JP3909827B2 - 車両用電源システム - Google Patents
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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車両用電源システムに関し、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ける種々の電気負荷に電力を供給するための車両用電源システムに関する。
【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。この１４Ｖ車において用いられている車両用電源システムの一例を図２に基づき説明する。図２は車両用電源システムおよび電気負荷を示すブロック回路図である。
【０００３】
図２に示されるように、車両用電源システム１には電源部２と電力分配部６とが設けられている。電源部２は充放電可能なバッテリ４とオルタネータ３とを備えており、電源部２の定格出力電圧値は直流１２Ｖ〜１４Ｖである。オルタネータ３はエンジン（不図示）の回転により１４Ｖの電力を発電する。このオルタネータ３によりバッテリ４は充電される。
【０００４】
電力分配部６は、例えばジャンクションブロック（即ち、所謂Ｊ／Ｂ）であり、電力線５により電源部２と電気的に接続され、該電力線５を介して電源部２から直流１２Ｖ〜１４Ｖの電力供給を受けている。電力分配部６には種々の電気負荷が電気的に接続されており、これらの電気負荷に電力分配部６から電力が供給される。図２では、当該電気負荷の例として、電気負荷群ＥＬ１およびランプＬ１が示されている。電気負荷群ＥＬ１には、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）を有する複数の電子制御ユニットＥＣＵ１〜ＥＣＵ３の他、様々な電気負荷が含まれており、これらの電気負荷は電力分配部６から直流１２Ｖ〜１４Ｖの電力を供給されている。
【０００５】
電力分配部６におけるＤＣ／ＤＣコンバータＳＲ１、中央処理装置ＣＰＵ１、ドライバー回路Ｄ１およびパワートランジスタＴｒ１は、電気負荷であるランプＬ１を駆動するための回路である。ＤＣ／ＤＣコンバータＳＲ１は、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であり、電力線５に電気的に接続され、直流１２Ｖ〜１４Ｖを直流５Ｖに変換して、この直流５Ｖの電力を中央処理装置ＣＰＵ１およびドライバー回路Ｄ１へ供給する直流電圧変換器として働く。パワートランジスタＴｒ１のベース端子はドライバー回路Ｄ１と電気的に接続され、コレクタ端子は過電流保護用ヒューズＦ１を介して電力線５と電気的に接続され、そしてエミッタ端子はランプＬ１およびドライバー回路Ｄ１と電気的に接続されている。ドライバー回路Ｄ１からパワートランジスタＴｒ１のベース端子に電圧が印加されると、パワートランジスタＴｒ１がＯＮ状態となりコレクタ端子からエミッタ端子に電流が流れランプＬ１が点灯する。
【０００６】
図２に示されるように、中央処理装置ＣＰＵ１は、ＬＡＮ（即ち、Local Area Network）と接続されており、車両内に設けられた種々の電気装置と通信を行う。例えば、中央処理装置ＣＰＵ１がランプＬ１を点灯させるための信号を当該ＬＡＮを通して所定の電気装置から受信すると、中央処理装置ＣＰＵ１はドライバー回路Ｄ１に指令信号を送信して前述のようにランプＬ１を点灯させる。パワートランジスタＴｒ１のエミッタ端子にも電気的に接続されているドライバー回路Ｄ１は、エミッタ端子（ランプＬ１）の電圧を検出し、この検出結果を示す検出信号を中央処理装置ＣＰＵ１に送信する。中央処理装置ＣＰＵ１は、当該検出信号に基づきランプＬ１の点灯または消灯状態を判定して、当該ランプＬ１の状態を示す信号を所定の電気装置へＬＡＮを通して送信する。
【０００７】
このような車両用電源システム１において電源部２からランプＬ１へ流れる電流およびパワートランジスタＴｒ１等の損失が起因する無効電流を除くと、電力分配部６内で直接消費される電流はＤＣ／ＤＣコンバータＳＲ１によって消費される電流に略等しくなる。ＤＣ／ＤＣコンバータＳＲ１から電力を供給される中央処理装置ＣＰＵ１およびドライバー回路Ｄ１は、低電圧（即ち、５Ｖ）で駆動されるが、これらの消費電力は低いため、電力分配部６のグランドラインＧには大きな電流は流れない。従って、電力分配部６のグランドラインＧに対するＤＣ／ＤＣコンバータＳＲ１の出力電圧や各信号ライン等の電位は安定している。尚、車両用電源システム１、ランプＬ１および電気負荷群ＥＬ１のグランドラインＧは車両の導電性のボディにそれぞれ電気的に接続され、互いに導通している。
【０００８】
ところで、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。１４Ｖ車から４２Ｖ車への移行に向けて、１４Ｖ車で用いられている汎用の種々の電気負荷を４２Ｖ車においても用いることができれば４２Ｖ車専用の電気負荷を新規に開発した場合と比較してコスト的に有利である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、定格直流３６Ｖ〜４２Ｖ出力の電源部が搭載された４２Ｖ車において１４Ｖ車で用いられている汎用の種々の電気負荷を用いるには、直流３６Ｖ〜４２Ｖを直流１２Ｖ〜１４Ｖに変換し且つ、当該直流１２Ｖ〜１４Ｖの安定した電圧を当該電気負荷に供給できる車両用電源システムを新規に設ける必要がある。
【００１０】
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に安定した電圧を供給できる車両用電源システムを提供することにある。
【００１１】
【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、本発明の車両用電源システムは、請求項１に記載したように、
高電圧電力線、第１グランドラインおよび第２グランドラインと電気的に接続し、前記高電圧電力線を介して高直流電圧の電力を出力する電源部と、
前記高電圧電力線と電気的に接続し、前記電源部から前記高直流電圧の電力の供給を受ける電力分配部と、
前記電力分配部内に設けられ、前記高直流電圧をその電圧値よりも低い低直流電圧に変換して当該低直流電圧の電力を電気負荷に供給する直流電圧変換器と、
を備え、
前記電気負荷が前記第１グランドラインと電気的に接続し、且つ前記直流電圧変換器が前記第２グランドラインと電気的に接続し、
前記直流電圧変換器と前記第２グランドラインとの接続箇所から前記電源部までの前記第２グランドラインの直流抵抗値が、前記電気負荷と前記第１グランドラインとの接続箇所から前記電源部までの前記第１グランドラインの直流抵抗値よりも小さいことを特徴としている。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所から電源部までの第２グランドラインの直流抵抗値が、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所から電源部までの第１グランドラインの直流抵抗値よりも小さいので、直流電圧変換器から第２グランドラインを通って電源部へ帰還する電流または電源部から第２グランドラインを通って直流電圧変換器へ供給される電流による直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所の電位変動を抑制することができる。そのため、直流電圧変換器と電源部とを電気的に接続する第２グランドラインに大きな電流が流れても、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所の電位は変動されない。従って、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所の電位が安定する。それ故、当該電気負荷が、例えば、直流電圧変換器の出力電圧を基に所定の電気装置の制御を行う電子制御ユニットである場合、当該電子制御ユニットに安定した制御動作を行わせることができる。
【００１３】
また、本発明の車両用電源システムは、請求項２に記載したように、前記電気負荷が前記直流電圧変換器よりも前記電源部から遠方に配置されていることを特徴としている。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、このように配置した場合、直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所から電源部までの第２グランドラインの直流抵抗値が、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所から電源部までの第１グランドラインの直流抵抗値よりも小さいので、直流電圧変換器から第２グランドラインを通って電源部へ帰還する電流または電源部から第２グランドラインを通って直流電圧変換器へ供給される電流による直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所の電位変動を抑制することができる。
【００１５】
尚、本発明の車両用電源システムは、請求項３に記載したように、前記第１グランドラインと前記第２グランドラインとが電気的に独立するように前記電源部で接続されており、前記電気負荷から前記電源部へ帰還する電流の経路と前記直流電圧変換器から前記電源部へ帰還する電流の経路が前記第１グランドラインおよび前記第２グランドラインにより分離されていることも望ましい。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、第１グランドラインと第２グランドラインとがインピーダンスの最も低い電源部で接続されて電気的に独立させられるので、直流電圧変換器から第２グランドラインを通って電源部へ帰還する電流または電源部から第２グランドラインを通って直流電圧変換器へ供給される電流による直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所の電位変動を抑制することができる。また、直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所の電位変動による第１グランドラインへの影響が完全に解消されるので、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所の電位が安定する。
【００１７】
また、本発明の車両用電源システムは、請求項４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ボルトであることを特徴としている。
【００１８】
請求項４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、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。
【００１９】
直流電圧変換器から出力される低直流電圧の電圧値を例えば２８ボルトに設定した場合は、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１４ボルトに設定した場合は、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用いることができる。それ故、直流電圧変換器から出力される低直流電圧の電圧値は高くとも２８Ｖに設定することが望ましい。
【００２０】
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。
【００２１】
【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は本発明の車両用電源システムの実施形態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。
【００２２】
図１に示されるように、本発明の車両用電源システム３０には電源部１０と電力分配部２０とが設けられている。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。このモータ／ジェネレータ１４によりバッテリ１２は充電される。電源部１０は、高電圧電力線１６、第１グランドラインＧ１および第２グランドラインＧ２と電気的に接続しており、高電圧電力線１６を介して３６Ｖ〜４２Ｖといった高直流電圧の電力を出力する。尚、第１グランドラインＧ１および第２グランドラインＧ２として車両の導電性のボディを用いてもよいが、当該車両のボディの他、電線、バスバー、等を適宜用いてもよい。
【００２３】
電力分配部２０は、例えばジャンクションブロック（即ち、所謂Ｊ／Ｂ）であり、高電圧電力線１６により電源部１０と電気的に接続され、該高電圧電力線１６を介して電源部１０から高直流電圧の電力供給を受けている。電力分配部２０には種々の電気負荷が電気的に接続されており、これらの電気負荷に電力分配部２０から電力が供給される。図１では、当該電気負荷の例として、電気負荷群ＥＬ１と４２Ｖ車用のランプＬ２が示されている。電気負荷群ＥＬ１は、図２を基に既に説明した１４Ｖ車用のものと同一である。尚、電気負荷群ＥＬ１は電力分配部２０から直流１４Ｖの電力を供給される。
【００２４】
電力分配部２０におけるＤＣ／ＤＣコンバータＳＲ２、中央処理装置ＣＰＵ２、ドライバー回路Ｄ２、パワートランジスタＴｒ２およびヒューズＦ２は、電気負荷である４２Ｖ車用のランプＬ２を駆動するための回路であるが、本実施形態を理解し易くするため既に図２を基に説明したＤＣ／ＤＣコンバータＳＲ１、中央処理装置ＣＰＵ１、ドライバー回路Ｄ１、パワートランジスタＴｒ１およびヒューズＦ１と同様の回路構成とした。重複説明回避のため、図１に示されるＬＡＮ（即ち、Local Area Network）も含めた当該ランプ駆動回路の動作、作用、等に関しては、図２を基に説明した内容から容易に推察可能であるため説明を省略する。勿論、ＤＣ／ＤＣコンバータＳＲ２、中央処理装置ＣＰＵ２、ドライバー回路Ｄ２、パワートランジスタＴｒ２、ヒューズＦ２およびＬＡＮが電源部１０の高直流電圧に適合されていることは言うまでもない。尚、本実施形態では、パワートランジスタＴｒ２の一例として図１に示されるようにＮＰＮ型のバイポーラトランジスタを用いたが、その他、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタ、ＭＯＳ型トランジスタ、等を適宜用いてもよい。
【００２５】
さて、電力分配部２０内には、更に、電源部１０から出力された３６Ｖ〜４２Ｖといった高直流電圧を直流１４Ｖといった低直流電圧に変換し、当該直流１４Ｖの電力を電気負荷群ＥＬ１に供給する直流電圧変換器として、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２が設けられている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の例としては、スイッチング用半導体素子、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。スイッチングレギュレータおよびシリーズレギュレータについては、変換効率、電圧変換比率、電力供給能力、コスト、等にそれぞれ固有の特徴があるため、それらの特徴を考慮した上でＤＣ／ＤＣコンバータ２２は選定されるべきである。スイッチングレギュレータは、シリーズレギュレータと比較して、変換効率が高く、直流３６Ｖ〜４２Ｖのような幅広い入力電圧への対応が容易であり且つ、大きな消費電力を要する電気負荷への対応も容易であるため、電気負荷群ＥＬ１への電力供給に適している。従って、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２としてスイッチングレギュレータを用いた。
【００２６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、低電圧電力線２４によって電気負荷群ＥＬ１に電気的に接続され、電気負荷群ＥＬ１に低直流電圧を印加する。既に説明したように電気負荷群ＥＬ１には、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）を有する複数の電子制御ユニットＥＣＵ１〜ＥＣＵ３の他、様々な電気負荷が含まれており、電気負荷群ＥＬ１の消費電力は大きい。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２が電気的に接続されている第２グランドラインＧ２には大きな電流が流れる。
【００２７】
本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２としてスイッチングレギュレータを用いているが、周知のとおりスイッチングレギュレータは入力電圧をパルス電圧に一旦変換し、そして当該パルス電圧のパルスデューティー比を変化させて所望の出力電圧（出力電力）に調節する。それ故、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２によって第２グランドラインＧ２に流される電流には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から第２グランドラインＧ２を通って電源部１０へ帰還する電流および電源部１０から第２グランドラインＧ２を通ってＤＣ／ＤＣコンバータ２２へ供給される（即ち、引き戻される）電流がある。尚、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２としてシリーズレギュレータを用いた場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２によって第２グランドラインＧ２に流される電流は、基本的にＤＣ／ＤＣコンバータ２２から第２グランドラインＧ２を通って電源部１０へ帰還する電流だけとなる。
【００２８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２によって第２グランドラインＧ２に流される大電流および第２グランドラインＧ２の直流抵抗により、第２グランドラインＧ２の電位は大きく変動する。本実施形態では、この第２グランドラインＧ２の電位変動の影響を電気負荷群ＥＬ１に与えないようにするため、電気負荷群ＥＬ１を第１グランドラインＧ１に電気的に接続している。そして、第１グランドラインＧ１および第２グランドラインＧ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と電源部１０との間で第２グランドラインＧ２に流れる電流による電気負荷群ＥＬ１と第１グランドラインＧ１との接続箇所の電位変動が抑制されるように、適宜接続されている。
【００２９】
それ故、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と電源部１０とを電気的に接続する第２グランドラインＧ２に大きな電流が流れても、電気負荷群ＥＬ１と第１グランドラインＧ１との接続箇所の電位は変動されない。従って、電気負荷群ＥＬ１と第１グランドラインＧ１との接続箇所の電位が安定する。即ち、このように電位が安定している第１グランドラインＧ１からみたＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力電圧は安定しており、電圧降下や電圧の揺らぎは生じない。電気負荷群ＥＬ１における電気負荷のうちＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力電圧を基に所定の電気装置の制御を行う電子制御ユニットＥＣＵ１〜ＥＣＵ３を例にとると、当該電子制御ユニットＥＣＵ１〜ＥＣＵ３に安定した制御動作を行わせることができる。尚、図１に示されるように、第１グランドラインＧ１、低電圧電力線２４およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２と電気的に接続するモニター回路２６を設けることが望ましい。モニター回路２６は、第１グランドラインＧ１の電位を基準電圧としてＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力電圧を監視し、所定の電圧を出力するようＤＣ／ＤＣコンバータ２２を制御する。従って、電気負荷群ＥＬ１に印加される電圧の精度をモニター回路２６により向上できる。
【００３０】
尚、図１に示されるように、電気負荷群ＥＬ１をＤＣ／ＤＣコンバータ２２よりも電源部１０から遠方に配置することも望ましい。このように配置した場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と第２グランドラインＧ２との接続箇所から電源部１０までの第２グランドラインＧ２の直流抵抗値が、電気負荷群ＥＬ１と第１グランドラインＧ１との接続箇所から電源部１０までの第１グランドラインＧ１の直流抵抗値よりも小さいので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から第２グランドラインＧ２を通って電源部１０へ帰還する電流または電源部１０から第２グランドラインＧ２を通ってＤＣ／ＤＣコンバータ２２へ供給される電流によるＤＣ／ＤＣコンバータ２２と第２グランドラインＧ２との接続箇所の電位変動を抑制することができる。従って、電気負荷群ＥＬ１と第１グランドラインＧ１との接続箇所の電位も安定させることができる。
【００３１】
尚、第１グランドラインＧ１と第２グランドラインＧ２とが電気的に独立するように第１グランドラインＧ１および第２グランドラインＧ２を電源部１０で接続して、電気負荷群ＥＬ１から電源部１０へ帰還する電流の経路とＤＣ／ＤＣコンバータ２２から電源部１０へ帰還する電流の経路を第１グランドラインＧ１および第２グランドラインＧ２により分離することも好ましい。このようにすれば、第１グランドラインＧ１と第２グランドラインＧ２とがインピーダンスの最も低い電源部１０で接続されて電気的に独立させられるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から第２グランドラインＧ２を通って電源部１０へ帰還する電流または電源部１０から第２グランドラインＧ２を通ってＤＣ／ＤＣコンバータ２２へ供給される電流によるＤＣ／ＤＣコンバータ２２と第２グランドラインＧ２との接続箇所の電位変動を抑制することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と第２グランドラインＧ２との接続箇所の電位変動による第１グランドラインＧ１への影響が完全に解消されるので、電気負荷群ＥＬ１と第１グランドラインＧ１との接続箇所の電位が安定する。即ち、第１グランドラインＧ１と第２グランドラインＧ２の接続箇所は電源部１０に近ければ近いほど好ましい。
【００３２】
尚、図１に示されるように、ＤＣ／ＤＣコンバータＳＲ２、中央処理装置ＣＰＵ２、ドライバー回路Ｄ２およびランプＬ２も電気負荷群ＥＬ１と同様に第１グランドラインＧ１に電気的に接続することが望ましい。ただし、ランプＬ２の消費電流が第１グランドラインＧ１の電位を大きく変動させるような場合は、ランプＬ２を第１グランドラインＧ１ではなく第２グランドラインＧ２に電気的に接続すればよい。
【００３３】
尚、ランプＬ２は４２Ｖ車用のランプであるが、ランプＬ２の代わりに図２に示される１４Ｖ車用のランプＬ１を用いることもできる。例えば、パワートランジスタＴｒ２をスイッチングパワートランジスタに変更し、当該スイッチングパワートランジスタのベース端子にドライバー回路Ｄ２からパルス電圧を印可し、当該パルス電圧のパルスデューティー比を変化させて、スイッチングパワートランジスタのエミッタ端子からランプＬ１に印加される電圧（即ち、ランプＬ１に供給される電力）をＰＷＭ制御（即ち、パルス幅変調制御）すればよい。
【００３４】
尚、４２Ｖ車を例にとり説明した本実施形態から理解されるように、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車両に本発明の車両用電源システムを採用すれば、少なくとも電気負荷群ＥＬ１に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。
【００３５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から出力される低直流電圧の電圧値を例えば２８ボルトに設定した場合は、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１４ボルトに設定した場合は、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用いることができる。勿論、低直流電圧を５Ｖ等、より低い電圧値に設定してもよい。従って、当該低直流電圧の電圧値は高くとも２８Ｖに設定することが望ましい。
【００３６】
尚、図中の電気負荷群ＥＬ１には電気負荷の代表として複数のＥＣＵ１〜ＥＣＵ３が示されているが、電気負荷としてＥＣＵを一つだけ設けてもよいことは言うまでもない。
【００３７】
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。
【００３８】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の車両用電源システムによれば、直流電圧変換器と電源部とを電気的に接続する第２グランドラインに大きな電流が流れても、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所の電位は変動されない。従って、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所の電位が安定する。それ故、当該電気負荷が、例えば、直流電圧変換器の出力電圧を基に所定の電気装置の制御を行う電子制御ユニットである場合、当該電子制御ユニットに安定した制御動作を行わせることができる。
【００３９】
また、本発明によれば、直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所から電源部までの第２グランドラインの直流抵抗値が、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所から電源部までの第１グランドラインの直流抵抗値よりも小さいので、直流電圧変換器から第２グランドラインを通って電源部へ帰還する電流または電源部から第２グランドラインを通って直流電圧変換器へ供給される電流による直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所の電位変動を抑制することができる。従って、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所の電位も安定させることができる。
【００４０】
尚、本発明によれば、第１グランドラインと第２グランドラインとをインピーダンスの最も低い電源部で接続して電気的に独立させてもよいので、直流電圧変換器から第２グランドラインを通って電源部へ帰還する電流または電源部から第２グランドラインを通って直流電圧変換器へ供給される電流による直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所の電位変動を抑制することができる。また、直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所の電位変動による第１グランドラインへの影響が完全に解消されるので、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所の電位が安定する。
【００４１】
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、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】本発明の車両用電源システムの実施形態の構成を示すブロック回路図である。
【図２】従来の１４Ｖ車において用いられている車両用電源システムおよび電気負荷の一例を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
１０ 電源部
１６ 高電圧電力線
２０ 電力分配部
２２ ＤＣ／ＤＣコンバータ（直流電圧変換器）
３０ 車両用電源システム
Ｇ１ 第１グランドライン
Ｇ２ 第２グランドライン
ＥＬ１ 電気負荷群（電気負荷）
【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車両用電源システムに関し、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ける種々の電気負荷に電力を供給するための車両用電源システムに関する。
【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。この１４Ｖ車において用いられている車両用電源システムの一例を図２に基づき説明する。図２は車両用電源システムおよび電気負荷を示すブロック回路図である。
【０００３】
図２に示されるように、車両用電源システム１には電源部２と電力分配部６とが設けられている。電源部２は充放電可能なバッテリ４とオルタネータ３とを備えており、電源部２の定格出力電圧値は直流１２Ｖ〜１４Ｖである。オルタネータ３はエンジン（不図示）の回転により１４Ｖの電力を発電する。このオルタネータ３によりバッテリ４は充電される。
【０００４】
電力分配部６は、例えばジャンクションブロック（即ち、所謂Ｊ／Ｂ）であり、電力線５により電源部２と電気的に接続され、該電力線５を介して電源部２から直流１２Ｖ〜１４Ｖの電力供給を受けている。電力分配部６には種々の電気負荷が電気的に接続されており、これらの電気負荷に電力分配部６から電力が供給される。図２では、当該電気負荷の例として、電気負荷群ＥＬ１およびランプＬ１が示されている。電気負荷群ＥＬ１には、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）を有する複数の電子制御ユニットＥＣＵ１〜ＥＣＵ３の他、様々な電気負荷が含まれており、これらの電気負荷は電力分配部６から直流１２Ｖ〜１４Ｖの電力を供給されている。
【０００５】
電力分配部６におけるＤＣ／ＤＣコンバータＳＲ１、中央処理装置ＣＰＵ１、ドライバー回路Ｄ１およびパワートランジスタＴｒ１は、電気負荷であるランプＬ１を駆動するための回路である。ＤＣ／ＤＣコンバータＳＲ１は、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であり、電力線５に電気的に接続され、直流１２Ｖ〜１４Ｖを直流５Ｖに変換して、この直流５Ｖの電力を中央処理装置ＣＰＵ１およびドライバー回路Ｄ１へ供給する直流電圧変換器として働く。パワートランジスタＴｒ１のベース端子はドライバー回路Ｄ１と電気的に接続され、コレクタ端子は過電流保護用ヒューズＦ１を介して電力線５と電気的に接続され、そしてエミッタ端子はランプＬ１およびドライバー回路Ｄ１と電気的に接続されている。ドライバー回路Ｄ１からパワートランジスタＴｒ１のベース端子に電圧が印加されると、パワートランジスタＴｒ１がＯＮ状態となりコレクタ端子からエミッタ端子に電流が流れランプＬ１が点灯する。
【０００６】
図２に示されるように、中央処理装置ＣＰＵ１は、ＬＡＮ（即ち、Local Area Network）と接続されており、車両内に設けられた種々の電気装置と通信を行う。例えば、中央処理装置ＣＰＵ１がランプＬ１を点灯させるための信号を当該ＬＡＮを通して所定の電気装置から受信すると、中央処理装置ＣＰＵ１はドライバー回路Ｄ１に指令信号を送信して前述のようにランプＬ１を点灯させる。パワートランジスタＴｒ１のエミッタ端子にも電気的に接続されているドライバー回路Ｄ１は、エミッタ端子（ランプＬ１）の電圧を検出し、この検出結果を示す検出信号を中央処理装置ＣＰＵ１に送信する。中央処理装置ＣＰＵ１は、当該検出信号に基づきランプＬ１の点灯または消灯状態を判定して、当該ランプＬ１の状態を示す信号を所定の電気装置へＬＡＮを通して送信する。
【０００７】
このような車両用電源システム１において電源部２からランプＬ１へ流れる電流およびパワートランジスタＴｒ１等の損失が起因する無効電流を除くと、電力分配部６内で直接消費される電流はＤＣ／ＤＣコンバータＳＲ１によって消費される電流に略等しくなる。ＤＣ／ＤＣコンバータＳＲ１から電力を供給される中央処理装置ＣＰＵ１およびドライバー回路Ｄ１は、低電圧（即ち、５Ｖ）で駆動されるが、これらの消費電力は低いため、電力分配部６のグランドラインＧには大きな電流は流れない。従って、電力分配部６のグランドラインＧに対するＤＣ／ＤＣコンバータＳＲ１の出力電圧や各信号ライン等の電位は安定している。尚、車両用電源システム１、ランプＬ１および電気負荷群ＥＬ１のグランドラインＧは車両の導電性のボディにそれぞれ電気的に接続され、互いに導通している。
【０００８】
ところで、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。１４Ｖ車から４２Ｖ車への移行に向けて、１４Ｖ車で用いられている汎用の種々の電気負荷を４２Ｖ車においても用いることができれば４２Ｖ車専用の電気負荷を新規に開発した場合と比較してコスト的に有利である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、定格直流３６Ｖ〜４２Ｖ出力の電源部が搭載された４２Ｖ車において１４Ｖ車で用いられている汎用の種々の電気負荷を用いるには、直流３６Ｖ〜４２Ｖを直流１２Ｖ〜１４Ｖに変換し且つ、当該直流１２Ｖ〜１４Ｖの安定した電圧を当該電気負荷に供給できる車両用電源システムを新規に設ける必要がある。
【００１０】
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に安定した電圧を供給できる車両用電源システムを提供することにある。
【００１１】
【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、本発明の車両用電源システムは、請求項１に記載したように、
高電圧電力線、第１グランドラインおよび第２グランドラインと電気的に接続し、前記高電圧電力線を介して高直流電圧の電力を出力する電源部と、
前記高電圧電力線と電気的に接続し、前記電源部から前記高直流電圧の電力の供給を受ける電力分配部と、
前記電力分配部内に設けられ、前記高直流電圧をその電圧値よりも低い低直流電圧に変換して当該低直流電圧の電力を電気負荷に供給する直流電圧変換器と、
を備え、
前記電気負荷が前記第１グランドラインと電気的に接続し、且つ前記直流電圧変換器が前記第２グランドラインと電気的に接続し、
前記直流電圧変換器と前記第２グランドラインとの接続箇所から前記電源部までの前記第２グランドラインの直流抵抗値が、前記電気負荷と前記第１グランドラインとの接続箇所から前記電源部までの前記第１グランドラインの直流抵抗値よりも小さいことを特徴としている。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所から電源部までの第２グランドラインの直流抵抗値が、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所から電源部までの第１グランドラインの直流抵抗値よりも小さいので、直流電圧変換器から第２グランドラインを通って電源部へ帰還する電流または電源部から第２グランドラインを通って直流電圧変換器へ供給される電流による直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所の電位変動を抑制することができる。そのため、直流電圧変換器と電源部とを電気的に接続する第２グランドラインに大きな電流が流れても、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所の電位は変動されない。従って、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所の電位が安定する。それ故、当該電気負荷が、例えば、直流電圧変換器の出力電圧を基に所定の電気装置の制御を行う電子制御ユニットである場合、当該電子制御ユニットに安定した制御動作を行わせることができる。
【００１３】
また、本発明の車両用電源システムは、請求項２に記載したように、前記電気負荷が前記直流電圧変換器よりも前記電源部から遠方に配置されていることを特徴としている。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、このように配置した場合、直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所から電源部までの第２グランドラインの直流抵抗値が、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所から電源部までの第１グランドラインの直流抵抗値よりも小さいので、直流電圧変換器から第２グランドラインを通って電源部へ帰還する電流または電源部から第２グランドラインを通って直流電圧変換器へ供給される電流による直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所の電位変動を抑制することができる。
【００１５】
尚、本発明の車両用電源システムは、請求項３に記載したように、前記第１グランドラインと前記第２グランドラインとが電気的に独立するように前記電源部で接続されており、前記電気負荷から前記電源部へ帰還する電流の経路と前記直流電圧変換器から前記電源部へ帰還する電流の経路が前記第１グランドラインおよび前記第２グランドラインにより分離されていることも望ましい。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、第１グランドラインと第２グランドラインとがインピーダンスの最も低い電源部で接続されて電気的に独立させられるので、直流電圧変換器から第２グランドラインを通って電源部へ帰還する電流または電源部から第２グランドラインを通って直流電圧変換器へ供給される電流による直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所の電位変動を抑制することができる。また、直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所の電位変動による第１グランドラインへの影響が完全に解消されるので、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所の電位が安定する。
【００１７】
また、本発明の車両用電源システムは、請求項４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ボルトであることを特徴としている。
【００１８】
請求項４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、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。
【００１９】
直流電圧変換器から出力される低直流電圧の電圧値を例えば２８ボルトに設定した場合は、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１４ボルトに設定した場合は、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用いることができる。それ故、直流電圧変換器から出力される低直流電圧の電圧値は高くとも２８Ｖに設定することが望ましい。
【００２０】
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。
【００２１】
【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は本発明の車両用電源システムの実施形態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。
【００２２】
図１に示されるように、本発明の車両用電源システム３０には電源部１０と電力分配部２０とが設けられている。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。このモータ／ジェネレータ１４によりバッテリ１２は充電される。電源部１０は、高電圧電力線１６、第１グランドラインＧ１および第２グランドラインＧ２と電気的に接続しており、高電圧電力線１６を介して３６Ｖ〜４２Ｖといった高直流電圧の電力を出力する。尚、第１グランドラインＧ１および第２グランドラインＧ２として車両の導電性のボディを用いてもよいが、当該車両のボディの他、電線、バスバー、等を適宜用いてもよい。
【００２３】
電力分配部２０は、例えばジャンクションブロック（即ち、所謂Ｊ／Ｂ）であり、高電圧電力線１６により電源部１０と電気的に接続され、該高電圧電力線１６を介して電源部１０から高直流電圧の電力供給を受けている。電力分配部２０には種々の電気負荷が電気的に接続されており、これらの電気負荷に電力分配部２０から電力が供給される。図１では、当該電気負荷の例として、電気負荷群ＥＬ１と４２Ｖ車用のランプＬ２が示されている。電気負荷群ＥＬ１は、図２を基に既に説明した１４Ｖ車用のものと同一である。尚、電気負荷群ＥＬ１は電力分配部２０から直流１４Ｖの電力を供給される。
【００２４】
電力分配部２０におけるＤＣ／ＤＣコンバータＳＲ２、中央処理装置ＣＰＵ２、ドライバー回路Ｄ２、パワートランジスタＴｒ２およびヒューズＦ２は、電気負荷である４２Ｖ車用のランプＬ２を駆動するための回路であるが、本実施形態を理解し易くするため既に図２を基に説明したＤＣ／ＤＣコンバータＳＲ１、中央処理装置ＣＰＵ１、ドライバー回路Ｄ１、パワートランジスタＴｒ１およびヒューズＦ１と同様の回路構成とした。重複説明回避のため、図１に示されるＬＡＮ（即ち、Local Area Network）も含めた当該ランプ駆動回路の動作、作用、等に関しては、図２を基に説明した内容から容易に推察可能であるため説明を省略する。勿論、ＤＣ／ＤＣコンバータＳＲ２、中央処理装置ＣＰＵ２、ドライバー回路Ｄ２、パワートランジスタＴｒ２、ヒューズＦ２およびＬＡＮが電源部１０の高直流電圧に適合されていることは言うまでもない。尚、本実施形態では、パワートランジスタＴｒ２の一例として図１に示されるようにＮＰＮ型のバイポーラトランジスタを用いたが、その他、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタ、ＭＯＳ型トランジスタ、等を適宜用いてもよい。
【００２５】
さて、電力分配部２０内には、更に、電源部１０から出力された３６Ｖ〜４２Ｖといった高直流電圧を直流１４Ｖといった低直流電圧に変換し、当該直流１４Ｖの電力を電気負荷群ＥＬ１に供給する直流電圧変換器として、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２が設けられている。ＤＣ／ＤＣコンバータ２２の例としては、スイッチング用半導体素子、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。スイッチングレギュレータおよびシリーズレギュレータについては、変換効率、電圧変換比率、電力供給能力、コスト、等にそれぞれ固有の特徴があるため、それらの特徴を考慮した上でＤＣ／ＤＣコンバータ２２は選定されるべきである。スイッチングレギュレータは、シリーズレギュレータと比較して、変換効率が高く、直流３６Ｖ〜４２Ｖのような幅広い入力電圧への対応が容易であり且つ、大きな消費電力を要する電気負荷への対応も容易であるため、電気負荷群ＥＬ１への電力供給に適している。従って、本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２としてスイッチングレギュレータを用いた。
【００２６】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２は、低電圧電力線２４によって電気負荷群ＥＬ１に電気的に接続され、電気負荷群ＥＬ１に低直流電圧を印加する。既に説明したように電気負荷群ＥＬ１には、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）を有する複数の電子制御ユニットＥＣＵ１〜ＥＣＵ３の他、様々な電気負荷が含まれており、電気負荷群ＥＬ１の消費電力は大きい。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２が電気的に接続されている第２グランドラインＧ２には大きな電流が流れる。
【００２７】
本実施形態では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２としてスイッチングレギュレータを用いているが、周知のとおりスイッチングレギュレータは入力電圧をパルス電圧に一旦変換し、そして当該パルス電圧のパルスデューティー比を変化させて所望の出力電圧（出力電力）に調節する。それ故、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２によって第２グランドラインＧ２に流される電流には、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から第２グランドラインＧ２を通って電源部１０へ帰還する電流および電源部１０から第２グランドラインＧ２を通ってＤＣ／ＤＣコンバータ２２へ供給される（即ち、引き戻される）電流がある。尚、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２としてシリーズレギュレータを用いた場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２によって第２グランドラインＧ２に流される電流は、基本的にＤＣ／ＤＣコンバータ２２から第２グランドラインＧ２を通って電源部１０へ帰還する電流だけとなる。
【００２８】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２によって第２グランドラインＧ２に流される大電流および第２グランドラインＧ２の直流抵抗により、第２グランドラインＧ２の電位は大きく変動する。本実施形態では、この第２グランドラインＧ２の電位変動の影響を電気負荷群ＥＬ１に与えないようにするため、電気負荷群ＥＬ１を第１グランドラインＧ１に電気的に接続している。そして、第１グランドラインＧ１および第２グランドラインＧ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と電源部１０との間で第２グランドラインＧ２に流れる電流による電気負荷群ＥＬ１と第１グランドラインＧ１との接続箇所の電位変動が抑制されるように、適宜接続されている。
【００２９】
それ故、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と電源部１０とを電気的に接続する第２グランドラインＧ２に大きな電流が流れても、電気負荷群ＥＬ１と第１グランドラインＧ１との接続箇所の電位は変動されない。従って、電気負荷群ＥＬ１と第１グランドラインＧ１との接続箇所の電位が安定する。即ち、このように電位が安定している第１グランドラインＧ１からみたＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力電圧は安定しており、電圧降下や電圧の揺らぎは生じない。電気負荷群ＥＬ１における電気負荷のうちＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力電圧を基に所定の電気装置の制御を行う電子制御ユニットＥＣＵ１〜ＥＣＵ３を例にとると、当該電子制御ユニットＥＣＵ１〜ＥＣＵ３に安定した制御動作を行わせることができる。尚、図１に示されるように、第１グランドラインＧ１、低電圧電力線２４およびＤＣ／ＤＣコンバータ２２と電気的に接続するモニター回路２６を設けることが望ましい。モニター回路２６は、第１グランドラインＧ１の電位を基準電圧としてＤＣ／ＤＣコンバータ２２の出力電圧を監視し、所定の電圧を出力するようＤＣ／ＤＣコンバータ２２を制御する。従って、電気負荷群ＥＬ１に印加される電圧の精度をモニター回路２６により向上できる。
【００３０】
尚、図１に示されるように、電気負荷群ＥＬ１をＤＣ／ＤＣコンバータ２２よりも電源部１０から遠方に配置することも望ましい。このように配置した場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と第２グランドラインＧ２との接続箇所から電源部１０までの第２グランドラインＧ２の直流抵抗値が、電気負荷群ＥＬ１と第１グランドラインＧ１との接続箇所から電源部１０までの第１グランドラインＧ１の直流抵抗値よりも小さいので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から第２グランドラインＧ２を通って電源部１０へ帰還する電流または電源部１０から第２グランドラインＧ２を通ってＤＣ／ＤＣコンバータ２２へ供給される電流によるＤＣ／ＤＣコンバータ２２と第２グランドラインＧ２との接続箇所の電位変動を抑制することができる。従って、電気負荷群ＥＬ１と第１グランドラインＧ１との接続箇所の電位も安定させることができる。
【００３１】
尚、第１グランドラインＧ１と第２グランドラインＧ２とが電気的に独立するように第１グランドラインＧ１および第２グランドラインＧ２を電源部１０で接続して、電気負荷群ＥＬ１から電源部１０へ帰還する電流の経路とＤＣ／ＤＣコンバータ２２から電源部１０へ帰還する電流の経路を第１グランドラインＧ１および第２グランドラインＧ２により分離することも好ましい。このようにすれば、第１グランドラインＧ１と第２グランドラインＧ２とがインピーダンスの最も低い電源部１０で接続されて電気的に独立させられるので、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から第２グランドラインＧ２を通って電源部１０へ帰還する電流または電源部１０から第２グランドラインＧ２を通ってＤＣ／ＤＣコンバータ２２へ供給される電流によるＤＣ／ＤＣコンバータ２２と第２グランドラインＧ２との接続箇所の電位変動を抑制することができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２と第２グランドラインＧ２との接続箇所の電位変動による第１グランドラインＧ１への影響が完全に解消されるので、電気負荷群ＥＬ１と第１グランドラインＧ１との接続箇所の電位が安定する。即ち、第１グランドラインＧ１と第２グランドラインＧ２の接続箇所は電源部１０に近ければ近いほど好ましい。
【００３２】
尚、図１に示されるように、ＤＣ／ＤＣコンバータＳＲ２、中央処理装置ＣＰＵ２、ドライバー回路Ｄ２およびランプＬ２も電気負荷群ＥＬ１と同様に第１グランドラインＧ１に電気的に接続することが望ましい。ただし、ランプＬ２の消費電流が第１グランドラインＧ１の電位を大きく変動させるような場合は、ランプＬ２を第１グランドラインＧ１ではなく第２グランドラインＧ２に電気的に接続すればよい。
【００３３】
尚、ランプＬ２は４２Ｖ車用のランプであるが、ランプＬ２の代わりに図２に示される１４Ｖ車用のランプＬ１を用いることもできる。例えば、パワートランジスタＴｒ２をスイッチングパワートランジスタに変更し、当該スイッチングパワートランジスタのベース端子にドライバー回路Ｄ２からパルス電圧を印可し、当該パルス電圧のパルスデューティー比を変化させて、スイッチングパワートランジスタのエミッタ端子からランプＬ１に印加される電圧（即ち、ランプＬ１に供給される電力）をＰＷＭ制御（即ち、パルス幅変調制御）すればよい。
【００３４】
尚、４２Ｖ車を例にとり説明した本実施形態から理解されるように、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車両に本発明の車両用電源システムを採用すれば、少なくとも電気負荷群ＥＬ１に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。
【００３５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ２２から出力される低直流電圧の電圧値を例えば２８ボルトに設定した場合は、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１４ボルトに設定した場合は、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用いることができる。勿論、低直流電圧を５Ｖ等、より低い電圧値に設定してもよい。従って、当該低直流電圧の電圧値は高くとも２８Ｖに設定することが望ましい。
【００３６】
尚、図中の電気負荷群ＥＬ１には電気負荷の代表として複数のＥＣＵ１〜ＥＣＵ３が示されているが、電気負荷としてＥＣＵを一つだけ設けてもよいことは言うまでもない。
【００３７】
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。
【００３８】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の車両用電源システムによれば、直流電圧変換器と電源部とを電気的に接続する第２グランドラインに大きな電流が流れても、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所の電位は変動されない。従って、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所の電位が安定する。それ故、当該電気負荷が、例えば、直流電圧変換器の出力電圧を基に所定の電気装置の制御を行う電子制御ユニットである場合、当該電子制御ユニットに安定した制御動作を行わせることができる。
【００３９】
また、本発明によれば、直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所から電源部までの第２グランドラインの直流抵抗値が、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所から電源部までの第１グランドラインの直流抵抗値よりも小さいので、直流電圧変換器から第２グランドラインを通って電源部へ帰還する電流または電源部から第２グランドラインを通って直流電圧変換器へ供給される電流による直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所の電位変動を抑制することができる。従って、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所の電位も安定させることができる。
【００４０】
尚、本発明によれば、第１グランドラインと第２グランドラインとをインピーダンスの最も低い電源部で接続して電気的に独立させてもよいので、直流電圧変換器から第２グランドラインを通って電源部へ帰還する電流または電源部から第２グランドラインを通って直流電圧変換器へ供給される電流による直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所の電位変動を抑制することができる。また、直流電圧変換器と第２グランドラインとの接続箇所の電位変動による第１グランドラインへの影響が完全に解消されるので、電気負荷と第１グランドラインとの接続箇所の電位が安定する。
【００４１】
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、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】本発明の車両用電源システムの実施形態の構成を示すブロック回路図である。
【図２】従来の１４Ｖ車において用いられている車両用電源システムおよび電気負荷の一例を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
１０ 電源部
１６ 高電圧電力線
２０ 電力分配部
２２ ＤＣ／ＤＣコンバータ（直流電圧変換器）
３０ 車両用電源システム
Ｇ１ 第１グランドライン
Ｇ２ 第２グランドライン
ＥＬ１ 電気負荷群（電気負荷）
Claims (4)
- 高電圧電力線、第１グランドラインおよび第２グランドラインと電気的に接続し、前記高電圧電力線を介して高直流電圧の電力を出力する電源部と、
前記高電圧電力線と電気的に接続し、前記電源部から前記高直流電圧の電力の供給を受ける電力分配部と、
前記電力分配部内に設けられ、前記高直流電圧をその電圧値よりも低い低直流電圧に変換して当該低直流電圧の電力を電気負荷に供給する直流電圧変換器と、
を備え、
前記電気負荷が前記第１グランドラインと電気的に接続し、且つ前記直流電圧変換器が前記第２グランドラインと電気的に接続し、
前記直流電圧変換器と前記第２グランドラインとの接続箇所から前記電源部までの前記第２グランドラインの直流抵抗値が、前記電気負荷と前記第１グランドラインとの接続箇所から前記電源部までの前記第１グランドラインの直流抵抗値よりも小さいことを特徴とする車両用電源システム。 - 前記電気負荷が前記直流電圧変換器よりも前記電源部から遠方に配置されていることを特徴とする請求項１に記載した車両用電源システム。
- 前記第１グランドラインと前記第２グランドラインとが電気的に独立するように前記電源部で接続されており、前記電気負荷から前記電源部へ帰還する電流の経路と前記直流電圧変換器から前記電源部へ帰還する電流の経路が前記第１グランドラインおよび前記第２グランドラインにより分離されていることを特徴とする請求項１に記載した車両用電源システム。
- 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３のいずれか一つに記載した車両用電源システム。
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