JP6898081B2 - 車両用電力供給システム及び車両システム - Google Patents

Description

本発明は、車両用電力供給システム及び車両システムに関する。

従来、車両用電力供給システムは、車両の温度センサやドアミラースイッチ等の様々な電子機器と、各電子機器に電力を供給するための電源と、電源と各電子機器とを接続するワイヤハーネス等の電線とを備えている（例えば、特許文献１）。

特開２０１６−６０４２６号公報

ところで、車両用電力供給システムは、先進安全機能等によりセンサ等の負荷部が増加している。このため、車両用電力供給システムは、各負荷部に電力を供給するためのワイヤハーネス等の電線等が増加して配索性が低下し、各負荷部を設置することが困難になるおそれがある。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、負荷部を容易に設置することができる車両用電力供給システム及び車両システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る車両用電力供給システムは、車両に配索され第１対象と第２対象とを電気的に接続する主幹線と、前記主幹線が挿入される開口部が設けられ、前記主幹線に電流が流れることによって生じる磁界の変化に応じて電磁誘導により起電力を生じ、接続される負荷部に電力を供給するコイルユニットと、を備え、前記第１対象は、前記車両に搭載される車両機器であり、前記第２対象は、電源を含み、前記主幹線は、前記電源と前記車両機器とを接続する電力線を含み、前記電源は、前記車両機器に電力を供給する場合、前記車両機器に供給する電力に前記負荷部に供給する電力を重畳させて供給し、前記重畳される電力は、前記負荷部の消費電力に応じた電力であることを特徴とする。

また、上記車両用電力供給システムにおいて、前記負荷部は、前記コイルユニットから供給される電力を蓄電する蓄電部を含むことが好ましい。

また、上記車両用電力供給システムにおいて、前記コイルユニットは、環状の本体部と前記本体部に開口された前記開口部とを有する磁性体と、前記磁性体に生じた磁束を誘起電圧に変換可能なコイルと、を備えることが好ましい。

また、上記車両用電力供給システムにおいて、前記磁性体は、前記主幹線が前記開口部に挿入されるように前記本体部に巻き回されることが好ましい。

また、上記車両用電力供給システムにおいて、前記コイルユニットは、複数の前記磁性体と複数の前記コイルとを備え、前記複数のコイルが電気的に直列又は並列に接続され、前記負荷部に電力を供給することが好ましい。

本発明に係る車両システムは、車両に搭載される第１対象及び第２対象と、前記車両に搭載される負荷部と、前記車両に配索され前記第１対象と前記第２対象とを電気的に接続する主幹線と、前記主幹線が挿入される開口部が設けられ、前記主幹線に電流が流れることによって生じる磁界の変化に応じて電磁誘導により起電力を生じ、接続される前記負荷部に電力を供給するコイルユニットと、を備え、前記第１対象は、前記車両に搭載される車両機器であり、前記第２対象は、電源を含み、前記主幹線は、前記電源と前記車両機器とを接続する電力線を含み、前記電源は、前記車両機器に電力を供給する場合、前記車両機器に供給する電力に前記負荷部に供給する電力を重畳させて供給し、前記重畳される電力は、前記負荷部の消費電力に応じた電力であることを特徴とする。

本発明に係る車両用電力供給システム及び車両システムは、車両の主幹線に電流が流れることによって生じる磁界の変化に応じて電磁誘導により起電力を生じ、接続される負荷部に電力を供給するコイルユニットを備える。これにより、車両用電力供給システム及び車両システムは、車両の主幹線から負荷部に非接触で電力を供給することができるので、負荷部を容易に車両に設置することができる。

図１は、実施形態１に係る車両用電力供給システムの構成例を示す模式図である。 図２は、実施形態１に係るコイルユニットと主幹線との接続例を示す図である。 図３は、実施形態１に係る車両用電力供給システムの構成例を示すブロック図である。 図４は、実施形態１に係る車両用電力供給システムの負荷部と主幹線との接続例を示す図である。 図５は、実施形態１に係るコイルユニットの構成例を示す斜視図である。 図６は、実施形態１に係る車両用電力供給システムの動作例を示すタイミングチャートである。 図７は、実施形態１に係る車両用電力供給システムの動作例を示すシーケンス図である。 図８は、実施形態２に係る車両用電力供給システムの構成例を示すブロック図である。 図９は、実施形態２に係る車両用電力供給システムの動作例を示すタイミングチャートである。 図１０は、変形例に係るコイルユニットと主幹線との接続例を示す図である。 図１１は、変形例に係る複数のコイルユニットの接続例を示す図である。 図１２は、変形例に係る複数のコイルユニットの接続例を示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
実施形態１に係る車両システム１００は、図１、図２、図３に示すように、車両用電力供給システム１により、車両１０１に搭載される車両機器（第１対象）３に電力を供給すると共に、センサノードやスイッチ等の様々な負荷部４に電磁誘導により非接触で電力を供給するものである。車両システム１００は、制御ユニット２と、車両機器３と、複数の負荷部４と、直流電源６と、主幹線１０と、複数のコイルユニット２０とを備える。なお、主幹線１０及び複数のコイルユニット２０は、車両用電力供給システム１を構成する。

制御ユニット２は、例えば、ヒューズ５を介して直流電源６に接続され、当該直流電源６から電力が供給される。直流電源６は、第２対象である電源を構成する。制御ユニット２は、主幹線１０を介して車両機器３に接続され、直流電源６から供給される電力を車両機器３に供給する。また、制御ユニット２は、無線通信により負荷部４と通信信号の送受信を行う。制御ユニット２は、ＲＦ−ＩＣ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２ａと、アンテナ２ｂと、スイッチング制御部２ｃと、抵抗２ｄと、給電端子２ｅと、マイコン２ｆとを備える。なお、制御ユニット２及び直流電源６は、電源ユニット８を構成する。

ＲＦ−ＩＣ２ａは、ＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯域を使用した無線通信用の集積回路であり、アンテナ２ｂ及びマイコン２ｆに接続される。ＲＦ−ＩＣ２ａは、アンテナ２ｂを介して負荷部４と無線通信する。例えば、ＲＦ−ＩＣ２ａは、マイコン２ｆから出力される通信信号をアンテナ２ｂを介して負荷部４に送信する。また、ＲＦ−ＩＣ２ａは、アンテナ２ｂを介して負荷部４から受信した通信信号をマイコン２ｆに出力する。なお、無線通信の方式は、上述した方式に限らず種々の形式でよい。

スイッチング制御部２ｃは、マイコン２ｆ及び給電端子２ｅに接続され、電流波形がパルス形状のパルス電流Ｉを抵抗２ｄを介して給電端子２ｅに出力する。なお、スイッチング制御部２ｃは、パルス電流Ｉの代わりに電流波形が正弦波の交流電流を出力してもよい。スイッチング制御部２ｃは、マイコン２ｆによる制御に基づいて、直流電源６から出力される直流電流をスイッチング素子によりＯＮ／ＯＦＦしてパルス電流Ｉに変換し、変換したパルス電流Ｉを抵抗２ｄを介して給電端子２ｅに出力する。給電端子２ｅは、図示しないコネクタを介して主幹線１０の一端に接続される。

マイコン２ｆは、各部を制御するものである。マイコン２ｆは、ＣＰＵ、記憶部を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。マイコン２ｆは、例えば、スイッチング制御部２ｃのスイッチング素子を所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦし、パルス電流Ｉを出力するように制御する。また、マイコン２ｆは、ＲＦ−ＩＣ２ａに通信信号を出力する。また、マイコン２ｆは、ＲＦ−ＩＣ２ａから通信信号を入力する。

なお、制御ユニット２は、電磁誘導により非接触で負荷部４に電力を供給するために、従来のように車両機器３のみに電力を供給する場合と比較して大きな電力（パルス電流Ｉ）を車両機器３に供給することが好ましい。つまり、制御ユニット２は、車両機器３に電力を供給する場合、車両機器３に供給する電力に負荷部４に供給する電力を重畳させて供給する。また、制御ユニット２は、負荷部４が消費する電力が少ない場合、従来の車両機器３のみに電力を供給する場合と同等の電力を車両機器３に供給してもよい。

各負荷部４は、車両１０１に設置されたセンサノードやスイッチ等であり、グランドＧＮＤに接続される（車体アース）。各負荷部４は、車両１０１において予め決められた位置に設置される。各負荷部４は、図３に示すように、照度センサ４ａ、雨滴センサ４ｂ、ルーフ関連スイッチ４ｃ、日射センサ４ｄ、温度センサ４ｅ、ドアミラースイッチ４ｆ、ステアリングスイッチ４ｇ、外気温センサ４ｈ等を含んで構成される。照度センサ４ａ、雨滴センサ４ｂ、ルーフ関連スイッチ４ｃ等は、車両１０１のルーフ７ａに設置される。また、日射センサ４ｄ、温度センサ４ｅ、ドアミラースイッチ４ｆ、ステアリングスイッチ４ｇ等は、インストルメントパネル（インパネ）７ｂに設置される。また、外気温センサ４ｈ等は、エンジンコンパートメント（エンコパ）７ｃに設置される。

温度センサ４ａや雨滴センサ４ｂ等のセンサノード４Ａ（以下、負荷部４ともいう。）は、コイルユニット２０を介して電力が供給され、ＲＦ−ＩＣ４ｉと、アンテナ４ｊと、整流回路４ｋと、ＤＣ−ＤＣコンバータ４ｍと、受電端子４ｎと、蓄電部４ｐと、マイコン４ｑとを備える。ＲＦ−ＩＣ４ｉは、ＵＨＦ帯域を使用した無線通信用の集積回路であり、アンテナ４ｊ及びマイコン４ｑに接続される。ＲＦ−ＩＣ４ｉは、アンテナ４ｊを介して制御ユニット２と無線通信する。例えば、ＲＦ−ＩＣ４ｉは、マイコン４ｑから出力される通信信号をアンテナ４ｊを介して制御ユニット２に送信する。また、ＲＦ−ＩＣ４ｉは、アンテナ４ｊを介して制御ユニット２から受信した通信信号をマイコン４ｑに出力する。

整流回路４ｋは、受電端子４ｎ及びＤＣ−ＤＣコンバータ４ｍに接続され、受電端子４ｎから出力されるパルス電流Ｉを整流して直流電流に変換し、当該直流電流をＤＣ−ＤＣコンバータ４ｍに出力する。

ＤＣ−ＤＣコンバータ４ｍは、整流回路４ｋ及びマイコン４ｑに接続され、整流回路４ｋから出力される直流電流の電圧を所定の電圧に変換してマイコン４ｑに出力する。例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ４ｍは、マイコン４ｑによる制御に基づいて、スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦし、直流電流の電圧を所定の電圧に変換する。受電端子４ｎは、後述するコイルユニット２０のコイル２４の端部２４ａ（図５参照）に接続され、コイルユニット２０から電力が供給される。

蓄電部４ｐは、マイコン４ｑに接続され、コイルユニット２０から供給される電力を蓄電する。蓄電部４ｐは、例えば、バックアップ用のバッテリとして用いられ、コイルユニット２０から供給される電力が不足する場合に使用される。蓄電部４ｐは、例えば、２次電池やキャパシタ等が用いられる。

マイコン４ｑは、各部を制御するものである。マイコン４ｑは、ＣＰＵ、記憶部を構成するＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路を含んで構成される。マイコン４ｑは、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ４ｍのスイッチング素子を所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦする。また、マイコン４ｑは、ＲＦ−ＩＣ４ｉに通信信号を出力する。また、マイコン４ｑは、ＲＦ−ＩＣ４ｉから通信信号を入力する。なお、マイコン４ｑ、蓄電部４ｐ及びＤＣ−ＤＣコンバータ４ｍは、陰極がグランドＧＮＤに接続されている（車体アース）。

そして、車両用電力供給システム１は、電源ユニット８から車両機器３に供給される電力を各負荷部４に非接触で供給する。つまり、車両用電力供給システム１は、主幹線１０及びコイルユニット２０を含んで構成され、主幹線１０に電気的に接続された車両機器３に電力を供給すると共に、車両１０１に設置されたセンサノード４Ａやスイッチ等の様々な負荷部４に電磁誘導により非接触で電力を供給する。

主幹線１０は、例えば、ワイヤハーネスから構成される。ここで、ワイヤーハーネスとは、例えば車両１０１の各車両機器３間の接続のために、電源供給や信号通信に用いられる複数の電線を束にして集合部品としたものである。主幹線１０は、例えば、同軸ケーブルであり、図４に示すように、パルス電流Ｉを流す通電部１１と、当該通電部１１を被覆し電磁波等を遮蔽するシールド部１２とを有する。通電部１１は、例えば、導体である芯線と、当該芯線を絶縁する絶縁層とを含んで構成される。シールド部１２は、通電部１１の絶縁層の周囲に設けられノイズを遮蔽するシールド層と、当該シールド層の周囲に設けられ保護被膜としてのシースとを含んで構成される。主幹線１０は、制御ユニット２と車両機器３とを接続する電力線１１Ａを含む。主幹線１０は、通電部１１がシールド部１２から露出した複数の露出部１３を有する。各露出部１３には、後述するコイルユニット２０が設置される。主幹線１０は、原則、通電部１１がシールド部１２により被覆されているが、コイルユニット２０を設置する箇所については通電部１１がシールド部１２から露出する露出部１３を構成する。主幹線１０は、車両１０１に配索され、制御ユニット２と車両機器３とを電気的に接続する。主幹線１０は、例えば、車両１０１のルーフ７ａ、インストルメントパネル７ｂ、エンジンコンパートメント７ｃ等を経由して制御ユニット２と車両機器３とを接続する。主幹線１０は、車両１０１のルーフ７ａ等に設置された各負荷部４に電力を供給するコイルユニット２０が露出部１３に設置される。

コイルユニット２０は、コアに巻線を施した電子部品（チョークコイル）である。コイルユニット２０は、図５に示すように、磁性体（コア）２３と、コイル（巻線）２４とを備える。磁性体２３は、環状の本体部２１と、当該本体部２１に開口された開口部２２とを有する。磁性体２３は、主幹線１０の外周に生じる磁束に対し磁路を形成する。磁性体２３は、例えば、透磁率の高いフェライト素材等から形成されたトロイダルコアであり、例えば閉じたリング形状である。磁性体２３は、主幹線１０が開口部２２に挿入される。例えば、磁性体２３は、主幹線１０が開口部２２の軸方向に沿って一回挿入される。

コイル２４は、環状の磁性体２３の円周方向に沿って螺旋状に巻き回された導電性の線材である。コイル２４は、センサノード４Ａやスイッチ等の負荷部４に接続される。コイル２４は、磁性体２３の磁路に生じた磁束を誘起電圧に変換し電力を負荷部４の受電端子４ｎに供給する。

上述のように構成されたコイルユニット２０は、主幹線１０の延在方向に移動可能に主幹線１０に設置される。例えば、コイルユニット２０は、主幹線１０が当該コイルユニット２０の開口部２２に挿入され、挿入された主幹線１０の露出部１３に設置される。コイルユニット２０は、例えば、一つの負荷部４に対して一つのコイルユニット２０が接続され、接続されたコイルユニット２０から負荷部４に電力を供給する負荷ユニット４０（図４参照）を構成する。コイルユニット２０は、主幹線１０にパルス電流Ｉが流れることによって生じる磁界（磁束）の変化に応じて電磁誘導により起電力を生じ、接続される負荷部４に電力を供給する。

次に、車両用電力供給システム１の動作例について説明する。車両用電力供給システム１は、図６、図７に示すように、車両機器３に電力を供給するために、制御ユニット２のスイッチング制御部２ｃからパルス電流Ｉを主幹線１０を介して車両機器３に出力する。次に、コイルユニット２０は、主幹線１０にパルス電流Ｉが流れることによって生じる磁界の変化に応じて電磁誘導により起電力を生じ、接続されるセンサノード４Ａの受電端子４ｎに電力（電流Ｉａ）を供給する。次に、センサノード４Ａは、コイルユニット２０から供給される電流Ｉａを受電し、受電した電流Ｉａを整流回路４ｋにより直流電流に整流してＤＣ−ＤＣコンバータ４ｍに出力する。次に、センサノード４Ａは、ＤＣ−ＤＣコンバータ４ｍにより直流電流の電圧を所定の電圧に変換してマイコン４ｑに出力する。次に、センサノード４Ａは、変圧された電圧でマイコン４ｑが駆動する。次に、制御ユニット２は、センサ情報要求コマンド等の通信信号をアンテナ２ｂを介してセンサノード４Ａに送信する。次に、センサノード４Ａは、制御ユニット２から送信されたセンサ情報要求コマンド等の通信信号をアンテナ４ｊを介して受信する。次に、センサノード４Ａは、センサ情報レスポンス等の通信信号をアンテナ４ｊを介して制御ユニット２に送信する。なお、センサノード４Ａは、コイルユニット２０から供給される電力が余る場合は電力を蓄電部４ｐに蓄電する。また、制御ユニット２は、主幹線１０を介して車両機器３に接続されずに、主幹線１０を介してグランド（第１対象）ＧＮＤに接続され、主幹線１０を介してグランドＧＮＤにパルス電流Ｉを流してもよい。

以上のように、実施形態１に係る車両用電力供給システム１及び車両システム１００は、車両１０１の主幹線１０にパルス電流Ｉが流れることによって生じる磁界の変化に応じて電磁誘導により起電力を生じ、接続される負荷部４に電力を供給するコイルユニット２０を備える。これにより、車両用電力供給システム１は、車両１０１の主幹線１０から負荷部４に非接触で電力を供給することができる。従って、車両用電力供給システム１は、自動運転や先進安全機能等によりセンサ等の負荷部４や負荷部４を制御する装置が増加しても、各負荷部４等に電力を供給するためのワイヤハーネス等の集合部品（コネクタ含む）が増加することを抑制でき、省線化を実現することができる。これにより、車両用電力供給システム１は、ワイヤハーネス等の電線の配索性が低下することを抑制することが可能となり、負荷部４を容易に車両１０１に設置することができる。また、車両用電力供給システム１は、負荷部４を車両１０１の機能要件に基づき予め定められた場所に設置する必要があるが、ワイヤハーネス等の集合部品の増加を抑制できるため、搭載スペースを十分に確保することができる。これにより、車両用電力供給システム１は、負荷部４を設置するレイアウトの自由度を向上させることができる。従って、車両用電力供給システム１は、負荷部４の搭載要件を緩和することができ、省スペース化を実現することができる。これにより、車両用電力供給システム１は、電線配索の自由度を向上することができる。

また、車両用電力供給システム１において、主幹線１０は、電源ユニット８と車両機器３又はグランドＧＮＤとを接続する電力線１１Ａを含む。これにより、車両用電力供給システム１は、電力線１１Ａにおいてパルス電流Ｉが流れることによる磁界の変化に応じて電磁誘導により負荷部４に電力を供給することができる。

また、車両用電力供給システム１において、電源ユニット８は、例えば、車両機器３に電力を供給する場合、車両機器３に供給する電力に負荷部４に供給する電力を重畳させて供給する。これにより、車両用電力供給システム１は、車両機器３及び負荷部４に供給する電力が不足することを抑制することができる。

また、車両用電力供給システム１において、負荷部４は、コイルユニット２０から供給される電力を蓄電する蓄電部４ｐを含む。これにより、車両用電力供給システム１は、コイルユニット２０から供給される電力が不足する場合、蓄電部４ｐに蓄電された電力により駆動することができる。

また、車両用電力供給システム１において、コイルユニット２０は、環状の本体部２１と本体部２１に開口された開口部２２とを有する磁性体２３と、磁性体２３に生じた磁束を誘起電圧に変換可能なコイル２４とを備える。これにより、車両用電力供給システム１は、コイル２４が磁界の変化に応じて電磁誘導により起電力を生じ、負荷部４に電力を供給することができる。

〔実施形態２〕
次に、実施形態２に係る車両用電力供給システム１Ａについて説明する。実施形態２に係る車両用電力供給システム１Ａは、図８に示すように、制御ユニット（第２対象）２Ａが主幹線１０を介してパルス電流Ｉと共にパルス信号を車両機器３に出力する点で実施形態１と異なる。主幹線１０は、制御ユニット２Ａと車両機器３との間で通信信号を送受信する通信線１１Ｂを含む。車両用電力供給システム１Ａは、実施形態１に係る車両用電力供給システム１と同様の構成には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

制御ユニット２Ａのスイッチング制御部２０ｃは、マイコン２０ｆ及び給電端子２ｅに接続され、電流波形がパルス形状のパルス電流Ｉを抵抗２ｄを介して給電端子２ｅに出力する。スイッチング制御部２０ｃは、さらに、信号波形がパルス形状のパルス信号を抵抗２ｄを介して給電端子２ｅに出力する。例えば、スイッチング制御部２０ｃは、マイコン２０ｆによる制御に基づいて、直流電源６から出力される直流電流をスイッチング素子によりＯＮ／ＯＦＦしてパルス電流Ｉ又はパルス信号に変換し、変換したパルス電流Ｉ又はパルス信号を抵抗２ｄを介して給電端子２ｅに出力する。パルス信号は、例えば、ＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）帯域の信号である。

マイコン２０ｆは、各部を制御するものである。マイコン２０ｆは、例えば、スイッチング制御部２０ｃのスイッチング素子を所定の周波数でＯＮ／ＯＦＦし、パルス電流Ｉ又はパルス信号を出力するように制御する。また、マイコン２０ｆは、ＲＦ−ＩＣ２０ａから通信信号を入力する。

なお、制御ユニット２Ａは、電磁誘導により非接触でセンサノード４Ｂに電力を供給するために、従来のように車両機器３にパルス信号を出力する場合と比較して電圧レベルが高いパルス信号を車両機器３に出力することが好ましい。つまり、制御ユニット２Ａは、車両機器３にパルス信号を出力する場合、車両機器３に出力するパルス信号にセンサノード４Ｂに供給する電圧を重畳させて出力する。また、制御ユニット２Ａは、センサノード４Ｂが消費する電力が少ない場合、従来の車両機器３にパルス信号を出力する場合と同等の電圧レベルのパルス信号を車両機器３に供給してもよい。

センサノード４Ｂは、ＬＦ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）復調回路４ｒを備える。ＬＦ復調回路４ｒは、受電端子４ｎ及びマイコン４０ｑに接続され、受電端子４ｎから出力されるパルス信号を復調し、復調した復調信号をマイコン４０ｑに出力する。マイコン４０ｑは、ＬＦ復調回路４ｒから復調信号を入力する。

このように、実施形態２に係る車両用電力供給システム１Ａは、制御ユニット２Ａが主幹線１０を介してパルス電流Ｉと共にパルス信号を車両機器３に出力する。

次に、実施形態２に係る車両用電力供給システム１Ａの動作例について説明する。車両用電力供給システム１Ａは、図９に示すように、車両機器３に電力を供給するために、制御ユニット２Ａのスイッチング制御部２０ｃからパルス電流Ｉを主幹線１０を介して車両機器３に出力する。次に、コイルユニット２０は、主幹線１０にパルス電流Ｉが流れることによって生じる磁界の変化に応じて電磁誘導により起電力を生じ、接続されるセンサノード４Ｂの受電端子４ｎに電力（電流Ｉａ）を供給する。次に、センサノード４Ｂは、コイルユニット２０から供給される電流Ｉａを受電し、受電した電流Ｉａを整流回路４ｋにより直流電流に整流してＤＣ−ＤＣコンバータ４ｍに出力する。次に、センサノード４Ｂは、ＤＣ−ＤＣコンバータ４ｍにより直流電流の電圧を所定の電圧に変換してマイコン４０ｑに出力する。次に、センサノード４Ｂは、変圧された電圧でマイコン４０ｑが駆動する。

次に、車両用電力供給システム１Ａは、制御ユニット２Ａのスイッチング制御部２０ｃからパルス信号Ｐを主幹線１０を介して車両機器３に出力する。次に、コイルユニット２０は、主幹線１０にパルス信号Ｐが流れることによって生じる磁界の変化に応じて電磁誘導により起電力を生じ、センサノード４Ｂの受電端子４ｎに電力（電流Ｉｂ）を供給する。次に、センサノード４Ｂは、コイルユニット２０から供給される電流Ｉｂを受電し、受電した電流Ｉｂを整流回路４ｋにより直流電流に整流してＤＣ−ＤＣコンバータ４ｍに出力する。次に、センサノード４Ｂは、ＤＣ−ＤＣコンバータ４ｍにより直流電流の電圧を所定の電圧に変換してマイコン４０ｑに出力する。次に、センサノード４Ｂは、変圧された電圧でマイコン４０ｑが駆動する。一方、センサノード４Ｂは、センサ情報要求コマンド等のパルス信号ＰをＬＦ復調回路４ｒにより復調し、復調した復調信号をマイコン４０ｐに出力する。次に、マイコン４０ｑは、ＬＦ復調回路４ｒから出力された復調信号に基づいてセンサ情報レスポンス等の通信信号をアンテナ４ｊを介して制御ユニット２Ａに送信する。

以上のように、実施形態２に係る車両用電力供給システム１Ａにおいて、主幹線１０は、制御ユニット２Ａと車両機器３との間で通信信号を送受信する通信線１１Ｂを含む。これにより、車両用電力供給システム１Ａは、主幹線１０にパルス電流Ｉ及びパルス信号Ｐが流れることによって生じる磁界の変化に応じて電磁誘導により起電力を生じ、接続される負荷部４に電力を供給することができる。従って、車両用電力供給システム１Ａは、パルス電流Ｉに加えてさらにパルス信号Ｐから電力を回収することができる。

〔変形例〕
次に、実施形態１、２の変形例について説明する。車両用電力供給システム１において、磁性体２３は、主幹線１０が開口部２２の軸方向に沿って一回挿入される例について説明したが、これに限定されない。例えば、磁性体２３は、主幹線１０が開口部２２に複数回挿入されるように本体部２１に巻き回されてもよい。例えば、磁性体２３は、図１０に示すように、主幹線１０の通電部１１が開口部２２に挿入されるように本体部２１に一回巻き回されている。これにより、磁性体２３は、主幹線１０が開口部２２に一回挿入されるよりも磁界が強くなり誘起電圧を高めることができる。従って、車両用電力供給システム１は、主幹線１０の巻き数を変更することにより、負荷部４の消費する電力に応じて誘起電圧を調整することができる。

また、コイルユニット２０は、複数の磁性体２３と複数のコイル２４とを備え、複数のコイル２４が電気的に直列に接続され、負荷部４に電力を供給してもよい。例えば、コイルユニット２０Ａは、図１１に示すように、二つの磁性体２３と二つのコイル２４とを有し、二つのコイル２４が電気的に直列に接続され、当該コイル２４に接続される負荷部４に電力を供給する。これにより、コイルユニット２０Ａは、図６、図９に示す電流Ｉｃのように起電力が重畳されるので一つのコイル２４の電流Ｉａと比較して二倍程度の起電力を生じることができる。また、コイルユニット２０Ａは、図９に示す電流Ｉｄのように起電力が重畳されるので一つのコイル２４の電流Ｉｂと比較して二倍程度の起電力を生じることができる。なお、コイルユニット２０Ａは、磁束密度がコイルユニット２０と同程度である。

また、コイルユニット２０Ｂは、複数の磁性体２３と複数のコイル２４とを備え、複数のコイル２４が電気的に並列に接続され、負荷部４に電力を供給してもよい。例えば、図１２に示すように、コイルユニット２０Ｂは、二つの磁性体２３と二つのコイル２４とを有し、二つのコイル２４が電気的に並列に接続され、当該コイル２４に接続される負荷部４に電力を供給する。コイルユニット２０Ｂは、起電力が重畳されないのでコイルユニット２０と同程度の起電力が生じる。なお、コイルユニット２０Ｂは、磁束密度が一つのコイルユニット２０と同程度である。

また、制御ユニット２は、外部の直流電源６から供給される電力を主幹線１０を介して車両機器３又はグランドＧＮＤに供給する例について説明したが、これに限定されない。例えば、制御ユニット２は、図示しない電源（第２対象）を備え、当該電源の電力を主幹線１０を介して車両機器３に供給したりグランドＧＮＤに逃がしてもよい。

また、負荷部４は、蓄電部４ｐが設けられる例について説明したが、蓄電部４ｐを設けなくてもよい。

磁性体２３は、閉じたリング形状の他に、開閉構造を有するようにしてもよい。例えば、磁性体２３は、図示しないヒンジと、開閉部とを備え、ヒンジを回動軸にして開閉部が開閉するように構成してもよい。磁性体２３は、開状態で主幹線１０に取り付けられ、閉状態で主幹線１０に設置される。これにより、磁性体２３は、主幹線１０に容易に装着することができる。

また、車両用電力供給システム１Ａは、制御ユニット２Ａと車両機器３とが通信線１１Ｂのみにより接続され、制御ユニット２Ａが主幹線１０を介してパルス信号を車両機器３に出力し、コイルユニット２０は、通信線１１Ｂにパルス信号が流れることによって生じる磁界の変化に応じて電磁誘導により起電力を生じ、センサノード４Ｂの受電端子４ｎに電力（電流Ｉｂ）を供給してもよい。

また、車両用電力供給システム１、１Ａは、参考例として、主幹線１０に生じる磁界の変化に応じて起電力を生じる例について説明したが、これに限定されない。車両用電力供給システム１、１Ａは、定量的な電流変化が期待できたり、自然発生的に生じる磁界を起電力を生じるエネルギー源としてもよい。

また、コイルユニット２０が設置される各露出部１３は、芯線が絶縁層により絶縁された通電部１１がシールド部１２から露出する例について説明したが、これに限定されない。各露出部１３は、通電部１１の芯線が絶縁層により絶縁されずに芯線自体をシールド部１２から露出するように形成してもよい。

また、主幹線１０は、同軸ケーブルである例について説明したが、これに限定されない。例えば、主幹線１０は、パルス電流Ｉを流す電線と、当該電線の周囲に設けられ電磁波等を遮蔽するシールド層とを含んで構成してもよい。電線は、導体である芯線と、当該芯線を絶縁する絶縁層とから構成される。この場合、各露出部１３は、芯線が絶縁層により絶縁された電線がシールド層から露出することにより形成される。なお、各露出部１３は、電線の芯線が絶縁層により絶縁されずに芯線自体をシールド層から露出するように形成してもよい。

また、主幹線１０は、電線と、当該電線の周囲に設けられ電磁波等を遮蔽するシールド層と、さらに当該シールド層を保護する保護被膜とを含んで構成してもよい。この場合、各露出部１３は、芯線が絶縁層により絶縁された電線がシールド層及び保護被膜から露出することにより形成される。なお、各露出部１３は、電線の芯線が絶縁層により絶縁されずに芯線自体をシールド層及び保護被膜から露出するように形成してもよい。

１、１Ａ 車両用電力供給システム
２、２Ａ 制御ユニット（電源、第２対象）
３ 車両機器（第１対象）
４、４Ａ、４Ｂ 負荷部
４ｐ 蓄電部
６ 直流電源（電源、第２対象）
８ 電源ユニット（電源、第２対象）
１０ 主幹線
１１Ａ 電力線
１１Ｂ 通信線
２０、２０Ａ、２０Ｂ コイルユニット
２１ 本体部
２２ 開口部
２３ 磁性体
２４ コイル
ＧＮＤ グランド（第１対象）

Claims (5)

1. 車両に配索され第１対象と第２対象とを電気的に接続する主幹線と、
   前記主幹線が挿入される開口部が設けられ、前記主幹線に電流が流れることによって生じる磁界の変化に応じて電磁誘導により起電力を生じ、接続される負荷部に電力を供給するコイルユニットと、を備え、
   前記第１対象は、前記車両に搭載される車両機器であり、
   前記第２対象は、電源を含み、
   前記主幹線は、前記電源と前記車両機器とを接続する電力線を含み、
   前記電源は、前記車両機器に電力を供給する場合、前記車両機器に供給する電力に前記負荷部に供給する電力を重畳させて供給し、
   前記重畳される電力は、前記負荷部の消費電力に応じた電力であることを特徴とする車両用電力供給システム。
2. 前記負荷部は、
   前記コイルユニットから供給される電力を蓄電する蓄電部を含む請求項１に記載の車両用電力供給システム。
3. 前記コイルユニットは、
   環状の本体部と前記本体部に開口された前記開口部とを有する磁性体と、
   前記磁性体に生じた磁束を誘起電圧に変換可能なコイルと、
   を備える請求項１又は２に記載の車両用電力供給システム。
4. 前記磁性体は、前記主幹線が前記開口部に挿入されるように前記本体部に巻き回される請求項３に記載の車両用電力供給システム。
5. 車両に搭載される第１対象及び第２対象と、
   前記車両に搭載される負荷部と、
   前記車両に配索され前記第１対象と前記第２対象とを電気的に接続する主幹線と、
   前記主幹線が挿入される開口部が設けられ、前記主幹線に電流が流れることによって生じる磁界の変化に応じて電磁誘導により起電力を生じ、接続される前記負荷部に電力を供給するコイルユニットと、を備え、
   前記第１対象は、前記車両に搭載される車両機器であり、
   前記第２対象は、電源を含み、
   前記主幹線は、前記電源と前記車両機器とを接続する電力線を含み、
   前記電源は、前記車両機器に電力を供給する場合、前記車両機器に供給する電力に前記負荷部に供給する電力を重畳させて供給し、
   前記重畳される電力は、前記負荷部の消費電力に応じた電力であることを特徴とする車両システム。

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