JP3763126B2

JP3763126B2 - 負荷駆動装置

Info

Publication number: JP3763126B2
Application number: JP2002040588A
Authority: JP
Inventors: 康弘玉井; 哲也長谷川
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2002-02-18
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2022-02-18
Also published as: JP2003244937A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等を含む種々の車両に搭載可能な負荷駆動装置に関し、より詳細には、近年開発が進められている高電圧電源部を搭載した車両において種々の電気負荷をそれぞれ適宜駆動するための負荷駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１４ボルト（以下、“ボルト”または“Ｖ”と称す）のオルタネータおよび充放電可能な１２Ｖバッテリを有する定格直流１２Ｖ〜１４Ｖ出力の電源部を搭載した自動車（即ち、所謂１４Ｖ車）は、従来の車両として一般的に知られている。近年、４２Ｖモータ／ジェネレータおよび充放電可能な３６Ｖバッテリを有する定格直流３６Ｖ〜４２Ｖ出力の電源部を搭載した、燃費に有利な、高電圧自動車（即ち、所謂４２Ｖ車）の開発が進められている。
【０００３】
現在、１４Ｖ車から４２Ｖ車への移行に向けて、１４Ｖ車で用いられているコスト的に有利な汎用の種々の電気負荷（例えば、車両内照明用ランプ、ＥＣＵ（即ち、Electronic Control Unit）、等）を４２Ｖ車においても用いるべく、当該電気負荷を駆動するための負荷駆動装置が検討されている。この現在検討されている４２Ｖ車用の負荷駆動装置を図３に基づいて説明する。図３は、４２Ｖ車の電源部、負荷駆動装置および電気負荷を示すブロック回路図である。
【０００４】
図３に示されるように、電源部１０は充放電可能な３６Ｖバッテリ１２と４２Ｖモータ／ジェネレータ１４とを備えており、電源部１０の定格出力電圧値は直流３６Ｖ〜４２Ｖである。モータ／ジェネレータ１４は、バッテリ１２から電力供給を受けて車両の動力の一部として働くモータ機能と、エンジン（不図示）の回転により４２Ｖの電力を発電するジェネレータ機能とを兼ね備えている。
【０００５】
負荷駆動装置１は、高電圧電力線１６により電源部１０と電気的に接続されており、該高電圧電力線１６を介して電源部１０から３６Ｖ〜４２Ｖといった高直流電圧の電力供給を受けている。通常、高電圧電力線１６は、電源部１０に設けられた少なくともＪ／Ｂ（即ち、ＪｕｎｃｔｉｏｎＢｌｏｃｋ）を経由して様々な負荷駆動装置へ導かれるが、図３では当該Ｊ／Ｂの図示を省略している。
【０００６】
負荷駆動装置１は、電源部１０から出力された高直流電圧を１２Ｖといった低直流電圧に変換する直流電圧変換器として、ＤＣ／ＤＣコンバータ（即ち、直流−直流コンバータ）２を備えている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２は、半導体素子、トランス、出力電圧平滑化素子、等（不図示）により構成された公知のスイッチングレギュレータである。
【０００７】
図３では、１４Ｖ車でも用いられる汎用の電気負荷の例として、ＥＣＵ１〜ＥＣＵ６、第１ランプＬ１および第２ランプＬ２が示されている。ＥＣＵ１〜ＥＣＵ６は、種々の電気装置を制御するためのＣＰＵやドライバー回路等（不図示）を含む電子制御ユニットである。第１ランプＬ１および第２ランプＬ２は、例えば、ルームランプ、マップランプ、フットランプ、等の車両内照明用ランプである。これらのＥＣＵ１〜ＥＣＵ６、第１ランプＬ１および第２ランプＬ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力端子に接続された低電圧電力線３を介してそれぞれ低直流電圧を印加されて駆動される。尚、低電圧電力線３と第１ランプＬ１との間および低電圧電力線３と第２ランプＬ２との間には、第１ランプＬ１と第２ランプＬ２を点灯（ＯＮ）または消灯（ＯＦＦ）させるためのスイッチ回路ＳＷ１とＳＷ２がそれぞれ設けられている。
【０００８】
ランプの特性上、第１ランプＬ１および第２ランプＬ２にはスイッチ回路ＳＷ１およびＳＷ２のＯＮ操作直後に突入電流が生じる。常温環境下で一定時間通電されて点灯が安定した各ランプＬ１，Ｌ２の消費電流を例えば１アンペア（以下、“Ａ”と称す）とすると、スイッチ回路ＳＷ１およびＳＷ２のＯＮ操作直後に生じる各ランプＬ１，Ｌ２の突入電流は、一般的に、常温環境下では３倍の３Ａに、−３０℃の低温環境下では１０倍の１０Ａにもなる。勿論、この突入電流に伴い各ランプＬ１，Ｌ２の消費電力も増大する。即ち、第１ランプＬ１および第２ランプＬ２は大きな消費電力変動を持つ電気負荷である。
【０００９】
それ故、ＤＣ／ＤＣコンバータ２が、常温環境における第１ランプＬ１および第２ランプＬ２の消費電力を賄えるだけの電力供給能力を持つＤＣ／ＤＣコンバータから選定されていると、前述した突入電流および低温環境が起因してＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧（即ち、低電圧電力線３から供給される電圧）が電圧降下を起こし、第１ランプＬ１および第２ランプＬ２の点灯が安定するまで所定の電圧値（即ち、直流１２Ｖ）に復帰しない可能性がある。その上、スイッチ回路ＳＷ１およびＳＷ２のＯＮ操作によって第１ランプＬ１および第２ランプＬ２が直ぐには点灯せず、徐々に点灯を開始する可能性もある。ただし、第１ランプＬ１および第２ランプＬ２は、電力供給直後に点灯せねばならない法規のあるヘッドランプとは異なり、当該法規の無い例えば、ルームランプ、マップランプ、フットランプ、等の車両内照明用ランプであるため、車両仕様上および実際の体感上支障が無ければ前述のようなランプ駆動であっても大きな問題とはならない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、低電圧電力線３には第１ランプＬ１および第２ランプＬ２の他、ＥＣＵ１〜ＥＣＵ６が電気的に接続されている。ＥＣＵ１〜ＥＣＵ６等の電子制御ユニットの定格入力電圧値は一般的に８Ｖ〜１６Ｖであるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ２の出力電圧（即ち、低電圧電力線３から供給される電圧）が電圧降下して各ＥＣＵ１〜ＥＣＵ６に印加される電圧が下限値である８Ｖを下回った場合は、ＥＣＵ１〜ＥＣＵ６が不必要に停止または誤動作する可能性があり、前述の負荷駆動装置１には解決せねばならない課題がある。
【００１１】
一方、低温環境における第１ランプＬ１および第２ランプＬ２の消費電力を賄え且つＥＣＵ１〜ＥＣＵ６に定格入力電圧の下限値を満足する電圧を印加できる電力供給能力を持つＤＣ／ＤＣコンバータをＤＣ／ＤＣコンバータ２として選定することは物理的に可能と言える。しかしながら、これらの電気負荷を適切に駆動するために求められる電力量は一時的にでも膨大であり、そのような膨大な電力供給能力を持つＤＣ／ＤＣコンバータは非常に高価で、サイズ、重量、発熱、等にも課題があるため、有利とは言えない。
【００１２】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高電圧電源部を搭載した車両において種々の電気負荷をそれぞれ適宜駆動することができる負荷駆動装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明の負荷駆動装置は、請求項１に記載したように、
車両の電源部から出力された高直流電圧をその電圧値よりも低い第１低直流電圧に変換し、当該第１低直流電圧の電力を第１低電圧電力線を介して第１電気負荷に供給する第１直流電圧変換器と、
前記高直流電圧を前記第１低直流電圧の電圧値よりも僅かながら低い第２低直流電圧に変換し、当該第２低直流電圧の電力を第２低電圧電力線を介して第２電気負荷に供給する第２直流電圧変換器と、
前記第１低電圧電力線および前記第２低電圧電力線を電気的に接続するように当該第１低電圧電力線と当該第２低電圧電力線との間に設けられ、前記高直流電圧が前記第１直流電圧変換器により前記第１低直流電圧に変換され且つ前記第２直流電圧変換器により前記第２低直流電圧に変換されている際の前記第１直流電圧変換器から前記第２電気負荷への電力供給を許容する整流器と、
を備え、
前記第１電気負荷は大きな消費電力変動を持つ電気負荷であり、前記第２電気負荷は消費電力が略一定の電気負荷である
ことを特徴としている。
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、消費電力に大きな変動を生じる第１電気負荷が第１直流電圧変換器から電力を供給され、この第１直流電圧変換器とは別に設けられた第２直流電圧変換器から消費電力が略一定の第２電気負荷が電力を供給されるため、第１電気負荷の消費電力変動の影響により第１低電圧電力線（即ち、第１直流電圧変換器の出力）が電圧降下を起こしても第２低電圧電力線（即ち、第２直流電圧変換器の出力）に当該影響を与えずに済み、第２電気負荷への安定した電圧供給（即ち、電力供給）ができる。従って、本発明の負荷駆動装置により第１電気負荷および第２電気負荷はそれぞれ適宜駆動される。また、第２電気負荷への第１直流電圧変換器からの電力供給が整流器により許容されるように、第２低直流電圧の電圧値が第１低直流電圧の電圧値よりも僅かながら低く設定されているため、第１直流電圧変換器の出力電力に余裕がある場合は、整流器を介して第２電気負荷へ第１直流電圧変換器から電力を供給するといった一方向に電力供給を助勢する第１直流電圧変換器と第２直流電圧変換器の並列運転ができる。
【００１５】
また、本発明の負荷駆動装置は、請求項２に記載したように、前記第１直流電圧変換器の電力供給能力と前記第２直流電圧変換器の電力供給能力が略等しいことを特徴としている。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、第１直流電圧変換器と第２直流電圧変換器の電力供給能力が略等しく且つ、第１低電圧電力線および第２低電圧電力線との間に設けられた整流器によって第１直流電圧変換器と第２直流電圧変換器が並列運転されるため、第１直流電圧変換器の出力電力と第２直流電圧変換器の出力電力が略等しくなり、効率的に見て最も良い運転となるので好ましい。
【００１７】
また、本発明の負荷駆動装置は、請求項３に記載したように、前記第１電気負荷の消費電力が前記第２電気負荷の消費電力よりも低いとき、当該第１電気負荷の消費電力と当該第２電気負荷の消費電力との差分電力が前記第１直流電圧変換器から前記整流器を介して前記第２電気負荷へ供給されて前記第１直流電圧変換器の出力電力量と前記第２直流電圧変換器の出力電力量が略等しくなることを特徴としている。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、第１電気負荷の消費電力が第２電気負荷の消費電力よりも低く且つ、第１直流電圧変換器の電力供給能力が、第２直流電圧変換器の電力供給能力と略等しいか、または第２直流電圧変換器の電力供給能力よりも高いときに整流器を介して第２電気負荷へ第１直流電圧変換器から電力を供給するといった一方向に電力供給を助勢する第１直流電圧変換器と第２直流電圧変換器の並列運転が為されるため、第１直流電圧変換器の出力電力と第２直流電圧変換器の出力電力が略等しくなり、第１直流電圧変換器と第２直流電圧変換器の運転が安定するので好ましい。
【００１９】
また、請求項４に記載したように、前記第１電気負荷を起動時に突入電流を生じる車両内照明用ランプとし、前記第２電気負荷を前記車両に搭載された機器を制御する電子制御ユニットとしてもよい。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、起動時に突入電流が生じるような車両内照明用ランプを第１電気負荷として、そして車両に搭載された機器を制御する電子制御ユニットを第２電気負荷として用いれば、これらの第１電気負荷および第２電気負荷を本発明の負荷駆動装置により適宜駆動することができる。特に、ＣＰＵやドライバー回路等を含む電子制御ユニットに第２低電圧電力線を介して第２直流電圧変換器から安定した電圧（電力）が供給されるため、電子制御ユニットが不必要に停止したり、または誤動作したりすることが防止される。
【００２１】
また、請求項５に記載したように、前記高直流電圧を出力する前記電源部の定格出力電圧値が低くとも３６ボルトであることが望ましい。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、定格出力電圧値が低くとも３６ボルトの電源部を搭載した例えば４２Ｖ車に本発明の負荷駆動装置を搭載すれば、第１電気負荷および第２電気負荷として汎用の種々の電気負荷を用いることができる。汎用の種々の電気負荷を用いることができれば、コスト的に有利である。
【００２３】
第１および第２低直流電圧の電圧値を例えば約２８ボルトに設定した場合は、第１および第２電気負荷として、例えばバス、トラック、等の所謂２８Ｖ車で用いられる汎用の電気負荷を用いることができ、例えば当該電圧値を約１４ボルトに設定した場合は、第１および第２電気負荷として、例えば汎用の１４Ｖ車用電気負荷を用いることができる。従って、４２Ｖ車専用の電気負荷を用いた場合と比較して、より安価な汎用の電気負荷を第１および第２電気負荷として用いることができる。それ故、第１および第２低直流電圧の電圧値は高くとも約２８Ｖに設定することが望ましい。
また、請求項６に記載したように、前記整流器は、前記第１直流電圧変換器から前記第２電気負荷への一方向の電力供給のみ許容するダイオードであり、当該ダイオードのアノードが前記第１低電圧電力線に電気的に接続され、そして当該ダイオードのカソードが前記第２低電圧電力線に電気的に接続されていることを特徴としている。
請求項６に記載の発明によれば、第１電気負荷の消費電力が第２電気負荷の消費電力よりも低いとき、当該第１電気負荷の消費電力と当該第２電気負荷の消費電力との差分電力が第１直流電圧変換器からダイオードを介して第２電気負荷へ供給される。
また、請求項７に記載したように、前記高直流電圧をその電圧値よりも低い第３低直流電圧に変換し、当該第３低直流電圧の電力を第３低電圧電力線を介して第３電気負荷に供給する第３直流電圧変換器と、
前記第２低電圧電力線および前記第３低電圧電力線を電気的に接続するように当該第２低電圧電力線と当該第３低電圧電力線との間に設けられ、前記高直流電圧が前記第１直流電圧変換器により前記第１低直流電圧に変換され且つ前記第２直流電圧変換器により前記第２低直流電圧に変換され且つ前記第３直流電圧変換器により前記第３低直流電圧に変換されている際の前記第３直流電圧変換器から前記第２電気負荷への電力供給を許容する整流器と、
を更に備え、
前記第２低直流電圧の電圧値が前記第３低直流電圧の電圧値よりも僅かながら低く、そして前記第３電気負荷が大きな消費電力変動を持つ電気負荷であることを特徴としている。
また、請求項８に記載したように、前記第３低直流電圧が前記第１低直流電圧と同じ電圧値であり、そして前記第３直流電圧変換器に前記第１直流電圧変換器と同一の直流電圧変換器が用いられている
ことを特徴としている。
また、請求項９に記載したように、前記第２低電圧電力線と前記第３低電圧電力線との間に設けられた前記整流器は、前記第３直流電圧変換器から前記第２電気負荷への一方向の電力供給のみ許容するダイオードであり、当該ダイオードのアノードが前記第３低電圧電力線に電気的に接続され、そして当該ダイオードのカソードが前記第２低電圧電力線に電気的に接続されていることを特徴としている。
請求項７〜９に記載の発明によれば、第３直流電圧変換器の電力供給能力に余裕がある場合に、整流器を介して第２電気負荷へ電力が供給され、第２直流電圧変換器と、この第２直流電圧変換器の電力供給を助成する第１直流電圧変換器及び第３直流電圧変換器との並列運転ができる。
【００２４】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明の実施の形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の負荷駆動装置の構成を示すブロック回路図であり、特に、前述した現在開発が進められている高電圧自動車（即ち、所謂４２Ｖ車）に本発明を適用した場合を例として示している。
【００２６】
図１に示されるように、本発明の負荷駆動装置２０は、高電圧電力線１６により電源部１０と電気的に接続されており、該高電圧電力線１６を介して電源部１０から３６Ｖ〜４２Ｖといった高直流電圧の電力供給を受けている。尚、電源部１０は既に図３を参照して説明したものと同じであるため説明を省略する。また、重複説明回避のため、既に図３を参照して説明した電気負荷にも同一符号を付して図１の明確化を図る。
【００２７】
負荷駆動装置２０は、第１直流電圧変換器として第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と、第２直流電圧変換器として第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４と、を備えている。
【００２８】
第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、大きな消費電力変動を持つ第１電気負荷である第１ランプＬ１および第２ランプＬ２に第１低電圧電力線２１によって電気的に接続され、これらの第１ランプＬ１および第２ランプＬ２に低直流電圧を印加する。具体的に、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、電源部１０から出力された高直流電圧をその電圧値よりも低い１２．４Ｖといった第１低直流電圧に変換し、当該第１低直流電圧の電力を第１低電圧電力線２１を介して第１ランプＬ１および第２ランプＬ２に供給する。
【００２９】
第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、消費電力が略一定の第２電気負荷であるＥＣＵ１〜ＥＣＵ６に第２低電圧電力線２３によって電気的に接続され、これらのＥＣＵ１〜ＥＣＵ６に低直流電圧を印加する。具体的に、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４は、高直流電圧を第１低直流電圧の電圧値（即ち、１２．４Ｖ）よりも僅かながら低い１２Ｖといった第２低直流電圧に変換し、当該第２低直流電圧の電力を第２低電圧電力線２３を介してＥＣＵ１〜ＥＣＵ６に供給する。
【００３０】
第１および第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４の例としては、半導体素子、トランス、出力電圧平滑化素子、等により構成された公知のスイッチングレギュレータ、半導体素子等により構成された公知のシリーズレギュレータ、等が挙げられる。一般に、スイッチングレギュレータの方がシリーズレギュレータよりも変換効率は高いが、コスト的にみるとスイッチングレギュレータの方がシリーズレギュレータよりも高価であるため、電圧変換比率や電気負荷の消費電力等も考慮して第１および第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４は選定されるべきである。本実施形態では、必要とされる電力供給能力や発熱量等を考慮して第１および第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２２，２４の両方に公知のスイッチングレギュレータを用いた。
【００３１】
このように構成された負荷駆動装置２０によれば、第１ランプＬ１および第２ランプＬ２が第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から電力を供給され、この第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２とは別に設けられた第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４からＥＣＵ１〜ＥＣＵ６が電力を供給されるため、第１ランプＬ１および第２ランプＬ２の消費電力変動の影響により第１低電圧電力線２１（即ち、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力）が電圧降下を起こしても第２低電圧電力線２３（即ち、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の出力）に当該影響を与えずに済み、ＥＣＵ１〜ＥＣＵ６への安定した電圧供給（即ち、電力供給）ができる。従って、負荷駆動装置２０により第１ランプＬ１、第２ランプＬ２およびＥＣＵ１〜ＥＣＵ６はそれぞれ適宜駆動される。特に、ＥＣＵ１〜ＥＣＵ６はＣＰＵやドライバー回路等を含む電子制御ユニットであるため、第２低電圧電力線２３を介して第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４から安定した電圧（電力）を供給すれば、ＥＣＵ１〜ＥＣＵ６の不必要な停止や誤動作を防止できる。
【００３２】
更に、負荷駆動装置２０は、第１低電圧電力線２１および第２低電圧電力線２３を電気的に接続するように第１低電圧電力線２１と第２低電圧電力線２３との間に設けられ、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２からＥＣＵ１〜ＥＣＵ６への電力供給を許容する整流器２５を備えている。この整流器２５の例としては、内部抵抗値が低く大電流を流せるショットキーダイオード等が挙げられる。
【００３３】
前述の通り、第１低直流電圧の電圧値は１２．４Ｖであり、そして第２低直流電圧の電圧値は１２Ｖである。このように第２低直流電圧の電圧値が第１低直流電圧の電圧値よりも僅かながら低く設定されているため、ＥＣＵ１〜ＥＣＵ６への第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２からの電力供給が整流器２５により許容される。従って、第１ランプＬ１および第２ランプＬ２の消費電力に対して第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電力供給能力に余裕がある場合は、整流器２５を介してＥＣＵ１〜ＥＣＵ６へ第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から電力を供給するといった一方向に電力供給を助勢する第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の並列運転ができる。
【００３４】
即ち、スイッチ回路ＳＷ１およびスイッチ回路ＳＷ２がＯＮ操作またはＯＦＦ操作された際の第１ランプＬ１および第２ランプＬ２の消費電力がＥＣＵ１〜ＥＣＵ６の消費電力よりも低いとき、当該第１ランプＬ１および第２ランプＬ２の消費電力と当該ＥＣＵ１〜ＥＣＵ６の消費電力との差分電力が第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から整流器２５を介してＥＣＵ１〜ＥＣＵ６へ供給されて第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力電力量と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の出力電力量が略等しくなる。
【００３５】
より詳細には、第１ランプＬ１および第２ランプＬ２の消費電力がＥＣＵ１〜ＥＣＵ６の消費電力よりも低く且つ、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電力供給能力が、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の電力供給能力と略等しいか、または第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の電力供給能力よりも高いときに整流器２５を介してＥＣＵ１〜ＥＣＵ６へ第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から電力を供給するといった運転が為される。従って、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力電力と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の出力電力が略等しくなり、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の運転が安定するので好ましい。
【００３６】
尚、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電力供給能力が第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の電力供給能力と略等しい（即ち、定格出力電力値が略等しいＤＣ／ＤＣコンバータを２つ用意し、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２および第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４として用いた）場合、効率的に見て最も良い運転となるので好ましい。
【００３７】
図２は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２および第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４の出力を示すタイミングチャートである。特に、図２は、第１ランプＬ１が安定して点灯し且つＥＣＵ１〜ＥＣＵ６の全てが通電されている際にスイッチ回路ＳＷ２をＯＮ操作して第２ランプＬ２を常温環境下で点灯させた状態を示している。また、本実施形態をより理解し易いように図２の符号Ｉにより指し示されるタイムにおける電流の流れを図１に示した。尚、この例では、第１ランプＬ１および第２ランプＬ２の安定点灯時における消費電力の合計を２Ａ、そしてＥＣＵ１〜ＥＣＵ６の消費電力の合計を４Ａとした。
【００３８】
さて、本発明の負荷駆動装置２０を理解し易くするために基本構成要素である第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４および整流器２５についてのみ説明してきたが、図１において符号Ｅ１により指し示される回路を更に負荷駆動装置２０に加えてもよい。図１において符号Ｅ１により指し示される回路は、大きな消費電力変動を持つ他の電気負荷を適宜駆動するためのものである。具体的に、第３ＤＣ／ＤＣコンバータ２６が第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２および第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４と並列に設けられている。
【００３９】
第３ＤＣ／ＤＣコンバータ２６は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と同一のＤＣ／ＤＣコンバータで構成されていてもよく、電源部１０から出力された高直流電圧をその電圧値よりも低い１２．４Ｖといった第３低直流電圧に変換し、当該第３低直流電圧の電力を第３低電圧電力線２８を介して第３電気負荷である大容量コンデンサＣ１およびモータＭ１に供給する。大容量コンデンサＣ１およびモータＭ１は第１ランプＬ１および第２ランプＬ２と同様に大きな消費電力変動を持つ電気負荷である。また、第２低電圧電力線２３および第３低電圧電力線２８を電気的に接続するように整流器２７が第２低電圧電力線２３と第３低電圧電力線２８との間に設けられている。整流器２７は、第３ＤＣ／ＤＣコンバータ２６からＥＣＵ１〜ＥＣＵ６への電力供給を許容する。尚、第３ＤＣ／ＤＣコンバータ２６および整流器２７の動作、作用、等に関する説明は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ２４および整流器２５について既に説明した内容から容易に推察可能であるため省略する。
【００４０】
尚、負荷駆動装置２０は、定格出力電圧値が低くとも直流３６Ｖである電源部を搭載した車両に効果的であることは言うまでもない。定格出力電圧値が低くとも３６ボルトの電源部１０を搭載した例えば４２Ｖ車に負荷駆動装置２０を本実施形態のように搭載すれば、第１電気負荷（即ち、第１ランプＬ１、第２ランプＬ２、等）、第２電気負荷（即ち、ＥＣＵ１〜ＥＣＵ６等）および第３電気負荷（大容量コンデンサＣ１、モータＭ１、等）として汎用の種々の電気負荷を用いることができる。汎用の種々の電気負荷を用いることができれば、コスト的に有利である。第１、第２および第３低直流電圧の電圧値を例えば約２８ボルトに設定した場合は、第１、第２ならびに第３電気負荷として、例えばバス、トラック、等の所謂２８Ｖ車で用いられる汎用の電気負荷を用いることができ、例えば当該電圧値を約１４ボルトに設定した場合は、第１、第２ならびに第３電気負荷として、例えば汎用の１４Ｖ車用電気負荷を用いることができる。従って、４２車専用の電気負荷を用いた場合と比較して、より安価な汎用の電気負荷を第１、第２ならびに第３電気負荷として用いることができる。勿論、低直流電圧を約５Ｖ等、より低い電圧値に設定してもよい。従って、第１、第２および第３低直流電圧の電圧値は高くとも約２８Ｖに設定することが望ましい。
【００４１】
尚、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と第１ランプＬ１および第２ランプＬ２それぞれの間ならびに第３ＤＣ／ＤＣコンバータ２８とモータＭ１との間に設けられているスイッチ回路ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は、設けなくてもよい。設けない代わりに制御回路（不図示）を設けて、各ＤＣ／ＤＣコンバータの制御、各ＤＣ／ＤＣコンバータの入力制御、等を行えばスイッチ回路と同等な機能を満たすこともできる。
【００４２】
尚、図１には複数のランプＬ１，Ｌ２と複数のＥＣＵ１〜６が示されているが、第１電気負荷として一つのランプを設け、第２電気負荷として一つのＥＣＵを設けてもよいことは言うまでもない。また、第１ランプＬ１および第２ランプＬ２の代わりに第１ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の電気負荷として大容量コンデンサＣ１およびモータＭ１を設けてもよい。
【００４３】
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形，改良，等が可能である。その他、前述した実施形態における各構成要素の形態，配置個所，数，数値，等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００４４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、消費電力に大きな変動を生じる第１電気負荷が第１直流電圧変換器から電力を供給され、この第１直流電圧変換器とは別に設けられた第２直流電圧変換器から消費電力が略一定の第２電気負荷が電力を供給されるため、第１電気負荷の消費電力変動の影響により第１低電圧電力線（即ち、第１直流電圧変換器の出力）が電圧降下を起こしても第２低電圧電力線（即ち、第２直流電圧変換器の出力）に当該影響を与えずに済み、第２電気負荷への安定した電圧供給（即ち、電力供給）ができる。従って、本発明の負荷駆動装置により第１電気負荷および第２電気負荷はそれぞれ適宜駆動される。また、第２電気負荷への第１直流電圧変換器からの電力供給が整流器により許容されるように、第２低直流電圧の電圧値が第１低直流電圧の電圧値よりも僅かながら低く設定されているため、第１直流電圧変換器の出力電力に余裕がある場合は、整流器を介して第２電気負荷へ第１直流電圧変換器から電力を供給するといった一方向に電力供給を助勢する第１直流電圧変換器と第２直流電圧変換器の並列運転ができる。
【００４５】
また、本発明によれば、第１直流電圧変換器と第２直流電圧変換器の電力供給能力が略等しく且つ、第１低電圧電力線および第２低電圧電力線との間に設けられた整流器によって第１直流電圧変換器と第２直流電圧変換器が並列運転されるため、第１直流電圧変換器の出力電力と第２直流電圧変換器の出力電力が略等しくなり、効率的に見て最も良い運転となるので好ましい。
【００４６】
また、本発明によれば、第１電気負荷の消費電力が第２電気負荷の消費電力よりも低く且つ、第１直流電圧変換器の電力供給能力が、第２直流電圧変換器の電力供給能力と略等しいか、または第２直流電圧変換器の電力供給能力よりも高いときに整流器を介して第２電気負荷へ第１直流電圧変換器から電力を供給するといった一方向に電力供給を助勢する第１直流電圧変換器と第２直流電圧変換器の並列運転が為されるため、第１直流電圧変換器の出力電力と第２直流電圧変換器の出力電力が略等しくなり、第１直流電圧変換器と第２直流電圧変換器の運転が安定するので好ましい。
【００４７】
また、本発明によれば、起動時に突入電流が生じるような車両内照明用ランプを第１電気負荷として、そして車両に搭載された機器を制御する電子制御ユニットを第２電気負荷として用いれば、これらの第１電気負荷および第２電気負荷を本発明の負荷駆動装置により適宜駆動することができる。特に、ＣＰＵやドライバー回路等を含む電子制御ユニットに第２低電圧電力線を介して第２直流電圧変換器から安定した電圧（電力）が供給されるため、電子制御ユニットが不必要に停止したり、または誤動作したりすることが防止される。
【００４８】
また、本発明によれば、定格出力電圧値が低くとも３６ボルトの電源部を搭載した例えば４２Ｖ車に本発明の負荷駆動装置を搭載すれば、第１電気負荷および第２電気負荷として汎用の種々の電気負荷を用いることができる。汎用の種々の電気負荷を用いることができれば、コスト的に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の負荷駆動装置の構成を示すブロック回路図である。
【図２】第１ＤＣ／ＤＣコンバータおよび第２ＤＣ／ＤＣコンバータの出力を示すタイミングチャートである。
【図３】４２Ｖ車の電源部、現在検討されている４２Ｖ車用の負荷駆動装置および汎用の１４Ｖ車用電気負荷を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
１０電源部
２０負荷駆動装置
２１第１低電圧電力線
２２第１ＤＣ／ＤＣコンバータ（第１直流電圧変換器）
２３第２低電圧電力線
２４第２ＤＣ／ＤＣコンバータ（第２直流電圧変換器）
２５整流器
Ｌ１，Ｌ２第１ランプ，第２ランプ（第１電気負荷）
ＥＣＵ１〜ＥＣＵ６電子制御ユニット（第２電気負荷）

Claims

車両の電源部から出力された高直流電圧をその電圧値よりも低い第１低直流電圧に変換し、当該第１低直流電圧の電力を第１低電圧電力線を介して第１電気負荷に供給する第１直流電圧変換器と、
前記高直流電圧を前記第１低直流電圧の電圧値よりも僅かながら低い第２低直流電圧に変換し、当該第２低直流電圧の電力を第２低電圧電力線を介して第２電気負荷に供給する第２直流電圧変換器と、
前記第１低電圧電力線および前記第２低電圧電力線を電気的に接続するように当該第１低電圧電力線と当該第２低電圧電力線との間に設けられ、前記高直流電圧が前記第１直流電圧変換器により前記第１低直流電圧に変換され且つ前記第２直流電圧変換器により前記第２低直流電圧に変換されている際の前記第１直流電圧変換器から前記第２電気負荷への電力供給を許容する整流器と、
を備え、
前記第１電気負荷は大きな消費電力変動を持つ電気負荷であり、前記第２電気負荷は消費電力が略一定の電気負荷であることを特徴とする負荷駆動装置。
前記第１直流電圧変換器の電力供給能力と前記第２直流電圧変換器の電力供給能力が略等しいことを特徴とする請求項１に記載した負荷駆動装置。
前記第１電気負荷の消費電力が前記第２電気負荷の消費電力よりも低いとき、当該第１電気負荷の消費電力と当該第２電気負荷の消費電力との差分電力が前記第１直流電圧変換器から前記整流器を介して前記第２電気負荷へ供給されて前記第１直流電圧変換器の出力電力量と前記第２直流電圧変換器の出力電力量が略等しくなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載した負荷駆動装置。
前記第１電気負荷は起動時に突入電流を生じる車両内照明用ランプであり、前記第２電気負荷が前記車両に搭載された機器を制御する電子制御ユニットであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載した負荷駆動装置。
前記高直流電圧を出力する前記電源部の定格出力電圧値が低くとも３６ボルトであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載した負荷駆動装置。
前記整流器は、前記第１直流電圧変換器から前記第２電気負荷への一方向の電力供給のみ許容するダイオードであり、当該ダイオードのアノードが前記第１低電圧電力線に電気的に接続され、そして当該ダイオードのカソードが前記第２低電圧電力線に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載した負荷駆動装置。
前記高直流電圧をその電圧値よりも低い第３低直流電圧に変換し、当該第３低直流電圧の電力を第３低電圧電力線を介して第３電気負荷に供給する第３直流電圧変換器と、
前記第２低電圧電力線および前記第３低電圧電力線を電気的に接続するように当該第２低電圧電力線と当該第３低電圧電力線との間に設けられ、前記高直流電圧が前記第１直流電圧変換器により前記第１低直流電圧に変換され且つ前記第２直流電圧変換器により前記第２低直流電圧に変換され且つ前記第３直流電圧変換器により前記第３低直流電圧に変換されている際の前記第３直流電圧変換器から前記第２電気負荷への電力供給を許容する整流器と、
を更に備え、
前記第２低直流電圧の電圧値が前記第３低直流電圧の電圧値よりも僅かながら低く、そして前記第３電気負荷が大きな消費電力変動を持つ電気負荷であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一つに記載した負荷駆動装置。
前記第３低直流電圧が前記第１低直流電圧と同じ電圧値であり、そして前記第３直流電圧変換器に前記第１直流電圧変換器と同一の直流電圧変換器が用いられていることを特徴とする請求項７に記載した負荷駆動装置。
前記第２低電圧電力線と前記第３低電圧電力線との間に設けられた前記整流器は、前記第３直流電圧変換器から前記第２電気負荷への一方向の電力供給のみ許容するダイオードであり、当該ダイオードのアノードが前記第３低電圧電力線に電気的に接続され、そして当該ダイオードのカソードが前記第２低電圧電力線に電気的に接続されていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載した負荷駆動装置。