JP2001119856A - 車両における給電方法及び装置 - Google Patents
車両における給電方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡素かつ低廉な構成で、複数の負荷に対して
適正な電力供給を効率良く行う。 【解決手段】 オルタネータ１０及びＡＣ−ＤＣ整流器
１３やバッテリー１７などからなる車両搭載の直流電源
より各負荷に給電を行うための方法及び装置。複数の負
荷と直流電源との間にＤＣ−ＤＣコンバータなどの電圧
変換器を介在させ、直流電源から共通の電圧変換器を介
して複数の負荷に電力を供給するようにする。
適正な電力供給を効率良く行う。 【解決手段】 オルタネータ１０及びＡＣ−ＤＣ整流器
１３やバッテリー１７などからなる車両搭載の直流電源
より各負荷に給電を行うための方法及び装置。複数の負
荷と直流電源との間にＤＣ−ＤＣコンバータなどの電圧
変換器を介在させ、直流電源から共通の電圧変換器を介
して複数の負荷に電力を供給するようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車などの車両
に搭載される電源（オルタネータやバッテリー等）から
各電装品等の電気的負荷に対して電力を供給するための
給電方法及び装置に関するものである。
に搭載される電源（オルタネータやバッテリー等）から
各電装品等の電気的負荷に対して電力を供給するための
給電方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の車両における給電装置の一例を図
６に示す。図において、エンジンと連動するオルタネー
タ１０から出力される交流電圧は、ＡＣ−ＤＣ変換器１
２によって直流電圧に変換され、そのまま高電圧直流負
荷（一般には１２Ｖ負荷）に供給されるとともに、余剰
の電力が車載バッテリー１６に貯えられる。一方、ＡＣ
―ＤＣ変換器１２の出力電圧よりも使用電圧の低い低電
圧負荷、具体的にはドアＥＣＵ、エアコンＥＣＵ、エン
ジンＥＣＵといったＥＣＵ類においては、その回路基板
に電圧変換器（例えばレギュレータや小型のＤＣ−ＤＣ
コンバータ）１８が組み込まれており、前記ＡＣ−ＤＣ
変換器１２もしくはバッテリー１６の出力する電力が各
電圧変換器１８で降圧（例えば１２Ｖ→５Ｖ）された後
に各ＥＣＵの本体に供給されるようになっている。
６に示す。図において、エンジンと連動するオルタネー
タ１０から出力される交流電圧は、ＡＣ−ＤＣ変換器１
２によって直流電圧に変換され、そのまま高電圧直流負
荷（一般には１２Ｖ負荷）に供給されるとともに、余剰
の電力が車載バッテリー１６に貯えられる。一方、ＡＣ
―ＤＣ変換器１２の出力電圧よりも使用電圧の低い低電
圧負荷、具体的にはドアＥＣＵ、エアコンＥＣＵ、エン
ジンＥＣＵといったＥＣＵ類においては、その回路基板
に電圧変換器（例えばレギュレータや小型のＤＣ−ＤＣ
コンバータ）１８が組み込まれており、前記ＡＣ−ＤＣ
変換器１２もしくはバッテリー１６の出力する電力が各
電圧変換器１８で降圧（例えば１２Ｖ→５Ｖ）された後
に各ＥＣＵの本体に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】前記従来の給電装置に
は、次のような問題点がある。
は、次のような問題点がある。
【０００４】 低電圧負荷ごとに電圧変換器を設けて
いるので、その負荷ごとにノイズ対策及び電圧安定化対
策を施さなければならず、システム全体が複雑で高価な
ものになる。
いるので、その負荷ごとにノイズ対策及び電圧安定化対
策を施さなければならず、システム全体が複雑で高価な
ものになる。
【０００５】 近年、ステアリング装置やブレーキ装
置をはじめとする車載アクチュエータの電動化等に伴
い、電源の高圧化（例えば１４Ｖから４２Ｖへの変更）
が検討されている。このような電源の高圧化に伴い、当
該電源電圧と低電圧負荷の使用電圧との格差が大きくな
るため、前記電圧変換器１８としてかなり大型でかつ高
価なものを用いる必要がある。かかる電圧変換器１８を
各負荷ごとに設けることは、システム全体の小型化、簡
素化の大きな妨げとなる。
置をはじめとする車載アクチュエータの電動化等に伴
い、電源の高圧化（例えば１４Ｖから４２Ｖへの変更）
が検討されている。このような電源の高圧化に伴い、当
該電源電圧と低電圧負荷の使用電圧との格差が大きくな
るため、前記電圧変換器１８としてかなり大型でかつ高
価なものを用いる必要がある。かかる電圧変換器１８を
各負荷ごとに設けることは、システム全体の小型化、簡
素化の大きな妨げとなる。
【０００６】さらに、前記のような高電圧化に伴い、電
源電圧の低い従来システムでは変圧の必要がなかった中
電圧負荷（例えば１４Ｖ負荷）と電源との間にも電圧変
換器（４２Ｖから１４Ｖまで電圧を降下させるためのＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ）を設けなければならないことにな
り、システム全体の構成はますます複雑となる。
源電圧の低い従来システムでは変圧の必要がなかった中
電圧負荷（例えば１４Ｖ負荷）と電源との間にも電圧変
換器（４２Ｖから１４Ｖまで電圧を降下させるためのＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ）を設けなければならないことにな
り、システム全体の構成はますます複雑となる。
【０００７】本発明は、このような事情に鑑み、簡素か
つ低廉な構成で、複数の負荷に対して適正な電力供給を
効率良く行うことができる車両における給電方法及び装
置を提供することを目的とする。
つ低廉な構成で、複数の負荷に対して適正な電力供給を
効率良く行うことができる車両における給電方法及び装
置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段として、本発明は、車両に搭載された直流電源か
ら複数の負荷に電力を供給する方法であって、前記直流
電源の出力電圧を変化させる電圧変換器に複数の負荷を
接続することにより、前記直流電源から共通の電圧変換
器を介して複数の負荷に電力を供給するものである。
の手段として、本発明は、車両に搭載された直流電源か
ら複数の負荷に電力を供給する方法であって、前記直流
電源の出力電圧を変化させる電圧変換器に複数の負荷を
接続することにより、前記直流電源から共通の電圧変換
器を介して複数の負荷に電力を供給するものである。
【０００９】また本発明は、車両に搭載された直流電源
から複数の負荷に電力を供給する装置であって、前記直
流電源にその出力を変圧する電圧変換器の入力部を接続
し、この電圧変換器の出力部に複数の負荷を接続するこ
とにより、前記直流電源から共通の電圧変換器を介して
複数の負荷に電力が供給されるように構成したものであ
る。
から複数の負荷に電力を供給する装置であって、前記直
流電源にその出力を変圧する電圧変換器の入力部を接続
し、この電圧変換器の出力部に複数の負荷を接続するこ
とにより、前記直流電源から共通の電圧変換器を介して
複数の負荷に電力が供給されるように構成したものであ
る。
【００１０】これらの方法及び装置では、複数の負荷に
ついてこれに使用される電圧変換器を共通化しているの
で、従来のように各負荷ごとに電圧変換器を設ける構成
に比べ、電圧変換器の必要個数を減らすことができる。
従って、システム全体の簡素化及び低廉化が図れるとと
もに、各電圧変換器についてのノイズ対策や電圧安定化
対策が容易になる。
ついてこれに使用される電圧変換器を共通化しているの
で、従来のように各負荷ごとに電圧変換器を設ける構成
に比べ、電圧変換器の必要個数を減らすことができる。
従って、システム全体の簡素化及び低廉化が図れるとと
もに、各電圧変換器についてのノイズ対策や電圧安定化
対策が容易になる。
【００１１】この方法及び装置において、前記電圧変換
器にＤＣ−ＤＣコンバータを用いれば、複数の直流負荷
への電力供給を効率良く行うことができる。具体的に
は、前記直流電源にその出力を変圧して直流電圧を出力
するＤＣ−ＤＣコンバータの入力部を接続し、このＤＣ
−ＤＣコンバータの出力部に複数の直流負荷を接続する
ようにすればよい。
器にＤＣ−ＤＣコンバータを用いれば、複数の直流負荷
への電力供給を効率良く行うことができる。具体的に
は、前記直流電源にその出力を変圧して直流電圧を出力
するＤＣ−ＤＣコンバータの入力部を接続し、このＤＣ
−ＤＣコンバータの出力部に複数の直流負荷を接続する
ようにすればよい。
【００１２】また、前記電圧変換器として、互いに出力
電圧の異なる複数の出力部を有するものを具備し、各出
力部にその出力電圧に応じた負荷を接続するようにすれ
ば、互いに使用電圧の異なる負荷に対しても共通の電圧
変換器を介して給電を行うことが可能になる。
電圧の異なる複数の出力部を有するものを具備し、各出
力部にその出力電圧に応じた負荷を接続するようにすれ
ば、互いに使用電圧の異なる負荷に対しても共通の電圧
変換器を介して給電を行うことが可能になる。
【００１３】さらに、前記電圧変換器として、直流電圧
を出力する出力部と交流電圧を出力する出力部の双方を
含んでいるものを備えることにより、その共通の電圧変
換器を介して直流負荷、交流負荷の双方に給電を行うこ
とが可能になる。
を出力する出力部と交流電圧を出力する出力部の双方を
含んでいるものを備えることにより、その共通の電圧変
換器を介して直流負荷、交流負荷の双方に給電を行うこ
とが可能になる。
【００１４】前記電圧変換器は単一でもよいが、給電す
べき負荷を複数のグループに分類し、各グループごとに
電圧変換器を割り当てて、各電圧変換器からその電圧変
換器のグループに属する負荷に電力を供給する（具体的
には、各グループごとに電圧変換器を設け、各電圧変換
器の入力部を前記直流電源に接続するとともに、各電圧
変換器の出力部に当該電圧変換器のグループに属する負
荷を接続する）ことにより、各負荷の特質を考慮した合
理性の高いシステムを構築することが可能である。
べき負荷を複数のグループに分類し、各グループごとに
電圧変換器を割り当てて、各電圧変換器からその電圧変
換器のグループに属する負荷に電力を供給する（具体的
には、各グループごとに電圧変換器を設け、各電圧変換
器の入力部を前記直流電源に接続するとともに、各電圧
変換器の出力部に当該電圧変換器のグループに属する負
荷を接続する）ことにより、各負荷の特質を考慮した合
理性の高いシステムを構築することが可能である。
【００１５】例えば、給電すべき負荷をその車両におけ
る設置箇所によって分類すれば、各電圧変換器からその
電圧変換器のグループに属する各負荷までの配線長さを
短く抑えて配線構造をより簡素にすることができる。
る設置箇所によって分類すれば、各電圧変換器からその
電圧変換器のグループに属する各負荷までの配線長さを
短く抑えて配線構造をより簡素にすることができる。
【００１６】また、給電すべき負荷をその負荷が用いら
れる車両のグレードによって分類すれば、車両にそのグ
レードに対応するグループの電圧変換器及び負荷を搭載
するだけでグレード対応ができ、グレードに応じて電圧
変換器とこれに接続される負荷との組み合わせを変える
必要がなくなる。すなわち、車両に搭載するグループを
選択するだけで極めて容易にグレード対応ができる。
れる車両のグレードによって分類すれば、車両にそのグ
レードに対応するグループの電圧変換器及び負荷を搭載
するだけでグレード対応ができ、グレードに応じて電圧
変換器とこれに接続される負荷との組み合わせを変える
必要がなくなる。すなわち、車両に搭載するグループを
選択するだけで極めて容易にグレード対応ができる。
【００１７】また、給電すべき負荷をその使用電圧によ
って分類し、その使用電圧に見合う出力電圧をもつ電圧
変換器を割り当てるようにすれば、各電圧変換器には、
単一の出力電圧のみをもつものを用いることが可能にな
る。従って、各電圧変換器の構造を簡素化することがで
きる。
って分類し、その使用電圧に見合う出力電圧をもつ電圧
変換器を割り当てるようにすれば、各電圧変換器には、
単一の出力電圧のみをもつものを用いることが可能にな
る。従って、各電圧変換器の構造を簡素化することがで
きる。
【００１８】具体的には、給電すべき負荷をその使用電
圧によって複数のグループに分類し、各グループごとに
その使用電圧に見合う出力電圧をもつ電圧変換器を設
け、その電圧変換器の出力部に当該電圧変換器のグルー
プに属する負荷を接続すればよい。
圧によって複数のグループに分類し、各グループごとに
その使用電圧に見合う出力電圧をもつ電圧変換器を設
け、その電圧変換器の出力部に当該電圧変換器のグルー
プに属する負荷を接続すればよい。
【００１９】また、前記電圧変換器として、前記直流電
圧をそれと異なる直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバ
ータと、前記直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ−ＡＣ
インバータとを併用すれば、直流負荷、交流負荷の双方
への給電が可能になる。
圧をそれと異なる直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバ
ータと、前記直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ−ＡＣ
インバータとを併用すれば、直流負荷、交流負荷の双方
への給電が可能になる。
【００２０】なお、以上のように複数の電圧変換器を用
いる場合、全ての電圧変換器に複数の負荷を接続しなく
てもよく、単一の負荷のみ接続される電圧変換器を一部
含んでいてもよい。換言すれば、本発明では、複数の負
荷に接続される電圧変換器を少なくとも一つ含んでいれ
ばよい。
いる場合、全ての電圧変換器に複数の負荷を接続しなく
てもよく、単一の負荷のみ接続される電圧変換器を一部
含んでいてもよい。換言すれば、本発明では、複数の負
荷に接続される電圧変換器を少なくとも一つ含んでいれ
ばよい。
【００２１】本発明では、必ずしも車両に搭載される負
荷のすべてを電圧変換器に接続しなくてもよい。例え
ば、使用電圧が前記直流電源の出力電圧と略同等である
直流負荷については、これを前記電圧変換器を介さずに
直接前記直流電源に接続することができる。
荷のすべてを電圧変換器に接続しなくてもよい。例え
ば、使用電圧が前記直流電源の出力電圧と略同等である
直流負荷については、これを前記電圧変換器を介さずに
直接前記直流電源に接続することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態を図１
及び図２に基づいて説明する。
及び図２に基づいて説明する。
【００２３】図１は、この実施の形態にかかる車両にお
ける給電装置を示した回路図である。
ける給電装置を示した回路図である。
【００２４】この装置は、車両に搭載された複数の負荷
に対して給電を行うものであるが、その特徴として、前
記各負荷がその使用電圧によって複数のグループ（図例
では４つのグループ）に分類されている。各グループに
おける負荷の使用電圧及び属する負荷の具体例は次のと
おりである。
に対して給電を行うものであるが、その特徴として、前
記各負荷がその使用電圧によって複数のグループ（図例
では４つのグループ）に分類されている。各グループに
おける負荷の使用電圧及び属する負荷の具体例は次のと
おりである。
【００２５】直流４２Ｖ負荷…パワーステアリング、
電動ブレーキ、ヘッドランプ等。
電動ブレーキ、ヘッドランプ等。
【００２６】直流１４Ｖ負荷…ランプ類、冷却ファ
ン、オーディオ類等。
ン、オーディオ類等。
【００２７】直流５Ｖ負荷…ドアＥＣＵ、エアコンＥ
ＣＵ、エンジンＥＣＵ等。
ＣＵ、エンジンＥＣＵ等。
【００２８】交流１００Ｖ負荷…車室内あるいはトラ
ンクルーム内に設けられた外部機器接続用ソケット等。
ンクルーム内に設けられた外部機器接続用ソケット等。
【００２９】一方、この給電装置は、前記各負荷に電力
を供給する手段として、オルタネータ１０、ＡＣ−ＤＣ
整流器１３、高電圧バッテリー（図例では３６Ｖバッテ
リー）１７、及び複数のコンバータ（図例では２つのＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ２０Ａ，２０Ｂと１つのＤＣ−ＡＣ
インバータ３０）を備えている。
を供給する手段として、オルタネータ１０、ＡＣ−ＤＣ
整流器１３、高電圧バッテリー（図例では３６Ｖバッテ
リー）１７、及び複数のコンバータ（図例では２つのＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ２０Ａ，２０Ｂと１つのＤＣ−ＡＣ
インバータ３０）を備えている。
【００３０】オルタネータ１０は、図略のエンジンと連
動し、その作動によって交流電圧を生成し、出力するも
のである。
動し、その作動によって交流電圧を生成し、出力するも
のである。
【００３１】ＡＣ−ＤＣ整流器１３は、複数のダイオー
ド等で構成され、前記オルタネータ１０から出力される
交流電圧を直流高電圧（図例では直流４２Ｖ電圧）に変
換して出力するものである。すなわち、このＡＣ−ＤＣ
整流器１３とオルタネータ１０とで、直流電圧を出力す
る直流電源が構成されている。
ド等で構成され、前記オルタネータ１０から出力される
交流電圧を直流高電圧（図例では直流４２Ｖ電圧）に変
換して出力するものである。すなわち、このＡＣ−ＤＣ
整流器１３とオルタネータ１０とで、直流電圧を出力す
る直流電源が構成されている。
【００３２】ＡＣ−ＤＣ整流器１３には、スタータモー
タＭ、前記高電圧バッテリー１７、前記コンバータ２０
Ａ，２０Ｂ、ＤＣ−ＡＣインバータ３０、さらには前記
負荷のうちの直流４２Ｖ負荷が直接接続されている。そ
して、このＡＣ−ＤＣ整流器１３から直流４２Ｖ負荷、
コンバータ２０Ａ，２０Ｂ、ＤＣ−ＡＣインバータ３０
に直接給電が行われるとともに、余剰の電力が高電圧バ
ッテリー１７に蓄えられるようになっている。
タＭ、前記高電圧バッテリー１７、前記コンバータ２０
Ａ，２０Ｂ、ＤＣ−ＡＣインバータ３０、さらには前記
負荷のうちの直流４２Ｖ負荷が直接接続されている。そ
して、このＡＣ−ＤＣ整流器１３から直流４２Ｖ負荷、
コンバータ２０Ａ，２０Ｂ、ＤＣ−ＡＣインバータ３０
に直接給電が行われるとともに、余剰の電力が高電圧バ
ッテリー１７に蓄えられるようになっている。
【００３３】ＤＣ−ＤＣコンバータ２０Ａは、入力され
た直流４２Ｖ電圧を直流１４Ｖ電圧に変換して前記各直
流１４Ｖ負荷に供給するものである。すなわち、このＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ２０Ａは、直流１４Ｖ負荷のグルー
プに割り当てられている。
た直流４２Ｖ電圧を直流１４Ｖ電圧に変換して前記各直
流１４Ｖ負荷に供給するものである。すなわち、このＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ２０Ａは、直流１４Ｖ負荷のグルー
プに割り当てられている。
【００３４】このＤＣ−ＤＣコンバータ２０Ａは、図２
（ａ）に示すような高周波トランス２１、パワースイッ
チ素子２２、ドライブ回路２４、制御回路２６、及び平
滑回路２８を備えている。
（ａ）に示すような高周波トランス２１、パワースイッ
チ素子２２、ドライブ回路２４、制御回路２６、及び平
滑回路２８を備えている。
【００３５】パワースイッチ素子２２は、コンバータ入
力端子と高周波トランス２１の一次側コイルとの間に設
けられ、両者間を通電するオン状態と遮断するオフ状態
とに切換えられるものである。このパワースイッチ素子
２２としては、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴが好適で
あるが、その種類は問わない。
力端子と高周波トランス２１の一次側コイルとの間に設
けられ、両者間を通電するオン状態と遮断するオフ状態
とに切換えられるものである。このパワースイッチ素子
２２としては、例えばＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴが好適で
あるが、その種類は問わない。
【００３６】ドライブ回路２４は、制御回路２６から入
力される制御信号に応じて前記パワースイッチ素子２２
をオンオフするものであり、このパワースイッチ素子２
２とともにＤＣ−ＡＣ変換部（インバータ）を構成して
いる。このインバータにより生成されたパルス電圧が高
周波トランス２１の一次側コイルに供給されることによ
り、同トランス２１の二次側コイルには変圧された交流
電圧が発生する。この交流電圧は平滑回路２８により平
滑化されて直流電圧に変換され、コンバータ出力端子か
ら出力される。
力される制御信号に応じて前記パワースイッチ素子２２
をオンオフするものであり、このパワースイッチ素子２
２とともにＤＣ−ＡＣ変換部（インバータ）を構成して
いる。このインバータにより生成されたパルス電圧が高
周波トランス２１の一次側コイルに供給されることによ
り、同トランス２１の二次側コイルには変圧された交流
電圧が発生する。この交流電圧は平滑回路２８により平
滑化されて直流電圧に変換され、コンバータ出力端子か
ら出力される。
【００３７】制御回路２６は、前記平滑回路２８からの
出力電圧と、外部から入力されるオンオフ指令信号とに
基づき、前記ドライブ回路２４によるパワースイッチ素
子２２の駆動を制御し、１４Ｖの出力電圧が安定して得
られるように作動するものである。
出力電圧と、外部から入力されるオンオフ指令信号とに
基づき、前記ドライブ回路２４によるパワースイッチ素
子２２の駆動を制御し、１４Ｖの出力電圧が安定して得
られるように作動するものである。
【００３８】この構成において、前記コンバータ入力端
子に前記ＡＣ−ＤＣ整流器１３及び高電圧バッテリー１
７が接続されるとともに、コンバータ出力端子に各直流
１４Ｖ負荷が接続されている。従って、直流電源（オル
タネータ１０及びＡＣ−ＤＣ整流器１３、または高電圧
バッテリー１７）から出力される約４２Ｖの直流電圧が
ＤＣ−ＤＣコンバータ２０Ａで１４Ｖの直流電圧に変換
され、各直流１４Ｖ負荷に供給されるようになってい
る。
子に前記ＡＣ−ＤＣ整流器１３及び高電圧バッテリー１
７が接続されるとともに、コンバータ出力端子に各直流
１４Ｖ負荷が接続されている。従って、直流電源（オル
タネータ１０及びＡＣ−ＤＣ整流器１３、または高電圧
バッテリー１７）から出力される約４２Ｖの直流電圧が
ＤＣ−ＤＣコンバータ２０Ａで１４Ｖの直流電圧に変換
され、各直流１４Ｖ負荷に供給されるようになってい
る。
【００３９】ＤＣ−ＤＣコンバータ２０Ｂの基本構成も
前記図２（ａ）に示したものと全く同様であるが、その
出力電圧は５Ｖに設定されている。そして、このＤＣ−
ＤＣコンバータ２０Ｂの入力端子に前記ＡＣ−ＤＣ整流
器１３及び高電圧バッテリー１７が接続されるととも
に、出力端子に各直流５Ｖ負荷が接続されている。従っ
て、前記直流電源から出力される約４２Ｖの直流電圧が
ＤＣ−ＤＣコンバータ２０Ｂで５Ｖの直流電圧に変換さ
れ、各直流５Ｖ負荷に供給されるようになっている。
前記図２（ａ）に示したものと全く同様であるが、その
出力電圧は５Ｖに設定されている。そして、このＤＣ−
ＤＣコンバータ２０Ｂの入力端子に前記ＡＣ−ＤＣ整流
器１３及び高電圧バッテリー１７が接続されるととも
に、出力端子に各直流５Ｖ負荷が接続されている。従っ
て、前記直流電源から出力される約４２Ｖの直流電圧が
ＤＣ−ＤＣコンバータ２０Ｂで５Ｖの直流電圧に変換さ
れ、各直流５Ｖ負荷に供給されるようになっている。
【００４０】一方、ＤＣ−ＡＣインバータ３０は、図２
（ａ）に示すような高周波トランス３１、インバータ３
２、整流平滑回路３４、ＰＷＭインバータ３６、及びフ
ィルタ回路３８を備えている。
（ａ）に示すような高周波トランス３１、インバータ３
２、整流平滑回路３４、ＰＷＭインバータ３６、及びフ
ィルタ回路３８を備えている。
【００４１】インバータ３２は、例えばパワースイッチ
素子とそのドライブ回路の組み合わせで構成され、入力
端子から入力される直流電圧をパルス電圧に変換する。
このパルス電圧が高周波トランス３１の一次側コイルに
供給されることにより、同トランス３１の二次側コイル
には昇圧された交流電圧が発生する。この交流電圧は整
流平滑回路３４、ＰＷＭインバータ３６、及びフィルタ
回路３８によって好適な波形をもつ１００Ｖの交流電圧
に変換され、コンバータ出力端子から出力される。
素子とそのドライブ回路の組み合わせで構成され、入力
端子から入力される直流電圧をパルス電圧に変換する。
このパルス電圧が高周波トランス３１の一次側コイルに
供給されることにより、同トランス３１の二次側コイル
には昇圧された交流電圧が発生する。この交流電圧は整
流平滑回路３４、ＰＷＭインバータ３６、及びフィルタ
回路３８によって好適な波形をもつ１００Ｖの交流電圧
に変換され、コンバータ出力端子から出力される。
【００４２】この構成において、前記コンバータ入力端
子に前記ＡＣ−ＤＣ整流器１３及び高電圧バッテリー１
７が接続されるとともに、コンバータ出力端子に交流１
００Ｖ負荷が接続されている。従って、前記直流電源か
ら出力される約４２Ｖの直流電圧がＤＣ−ＡＣインバー
タ３０で１００Ｖの交流電圧に変換され、交流１００Ｖ
負荷に供給されるようになっている。
子に前記ＡＣ−ＤＣ整流器１３及び高電圧バッテリー１
７が接続されるとともに、コンバータ出力端子に交流１
００Ｖ負荷が接続されている。従って、前記直流電源か
ら出力される約４２Ｖの直流電圧がＤＣ−ＡＣインバー
タ３０で１００Ｖの交流電圧に変換され、交流１００Ｖ
負荷に供給されるようになっている。
【００４３】この構成によれば、次のような効果を得る
ことができる。
ことができる。
【００４４】 複数の１４Ｖ負荷を共通のＤＣ−ＤＣ
コンバータ２０Ａの出力部に接続し、また、複数の５Ｖ
負荷を共通のＤＣ−ＤＣコンバータ２０Ｂの出力部に接
続することにより、直流電源の出力電圧を共通のＤＣ−
ＤＣコンバータ２０Ａで変圧して複数の１４Ｖ負荷に供
給し、また、直流電源の出力電圧を共通のＤＣ−ＤＣコ
ンバータ２０Ｂで変圧して複数の５Ｖ負荷に供給するよ
うにしているので、図６に示した従来方法及び装置のよ
うに、各負荷ごとに電圧変換器を設ける構成に比べ、使
用する電圧変換器の個数を減らしてシステム全体の簡素
化及び低廉化を図ることができる。
コンバータ２０Ａの出力部に接続し、また、複数の５Ｖ
負荷を共通のＤＣ−ＤＣコンバータ２０Ｂの出力部に接
続することにより、直流電源の出力電圧を共通のＤＣ−
ＤＣコンバータ２０Ａで変圧して複数の１４Ｖ負荷に供
給し、また、直流電源の出力電圧を共通のＤＣ−ＤＣコ
ンバータ２０Ｂで変圧して複数の５Ｖ負荷に供給するよ
うにしているので、図６に示した従来方法及び装置のよ
うに、各負荷ごとに電圧変換器を設ける構成に比べ、使
用する電圧変換器の個数を減らしてシステム全体の簡素
化及び低廉化を図ることができる。
【００４５】 給電すべき負荷をその使用電圧によっ
て複数のグループに分類し、各グループにその使用電圧
に見合った出力電圧をもつコンバータ２０Ａ，２０Ｂ、
ＤＣ−ＡＣインバータ３０を割り当てるようにしている
ので、各コンバータの出力電圧は１種類で足りる。従っ
て、各コンバータの構造を簡素化し、また低廉化でき
る。
て複数のグループに分類し、各グループにその使用電圧
に見合った出力電圧をもつコンバータ２０Ａ，２０Ｂ、
ＤＣ−ＡＣインバータ３０を割り当てるようにしている
ので、各コンバータの出力電圧は１種類で足りる。従っ
て、各コンバータの構造を簡素化し、また低廉化でき
る。
【００４６】なお、本発明において、各負荷の使用電圧
は本実施形態で例示したものに限られない。従って、使
用電圧の種類数に応じてそれに見合った個数のコンバー
タを具備するようにすればよい。例えば、交流負荷が存
在しない場合には、ＤＣ−ＡＣインバータ３０を省略す
ればよい。また、図１に示したように、直流電源の出力
電圧と略同等の使用電圧をもつ負荷（図例では４２Ｖ負
荷）が存在する場合には、当該負荷をコンバータを介さ
ずに前記直流電源に接続すればよい。
は本実施形態で例示したものに限られない。従って、使
用電圧の種類数に応じてそれに見合った個数のコンバー
タを具備するようにすればよい。例えば、交流負荷が存
在しない場合には、ＤＣ−ＡＣインバータ３０を省略す
ればよい。また、図１に示したように、直流電源の出力
電圧と略同等の使用電圧をもつ負荷（図例では４２Ｖ負
荷）が存在する場合には、当該負荷をコンバータを介さ
ずに前記直流電源に接続すればよい。
【００４７】本発明の第２の実施の形態を図３及び図４
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００４８】ここでは、給電すべき負荷を複数のグルー
プに分類する指針として、車両における各負荷の設置箇
所に着目している。すなわち、互いに近接した箇所に設
置される負荷を同一グループに所属させ、各グループに
電圧変換器（図例では３つのコンバータ４０Ａ，４０
Ｂ，４０Ｃ）を割り当てている。その分類内容は次のと
おりである。
プに分類する指針として、車両における各負荷の設置箇
所に着目している。すなわち、互いに近接した箇所に設
置される負荷を同一グループに所属させ、各グループに
電圧変換器（図例では３つのコンバータ４０Ａ，４０
Ｂ，４０Ｃ）を割り当てている。その分類内容は次のと
おりである。
【００４９】エンジンルーム内負荷…へッドランプ、
エンジンＥＣＵ、冷却ファン等。
エンジンＥＣＵ、冷却ファン等。
【００５０】車室内負荷…運転手席ドア負荷、助手席
ドア負荷、パワーステアリング、電動ブレーキ等。
ドア負荷、パワーステアリング、電動ブレーキ等。
【００５１】トランクルーム負荷…ＡＣ１００Ｖソケ
ット、デフォガ、ランプ類等。
ット、デフォガ、ランプ類等。
【００５２】そして、前記エンジンルーム内負荷は全て
共通のコンバータ４０Ａの出力部に接続し、直流電源か
ら当該コンバータ４０Ａを介して各エンジンルーム負荷
に給電を行うようにしている。同様に、車室内負荷は全
て共通のコンバータ４０Ｂの出力部に接続し、またトラ
ンクルーム負荷は全て共通のコンバータ４０Ｃの出力部
に接続することにより、直流電源からコンバータ４０Ｂ
を介して各車室内負荷に給電を行い、また直流電源から
コンバータ４０Ｃを介して各トランクルーム負荷に給電
を行うようにしている。
共通のコンバータ４０Ａの出力部に接続し、直流電源か
ら当該コンバータ４０Ａを介して各エンジンルーム負荷
に給電を行うようにしている。同様に、車室内負荷は全
て共通のコンバータ４０Ｂの出力部に接続し、またトラ
ンクルーム負荷は全て共通のコンバータ４０Ｃの出力部
に接続することにより、直流電源からコンバータ４０Ｂ
を介して各車室内負荷に給電を行い、また直流電源から
コンバータ４０Ｃを介して各トランクルーム負荷に給電
を行うようにしている。
【００５３】この第２の実施の形態では、前記第１の実
施の形態と異なり、各グループに互いに使用電圧の異な
る負荷が混在することになる。従って、各コンバータ４
０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃは、互いに出力電圧の異なる複数
の出力部をもつ必要がある。このような構成にするに
は、例えば図４に示すように、高周波トランス４１の一
次側コイルとＤＣ入力端子との間にインバータ４２を設
ける一方、二次側コイルを出力部の必要個数と同数に
し、各二次側コイルと出力端子との間に出力電圧を生成
するのに必要な回路を設けるようにすればよい。図示の
構成では、直流１４Ｖ出力端子とこれに対応する二次側
コイルとの間に整流平滑回路４４を設け、直流５Ｖ出力
端子とこれに対応する二次側コイルとの間に整流平滑回
路４５を設け、ＡＣ１００Ｖ出力端子とこれに対応する
二次側コイルとの間に整流平滑回路４６、ＰＷＭインバ
ータ４７、及びフィルタ回路４８を設けている。
施の形態と異なり、各グループに互いに使用電圧の異な
る負荷が混在することになる。従って、各コンバータ４
０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃは、互いに出力電圧の異なる複数
の出力部をもつ必要がある。このような構成にするに
は、例えば図４に示すように、高周波トランス４１の一
次側コイルとＤＣ入力端子との間にインバータ４２を設
ける一方、二次側コイルを出力部の必要個数と同数に
し、各二次側コイルと出力端子との間に出力電圧を生成
するのに必要な回路を設けるようにすればよい。図示の
構成では、直流１４Ｖ出力端子とこれに対応する二次側
コイルとの間に整流平滑回路４４を設け、直流５Ｖ出力
端子とこれに対応する二次側コイルとの間に整流平滑回
路４５を設け、ＡＣ１００Ｖ出力端子とこれに対応する
二次側コイルとの間に整流平滑回路４６、ＰＷＭインバ
ータ４７、及びフィルタ回路４８を設けている。
【００５４】この第２の実施の形態のように、給電すべ
き複数の負荷をその車両における設置箇所で分類するよ
うにすれば、コンバータ４０Ａ〜４０Ｃとそのコンバー
タのグループに属する各負荷との間の配線長さを短く抑
えることができ、配線構造全体の簡素化を進めることが
できる。
き複数の負荷をその車両における設置箇所で分類するよ
うにすれば、コンバータ４０Ａ〜４０Ｃとそのコンバー
タのグループに属する各負荷との間の配線長さを短く抑
えることができ、配線構造全体の簡素化を進めることが
できる。
【００５５】第３の実施の形態を図５（ａ）（ｂ）に示
す。この実施の形態では、給電すべき複数の負荷を、そ
の負荷が使用される車両のグレードに基づいて複数のグ
ループに分類し、各グループにコンバータ４０Ｌ，４０
Ｍ，４０Ｈを割り当てるようにしている。具体的には次
のとおりである。
す。この実施の形態では、給電すべき複数の負荷を、そ
の負荷が使用される車両のグレードに基づいて複数のグ
ループに分類し、各グループにコンバータ４０Ｌ，４０
Ｍ，４０Ｈを割り当てるようにしている。具体的には次
のとおりである。
【００５６】全車共通負荷…へッドランプ、エンジン
ＥＣＵ、冷却ファン等。
ＥＣＵ、冷却ファン等。
【００５７】中級車用負荷…ＡＢＳ、エアバックＥＣ
Ｕ、ＡＣ１００Ｖソケット等。
Ｕ、ＡＣ１００Ｖソケット等。
【００５８】高級車専用負荷…自動ハンドル調節装
置、自動座席調節装置、自動アンテナ調節装置等。
置、自動座席調節装置、自動アンテナ調節装置等。
【００５９】そして、前記全車共通負荷は全て共通のコ
ンバータ４０Ｌの出力部に接続し、直流電源から当該コ
ンバータ４０Ｌを介して各全車共通負荷に給電を行うよ
うにしている。同様に、中級車用負荷は全て共通のコン
バータ４０Ｍの出力部に接続し、また高級車専用負荷は
全て共通のコンバータ４０Ｈの出力部に接続することに
より、中級車用負荷に対しては全て直流電源からコンバ
ータ４０Ｍを介して給電を行い、高級車専用負荷に対し
ては全て直流電源からコンバータ４０Ｈを介して給電を
行うようにしている。
ンバータ４０Ｌの出力部に接続し、直流電源から当該コ
ンバータ４０Ｌを介して各全車共通負荷に給電を行うよ
うにしている。同様に、中級車用負荷は全て共通のコン
バータ４０Ｍの出力部に接続し、また高級車専用負荷は
全て共通のコンバータ４０Ｈの出力部に接続することに
より、中級車用負荷に対しては全て直流電源からコンバ
ータ４０Ｍを介して給電を行い、高級車専用負荷に対し
ては全て直流電源からコンバータ４０Ｈを介して給電を
行うようにしている。
【００６０】この実施の形態にかかる分類を行えば、各
グレードで必要とするコンバータ数を最小限に抑えなが
ら、車両のグレードに簡単に対応することが可能にな
る。例えば、高級車の場合には、図５（ａ）に示すよう
に上述の全ての負荷及びコンバータ４０Ｌ，４０Ｍ，４
０Ｈを搭載すればよいし、中級車の場合には、高級車専
用負荷及びこれらに接続されるコンバータ４０Ｈを一括
省略するだけで対応ができる。すなわち、図５（ａ）
（ｂ）に示すように、コンバータ４０Ｌ，４０Ｍとこれ
らに接続される全車共通負荷及び中級車用負荷のみを搭
載すれば足りる。また、それよりも低いグレードの車両
にはコンバータ４０Ｌとこれに接続される全車共通負荷
のみを搭載すればよい。
グレードで必要とするコンバータ数を最小限に抑えなが
ら、車両のグレードに簡単に対応することが可能にな
る。例えば、高級車の場合には、図５（ａ）に示すよう
に上述の全ての負荷及びコンバータ４０Ｌ，４０Ｍ，４
０Ｈを搭載すればよいし、中級車の場合には、高級車専
用負荷及びこれらに接続されるコンバータ４０Ｈを一括
省略するだけで対応ができる。すなわち、図５（ａ）
（ｂ）に示すように、コンバータ４０Ｌ，４０Ｍとこれ
らに接続される全車共通負荷及び中級車用負荷のみを搭
載すれば足りる。また、それよりも低いグレードの車両
にはコンバータ４０Ｌとこれに接続される全車共通負荷
のみを搭載すればよい。
【００６１】すなわち、この分類によれば、車両に搭載
するグループ（コンバータ＋負荷）の選択だけでグレー
ド対応ができ、各グループにおいてコンバータとこれに
接続される負荷との組み合わせを変更する必要がないの
で、汎用性、量産性に富んだ合理的なシステムを構築す
ることが可能である。
するグループ（コンバータ＋負荷）の選択だけでグレー
ド対応ができ、各グループにおいてコンバータとこれに
接続される負荷との組み合わせを変更する必要がないの
で、汎用性、量産性に富んだ合理的なシステムを構築す
ることが可能である。
【００６２】その他、本発明は次のような実施の形態を
とることも可能である。
とることも可能である。
【００６３】・本発明では、直流電源の種類を問わな
い。例えばオルタネータを省略し、バッテリーのみで走
行する車両にも本発明の適用が可能である。
い。例えばオルタネータを省略し、バッテリーのみで走
行する車両にも本発明の適用が可能である。
【００６４】・本発明では、具体的な使用電圧を問わ
ず、例示した直流４２Ｖ，１４Ｖ，５Ｖや交流１００Ｖ
の他、種々の使用電圧に対応が可能である。また、使用
する直流電圧が電源電圧より高い場合にも適用が可能で
あり、この場合には、昇圧用のＤＣ−ＤＣコンバータを
用いればよい。
ず、例示した直流４２Ｖ，１４Ｖ，５Ｖや交流１００Ｖ
の他、種々の使用電圧に対応が可能である。また、使用
する直流電圧が電源電圧より高い場合にも適用が可能で
あり、この場合には、昇圧用のＤＣ−ＤＣコンバータを
用いればよい。
【００６５】・本発明では一つの車両において使用する
電圧変換器の個数を問わない。例えば単一の電圧変換器
から全ての負荷（直流電源に直接接続可能な負荷がある
場合にはこれを除く負荷）に給電を行うようにしてもよ
い。
電圧変換器の個数を問わない。例えば単一の電圧変換器
から全ての負荷（直流電源に直接接続可能な負荷がある
場合にはこれを除く負荷）に給電を行うようにしてもよ
い。
【００６６】
【発明の効果】以上のように本発明は、直流電源から共
通の電圧変換器を介して複数の負荷に電力を供給するよ
うにしたものであるので、電圧変換器の個数が少ない簡
素かつ低廉な構成で各負荷に対して適正な給電を効率良
く行うことができる効果がある。
通の電圧変換器を介して複数の負荷に電力を供給するよ
うにしたものであるので、電圧変換器の個数が少ない簡
素かつ低廉な構成で各負荷に対して適正な給電を効率良
く行うことができる効果がある。
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる車両におけ
る給電装置の回路図である。
る給電装置の回路図である。
【図２】（ａ）は図１の装置に用いられるＤＣ−ＤＣコ
ンバータの構成を示す回路図、（ｂ）は同装置に用いら
れるＤＣ−ＡＣインバータの構成を示す回路図である。
ンバータの構成を示す回路図、（ｂ）は同装置に用いら
れるＤＣ−ＡＣインバータの構成を示す回路図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態にかかる車両におけ
る給電装置の回路図である。
る給電装置の回路図である。
【図４】図３の装置に用いられるコンバータの構成を示
す回路図である。
す回路図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は本発明の第３の実施の形態にか
かる車両における給電装置の回路図である。
かる車両における給電装置の回路図である。
【図６】従来の車両における給電装置の一例を示す回路
図である。
図である。
１０ オルタネータ（直流電源を構成） １３ ＡＣ−ＤＣ変換器（直流電源を構成） １７ 高電圧バッテリー（直流電源） ２０Ａ，２０Ｂ ＤＣ−ＤＣコンバータ ３０ ＤＣ−ＡＣインバータ ４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｌ，４０Ｍ，４０Ｎ コ
ンバータ（電圧変換器）
ンバータ（電圧変換器）
フロントページの続き (72)発明者 陳 登 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 (72)発明者 池田 啓三 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 (72)発明者 宮▲崎▼ 順之 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 5G065 AA00 AA08 DA06 DA07 EA02 EA10 FA00 FA02 GA04 GA09 HA01 JA01 MA02 MA10 PA05
Claims (16)
- 【請求項１】 車両に搭載された直流電源から複数の負
荷に電力を供給する方法であって、前記直流電源の出力
電圧を変化させる電圧変換器に複数の負荷を接続するこ
とにより、前記直流電源から共通の電圧変換器を介して
複数の負荷に電力を供給することを特徴とする車両にお
ける給電方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の車両における給電方法に
おいて、前記直流電源の出力電圧をＤＣ−ＤＣコンバー
タで変圧し、このＤＣ−ＤＣコンバータから複数の直流
負荷に電力を供給することを特徴とする車両における給
電方法。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の車両における給
電方法において、給電すべき負荷を複数のグループに分
類し、各グループごとに電圧変換器を割り当てて、各電
圧変換器からその電圧変換器のグループに属する負荷に
電力を供給することを特徴とする車両における給電方
法。 - 【請求項４】 請求項３記載の車両における給電方法に
おいて、給電すべき負荷をその使用電圧によって分類
し、その使用電圧に見合う出力電圧をもつ電圧変換器を
割り当てることを特徴とする車両における給電方法。 - 【請求項５】 請求項３記載の車両における給電方法に
おいて、給電すべき負荷をその車両における設置箇所に
よって分類することを特徴とする車両における給電方
法。 - 【請求項６】 請求項３記載の車両における給電方法に
おいて、給電すべき負荷をその負荷が用いられる車両の
グレードによって分類し、車両にそのグレードに対応す
るグループの電圧変換器及び負荷を搭載することを特徴
とする車両における給電方法。 - 【請求項７】 車両に搭載された直流電源から複数の負
荷に電力を供給する装置であって、前記直流電源にその
出力を変圧する電圧変換器の入力部を接続し、この電圧
変換器の出力部に複数の負荷を接続することにより、前
記直流電源から共通の電圧変換器を介して複数の負荷に
電力が供給されるように構成したことを特徴とする車両
における給電装置。 - 【請求項８】 請求項７記載の車両における給電装置に
おいて、前記直流電源にその出力を変圧して直流電圧を
出力するＤＣ−ＤＣコンバータの入力部を接続し、この
ＤＣ−ＤＣコンバータの出力部に複数の直流負荷を接続
したことを特徴とする車両における給電装置。 - 【請求項９】 請求項７または８記載の車両における給
電装置において、前記電圧変換器は互いに出力電圧の異
なる複数の出力部を有し、各出力部にその出力電圧に応
じた負荷が接続されていることを特徴とする車両におけ
る給電装置。 - 【請求項１０】 請求項９記載の車両における給電装置
において、前記電圧変換器の出力部には直流電圧を出力
する出力部と交流電圧を出力する出力部とが含まれてい
ることを特徴とする車両における給電装置。 - 【請求項１１】 請求項６〜１０のいずれかに記載の車
両における給電装置において、給電すべき負荷を複数の
グループに分類し、各グループごとに電圧変換器を設
け、各電圧変換器の入力部を前記直流電源に接続すると
ともに、各電圧変換器の出力部に当該電圧変換器のグル
ープに属する負荷を接続したことを特徴とする車両にお
ける給電装置。 - 【請求項１２】 請求項１１記載の車両における給電装
置において、給電すべき負荷をその車両における設置箇
所によって分類したことを特徴とする車両における給電
装置。 - 【請求項１３】 請求項１１記載の車両における給電装
置において、給電すべき負荷をその負荷が用いられる車
両のグレードによって分類したことを特徴とする車両に
おける給電装置。 - 【請求項１４】 請求項１１記載の車両における給電装
置において、給電すべき負荷をその使用電圧によって複
数のグループに分類し、各グループごとにその使用電圧
に見合う出力電圧をもつ電圧変換器を設け、その電圧変
換器の出力部に当該電圧変換器のグループに属する負荷
を接続したことを特徴とする車両における給電装置。 - 【請求項１５】 請求項１４記載の車両における給電装
置において、前記電圧変換器として、前記直流電圧をそ
れと異なる直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ
と、前記直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ−ＡＣイン
バータとが含まれていることを特徴とする車両における
給電装置。 - 【請求項１６】 請求項６〜１５のいずれかに記載の車
両における給電装置において、車両に搭載される負荷の
うちその使用電圧が前記直流電源の出力電圧と略同等で
ある直流負荷を前記電圧変換器を介さずに直接前記直流
電源に接続したことを特徴とする車両における給電装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29386199A JP2001119856A (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | 車両における給電方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29386199A JP2001119856A (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | 車両における給電方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001119856A true JP2001119856A (ja) | 2001-04-27 |
Family
ID=17800115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29386199A Pending JP2001119856A (ja) | 1999-10-15 | 1999-10-15 | 車両における給電方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001119856A (ja) |
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