JP2005059712A - 電源供給装置、ヒューズボックス、リレーボックス、コネクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】車両電装機器ＥＣＵの暗電流を低減してバッテリ蓄積電力の低下を軽減する。
【解決手段】バッテリ３から車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…に対して暗電流Ｉｄが流される暗電流経路１１に、そのバッテリ３の電源電圧Ｖｍを、スイッチング素子のオン／オフ制御により各車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…の待機動作に必要な最低電圧Ｖｓに変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１２を接続する。車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…は支障なく待機動作を行うことができるとともに、必要以上の無駄な電力の消費を防止でき、バッテリ蓄積電力の低下を軽減できる。
【選択図】図１
【解決手段】バッテリ３から車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…に対して暗電流Ｉｄが流される暗電流経路１１に、そのバッテリ３の電源電圧Ｖｍを、スイッチング素子のオン／オフ制御により各車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…の待機動作に必要な最低電圧Ｖｓに変換するＤＣ／ＤＣコンバータ１２を接続する。車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…は支障なく待機動作を行うことができるとともに、必要以上の無駄な電力の消費を防止でき、バッテリ蓄積電力の低下を軽減できる。
【選択図】図１
Description
この発明は、電源供給装置、ヒューズボックス、リレーボックス及びコネクタに関する。
近年の自動車においては、図７の如く、複数の車両電装機器の電子制御ユニット（車両電装機器ＥＣＵ）１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…が搭載されている。これらの車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…の動作に必要な電源電圧Ｖｍは、主電源経路（第１の経路）１０に接続された主スイッチとしてのエンジンスイッチ２をオンにしたときにバッテリ３からエンジンスイッチ２を通じて印加されるが、このエンジンスイッチ２をオフにした後も、車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…内のメモリのバックアップなどの待機動作が必要な場合があることから、この主電源経路１０とは別に形成された暗電流経路（第２の経路）１１を通じて２０〜３０ｍＡ程度の暗電流Ｉｄが流され、この暗電流Ｉｄにより各車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…が待機動作を行うようになっている。
そして、車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…の待機動作について、従来は、バッテリ３の電源電圧Ｖｍがそのまま車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…の電圧Ｖｓとして供給されていた。
尚、図７中の符号４はヒューズを示している。
一般に、自動車のバッテリ３は、その電源電圧Ｖｍが大きく変化し、例えば、１０Ｖから１６Ｖまで変化する場合がある。このような場合に、従来では、バッテリ３の電源電圧Ｖｍがそのまま車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…の電圧Ｖｓとして供給されていたため、車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…が待機動作するときにも、そのための電圧Ｖｓとして１０Ｖから１６Ｖまで変化する電圧が印加される。
ところで、車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…内でメモリをバックアップするなどの待機動作は、１０Ｖの動作電圧で充分である。即ち、この場合は電圧Ｖｓとして１６Ｖも必要としない。しかしながら、バッテリ３の電源電圧Ｖｍは１０Ｖから１６Ｖまで変化するため、この電源電圧Ｖｍが１０Ｖを超過したときには無駄な電力を消費してしまい、バッテリ蓄積電力を低下させる原因となっていた。
そこで、この発明の課題は、車両電装機器ＥＣＵの暗電流を低減してバッテリ蓄積電力の低下を軽減し得る電源供給装置、ヒューズボックス、リレーボックス及びコネクタを提供することにある。
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、バッテリから車両電装機器の電子制御ユニットに電源を供給する電源供給装置であって、前記バッテリの電源電圧を前記電子制御ユニットの通常動作電圧として印加する第１の経路に接続された主スイッチと、前記電子制御ユニットの待機動作のための暗電流を供給する第２の経路に接続されて、内部に所定のスイッチング素子を有し、前記バッテリの電源電圧を、前記スイッチング素子のオン／オフ制御により、前記電子制御ユニットの待機動作に必要な最低電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータとを備えるものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電源供給装置であって、前記車両電装機器の電子制御ユニットが複数設けられ、これらの複数の電子制御ユニットが、前記第２の経路に共に接続され、前記ＤＣ／ＤＣコンバータが、前記バッテリの電源電圧を、前記複数の電子制御ユニットの各待機動作に必要な最低電圧のうちの最も大きな電圧に電圧変換するものである。
請求項３に記載の発明は、自動車内に設置され、車両電装機器の電子制御ユニットとバッテリとの間に介装される一のヒューズを含む複数のヒューズが所定のケース内に収納されてなるヒューズボックスであって、前記ケースと、前記ケース内に収納された前記複数のヒューズと、前記ケース内に収納されて、前記電子制御ユニットの待機動作のための暗電流を供給する経路に接続され、内部に所定のスイッチング素子を有し、前記バッテリの電源電圧を、前記スイッチング素子のオン／オフ制御により、前記電子制御ユニットの待機動作に必要な最低電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータとを備えるものである。
請求項４に記載の発明は、自動車内に設置され、車両電装機器の電子制御ユニットとバッテリとの間に介装される一のリレーを含む複数のリレーが所定のケース内に収納されてなるリレーボックスであって、前記ケースと、前記ケース内に収納された前記複数のリレーと、前記ケース内に収納されて、前記電子制御ユニットの待機動作のための暗電流を供給する経路に接続され、内部に所定のスイッチング素子を有し、前記バッテリの電源電圧を、前記スイッチング素子のオン／オフ制御により、前記電子制御ユニットの待機動作に必要な最低電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータとを備えるものである。
請求項５に記載の発明は、自動車内に設置され、車両電装機器の電子制御ユニットとバッテリとの間に接続されるコネクタであって、ハウジングと、前記ハウジング内に収納されて、前記電子制御ユニットの待機動作のための暗電流を供給する経路に接続され、内部に所定のスイッチング素子を有し、前記バッテリの電源電圧を、前記スイッチング素子のオン／オフ制御により、前記電子制御ユニットの待機動作に必要な最低電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータとを備えるものである。
請求項１に記載の発明によれば、暗電流が流れる第２の経路に、バッテリの電源電圧を、スイッチング素子のオン／オフ制御により電子制御ユニットの待機動作に必要な最低電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータを備えるので、電子制御ユニットは支障なく待機動作を行うことができるとともに、必要以上の無駄な電力の消費を防止でき、バッテリ蓄積電力の低下を軽減することが可能となる。
請求項２に記載の発明によれば、車両電装機器の電子制御ユニットが複数設けられている場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータが、バッテリの電源電圧を、複数の電子制御ユニットの各待機動作に必要な最低電圧のうちの最も大きな電圧に電圧変換するので、全ての電子制御ユニットに対して、待機動作に必要な最低電圧以上の電圧を支障なく印加できる。
請求項３に記載の発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータをヒューズボックス内に収納してユニット化し、あるいは請求項４に記載の発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータをリレーボックス内に収納してユニット化し、あるいは請求項５に記載の発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータをコネクタ内に収納してユニット化しているので、自動車内でバッテリと車両電装機器の電子制御ユニットとの間にＤＣ／ＤＣコンバータを接続する際の取り扱いが便利となる。
図１はこの発明の一の実施形態に係る電源供給装置を示す図である。尚、この実施の形態では、図７に示した従来の例と同等の機能を有する要素については同一符号を付している。
この電源供給装置は、図１の如く、複数の車両電装機器の電子制御ユニット（車両電装機器ＥＣＵ）１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…が主スイッチであるエンジンスイッチ２を備えた主電源経路１０に共通に接続されるとともに、バッテリ３から各車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…に暗電流Ｉｄを流す暗電流経路１１にも共通に接続されている。即ち、これらの車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…の通常動作を行う際に、バッテリ３からの電源電圧Ｖｍをエンジンスイッチ２及び主電源経路（第１の経路）１０を通じて印加するだけでなく、その待機動作を行うためにバッテリ３の電源電圧Ｖｍを用いて暗電流経路（第２の経路）１１から暗電流Ｉｄを流すようになっている点で、図７に示した従来の例と共通しており、また暗電流経路１１に、全ての車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…に共通のヒューズ４が接続されている点でも、従来の例（図７）と共通する。ただし、この実施の形態においては、バッテリ３から複数の車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…に暗電流Ｉｄを流す暗電流経路１１に、比較的高い変換効率を有するＤＣ／ＤＣコンバータ１２を接続し、車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…が待機動作可能な最低電圧である約１０Ｖまで降圧するように電圧変換を行っている。
この電源供給装置では複数の車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…は、上述のように、主電源経路（第１の経路）１０を共通の電源経路として接続されるとともに、暗電流経路１１をも共通の電流経路として接続されている。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２で降圧した電圧Ｖｓを車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…の並列接続点に共通に与えれば、全ての車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…の待機動作が降圧された電圧Ｖｓによって実行され、よって全体として電力量を低減できる。
ここで、各車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…間で、待機動作可能な最低電圧が異なる場合も考えられるが、この場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２が、バッテリ３の電源電圧Ｖｍを、複数の車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…のそれぞれにおける待機動作可能な最低電圧のうちの最も大きな電圧値Ｖｓに電圧変換するようになっている。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の内部構成の概略を図２に示す。このＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、図２の如く、スイッチング素子１４でのオン／オフ制御を行って降圧する回路であり、ｐｎｐトランジスタ等の受動素子が使用される上述のスイッチング素子１４と、このスイッチング素子１４のコレクタに接続される蓄電用のインダクタ１５と、電圧安定用のコンデンサ１６及びダイオード１７と、インダクタ１５の出力側の点Ａの電圧を検出してスイッチング素子１４のオンオフ制御を行う制御素子１８とが設けられている。
ここで、インダクタ１５は、図３に示すように、スイッチング素子１４がオンとなってインダクタ１５に与えられる電圧がハイ状態の期間Ｔ１に充電され、スイッチング素子１４がオフとなってインダクタ１５に与えられる電圧がロー状態の期間Ｔ２に、インダクタ１５に蓄えられた電荷が移動して電流が矢示方向Ｐ１の負荷側に流れ出るようになっている。
また、制御素子１８は、半導体集積回路（ＩＣ）が使用されており、インダクタ１５の出力側の点Ａの電圧を検出して、この点Ａの電圧が所定の基準値となるようにスイッチング素子１４をオン／オフ制御する。
このようなＤＣ／ＤＣコンバータ１２の構成において、この実施の形態では、バッテリ３からの１６Ｖの電源電圧Ｖｍを、車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…の待機動作に必要な最低電圧である約１０Ｖの電圧Ｖｓに高効率に変換するように設定されている。
上記構成の電源供給装置は、エンジンスイッチ２をオンにすると、主電源経路１０を通じて、バッテリ３の電源電圧Ｖｍが各車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…に共通に印加され、これによって各車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…はそれぞれ通常動作を行う。
ここで、エンジンスイッチ２をオフにした場合でも、各車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…内のメモリのバックアップなどの待機動作が必要である。この場合、バッテリ３の電源電圧Ｖｍは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２によって電圧変換がなされて、各車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…におけるそれぞれの待機動作に必要な最低電圧のうちの最も大きな電圧Ｖｓが、その各車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…に共通に印加される。
これによって、各車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…は、支障なく待機動作を行うことができる。
そして、従来のように、バッテリ３の電源電圧Ｖｍがそのまま車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…に印加されて待機動作を行うのではなく、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２で電圧変換されて最低限必要な待機動作電圧のみが印加されるので、無駄な電力の消費を防止でき、バッテリ蓄積電力の低下を軽減することが可能となる。
かかるＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、実際には所定の実装基板上に、図２に示したようなインダクタ１５、コンデンサ１６、ダイオード１７及び制御素子１８といった種々の電気部品が実装されて構成される。
そして、このＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、図４に示されるように、このＤＣ／ＤＣコンバータ１２とバッテリ３との間に接続されるヒューズ４が所定のケース２１ａ内に収納されるとともに、このケース２１ａ内に他のヒューズ２２が併せて収納されてユニット化されるヒューズボックス２１内に共に収納されてもよい。
このように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２がヒューズ４，２２とともにヒューズボックス２１内に共に収納されることにより、自動車内に実装する際の取り扱いが便利となる。
この場合、図４の如く、ヒューズボックス２１内にエンジンスイッチ２が併せてケース２１ａ内に収納されたスイッチ内蔵型ヒューズボックスに適用されても差し支えない。
あるいは、図５に示されるように、エンジンスイッチ２がリレーで構成されている場合に、このエンジンスイッチ２が所定のケース２５ａ内に、他の電装機器用のリレー２４と共に収納されてなるリレーボックス２５において、そのケース２５ａ内に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２が収納されてユニット化されてもよい。
このようにＤＣ／ＤＣコンバータ１２がリレーボックス２５内に共に収納されても、自動車内に実装する際の取り扱いが便利となる。
さらに、図６に示すように、外表面に複数の接続端子２７ｂが形成されたハウジング２７ａ内に収納されて、この接続端子２７ｂに所定の配線の先端に形成された端子に両端が接続されて、他の配線同士の電気的接続を行う中継コネクタ２７内にＤＣ／ＤＣコンバータ１２を収納してもよい。この場合、このコネクタ２７内に自動車内の各部の電源系統を内部配線２８で中継するとともに、そのうちのＤＣ／ＤＣコンバータ１２に接続された配線２８の一方の端子をヒューズ４側に、他方の端子を車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…の並列接続回路側に接続するようにする。
このようにＤＣ／ＤＣコンバータ１２が中継コネクタ２７内に収納されても、自動車内に実装する際の取り扱いが便利となる。
尚、図６のように必ずしも両端が所定の配線の先端に形成された端子に接続される中継コネクタ２７に適用するでけでなく、一方が直接電線等の配線構造とされ、片方のみが、他の配線の先端に形成された端子に接続されるコネクタに適用してもよい。
尚、上記実施の形態では、複数の車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…が並列に接続され、この複数の車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…のうち、待機動作可能な最低電圧の最も大きな電圧値をＶｓとするように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２で電圧変換を行うようになっているが、単一の車両電装機器ＥＣＵが設けられている場合に、バッテリの電源電圧を、その単一の車両電装機器ＥＣＵの待機動作に必要な最低電圧とするようにＤＣ／ＤＣコンバータ１２で電圧変換を行うようにしてもよい。
また、上記実施の形態においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２が、バッテリ３の電源電圧Ｖｍを、車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…の待機動作に必要な最低電圧まで降圧するように電圧変換を行っていたが、バッテリ３の電源電圧Ｖｍが低下した場合には、この電源電圧Ｖｍと車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…の待機動作に必要な最低電圧とがほぼ等しくなる場合があり、稀にではあるが、電源電圧Ｖｍが車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…の待機動作に必要な最低電圧よりも低くなる場合もあり得る。この場合は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２が降圧のみを行うのが好ましくなく、稀にではあるが昇圧を行うこともある。いずれの場合でも、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２が、バッテリ３の電源電圧Ｖｍを、車両電装機器ＥＣＵ１ａ，１ｂ，…，１ｎ，…の待機動作に必要な最低電圧に電圧変換する点では変わらない。
１ａ，１ｂ，…，１ｎ，… 車両電装機器ＥＣＵ
２ エンジンスイッチ
３ バッテリ
４，２２ ヒューズ
１０ 主電源経路
１１ 暗電流経路
１２ コンバータ
１４ スイッチング素子
１５ インダクタ
１６ コンデンサ
１７ ダイオード
１８ 制御素子
２１ ヒューズボックス
２１ａ ケース
２２ ヒューズ
２４ リレー
２５ リレーボックス
２５ａ ケース
２７ コネクタ
２７ａ ハウジング
２７ｂ 接続端子
２８ 内部配線
Ｉｄ 暗電流
２ エンジンスイッチ
３ バッテリ
４，２２ ヒューズ
１０ 主電源経路
１１ 暗電流経路
１２ コンバータ
１４ スイッチング素子
１５ インダクタ
１６ コンデンサ
１７ ダイオード
１８ 制御素子
２１ ヒューズボックス
２１ａ ケース
２２ ヒューズ
２４ リレー
２５ リレーボックス
２５ａ ケース
２７ コネクタ
２７ａ ハウジング
２７ｂ 接続端子
２８ 内部配線
Ｉｄ 暗電流
Claims (5)
- バッテリから車両電装機器の電子制御ユニットに電源を供給する電源供給装置であって、
前記バッテリの電源電圧を前記電子制御ユニットの通常動作電圧として印加する第１の経路に接続された主スイッチと、
前記電子制御ユニットの待機動作のための暗電流を供給する第２の経路に接続されて、内部に所定のスイッチング素子を有し、前記バッテリの電源電圧を、前記スイッチング素子のオン／オフ制御により、前記電子制御ユニットの待機動作に必要な最低電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと
を備える電源供給装置。 - 請求項１に記載の電源供給装置であって、
前記車両電装機器の電子制御ユニットが複数設けられ、
これらの複数の電子制御ユニットが、前記第２の経路に共に接続され、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータが、前記バッテリの電源電圧を、前記複数の電子制御ユニットの各待機動作に必要な最低電圧のうちの最も大きな電圧に電圧変換する、電源供給装置。 - 自動車内に設置され、車両電装機器の電子制御ユニットとバッテリとの間に介装される一のヒューズを含む複数のヒューズが所定のケース内に収納されてなるヒューズボックスであって、
前記ケースと、
前記ケース内に収納された前記複数のヒューズと、
前記ケース内に収納されて、前記電子制御ユニットの待機動作のための暗電流を供給する経路に接続され、内部に所定のスイッチング素子を有し、前記バッテリの電源電圧を、前記スイッチング素子のオン／オフ制御により、前記電子制御ユニットの待機動作に必要な最低電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと
を備えるヒューズボックス。 - 自動車内に設置され、車両電装機器の電子制御ユニットとバッテリとの間に介装される一のリレーを含む複数のリレーが所定のケース内に収納されてなるリレーボックスであって、
前記ケースと、
前記ケース内に収納された前記複数のリレーと、
前記ケース内に収納されて、前記電子制御ユニットの待機動作のための暗電流を供給する経路に接続され、内部に所定のスイッチング素子を有し、前記バッテリの電源電圧を、前記スイッチング素子のオン／オフ制御により、前記電子制御ユニットの待機動作に必要な最低電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと
を備えるリレーボックス。 - 自動車内に設置され、車両電装機器の電子制御ユニットとバッテリとの間に接続されるコネクタであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内に収納されて、前記電子制御ユニットの待機動作のための暗電流を供給する経路に接続され、内部に所定のスイッチング素子を有し、前記バッテリの電源電圧を、前記スイッチング素子のオン／オフ制御により、前記電子制御ユニットの待機動作に必要な最低電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと
を備えるコネクタ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003291221A JP2005059712A (ja) | 2003-08-11 | 2003-08-11 | 電源供給装置、ヒューズボックス、リレーボックス、コネクタ |
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| JP2005059712A true JP2005059712A (ja) | 2005-03-10 |
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