JP6193865B2 - 作動可能な少なくとも１つの部品を有する、乗り物のための配電網 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１つの第１の電子部品、および少なくとも１つの第２の電子部品を備えている、自動車のための配電網に関する。第２の電子部品は、第１の電子部品によって消費される電力よりも大きな電力、特にはるかに大きな電力を消費する。第２の電子部品は作動可能である。第２の電子部品は、作動すると、およそ数百アンペアの電流を吸収することができる。

第２の電子部品とは、例えば熱エンジンの吸気系統に空気を送るようになっているコンプレッサである。このコンプレッサは、低速回転時、および負荷の一時的な増加時に、乗り物のターボチャージャを支援するために用いられる場合がある。

第１の電子部品とは、例えば乗り物の安全性、および／または快適性に関係する部品、例えば前照灯、ラジオ、さらには空調設備である。

バッテリである一つの電源から、配電網の第１の電子部品、および第２の電子部品に電力を供給することは公知である。第２の電子部品によって消費される電力が大きいために、第２の電子部品を作動させると、第１の電子部品の動作に関して、問題が生じることがある。この問題の一例として、動作のために少なくともおよそ６〜８Ｖの電圧を要する第１の電子部品を有し、１２Ｖの電圧を出力するバッテリから電力を供給される配電網について考察する。

第２の電子部品が、上述したコンプレッサである場合には、第２の電子部品によって消費される電力と、第１の電子部品によって消費される電力とは相当に異なるため、第２の電子部品が起動すると、配電網の特性が変化することがある。すなわち、第２の電子部品の起動によって、バッテリから出力される電圧の降下、例えば１ボルト以上の電圧降下が発生する場合がある。この場合には、バッテリから出力される電圧は、第１の電子部品を、少なくとも定格通りに動作させることができるだけの電力を供給するのには不十分となる。このことは、乗り物のユーザにとって、安全性および／または快適性に関して問題となる。

この問題を改善するために、ＤＣ／ＤＣコンバータなどの、電圧を一定に保つ手段を介して、第１の電子部品に電力を供給することが提案されている。

電圧を一定に保つ、このようなシステムは高価であり、またその有効性は、このシステムが変換することができる最大電力によって制限される。さらに、第１の電子部品と第２の電子部品とが同時に起動したときには、バッテリは、第１の電子部品と第２の電子部品との両方に、十分な電力を供給することができなければならない。これは、高い供給能力を有するバッテリを使用しなければならない。

少なくとも１つの第１の電子部品、および第１の電子部品によって消費される電力よりも大きな電力を消費する、少なくとも１つの第２の電子部品を有しており、第１の電子部品、および第２の電子部品の動作を悪化させることなく、第１の電子部品と第２の電子部品とに、同時に電力を供給することができ、またそのためにあまり高価とならない、乗り物のための配電網に関する要求が存在する。

本発明は、上述の要求を満たすことを目的としている。

本発明は、上記した目的を達成するためになされたもので、その一態様においては、次の要素を備えている、乗り物のための配電網を提供するものである。
− 第１の電源、および第１の電源から電力を供給される少なくとも１つの第１の電子部品を有している第１の回路と、
− 第２の電源、および起動可能であり、第２の電源から電力を供給される少なくとも１つの第２の電子部品を有している第２の回路。
この配電網は、さらに、次のものを備えている。
− 第１の回路と第２の回路との間に配置されており、第１の構成において、第１の回路と第２の回路との間での、第１の電流値の電流交換を可能にし、第２の構成において、第１の回路と第２の回路との間での、第１の電流値より低い第２の電流値の電流交換を可能にする接続手段と、
− 接続手段の構成を制御する制御ユニット。

本発明において、交換される電流の第１および第２の電流値は、ＲＭＳ値、すなわち実効値である。

接続手段が第１の構成を呈しているときと、第２の構成を呈しているときとで、電流交換は、同じ向きに起こる場合もあるし、互いに異なる向きに起こる場合もある。接続手段が、第１の構成を呈しているとき、または第２の構成を呈しているときに、電流は、例えば第１の回路から第２の回路に流れる。

配電網を上記以外に変更することなく、特に電源の数、またはそれらの電源が出力する電力に関する変更を行うことなく、接続手段を、第１の構成から第２の構成に切り換えると、接続手段を介して交換される電流の電流値は減少する。

第１の構成において、第１の回路と第２の回路との間で交換される電流の第１の電流値と、第２の構成において、第１の回路と第２の回路との間で交換される電流の第２の電流値との比の絶対値は、少くとも２、特に少くとも３、４、５、さらには少くとも１０である。

本発明の上述の態様によれば、２つの回路を用いることにより、第２の電子部品の起動によって第２の回路にもたらされる擾乱を可能な限り低減させることができる。そのため、第１の電子部品の動作は、第２の電子部品の起動によって、ほとんど、または全く影響を受けることはない。第１の回路を安定回路、第２の回路を擾乱回路と呼ぶことができる。

第１の電源は、事実上、第１の電子部品だけに電力を供給することができる。接続手段が第２の構成を呈しているときには、第１の回路と第２の回路との間の電流交換は少なく、さらにはなくなるために、第１の電子部品は、それらの正しい動作が保証される適切な電圧値を有する安定した電圧を受ける。

第２の電子部品の１つによって消費される電力と、第１の電子部品の１つによって消費される電力との比も、第２の電子部品全てによって消費される電力と、第１の電子部品全てによって消費される電力との比も、１以上となり、特に１〜５の範囲となることがある。

第１の電子部品とは、例えば特に前照灯または任意の照明システム、ラジオ、テレビジョン、全地球測位システム（ＧＰＳ）、空調システム、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、電子安定制御装置（ＥＳＰ）、可聴警告装置、電動式パワーステアリング、各種のコンピュータから選ばれる、快適性、および／または安全性に関する部品である。

第２の電子部品とは、例えば熱エンジンの吸気系統に空気を送るようになっているコンプレッサである。このコンプレッサは、ある場合には、例えば乗り物のターボチャージャを支援する。しかしながら、本発明は、このような例示的な第２の電子部品に限定して適用されるものではなく、起動することができ、かつ第１の電子部品に対して上述の電力比を示すいかなる電子部品にも適用することができる。

上記のような１個の第２の電子部品、または複数の第２の電子部品の全てによって消費される電力は、１ｋＷ以上である場合がある。

本発明の第１の実施例によれば、接続手段はスイッチを有している。このスイッチは、接続手段が第１の状態を呈しているときには閉じられており、接続手段が第２の状態を呈しているときには開かれている。

この実施例において、接続手段が第２の構成を呈しているときには、第１の回路と第２の回路との間で交換される電流の第２の電流値は０である。この実施例において、接続手段が第２の構成を呈しているときには、２つの回路間の結合は完全に断たれている。したがって、第１の電子部品の動作は、第２の電子部品の起動によって擾乱されることはない。

ある一例においては、このスイッチは、開かれた構成から閉じられた構成に切り替わるときに、線形動作することができる。

本発明の接続手段の第２の実施例によれば、接続手段は、可変インピーダンス素子を有しており、この可変インピーダンス素子の、接続手段が第１の構成を呈しているときのインピーダンス値は、接続手段が第２の構成を呈しているときのインピーダンス値よりも低い。この可変インピーダンス素子は、例えば可変抵抗器である。インピーダンス値は、この可変インピーダンス素子の動作範囲の全て、または一部にわたって線形に変化することができる。

接続手段は、第２の構成を有しており、そのインピーダンス値を増加させることによって、第１の構成を呈している場合に比して、２つの回路間の電流交換を抑制することができる。そのため、第２の構成においては、インピーダンス素子は、第１の電源から第２の電子部品への電力供給を妨害する。したがって、第１の回路は、第２の電子部品の起動によって、ほとんど影響を受けることはない。

第２の構成におけるインピーダンス値と、第１の構成におけるインピーダンス値との比は最小でも１０、例えば数１０である場合がある。

接続手段は、上述の素子のうちのうちのただ１つの要素だけから構成されている場合がある。接続手段は、例えば１つのスイッチ、または１つの可変抵抗器である。

第１および第２の電源は、蓄電ユニット、とりわけバッテリである場合がある。各電源は、例えば直列および／または並列に接続された、いくつかのバッテリを有している。

第１の回路のバッテリは、例えばおよそ１２Ｖの電圧を出力し、第２の回路のバッテリは、例えば１２〜３０Ｖの範囲の電圧を出力する。より一般的に述べると、第２の回路のバッテリから出力される電圧は、第１の回路のバッテリから出力される電圧と同じ値を有する場合もあるし、異なる値を有する場合もある。

制御ユニットは、第２の電子部品の起動、および／または停止を制御するように構成されている場合がある。

制御ユニットは、第２の電子部品の起動に先立って、接続手段のその時点における構成を検出するように構成されている場合があり、接続手段が第１の構成を呈しているときには、第２の電子部品の起動に先立って、または第２の電子部品の起動と同時に、接続手段が第２の構成に切り替わるように、接続手段を制御する。

制御ユニットは、１つにまとめられている場合もあるし、いくつかの別々のサブユニットで構成されている場合もある。各サブユニットは、１つ以上のタスクに対して専用とされる。制御ユニットは、例えばマイクロコントローラ、または任意のプログラム可能な回路を有している。制御ユニットは、例えばアナログまたはデジタルの任意の論理回路を有している。

第２の電子部品が起動したときに、接続手段が第１の構成を呈していることは許されない場合がある。したがって、２つの回路間の電流交換を相対的に多くすることが許されるか否か、または相対的に少なくすることが許されるか否かは、第２の電子部品が起動状態にあるか、停止状態にあるかによる場合がある。

配電網は、第１、および／または第２の電源に電力を供給するために、駆動されたときに、配電網に電流を注入する少なくとも１つのオルタネータを備えている場合がある。この場合には、オルタネータは、配電網内の電源の充電、および／または配電網内の電子部品への電力供給を全面的にまたは部分的に担うことができる。

制御ユニットは、オルタネータが駆動されたときに、第１、および／または第２の電源が電力を供給されるように、接続手段を制御するように構成されている場合がある。

接続手段を第１の構成にすることによって、例えばオルタネータから、第１の電源および第２の電源に電力を供給することが可能になる。制御ユニットは、例えばオルタネータが配電網に電流を注入するように、オルタネータを制御し、またオルタネータをこのように制御するときに、接続手段が第１の構成を呈するように、接続手段を制御する。

オルタネータから配電網に電流を注入させるときに、必要に応じて、制御ユニットは、第２の電子部品のその時点の状態を特定した上で、接続手段が第１の構成を呈するように、接続手段を制御すべきか否かを決定することができる。すなわち、制御ユニットは、第２の電子部品が起動しているときに、接続手段を、第２の構成に切り替わるように制御するか、または第２の構成に維持させる場合があり、また第２の電子部品が起動していないときに、接続手段を、第１の構成を呈するように制御する場合がある。

電源の少なくとも１つは、接続手段を介して、オルタネータによって充電される場合がある。

必要に応じて、接続手段が第２の構成を呈しているときでさえ、２つの電源の同時充電が、オルタネータによって実行される場合がある。しかしながら、この場合には、２つの電源のうちの、接続手段を介して充電される電源は、接続手段を介さずに充電される電源ほど効果的に充電されない。

オルタネータは、第１の回路の一部分を構成している場合があり、自身が駆動されたときに、少なくとも接続手段が第１の構成を呈していれば、第２の電源に電力を供給する。この場合、オルタネータは、接続手段の構成にかかわりなく、駆動されるとすぐに、第１の電源に電力を供給する。

上述の各例とは無関係に、または組み合わせて、配電網は、接続手段に加えてスイッチを備えており、このスイッチとオルタネータとは、オルタネータが、スイッチの位置に依存して、第１の電源または第２の電源に接続されるように、配電網に配置されている場合がある。

ここで、「接続」とは、オルタネータが、スイッチの位置に依存して、２つの電源のどちらかの電源の端子間に接続される「直接接続」と、何らかの要素が、２つの電源のどちらかの電源とオルタネータとの間に配置される「間接接続」との両方を意味している。

スイッチが、オルタネータと２つの電源のうちの一方とを接続すると、他方の電源は、接続手段を介して、オルタネータによって充電される場合がある。

オルタネータは、第２の回路の一部分を構成している場合があり、自身が駆動されたときに、少なくとも接続手段が第１の構成を呈していれば、第１の電源に電力を供給する。この場合、オルタネータは、接続手段の構成にかかわりなく、駆動されるとすぐに、第２の電源に電力を供給する。

上述の例の全てにおいて、接続手段は、第１の回路と第２の回路との間に、次のようになるように取り付けられている場合がある。
− 少なくとも接続手段が第１の構成を呈しているときに、第１の電源と第２の電源とのうちの少なくとも一方は、接続手段を介して充電され、
− 接続手段が第２の構成を呈しているときに、特に第２の電子部品が起動している場合には、第１の回路と第２の回路との間の電流交換は、相対的に起こりにくくなり、したがって、第１の電源から出力される電力のうちの、第２の電子部品によって消費される部分は少なくなる、さらには存在しなくなる。

制御ユニットは、第２の電子部品の起動の際に、接続手段が第２の構成を呈するように、第２の電子部品と接続手段とを同期して制御する場合がある。接続手段は、第２の電子部品の停止の際に、第１の構成を呈するようになされる場合もあるし、第２の電子部品が起動していないときでさえ、第２の構成に維持されている場合もある。

オルタネータが駆動され、配電網に電流を注入するときに、第２の電子部品の起動は許可される場合もあるし、許可されない場合もある。

接続手段は、少なくとも第１の構成を呈しているときに、第２の電源が第１の電源に電力を供給することを阻止するように構成されている場合がある。この場合には、第２の電源から出力される電力は、もっぱら第２の電子部品への電力供給だけに用いられる。これを可能にするために、接続手段に、例えばダイオードなどの一方向素子を設けることができる。

配電網は、スタータを備えている場合がある。このスタータは、第１の回路の一部分を構成している場合もあるし、第２の回路の一部分を構成している場合もある。

本発明の例示的な一実施形態において、第１の電源、第２の電源、スタータ、および接続手段は、少なくとも接続手段が第１の構成を呈しているときに、スタータが、第１の電源と第２の電源との両方から電力を供給されるように、配電網に配置されている。そのような場合には、各電源は、スタータによって消費される電力の一部しか供給しない。それによって、各電源のサイズを小さくすることができ、各電源のサイズは、乗り物のエンジンの最初の常温始動を可能にするような定格に定められる。

本発明は、別の一態様として、さらに、次のものを備えている、乗り物のための配電網を管理する方法を提供するものである。
− 第１の電源、および第１の電源から電力を供給される少なくとも１つの第１の電子部品を有している第１の回路と、
− 第２の電源、および起動可能であり、第２の電源から電力を供給される少なくとも１つの第２の電子部品を有している第２の回路と、
− 第１の構成において、第１の回路と第２の回路との間での、第１の電流値の電流交換を可能にし、第２の構成において、第１の回路と第２の回路との間での、第１の電流値より低い第２の電流値の電流交換を可能にする接続手段と、
− 接続手段の構成を制御する制御ユニット。
この方法において、制御ユニットは、少なくとも第２の電子部品が起動するときに、接続手段が、第１の回路と第２の回路との間の電流交換を少なくするか、さらには阻止するように、接続手段を作用させる。

配電網は、駆動されたときに、配電網に電流を注入するオルタネータを備えている場合がある。

制御ユニットは、第２の電子部品の起動、および／または停止を制御し、第２の電子部品の起動、停止を行わせる、第２の電子部品に対する制御は、それぞれ接続手段に第２の構成、第１の構成をとらせる、接続手段に対する制御と同期させられる場合がある。

本発明の、配電網にかかわる態様に関して上述した特徴の全て、またはそのいくつかは、本発明による、配電網を管理する方法に関する特徴でもある。

本発明は、例えば自動車に適用される。

上述した従来技術による配電網の回路図である。 本発明の例示的な第１の実施形態による配電網の回路図である。 図２の接続手段の例示的な一実施例を、電気的シンボルで示す図である。 図２の接続手段の例示的な別の一実施例を、電気的シンボルで示す図である。 図２の示す接続手段の例示的な、さらなる一実施例を電気的シンボルで示す図である。 図２の接続手段の例示的な、別のさらなる一実施例を電気的シンボルで示す図である。 本発明の例示的な第２の実施形態による配電網の回路図である。 本発明の例示的な第３の実施形態による配電網の回路図である。

添付図面を参照して、本発明の、非限定的で例示的ないくつかの実施形態に関する以下の説明を読むことによって、本発明をよりよく理解することができると思う。

図２は、本発明の例示的な第１の実施形態による配電網１を示す。この配電網１は、第１の回路２および第２の回路３を備えている。図２の例においては、第１の回路２と第２の回路３とは、接続手段５を介して相互に接続されている。

図２に示すように、第１の回路２は、第１の電子部品８に電力を供給する第１の電源７を有している。図２に示す例においては、第１の電子部品８は、第１の電源７の端子間に、第１の電源７に並列に接続されている。第１の電子部品８は、例えば快適性、および／または安全性に関する部品である。

第２の回路３は、第２の電源１０を有しており、第２の電源１０の端子間には、第２の電子部品１１が接続されている。第２の電子部品１１は、この例においては、熱エンジンの吸気系統に空気を送るように構成されたコンプレッサである。このコンプレッサは、特に低回転数時、および負荷の過渡的増加時に、乗り物のターボチャージャを支援する。

第１の電源７と第２の電源１０とは、同じ種類のものであっても、異なる種類のものであってもよい。これらの電源がバッテリであれば、これらの電源は、互いに異なる電圧を出力する場合があり、また互いに異なる反応体を用いた化学反応を行う電源である場合がある。

第１の電源７は、例えば１２Ｖの直流電圧を出力し、一方、第２の電源１０は、１２〜３０Ｖの範囲の直流電圧、例えば１２Ｖの直流電圧を出力する。

図２の例においては、第１の回路２は、さらに、スタータ１３およびオルタネータ１５を有している。スタータ１３およびオルタネータ１５は、ともに、第１の電源７の端子間に接続されている。

配電網１は、さらに、制御ユニット１７を備えている。この制御ユニット１７は、接続手段５の構成に作用を及ぼし、また第２の電子部品１１を起動させるか否かを定めるように構成されていることが好ましい。制御ユニット１７は、１つにまとめられている場合もあるし、分散されている場合もあり、また例えば１つ以上のマイクロコントローラを備えている。この制御ユニット１７の動作については、後に説明する。

図１と図２とを比較すると分かるように、本発明の配電網は、図１の従来技術による配電網とは異なり、第１の回路２と第２の回路３との２つの回路を有しており、第１の電子部品８は、第１の回路２の一部分を構成し、第２の電子部品１１は、第２の回路３の一部分を構成している。第１の電子部品８は、第１の電源７から電力を供給され、第２の電子部品１１は、第２の電源１０から電力を供給される。図１に示す配電網１においては、全ての部品は、いずれか１つの回路の一部分を構成しており、その回路の電源から電力が供給される。

次に、図３〜図６を参照して、接続手段５の例について説明する。

接続手段５は、少なくとも２つの構成を呈することができる。第１の構成によれば、第１の電流値を有する電流を、第１の回路２と第２の回路３との間で交換することができる。第２の構成によれば、第１の電流値より小さい第２の電流値を有する電流が、第１の回路２と第２の回路３との間で交換される。

図３の例においては、接続手段５はスイッチ、例えば押しボタンなどの機械的なスイッチ、リレーなどの電気機械スイッチ、さらにはトランジスタなどの電子スイッチである。

図３の例では、このスイッチは、第１の構成において閉じられており、第２の構成においては開かれている。この例においては、接続手段５が第２の構成を呈しているときに、第１の回路２と第２の回路３との間で交換される電流は０である。

図示しない別の一例において、接続手段５は、閉じられるときに線形動作するスイッチを用いて構成されている。

図４の例においては、接続手段５は、可変抵抗器である。接続手段の第１の構成においては、この可変抵抗器は、第１の抵抗値を有しており、一方、接続手段５の第２の構成においては、この可変抵抗器は、第１の抵抗値より高い第２の抵抗値を有している。第２の抵抗値は、例えば第１の抵抗値の１０倍、好ましくは２０倍、より好ましくは４０倍、さらには１００倍である。第１の抵抗値は、例えばおよそ０．５ｍΩであり、第２の抵抗値は、例えば２０ｍΩである。接続手段が第１の構成を呈しているときの電流交換量は、接続手段が第２の構成を呈しているときの電流交換量の少なくとも２倍である場合がある。

したがって、可変抵抗器が第２の抵抗値にあるときには、接続手段５を介する、第１の回路２と第２の回路３との間の電流交換量は、相当に小となる。

さらに、図５および図６に示すように、第２の回路３から第１の回路２へ電流が流れることを阻止するために、ダイオードなどの一方向素子が、スイッチ（図３）または可変抵抗器（図４）に付加されていて、接続手段は、第１の回路２から第２の回路３への向きにしか、電流の交換を可能にしないことがある。

次に、この例示的な第１の実施形態による配電網１の動作について説明する。

第２の電子部品１１が起動していないときには、第１の電子部品８だけが（場合によってはスタータ１３も）、電力を消費する。この場合には、第２の電子部品１１が配電網に擾乱を与えることはあり得ず、したがって、接続手段５を、第１の回路２と第２の回路３との間の電流交換が可能である第１の構成にすることができる。

制御ユニット１７は、第２の電子部品１１の起動が必要であることを特定することができる。このような起動は、図示されている例においては、低回転数のとき、または負荷が過渡的に増加するときに、特に必要になる。第２の電子部品１１の起動に先立って、制御ユニットは、接続手段５が、第１の回路２と第２の回路３との間のいかなる電流交換も、かなり起こしにくく、さらに、阻止する第２の構成を呈しているか否かを特定することができる。接続手段５が第２の構成を呈していない場合には、制御ユニット１７は、第２の電子部品１１の起動に先立って、接続手段５が第２の構成に移行するように、接続手段５を制御することができる。一変形例として、制御ユニット１７は、第２の電子部品１１の起動と同時に、接続手段５を第２の構成に移行させる。

したがって、第２の電子部品１１が起動すると、第２の電子部品１１は、接続手段５のこの第２の構成において、第１の回路２と第２の回路３との間で交換される電流の電流値に依存して、主として第２の電源１０から、または第２の電源１０だけから電力を受けることができる。したがって、第１の電源７から第１の電子部品８に出力される電圧は、第２の電子部品１１の起動によってほとんど、または全く影響をされない。

オルタネータ１５が駆動されているときには、オルタネータ１５は、配電網１に電流を注入することができる。制御ユニット１７は、オルタネータ１５によるこの電流注入を検出することができ、その検出に基づいて、オルタネータ１５による、第１の電源７および第２の電源１０のうちの一方、および／または他方の充電を可能にするように、接続手段５に作用を及ぼすことができる。

図２の例においては、オルタネータは、接続手段５の構成とは無関係に、第１の電源７を充電する。第２の電源１０を充電するオルタネータの能力は、接続手段５の構成に依存する。接続手段５が第１の構成を呈しているときには、相当に大きな電流が、第１の回路２から第２の回路３に流れることができる。この電流によって、第２の電源１０を充電することができる。

オルタネータ１５が第１の回路２に電流を注入している場合に、第２の電子部品１１を起動させるときには、制御ユニット１７は、接続手段５を第２の構成に移行させることができる。接続手段５が、図４または図６に示されている接続手段である場合には、オルタネータ１５によって注入された電流は、第１の回路２から第２の回路３に流れることができる。この電流は、接続手段５が第１の構成を呈しているときに第２の回路３に送られる電流の値、すなわち第１の電流値よりも小さい第２の電流値しか有していないが、それでも第２の電源１０を充電することができる。

次に、図７を参照して、本発明の例示的な第２の実施形態による配電網１について説明する。この配電網１は、オルタネータ１５およびスタータ１３が、第１の回路の一部分を構成しておらず、スイッチ２０を介して、配電網１の、第１の回路２および第２の回路３以外の部分に分離されているという点で、図２を参照して説明した配電網とは異なっている。このスイッチ２０は、図７に示されているように、オルタネータ１５およびスタータ１３を、第１の電源７の端子間に並列に接続する第１の位置と、オルタネータ１５およびスタータ１３を、第２の電源１０の端子間に並列に接続する第２の位置との間で切り替わることができる。図７に示されているスイッチの位置においては、一方の電源を、他方の電源より強く充電することができる。このスイッチ２０は、例えば制御ユニット１７によって制御される。

スイッチ２０が上述の２つの位置のうちの１つの位置にあるときに、オルタネータ１５およびスタータ１３を、自身の端子間に接続されていない電源は、接続手段５を介して、オルタネータ１５およびスタータ１３に接続されている。

図７の例においては、接続手段５は可変抵抗器である。

スイッチ２０が、図７に示されている位置とは対照的に、スタータ１３およびオルタネータ１５を第２の電源１０の端子間に並列に接続する位置にあるときには、第２の回路３は、第１の回路２と、一方はオルタネータ１５であり、他方はスタータ１３である互いに並列な２つの分岐を有する組み合い部分との間に挿入されている。

この場合には、配電網１は、次のように動作することができる。エンジン始動時に、接続手段５を、第１の構成を呈するようにすることができる。それによって、第２の電源１０から、さらに接続手段５を介して、可能な限りで第１の電源７からスタータ１３に電力を供給することができる。

エンジン始動後、第２の電子部品１１を起動させない場合には、第１の電源７から、さらに接続手段５を介して、可能な限りで第２の電源１０から、第１の電子部品８に電力を供給することができるように、接続手段５を、第１の構成に維持することができる。

第２の電子部品１１を起動させる場合には、制御ユニット１７は、接続手段５が第２の構成に移行するように、接続手段５を制御することができる。したがって、接続手段５の抵抗値は、例えばおよそ２０倍に増やされる。この第２の構成になっても、第１の電源７の端子間電圧は、ほとんど変化しない。第１の電源７から出力されている電圧が１２Ｖであるときに、第２の電子部品１１の起動によって、第１の電源７に、０．５Ｖの電圧降下が測定される場合がある。それに対して、第２の電源１０から出力されている電圧が１２Ｖであるときに、第２の電子部品１１の起動によって、第２の電源１０に、１〜１．５Ｖの範囲の電圧降下が測定される場合がある。

制御ユニット１７が、配電網１に電流を注入するように、オルタネータ１５に命令するときに、第２の電子部品１１が起動していない場合には、制御ユニット１７は、第２の電源と第１の電源との両方を充電するために、接続手段５が第１の構成を呈していれば、第１の構成にとどまり、第２の構成を呈していれば第１の構成に切り替わるように、接続手段５を制御することができる。この場合には、第１の電子部品８にも、オルタネータ１５から電力を供給することができる。

オルタネータ１５が配電網１に電流を注入しているときに、第２の電子部品１１を起動させたい場合には、制御ユニット１７は、接続手段５が第２の構成に切り替わるように、接続手段５を制御することができる。接続手段１５の可変抵抗器の抵抗値が相対的に高くなるために、可変抵抗器を流れる電流の電流値を低くすることができる。それによって、可変抵抗器に発生するジュール損失は低減する。さらに、この電流値の低下によって、第１の電源７の端子間電圧における電圧降下は、接続手段５が第１の構成を呈しているときに生じる電圧降下に比して小さくなる。

図２に示す配電網における各構成要素は、一例として、次のような定格を有している。第１の電源７と第２の電源１０とは同じ定格を有しており、出力電圧は１２Ｖ、容量は８０Ａｈである。接続手段５の抵抗値は、第１の構成においては０．５ｍΩ、第２の構成においては２０ｍΩである。スイッチ２０は、図７に示す位置にあるときには、最大で１００Ａの電流を流し、５Ｗの最大電力まで耐えることができ、また前述の例に対応する位置、すなわちスタータ１３およびオルタネータ１５を第２の電源１０の端子間に並列に配置させる位置にあるときには、最大で１７５Ａの電流を流し、１５Ｗの最大電力まで耐えることができる定格に定められている。オルタネータ１５は、配電網に最大で１８０Ａの電流を出力し、最大で２．５ｋＷの電力を送出する。

次に、図８を参照して、本発明の例示的な第３の実施形態による配電網１について説明する。

この実施形態は、スタータ１３、およびオルタネータ１５が第２の回路３の一部分を構成しているという点で、前述の２つの実施形態と異なっている。この実施形態においては、スタータ１３およびオルタネータ１５は、どちらも、第２の電源１０の端子間で、第２の電源１０に並列に取り付けられている。第１の回路２と第２の回路３とは、スイッチ２０によって互いに分離されている。スイッチ２０は、第２の電源１０の正端子を、次のものに接続している。
− スイッチの第１の位置において、第１の電源７から第２の電源１０に電流が流れることを阻止するための、ダイオードなどの一方向素子を介して、第１の電源７の正端子に、また
− スイッチの第２の位置において、接続手段５を介して、第１の電源７の正端子に。

スイッチ２０の第１の位置は、第１の電源７および第２の電源１０の充電のために、オルタネータ１５から配電網に電流を出力させながら、第２の電子部品１１を起動させる場合に、特に好適である。このような場合に、スイッチ２０が第１の位置にあると、接続手段５の可変抵抗器を電流が流れることができず、また第１の電源７が第２の電子部品１１に電力を供給しないから、第１の電源７において、電圧降下が発生しない。

その他の場合においては、すなわちエンジン始動時、第２の電子部品の起動の有無にかかわらずエンジン再始動相時、または第２の電子部品が起動していない状態での充電時には、スイッチ２０を第２の位置、すなわち、接続手段５が第１の回路２と第２の回路３との間に挿入される位置にすることができる。

本発明は、上述の例に限定されない。

「有している」という表現は、「少なくとも１つを有している」という意味で用いられている。

１ 配電網
２ 第１の回路
３ 第２の回路
５ 接続手段
７ 第１の電源
８ 第１の電子部品
１０ 第２の電源
１１ 第２の電子部品
１３ スタータ
１５ オルタネータ
１７ 制御ユニット
２０ スイッチ

Claims (19)

1. 自動車のための配電網（１）であって；
   前記配電網（１）は、
   Ａ：第１の電源（７）、および第１の電源（７）から電力が供給される少なくとも１個の第１の電子部品（８）を有している第１の回路（２）；
   Ｂ：第２の電源（１０）、および、第２の電源（１０）から電力が供給され、作動される少なくとも１個の第２の電子部品（１１）を有している第２の回路（３）；及び
   Ｃ：前記第１の電源（７）および／または前記第２の電源（１０）に電力を供給するように駆動されたときに、前記配電網（１）に電流を注入するオルタネータ（１５）；を備えていて、
   前記配電網（１）は、更に、
   Ｄ：前記第１の回路（２）と前記第２の回路（３）との間に配置されており、第１の構成において、前記第１の回路（２）と前記第２の回路（３）との間での、第１の電流値の電流交換を可能にし、第２の構成において、前記第１の回路（２）と前記第２の回路（３）との間での、前記第１の電流値より低い第２の電流値の電流交換を可能にする接続手段（５）；
   Ｅ：前記接続手段（５）の構成を制御する制御ユニット（１７）；及び
   Ｆ：前記接続手段（５）に加えてスイッチ（２０）を備えており、該スイッチ（２０）と前記オルタネータ（１５）とは、前記オルタネータ（１５）が、該スイッチ（２０）の位置に依存して、前記第１の電源（７）または前記第２の電源（１０）に接続されるように、前記配電網（１）に配置されている；ことを特徴とする自動車のための配電網。
2. 前記第２の電子部品（１１）によって消費される電力と、前記第１の電子部品（８）によって消費される電力との比は１以上であることを特徴とする請求項１に記載の配電網。
3. 前記第２の電子部品（１１）によって消費される電力と、前記第１の電子部品（８）によって消費される電力との比は、１〜５の範囲にある、請求項２に記載の配電網。
4. 前記第２の電子部品（１１）によって消費される電力は、１ｋＷ以上である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の配電網。
5. 前記接続手段（５）はスイッチを有しており、前記スイッチは、前記接続手段（５）が前記第１の構成を呈しているときに閉じられており、前記接続手段（５）が前記第２の構成を呈しているときに開かれている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の配電網。
6. 前記接続手段（５）は、インピーダンス値が線形可変であるインピーダンス素子を有しており、前記接続手段（５）が前記第１の構成を呈しているときの該インピーダンス素子のインピーダンス値は、前記接続手段（５）が前記第２の構成を呈しているときの該インピーダンス素子のインピーダンス値よりも低い、請求項１〜４のいずれか１項に記載の配電網。
7. 前記第２の構成における前記インピーダンス値と、前記第１の構成における前記インピーダンス値との比は、少なくとも１０に等しい、請求項６に記載の配電網。
8. 前記第１および第２の電源（７、１０）は、蓄電ユニットである、請求項１〜７のいずれか１項に記載の配電網。
9. 前記蓄電ユニットは、バッテリである、請求項８に記載の配電網。
10. 前記制御ユニット（１７）は、前記第２の電子部品（１１）の起動、および／または停止を制御するように構成されている、請求項１〜９のいずれか１つに記載の配電網。
11. 前記制御ユニット（１７）は、前記第２の電子部品（１１）の起動に先立って、前記接続手段（５）の構成を検出するように構成されている、請求項１０に記載の配電網。
12. 前記制御ユニット（１７）は、前記オルタネータ（１５）が駆動されたときに、前記第１の電源（７）、および／または前記第２の電源（１０）に電力が供給されるように、前記接続手段（５）を制御するように構成されている、請求項１〜１１のいずか１項に記載の配電網。
13. 前記接続手段（５）は、前記第１の構成を呈することによって、前記オルタネータ（１５）から、前記第１の電源（７）および前記第２の電源（１０）への電力供給を可能にする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の配電網。
14. 前記オルタネータ（１５）は、前記第１の回路（２）の一部分を構成しており、自身が駆動されたときに、少なくとも前記接続手段（５）が前記第１の構成を呈している場合には、前記第２の電源（１０）に電力を供給する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の配電網。
15. 前記オルタネータ（１５）は、前記第２の回路（３）の一部分を構成しており、自身が駆動されたときに、少なくとも前記接続手段（５）が前記第１の構成を呈している場合には、前記第１の電源（７）に電力を供給する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の配電網。
16. 前記接続手段（５）は、少なくとも前記第１の構成を呈しているときに、前記第２の電源（１０）から前記第１の電源（７）への電力供給を阻止するように構成されている、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の配電網。
17. 前記第２の電子部品（１１）は、熱エンジンの吸気系統に空気を送るように構成されたコンプレッサである、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の配電網。
18. − 第１の電源（７）、および前記第１の電源（７）から電力が供給される少なくとも１個の第１の電子部品（８）を有している第１の回路（２）と、
    − 第２の電源（１０）、および、第２の電源（１０）から電力が供給され、作動される少なくとも１個の第２の電子部品（１１）を有している第２の回路（３）と、
    − 第１の構成において、前記第１の回路（２）と前記第２の回路（３）との間での、第１の電流値の電流交換を可能にし、第２の構成において、前記第１の回路（２）と前記第２の回路（３）との間での、前記第１の電流値より低い第２の電流値の電流交換を可能にする接続手段（５）と、
    − 前記接続手段（５）の構成を制御する制御ユニット（１７）と、
    − 前記第１の電源（７）および／または前記第２の電源（１０）に電力を供給するように駆動されたときに、前記配電網（１）に電流を注入するオルタネータ（１５）とを備えている、自動車のための配電網（１）を管理する方法であって、
    前記方法において、前記制御ユニット（１７）は、少なくとも前記第２の電子部品（１１）の起動時に、前記接続手段（５）が、前記第１の回路（２）と前記第２の回路（３）との間の電流交換を少なくする、さらには阻止するように、前記接続手段（５）を作用させるようになっていること、及び
    前記方法において、前記配電網（１）は、前記接続手段（５）に加えてスイッチ（２０）を備えており、前記スイッチ（２０）と前記オルタネータ（１５）とは、前記オルタネータ（１５）が、前記スイッチ（２０）の位置に依存して、前記第１の電源（７）または前記第２の電源（１０）に接続されるように、前記配電網（１）に配置されている、ことを特徴とする、前記自動車のための配電網（１）を管理する方法。
19. 前記制御ユニット（１７）は、前記第２の電子部品（１１）の起動および／または停止を制御し、前記第２の電子部品（１１）の起動、停止を行わせる、前記第２の電子部品（１１）に対する制御は、それぞれ前記接続手段（５）に前記第２の構成、前記第１の構成をとらせる、前記接続手段（５）に対する制御と同期させられる、請求項１８に記載の方法。

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