JP6215649B2

JP6215649B2 - 給電装置

Info

Publication number: JP6215649B2
Application number: JP2013219935A
Authority: JP
Inventors: アントニーガフ
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2017-10-18
Anticipated expiration: 2033-10-23
Also published as: JP2015082907A

Description

本発明は、給電装置に係り、特に、車両のエンジンルーム内に設けられた電子機器に電力を給電する給電装置に関するものである。

車両のエンジンルーム内には、ＥＣＵやライトなど様々な電子機器が設けられている（特許文献１）。従来、これら電子機器には、電線で電力を供給している。しかしながら、エンジンルームは、油が飛散し、温度も高いため、電線やこの電線の端末に設けたコネクタ、端子などに防水、耐油、耐熱加工を施す必要があり、製造コストがかかる、という問題があった。

また、近年、電子機器の増加により、電線が増加し、配線が複雑となっている。このため、製造とメンテナンスがしにくくなっている、という問題があった。

特開２０１２−０５６５０５号公報

そこで、本発明は、メンテナンスがしやすい給電装置を低コストで提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための請求項１記載の発明は、車両のエンジンルーム内に設けられた複数の電子機器に電力を給電するための給電装置であって、前記エンジンルームに設けられた給電コイルを備え、各前記電子機器は、電子機器本体と、前記給電コイルから非接触で給電され、前記給電された電力を前記電子機器本体に供給する受電コイルと、前記電子機器本体及び前記受電コイルが設けられた収容ボックスと、を有し、前記給電コイルは、その中心軸が前記エンジンルームの側壁に直交するように、前記側壁に複数設けられ、各前記受電コイルは、前記給電コイルに対向するように、その中心軸が側壁と直交するように設けられていることを特徴とする給電装置に存する。

請求項２記載の発明は、前記給電コイルからの電力を非接触で受電すると共に前記受電した電力を前記電子機器の受電コイルに非接触で給電する中継コイルをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の給電装置に存する。

請求項３記載の発明は、前記給電コイルは、車両に設けたソーラーパネルからの電力が供給されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の給電装置に存する。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、電子機器が非接触で給電されているため、エンジンルーム内に電線を配索する必要がなく、メンテナンスがしやすい給電装置を低コストで提供することができる。

請求項１記載の発明によれば、エンジンルームの側壁に設けた複数の給電コイルから電子機器に非接触で給電することができる。

請求項２記載の発明によれば、中継コイルにより電子機器に対する給電を中継することができ、確実に電子機器に非接触で給電することができる。

請求項３記載の発明によれば、ソーラーパネルからの電力をエンジンルーム内に設けられた電子機器に供給することができる。

本発明の給電装置の一実施形態を示す概略図である。図１に示す給電装置の電気構成図である。

以下、本発明の給電装置について図１及び図２を参照して説明する。図１及び図２に示す給電装置１は、車両のエンジンルーム内に設けられたＥＣＵ１２１、１２２やフロントライトユニット１２３、１２４などの複数の電子機器に非接触で電力を供給するための装置である。

エンジンルームは、図１に示すように、車両の前部に設けられ、車体やバンパ、ダッシュボードなどにより前後左右が前側壁２１、後側壁２２、左側壁２３及び右側壁２４（＝側壁）に囲まれた空間である。エンジンルーム内には、エンジンやバッテリ、冷却水などの各種液体のタンクが収容されている。また、エンジンルームを構成する前側壁２１、後側壁２２、左側壁２３及び右側壁２４の上側開口は、ボンネット３により開閉可能に塞がれている。

図２に示すように、給電装置１は、電力を非接触で給電する給電部１１と、給電部１１から非接触で電力を受電する受電部１２と、を備えている。給電部１１は、高周波電力を供給するインバータ１１１と、インバータ１１１からの高周波電力が供給される複数の給電コイル１１２Ａ〜１１２Ｃと、各給電コイル１１２Ａ〜１１２Ｃに接続された共振周波数調整用の給電コンデンサ１１３Ａ〜１１３Ｃと、を備えている。

上記インバータ１１１は、図示しない車載バッテリからの直流電源を交流に変換して高周波電力を生成し、給電コイル１１２Ａ〜１１２Ｃに供給している。このインバータ１１１は、後述する給電コイル１１２Ａ及び給電コンデンサ１１３Ａから成る共振回路、給電コイル１１２Ｂ及び給電コンデンサ１１３Ｂから成る共振回路、給電コイル１１２Ｃ及び給電コンデンサ１１３Ｃから成る共振回路それぞれの共振周波数と等しい周波数の高周波電力を供給するように設けられている。

給電コイル１１２Ａ〜１１２Ｃは、例えば、平面上に導線をスパイラス状に巻いて構成されている。図１に示すように、給電コイル１１２Ａはエンジンルームの右側壁２４上に設けられ、給電コイル１１２Ｂはエンジンルームの後側壁２２上に設けられ、給電コイル１１２Ｃはエンジンルームの左側壁２３上に設けられている。これら給電コイル１１２Ａ〜１１２Ｃは、その中心軸が各右側壁２４、後側壁２２、左側壁２３に直交するように設けられている。

給電コンデンサ１１３Ａ〜１１３Ｃは各々、図２に示すように、給電コイル１１２Ａ〜１１２Ｃに並列に接続され、給電コイル１１２Ａ〜１１２Ｃと共に共振回路を形成している。本実施形態では、給電コンデンサ１１３Ａ〜１１３Ｃは、給電コイル１１２Ａ〜１１２Ｃと並列接続しているが、直列接続するようにしてもよい。

受電部１２は、上記給電コイル１１２Ａ〜１１２Ｃからの電力を非接触で受電するＥＣＵ１２１、１２２やフロントライトユニット１２３、１２４などの複数の電子機器と、給電コイル１１２Ａからの電力を非接触で受電すると共に受電した電力をＥＣＵ１２１に非接触で給電する中継ユニット１２５と、を備えている。

ＥＣＵ１２１は、図２に示すように、電子機器本体としてのＥＣＵ本体１２１Ａと、受電コイル１２１Ｂと、受電コンデンサ１２１Ｃと、コンバータ１２１Ｄと、これらＥＣＵ本体１２１Ａ、受電コイル１２１Ｂ、受電コンデンサ１２１Ｃ及びコンバータ１２１Ｄが収容された収容ボックス１２１Ｅ（図１参照）と、を備えている。また、ＥＣＵ１２２は、図２に示すように、ＥＣＵ本体１２２Ａと、受電コイル１２２Ｂと、受電コンデンサ１２２Ｃと、コンバータ１２２Ｄと、これらＥＣＵ本体１２２Ａ、受電コイル１２２Ｂ、受電コンデンサ１２２Ｃ及びコンバータ１２２Ｄが収容された収容ボックス１２２Ｅ（図１参照）と、を備えている。

ＥＣＵ本体１２１Ａ、１２２Ａは、マイコンなどから構成され、例えばエンジンやブレーキなどを制御する。受電コイル１２１Ｂ、１２２Ｂは、給電コイル１１２Ａ、１１２Ｂから非接触で電力を受電し、受電した電力をＥＣＵ本体１２１Ａ、１２１Ｂに供給する。なお、図１に示すように、本実施形態においては、ＥＣＵ１２１は右側壁２４付近に、ＥＣＵ１２２は後側壁２２付近にそれぞれ配置されている。

ＥＣＵ１２１の受電コイル１２１Ｂは、右側壁２４に設けられた給電コイル１１２Ａと対向するように設けられ、その中心軸が右側壁２４と直交するように設けられている。ＥＣＵ１２２の受電コイル１２２Ｂは、後側壁２２に設けられた給電コイル１１２Ｂと対向するように設けられ、その中心軸が後側壁２２と直交するように設けられている。

受電コンデンサ１２１Ｃ、１２２Ｃは各々、受電コイル１２１Ｂ、１２２Ｂに並列接続され、受電コイル１２１Ｂ、１２２Ｂと共に共振回路を形成している。本実施形態では、受電コンデンサ１２１Ｃ、１２２Ｃは、受電コイル１２１Ｂ、１２２Ｂと並列接続しているが、直列接続するようにしてもよい。上記コンバータ１２１Ｄ、１２２Ｄは、受電コイル１２１Ｂ、１２２Ｂが受電した交流電力を直流に変換してＥＣＵ本体１２１Ａ、１２２Ｂに供給する。

収容ボックス１２１Ｅ、１２２Ｅは、耐水、耐油、耐熱性の樹脂などから箱型に構成されている。収容ボックス１２１Ｅ、１２２Ｅは、例えば、開口が設けられたボックス本体と、開口を塞ぐカバー（いずれも図示せず）と、から構成されている。ボックス本体とカバーとの隙間は、パッキンにより塞がれていて、内部に水や油などが侵入できないようになっている。受電コイル１２１Ｂは、右側壁２４に対向するように収容ボックス１２１Ｅ内に収容され、受電コイル１２２Ｂは、後側壁２２に対向するように収容ボックス１２２Ｅに収容されている。

フロントライトユニット１２３は、図２に示すように、電子機器本体としてのライト本体１２３Ａと、受電コイル１２３Ｂと、受電コンデンサ１２３Ｃと、コンバータ１２３Ｄと、これらライト本体１２３Ａ、受電コイル１２３Ｂ、受電コンデンサ１２３Ｃ及びコンバータ１２３Ｄが収容された収容ボックス１２３Ｅ（図１参照）と、を備えている。また、フロントライトユニット１２４、図２に示すように、ライト本体１２４Ａと、受電コイル１２４Ｂと、受電コンデンサ１２４Ｃと、コンバータ１２４Ｄと、これらライト本体１２４Ａ、受電コイル１２４Ｂ、受電コンデンサ１２４Ｃ及びコンバータ１２４Ｄが収容された収容ボックス１２４Ｅ（図１参照）と、を備えている。

ライト本体１２３Ａ、１２４Ａは、ランプなどから構成され、電源が供給されると発光する。受電コイル１２３Ｂ、１２４Ｂは、給電コイル１１２Ａ、１１２Ｃから非接触で電力を受電し、受電した電力をライト本体１２３Ａ、１２４Ａに供給する。なお、図１に示すように、フロントライトユニット１２３はエンジンルームの右前に、フロントライトユニット１２３は左前にそれぞれ配置されている。

受電コイル１２３Ｂは、右側壁２４に設けられた給電コイル１１２Ａと対向するように設けられ、その中心軸が右側壁２４と直交するように設けられている。受電コイル１２４Ｂは、左側壁２３に設けられた給電コイル１１２Ｃと対向するように設けられ、その中心軸が左側壁２３と直交するように設けられている。

受電コンデンサ１２３Ｃ、１２４Ｃは各々、受電コイル１２３Ｂ、１２４Ｂに並列接続され、受電コイル１２３Ｂ、１２４Ｂと共に共振回路を形成している。本実施形態では、受電コンデンサ１２３Ｃ、１２４Ｃは、受電コイル１２３Ｂ、１２４Ｂと並列接続しているが、直列接続するようにしてもよい。上記コンバータ１２３Ｄ、１２４Ｄは、受電コイル１２３Ｂ、１２４Ｂが受電した交流電力を直流に変換してライト本体１２３Ａ、１２４Ａに供給する。

収容ボックス１２３Ｅ、１２４Ｅは、収容ボックス１２１Ｅ、１２２Ｅと同様に樹脂などから箱型に構成されている。なお、受電コイル１２３Ｂは、右側壁２４に対向するように収容ボックス１２３Ｅ内に収容され、受電コイル１２４Ｂは、左側壁２３に対向するように収容ボックス１２４Ｅに収容されている。

中継ユニット１２５は、中継コイル１２５Ａと、中継コイル１２５Ａに接続された中継コンデンサ１２５Ｂと、これら中継コイル１２５Ａ及び中継コンデンサ１２５Ｂを収容する収容ボックス１２５Ｃ（図１参照）と、を備えている。この中継ユニット１２５は、図１に示すように、給電コイル１１２ＡとＥＣＵ１２１との間に配置されている。

また、中継コイル１２５Ａは、給電コイル１１２Ａ及び受電コイル１２１Ｂの双方に対向するように設けられ、その中心軸が右側壁２４と直交するように設けられている。中継コンデンサ１２５Ｂは、中継コイル１２５Ａに接続され、中継コイル１２５Ａと共に共振回路を形成している。上述した給電コイル１１２Ａ〜１１２Ｃ及び給電コンデンサ１１３Ａ〜１１３Ｃから成る各共振回路と、中継コイル１２５Ａ及び中継コンデンサ１２５Ｂから成る共振回路と、受電コイル１２１Ｂ〜１２４Ｂ及び受電コンデンサ１２１Ｃ〜１２４Ｃから成る各共振回路と、は互いに共振周波数が一致するように設けられている。

次に、上述した給電装置１の動作について説明する。まず、インバータ１１１からの高周波電力が給電コイル１１２Ａ〜１１２Ｃに供給されると上述した各共振回路が共振する。これにより、給電コイル１１２Ａからの電力は、受電コイル１２３Ｂにより非接触で受電され、ライト本体１２３Ａに電源が供給される。また、給電コイル１１２Ａからの電力は、中継コイル１２５Ａで中継されて受電コイル１２１Ｂにより非接触で受電され、ＥＣＵ本体１２１Ａに電源が供給される。

また、給電コイル１１２Ｂ、１１２Ｃからの電力は、受電コイル１２２Ｂ、１２４Ｂにより非接触で受電され、ＥＣＵ本体１２２Ａ及びライト本体１２４Ａに電源が供給される。

上述した実施形態によれば、電子機器としてのＥＣＵ１２１、１２２やフロントライトユニット１２３、１２４が非接触で給電されている。このため、エンジンルーム内に電線を配索する必要がなく、メンテナンスがしやすくなる。また、電線を配索した場合、電線や電線の端末に設けられたコネクタに耐水、耐油加工を施す必要があるが、本実施形態によれば、収容ボックス１２１Ｅ〜１２４Ｅを防水、耐油、耐熱加工すればよく、低コストで給電装置１を提供することができる。

また、上述した実施形態によれば、エンジンルームの側壁２１〜２４に設けた複数の給電コイル１１２Ａ〜１１２ＣからＥＣＵ１２１、１２２やフロントライトユニット１２３、１２４に非接触で給電することができる。

なお、上述した実施形態によれば、車載バッテリからの電源をエンジンルーム内のＥＣＵ１２１、１２２やフロントライトユニット１２３、１２４に非接触給電していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、車両にソーラーパネルを設け、ソーラーパネルが発電した電力を給電コイル１１２Ａ〜１１２Ｃから非接触で給電するようにしてもよい。

また、上述した実施形態によれば、給電コイル１１２Ａ〜１１２Ｃはエンジンルームの側壁２１〜２４に設けられていてが、本発明はこれに限ったものではない。給電コイル１１２Ａ〜１１２Ｃとしては、エンジンルーム内に設けた電子機器に非接触で電力を給電できるように設けられていればよい。

また、上述した実施形態によれば、電子機器としてＥＣＵ１２１、１２２やフロントライトユニット１２３、１２４を用いて説明していたが、これは一例にすぎず、他の電子機器であってもよい。

また、上述した実施形態によれば、給電コイル１１２Ａ〜１１２Ｃ、中継コイル１２５Ａ、受電コイル１２１Ｂ〜１２４Ｂはスパイラル状に設けられていたが、これに限ったものではない。これらは非接触給電できるコイルであればよく、例えば、らせん状であってもよい。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１給電装置
２１前側壁（側壁）
２２後側壁（側壁）
２３左側壁（側壁）
２４右側壁（側壁）
１１２Ａ〜１１２Ｃ給電コイル
１２１、１２２ＥＣＵ（電子機器）
１２１Ａ、１２２ＡＥＣＵ本体（電子機器本体）
１２１Ｂ、１２２Ｂ受電コイル
１２１Ｅ、１２２Ｅ収容ボックス
１２３、１２４フロントライトユニット（電子機器）
１２３Ａ、１２４Ａライト本体（電子機器本体）
１２３Ｂ、１２４Ｂ受電コイル
１２３Ｅ、１２４Ｅ収容ボックス
１２５Ａ中継コイル

Claims

車両のエンジンルーム内に設けられた複数の電子機器に電力を給電するための給電装置であって、
前記エンジンルームに設けられた給電コイルを備え、
各前記電子機器は、電子機器本体と、前記給電コイルから非接触で給電され、前記給電された電力を前記電子機器本体に供給する受電コイルと、前記電子機器本体及び前記受電コイルが設けられた収容ボックスと、を有し、
前記給電コイルは、その中心軸が前記エンジンルームの側壁に直交するように、前記側壁に複数設けられ、
各前記受電コイルは、前記給電コイルに対向するように、その中心軸が側壁と直交するように設けられている
ことを特徴とする給電装置。
前記給電コイルからの電力を非接触で受電すると共に前記受電した電力を前記電子機器の受電コイルに非接触で給電する中継コイルをさらに備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の給電装置。
前記給電コイルは、車両に設けたソーラーパネルからの電力が供給されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の給電装置。