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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024043143
(43)【公開日】2024-03-29
(54)【発明の名称】車載電力供給網
(51)【国際特許分類】
G01R 31/52 20200101AFI20240322BHJP
【ＦＩ】
G01R31/52 ZHV
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022148161
(22)【出願日】2022-09-16
(71)【出願人】
【識別番号】509186579
【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002572
【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】金川 信康
(72)【発明者】
【氏名】中野 洋
(72)【発明者】
【氏名】福田 隆夫
(72)【発明者】
【氏名】十文字 賢太郎
【テーマコード（参考）】
2G014
【Ｆターム（参考）】
2G014AA03
2G014AA04
2G014AB29
2G014AB33
(57)【要約】
【課題】直流電流を利用する車載電力供給網であって、故障の発生を迅速に検知可能な車載電力供給網を提供する。
【解決手段】本発明に係る車載電力供給網は、車両内の複数のノードを経由して該車両に搭載された負荷に電力を供給する車載電力供給網であって、複数のノードは、電力を送出する第１ノード及び第１ノードから送出された電力を受け取る第２ノードを含み、第１及び第２ノード間は、電力が供給される電力線、及び電力に関する情報が伝送される信号線によって接続され、第１及び第２ノードの各々は、電力線を経由して自ノードに出入りする電流値を計測する電流計測部、信号線と自ノードとの間で電流値に比例した電流の入出力を行う電流入出力部、及び信号線の電位を計測する電位計測部を有し、信号線は抵抗を介して終端電位に終端されており、該信号線の電位が終端電位と異なる場合に、車載電力供給網内のいずこかに異常が生じていると診断される。
【選択図】図１
【解決手段】本発明に係る車載電力供給網は、車両内の複数のノードを経由して該車両に搭載された負荷に電力を供給する車載電力供給網であって、複数のノードは、電力を送出する第１ノード及び第１ノードから送出された電力を受け取る第２ノードを含み、第１及び第２ノード間は、電力が供給される電力線、及び電力に関する情報が伝送される信号線によって接続され、第１及び第２ノードの各々は、電力線を経由して自ノードに出入りする電流値を計測する電流計測部、信号線と自ノードとの間で電流値に比例した電流の入出力を行う電流入出力部、及び信号線の電位を計測する電位計測部を有し、信号線は抵抗を介して終端電位に終端されており、該信号線の電位が終端電位と異なる場合に、車載電力供給網内のいずこかに異常が生じていると診断される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両内の複数のノードを経由して該車両に搭載された負荷に電力を供給する車載電力供給網であって、
前記複数のノードは、電力を送出する第１ノード及び該第１ノードから送出された電力を受け取る第２ノードを含み、
前記第１及び第２ノード間は、電力が供給される電力線、及び前記電力に関する情報が伝送される信号線によって接続され、
前記第１及び第２ノードの各々は、前記電力線を経由して自ノードに出入りする電流値を計測する電流計測部、前記信号線と自ノードとの間で前記電流値に比例した電流の入出力を行う電流入出力部、及び前記信号線の電位を計測する電位計測部を有し、
前記信号線は抵抗を介して終端電位に終端されており、該信号線の電位が前記終端電位と異なる場合に、前記車載電力供給網内のいずこかに異常が生じていると診断される、
ことを特徴とする車載電力供給網。
前記複数のノードは、電力を送出する第１ノード及び該第１ノードから送出された電力を受け取る第２ノードを含み、
前記第１及び第２ノード間は、電力が供給される電力線、及び前記電力に関する情報が伝送される信号線によって接続され、
前記第１及び第２ノードの各々は、前記電力線を経由して自ノードに出入りする電流値を計測する電流計測部、前記信号線と自ノードとの間で前記電流値に比例した電流の入出力を行う電流入出力部、及び前記信号線の電位を計測する電位計測部を有し、
前記信号線は抵抗を介して終端電位に終端されており、該信号線の電位が前記終端電位と異なる場合に、前記車載電力供給網内のいずこかに異常が生じていると診断される、
ことを特徴とする車載電力供給網。
【請求項2】
請求項１に記載の車載電力供給網であって、
前記電流計測部及び前記電流入出力部は演算増幅器から構成される、
ことを特徴とする車載電力供給網。
前記電流計測部及び前記電流入出力部は演算増幅器から構成される、
ことを特徴とする車載電力供給網。
【請求項3】
請求項１に記載の車載電力供給網であって、
前記終端電位及び前記抵抗はテブナン終端により構成される、
ことを特徴とする車載電力供給網。
前記終端電位及び前記抵抗はテブナン終端により構成される、
ことを特徴とする車載電力供給網。
【請求項4】
請求項１に記載の車載電力供給網であって、
前記第１及び第２ノード各々の前記電位計測部は、前記信号線が前記終端電位と終端されている位置より自ノード側における該信号線の電位を計測する、
ことを特徴とする車載電力供給網。
前記第１及び第２ノード各々の前記電位計測部は、前記信号線が前記終端電位と終端されている位置より自ノード側における該信号線の電位を計測する、
ことを特徴とする車載電力供給網。
【請求項5】
請求項４記載の車載電力供給網であって、
前記第１及び第２ノードは、互いに計測した前記信号線の電位をネットワークを介して交換する、
ことを特徴とする車載電力供給網。
前記第１及び第２ノードは、互いに計測した前記信号線の電位をネットワークを介して交換する、
ことを特徴とする車載電力供給網。
【請求項6】
請求項５に記載の車載電力供給網であって、
交換された前記第１及び第２ノードの前記信号線の電位が異なる場合には、前記信号線、前記電流計測部、及び前記電流入出力部のいずれかが異常であると診断される、
ことを特徴とする車載電力供給網。
交換された前記第１及び第２ノードの前記信号線の電位が異なる場合には、前記信号線、前記電流計測部、及び前記電流入出力部のいずれかが異常であると診断される、
ことを特徴とする車載電力供給網。
【請求項7】
請求項５に記載の車載電力供給網であって、
前記第１及び第２ノードは、計測した前記信号線の電位を符号化して、前記信号線に重畳して伝送する、
ことを特徴とする車載電力供給網。
前記第１及び第２ノードは、計測した前記信号線の電位を符号化して、前記信号線に重畳して伝送する、
ことを特徴とする車載電力供給網。
【請求項8】
請求項１に記載の車載電力供給網であって、
前記ノードは電子制御ユニットであり、
前記電子制御ユニットは前記電流計測部と、前記電流入出力部と、前記電子制御ユニットに接続された前記電力線への電流を開閉する第１開閉器と、前記電子制御ユニットに接続された負荷への電流を開閉する第２開閉器と、制御回路とを有し、
前記制御回路は前記第１及び第２開閉器を制御する、
ことを特徴とする車載電力供給網。
前記ノードは電子制御ユニットであり、
前記電子制御ユニットは前記電流計測部と、前記電流入出力部と、前記電子制御ユニットに接続された前記電力線への電流を開閉する第１開閉器と、前記電子制御ユニットに接続された負荷への電流を開閉する第２開閉器と、制御回路とを有し、
前記制御回路は前記第１及び第２開閉器を制御する、
ことを特徴とする車載電力供給網。
【請求項9】
請求項８記載の車載電力供給網であって、
前記制御回路は、複数の経路から電源を供給される、
ことを特徴とする車載電力供給網。
前記制御回路は、複数の経路から電源を供給される、
ことを特徴とする車載電力供給網。
【請求項10】
請求項８に記載の車載電力供給網であって、
前記信号線に異常が生じたと診断された場合、該信号線が接続された前記電子制御ユニットの前記制御回路は、該電子制御ユニットの前記第１開閉器を開放状態にする、
ことを特徴とする車載電力供給網。
前記信号線に異常が生じたと診断された場合、該信号線が接続された前記電子制御ユニットの前記制御回路は、該電子制御ユニットの前記第１開閉器を開放状態にする、
ことを特徴とする車載電力供給網。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は電力供給網にかかり、特に、電動化自動車に好適な車載電力供給網に関する。
【背景技術】
【0002】
今世紀初頭より、電動パワーステアリングや電動ブレーキなどの自動車の補機の電動化が進展してきた。さらに近年になって、ハイブリッド車や電気自動車に代表されるように主機の電動化も進んでいる。また自動運転化も進み、今後は自動車に故障が生じた場合でも人間の介在なしに自動車自身によって自律的、自動的に動作することが求められるようになる。以上のような背景から、自動車の電動化、自動化を支える車載電力供給網の高性能化及び信頼性（故障時動作継続性）向上が求められるようになってきている。
【0003】
車体に配置された電子コントロールユニット（ゾーンＥＣＵ）を多段経由するデイジーチェーン／リングトポロジー構成を有する車載電力供給網の故障時動作継続のためには、故障がどの区間（どのゾーンＥＣＵ間）で発生したかを検出し、該当区間を遮断、迂回させる処置が必要である。なお、本明細書における「故障」は、配線が電力源に短絡する「天絡」、及び配線がグランド電位（ＧＮＤ）に短絡する「地絡」を意味するものである。
【0004】
故障が発生している区間を特定するために、例えば特許文献１には、当該区間の電力送出側と受取側とで、送出電流と受取電流が一致しているかを検出する差動電流法が開示されている。この技術によれば、当該区間で故障が発生していない場合には送出電流と受取電流が一致するが、故障が発生すると送出電流と受取電流が一致しなくなるため、故障の発生を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２１－９０２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら特許文献１においては、カレントトランスにより電流を検出し、リレーにより異常を判定しているため、その適用範囲は商用電源で主流である交流電流に限られ、現在車載電力供給網で主流である直流電流に対しては適用できない。
【0007】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、直流電流を利用する車載電力供給網であって、故障の発生を迅速に検知可能な車載電力供給網を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために本発明に係る車載電力供給網は、車両内の複数のノードを経由して該車両に搭載された負荷に電力を供給する車載電力供給網であって、複数のノードは、電力を送出する第１ノード及び第１ノードから送出された電力を受け取る第２ノードを含み、第１及び第２ノード間は、電力が供給される電力線、及び電力に関する情報が伝送される信号線によって接続され、第１及び第２ノードの各々は、電力線を経由して自ノードに出入りする電流値を計測する電流計測部、信号線と自ノードとの間で電流値に比例した電流の入出力を行う電流入出力部、及び信号線の電位を計測する電位計測部を有し、信号線は抵抗を介して終端電位に終端されており、該信号線の電位が終端電位と異なる場合に、車載電力供給網内のいずこかに異常が生じていると診断される。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、直流電流を利用する車載電力供給網において、故障の発生を迅速に検知することが可能になる。
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施例１に係る、車載電力供給網の基本的構成を示す図。
【図2】車載電力供給網内に故障が生じてから故障個所を特定するまでに実行する診断の時間的経過の一例を示す図。
【図3】生じた故障の種類とセンス線の電位との関係を示すグラフ。
【図4】終端をテブナン終端とした、実施例２に係る車載電力供給網の構成を示す図。
【図5】テブナン終端をＥＣＵ２００－１に内蔵した構成を示す図。
【図6】テブナン終端をＥＣＵ２００－２に内蔵した構成を示す図。
【図7】車載電力供給網内のネットワーク通信を多重化した、実施例３に係る車載電力供給網の構成を示す図。
【図8】ＣＡＮのＲｅｃｅｓｓｉｖｅ電圧で電位を伝送する場合の電位の変化を示すグラフ。
【図9】ＣＡＮのＲｅｃｅｓｓｉｖｅ電圧で電位を伝送する場合に採用される構成の一例を示す図。
【図10】電力線を分岐させてＥＣＵ２００－３を追加した、実施例４に係る車載電力供給網の構成を示す図。
【図11】電流計測部及び電流入出力部の詳細な構成を示す、実施例５に係る車載電力供給網の構成を示す図。
【図13】電力供給を冗長給電とした、実施例６に係る車載電力供給網の構成を示す図。
【図14】実施例６に係る車載電力供給網の変形例を示す図。
【図15】実施例６に係る車載電力供給網の他の変形例を示す図。
【図16】自動車に搭載された４つのＥＣＵに対して適用される、実施例７に係る車載電力供給網の構成を示す図。
【図18】実施例７に係る車載電力供給網の変形例。
【図19】自動車に搭載された４つのＥＣＵに対して適用される、実施例８に係る車載電力供給網の構成を示す図。
【図21】実施例８に係る車載電力供給網の変形例。
【図22】半導体によるスイッチの種類を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下図に従い、本発明の実施例について説明する。
【0012】
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１に係る、車載電力供給網の基本的構成を示す図である。
実施例１に係る車載電力供給網１は、不図示の電力源から複数のＥＣＵを介して車両に搭載された負荷（不図示）に電力を供給するものである。車載電力供給網１は、電力を送出するＥＣＵ２００－１、及びＥＣＵ２００－１から送出された電力を受け取るＥＣＵ２００－２を含む。ＥＣＵ２００－１、ＥＣＵ２００－２間は、電力が供給される電力線２０及び電力に関する情報が伝送されるセンス線２１によって接続されている。
図１は、本発明の実施例１に係る、車載電力供給網の基本的構成を示す図である。
実施例１に係る車載電力供給網１は、不図示の電力源から複数のＥＣＵを介して車両に搭載された負荷（不図示）に電力を供給するものである。車載電力供給網１は、電力を送出するＥＣＵ２００－１、及びＥＣＵ２００－１から送出された電力を受け取るＥＣＵ２００－２を含む。ＥＣＵ２００－１、ＥＣＵ２００－２間は、電力が供給される電力線２０及び電力に関する情報が伝送されるセンス線２１によって接続されている。
【0013】
ＥＣＵ２００－１には電力線２０を介して送出される電流Ｉｏｕｔを計測する電流計測部２０１－１、計測した電流Ｉｏｕｔに比例した電流Ｉｓ１＝Ｋ×Ｉｏｕｔをセンス線２１に流す電流入出力部２０２－１を備えている。ここでＫは所定の比例定数である。ＥＣＵ２００－２も同様に、電力線２０を介して受け入れる電流Ｉｉｎを計測する電流計測部２０３－２、及び電流Ｉｉｎに比例した電流Ｉｓ２＝Ｋ×Ｉｉｎをセンス線２１から受け入れる電流入力部２０４－２を備えている。なお、図１においてはＥＣＵ２００－１からＥＣＵ２００－２に向かって電流が流れる構成となっているが、これとは逆にＥＣＵ２００－２からＥＣＵ２００－１に向かって電流が流れる構成としてもよい。その場合、センス線２１を流れる電流はＥＣＵ２００－２の電流入力部２０４－２から出力されてＥＣＵ２００－１の電流入出力部２０２－１に入力されることになる。したがって、以後ではこれらの区別はせず、電流入出力部と総称する。
【0014】
さらにセンス線２１は抵抗器Ｒを介して電位ＶＡＧに終端されている。また、電力供給網１には、任意の位置における電位を測定可能な電位測定器、及び電圧源、ＥＣＵ、電位測定器の動作を制御するためのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が接続されている（いずれも不図示）。
【0015】
ここで、センス線２１の電位をＶｓ、抵抗Ｒを介して流入する電流をｉとすると、
ｉ＝（ＶＡＧ－Ｖｓ）／Ｒ・・・（１）
式（１）より
Ｖｓ＝ＶＡＧ－Ｒ×ｉ・・・（２）
点Ａにおける電流のキルヒホッフの法則により、
ｉ＋Ｋ×Ｉｏｕｔ－Ｋ×Ｉｉｎ＝０・・・（３）
式（３）より
ｉ＝Ｋ×Ｉｉｎ－Ｋ×Ｉｏｕｔ・・・（４）
式（４）を式（２）に代入すると、
Ｖｓ＝ＶＡＧ－Ｒ×Ｋ（Ｉｉｎ－Ｉｏｕｔ）・・・（５）
となる。
ｉ＝（ＶＡＧ－Ｖｓ）／Ｒ・・・（１）
式（１）より
Ｖｓ＝ＶＡＧ－Ｒ×ｉ・・・（２）
点Ａにおける電流のキルヒホッフの法則により、
ｉ＋Ｋ×Ｉｏｕｔ－Ｋ×Ｉｉｎ＝０・・・（３）
式（３）より
ｉ＝Ｋ×Ｉｉｎ－Ｋ×Ｉｏｕｔ・・・（４）
式（４）を式（２）に代入すると、
Ｖｓ＝ＶＡＧ－Ｒ×Ｋ（Ｉｉｎ－Ｉｏｕｔ）・・・（５）
となる。
【0016】
式（５）より、センス線２１の電位Ｖｓには受入電流と送出電流の差（Ｉｉｎ－Ｉｏｕｔ）の情報が含まれ、両者が等しい、すなわちＩｉｎ＝Ｉｏｕｔの時には、Ｖｓ＝ＶＡＧとなることがわかる。
【0017】
なお、ここでＫの値は実際に対象とするＩｉｎ、Ｉｏｕｔに対して、Ｉｓ１、Ｉｓ２の値が情報共有に適切な範囲となるように設定する。例えば、Ｋ＝１０－３とすれば数ＡのＩｉｎ、Ｉｏｕｔに対してＩｓ１、Ｉｓ２の値は数ｍＡの範囲、Ｋ＝１０－４とすれば数十ＡのＩｉｎ、Ｉｏｕｔに対してＩｓ１、Ｉｓ２の値は数ｍＡの範囲、Ｋ＝１０－５とすれば数百ＡのＩｉｎ、Ｉｏｕｔに対してＩｓ１、Ｉｓ２の値は数ｍＡの範囲となり、Ｉｓ１、Ｉｓ２によるノイズ発生の問題もない範囲となる。ＶＡＧ及びＲの値はＶｓの値が計測に便利な範囲となるように設定をする。例えば、回路全体の正電源電圧Ｖｃｃを５Ｖとした回路で計測する場合にはＶＡＧ＝Ｖｃｃ／２＝２．５［Ｖ］程度とするのが良い。
【0018】
するとこの時、
ＶＡＧ＝Ｖｃｃ／２・・・（６）
式（６）を式（５）に代入すると、
Ｖｓ＝（Ｖｃｃ／２）－Ｒ×Ｋ（Ｉｉｎ－Ｉｏｕｔ）・・・（５）’
となる。
ＶＡＧ＝Ｖｃｃ／２・・・（６）
式（６）を式（５）に代入すると、
Ｖｓ＝（Ｖｃｃ／２）－Ｒ×Ｋ（Ｉｉｎ－Ｉｏｕｔ）・・・（５）’
となる。
【0019】
このときＲ＝１０３とすれば、数Ａの電流差（Ｉｉｎ－Ｉｏｕｔ）に対して、Ｖｓ＝（Ｖｃｃ／２）±数Ｖの電圧範囲となる。
【0020】
なお、上述の通り図１の構成とは逆に電流がＥＣＵ２００－２からＥＣＵ２００－１の方向に流れる場合もＩｏｕｔ、Ｉｉｎの向き（符号）が逆になるだけで、以上の動作が成り立つ。
【0021】
図２は車載電力供給網内に故障が生じてから故障個所を特定するまでに実行する診断の時間的経過の例を示す図である。具体的には、故障発生→故障検出→遮断切替→ネットワーク通信→故障個所特定の流れを示したものである。まずＰｈａｓｅ１では故障の発生がＥＣＵ２００－１、ＥＣＵ２００－２に接続されたセンス線２１の電位Ｖｓ１、Ｖｓ２の異常として検出される。そして、電力線２０が遮断切替され、電力線２０及びＥＣＵ２００－１、ＥＣＵ２００－２内の回路を過電流による発熱、破壊、発火から防止し保護する。続いてＰｈａｓｅ２ではＥＣＵ２００－１、ＥＣＵ２００－２の間でネットワーク通信によりそれぞれが計測したセンス線２１の電位Ｖｓ１、Ｖｓ２を交換する。このようにして両者が検知したセンス線２１の電位Ｖｓ１、Ｖｓ２を共有することで、以下に述べるようにＰｈａｓｅ３で故障個所を特定することが可能になる。
【0022】
図３は、Ｐｈａｓｅ３での故障個所を特定する診断に用いる、生じた故障の種類とセンス線の電位との関係を示すグラフである。縦軸はＥＣＵ２００－１で計測したセンス線２１の電位Ｖｓ１、横軸はＥＣＵ２００－２で計測したセンス線２１の電位Ｖｓ２である。車載電力供給網１内に故障が生じておらずすべてが正常な場合にはＶｓ１、Ｖｓ２共にほぼＶＡＧ（＝Ｖｃｃ／２）と等しい値をとる。
【0023】
電力線地絡の場合には系全体のインピーダンスが低下していくため、センス線２１に流れ込む電流は大きくなる。従って、Ｖｓ１、Ｖｓ２共にＶｃｃ／２よりも大きい領域（１）の値をとる。電力線天絡の場合には逆に系全体のインピーダンスが増加していくため、センス線２１に流れ込む電流は小さくなる。したがって、Ｖｓ１、Ｖｓ２共に領域（２）のＶｃｃ／２よりも小さい値をとる。
【0024】
ＥＣＵ２００―１のＶｓ１検出回路が故障した場合には、領域（３）の、Ｖｓ２はほぼＶｃｃ／２と等しい値で、Ｖｓ１はＶｃｃ／２と異なる値をとる。ＥＣＵ２００－２のＶｓ２検出回路が故障した場合には、領域（４）の、Ｖｓ１はほぼＶｃｃ／２と等しい値で、Ｖｓ２はＶｃｃ／２と異なる値をとる。
【0025】
電位ＶＡＧがセンス線２１に接続されている位置よりＥＣＵ２００－１側の位置、例えば図１の点Ｂでセンス線が断線した場合には、Ｖｓ１は抵抗Ｒで終端されていないためにＩｓ１によりＶｃｃに振り切れ、Ｖｓ２は抵抗Ｒで終端されているために電流入出力部２０４－２が片側電源（Ｖｃｃ～０Ｖ）により駆動される場合には０Ｖ、両電源（Ｖｃｃ～－Ｖｃｃ）により駆動される場合にはＩｓ２に比例して－Ｉｓ２×Ｒとなる（領域（５））。電位ＶＡＧがセンス線２１に接続されている位置よりＥＣＵ２００－２側の位置、例えば図１の点Ｃでセンス線が断線した場合には、Ｖｓ１は抵抗Ｒで終端されているためにＩｓ１に比例してＩｓ１×Ｒなる値となり、Ｖｓ２は抵抗Ｒで終端されていないために電流入出力部２０４－２が片側電源（Ｖｃｃ～０Ｖ）により駆動される場合には０Ｖ、両電源（Ｖｃｃ～－Ｖｃｃ）により駆動される場合には－Ｖｃｃとなる（領域（６））。
【0026】
以上説明したような原理により、ＥＣＵ２００－１、ＥＣＵ２００－２間に接続されたセンス線２１の電位を計測するだけで、直流電流を使用する車載電力供給網１内に生じた故障の発生個所を迅速に特定することが可能になり、当該故障個所を迂回するように遮断し、系全体を保護することが可能になる。
【0027】
［実施例２］
図４は、実施例２に係る車載電力供給網１の構成を示す図である。本実施例に係る車載電力供給網１は、センス線２１の終端がテブナン終端とされている点で実施例１に係る車載電力供給網１と異なる。本実施例においては、センス線２１はグランド電位ＧＮＤ、及び正電源電圧Ｖｃｃにそれぞれ抵抗２Ｒで終端することにより、テブナンの定理により電位Ｖｃｃ／２に抵抗Ｒで終端したのと等価な回路となる。本実施例によれば、実施例１のように、終端電位ＶＡＧ＝Ｖｃｃ／２のための電源（電圧源）を正電源電圧Ｖｃｃと別個に設ける必要がないため、回路構成をより簡単にすることができる。
図４は、実施例２に係る車載電力供給網１の構成を示す図である。本実施例に係る車載電力供給網１は、センス線２１の終端がテブナン終端とされている点で実施例１に係る車載電力供給網１と異なる。本実施例においては、センス線２１はグランド電位ＧＮＤ、及び正電源電圧Ｖｃｃにそれぞれ抵抗２Ｒで終端することにより、テブナンの定理により電位Ｖｃｃ／２に抵抗Ｒで終端したのと等価な回路となる。本実施例によれば、実施例１のように、終端電位ＶＡＧ＝Ｖｃｃ／２のための電源（電圧源）を正電源電圧Ｖｃｃと別個に設ける必要がないため、回路構成をより簡単にすることができる。
【0028】
なお、図４においては、テブナン抵抗はＥＣＵ２００－１とＥＣＵ２００－２との間のセンス線２１に設けていたが、図５、図６に示すように、終端部をＥＣＵ２００－１、ＥＣＵ２００－２のいずれかに内蔵させても良い。図５は終端部をＥＣＵ２００－１に、図６は終端部をＥＣＵ２００－２に内蔵させた実施例である。
【0029】
［実施例３］
図７は、内部のネットワーク通信を多重化した、実施例３に係る車載電力供給網１の構成を示す図である。本実施例に係る車載電力供給網１は、ＥＣＵ２００－１、ＥＣＵ２００－２にネットワークトランシーバー２０６－１、２０６－２がそれぞれ内蔵されている。これらのネットワークトランシーバー２０６－１、２０６－２は、図２で説明した、Ｐｈａｓｅ ２でのＥＣＵ２００－１、ＥＣＵ２００－２の間でのＶｓ１、Ｖｓ２の共有のための通信線として使用することができる。
図７は、内部のネットワーク通信を多重化した、実施例３に係る車載電力供給網１の構成を示す図である。本実施例に係る車載電力供給網１は、ＥＣＵ２００－１、ＥＣＵ２００－２にネットワークトランシーバー２０６－１、２０６－２がそれぞれ内蔵されている。これらのネットワークトランシーバー２０６－１、２０６－２は、図２で説明した、Ｐｈａｓｅ ２でのＥＣＵ２００－１、ＥＣＵ２００－２の間でのＶｓ１、Ｖｓ２の共有のための通信線として使用することができる。
【0030】
なお、Ｖｓ１、Ｖｓ２の共有のための双方向通信の方法としては以下の方法があげられる。
■ベースバンド伝送：
・ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）
■変調波伝送：
・ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）
・ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）
・ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）
■ベースバンド伝送：
・ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）
■変調波伝送：
・ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）
・ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）
・ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）
【0031】
図８、図９はそれぞれネットワークトランシーバー２０６－１、２０６－２を用いてセンス線２１を利用したネットワーク通信にＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を用い、電位ＶｓをＲｅｃｅｓｓｉｖｅ時の電圧として伝送する場合の電位の変化及び構成を示す図である。ＣＡＮのＲｅｃｅｓｓｉｖｅ時の電圧は通常２．５Ｖ程度であるが、Ｒｅｃｅｓｓｉｖｅ時の電圧をＶｓとすることによりセンス線２１に接続しているＥＣＵ２００－１、ＥＣＵ２００－２でＶｓをＶｓ１、Ｖｓ２として共有することができる。
【0032】
図９において、Ｄｏｍｉｎａｎｔ時にはＣＡＮトランシーバー２０６－１、２０６－２のＣＡＮＨ端子についてはＶｃｃに接続されたトランジスタがＯＮとなりＣＡＮＬ端子はＧＮＤに接続されたトランジスタがＯＮとなる。またＲｅｃｅｓｓｉｖｅ時にはＣＡＮトランシーバー２０６－１、２０６－２のＣＡＮＨ端子についてはＶｃｃに接続されたトランジスタがＯＦＦとなりＣＡＮＬ端子はＧＮＤに接続されたトランジスタがＯＦＦとなり電圧は通常２．５Ｖ程度となる。しかし電流入出力部２０２－１からの電流Ｉｓ１、電流入出力部２０４－２からの電流Ｉｓ２と終端抵抗により式（５）’に従い電位はＶｓとなる。
【0033】
この場合、図８に示すようにＲｅｃｅｓｓｉｖｅ時には差動電圧が０．５Ｖ未満、Ｄｏｍｉｎａｎｔ時には差動電圧が０．９Ｖを超えるのでＣＡＮの通信自体に影響を与えることなくＶｓを伝送することができる。
【0034】
本実施例によれば、ＥＣＵ２００－１、ＥＣＵ２００－２それぞれにおけるＲｅｃｅｓｓｉｖｅ時の電圧Ｖｓにより図２のＰｈａｓｅ１の検出→遮断切替をし、ＣＡＮをＰｈａｓｅ２のネットワーク通信に用いてＰｈａｓｅ３の故障個所特定に用いることができる。
【0035】
［実施例４］
図１０は電力線２０を分岐させてＥＣＵ２００－３を追加した、実施例４に係る車載電力供給網の構成を示す図である。電力線２０と同じトポロジーを有するセンス線２１を介してＥＣＵ２００－１、ＥＣＵ２００－２、ＥＣＵ２００－３に出入りする電流についてのキルヒホッフの法則は電力線２０を介してＥＣＵ２００－１、ＥＣＵ２００－２、ＥＣＵ２００－３に出入りする電流についてのキルヒホッフの法則と同様に成り立つので、本実施例のように枝分かれしている場合においても実施例１に示す動作は同様に成り立つ。また本実施例では電力線２０が２本に枝分かれしている場合を示しているが、何本に枝分かれした場合でも電力線２０と同じトポロジーを有するセンス線２１を介して複数のＥＣＵから出入りする電流についてのキルヒホッフの法則は電力線２０を介して複数のＥＣＵから出入りする電流についてのキルヒホッフの法則と同様に成り立つので、実施例１に示す動作は同様に成り立つ。
図１０は電力線２０を分岐させてＥＣＵ２００－３を追加した、実施例４に係る車載電力供給網の構成を示す図である。電力線２０と同じトポロジーを有するセンス線２１を介してＥＣＵ２００－１、ＥＣＵ２００－２、ＥＣＵ２００－３に出入りする電流についてのキルヒホッフの法則は電力線２０を介してＥＣＵ２００－１、ＥＣＵ２００－２、ＥＣＵ２００－３に出入りする電流についてのキルヒホッフの法則と同様に成り立つので、本実施例のように枝分かれしている場合においても実施例１に示す動作は同様に成り立つ。また本実施例では電力線２０が２本に枝分かれしている場合を示しているが、何本に枝分かれした場合でも電力線２０と同じトポロジーを有するセンス線２１を介して複数のＥＣＵから出入りする電流についてのキルヒホッフの法則は電力線２０を介して複数のＥＣＵから出入りする電流についてのキルヒホッフの法則と同様に成り立つので、実施例１に示す動作は同様に成り立つ。
【0036】
［実施例５］
図１１は、電流計測部２０１－１、２０３－２及び電流入出力部２０２－１、２０４－２の詳細な構成を示す、実施例５に係る車載電力供給網の構成を示す図である。
図１１は、電流計測部２０１－１、２０３－２及び電流入出力部２０２－１、２０４－２の詳細な構成を示す、実施例５に係る車載電力供給網の構成を示す図である。
【0037】
電流計測部２０１－１、電流入出力部２０２－１において、ＥＣＵ２００－１から出力される電流Ｉｏｕｔはシャント抵抗Ｒｓｏｕｔにより計測される。この時、シャント抵抗Ｒｓｏｕｔの両端の電圧差はＩｏｕｔｘＲｓｏｕｔとなる。シャント抵抗Ｒｓｏｕｔの両端の電圧はそれぞれ入力抵抗Ｒｉを介して演算増幅器ＯＡの＋入力端子、－入力端子に接続される。演算増幅器ＯＡの出力は別のシャント抵抗Ｒｓｏを介してセンス線２１に出力される。ここで、シャント抵抗Ｒｓｏは演算増幅器ＯＡからの出力電流を計測するために設けられているものであり、シャント抵抗Ｒｓｏの両端の電圧差はＩｓ１ｘＲｓｏとなる。シャント抵抗Ｒｓｏの両端の電圧はそれぞれフィードバック抵抗Ｒｆを介して演算増幅器ＯＡの＋入力端子、－入力端子に接続される。ここで、演算増幅器ＯＡの＋入力端子、－入力端子間の電位差［（Ｖｉｎ＋）－（Ｖｉｎ－）］について考えると、
（Ｖｉｎ＋）－（Ｖｉｎ－）＝（Ｒｆ×Ｉｏｕｔ×Ｒｓｏｕｔ－Ｒｉ×Ｉｓ１×Ｒｓｏ）／（Ｒｆ＋Ｒｉ）・・・（７）
となる。
（Ｖｉｎ＋）－（Ｖｉｎ－）＝（Ｒｆ×Ｉｏｕｔ×Ｒｓｏｕｔ－Ｒｉ×Ｉｓ１×Ｒｓｏ）／（Ｒｆ＋Ｒｉ）・・・（７）
となる。
【0038】
ここで演算増幅器ＯＡの利得は理想的には無限大であるため、（Ｖｉｎ＋）－（Ｖｉｎ－）→０となるように出力端子から電圧を出力するように動作する。したがって、式（７）の左辺＝０とおくと、
Ｉｓ１＝Ｒｆ×Ｉｏｕｔ×Ｒｓｏｕｔ／Ｒｉ×Ｒｓｏ・・・（８）
Ｋ＝Ｉｓ１／Ｉｏｕｔ＝Ｒｆ×Ｒｓｏｕｔ／（Ｒｉ×Ｒｓｏ）・・・（９）
となる。
Ｉｓ１＝Ｒｆ×Ｉｏｕｔ×Ｒｓｏｕｔ／Ｒｉ×Ｒｓｏ・・・（８）
Ｋ＝Ｉｓ１／Ｉｏｕｔ＝Ｒｆ×Ｒｓｏｕｔ／（Ｒｉ×Ｒｓｏ）・・・（９）
となる。
【0039】
ＥＣＵ２００－２側の電流計測部２０３－２、電流入出力部２０４－２についても同様にして、
Ｋ＝Ｉｓ２／Ｉｉｎ＝Ｒｆ×Ｒｓｉｎ／（Ｒｉ×Ｒｓｏ）・・・（１０）
となる。
Ｋ＝Ｉｓ２／Ｉｉｎ＝Ｒｆ×Ｒｓｉｎ／（Ｒｉ×Ｒｓｏ）・・・（１０）
となる。
【0040】
図１２は、図１１に示した構成に加えて、演算増幅器ＯＡの後段に電流増幅回路を付加した実施例である。演算増幅器ＯＡの出力電流は通常２５ｍＡ程度であるが、電流増幅回路を付加することによりこれを上回る電流をセンス線２１に出力することが可能となる。この場合でも出力電流Ｉｓ１、Ｉｓ２はシャント抵抗Ｒｓｏで計測されて演算増幅器ＯＡにフィードバックされるので、式（７）～式（１０）に示す通りの動作をする。
【0041】
［実施例６］
図１３は本発明を実施するためのＥＣＵ２００－１、２００－２の実施例である。ＥＣＵ２００－１はスイッチＳＷ１、ＳＷ２を介して他のＥＣＵ２００－２と電力線２０経由で接続し、さらにスイッチＳＷ１１を介して負荷４０－１に接続している。また、スイッチＳＷ１２を介して他のＥＣＵ２００－２の制御機能２１０－２とも接続されている。制御機能２１０－１はセンス線の電位Ｖｓ１、Ｖｓ２をもとに、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ１１、ＳＷ１２を制御する。制御機能２１０－１にはダイオードＯＲ（ＤＯＲ）経由でスイッチＳＷ１、ＳＷ２の接続点及び、外部電源から電源が供給される。以上のような電源構成により、故障時にスイッチＳＷ１、ＳＷ２を遮断した場合でも、外部電源から電源が供給されるため、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ１１、ＳＷ１２の制御を継続させることができる。
図１３は本発明を実施するためのＥＣＵ２００－１、２００－２の実施例である。ＥＣＵ２００－１はスイッチＳＷ１、ＳＷ２を介して他のＥＣＵ２００－２と電力線２０経由で接続し、さらにスイッチＳＷ１１を介して負荷４０－１に接続している。また、スイッチＳＷ１２を介して他のＥＣＵ２００－２の制御機能２１０－２とも接続されている。制御機能２１０－１はセンス線の電位Ｖｓ１、Ｖｓ２をもとに、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ１１、ＳＷ１２を制御する。制御機能２１０－１にはダイオードＯＲ（ＤＯＲ）経由でスイッチＳＷ１、ＳＷ２の接続点及び、外部電源から電源が供給される。以上のような電源構成により、故障時にスイッチＳＷ１、ＳＷ２を遮断した場合でも、外部電源から電源が供給されるため、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ１１、ＳＷ１２の制御を継続させることができる。
【0042】
ＥＣＵ２００－２も同様にスイッチＳＷ３、ＳＷ４を介して他のＥＣＵと電力線２０経由で接続し、さらにスイッチＳＷ２１、ＳＷ２２を介して負荷４０－３、４０－４に接続されている。制御機能２１０－２はセンス線の電位Ｖｓ１、Ｖｓ２をもとに、スイッチＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ２１、ＳＷ２２を制御する。制御機能２１０－２にはダイオードＯＲ（ＤＯＲ）経由でスイッチＳＷ３、ＳＷ４の接続点及び、外部電源（ＥＣＵ２００－１）から電源が供給される。以上のような電源構成により、故障時にスイッチＳＷ３、ＳＷ４を遮断した場合でも、外部電源（ＥＣＵ２００－１）から電源が供給されるため、スイッチＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ２１、ＳＷ２２の制御を継続させることができる。
【0043】
図１４は、ＥＣＵ２００－２内の制御機能２１０－２にダイオードＯＲ（ＤＯＲ）経由でＥＣＵ２００－１に接続する電力線２０－１２及び他の電源に接続された電力線２０－２３から電源が供給される実施例である。以上のような電源構成により、故障時にスイッチＳＷ３、ＳＷ４を遮断した場合でも、電力線２０－１２または電力線２０－２３から電源が供給されるため、スイッチＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ２１、ＳＷ２２の制御を継続させることができる。
【0044】
図１５はＥＣＵ２００－２内の制御機能２１０－２にはダイオードＯＲ（ＤＯＲ）経由でスイッチＳＷ３、ＳＷ４の接続点及び、外部電源（ＥＣＵ２００－３）から電源が供給される実施例である。以上のような電源構成により、故障時にスイッチＳＷ３、ＳＷ４を遮断した場合でも、ＳＷ３を介して電源が供給されるＥＣＵ２００－１とは別系統の外部電源（ＥＣＵ２００－３）から電源が供給されるため、スイッチＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ２１、ＳＷ２２の制御を継続させることができる。
【0045】
［実施例７］
図１６～図２２に上記説明した電力供給網を車両に搭載した場合の実施例を示す。
図１６は、電力源１００－１からＥＣＵ２００－１に電力が供給され、電力源１００－２からＥＣＵ２００－３に電力が供給され、ＥＣＵ２００－１とＥＣＵ２００－３とは電力線２０－１３経由で接続され、ＥＣＵ２００－１からさらにＥＣＵ２００－２に電力線２０－１２経由で電力が供給され、ＥＣＵ２００－３からさらにＥＣＵ２００－４に電力線２０－３４経由で電力が供給される実施例である。なお、説明を簡略化するため特に説明が必要な構成要素にのみ符号を付して説明する。
図１６～図２２に上記説明した電力供給網を車両に搭載した場合の実施例を示す。
図１６は、電力源１００－１からＥＣＵ２００－１に電力が供給され、電力源１００－２からＥＣＵ２００－３に電力が供給され、ＥＣＵ２００－１とＥＣＵ２００－３とは電力線２０－１３経由で接続され、ＥＣＵ２００－１からさらにＥＣＵ２００－２に電力線２０－１２経由で電力が供給され、ＥＣＵ２００－３からさらにＥＣＵ２００－４に電力線２０－３４経由で電力が供給される実施例である。なお、説明を簡略化するため特に説明が必要な構成要素にのみ符号を付して説明する。
【0046】
ＥＣＵ２００－１にはスイッチＳＷ１経由で電力源１００－１から電力が供給されスイッチＳＷ２及び電力線２０－１２経由でＥＣＵ２００－２に電力が供給され、ＳＷ９及び電力線２０－１３経由でＥＣＵ２００－３に接続される。ＥＣＵ２００－２には、スイッチＳＷ３経由でＥＣＵ２００－１から電力が供給される。
【0047】
ＥＣＵ２００－３にはスイッチＳＷ５経由で電力源１００－２から電力が供給されＳＷ５及び電力線２０－３４経由でＥＣＵ２００－４に電力が供給され、スイッチＳＷ１０及び電力線２０－１３経由でＥＣＵ２００－１に接続される。ＥＣＵ２００－４には、スイッチＳＷ７経由でＥＣＵ２００－３から電力が供給される。
【0048】
なお、電力線２０－１２、２０－１３、２０－３４にはそれぞれ電流情報を共有するための信号線であるセンス線（不図示）が併設され、本発明が提供する方法により電力線２０－１２、２０－１３、２０－３４における故障を検出する。
【0049】
電力源１００－１はＤＣ／ＤＣコンバータで、図示しない主機駆動用バッテリー並びに主機（モータ／ジェネレータ）に接続されている。車両がハイブリッド自動車の場合には主機はエンジンに機械的に接続されており、車両が電動自動車の場合には主機駆動用バッテリーは充電器または充電器との接続端子に接続されている。通常時は主機駆動用バッテリーまたは主機（モータ／ジェネレータ）からの回生電力は電力源１００－１のＤＣ／ＤＣコンバータで補機駆動用電圧に変換され、ＥＣＵ２００－１に供給される。
【0050】
電力源１００－２は補機駆動用バッテリーで、通常はＥＣＵ２００－１、ＥＣＵ２００－３経由で電力源１００－１の出力によりフローティング充電される。
【0051】
本実施例における各スイッチの動作を図１７に示す。Ｃａｓｅ０は故障個所がない（正常な）場合で、すべてのスイッチはＯＮとなりすべての負荷に電力が供給される。なお、ステアリングＥＣＵ２００－５、自動運転ＥＣＵ２００－６にはダイオードＯＲ経由で電力が供給され、電動ブレーキＥＣＵ（ＢＫ ＥＣＵ）２００－７～２００－１０にも各スイッチ経由で電力が供給される。
【0052】
Ｃａｓｅ１は電力線２０－１２で故障が発生した場合である。故障は図１～３を用いて説明した本発明の原理により検出され、スイッチＳＷ２、ＳＷ３がＯＦＦとなり電力線２０－１２が切り離される。なお、この時ＥＣＵ２００－２への電力供給は遮断され、負荷４０－２１への電力供給も遮断される。
【0053】
Ｃａｓｅ２は電力線２０－１３で故障が発生した場合である。故障は本発明の原理により検出され、スイッチＳＷ９、ＳＷ１０がＯＦＦとなり電力線２０－１３が切り離される。なお、この時電力源１００－２であるバッテリーは電力源１００－１から遮断されるため、フローティング充電されなくなる。
【0054】
Ｃａｓｅ３は電力線２０－３４で故障が発生した場合である。故障は本発明の原理により検出され、スイッチＳＷ６、ＳＷ７がＯＦＦとなり電力線２０－３４が切り離される。なお、この時ＥＣＵ２００－４への電力供給は遮断され、負荷４０－４１、後輪の電動ブレーキＥＣＵ（ＢＫ ＥＣＵ）２００－８、２００－１０への電力供給は遮断される。この時、図１８に示すように電力源１００－２であるバッテリーをＥＣＵ２００－４に接続することにより、電力線２０－３４で故障が発生した場合でも、ＥＣＵ２００－４、負荷４０－４１、後輪の電動ブレーキＥＣＵ（ＢＫ ＥＣＵ）２００－８、２００－１０への電力供給は継続される。なお、通常は重要な負荷は車体の前方に集中していることが多いため、図１６に示すように電力源１００－２であるバッテリーをＥＣＵ２００－３に接続することの方が望ましい。
【0055】
Ｃａｓｅ４は電力源１００－１で故障が発生した場合である。故障は電力源１００－１の出力を監視することや、電力源１００－１の自己診断機能により検出され、スイッチＳＷ１がＯＦＦとなり電力源１００－１が切り離される。なおこの時、フローティング充電されていた電力源１００－２の出力により車載電力供給網全体に電力は供給される。
【0056】
Ｃａｓｅ５は電力源１００－２で故障が発生した場合である。故障は電力源１００－２の出力を監視することや、電力源１００－２の自己診断機能により検出され、スイッチＳＷ５がＯＦＦとなり電力源１００－２が切り離される。なおこの時、電力源１００－１の出力により車載電力供給網全体に電力は供給される。
【0057】
［実施例８］
図１９は図１６の構成に対してさらにＥＣＵ２００－２とＥＣＵ２００－４の間をスイッチＳＷ４、ＳＷ８を経由して電力線２０－２４で接続した実施例である。本実施例のスイッチＳＷの動作例を図２０に示す。なお、図２０は、図１７に示す動作例に加えて電力線２０－２４の両端に設けられたスイッチＳＷ４、ＳＷ８の制御が加わったものである。
図１９は図１６の構成に対してさらにＥＣＵ２００－２とＥＣＵ２００－４の間をスイッチＳＷ４、ＳＷ８を経由して電力線２０－２４で接続した実施例である。本実施例のスイッチＳＷの動作例を図２０に示す。なお、図２０は、図１７に示す動作例に加えて電力線２０－２４の両端に設けられたスイッチＳＷ４、ＳＷ８の制御が加わったものである。
【0058】
故障個所がない（正常な）場合には、すべてのスイッチはＯＦＦされる必要がなくすべての負荷に電力が供給されるが、その場合であってもＣａｓｅ０Ａ、０Ｂの２つのオプションが存在する。Ｃａｓｅ０Ａに示すようにスイッチＳＷ９、ＳＷ１０をＯＮとして電力線２０－１３を介してＥＣＵ２００－１とＥＣＵ２００－３を接続している場合には、ＥＣＵ２００－２とＥＣＵ２００－４を結ぶ電力線２０－２４に接続するＳＷ４、ＳＷ８はＯＮでもＯＦＦでも構わない。また、Ｃａｓｅ０Ｂに示すようにスイッチＳＷ４、ＳＷ８をＯＮとして電力線２０－２４を介してＥＣＵ２００－２とＥＣＵ２００－４を接続している場合には、ＥＣＵ２００－１とＥＣＵ２００－３を結ぶ電力線２０－１３に接続するＳＷ９、ＳＷ１０はＯＮでもＯＦＦでも構わない。なお表中、“＊”はｄｏｎ’ｔ ｃａｒｅすなわち、ＯＮでもＯＦＦでも構わないことを表す。
【0059】
Ｃａｓｅ１～３については、図１７に示した各Ｃａｓｅと同様であり、説明を省略する。
【0060】
電力源１００－１で故障が発生した場合には、Ｃａｓｅ４Ａ、４Ｂの２つのオプションがある。Ｃａｓｅ４ＡのようにスイッチＳＷ９、ＳＷ１０をＯＮにして電力線２０－１３を介してＥＣＵ２００－１とＥＣＵ２００－３を接続している場合には、ＥＣＵ２００－２とＥＣＵ２００－４を結ぶ電力線２０－２４に接続するＳＷ４、ＳＷ８はＯＮでもＯＦＦでも構わない。また、Ｃａｓｅ４Ｂに示すようにスイッチＳＷ４、ＳＷ８をＯＮとして電力線２０－２４を介してＥＣＵ２００－２とＥＣＵ２００－４を接続している場合には、ＥＣＵ２００－１とＥＣＵ２００－３を結ぶ電力線２０－１３に接続するＳＷ９、ＳＷ１０はＯＮでもＯＦＦでも構わない。なおこの時、電力源１００－２の出力により車載電力供給網全体に電力は供給される。
【0061】
同様に、電力源１００－２で故障が発生した場合には、Ｃａｓｅ５Ａ、５Ｂの２つのオプションがある。Ｃａｓｅ５ＡのようにスイッチＳＷ９、ＳＷ１０をＯＮにして電力線２０－１３を介してＥＣＵ２００－１とＥＣＵ２００－３を接続している場合には、ＥＣＵ２００－２とＥＣＵ２００－４を結ぶ電力線２０－２４に接続するＳＷ４、ＳＷ８はＯＮでもＯＦＦでも構わない。また、Ｃａｓｅ５Ｂに示すようにスイッチＳＷ４、ＳＷ８をＯＮとして電力線２０－２４を介してＥＣＵ２００－２とＥＣＵ２００－４を接続している場合には、ＥＣＵ２００－１とＥＣＵ２００－３を結ぶ電力線２０－１３に接続するＳＷ９、ＳＷ１０はＯＮでもＯＦＦでも構わない。なおこの時、電力源１００－１の出力により車載電力供給網全体に電力は供給される。
【0062】
Ｃａｓｅ６は電力線２０－２４で故障が発生した場合である。故障は本発明の原理により検出され、スイッチＳＷ４、ＳＷ８がＯＦＦとなり電力線２０－２４が切り離される。ＥＣＵ２００－２、ＥＣＵ２００－４へはそれぞれ電力線２０－１２、２０－３４経由で電力が供給される。
【0063】
以上述べたようにＥＣＵ２００－２とＥＣＵ２００－４の間をスイッチＳＷ４、ＳＷ８を経由して電力線２０－２４で接続することにより、電力線２０－１２、電力線２０－１３、電力線２０－３４のいずれかに故障が発生しても負荷への電源供給を継続させることができるので、図２１に示すように電力源１００－２からステアリングＥＣＵ２００－５及び自動運転ＥＣＵ２００－６に電力を供給するためのダイオードＯＲを省略することも可能である。
【0064】
なお、［実施例７］では電力源１００－２への配線及び電力線２０－１３のみ電流が双方向に流れるので、スイッチＳＷ５、ＳＷ９、ＳＷ１０を半導体スイッチで実現する場合には双方向の電流を制御できるように図２２（ｂ）に示すように極性が逆向きの素子を接続する必要がある。その他の電力線２０－１２、電力線２０－３４は単一方向に電流が流れるのでそれ以外のＳＷは図２２（ａ）に示すように単一の極性の素子でよい。また、［実施例８］では電力源１００－２への配線及びすべての電力線２０－１２、電力線２０－１３、電力線２０－３４、電力線２０－２４には電流が双方向に流れるので、ＳＷ２～ＳＷ１０を半導体スイッチで実現する場合には双方向の電流を制御できるように図２２（ｂ）に示すように極性が逆向きの素子を接続する必要がある。
【0065】
以上で説明した本発明の実施例によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）本発明に係る車載電力供給網は、車両内の複数のノードを経由して該車両に搭載された負荷に電力を供給する車載電力供給網であって、複数のノードは、電力を送出する第１ノード及び第１ノードから送出された電力を受け取る第２ノードを含み、第１及び第２ノード間は、電力が供給される電力線、及び電力に関する情報が伝送される信号線によって接続され、第１及び第２ノードの各々は、電力線を経由して自ノードに出入りする電流値を計測する電流計測部、信号線と自ノードとの間で電流値に比例した電流の入出力を行う電流入出力部、及び信号線の電位を計測する電位計測部を有し、信号線は抵抗を介して終端電位に終端されており、該信号線の電位が終端電位と異なる場合に、車載電力供給網内のいずこかに異常が生じていると診断される。
（１）本発明に係る車載電力供給網は、車両内の複数のノードを経由して該車両に搭載された負荷に電力を供給する車載電力供給網であって、複数のノードは、電力を送出する第１ノード及び第１ノードから送出された電力を受け取る第２ノードを含み、第１及び第２ノード間は、電力が供給される電力線、及び電力に関する情報が伝送される信号線によって接続され、第１及び第２ノードの各々は、電力線を経由して自ノードに出入りする電流値を計測する電流計測部、信号線と自ノードとの間で電流値に比例した電流の入出力を行う電流入出力部、及び信号線の電位を計測する電位計測部を有し、信号線は抵抗を介して終端電位に終端されており、該信号線の電位が終端電位と異なる場合に、車載電力供給網内のいずこかに異常が生じていると診断される。
【0066】
上記構成を採用することにより、直流電流を利用する車載電力供給網において、故障の発生を迅速に検知することが可能になる。
【0067】
（２）電流計測部及び電流入出力部は演算増幅器から構成される。これにより、ＥＣＵから出力される電流が微弱なものであっても、増幅することで確実に検知することが可能になる。
【0068】
（３）終端電位及び抵抗はテブナン終端により構成される。これにより、終端電位のために正電源電圧と別個に電源を設ける必要がなくなり、システム全体の小型化・コスト抑制が期待できる。
【0069】
（４）第１及び第２ノード各々の電位計測部は、信号線が終端電位と終端されている位置より自ノード側における該信号線の電位を計測する。これにより、各ノードは信号線のどの位置で故障が生じているのかを判定することが可能になる。
【0070】
（５）第１及び第２ノードは、互いに計測した信号線の電位をネットワークを介して交換する。これにより、各ノードは自らが計測した電位と受け取った電位とを比較することによって、故障の原因を特定することが可能になる。
【0071】
（６）交換された第１及び第２ノードの信号線の電位が異なる場合には、信号線、電流計測部、及び電流入出力部のいずれかが異常であると診断される。上記（５）の構成を採用することによって、具体的にこのような診断を行うことが可能になる。
【0072】
（７）第１及び第２ノードは、計測した信号線の電位を符号化して、信号線に重畳して伝送する。実施例３に示すような多重化ネットワーク通信を採用することでこのような効率的に情報伝送を行うことができる。
【0073】
（８）ノードは電子制御ユニットであり、電子制御ユニットは電流計測部と、電流入出力部と、電子制御ユニットに接続された電力線への電流を開閉する第１開閉器と、電子制御ユニットに接続された負荷への電流を開閉する第２開閉器と、制御回路とを有し、制御回路は第１及び第２開閉器を制御する。これにより、故障が生じたと診断された電力線または負荷電流供給経路を直ちに遮断することが可能になり、電力供給網を迅速に保護することが可能になる。
【0074】
（９）制御回路は、複数の経路から電源を供給される。これにより、一部の電源から電源供給が断たれても、適切に切り替え回路を制御することにより、制御回路への電源供給を継続させることができる。
【0075】
（１０）信号線に異常が生じたと診断された場合、該信号線が接続された電子制御ユニットの制御回路は、該電子制御ユニットの第１開閉器を開放状態にする。これにより、（９）と同様に、故障の発見後、迅速に電力供給網を迅速に保護することが可能になる。
【0076】
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。
【符号の説明】
【0077】
２０…電力線、２１…センス線、４０…負荷、１００…電力源、２００…ノード（電子制御ユニット：ＥＣＵ）、２０１、２０３…電流計測部、２０２、２０４…電流入出力部、２１０…制御機能（制御回路）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】