JP2004175147A - 車両の電力供給システム - Google Patents

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二朗 藤本
Toshihiro Ito
寿弘 伊藤
Hiroaki Suzuki
宏章 鈴木
Toshiyuki Nishida
俊之 西田
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Abstract

【課題】電圧調整回路や過電圧保護回路は各電装品から除き一括して集中管理することでシステム全体の小型化を実現する車両の電力供給システムを供する。
【解決手段】発電機およびバッテリを電源とする種々のアクチュエータおよびコントロールユニット等の電装品を備えた車両の電力供給システムにおいて、前記各種アクチュエータ11には電圧調整回路3を介して所定電圧が供給され、前記各種コントロールユニット12には共通の過電圧保護回路4と電圧調整回路4を介して所定電圧が供給される車両の電力供給システム。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載電装品に電力を供給する車両の電力供給システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両における発電システムにより発生した電力は、電圧調整回路により一定電圧(通常自動車の場合12ボルト)として各種電気負荷(各電装品)に供給される(例えば、非特許文献1参照。)。
【0003】
【非特許文献1】
斉藤孟監修「自動車工学全書10 電装品、車体装備品、エンジン部品」株式会社山海堂発行、昭和55年10月15日、第42頁、図1.60
【0004】
したがって各電装品の中には同電装品に必要な電圧に変換する回路を有し、コントロールユニットも所要の電圧(例えば5ボルト)に変換する電源回路(電圧調整回路)を内蔵していた(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−143482号公報(図1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の電力供給システムは、12ボルト電源電圧のみを生成し、供給される側の各電装品が電圧調整回路や過電圧保護回路を有していたので、各電装品自体小型化することが困難でシステム全体が大型化していた。
【0007】
本発明は、斯かる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、電圧調整回路や過電圧保護回路は各電装品から除き一括して集中管理することでシステム全体の小型化を実現する車両の電力供給システムを供する点にある。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記目的を達成するために、本請求項1記載の発明は、発電機およびバッテリを電源とする種々のアクチュエータおよびコントロールユニット等の電装品を備えた車両の電力供給システムにおいて、前記各種アクチュエータには電圧調整回路を介して所定電圧が供給され、前記各種コントロールユニットには共通の過電圧保護回路と電圧調整回路を介して所定電圧が供給される車両の電力供給システムとした。
【0009】
各種アクチュエータには外部の電圧調整回路を介して所定電圧が供給され、各種コントロールユニットからはそれぞれの過電圧保護回路と電圧調整回路を除き、外部に共通に設けた過電圧保護回路と電圧調整回路を介して所定電圧が供給されるシステムとしたので、各種コントロールユニットを小型化し、過電圧保護回路と電圧調整回路を削減してシステム全体の小型軽量化を図ることができる。
【0010】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の車両の電力供給システムにおいて、前記各種アクチュエータがその消費電力に基づいてそれぞれアクチュエータ群に分別され、前記各種アクチュエータ群ごとにそれぞれ共通の電圧調整回路を介して所定電圧が供給されることを特徴とする。
【0011】
消費電力の大きいアクチュエータ群には高い電圧が供給され、消費電力の小さいアクチュエータ群には低い電圧が供給されるようにして効率良くアクチュエータを駆動することができる。
【0012】
また1アクチュエータ群に含まれる複数のアクチュエータに共通の電圧調整回路を設けることで、電圧調整回路を削減しシステム全体の小型軽量化を図ることができる。
【0013】
請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2記載の車両の電力供給システムにおいて、前記各種アクチュエータはバッテリを補助電源とする回路構成とし、前記各種コントロールユニットは直接バッテリに接続されない回路構成としたことを特徴とする。
【0014】
コントロールユニットは必要とする電流が状況によって大きく変わることはないので、バッテリに直接接続してバックアップを受ける必要がなく、バッテリに接続せず別途常に一定の電流が供給可能なため、その電流によりコントロールユニットの異常消費や断線等の故障検知が容易にできる。
【0015】
請求項4記載の発明は、請求項1から請求項3までのいずれかの項記載の車両の電力供給システムにおいて、前記各種コントロールユニットへの電源供給ラインを電圧によって複数とすることを特徴とする。
【0016】
各種コントロールユニットに電力を供給する共通の電圧調整回路が複数の電圧に調整して複数の電源供給ラインによって各種コントロールユニットに供給することで、電圧調整回路を削減して益々システム全体の小型軽量化を図ることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図1に基づき説明する。
本実施の形態に係る車両の電力供給システムの概略構成図を図1に示す。
【0018】
本電力供給システムの電源回路1において、内燃機関の機械的エネルギーを電力に変換するACジェネレータ10の3相交流電力を整流回路2が整流し、次段の電圧調整回路3により12ボルト直流電圧が12V供給ラインL12に供給される。
【0019】
12V供給ラインL12とアースラインLGNとの間には、保護回路・電圧調整回路4が介装され、保護回路・電圧調整回路4は過電圧保護回路を備え電圧を5ボルトに調整し、5V供給ラインL5に5ボルト電圧を供給する。
【0020】
バッテリ5は、12V端子が12V供給ラインL12に接続されるとともに、−端子がアースラインLGNに接続される。
【0021】
以上のような電源回路1の12V供給ラインL12は、電装品のうちでも点火装置,燃料噴射装置,スタータモータ,エアコン等の各種アクチュエータ11に接続される。
【0022】
また5V供給ラインL5は、電装品のうち制御装置に係るエンジンコントロールユニット,トランスミッションコントロールユニット,トラクションコントロールユニット等の各種コントロールユニット12に接続される。
【0023】
5ボルト電圧を供給する保護回路・電圧調整回路4は、従来各種コントロールユニットにそれぞれ内蔵されていた電源回路を抜き出し、共通の電源回路として集中管理するようにしたものである。
【0024】
すなわち各種コントロールユニットからはそれぞれの過電圧保護回路と電圧調整回路を除き、外部に共通に設けた過電圧保護回路と電圧調整回路を介して所定電圧が供給されるシステムとしたので、各種コントロールユニットを小型化し、過電圧保護回路と電圧調整回路を削減してシステム全体の小型軽量化を図ることができる。
【0025】
また複数のコントロールユニットにそれぞれの制御に優先順位を付ける場合、同一電圧供給ラインを使うことで、優先順位の低いコントロールユニットに故障が生じたときにヒューズなどを使って電力の供給を停止させ優先順位の高いコントロールユニットを保護する機能を全体のシステムとして行うことができる。
【0026】
各種アクチュエータ11は負荷変動が大きいためバッテリ5を補助電源とする回路構成としているが、各種コントロールユニット12は直接バッテリ5に接続されない回路構成をなしている。
【0027】
コントロールユニット12は、アクチュエータ11のように状況によって大きく変わることはないので、バッテリ5に直接接続してバックアップを受ける必要がなく、バッテリ5に接続せず別途常に一定の電流が供給可能である。
【0028】
そのバッテリに影響されない一定の電流を監視することにより各種コントロールユニット12の異常消費や断線等の故障検知が容易にできる。
【0029】
また各種アクチュエータ11は12V供給ラインL12により電力供給がなされ、各種コントロールユニット12は5V供給ラインL5により電力供給がなされるというように、電力供給ラインを各種アクチュエータ11と各種コントロールユニット12とでは別ラインとしたので、以下のような効果を奏することができる。
【0030】
電装品の寿命は、コントロールユニット12よりも機械的な動作を行うアクチュエータ11の方が一般的に短く、アクチュエータ11の故障による電力供給ラインの異常が、電力供給ラインを別ラインとすることで各種コントロールユニット12に影響を与えず、コントロールユニット12が正常に動作してアクチュエータの異常を判断できるようにすることができる。
【0031】
また各種アクチュエータ11に生じるノイズの影響を各種コントロールユニット12が受け難くすることができる。
なお各種コントロールユニット12に電力供給する5V供給ラインL5にチョークコイルを介装することで、瞬間的なノイズによる電圧変動を回避することができる。
【0032】
なお各種コントロールユニット12に電圧を供給する場合、消費電流とその経路の抵抗値によって電圧降下が起き、またハーネスの長さや雰囲気温度に依存して抵抗値が変わるので、コントロールユニット12が本当に必要とする電圧を供給することは難しい。
【0033】
そこで各種コントロールユニット12が必要とする電圧より電圧降下以上の少し高い電圧を、保護回路・電圧調整回路4が供給するようにし、コントロールユニット12側で簡単な電圧降下回路により電圧調整することで対応できる。
【0034】
次に別の実施の形態に係る電力供給システムの電源回路31を図2に示す。
本電力供給システムでは、各種アクチュエータを電力消費の大きいアクチュエータ1群41と電力消費の小さいアクチュエータ2群42に分別している。
【0035】
電力消費の大きいエアコンや電動コンプレッサ等はアクチュエータ1群41に含まれ、電力消費の小さいLEDやメータはアクチュエータ2群42に分別される。
【0036】
そしてACジェネレータ40の3相交流電力を整流回路32が整流し、次段の電圧調整回路33より42ボルト直流電圧が42V供給ラインL42を介してアクチュエータ1群41に供給される。
【0037】
42V供給ラインL42とアースラインLGNとの間にさらに次段の電圧調整回路34が介装され、電圧調整された12ボルト直流電圧が12V供給ラインL12を介してアクチュエータ2群42に供給される。
【0038】
消費電力の大きいアクチュエータ1群41には42ボルトの高い電圧が供給され、消費電力の小さいアクチュエータ2群42には12ボルトの低い電圧が供給されるようにして効率良くアクチュエータを駆動することができる。
【0039】
また1アクチュエータ群に含まれる複数のアクチュエータに共通の電圧調整回路を設けることで、各アクチュエータに電圧調整回路を備えることを避け、システム全体の小型軽量化を図ることができる。
【0040】
そして42V供給ラインL42とアースラインLGNとの間には、保護回路・電圧調整回路35が介装され、保護回路・電圧調整回路35は過電圧保護回路を備え電圧を5ボルトと3.3ボルトに調整し、5V供給ラインL5と3.3V供給ラインL3.3を介してそれぞれ5ボルトと3.3ボルトの電圧を各コントロールユニット43に供給する。
【0041】
コントロールユニット43が必要とする複数の電圧を保護回路・電圧調整回路35で生成し、コントロールユニット43側には電圧調整回路を備えないようにしシステム全体の小型軽量化を図っている。
【0042】
バッテリ36は、内部の複数のセルの組み合わせにより42V端子と12V端子を有し、それぞれ42V供給ラインL42と12V供給ラインL12に接続されている。
なおバッテリ36の−端子がアースラインLGNに接続される。
【0043】
このようにアクチュエータの負荷変動の大きい場合や突入電流に対して必要があれば、それぞれのアクチュエータに別個に補助的な電力供給を行うようにすることができる。
【0044】
本保護回路・電圧調整回路35は5V供給ラインL5と3.3V供給ラインL3.3の2系統の電圧供給ラインを有するので、イグニッションスイッチの切り換えモード状態により電圧供給を制御することができる。
【0045】
すなわちイグニッションスイッチがオフ状態では、どちらのラインからも電力供給はなく、アクセサリ位置の低消費電力モードでは3.3V供給ラインL3.3からのみ電力を供給し、コントロールユニット内のデータのバックアップ用に低電力を供給し、オン状態では両ラインから電力の供給を行うようにする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る車両の電力供給システムの概略構成図である。
【図2】別の実施の形態に係る車両の電力供給システムの概略構成図である。
【符号の説明】
1…電源回路、2…整流回路、3…電圧調整回路、4…保護回路・電圧調整回路、5…バッテリ、10…ACジェネレータ、11…各種アクチュエータ、12…各種コントロールユニット、
L12…12V供給ライン、L5…5V供給ライン、
31…電源回路、32…整流回路、33…電圧調整回路、34…電圧調整回路、35…保護回路・電圧調整回路、36…バッテリ、40…ACジェネレータ、41…アクチュエータ1群、42…アクチュエータ2群、43…各種コントロールユニット、
L42…42V供給ライン、L12…12V供給ライン、L5…5V供給ライン、L3.3…3.3V供給ライン。

Claims (4)

  1. 発電機およびバッテリを電源とする種々のアクチュエータおよびコントロールユニット等の電装品を備えた車両の電力供給システムにおいて、
    前記各種アクチュエータには電圧調整回路を介して所定電圧が供給され、
    前記各種コントロールユニットには共通の過電圧保護回路と電圧調整回路を介して所定電圧が供給されることを特徴とする車両の電力供給システム。
  2. 前記各種アクチュエータがその消費電力に基づいてそれぞれアクチュエータ群に分別され、
    前記各種アクチュエータ群ごとにそれぞれ共通の電圧調整回路を介して所定電圧が供給されることを特徴とする請求項1記載の車両の電力供給システム。
  3. 前記各種アクチュエータはバッテリを補助電源とする回路構成とし、
    前記各種コントロールユニットは直接バッテリに接続されない回路構成としたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の車両の電力供給システム。
  4. 前記各種コントロールユニットへの電源供給ラインを電圧によって複数とすることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかの項記載の車両の電力供給システム。
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