状態を知ることができる。
【０１０３】
各電源分配ボックス４０〜８０の演算制御部４０１〜８０１は、中央管理ボックス３０の演算制御部３０１において決定したルートで電源供給するように回路制御リレーを選択的にオンするので、このオンした回路制御リレーを通じて電流が流出及び流入する。この流出電流と流入電流とは図示しない電流センサによって検知され、その大きさに応じた電流検知信号を発生するので、演算制御部４０１〜８０１は、所定のサンプリング周期で読み取りその検出電流値を上記データの一部として送出する。よって、中央管理ボックス３０の演算制御部３０１は全ての電源分配ボックス４０〜８０を通じて流れる流出電流と流入電流の大きさを把握することができる。
【０１０４】
いま、初期設定された電源供給ルートが、バッテリ１から電源分配ボックス４０、電源線Ｌ２１、電源分配ボックス６０、電源線Ｌ２２、電源分配ボックス７０に至り、ここから電源線Ｌ２３を通じて電源分配ボックス５０と電源線Ｌ２４を通じて電源分配ボックス８０とに至るものであるときには、電源分配ボックス４０の回路制御リレー４０２ａ、電源分配ボックス６０の回路制御リレー６０２ａ及び６０２ｃ、電源分配ボックス７０の回路制御リレー７０２ａ〜７０２ｃ、電源分配ボックス５０の回路制御リレー５０２ａ及び電源分配ボックス８０の回路制御リレー８０２ａがオンされる。
【０１０５】
初期設定によって決定されたルートが上述のようなものであるときには、電源線Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３及びＬ２４を通じで電流が流れるが、電源線Ｌ２１については、電源分配ボックス４０の流出電流と電源分配ボックス６０の流入電流との差を求めてこの差が０であるかどうかを判断することによって、異常の有無を診断することができる。そして、電源線Ｌ２２については電源分配ボックス６０の流出電流と電源分配ボックス７０の流入電流との差、電源線Ｌ２３については電源分配ボックス７０の流出電流と電源分配ボックス５０の流入電流との差、電源線Ｌ２４については電源分配ボックス７０の流出電流と電源分配ボックス８０の流入電流との差を求めてこの差が０であるかどうかを判断することによって、異常の有無をそれぞれ診断することができる。
【０１０６】
上記診断の結果、例えば、電源線Ｌ２１に異常があったときには、電源線Ｌ２１を切り離して供給ルートを変更する。変更後の供給ルートは、バッテリ１から電源分配ボックス４０、電源線Ｌ２５、電源分配ボックス５０、電源線Ｌ２３、電源分配ボックス７０に至り、ここから電源線Ｌ２２を通じて電源分配ボックス６０と電源線Ｌ２４を通じて電源分配ボックス８０とに至るものとなり、このときには、電源分配ボックス４０の回路制御リレー４０２ｂ、電源分配ボックス５０の回路制御リレー５０２ｂ及び５０２ａ、電源分配ボックス７０の回路制御リレー７０２ａ〜７０２ｃ、電源分配ボックス６０の回路制御リレー５０２ｃ及び電源分配ボックス８０の回路制御リレー８０２ａがオンされる。
【０１０７】
また、電源線Ｌ２４に異常があったときには、初期設定における供給ルートを一部変更し、電源分配ボックス７０から電源分配ボックス８０に電源線Ｌ２４を通じて電源供給する代わりに、電源分配ボックス６０から電源線Ｌ２６を通じて電源分配ボックス８０に電源供給するようにする。この他に、電源線Ｌ２２やＬ２３に異常が生じることも考えられるが、このような場合にも、供給ルートを一部分変更することによって、異常な電源線を切り離して正常な電源供給を行うことができる。
【０１０８】
上述のような多くの電源分配ボックスを使用した場合には、異常の生じている電源線を特定してその位置を表示器３０２ｂに表示することによって、異常発見後の対応が迅速に行うことができるようになり便利である。また、表示する異常の内容としては、リーク、ショート或いは断続ショートの他に断線も含めることができる。なお、リーク、ショート或いは断続ショートについては、差の大きさとその時間的変化を検知することにより、断線については、回路制御リレーをオンしていても流出電流及び流入電流のいずれも０であることを検知することによりそれぞれ診断することができる。
【０１０９】
図１０の実施の形態では、決定されるルートによって１つの電源分配ボックスが電流を流出したり、流入したりするようになるが、或る供給ルートをとっている状態において、隣接する電源分配ボックス間の電源線を通じて電流を流出している側を主電源分配ボックスとして、電流が流入している側を従電源分配ボックスとしてそれぞれとらえることができ、主側は従側に比べてバッテリに近い上流側に位置する電源分配ボックスとなっている。
【０１１０】
以上の説明から明らかなように、演算制御部１０７及び３０１のＣＰＵは、電源線開閉手段としての回路制御リレー、補助電源線開閉手段としての回路制御リレーを開閉制御する制御手段１０７ａ，３０１ａと、電流センサ１０５ａにより検知した流出電流の大きさと電流センサ２０５ａにより検知した流入電流の大きさとを比較し、流入電流が流出電流よりも小さいとき、電源線の異常を検出する異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂ、異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂが異常を検出したとき、流出電流検知手段１０５ａ及び流入電流検知手段２０５ａがそれぞれ検知した流出電流及び流入電流の差電流とサンプリング周期とに基づいてジュール積分量を求める演算手段１０７ｄ，３０１ｄとしてそれぞれ働き、演算制御部１０７のＣＰＵについてはさらに、走行センサが車両の走行を検出していないときバッテリの電圧を監視する動作を開始し、バッテリ電圧が所定値以下に低下したことを検出する電圧低下検出手段１０７ｃとして働いている。
【０１１１】
なお、上述の実施の形態では、異常検出手段を、電源線を通じて電流を流出する電源分配ボックス１０に設けた場合と、電源線を通じて電流を流出する電源分配ボックス２０及電源線を通じて電流が流入する電源分配ボックス２０以外の第３の電源供給ボックス３０に設けた場合とについて説明したが、電源線を通じて電流が流入する電源分配ボックス２０に設けるようにしてもよい。この場合には、電流センサにより検知した流出電流の大きさを示す情報を、電源線を通じて電流を流出する電源分配ボックス１０から多重通信ラインＬ１３を介して入力し、かつ、電源線の異常の検出に応じて電源線開閉手段としての回路制御リレー１０１ａを開させるとともに補助電源線開閉手段としての回路制御リレー１０１ｂを閉させる制御を制御手段に行わせる情報を、電源線を通じて電流を流出する電源分配ボックス１０に対して多重通信ラインＬ１３を介して出力するようにしてもよい。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた流出電流検知手段で検知した電源線を通じて流出する電流の大きさと、電源線を通じて電流を流入する従電源分配ボックスに設けられた流入電流検知手段で検知した電源線を通じて流入する電流の大きさとを、異常検出手段が比較して流入電流が流出電流よりも小さいとき電源線の異常を検出し、これに応じて、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた制御手段が電源線を通じての電流の流出をオンオフする電源線開閉手段を開制御するので、軽微の損傷によってもショート、断続ショート、リークが生じた場合には異常と判断でき、この異常の検出に応じて電源線開閉手段が電源線を通じての主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間の電源供給を確実に遮断することができ、放置したときに発生する不具合を未然に防ぐことができる。
【０１１３】
請求項２に記載の本発明によれば、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた制御手段が、異常検出手段による異常の検出に応じて、補助電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた補助電源線開閉手段を閉制御し、バッテリからの電源を主電源分配ボックス、補助電源線及び従電源分配ボックスを経由して負荷に分配するので、異常検出によって電源線を切り離しても、このことによって、電源線によって電源供給されていた負荷に補助電源線を通じて電源供給できるようになり、動作を必要とする負荷を確実に動かすことができる。
【０１１４】
請求項３に記載の本発明によれば、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた異常検出手段が、流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報を、主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間を相互接続し主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインを介して電源線を通じて電流が流入する従電源分配ボックスから入力するので、電源線の異常検出及び電源線の切り離し及び補助電源線の接続のための制御を１本の多重通ラインで行うことができる。
【０１１５】
請求項４に記載の本発明によれば、電源線を通じて電流が流入する従電源分配ボックスに設けられた異常検出手段が、流出電流検知手段により検知した流出電流の大きさを示す情報を、主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間を相互接続し主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインを介して入力し、かつ、電源線の異常の検出に応じて電源線開閉手段を開させるとともに補助電源線開閉手段を閉させる制御を制御手段に行わせる情報を、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに対して多重通信ラインを介して出力するので、電源線の異常検出及び電源線の切り離し及び補助電源線の接続のための制御を１本の多重通ラインで行うことができる。
【０１１６】
請求項５に記載の本発明によれば、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックス及び電源線を通じて電流が流入する従電源分配ボックス以外の第３の電源供給ボックスに設けられた異常検出手段が、流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報と流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報とを、主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインを介して入力し、かつ、電源線の異常の検出に応じて電源線開閉手段を開させるとともに補助電源線開閉手段を閉させる制御を制御手段に行わせる情報を多重通信ラインを介して出力するので、電源線の異常検出及び電源線の切り離し及び補助電源線の接続のための制御を１本の多重通ラインで行うことができ、しかも電源線の異常検出を任意の場所に自由に選べ、制御性の良いものが得られる。
【０１１７】
請求項６に記載の本発明によれば、車両の走行を検出する走行検出手段が車両の走行を検出していないとき、電圧低下検出手段がバッテリの電圧を監視する動作を開始し、バッテリ電圧が所定値以下に低下したことを検出すると、電源線開閉手段及び補助電源線開閉手段をともに開させる制御を制御手段に行わせるので、バッテリ電源が低下して車両を動かせなくなるような事態が発生するまで、必要な電源供給を行って異常検出動作を行わせることができ、しかもバッテリ電源が必要以上に低下して負荷や車両を作動不能に陥ることを未然に防ぐことができる。
【０１１８】
請求項７に記載の本発明によれば、記録手段が異常検出手段によって検出した電源線の異常を記録するので、故障が生じたときにその原因を解析したり、定期点検時に電源線の異常を知る上で有効である。
【０１１９】
請求項８に記載の本発明によれば、電源線開閉手段及び補助電源線開閉手段を形成するリレーが、リレーコイルと直列に逆流阻止用ダイオードを有するので、バッテリが逆接続されたときには、電源線開閉手段及び補助電源線開閉手段が閉して電源線を介して逆電圧を他の電源分配ボックスに供給することがなく、逆接続保護用の対策を他のボックスに行う必要がなく、経済的である。
【０１２０】
請求項９に記載の本発明によれば、流出電流及び流入電流の差電流の大きさと予め定めたサンプリング周期とに基づいて演算手段により求めたジュール積分量が、電源線に固有の発煙特性によって決定されるジュール積分値に安全率を乗じた所定値になったとき、電源線開閉手段を開制御するので、電源線被覆の損傷によりリークが生じ異常と判断されても、直ちに、電源線を通じての主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間の電源供給を遮断することなく、流出電流及び流入電流の差電流の大きさなどによって求められるショート状態が電源線に固有の発煙特性と安全率とで決定される所定の状態になったときに初めて、電源線を通じての主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間の電源供給を確実に遮断でき、電源線の発煙の危険性のないときにむやみに電源供給を遮断することを防ぎ、しかも危険性のあるときには確実に遮断することができる。
【０１２１】
請求項１０に記載の本発明によれば、流出電流及び流入電流の差電流と大きさと予め定めたサンプリング周期とに基づいて演算手段により求めたジュール積分量が、電源線に固有の発煙特性と断続ショートによる着火のし易さとを考慮して決定されるジュール積分値に安全率を乗じた所定値になったとき、電源線開閉手段を開制御するので、電源線を通じての電源供給を供給側で遮断することができ、電源線被覆の損傷によりリークが生じ異常と判断されても、直ちに、電源線開閉手段によって電源線を通じての主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間の電源供給を遮断することなく、リークの大きさなどによって求められるリーク状態が電源線に断続ショート状態での電源線に固有の発煙特性と安全率とで決定される所定の状態になったときに初めて、電源線を通じての主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間の電源供給を確実に遮断でき、比較的発煙しやすい断続ショートが発生している場合にも、発煙前に電源供給を確実に遮断することができる。
【０１２２】
請求項１１に記載の本発明によれば、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた流出電流検知手段が検知した電源線を通じて流出する電流の大きさと、電源線を通じて電流を流入する従電源分配ボックスに設けられた流入電流検知手段が検知した電源線を通じて流入する電流の大きさを、異常検出手段が比較して流入電流が流出電流よりも小さいとき、電源線の異常を検出するので、軽微の損傷によって小さなリークしか生じていない場合にも、リーク異常が生じていると判断できるようになり、この早めの確実な異常検出によって、異常時に電源供給を遮断する装置に適用したとき、装置がその後に行う遮断動作を確実に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用電源供給装置の基本構成を示す図である。
【図２】本発明による車両用電源供給装置の一実施の形態を示す図である。
【図３】電線の発煙特性を示すグラフである。
【図４】時間と共に変化するショートポイントに流入するエネルギーを示すグラフである。
【図５】デッドショートの場合の電線の発煙特性に基づくジュール積分量を示すグラフである。
【図６】断続ショートの場合の電線の発煙特性に基づくジュール積分量を示すグラフである。
【図７】図２中の演算制御部のＣＰＵが行う処理を示すメインフローチャートである。
【図８】図３中の一部処理の詳細を示すフローチャートである。
【図９】図２中の演算制御部のＣＰＵが行う割込処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明による車両用電源供給装置の他の実施の形態を示す図である。
【図１１】従来の装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ バッテリ
Ｌ１１，Ｌ２１〜Ｌ２４ バッテリ電源線
Ｌ１２，Ｌ２５，Ｌ２６ 補助電源線
Ｌ１３，Ｌ３０ 多重通信ライン
１０〜８０ 電源分配ボックス
１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃ
電源線開閉手段
１０１ｂ，４０２ｂ，６０２ｂ 補助電源線開閉手段
１０７ａ，３０１ａ 制御手段
１０５ａ 流出電流検知手段
２０５ａ 流入電流検知手段
１０７ｂ，３０１ｂ 異常検出手段
１０７ｄ，３０１ｄ 演算手段
２１ 走行検出手段
１０７ｃ 電圧低下検出手段
３０２ｄ 記録手段
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用電源供給装置及び該装置における異常検出装置に係り、特に、車載のバッテリから車両の各部に設けられている負荷に電源を供給する車両用電源供給装置及び該装置に適した異常検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用電源供給装置では、一般に図１１に示すように、車体のエンジンルーム内に設けられたバッテリ１から出る電力は、バッテリ１の近傍に設けられた図示しないフューズボックスに収容されたフュージブルリンク（ＦＬ）２、及びエンジンルーム内に配索されたバッテリ電源線Ｌ１を介して運転席のイグニッションキースイッチ（ＩＧＮ ＫＥＹ ＳＷ）３に至り、このイグニッションキースイッチ３の各ポジションに応じて運転席のカウルサイド内側に配された図示しないフューズボックス内のフューズ（Ｆ）４ａ〜４ｃ及び電源線Ｌ１ａ〜Ｌ１ｃを介して車両内の各部に設けられている各負荷に供給されると共に、バッテリ１の近傍に設けられた図示しないフューズボックスに収容されたフューズ（Ｆ）５及びバッテリ電源線Ｌ２を介して常時電源供給を必要とする例えば時計６などの負荷にも供給されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した車両用電源供給装置において、エンジンルーム内に配索したバッテリ電源線Ｌ１及びＬ２は車両の走行中に絶え間ない振動を受け、これらが車体の角部に接触していると、その絶縁被覆が損傷してその部分と車体との間にデッドショート、断続ショート、リークなどの電源線異常が生じるようになるが、これを正確に検出することができないという問題があった。
【０００４】
このような、デッドショート、断続ショート、リークが生じた場合、電流によるフュージブルリンク（ＦＬ）２やフューズ（Ｆ）５の発熱が少ないので、異常であってもフュージブルリンク（ＦＬ）２やフューズ（Ｆ）５の溶断によって回路遮断できない。このため、図中Ｘで示す箇所において電源線に絶縁被覆の損傷があると、この箇所の温度が上昇し、最終的には絶縁被覆が発煙するに至る可能性がある。
【０００５】
また、バッテリからイグニッションキースイッチ（ＩＧＮ ＫＥＹ ＳＷ）３に至るまでのバッテリ電源線Ｌ１や常に電圧印加されている必要のある負荷に電力を供給するバッテリ電源線Ｌ２が存在するため、走行中に限らず、駐車中においても上述のような問題が起こる可能性がある。
【０００６】
さらに、ショートやリークがあると、特に駐車中にこれが原因でバッテリが放電され、バッテリ上がりが発生して車両の始動すらできなくなることがある。
【０００７】
もし、上述のようなショートやリークの発生を何らかの方法によって検知してバッテリ電源線Ｌ１をバッテリ１との接続部分において遮断すれば、上述のようなバッテリ電源線の発煙という事態の発生を未然に防ぐことができる。しかし、バッテリ電源線を遮断すると、該電源線を通じて電源供給を受けていた負荷を動作させることができなくなり、その負荷が車両の走行系に係わるものである場合には、電源線の遮断と同時に車両を動かすことができなくなる。
【０００８】
よって本発明は、上述した従来の問題に鑑み、電源線の異常を確実に検知して異常な電源線を遮断するようにした車両用電源供給装置を提供することを主たる課題としている。
【０００９】
また本発明は、上述した従来の問題に鑑み、電源線の異常を確実に検知し、この検知した異常な電源線をその発煙が生じる前に確実に遮断するようにした車両用電源供給装置を提供することを他の課題としている。
【００１０】
本発明はまた、電源線の異常を確実に検知して異常な電源線を切り離しても、異常な電源線を通じて電源供給されていた負荷が動作不能に陥ることがないようにした車両用電源供給装置を提供することも課題としている。
【００１１】
本発明は、バッテリ電圧が規定電圧以下に低下するまで、電源線の異常を確実に検知し、バッテリ電圧が規定電圧以下に低下したとき、車両の走行を必要としないことを条件に全ての電源供給を遮断してバッテリ上がりを防止するようにした車両用電源供給装置を提供することを課題としている。
【００１２】
本発明はさらに、上述した従来の問題に鑑み、電源線の異常を確実に検知するようにした車両用電源供給装置に適した異常検出装置を提供することを主たる課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明により成された請求項１記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、車体の各所に近傍の負荷にバッテリ１からの電源を分配するため設けられるとともに電源線Ｌ１１，Ｌ２１〜Ｌ２４によって相互に接続され、前記電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックス１０〜８０及び前記電源線を通じて電流が流入する従電源分配ボックス１０〜８０を有し、バッテリからの電源を前記主電源分配ボックス、前記電源線及び前記従電源分配ボックスを経由して負荷に分配する車両用電源供給装置において、前記主電源分配ボックスに設けられ、前記電源線を通じての電流の流出をオンオフする電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃと、前記主電源分配ボックスに設けられ、前記電源線開閉手段を開閉制御する制御手段１０７ａ，３０１ａと、前記電源線を通じて電流を流出する前記主電源分配ボックスに設けられ、前記電源線を通じて流出する電流の大きさを検知する流出電流検知手段１０５ａと、前記従電源分配ボックスに設けられ、前記電源線を通じて流入する電流の大きさを検知する流入電流検知手段２０５ａと、前記流出電流検知手段により検知した流出電流の大きさと前記流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさとを比較し、前記流入電流が前記流出電流よりも小さいとき、前記電源線の異常を検出する異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂとを備え、前記制御手段が、前記異常検出手段による異常の検出に応じて前記電源線開閉手段を開制御することを特徴としている。
【００１４】
上記構成において、電源線Ｌ１１，Ｌ２１〜Ｌ２４を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた流出電流検知手段１０５ａが電源線を通じて流出する電流の大きさを検知し、電源線を通じて電流を流入する従電源分配ボックスに設けられた流入電流検知手段２０５ａが電源線を通じて流入する電流の大きさを検知する。異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂが、流出電流検知手段により検知した流出電流の大きさと流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさとを比較し、流入電流が流出電流よりも小さいとき、電源線の異常を検出する。電源線を通じて電流を流出するる主電源分配ボックスに設けられた制御手段１０７ａ，３０１ａが、異常検出手段による異常の検出に応じて、電源線を通じての電流の流出をオンオフする電源線開閉手段を開制御する。
【００１５】
よって、軽微の損傷によってもデッドショート、断続ショート、リークが生じた場合には異常と判断でき、この異常の検出に応じて電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃが電源線を通じての主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間の電源供給を確実に遮断することができる。
【００１６】
本発明により成された請求項２に記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項１に記載の車両用電源供給装置において、前記電源線と別個に前記主電源分配ボックス及び前記従電源分配ボックス間に配索され前記主電源分配ボックスから電流を流出する補助電源線Ｌ１２，Ｌ２５，Ｌ２６と、前記主電源分配ボックスに設けられ、前記補助電源線を通じての電流の流出をオンオフする補助電源線開閉手段１０１ｂ，４０２ｂ，６０２ｂとを備え、前記制御手段が、前記異常検出手段による異常の検出に応じて前記補助電源線開閉手段を閉制御し、バッテリからの電源を前記主電源分配ボックス、前記補助電源線及び従電源分配ボックスを経由して負荷に分配することを特徴としている。
【００１７】
上記構成において、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた制御手段１０７ａ，３０１ａが、異常検出手段による異常の検出に応じて、補助電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた補助電源線開閉手段１０１ｂ，４０２ｂ，６０２ｂを閉制御し、バッテリからの電源を前記主電源分配ボックス、前記補助電源線及び従電源分配ボックスを経由して負荷に分配するので、異常検出によって電源線を切り離しても、このことによって、電源線によって電源供給されていた負荷に補助電源線を通じて電源供給できるようになる。
【００１８】
上記課題を達成するため本発明により成された請求項３に記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項１又は２に記載の車両用電源供給装置において、前記主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間を相互接続し、前記主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインＬ１３，Ｌ３０を更に備え、前記異常検出手段が前記電源線を通じて電流を流出する前記主電源分配ボックスに設けられ、前記流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報を、前記電源線を通じて電流が流入する前記従電源分配ボックスから前記多重通信ラインを介して入力することを特徴としている。
【００１９】
上記構成において、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた異常検出手段が、流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報を、主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間を相互接続し主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインＬ１３，Ｌ３０を介して電源線を通じて電流が流入する従電源分配ボックスから入力する。
【００２０】
上記課題を達成するため本発明により成された請求項４に記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項２に記載の車両用電源供給装置において、前記主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間を相互接続し、前記主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインＬ１３，Ｌ３０を更に備え、前記異常検出手段が前記電源線を通じて電流が流入する前記従電源分配ボックスに設けられ、前記流出電流検知手段により検知した流出電流の大きさを示す情報を、前記電源線を通じて電流を流出する前記主電源分配ボックスから前記多重通信ラインを介して入力し、かつ、前記電源線の異常の検出に応じて前記電源線開閉手段を開させるとともに前記補助電源線開閉手段を閉させる制御を前記制御手段に行わせる情報を、前記電源線を通じて電流を流出する前記主電源分配ボックスに対して前記多重通信ラインを介して出力する。
【００２１】
上記構成において、電源線を通じて電流が流入する従電源分配ボックスに設けられた異常検出手段が、流出電流検知手段により検知した流出電流の大きさを示す情報を、主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間を相互接続し主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインＬ１３，Ｌ３０を介して入力し、かつ、電源線の異常の検出に応じて電源線開閉手段を開させるとともに補助電源線開閉手段を閉させる制御を制御手段に行わせる情報を、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに対して多重通信ラインを介して出力する。
【００２２】
上記課題を達成するため本発明により成された請求項５に記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項２に記載の車両用電源供給装置において、前記主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間を相互接続し、前記主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインＬ１３，Ｌ３０と、前記従電源分配ボックスを介して電源供給を受けるとともに前記多重通信ラインを介して前記主電源分配ボックス及び前記従電源分配ボックスに接続され、前記主電源分配ボックス及び前記従電源分配ボックスとの間でデータの授受を行う第３の電源供給ボックス３０とを更に備え、前記異常検出手段が、前記第３の電源供給ボックスに設けられ、前記流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報と前記流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報とを前記多重通信ラインを介して入力し、かつ、前記電源線の異常の検出に応じて前記電源線開閉手段を開させるとともに前記補助電源線開閉手段を閉させる制御を前記制御手段に行わせる情報を前記多重通信ラインを介して出力することを特徴としている。
【００２３】
上記構成において、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックス及び電源線を通じて電流が流入する従電源分配ボックス以外の第３の電源供給ボックスに設けられた異常検出手段が、流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報と流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報とを、主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインＬ１３，Ｌ３０を介して入力し、かつ、電源線の異常の検出に応じて電源線開閉手段を開させるとともに補助電源線開閉手段を閉させる制御を制御手段に行わせる情報を多重通信ラインを介して出力する。
【００２４】
上記課題を達成するため本発明により成された請求項６に記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項２記載の車両用電源供給装置において、車両の走行を検出する走行検出手段２１と、該走行検出手段が車両の走行を検出していないとき前記バッテリの電圧を監視する動作を開始し、バッテリ電圧が所定値以下に低下したことを検出する電圧低下検出手段１０７ｃとを備え、前記電圧低下検出手段が前記バッテリの電圧の所定値以下への低下を検出したとき、前記電源線開閉手段及び前記補助電源線開閉手段をともに開させる制御を前記制御手段に行わせることを特徴としている。
【００２５】
上記構成において、車両の走行を検出する走行検出手段２１が車両の走行を検出していないとき、電圧低下検出手段１０７ａがバッテリの電圧を監視する動作を開始し、バッテリ電圧が所定値以下に低下したことを検出すると、電源線開閉手段及び補助電源線開閉手段をともに開させる制御を制御手段に行わせる。
【００２６】
上記課題を達成するため本発明により成された請求項７に記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項１〜６の何れかに記載の車両用電源供給装置において、前記異常検出手段によって検出した前記電源線の異常を記録する記録手段３０２ｄをさらに備えることを特徴としている。
【００２７】
上記構成において、記録手段３０２ｄが、異常検出手段によって検出した電源線の異常を記録する。
【００２８】
上記課題を達成するため本発明により成された請求項８に記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項２〜７の何れかに記載の車両用電源供給装置において、前記電源線開閉手段及び前記補助電源線開閉手段が、リレーコイルと直列に逆流阻止用ダイオードを有するリレーによって形成されていることを特徴としている。
【００２９】
上記構成において、電源線開閉手段及び補助電源線開閉手段を形成するリレーが、リレーコイルと直列に逆流阻止用ダイオードを有するので、バッテリが逆接続されたときには、電源線開閉手段及び補助電源線開閉手段が閉することがない。
【００３０】
上記課題を達成するため本発明により成された請求項９に記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項１〜８の何れかに記載の車両用電源供給装置において、前記流出電流検知手段１０５ａ及び前記流入電流検知手段２０５ａが、予め定めたサンプリング周期で電流の大きさを検知し、前記制御手段１０７ａ，３０１ａは、前記異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂが異常を検出したとき、前記流出電流検知手段１０５ａ及び前記流入電流検知手段２０５ａがそれぞれ検知した前記流出電流及び前記流入電流の差電流と前記サンプリング周期とに基づいてジュール積分量を求める演算手段１０７ｄ，３０１ｄを有し、該演算手段１０７ｄ，３０１ｄによって求めた前記ジュール積分量が、前記電源線に固有の発煙特性によって決定されるジュール積分値に安全率を乗じた所定値になったとき、前記電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃを開制御することを特徴としている。
【００３１】
上記構成において、異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂが異常を検出したとき、流出電流検知手段１０５ａ及び流入電流検知手段２０５ａがそれぞれ検知した流出電流及び流入電流の差電流と、流出電流検知手段１０５ａ及び流入電流検知手段２０５ａが電流の大きさ検知する予め定めたサンプリング周期とに基づいて制御手段の有する演算手段１０７ｄ，３０１ｄがジュール積分量を求め、このジュール積分量が、電源線に固有の発煙特性によって決定されるジュール積分値に安全率を乗じた所定値になったとき、制御手段１０７ａ，３０１ａが電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃを開制御する。
よって、電源線被覆の損傷によりリークが生じ異常と判断されても、直ちに、電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃによって電源線を通じての電源分配ボックス間の電源供給を遮断することなく、流出電流及び流入電流の差電流の大きさなどによって求められるショート状態が電源線に固有の発煙特性と安全率とで決定される所定の状態になったときに初めて、電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃが電源線を通じての主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間の電源供給を確実に遮断するので、電源線の発煙の危険性のないときにむやみに電源供給を遮断することを防ぐことができる。
【００３２】
上記課題を達成するため本発明により成された請求項１０に記載の車両用電源供給装置は、図１の基本構成図に示すように、請求項１〜８の何れかに記載の車両用電源供給装置において、前記流出電流検知手段１０５ａ及び前記流入電流検知手段２０５ａが、予め定めたサンプリング周期で電流の大きさを検知し、前記制御手段１０７ａ，３０１ａは、前記異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂが異常を検出したとき、前記流出電流検知手段１０５ａ及び前記流入電流検知手段２０５ａがそれぞれ検知した前記流出電流及び前記流入電流の差電流と前記サンプリング周期とに基づいてジュール積分量を求める演算手段１０７ｄ，３０１ｄを有し、該演算手段１０７ｄ，３０１ｄによって求めた前記ジュール積分量が、前記電源線に固有の発煙特性によって決定されるジュール積分値に断続ショートによる着火のし易さを考慮した値と安全率とを乗じた所定値になったとき、前記電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃを開制御することを特徴としている。
【００３３】
上記構成において、異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂが異常を検出したとき、流出電流検知手段１０５ａ及び流入電流検知手段２０５ａがそれぞれ検知した流出電流及び流入電流の差電流と、流出電流検知手段１０５ａ及び流入電流検知手段２０５ａが電流の大きさ検知する予め定めたサンプリング周期とに基づいて制御手段の有する演算手段１０７ｄ，３０１ｄがジュール積分量を求め、このジュール積分量が、電源線に固有の発煙特性と断続ショートによる着火のし易さとを考慮して決定されるジュール積分値に安全率を乗じた所定値になったとき、制御手段１０７ａ，３０１ａが電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃを開制御ので、電源線を通じての電源供給を供給側で遮断することができる。
よって、電源線被覆の損傷によりリークが生じ異常と判断されても、直ちに、電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃによって電源線を通じての主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間の電源供給を遮断することなく、流出電流及び流入電流の差電流の大きさなどによって求められるショート状態が電源線に断続ショート状態での電源線に固有の発煙特性と安全率とで決定される所定の状態になったときに初めて、電源線開閉手段１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃが電源線を通じての主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間の電源供給を確実に遮断するので、比較的発煙しやすい断続ショートが発生している場合にも、発煙前に電源供給を確実に遮断することができる。
【００３４】
上記課題を達成するため本発明により成された請求項１１に記載の車両用電源供給装置における異常検出装置は、図１の基本構成図に示すように、電源線Ｌ１１，Ｌ２１〜Ｌ２４によって相互に接続された少なくとも２つの電源分配ボックス１０〜８０を有し、バッテリ１からの電源を前記主電源分配ボックス、前記電源線及び従電源分配ボックスを経由して負荷に分配する車両用電源供給装置における異常検出装置において、前記電源線を通じて電流を流出する前記主電源分配ボックスに設けられ、前記電源線を通じて流出する電流の大きさを検知する流出電流検知手段１０５ａと、前記電源線を通じて電流が流入する前記従電源分配ボックスに設けられ、前記電源線を通じて流入する電流の大きさを検知する流入電流検知手段２０５ａと、前記流出電流検知手段により検知した流出電流の大きさと前記流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさとを比較し、前記流入電流が前記流出電流よりも小さいとき、前記電源線の異常を検出する異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂとを備えることを特徴としている。
【００３５】
上記構成において、電源線Ｌ１１，Ｌ２１〜Ｌ２４を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた流出電流検知手段１０５ａが電源線を通じて流出する電流の大きさを検知し、電源線を通じて電流を流入する従電源分配ボックスに設けられた流入電流検知手段２０５ａが電源線を通じて流入する電流の大きさを検知する。異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂが、流出電流検知手段により検知した流出電流の大きさと流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさとを比較し、流入電流が流出電流よりも小さいとき、電源線の異常を検出する。
【００３６】
よって、軽微の損傷によって小さなリークしか生じていない場合にも、リーク異常が生じていると判断できるようになり、この早めの確実な異常検出によって、その後の対処も確実に行えるようになる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２は本発明による車両用電源供給装置の原理的な一実施の形態を示す回路構成図である。
【００３８】
図２において、車両用電源供給装置は、車両の離れた部位に設けられた２つの電源分配ボックス１０及び２０を有する。電源分配ボックス１０はエンジンルーム内のバッテリ１近傍に配された主電源分配ボックスであり、電源分配ボックス２０は例えば運転席の近傍に配された従電源分配ボックスである。図には単純化のため、２つの電源分配ボックスしか示していないが、実際には車両の他の箇所に電源分配ボックス２０と同様の従電源分配ボックスが配される。
【００３９】
主電源分配ボックス１０は、バッテリ１との間のバッテリ電源線Ｌが最短となるようにできるだけバッテリ１近傍に配され、場合によってはバッテリ１上方に載置されてバッテリ電源線をなくすることが望ましい。主電源分配ボックス１０内に引き込まれたバッテリ電源線は２つに分岐され、その一方は電源線開閉手段としての回路制御リレー１０１ａを介し、他方は補助電源線開閉手段としての回路制御リレー１０１ｂを介して主電源分配ボックス１０から主電源線Ｌ１１及び補助電源線Ｌ１２としてそれぞれ導出されている。回路制御リレー１０１ａ及び１０１ｂの相互接続点からは制御入力を有するスイッチ手段としてのスイッチング素子１０３を介して図示しない負荷に電源を供給するようになっている。
【００４０】
なお、スイッチング素子１０３としては、スイッチングトランジスタの他に、自己保護機能付きのインテリジェントパワースイッチ素子（ＩＰＳ）などが適用され、ＩＰＳを使用した場合には、負荷電源線に例えばショートなどによって過剰電流が流れたことに応じてスイッチング素子が自身でオフして電源供給を遮断することができるので有効である。
【００４１】
主電源分配ボックス１０はまた、主電源線Ｌ１１及び補助電源線Ｌ１２を通じて主電源分配ボックス１０から流れ出る電流の大きさを検知する流出電流検知手段としての電流センサ１０５ａ及び１０５ｂを有する。電流センサ１０５ａ，１０５ｂとしては、電源線に電流が流れることによって発生する電流値に応じた大きさの磁束を検知することによって、その電源線に流れる電流の大きさに応じた電圧の検知信号を出力するように、例えばリングコアの磁路中にホール素子のような磁気感応素子を設けた構成のものが使用される。
【００４２】
主電源分配ボックス１０はさらに、例えば、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部と予め定められたプログラムに従って動作する中央処理ユニット（ＣＰＵ）とからなるマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）によって構成された演算制御部１０７と、後述する従電源分配ボックス２０の送受信部との間で多重通信ラインとしての後述する信号伝達線を介して信号、データの授受を行う送受信部１０９とを有する。
【００４３】
この演算制御部１０７は、電流センサ１０５ａ及び１０５ｂの出力が接続されるとともにバッテリ１の端子が接続されていて、図示しないＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換した電流センサ１０５ａ及び１０５からの電流検知信号とバッテリ電圧とを入力し、この入力した電流検知信号に基づいて電流値を積算する演算を行い、流れた電流による電力値を求める。演算制御部１０７はまた、回路制御リレー１０１ａ及び１０１ｂのリレーコイルが接続されるとともにスイッチング素子１０３の制御入力が接続されて、回路制御リレー１０１ａ及び１０１ｂとスイッチング素子１０３とをオン・オフ制御する。
【００４４】
演算制御部１０７は、上述した電流監視・演算機能、バッテリ電圧監視機能、リレー・スイッチ素子制御機能の他に、後述する従電源分配ボックス２０との間で信号、データの授受を行うよう送受信部１０９を制御する通信制御機能を有する。演算制御部１０７内のＲＡＭは、監視機能によって自身のボックスについて得られたデータと、送受信部１０９を通じて得られた他のボックスについてのデータとを格納する所定エリアを形成し、この所定エリアに格納したデータなどは演算制御部１０７での各種の処理に供される。
【００４５】
主電源分配ボックス１０からそれぞれ導出された主電源線Ｌ１１及び補助電源線Ｌ１２は、エンジンルーム内の異なるルートを通って配索されて従電源分配ボックス２０に接続され、バッテリ電源を供給するようになっている。
【００４６】
従電源分配ボックス２０内に引き込まれた主電線線Ｌ１１及び補助電源線Ｌ１２は、従電源分配ボックス２０内において、回路制御リレー２０１ａ及び２０１ｂを介して相互接続されている。回路制御リレー２０１ａ及び２０１ｂの相互接続点からは制御入力を有するトランジスタなどのスイッチ手段としてのスイッチング素子２０３を介して図示しない負荷に電源を供給するようになっている。
【００４７】
従電源分配ボックス２０はまた、主電源線Ｌ１１及び補助電源線Ｌ１２を通じて従電源分配ボックス２０に流れ入る電流の大きさを検知する流入電流検知手段としての電流センサ２０５ａ及び２０５ｂを有する。電流センサ２０５ａ，２０５ｂとしては、電流センサ１０５ａ，１０５ｂと同様のものが使用できる。
【００４８】
従電源分配ボックス２０はさらに、例えば、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部と予め定められたプログラムに従って動作する中央処理ユニット（ＣＰＵ）とからなるマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）によって構成された演算制御部２０７と、上述した主電源分配ボックス１０の送受信部１０９との間で多重通信ラインとしての後述する信号伝達線を介して信号、データの授受を行う送受信部２０９とを有する。
【００４９】
この演算制御部２０７は、電流センサ２０５ａ及び２０５ｂの出力が接続されていて、図示しないＡ／Ｄ変換器によりデジタル信号に変換した電流センサ２０５ａ及び２０５ｂからの電流検知信号を入力して監視する。演算制御部２０７はまた、図示しない走行センサ、図示しないドアキースイッチ、図示しない各種の負荷操作スイッチが接続されて、これらからの走行信号、ドア信号、操作信号をそれぞれ入力し、車両が走行状態にあるかどうか、ドアキーがオンされたかどうか、負荷のオンオフ操作があったかどうかなどを監視する。演算制御部２０７はさらに、回路制御リレー２０１ａ及び２０１ｂのリレーコイルが接続されるとともにスイッチング素子２０３の制御入力が接続されていて、回路制御リレー２０１ａ及び２０１ｂとスイッチング素子２０３とをオン・オフ制御する。
【００５０】
演算制御部２０７は、上述したセンサ信号、スイッチ操作信号などの各種の入力信号を入力して監視する入力監視機能、電流監視・演算機能、リレー・スイッチ素子制御機能の他に、上述した主電源分配ボックス１０との間で信号、データの授受を行うよう送受信部２０９を制御する通信制御機能を有する。演算制御部２０７内のＲＡＭは、監視機能によって自身のボックスについて得られたデータと、送受信部２０９を通じて得られた他のボックスについてのデータとを格納する所定エリアを形成しており、この所定エリアに格納されたデータは演算制御部２０７での各種の処理に供される。
【００５１】
上述した主電源分配ボックス１０の送受信部１０９と従電源分配ボックス２０の送受信部２０９とは、主電源分配ボックス１０と従電源分配ボックス２０との間に配索された多重通信ラインとしての信号伝達線Ｌ１３によって相互接続され、この信号伝達線Ｌ１３を通じて時分割方式により予め定めたフォーマットで各種の信号やデータを送受信するようになっている。
【００５２】
以上の構成において、従電源分配ボックス２０の演算制御部２０７は、解錠操作によって図示しないドアキースイッチがオンすることによって発生する信号を入力すると動作を開始し、演算制御部２０７に接続された各種の負荷操作スイッチの状態を取り込み、この取り込んだドアキーオン信号、負荷操作信号などをＲＡＭの所定のエリアに格納するとともにこれらの信号を含むデータを生成し、この生成したデータを所定のタイミングで送受信部２０９に信号伝達線Ｌ１３を介して主電源分配ボックス１０に対して送出させる。主電源分配ボックス１０の演算制御部１０７は送受信部１０９を介して信号伝達線Ｌ１３を監視していて、従電源分配ボックス２０の送受信部２０９が信号伝達線Ｌ１３にデータを送出すると、それに応じて起動して信号伝達線Ｌ１３を介して伝達されてくるデータを所定のタイミングで送受信部１０９に受信させ、これをＲＡＭ中の所定エリアにそれ以前のデータに代えて格納する。
【００５３】
上述のように起動した演算制御部１０７は、バッテリ電源を従電源分配ボックス２０に供給するルートを決定し、この決定したルートにより、主電源分配ボックス１０内の回路制御リレー１０１ａ及び１０１ｂと従電源分配ボックス２０内の回路制御リレー２０１ａ及び２０１ｂとのなかからオン制御すべき回路制御リレーを決定し、このオン制御すべき回路制御リレーに関するデータをＲＡＭの所定エリアに格納するとともにこのデータを含むデータを生成し、この生成したデータを所定のタイミングで送受信部１０９から信号伝達線Ｌ１３を介して従電源分配ボックス２０に対して送出させる。従電源分配ボックス２０の演算制御部２０７は主電源分配ボックス１０の送受信部１０９が信号伝達線Ｌ１３を介して送出したデータを所定のタイミングで送受信部２０９に受信させ、これをＲＡＭ中の所定エリアにそれ以前のデータに代えて格納する。
【００５４】
上述のように演算制御部１０７及び２０７内のＲＡＭの所定エリアにはルート決定によりオン制御すべき回路制御リレーに関するデータを含むデータが格納され、これに応じて演算制御部１０７が回路制御リレー１０１ａ又は１０１ｂの一方を、演算制御部２０７が回路制御リレー２０１ａ又は２０１ｂの一方をそれぞれオン制御して、ＲＡＭに格納されたデータに基づいて決定されたルートに当たる電源線を通じて主電源分配ボックス１０から従電源分配ボックス２０に電源を供給させる。いま、例えば電源線Ｌ１１を通じて電源供給するルートが決定されているときには、演算制御部１０７及び２０７によって回路制御リレー１０１ａ、２０１ａがそれぞれオン制御される。
【００５５】
回路制御リレーがオン制御されて電源線Ｌ１１を通じて電源供給されるようになったら、演算制御部１０７及び２０７は一定のサンプリング周期ｔc で電流センサ１０５ａ及び２０５ａからの電流検知信号をそれぞれサンプリングしデジタル信号に変換して電流検出値Ｉ1 及びＩ2 としてそれぞれ入力するとともに、この入力した電流検出値Ｉ1 及びＩ2 を自身のデータとして各々のＲＡＭの所定エリアに格納する。
【００５６】
なお、従電源分配ボックス２０において、演算制御部２０７内のＲＡＭの所定エリアに格納された電流検出値Ｉ2 についは、演算制御部２０７の制御のもとで、所定のタイミングで周期的に送受信部２０９から信号伝達線Ｌ１３に送出されるデータに含まれるようになる。信号伝達線Ｌ１３に送出された電流検出値Ｉ2を含むデータは、主電源分配ボックス１０の送受信部１０９によって受信され、演算制御部１０７内のＲＡＭの所定エリアに他方の電源分配ボックスのデータとして格納される。
【００５７】
以上により、主電源分配ボックス１０の演算制御部１０７内のＲＡＭの所定エリアには、自身の電流センサにより検知した電流検出値Ｉ1 と、従電源分配ボックス２０の電流センサにより検知した電流検出値Ｉ2 とが格納されるようになる。演算制御部１０７は、このＲＡＭの所定エリアに格納した電流検出値Ｉ1 と電流検出値Ｉ2 との差Ｉg を計算し、この計算の結果得られるＩg が０であるか否かによって、電源線の正常、異常を判断する。正常と判断したときには、上述した電流検知信号からの電流検出値の取得動作を繰り返し、正常、異常の判断を繰り返す。
【００５８】
異常と判断したとき、すなわち、図示のように、電源線Ｌ１１の途中のＸ印で示す箇所に絶縁損傷が生じ、しかもこの損傷箇所が車体に接触してリーク電流Ｉg が流れ０でないときには、デッドショートや断続ショートなどのショート処理とルート変更処理を行う。ショート処理においてデットショートを簡略的に処理する場合、簡単な方法としては以下のものが考えられる。すなわち、異常と判断した後にサンプリングによって電流検出値が得られる毎に、Ｉg の自乗にサンプリング周期ｔc を乗じた単位時間毎のリーク電力ΔＩg2ｔc を計算し、この計算したリーク電力ΔＩg2ｔc を積算して、積算リーク電力ΣΔＩg2ｔc を計算する。そして、この積算リーク電力ΣΔＩg2ｔc が、例えば、電源線Ｌ１１が発煙する最小電力値の７０％（安全率）以上になったかどうかを判断する。この判断により、積算リーク電力が電源線Ｌ１１の発煙最小電力値の７０％以上になっていないときには、７０％以上となるまで上述のリーク電力ΔＩg2ｔc の積算を繰り返す。７０％以上となったときには、それ以上の電力線Ｌ１１を通じての電源供給が危険であるとして、ルートを変更する。なお、断続ショートの場合には、火花が発生し、着火し易いので、より低い積算値でルート変更を行うようにする。
【００５９】
厳密にショート処理を行う場合には以下の方法が考えられる。一般に、電線の発煙特性を示すと、図３に示すように、電流の大きさに応じて変化する発煙に至る時間の関係によって表される。この発煙特性曲線の漸近線を描くと、点線のようになり、横軸との交点の値を最小発煙電流Ｉc と呼び、これは電線から発生するジュール熱と熱放散とが平衡した状態で発煙する最小の電流値を示す。一方、極めて短時間に溶断するような電流の領域では、発生するジュール熱に比べ熱放散が少ないため、発生する熱はほとんど電線の温度上昇のみに費やされ、各電線サイズ毎の固有の値であるジュール積分Ｉ2ｔが一定値に達すると、電線の温度が電線被覆の融点に達し発煙するため、ほぼＩ2ｔ(min)=Ｋに沿っている。よって、電線の発煙特性は２つの値Ｉc ，Ｉ2ｔによって表される。
【００６０】
ショートのときのリーク電流Ｉg =（Ｉ1 −Ｉ2 ）の波形が図４に示すように表される場合、このショートポイントに流入するエネルギーは以下のようにして求められる。すなわち、ショート電流Ｉg のサンプリング周期をΔｔs とし、相前後する任意時点ｎ，ｎ＋１のサンプリング値をＩn ，Ｉn+1 とすると、図中斜線を付した区間でのジュール積分は次式(1)のように表される。
【００６１】
【数式１】
そして、区間０≦ｔ≦ｎ・Δｔsにおけるジュール積分は次式(2)のように表される。
【００６３】
【数式２】
そして、デッドショートの場合、電線の発煙特性から求められる図５に曲線ａで示すＩ2ｔ−ｔ特性と、曲線ｂで示すデッドショート波形のジュール積分量とを比較し、流入エネルギーを表すデッドショート波形のジュール積分量が電線の発煙ジュール積分量に安全率、例えば0.７を乗じたもの以上になったとき、すなわち、図５においてジュール積分量を示す曲線ｂが、図中Ｉ2ｔ(min)の線ｃから７０％下方の線ｄと交差する時点ｔｃで、電源供給が危険状態になったとして電源線を切り離し、ルートを変更する。
【００６５】
一方、断続ショートは、例えば車体と断続的に接離し、そのたびに火花が生じる点がデッドショートと異なるが、この火花が電線の絶縁被覆を炭化し、この炭化物に通電して微少発光や絶縁被覆の液状化、ガス化が生じ、このガスに引火して電線が着火する。この断続ショート電流通電時の電線着火特性は図６に曲線ｅで示すように、曲線ａで示す電線の発煙特性のＩ2ｔよりも小さなジュール積分量となっており、断続ショート時は、デッドショート時よりも少ないエネルギーでも着火するという現象が見られる。
【００６６】
そこで、断続ショートの場合、電線の発煙特性から求められる図６に曲線ａで示すＩ2ｔ−ｔ特性と、曲線ｆで示す断続ショート波形のジュール積分量とを比較し、流入エネルギーを表す断続ショート波形のジュール積分量が電線の発煙ジュール積分量に係数、例えば0.４を乗じた上、更に安全率、例えば0.７を乗じたもの以上になったとき、すなわち、図６においてジュール積分量を示す曲線ｆが、図中Ｉ2ｔ(min)に0.４を乗じた線ｇから７０％下方の線ｈと交差する時点ｔｃで、電源供給が危険状態になったとして電源線を切り離し、ルートを変更する。
【００６７】
上記ルート変更によりオン制御すべき回路制御リレーに関するデータを含むデータが自身のＲＡＭの所定エリアに格納するとともにこのデータを含むデータを生成し、この生成したデータを所定のタイミングで送受信部１０９から信号伝達線Ｌ１３を介して従電源分配ボックス２０に対して送出させる。従電源分配ボックス２０の演算制御部２０７は主電源分配ボックス１０の送受信部１０９が信号伝達線Ｌ１３を介して送出したデータを所定のタイミングで送受信部１０９に受信させ、これをＲＡＭ中の所定エリアにそれ以前のデータに代えて格納する。
【００６８】
上述のように演算制御部１０７及び２０７内のＲＡＭの所定エリアにはルート変更によりオン制御すべき回路制御リレーに関するデータを含むデータが格納され、この所定エリアに格納されたデータにより演算制御部１０７が回路制御リレー１０１ｂを、演算制御部２０７が回路制御リレー２０１ｂをそれぞれオン制御して、ＲＡＭに格納されたデータに基づいて変更されたルートに当たる補助電源線Ｌ１２を通じて主電源分配ボックス１０から従電源分配ボックス２０に電源を供給させる。
【００６９】
なお、上述の動作の過程において、従電源分配ボックス２０において走行信号を監視し、この信号によって駐車中であると判断したときには、主電源分配ボックス１０においてバッテリ電圧を監視し、この電圧が所定値以下に低下したことを検出したとき、この情報に基づいて主電源分配ボックス１０と従電源分配ボックス２０において、全ての回路制御リレーをオフさせて動作を停止し、バッテリ１のそれ以上の電力消費をなくする。
【００７０】
上述した一実施の形態では、装置の説明を簡単にするため、電源分配ボックスが電流流出側の主と電流流入側の従の２つの場合について説明し、かつ電源供給ルートの決定や変更を主電源分配ボックス１０の演算制御制御部１０７において行うようにしているが、これは従電源分配ボックス２０の演算制御部２０７に行わせたり、あるいは、これらの電源分配ボックスとは別個に設けた第３のボックス内の演算制御部に行わせるようにしてもよい。
【００７１】
以上概略説明した動作の詳細を、主電源分配ボックス１０の演算制御部１０７を構成しているμＣＯＭのＣＰＵがプログラムに従って行う処理を示す図７のフローチャートを参照して以下説明する。
【００７２】
主電源分配ボックスのＣＰＵは、従電源分配ボックス２０のＣＰＵがドアキースイッチのオンによって動作を開始し、データ送信を行うことによって動作を開始する。そして、その最初のステップＳ１において初期設定を行う。続いてステップＳ２に進んでＲＡＭのワークエリアに形成したタイマｔc をスタートさせてからステップＳ３に進み、ここで従電源分配ボックス２０から受信したデータにより、走行センサからの走行信号が有るか否かを判定する。車両が駐車・停車中でステップＳ３の判定がＮ０のときにはステップＳ４に進んでバッテリ電圧が所定値以上であるか否かを判定し、この判定がＹＥＳで所定値以上であるときにはステップＳ５に進む。なお、車両が走行中で走行信号があり、ステップＳ３の判定がＹＥＳのときにはステップＳ４を飛ばしてステップＳ５に進む。
【００７３】
ステップＳ５においては、ＣＰＵに接続されている各種状態を読み込み、この読み込んだものをＲＡＭの所定エリアに記憶させてからステップＳ６に進む。ステップＳ６においては、ステップＳ５において記憶したデータと後述する従電源分配ボックス２０から受信したデータとに基づいて電源を供給するルートを決定してからステップＳ７に進む。ステップＳ７においては、ステップＳ６で決定したルートを通じて電源供給する際にオンすべき回路制御リレーを決定し、この決定したリレーに関するデータをＲＡＭの所定エリアに格納するとともに、この格納したデータに基づいて自身の回路制御リレーをオン作動する。なお、このデータを受信した従電源分配ボックスにおいても、このデータに基づいて回路制御リレーをオンさせる。
【００７４】
その後ステップＳ８に進み、ここで電源供給ルートに関係する電流センサ１０５ａ、１０５ｂからの流出電流についての電流検知信号をＡ／Ｄ変換して読み込み、この読み込んだ電流検出値をＲＡＭの所定エリアに記憶させる。なお、従電源分配ボックスにおいても同様な動作が行われ、流入電流についての電流検知信号によって電流検出値が得られ、これが従電源分配ボックス２０から受信したデータに含まれている。続いてステップＳ９に進み、ここで主電源分配ボックス１０から流出した電流の電流検出値と従電源分配ボックス２０に流入した電流の電流検出値との差を計算する。
【００７５】
次にステップＳ１０に進み、ここで上記ステップＳ９において計算して求めた差が０であるかどうかによって異常判定を行う。差が０であって判定がＹＥＳのときには上述したステップＳ２に戻って上述の処理を繰り返す。
【００７６】
上記ステップＳ１０の判定がＮ０で差が０でないときには異常があると判断してステップＳ１２に進んで詳細には後述するデットショート処理を行ってからステップＳ１３に進み、ここで上記ステップＳ２においてスタートしたタイマｔcが１ｍ秒以上になるのを待つ。タイマｔc のスタートから１ｍ秒が経過してステップＳ１３の判定がＹＥＳになると、ステップＳ１４に進んでタイマｔc を０にし、次のステップＳ１５において異常内容を図示しない表示器に表示させるための情報を出力してから上記ステップＳ２に戻って上述の処理を繰り返す。
【００７７】
なお、上記ステップＳ４の判定がＮ０でバッテリ電圧が所定値以上でなくなったときには、ステップＳ１６に進んで全ての回路制御リレーをオフさせる。このために、主電源分配ボックス１０の演算制御不１０７では、全ての回路制御リレーをオフさせるべきデータをＲＡＭの所定エリアに格納するとともに、この格納したデータに基づいて自身の回路制御リレーをオフさせ、このデータを送受信部１０９から信号伝達線ｌ１３を介して従電源分配ボックス２０の演算制御部２０７に対して送信して受信させ従電源分配ボックスにおいても、このデータに基づいて回路制御リレーをオフさせる。
【００７８】
上記ステップＳ１２のデッドショート処理では、詳細には、図８のフローチャートに示すような処理が行われる。すなわち、最初のステップＳ１２ａにおいてショート位置の確認を行う。この確認は今現在の電源供給ルートに当たる電源線を検出することによって行う。図２の実施の形態では電源分配ボックスが２つでしかも電源供給ルートが２つしかないので、単純である。しかし、実際には、従電源分配ボックスが複数あって従電源分配ボックス間にも複数ルートの電源線が存在することになるので、流出電流と流入電流とが一致していない電源線を検出することによって確認する。
【００７９】
ステップＳ１２ａにおいてショート位置の確認ができたらステップＳ１２ｂに進んで流出電流と流入電流との差Ｉg と電流センサによる電流検知信号のサンプリング周期ｔc とによってΔＩg2・ｔc を計算する。そしてステップＳ１２ｃに進んでステップＳ１２ｂにおいて計算したΔＩg2・ｔc の積算、すなわち、Σ（ΔＩg2・ｔc ）を計算する。このステップＳ１２ｃにおいて計算したΣ（ΔＩg2・ｔc ）は、電源線においてリークした積算電力を表している。その後ステップＳ１２ｄに進んで上記ステップＳ１２ｃにおいて計算したΣ（ΔＩg2・ｔc ）が、上記ステップＳ１２ａのショート位置の確認によって分かったショートの生じている電源線の最小電力値であるＩ2・ｔの７０％以上になったか否かを判定する。
【００８０】
上記ステップＳ１２ｄの判定がＮ０のとき、すなわち、Σ（ΔＩg2・ｔc ）が電源線の最小電力値Ｉ2・ｔの７０％未満のときには図７のフローチャートに戻り、上述の処理を繰り返す。そして、ステップＳ１２ｄの判定がＹＥＳのとき、すなわち、Σ（ΔＩg2・ｔc ）が電源線の最小電力値Ｉ2・ｔの７０％以上になると、ステップＳ１２ｅに進んで電源供給ルートの変更を行う。
【００８１】
上記ステップＳ１２ｅでの電源供給ルートの変更では、変更したルートを通じて電源供給する際にオンすべき回路制御リレーを決定し、この決定したリレーに関するデータをＲＡＭの所定エリアに格納するとともに、この格納したデータに基づいて自身の回路制御リレーをオン作動するとともに、このデータを信号伝達線ｌ１３を介して従電源分配ボックスに送信し、これを受信した従電源分配ボックスにおいても、このデータに基づいて回路制御リレーをオンさせる。
【００８２】
その後ステップＳ１２ｆに進んで上記ステップＳ１２ａにおいて確認したショート位置を図示しない表示器に表示させるための情報を出力し、続いてステップＳ１２ｇに進んで上記ステップＳ１２ｃにおいて計算したΣ（ΔＩg2・ｔc ）を０にし、更にその後ステップＳ１２ｈに進んでショート異常情報を図示しない着脱自在の記録媒体に記録してから図７のフローチャートに戻る。
【００８３】
図７及び図８のフローチャートでは、デッドショート処理のみを行うようになっているが、これに代えて断続ショート処理を行うようにしてもよいし、デッドショート処理に加えて断続ショート処理を行うようにすると共に、リーク電流の状況に応じてショート処理を選択するようにしてもよい。この場合、断続ショートは例えば１０Hzの周波数に相当する周期で断続するので、この周期相当の間隔毎にリーク電流Ｉgが０になるので、このような事象が生じているときには、断続ショート処理を行うようにすればよい。
【００８４】
なお、断続ショート処理の場合には、断続が周期が長くかつ不規則に発生し、リーク電流Ｉg が０である時間がある程度長くなるようなときには、十分な熱放散が行われ温度上昇が進まないので、電力値を単純に積算するだけでなく、リーク電流Ｉg が０の期間減算したり、或いは積算値そのものをリセットするようにした方がよい。
【００８５】
また、厳密なショート処理を行うようにする場合には、ステップＳ１２ｂにおける計算処理を上記式(1)により、ステップＳ１２ｃにおける計算処理を上記(2)によりそれぞれ行うようにすればよい。
【００８６】
図７及び図８のフローチャートを処理を行っている過程で、所定の時間間隔で図９（ａ）に示すような送信タイマ割込処理が開始し、その最初のステップＳ２１において演算制御部内のＲＡＭの所定エリアに格納されているデータに基づいて送信データを生成し、この生成した送信データを次のステップＳ２２において送受信部１０９から信号伝達線Ｌ１３を介して送出して送信タイマ割込処理を終了して元のフローチャートに戻る。また、図７及び図８のフローチャートを処理を行っている過程で、図９（ｂ）に示すような受信割込処理が開始し、その最初のステップＳ３１において信号伝達線Ｌ１３に伝送されてくる他の電源分配ボックスからのデータを受信し、この受信したデータを次のステップＳ３２において演算制御部内のＲＡＭの所定エリアに格納してから受信割込処理を終了して元のフローチャートに戻る。
【００８７】
以上要するに、主電源分配ボックス１０と従電源分配ボックス２０とを結ぶ主電源線Ｌ１１に主電源分配ボックス１０から流れ出した流出電流Ｉ1 と従電源分配ボックス２０に流れ込んだ流入電流Ｉ2 の値を電流センサ１０５ａ及び２０５ａで読み取り、従電源分配ボックス２０で読み取った電流値は演算制御部２０７及び信号伝達線Ｌ１３を介して主電源分配ボックス１０の演算制御部１０７に集められ、ここで流出電流Ｉ1と流入電流Ｉ2 とに差があるかを計算する。差Ｉg が０でなければ、電源線Ｌ１１と車体との間でデッドショート、断続ショート、リーク状態の異常があると判断し、異常状態にある電源線Ｌ１１に電流が流れないように、回路制御リレー１０１ａ及び２０１ａに対してオフ信号を出力するとともに、回路制御リレー１０１ｂ及び２０１ｂに対してオン信号を出力して主電源分配ボックス１０と従電源分配ボックス２０との間を別ルートの補助電源線Ｌ１２によって結び、この補助電源線Ｌ１２を通じて電源供給する。
【００８８】
なお、図７〜図９のフローチャートは主電源分配ボックス１０の演算制御部１０７内のＣＰＵのものとして説明したが、従電源分配ボックス２０の演算制御部内のＣＰＵについては、図８の送信タイマ割込処理及び受信割込処理の他に、図６のフローチャート中の主電源分配ボックスに特有の処理を除き、代わりに従電源分配ボックス２０に特有の処理を付加した処理を行うようになっている。
【００８９】
また、この補助電源線Ｌ１２に主電源分配ボックス１０から流れ出した流出電流Ｉ11と従電源分配ボックス２０に流れ込んだ流入電流Ｉ22の値を電流センサ１０５ｂ及び２０５ｂで読み取り、従電源分配ボックス２０で読み取った電流値は演算制御部２０７及び信号伝達線Ｌ１３を介して主電源分配ボックス１０の演算制御部１０７に集められ、ここで流出電流Ｉ11と流入電流Ｉ22とに差があるかを計算する。差Ｉg が０でなければ、電源線Ｌ１２と車体との間でショート、断続ショート、リーク状態にある異常と判断し、異常状態にある電源線Ｌ１２に電流が流れないように、回路制御リレー１０１ｂ及び２０１ｂに対してオフ信号を出力する。
【００９０】
なお、図２の実施の形態の場合、従電源分配ボックス２０内の回路制御リレー２０１ａ及び２０１ｂは電流の逆流を防止するために設けたものであるので、ダイオードに置き換えてもよい。
【００９１】
以上原理的な実施の形態を説明したが、実際に車両に搭載した場合の実施の形態を図１０を参照して説明する。本実施の形態では、車両には１つの中央管理ボックス３０と５つの電源分配ボックス４０〜８０とが配置されている。中央管理ボックス３０はダッシュボード内に、５つの電源分配ボックスうちの４０はエンジンルーム内のバッテリ１近傍に、５０は同じくエンジンルーム内の４０とは反対側の部位に、６０及び７０は運転席と助手席の側部のカウルサイド部分に、そして８０はトランクルーム内にそれぞれ配置されている。
【００９２】
電源分配ボックス４０及び６０間には電源線Ｌ２１と信号伝達線Ｌ３１が、電源分配ボックス６０及び７０間には電源線Ｌ２２と信号伝達線Ｌ３２が、電源分配ボックス７０及び５０間には電源線Ｌ２３と信号伝達線Ｌ３３が、電源分配ボックス７０及び８０間には電源線Ｌ２４と信号伝達線３４が、電源分配ボックス４０及び５０間には電源線Ｌ２５と信号伝達線Ｌ３５が、電源分配ボックス６０及び８０間には電源線Ｌ２６と信号伝達線Ｌ３６が、そして電源分配ボックス６０及び中央管理ボックス３０間には電源線Ｌ２７と信号伝達線Ｌ３７がそれぞれ配索されている。上記信号伝達線Ｌ３１〜Ｌ３７は１本の多重通信ラインを形成している。
【００９３】
中央管理ボックス３０は上記多重通信ラインに接続されたマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）からなる演算制御部３０１と、この演算接続部３０１のための動作電源を供給する電源線Ｌ２７を介して充電可能なバックアップ電池３０２とを有し、この演算制御部３０１にはイグニッションスイッチ（ＩＧＮ ＳＷ）及びコンビネーションスイッチ（ＣＯＮＢＩ ＳＷ）３０２ａと、表示器３０２ｂと、インパネスイッチ（ＩＭＰＡＮＥ ＳＷ）３０２ｃと、異常情報記録装置３０２ｄとが接続されている。
【００９４】
演算制御部３０１を構成するマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）は、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部と予め定められたプログラムに従って動作する中央処理ユニット（ＣＰＵ）とからなり、ＩＧＮ ＳＷ及びＣＯＮＢＩ ＳＷ３０２ａとＩＭＰＡＮＥ ＳＷ３０２ｃからの各種のスイッチ信号を入力するとともに、表示器３０２ｂに対して表示情報を出力して表示させ、異常情報記録装置３０２ｄに対して異常情報を出力して記録させる他、電源供給ルートの決定や変更のための処理を行う。演算制御部３０１はまた、入力した各種のスイッチ信号を他の電源分配ボックスの演算制御部に対して伝送するとともに、電源供給ルートの決定や変更のためのデータを収集するため、信号伝達線（多重伝送線）Ｌ３７、電源分配ボックス６０などを介して他の電源分配ボックスと接続されている。
【００９５】
電源分配ボックス４０は、オルタネータＡＬＴによって充電されるバッテリ１との間のバッテリ電源線Ｌが最短となるようにできるだけバッテリ１の近傍に配され、場合によってはバッテリ１の上方に載置されてバッテリ電源線をなくすることが望ましい。電源分配ボックス４０は、上記多重伝送ラインに接続されたマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）からなる演算制御部４０１と、４つの回路制御リレー４０２ａ〜４０２ｄと、制御入力に印加される制御信号によってオンされて負荷への電力供給をオンするスイッチング素子４０３とを有する。なお、各回路制御リレーのリレーコイルと直列に接続されたダイオードＤはバッテリ１が逆接続された際に演算制御部４０１を保護するためのものである。
【００９６】
回路制御リレー４０２ａ及び４０２ｂは一方の端子が相互接続されており、演算制御部４０１の制御のもとでオンオフされ、バッテリを電源線Ｌ２１及びＬ２５に選択的に接続する。回路制御リレー４０２ｃは、中央管理ボックスに接続されたスタータスイッチをオンしたときに演算制御部４０１の制御のもとでオンされ、バッテリをスタータモータ４０４に接続する。回路制御リレー４０２ｄは、中央管理ボックスに接続されたイグニッションスイッチをオンしたときに演算制御部４０１の制御のもとでオンされ、バッテリを図示しない負荷に接続する。
【００９７】
電源分配ボックス６０は、上記多重伝送ラインに接続されたマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）からなる演算制御部６０１と、３つの回路制御リレー６０２ａ〜６０２ｃと、制御入力に印加される制御信号によってオンオフされて負荷への電力供給をオンオフするスイッチング素子６０３とを有する。演算制御部６０１を構成するマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）は、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部と予め定められたプログラムに従って動作する中央処理ユニット（ＣＰＵ）とからなる。３つの回路制御リレー６０２ａ〜６０２ｃは一方の端子が相互接続されており、演算制御部６０１の制御のもとでオンされ、電源線Ｌ２１，Ｌ２６及びＬ２２を相互に選択的に接続する。なお、スイッチング素子６０３は演算制御部６０１の制御のもとでオンされ、３つの回路制御リレー６０２ａ〜６０２ｃの相互接続点を電源線Ｌ２７を介して中央管理ボックス３０の充電可能なバックアップ電池３０２に充電電圧を印加する。
【００９８】
電源分配ボックス７０は、上記多重伝送ラインに接続されたマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）からなる演算制御部７０１と、４つの回路制御リレー７０２ａ〜７０２ｄと、制御入力に印加される制御信号によってオンオフされて図示しない負荷への電力供給をオンオフするスイッチング素子７０３とを有する。演算制御部７０１を構成するマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）は、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部と予め定められたプログラムに従って動作する中央処理ユニット（ＣＰＵ）とからなる。４つの回路制御リレー７０２ａ〜７０２ｄは一方の端子が相互接続されており、演算制御部６０１の制御のもとでオンオフされ、電源線Ｌ２２，Ｌ２３及びＬ２４並びにパワーウインドウスイッチモジュール（Ｐ／Ｗ ＳＷ ＭＯＤＵＬＥ）９０を相互に選択的に接続する。なお、スイッチング素子７０３は演算制御部７０１の制御のもとでオンされ、４つの回路制御リレー７０２ａ〜７０２ｄの相互接続点に図示しない負荷を接続する。
【００９９】
電源分配ボックス５０は、上記多重伝送ラインに接続されたマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）からなる演算制御部５０１と、２つの回路制御リレー５０２ａ〜５０２ｂと、制御入力に印加される制御信号によってオンオフされて図示しない負荷への電力供給をオンオフするスイッチング素子５０３とを有する。演算制御部５０１を構成するマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）は、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部と予め定められたプログラムに従って動作する中央処理ユニット（ＣＰＵ）とからなる。２つの回路制御リレー５０２ａ〜５０２ｂは一方の端子が相互接続されており、演算制御部５０１の制御のもとでオンオフされ、電源線Ｌ２３及びＬ２５を相互に選択的に接続する。なお、スイッチング素子５０３は演算制御部５０１の制御のもとでオンされ、２つの回路制御リレー５０２ａ及び５０２ｂの相互接続点に図示しない負荷を接続する。
【０１００】
電源分配ボックス８０は、上記多重伝送ラインに接続されたマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）からなる演算制御部８０１と、２つの回路制御リレー８０２ａ〜８０２ｂと、制御入力に印加される制御信号によってオンオフされて図示しない負荷への電力供給をオンオフするスイッチング素子８０３とを有する。演算制御部８０１を構成するマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）は、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部と予め定められたプログラムに従って動作する中央処理ユニット（ＣＰＵ）とからなる。２つの回路制御リレー８０２ａ〜８０２ｂは一方の端子が相互接続されており、演算制御部８０１の制御のもとでオンオフされ、電源線Ｌ２４及びＬ２６を相互に選択的に接続する。なお、スイッチング素子８０３は演算制御部８０１の制御のもとでオンされ、２つの回路制御リレー８０２ａ及び８０２ｂの相互接続点に図示しない負荷を接続する。
【０１０１】
以上の構成において、図示しないドアキースイッチがオンすることによって発生するドアキーオン信号を入力すると中央管理ボックス３０の演算制御部３０１が動作を開始し、初期設定において各電源分配ボックスを通じて電源を供給するルートを決定し、この決定したルートを通じて電源供給するためにオンする必要のある回路制御リレーを示すデータと各種の負荷操作スイッチなどについて取り込んだ状態とをＲＡＭの所定エリアに格納するとともに、この格納したデータを含むデータを生成し、この生成したデータを所定のタイミングで信号伝達線Ｌ３７を介して多重伝送ラインに送出する。
【０１０２】
電源分配ボックス４０〜８０の演算制御部４０１〜８０１は、多重伝送ラインに送出されたデータをそれぞれ受信して各々のＲＡＭ内の所定エリアにそれ以前のデータに代えて格納する。以後、中央管理ボックス３０及び電源分配ボックス４０〜８０の演算制御部は、所定の送信タイミングで多重伝送ラインに自身に係わる状態を示すデータを順次送出し、各ボックスの演算制御部が他のボックスの状態を示すデータを順次受信し、この受信したデータを各々のＲＡＭ内の所定エリアにそれ以前のデータに代えて格納することによって、各ボックスが他のボックスの状態を知ることができる。
【０１０３】
各電源分配ボックス４０〜８０の演算制御部４０１〜８０１は、中央管理ボックス３０の演算制御部３０１において決定したルートで電源供給するように回路制御リレーを選択的にオンするので、このオンした回路制御リレーを通じて電流が流出及び流入する。この流出電流と流入電流とは図示しない電流センサによって検知され、その大きさに応じた電流検知信号を発生するので、演算制御部４０１〜８０１は、所定のサンプリング周期で読み取りその検出電流値を上記データの一部として送出する。よって、中央管理ボックス３０の演算制御部３０１は全ての電源分配ボックス４０〜８０を通じて流れる流出電流と流入電流の大きさを把握することができる。
【０１０４】
いま、初期設定された電源供給ルートが、バッテリ１から電源分配ボックス４０、電源線Ｌ２１、電源分配ボックス６０、電源線Ｌ２２、電源分配ボックス７０に至り、ここから電源線Ｌ２３を通じて電源分配ボックス５０と電源線Ｌ２４を通じて電源分配ボックス８０とに至るものであるときには、電源分配ボックス４０の回路制御リレー４０２ａ、電源分配ボックス６０の回路制御リレー６０２ａ及び６０２ｃ、電源分配ボックス７０の回路制御リレー７０２ａ〜７０２ｃ、電源分配ボックス５０の回路制御リレー５０２ａ及び電源分配ボックス８０の回路制御リレー８０２ａがオンされる。
【０１０５】
初期設定によって決定されたルートが上述のようなものであるときには、電源線Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３及びＬ２４を通じで電流が流れるが、電源線Ｌ２１については、電源分配ボックス４０の流出電流と電源分配ボックス６０の流入電流との差を求めてこの差が０であるかどうかを判断することによって、異常の有無を診断することができる。そして、電源線Ｌ２２については電源分配ボックス６０の流出電流と電源分配ボックス７０の流入電流との差、電源線Ｌ２３については電源分配ボックス７０の流出電流と電源分配ボックス５０の流入電流との差、電源線Ｌ２４については電源分配ボックス７０の流出電流と電源分配ボックス８０の流入電流との差を求めてこの差が０であるかどうかを判断することによって、異常の有無をそれぞれ診断することができる。
【０１０６】
上記診断の結果、例えば、電源線Ｌ２１に異常があったときには、電源線Ｌ２１を切り離して供給ルートを変更する。変更後の供給ルートは、バッテリ１から電源分配ボックス４０、電源線Ｌ２５、電源分配ボックス５０、電源線Ｌ２３、電源分配ボックス７０に至り、ここから電源線Ｌ２２を通じて電源分配ボックス６０と電源線Ｌ２４を通じて電源分配ボックス８０とに至るものとなり、このときには、電源分配ボックス４０の回路制御リレー４０２ｂ、電源分配ボックス５０の回路制御リレー５０２ｂ及び５０２ａ、電源分配ボックス７０の回路制御リレー７０２ａ〜７０２ｃ、電源分配ボックス６０の回路制御リレー５０２ｃ及び電源分配ボックス８０の回路制御リレー８０２ａがオンされる。
【０１０７】
また、電源線Ｌ２４に異常があったときには、初期設定における供給ルートを一部変更し、電源分配ボックス７０から電源分配ボックス８０に電源線Ｌ２４を通じて電源供給する代わりに、電源分配ボックス６０から電源線Ｌ２６を通じて電源分配ボックス８０に電源供給するようにする。この他に、電源線Ｌ２２やＬ２３に異常が生じることも考えられるが、このような場合にも、供給ルートを一部分変更することによって、異常な電源線を切り離して正常な電源供給を行うことができる。
【０１０８】
上述のような多くの電源分配ボックスを使用した場合には、異常の生じている電源線を特定してその位置を表示器３０２ｂに表示することによって、異常発見後の対応が迅速に行うことができるようになり便利である。また、表示する異常の内容としては、リーク、ショート或いは断続ショートの他に断線も含めることができる。なお、リーク、ショート或いは断続ショートについては、差の大きさとその時間的変化を検知することにより、断線については、回路制御リレーをオンしていても流出電流及び流入電流のいずれも０であることを検知することによりそれぞれ診断することができる。
【０１０９】
図１０の実施の形態では、決定されるルートによって１つの電源分配ボックスが電流を流出したり、流入したりするようになるが、或る供給ルートをとっている状態において、隣接する電源分配ボックス間の電源線を通じて電流を流出している側を主電源分配ボックスとして、電流が流入している側を従電源分配ボックスとしてそれぞれとらえることができ、主側は従側に比べてバッテリに近い上流側に位置する電源分配ボックスとなっている。
【０１１０】
以上の説明から明らかなように、演算制御部１０７及び３０１のＣＰＵは、電源線開閉手段としての回路制御リレー、補助電源線開閉手段としての回路制御リレーを開閉制御する制御手段１０７ａ，３０１ａと、電流センサ１０５ａにより検知した流出電流の大きさと電流センサ２０５ａにより検知した流入電流の大きさとを比較し、流入電流が流出電流よりも小さいとき、電源線の異常を検出する異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂ、異常検出手段１０７ｂ，３０１ｂが異常を検出したとき、流出電流検知手段１０５ａ及び流入電流検知手段２０５ａがそれぞれ検知した流出電流及び流入電流の差電流とサンプリング周期とに基づいてジュール積分量を求める演算手段１０７ｄ，３０１ｄとしてそれぞれ働き、演算制御部１０７のＣＰＵについてはさらに、走行センサが車両の走行を検出していないときバッテリの電圧を監視する動作を開始し、バッテリ電圧が所定値以下に低下したことを検出する電圧低下検出手段１０７ｃとして働いている。
【０１１１】
なお、上述の実施の形態では、異常検出手段を、電源線を通じて電流を流出する電源分配ボックス１０に設けた場合と、電源線を通じて電流を流出する電源分配ボックス２０及電源線を通じて電流が流入する電源分配ボックス２０以外の第３の電源供給ボックス３０に設けた場合とについて説明したが、電源線を通じて電流が流入する電源分配ボックス２０に設けるようにしてもよい。この場合には、電流センサにより検知した流出電流の大きさを示す情報を、電源線を通じて電流を流出する電源分配ボックス１０から多重通信ラインＬ１３を介して入力し、かつ、電源線の異常の検出に応じて電源線開閉手段としての回路制御リレー１０１ａを開させるとともに補助電源線開閉手段としての回路制御リレー１０１ｂを閉させる制御を制御手段に行わせる情報を、電源線を通じて電流を流出する電源分配ボックス１０に対して多重通信ラインＬ１３を介して出力するようにしてもよい。
【０１１２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明によれば、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた流出電流検知手段で検知した電源線を通じて流出する電流の大きさと、電源線を通じて電流を流入する従電源分配ボックスに設けられた流入電流検知手段で検知した電源線を通じて流入する電流の大きさとを、異常検出手段が比較して流入電流が流出電流よりも小さいとき電源線の異常を検出し、これに応じて、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた制御手段が電源線を通じての電流の流出をオンオフする電源線開閉手段を開制御するので、軽微の損傷によってもショート、断続ショート、リークが生じた場合には異常と判断でき、この異常の検出に応じて電源線開閉手段が電源線を通じての主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間の電源供給を確実に遮断することができ、放置したときに発生する不具合を未然に防ぐことができる。
【０１１３】
請求項２に記載の本発明によれば、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた制御手段が、異常検出手段による異常の検出に応じて、補助電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた補助電源線開閉手段を閉制御し、バッテリからの電源を主電源分配ボックス、補助電源線及び従電源分配ボックスを経由して負荷に分配するので、異常検出によって電源線を切り離しても、このことによって、電源線によって電源供給されていた負荷に補助電源線を通じて電源供給できるようになり、動作を必要とする負荷を確実に動かすことができる。
【０１１４】
請求項３に記載の本発明によれば、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた異常検出手段が、流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報を、主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間を相互接続し主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインを介して電源線を通じて電流が流入する従電源分配ボックスから入力するので、電源線の異常検出及び電源線の切り離し及び補助電源線の接続のための制御を１本の多重通ラインで行うことができる。
【０１１５】
請求項４に記載の本発明によれば、電源線を通じて電流が流入する従電源分配ボックスに設けられた異常検出手段が、流出電流検知手段により検知した流出電流の大きさを示す情報を、主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間を相互接続し主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインを介して入力し、かつ、電源線の異常の検出に応じて電源線開閉手段を開させるとともに補助電源線開閉手段を閉させる制御を制御手段に行わせる情報を、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに対して多重通信ラインを介して出力するので、電源線の異常検出及び電源線の切り離し及び補助電源線の接続のための制御を１本の多重通ラインで行うことができる。
【０１１６】
請求項５に記載の本発明によれば、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックス及び電源線を通じて電流が流入する従電源分配ボックス以外の第３の電源供給ボックスに設けられた異常検出手段が、流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報と流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報とを、主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインを介して入力し、かつ、電源線の異常の検出に応じて電源線開閉手段を開させるとともに補助電源線開閉手段を閉させる制御を制御手段に行わせる情報を多重通信ラインを介して出力するので、電源線の異常検出及び電源線の切り離し及び補助電源線の接続のための制御を１本の多重通ラインで行うことができ、しかも電源線の異常検出を任意の場所に自由に選べ、制御性の良いものが得られる。
【０１１７】
請求項６に記載の本発明によれば、車両の走行を検出する走行検出手段が車両の走行を検出していないとき、電圧低下検出手段がバッテリの電圧を監視する動作を開始し、バッテリ電圧が所定値以下に低下したことを検出すると、電源線開閉手段及び補助電源線開閉手段をともに開させる制御を制御手段に行わせるので、バッテリ電源が低下して車両を動かせなくなるような事態が発生するまで、必要な電源供給を行って異常検出動作を行わせることができ、しかもバッテリ電源が必要以上に低下して負荷や車両を作動不能に陥ることを未然に防ぐことができる。
【０１１８】
請求項７に記載の本発明によれば、記録手段が異常検出手段によって検出した電源線の異常を記録するので、故障が生じたときにその原因を解析したり、定期点検時に電源線の異常を知る上で有効である。
【０１１９】
請求項８に記載の本発明によれば、電源線開閉手段及び補助電源線開閉手段を形成するリレーが、リレーコイルと直列に逆流阻止用ダイオードを有するので、バッテリが逆接続されたときには、電源線開閉手段及び補助電源線開閉手段が閉して電源線を介して逆電圧を他の電源分配ボックスに供給することがなく、逆接続保護用の対策を他のボックスに行う必要がなく、経済的である。
【０１２０】
請求項９に記載の本発明によれば、流出電流及び流入電流の差電流の大きさと予め定めたサンプリング周期とに基づいて演算手段により求めたジュール積分量が、電源線に固有の発煙特性によって決定されるジュール積分値に安全率を乗じた所定値になったとき、電源線開閉手段を開制御するので、電源線被覆の損傷によりリークが生じ異常と判断されても、直ちに、電源線を通じての主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間の電源供給を遮断することなく、流出電流及び流入電流の差電流の大きさなどによって求められるショート状態が電源線に固有の発煙特性と安全率とで決定される所定の状態になったときに初めて、電源線を通じての主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間の電源供給を確実に遮断でき、電源線の発煙の危険性のないときにむやみに電源供給を遮断することを防ぎ、しかも危険性のあるときには確実に遮断することができる。
【０１２１】
請求項１０に記載の本発明によれば、流出電流及び流入電流の差電流と大きさと予め定めたサンプリング周期とに基づいて演算手段により求めたジュール積分量が、電源線に固有の発煙特性と断続ショートによる着火のし易さとを考慮して決定されるジュール積分値に安全率を乗じた所定値になったとき、電源線開閉手段を開制御するので、電源線を通じての電源供給を供給側で遮断することができ、電源線被覆の損傷によりリークが生じ異常と判断されても、直ちに、電源線開閉手段によって電源線を通じての主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間の電源供給を遮断することなく、リークの大きさなどによって求められるリーク状態が電源線に断続ショート状態での電源線に固有の発煙特性と安全率とで決定される所定の状態になったときに初めて、電源線を通じての主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間の電源供給を確実に遮断でき、比較的発煙しやすい断続ショートが発生している場合にも、発煙前に電源供給を確実に遮断することができる。
【０１２２】
請求項１１に記載の本発明によれば、電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックスに設けられた流出電流検知手段が検知した電源線を通じて流出する電流の大きさと、電源線を通じて電流を流入する従電源分配ボックスに設けられた流入電流検知手段が検知した電源線を通じて流入する電流の大きさを、異常検出手段が比較して流入電流が流出電流よりも小さいとき、電源線の異常を検出するので、軽微の損傷によって小さなリークしか生じていない場合にも、リーク異常が生じていると判断できるようになり、この早めの確実な異常検出によって、異常時に電源供給を遮断する装置に適用したとき、装置がその後に行う遮断動作を確実に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用電源供給装置の基本構成を示す図である。
【図２】本発明による車両用電源供給装置の一実施の形態を示す図である。
【図３】電線の発煙特性を示すグラフである。
【図４】時間と共に変化するショートポイントに流入するエネルギーを示すグラフである。
【図５】デッドショートの場合の電線の発煙特性に基づくジュール積分量を示すグラフである。
【図６】断続ショートの場合の電線の発煙特性に基づくジュール積分量を示すグラフである。
【図７】図２中の演算制御部のＣＰＵが行う処理を示すメインフローチャートである。
【図８】図３中の一部処理の詳細を示すフローチャートである。
【図９】図２中の演算制御部のＣＰＵが行う割込処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明による車両用電源供給装置の他の実施の形態を示す図である。
【図１１】従来の装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ バッテリ
Ｌ１１，Ｌ２１〜Ｌ２４ バッテリ電源線
Ｌ１２，Ｌ２５，Ｌ２６ 補助電源線
Ｌ１３，Ｌ３０ 多重通信ライン
１０〜８０ 電源分配ボックス
１０１ａ，４０２ａ，６０２ｃ，７０２ｂ，７０２ｃ
電源線開閉手段
１０１ｂ，４０２ｂ，６０２ｂ 補助電源線開閉手段
１０７ａ，３０１ａ 制御手段
１０５ａ 流出電流検知手段
２０５ａ 流入電流検知手段
１０７ｂ，３０１ｂ 異常検出手段
１０７ｄ，３０１ｄ 演算手段
２１ 走行検出手段
１０７ｃ 電圧低下検出手段
３０２ｄ 記録手段
Claims (11)
- 車体の各所に設けられるとともに電源線によって相互に接続され、前記電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックス及び前記電源線を通じて電流が流入する従電源分配ボックスを有し、前記従電源分配ボックスは前記主電源分配ボックス及び前記電源線を経由してバッテリからの電源の供給を受け、前記電源分配ボックスの各々がバッテリからの電源を近傍にある負荷に分配する車両用電源供給装置において、
前記主電源分配ボックスに設けられ、前記電源線を通じての電流の流出をオンオフする電源線開閉手段と、
前記主電源分配ボックスに設けられ、前記電源線開閉手段を開閉制御する制御手段と、
前記主電源分配ボックスに設けられ、前記電源線を通じて流出する電流の大きさを検知する流出電流検知手段と、
前記従電源分配ボックスに設けられ、前記電源線を通じて流入する電流の大きさを検知する流入電流検知手段と、
前記流出電流検知手段により検知した流出電流の大きさと前記流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさとを比較し、前記流入電流が前記流出電流よりも小さいとき、前記電源線の異常を検出する異常検出手段とを備え、
前記制御手段が、前記異常検出手段による異常の検出に応じて前記電源線開閉手段を開制御する
ことを特徴とする車両用電源供給装置。 - 前記電源線と別個に前記主電源分配ボックス及び前記従電源分配ボックス間に配索され前記主電源分配ボックスから電流を流出する補助電源線と、
前記主電源分配ボックスに設けられ、前記補助電源線を通じての電流の流出をオンオフする補助電源線開閉手段とを備え、
前記制御手段が、前記異常検出手段による異常の検出に応じて前記補助電源線開閉手段を閉制御し、バッテリからの電源を前記主電源分配ボックス、前記補助電源線及び前記従電源分配ボックスを経由して負荷に分配する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用電源供給装置。 - 前記主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間を相互接続し、前記主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインを更に備え、
前記異常検出手段が、前記電源線を通じて電流を流出する前記主電源分配ボックスに設けられ、前記流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報を、前記電源線を通じて電流が流入する前記従電源分配ボックスから前記多重通信ラインを介して入力する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用電源供給装置。 - 前記主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間を相互接続し、前記主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインを更に備え、
前記異常検出手段が、前記電源線を通じて電流が流入する前記従電源分配ボックスに設けられ、前記流出電流検知手段により検知した流出電流の大きさを示す情報を、前記電源線を通じて電流を流出する前記主電源分配ボックスから前記多重通信ラインを介して入力し、かつ、前記電源線の異常の検出に応じて前記電源線開閉手段を開させるとともに前記補助電源線開閉手段を閉させる制御を前記制御手段に行わせる情報を、前記電源線を通じて電流を流出する前記主電源分配ボックスに対して前記多重通信ラインを介して出力する
ことを特徴とする請求項２記載の車両用電源供給装置。 - 前記主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間を相互接続し、前記主電源分配ボックス及び従電源分配ボックス間でデータの授受を行う多重通信ラインと、
前記従電源分配ボックスを介して電源供給を受けるとともに前記多重通信ラインを介して前記主電源分配ボックス及び前記従電源分配ボックスに接続され、前記主電源分配ボックス及び前記従電源分配ボックスとの間でデータの授受を行う第３の電源供給ボックスとを更に備え、
前記異常検出手段が、前記第３の電源供給ボックスに設けられ、前記流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報と前記流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさを示す情報とを前記多重通信ラインを介して入力し、かつ、前記電源線の異常の検出に応じて前記電源線開閉手段を開させるとともに前記補助電源線開閉手段を閉させる制御を前記制御手段に行わせる情報を前記多重通信ラインを介して出力する
ことを特徴とする請求項２記載の車両用電源供給装置。 - 車両の走行を検出する走行検出手段と、
該走行検出手段が車両の走行を検出していないとき前記バッテリの電圧を監視する動作を開始し、バッテリ電圧が所定値以下に低下したことを検出する電圧低下検出手段とを備え、
前記電圧低下検出手段が前記バッテリの電圧の所定値以下への低下を検出したとき、前記電源線開閉手段及び前記補助電源線開閉手段をともに開させる制御を前記制御手段に行わせる
ことを特徴とする請求項２記載の車両用電源供給装置。 - 前記異常検出手段によって検出した前記電源線の異常を記録する記録手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の車両用電源供給装置。 - 前記電源線開閉手段及び前記補助電源線開閉手段が、リレーコイルと直列に逆流阻止用ダイオードを有するリレーによって形成されている
ことを特徴とする請求項２〜７の何れかに記載の車両用電源供給装置。 - 前記流出電流検知手段及び前記流入電流検知手段が、予め定めたサンプリング周期で電流の大きさを検知し、
前記制御手段は、前記異常検出手段が異常を検出したとき、前記流出電流検知手段及び前記流入電流検知手段がそれぞれ検知した前記流出電流及び前記流入電流の差電流と前記サンプリング周期とに基づいてジュール積分量を求める演算手段を有し、該演算手段によって求めた前記ジュール積分量が、前記電源線に固有の発煙特性によって決定されるジュール積分値に安全率を乗じた所定値になったとき、前記電源線開閉手段を開制御する
ことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の車両用電源供給装置。 - 前記流出電流検知手段及び前記流入電流検知手段が、予め定めたサンプリング周期で電流の大きさを検知し、
前記制御手段は、前記異常検出手段が異常を検出したとき、前記流出電流検知手段及び前記流入電流検知手段がそれぞれ検知した前記流出電流及び前記流入電流の差電流と前記サンプリング周期とに基づいてジュール積分量を求める演算手段を有し、該演算手段によって求めた前記ジュール積分量が、前記電源線に固有の発煙特性によって決定されるジュール積分値に断続ショートによる着火のし易さを考慮した値と安全率とを乗じた所定値になったとき、前記電源線開閉手段を開制御する
ことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の車両用電源供給装置。 - 車体の各所に設けられるとともに電源線によって相互に接続され、前記電源線を通じて電流を流出する主電源分配ボックス及び前記電源線を通じて電流が流入する従電源分配ボックスを有し、前記従電源分配ボックスは前記主電源分配ボックス及び前記電源線を経由してバッテリからの電源の供給を受け、前記電源分配ボックスの各々がバッテリからの電源を近傍にある負荷に分配する車両用電源供給装置における異常検出装置において、
前記主電源分配ボックスに設けられ、前記電源線を通じて流出する電流の大きさを検知する流出電流検知手段と、
前記従電源分配ボックスに設けられ、前記電源線を通じて流入する電流の大きさを検知する流入電流検知手段と、
前記流出電流検知手段により検知した流出電流の大きさと前記流入電流検知手段により検知した流入電流の大きさとを比較し、前記流入電流が前記流出電流よりも小さいとき、前記電源線の異常を検出する異常検出手段と
を備えることを特徴とする車両用電源供給装置における異常検出装置。
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