JP2011105270A - Vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に関し、より特定的には、車両に搭載された電気機器から放出される電磁波の遮蔽技術に関する。 The present invention relates to a vehicle, and more specifically to a technique for shielding electromagnetic waves emitted from an electric device mounted on a vehicle.
近年、環境に配慮した車両として、蓄電装置(たとえば二次電池やキャパシタなど)を含む電源装置を搭載し、蓄電装置に蓄えられた電力から生じる駆動力を用いて走行する車両が注目されている。このような車両には、たとえば電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車などが含まれる。 2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to a vehicle that is mounted with a power supply device including a power storage device (for example, a secondary battery or a capacitor) and that uses a driving force generated from electric power stored in the power storage device as an environment-friendly vehicle. . Such vehicles include, for example, electric vehicles, hybrid vehicles, fuel cell vehicles, and the like.
この電源装置には、電源装置を制御するための電気機器が含まれる場合がある。
特開2008−273279号公報(特許文献1)は、電源装置および電源装置を制御するための電子機器と、無線信号の送信および受信の少なくとも一方を行なうためのアンテナを備えた車両において、電源装置の少なくとも一部が、アンテナと電子機器との間に配置される構成を開示する。
This power supply device may include an electric device for controlling the power supply device.
Japanese Patent Laying-Open No. 2008-273279 (Patent Document 1) discloses a power supply device in a vehicle including a power supply device and an electronic device for controlling the power supply device, and an antenna for performing at least one of transmission and reception of a radio signal. Discloses a configuration in which at least a part of is disposed between an antenna and an electronic device.
特開2008−273279号公報(特許文献1)によれば、電源装置の少なくとも一部が、アンテナに対して、電子機器の電磁遮蔽材として機能するため、電子機器から放出されるノイズによるアンテナの受信動作への悪影響を抑制できる。 According to Japanese Patent Laying-Open No. 2008-273279 (Patent Document 1), at least a part of a power supply device functions as an electromagnetic shielding material for an electronic device with respect to the antenna. The adverse effect on the reception operation can be suppressed.
特開2008−273279号公報(特許文献1)に開示される構成では、電子機器をラゲージコンパートメントにおいて電源装置の下方に配置することによって、電子機器から放出されるノイズが直接アンテナに伝達されることを抑制している。 In the configuration disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-273279 (Patent Document 1), noise emitted from the electronic device is directly transmitted to the antenna by disposing the electronic device below the power supply device in the luggage compartment. Is suppressed.
しかしながら、特開2008−273279号公報(特許文献1)においては、ノイズの発生源となり得る電気機器をスペアタイヤを収納するスペースに配置しているが、車両の構造によっては、電源装置の下方に配置できなかったり、スペアタイヤが収納できなくなったりする場合が起こり得る。 However, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-273279 (Patent Document 1), an electric device that can be a source of noise is arranged in a space for storing a spare tire, but depending on the structure of the vehicle, it may be located below the power supply device. There are cases where it is impossible to place the spare tire or the spare tire cannot be stored.
また、電気機器の近傍に配置されている他の金属部材などに、電気機器からのノイズが伝播し、伝播したノイズをこの金属部材が放出する場合がある。そうすると、この金属部材から放出されるノイズによって、アンテナの受信動作に悪影響がおよぶおそれがある。 In addition, noise from the electric device may propagate to other metal members arranged in the vicinity of the electric device, and the metal member may emit the propagated noise. Then, the noise emitted from the metal member may adversely affect the reception operation of the antenna.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電源装置に含まれる電気機器からの電磁波が、電源装置の近傍に配置された金属部材に伝播し、この伝播した電磁波が金属部材から放出されることによる他の機器への悪影響を抑制することである。 The present invention has been made to solve such problems, the purpose of which is to propagate electromagnetic waves from the electrical equipment included in the power supply device to a metal member disposed in the vicinity of the power supply device, This is to suppress the adverse effect on other devices caused by the propagation of the propagated electromagnetic wave from the metal member.
本発明による車両は、電源装置と、電源装置の近傍に配置される金属部材とを備える。電源装置は、電源装置の制御に用いられる電気機器を含む。そして、金属部材は、電気機器から受ける電磁波が金属部材から放出されることを抑制するように、車両のボディーアースと電気的に接続される。 A vehicle according to the present invention includes a power supply device and a metal member disposed in the vicinity of the power supply device. The power supply device includes an electric device used for controlling the power supply device. The metal member is electrically connected to the vehicle body earth so as to suppress electromagnetic waves received from the electric device from being emitted from the metal member.
好ましくは、車両は、座席をさらに備える。そして、金属部材は、座席に含まれる金属フレームである。 Preferably, the vehicle further includes a seat. The metal member is a metal frame included in the seat.
好ましくは、車両は、無線信号の送信および受信の少なくとも一方を行なうためのアンテナをさらに備える。そして、アンテナは、座席の背もたれ部分によって電気機器からの電磁波が遮蔽される位置に配置される。 Preferably, the vehicle further includes an antenna for performing at least one of transmission and reception of a radio signal. And an antenna is arrange | positioned in the position where the electromagnetic waves from an electric equipment are shielded by the backrest part of a seat.
好ましくは、アンテナは、座席の背もたれ部分がアンテナと電気機器との間になる位置に配置される。 Preferably, the antenna is arranged at a position where the back portion of the seat is between the antenna and the electric device.
好ましくは、座席はリアシートである。そして、電源装置は、車両において、リアシートより後方のラゲージコンパートメントに配置される。 Preferably, the seat is a rear seat. And a power supply device is arrange | positioned in the luggage compartment behind a rear seat in a vehicle.
好ましくは、車両は導電性のブラケットと、ブラケットと金属フレームおよびボディーアースとを接続するためのボルトとをさらに備える。 Preferably, the vehicle further includes a conductive bracket and a bolt for connecting the bracket to the metal frame and the body ground.
好ましくは、電気機器は、スイッチング回路を有する機器を含む。
好ましくは、電源装置は、車両の駆動力を発生するために用いられる電力を供給するための蓄電装置をさらに含む。そして、電気機器は、蓄電装置の電圧を降圧するためのDC/DCコンバータを含む。
Preferably, the electrical device includes a device having a switching circuit.
Preferably, the power supply device further includes a power storage device for supplying electric power used to generate a driving force of the vehicle. The electric device includes a DC / DC converter for stepping down the voltage of the power storage device.
本発明によれば、電源装置に含まれる電気機器からの電磁波が、電源装置の近傍に配置された金属部材に伝播し、この伝播した電磁波が金属部材から放出されることが防止できるので、電磁波による他の機器への悪影響を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent electromagnetic waves from the electrical equipment included in the power supply device from propagating to the metal member disposed in the vicinity of the power supply device, and to release the propagated electromagnetic waves from the metal member. Can adversely affect other devices.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、本発明の実施の形態に従う車両100の概略図である。本発明が適用可能な車両100は、車両に搭載された蓄電装置の電力を用いて電動機により駆動される車両であればその構成は限定されない。車両100としては、電気自動車や燃料電池自動車、そしてエンジンを備えたハイブリッド自動車などが含まれる。
FIG. 1 is a schematic diagram of a
図1を参照して、車両100の車室内には、乗員が座るための座席が備えられる。座席は、車室内の前方に配置されるフロントシート140と、車室内の後方に配置されるリアシート150を含む。また、リアシート150の後方には、ラゲージコンパートメント(いわゆるトランク)180が設けられる。
Referring to FIG. 1, a seat for a passenger to sit is provided in the passenger compartment of
ラゲージコンパートメント180のフロア上には、電源装置110が配置される。この電源装置110は、蓄電装置120と電気機器130とを含む。
On the floor of the
電気機器130は、電源装置110の制御に用いられるための電気機器であり、たとえば、いずれも図示しないが、システムメインリレー(System Main Relay:SMR)、サービスプラグ、電池監視ユニット、電池冷却ファン、補機装置への電源電圧を生成するためのDC/DCコンバータなどが含まれる。
The
電気機器130は、蓄電装置120の上部に配置される。そして、金属製のカバー131により覆われる。
The
また、車両100の上部には、外部からの無線信号を受信したり、外部に対して無線信号を送信したりするアンテナが設けられる。アンテナとしては、たとえば、リアウインドウ160やフロントウインドウ190にアンテナがプリントされたガラスアンテナ170や、ルーフ上に配置された金属性のポール状のロッドアンテナ175などの様々な構成とすることができる。
In addition, an antenna that receives a radio signal from the outside and transmits a radio signal to the outside is provided on the upper portion of the
図2は、車両100の全体ブロック図である。
図2を参照して、車両100は、電源装置110と、駆動装置であるPCU(Power Control Unit)200と、モータジェネレータ230と、動力伝達ギア240と、駆動輪250と、制御装置(ECU(Electronic Control Unit)とも称する。)300とを含む。
FIG. 2 is an overall block diagram of the
Referring to FIG. 2,
電源装置110は、蓄電装置120と、システムメインリレーSMRと、DC/DCコンバータ135とを含む。なお、システムメインリレーSMRおよびDC/DCコンバータ135は、図1における電気機器130の一例である。
蓄電装置120は、再充電可能な直流電源であり、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池や電気二重層キャパシタ等の蓄電装置を含んで構成される。また、蓄電装置120が出力する直流電圧VBおよび入出力される直流電流IBは、図示しない電圧センサおよび電流センサによってそれぞれ検出される。そして、電圧センサおよび電流センサは、検出した直流電圧VBおよび直流電流IBの検出値をECU300に出力する。蓄電装置120の出力電圧は、たとえば200V程度である。
The
システムメインリレーSMRは、蓄電装置120と電力線PL1,NL1とを結ぶ経路に介挿される。システムメインリレーSMRは、ECU300からの信号SEにより制御され、蓄電装置120からPCU200への電力の供給と遮断とを切替える。
System main relay SMR is inserted in a path connecting
DC/DCコンバータ135は、電力線PL1,NL1に接続される。DC/DCコンバータ135は、スイッチング素子(図示せず)を含み、蓄電装置120から供給される直流電圧、またはPCU200で変換されたモータジェネレータ230で発電された電力をさらに降圧して、正極線PL2を介して補機装置270および補機バッテリ260へ供給する。
DC /
DC/DCコンバータ135は、絶縁型のコンバータであり、高圧側である電力線PL1、NL1と、低圧側の正極線PL2および接地線NL2とは、トランス(図示せず)により絶縁される。また、接地線NL2は、車両100のボディーアースに接続される。
DC /
補機バッテリ260は、代表的には鉛蓄電池によって構成される。補機バッテリ260は、DC/DCコンバータ135から正極線PL2を介して充電電力が供給される。また、補機バッテリ260は、DC/DCコンバータ135と同様に車両100のボディーアースに接続される。補機バッテリ260の出力電圧は、蓄電装置120の出力電圧よりも低く、たとえば12V程度である。
補機装置270には、たとえばランプ類、ワイパー、ヒータ、オーディオ、ナビゲーションシステムなどが含まれる。補機装置270は、DC/DCコンバータ135から正極線PL2を介して電力が供給される。また、補機装置270は、DC/DCコンバータ135と同様に車両100のボディーアースに接続される。
The
PCU200は、コンバータ210と、インバータ220と、コンデンサC1,C2とを含む。
コンバータ210は、ECU300からの制御信号PWCに基づいて、電力線PL1,NL1と電力線HPL,NL1との間で電力変換を行なう。
インバータ220は、電力線HPL,NL1に接続される。インバータ220は、ECU300からの制御信号PWIに基づいてモータジェネレータ230を駆動する。
コンデンサC1は、電力線PL1,NL1の間に設けられ、電力線PL1,NL1間の電圧変動を減少させる。また、コンデンサC2は、電力線HPL,NL1の間に設けられ、電力線HPL,NL1間の電圧変動を減少させる。 Capacitor C1 is provided between power lines PL1 and NL1, and reduces voltage fluctuation between power lines PL1 and NL1. Capacitor C2 is provided between power lines HPL and NL1, and reduces voltage fluctuation between power lines HPL and NL1.
モータジェネレータ230は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。
モータジェネレータ230の出力トルクは、減速機や動力分割機構によって構成される動力伝達ギア240を介して駆動輪250に伝達されて、車両100を走行させる。モータジェネレータ230は、車両100の回生制動動作時には、駆動輪250の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、PCU200によって蓄電装置120の充電電力に変換される。
The output torque of
また、モータジェネレータ230の他にエンジン(図示せず)が搭載されたハイブリッド自動車では、このエンジンおよびモータジェネレータ230を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジンの回転による発電電力を用いて、蓄電装置120を充電することも可能である。
Further, in a hybrid vehicle equipped with an engine (not shown) in addition to
電源装置110に含まれる電気機器130は、上述のようにシステムメインリレーSMRやDC/DCコンバータ135を含む。これらの機器では、リレーの開閉時やスイッチング素子のスイッチング動作の際に電磁波が発生する。この電磁波は、無線通信を行なうためのアンテナに対するノイズ源となり得る場合があり、たとえばラジオなどの雑音となったり無線により動作する機器の誤動作の原因となるおそれがある。そのため、この電磁波の影響を低減することが必要となる。
電源装置110には、この電磁波の影響を低減するために、図1のように金属製のカバー131が、電気機器130を覆うように配置される。しかしながら、電気機器130などに接続されるケーブル(図示せず)の引き込み口などでは、金属カバー131に隙間ができてしなうため、多くの場合、金属カバー131のみでは発生する電磁波を完全に遮蔽することができない。また、電源装置110から引出されるDC/DCコンバータ135の出力ケーブルである正極線PL2からも電磁波が放出される場合がある。これらの各機器に対して個々に電磁波の漏洩対策を行なうことも可能であるが、コストアップとなる可能性もある。
In the
図3は、電源装置110に含まれる電気機器130からの電磁波による影響を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the influence of electromagnetic waves from the
図3を参照して、図1に示したように、リアウインドウ160にガラスアンテナ170が設けられるような場合は、ラゲージコンパートメント180に電源装置110が配置されていると、電気機器130から放出された電磁波が、直接ガラスアンテナ170に到達し得る。
Referring to FIG. 3, when
さらに、電源装置110の近傍に、たとえばリアシート150の背もたれ部分に含まれる金属フレーム151のような金属部材があると、電気機器130から放出された電磁波が電磁誘導によってこの金属部材に伝播する。そして、この金属部材が、車両100のボディーアース105に接続されていない場合には、金属部材はボディーアース105に対して浮遊容量を有することになるため、ボディーアース105と電位差を生じる。これによって、金属部材自体がアンテナとなってしまい、伝播した電磁波をさらに外部へ放出し得る。そうなると、図3においてはガラスアンテナ170への影響がさらに大きくなるだけでなく、電気機器130から放出される電磁波が直接到達しない位置に配置されている、他のアンテナや電子機器などに対しても、電磁波による影響がおよぶ可能性がある。
Further, if there is a metal member such as a
特に、車両100のラゲージコンパートメント180のスペースを確保するために、電源装置110の位置をできるだけ前方(すなわち、リアシート150に近くなる位置)に配置するとともに、電源装置110の水平方向の長さおよび幅を小さくすることが要求される場合がある。そうすると、電気機器130を蓄電装置120の上部に配置することが必要となる場合があり、金属フレーム151のような金属部材に伝播する電磁波の影響が一層大きくなるおそれがある。
In particular, in order to secure a space for the
そこで、本実施の形態においては、ラゲージコンパートメント180に電源装置110が配置される構成を有する車両において、電源装置110の近傍に配置された金属部材を、電気機器130の低圧側の接地線が接続されている車両100のボディーアース105に電気的に接続することによって、金属部材へ伝播した電気機器130からの電磁波の影響を低減する。
Therefore, in the present embodiment, in a vehicle having a configuration in which
図4は、図3のように金属部材としてリアシート150の金属フレーム151から、伝播した電気機器130からの電磁波が放出される場合の対策例を示す図である。なお、金属部材は、リアシート150の金属フレーム151に限られず、電源装置110の近傍に配置され、ボディーアースと接続されていない導電性の物質であれば、同様の効果を奏し得る。
FIG. 4 is a diagram showing a countermeasure example when the propagated electromagnetic wave from the
図4では、リアシート150の金属フレーム151は、導電性のブラケット152を用いて、ボルト153,154によってボディーアース105に接続される。このようにすることによって金属フレーム151は、電気機器130の低圧側の接地線が接続されているボディーアース105に対して同電位となり、ボディーアース105に対する浮遊容量がほぼゼロとできる。その結果、金属フレーム151に伝播した電磁波が、金属フレーム151から放出されることが抑制できる。なお、ボディーアース105への接続については、導電性の部材であればよく、ブラケット152に代えて、たとえばケーブルを用いて接続するようにしてもよい。
In FIG. 4, the
さらに、図5に示すように、リアウインドウ160に設けられたガラスアンテナ170に代えて、フロントウインドウ190にガラスアンテナ170Aを設ける構成とし、リアシート150の背もたれ部分が、電気機器130とこのガラスアンテナ170Aとの間となる位置に配置する。このようにすることで、リアシート150内の金属フレーム151が電磁シールドとして作用することになり、電気機器130からの電磁波が直接アンテナに到達することを防止できる。
Further, as shown in FIG. 5, instead of the
なお、図5においてはガラスアンテナ170Aを一例として説明したが、アンテナと電気機器130との間にリアシート150が位置するようにアンテナを配置できれば、アンテナの構造については特に限定されない。たとえばルーフ上に図1のようなロッドアンテナ175を設けたり、ロッドアンテナにかえてループアンテナを用いるようにしてもよい。
Note that although the
以上、説明したように、リアシート150の後方のラゲージコンパートメント180に電源装置110が配置される車両100において、リアシート150の背もたれ部分の金属フレーム151のような電源装置110の近傍に配置された金属部材を、電気機器130の低圧側の接地線が接続されている車両100のボディーアース105に電気的に接続する。このようにすることによって、電源装置110に含まれる電気機器130から放出された電磁波がこれらの金属部材に伝播し、この伝播した電磁波が金属部材から放出されることによってアンテナ等の他の機器へ悪影響がおよぼされることが抑制できる。
As described above, in the
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
100 車両、105 ボディーアース、110 電源装置、120 蓄電装置、130 電気機器、135 DC/DCコンバータ、140 フロントシート、150 リアシート、151 金属フレーム、152 ブラケット、153,154 ボルト、160 リアウインドウ、170,170A ガラスアンテナ、175 ロッドアンテナ、180 ラゲージコンパートメント、190 フロントウインドウ、200 PCU、210 コンバータ、220 インバータ、230 モータジェネレータ、240 動力伝達ギア、250 駆動輪、260 補機バッテリ、270 補機装置、300 ECU、C1,C2 コンデンサ、HPL,NL1,PL1 電力線、NL2 接地線、PL2 正極線、SMR システムメインリレー。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
電源装置と
前記電源装置の近傍に配置される金属部材とを備え、
前記電源装置は、
前記電源装置の制御に用いられる電気機器を含み、
前記金属部材は、前記電気機器から受ける電磁波が前記金属部材から放出されることを抑制するように、前記車両のボディーアースと電気的に接続される、車両。 A vehicle,
A power supply device and a metal member disposed in the vicinity of the power supply device,
The power supply device
Including electrical equipment used to control the power supply,
The vehicle, wherein the metal member is electrically connected to a body ground of the vehicle so as to suppress electromagnetic waves received from the electric device from being emitted from the metal member.
前記金属部材は、前記座席に含まれる金属フレームである、請求項1に記載の車両。 A seat,
The vehicle according to claim 1, wherein the metal member is a metal frame included in the seat.
前記アンテナは、前記座席の背もたれ部分によって前記電気機器からの電磁波が遮蔽される位置に配置される、請求項2に記載の車両。 An antenna for transmitting and / or receiving radio signals;
The vehicle according to claim 2, wherein the antenna is disposed at a position where an electromagnetic wave from the electric device is shielded by a backrest portion of the seat.
前記電源装置は、前記車両において、前記リアシートより後方のラゲージコンパートメントに配置される、請求項2に記載の車両。 The seat is a rear seat;
The vehicle according to claim 2, wherein the power supply device is arranged in a luggage compartment behind the rear seat in the vehicle.
前記ブラケットと前記金属フレームおよび前記ボディーアースとを接続するためのボルトとをさらに備える、請求項2に記載の車両。 A conductive bracket;
The vehicle according to claim 2, further comprising a bolt for connecting the bracket to the metal frame and the body ground.
前記車両の駆動力を発生するために用いられる電力を供給するための蓄電装置をさらに含み、
前記電気機器は、
前記蓄電装置の電圧を降圧するためのDC/DCコンバータを含む、請求項7に記載の車両。 The power supply device
A power storage device for supplying electric power used to generate the driving force of the vehicle;
The electrical equipment is
The vehicle according to claim 7, comprising a DC / DC converter for stepping down a voltage of the power storage device.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20130205 |