KR20110042375A

KR20110042375A - 차량용 제어 장치

Info

Publication number: KR20110042375A
Application number: KR1020117006219A
Authority: KR
Inventors: 미노루 이케모토; 히데오 오카야마; 야스아키 마모토; 요시오 나가츠카; 데츠야 다카하시; 히데토시 스미타
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2011-04-26
Also published as: CN102177048A; AU2008362696B2; CA2739935A1; EP2332785A4; KR101223814B1; MX2011003621A; RU2011118380A; EP2332785A1; US20110176281A1; CA2739935C; JP4519200B2; AU2008362696B8; RU2471656C1; US8701809B2; JPWO2010041339A1; AU2008362696A1; WO2010041339A1; BRPI0823126A2

Abstract

차량용 제어 장치를, 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위이며, 또한 가선측의 전위와 대지측의 전위에 동등하게 되는 전력선 이외 상기 전력선의 입력과 출력이 각각, 단일 선수 또는 단일 조수이도록 한 복수의 기능 모듈로 구성한다. 기능 모듈은 신호선과 전력선의 양쪽이 모두 접속되는 인터페이스면을 그 일측면에 가진다. 각 인터페이스면은 신호선이 접속되는 신호선용 단자가 배치되는 제1 인터페이스 영역과 전력선이 접속되는 전력선용 단자가 배치되는 제2 인터페이스 영역으로 나누어져 있다. 복수의 기능 모듈은 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 제1 인터페이스 영역이 공통으로 일방 단부측에 배치되고, 제2 인터페이스 영역이 공통으로 타방 단부측에 배치된다.

Description

차량용 제어 장치{VEHICLE CONTROL DEVICE}

본 발명은 차량의 기기 등에 전력을 공급하기 위해 바닥 아래나 지붕 위 등에, 예를 들어 상자 형상으로 의장(艤裝)되는 차량용 제어 장치에 관한 것이다.

바닥 아래에 상자 형상으로 의장되는 기기에 대해서는 예를 들어 특허 문헌 1, 특허 문헌 3에 개시되어 있다. 또 지붕 위에 상자 형상으로 의장되는 기기에 대해서는 예를 들어 특허 문헌 2에 개시되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본 특개 2001-258236호 공보(도 3)

특허 문헌 2 : 일본 특개평 7-17396호 공보(도 3)

특허 문헌 3 : 일본 특개평 5-199601호 공보(도 1, 도 2)

특허 문헌 1의 종래 기술에 있어서, 케이싱에 수납되는 주요 부품의 배치는 기재되어 있지만 전기적으로 접속하는 신호선이나 전력선의 배치 관계에 대해서는 거의 다루어져 있지 않았다. 또, 실제로는 부품 사이를 접속하기 위한 신호선이나 전력선이 종횡 무진하게 연결되어 있는 것이 일반적이다. 따라서 부품을 케이싱에 장착하거나, 또는 분리하는 작업이 용이하지 않다고 하는 문제가 있고, 보수, 점검이 간단하지 않다고 하는 문제가 있다. 또 신호선이나 전력선이 둘러싸고 있기 때문에, 반도체 스위치에 의한 전자(電磁) 노이즈 경로가 복잡화되므로, 전자 적합성(EMC:electro-magnetic compatibility) 대책 부품의 선정이 어려워진다고 하는 문제가 있다.

이들을 약간 개선한 것으로서 특허 문헌 3이 있는데, 신호선과 전력선을 분리 배치한 차량용 제어 장치가 개시되어 있다. 특허 문헌 3에서는 차량의 바닥 아래에 브라켓(bracket)을 통해 상부 케이싱 및 하부 케이싱이 장착되고, 하부 케이싱에는 제어 장치의 주요 부품인 내장 기기 유닛이 수납되어 있다. 하부 케이싱의 일측면 및 타측면에는 각각 점검 커버가 개폐 가능하게 마련되어 있다. 내장 기기 유닛의 일측면측에는 이것에 접속된 전력선이 상부 케이싱에 배선되어 있다. 또, 내장 기기 유닛의 타측면측에는 이것에 접속된 신호선이 상부 케이싱에 배선되어 있다. 전력선과 신호선은 상부 케이싱 내에서 분리되어서 배치되어 있다. 이 특허 문헌 3의 차량용 제어 장치에서도, 내장 기기 유닛을 장착 또는 분리 시에는 일측면측뿐만 아니라, 타측면측으로부터도 작업을 할 필요가 있고, 장착, 분리, 보수, 점검이 간단하지 않다고 하는 문제가 있고, 특히 긴급 수리 시에 시간이 걸리는 문제가 있었다. 또, 전력선이 일측면에 배치되고, 신호선이 타측면에 배치되어 있기 때문에, 내장 기기 유닛의 장착 또는 분리는 작업성이 나쁜 케이싱 저면(底面)으로부터 행하게 되고, 내장 기기 유닛의 장착 또는 분리의 작업이 용이한 것은 아니라고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제점에 감안하여, 장치의 조립 및 분리 작업의 간소화나 오랜 시간에 걸쳐 장치의 성능을 유지하기 위한 보수 및 점검 작업의 합리화를 도모할 수 있는 차량용 제어 장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 차량용 제어 장치는, 각각 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위임과 아울러 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품을 포함할 수 있는 복수의 기능 모듈과; 상기 기능 모듈을 접속하는 신호선 및 전력선을 구비하고, 상기 기능 모듈은 상기 신호선과 상기 전력선의 양쪽이 모두 접속되는 인터페이스면을 그 일측면에 가지고, 상기 각 인터페이스면은 상기 신호선이 접속되는 신호선용 단자가 배치되는 제1 인터페이스 영역과 상기 전력선이 접속되는 전력선용 단자가 배치되는 제2 인터페이스 영역으로 나누어져 있고, 복수의 상기 기능 모듈은 상기 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 상기 제1 인터페이스 영역이 공통으로 일방 단부측에 배치되고, 상기 제2 인터페이스 영역이 공통으로 타방 단부측에 배치되도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관한 차량용 제어 장치에 의하면, 각각 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위임과 아울러 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품을 포함할 수 있는 복수의 기능 모듈과; 상기 기능 모듈을 접속하는 신호선 및 전력선을 구비하고, 상기 기능 모듈은 상기 신호선과 상기 전력선의 양쪽이 모두 접속되는 인터페이스면을 그 일측면에 가지고, 상기 각 인터페이스면은 상기 신호선이 접속되는 신호선용 단자가 배치되는 제1 인터페이스 영역과 상기 전력선이 접속되는 전력선용 단자가 배치되는 제2 인터페이스 영역으로 나누어져 있고, 복수의 상기 기능 모듈은 상기 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 상기 제1 인터페이스 영역이 공통으로 일방 단부측에 배치되고, 상기 제2 인터페이스 영역이 공통으로 타방 단부측에 배치되도록 했으므로, 배선 경로가 간소화되고, 배선 작업의 간소화가 도모되고, 장치의 조립 및 분리 작업의 간소화와 오랜 세월에 걸쳐 장치의 성능을 유지하기 위한 보수 및 점검 작업의 합리화가 도모된다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 차량용 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 구체적인 예를 나타내는 회로 구성도이다.
도 3은 기능 모듈(4A ~ 4D)의 다른 구성예를 회로 구성도 상에서 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 상당하는 차량용 제어 장치의 블록도이다.
도 5는 기능 모듈(4A ~ 4D) 및 기능 모듈과는 다른 모듈(4Y)에 의한 모듈 구성예를 회로 구성도 상에서 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에 상당하는 차량용 제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 7은 실시 형태 1의 기능 모듈의 인터페이스면의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 8은 실시 형태 1의 차량용 제어 장치 일례의 단면도이다.
도 9는 실시 형태 2에 의한 차량용 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 10은 차량용 제어 장치의 설계, 제작에 있어서 조달 기간 단축을 나타내는 설명도이다.
도 11은 실시 형태 3에 의한 차량용 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 12는 실시 형태 4에 의한 차량용 제어 장치의 일례를 케이싱을 제거하고 나타내는 외형 사시도이다.
도 13은 실시 형태 4에 의한 케이싱으로 감싼 차량용 제어 장치에 나타내는 외형 사시도이다.
도 14는 실시 형태 5에 의한 차량용 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 15는 종래의 차량용 제어 장치의 단면도이다.
도 16은 실시 형태 6에 의한 차량용 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 17은 도 16의 구체적인 예를 나타내는 회로 구성도이다.
도 18은 기능 모듈(4K, 4L, 4M)의 다른 구성예를 회로 구성도 상에서 나타낸 도면이다.
도 19는 도 18에 상당하는 차량용 제어 장치의 블록도이다.
도 20은 기능 모듈(4K, 4L, 4M) 및 모듈(4N)의 다른 구성예를 회로 구성도 상에서 나타낸 도면이다.
도 21은 도 20에 상당하는 차량용 제어 장치의 블록도이다.
도 22는 실시 형태 7에 의한 차량용 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 23은 실시 형태 8에 의한 차량용 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 24는 기능 모듈의 추가, 변경을 설명하는 도면이다.
도 25는 실시 형태 9에 의한 차량용 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 26은 실시 형태 10에 의한 차량용 제어 장치를 케이싱을 제거하고 나타내는 외형 사시도이다.
도 27은 실시 형태 10에 의한 케이싱으로 감싼 차량용 제어 장치에 나타내는 외형 사시도이다.
도 28은 실시 형태 11에 의한 차량용 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 29는 실시 형태 12에 의한 차량용 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 30은 도 29의 차량용 제어 장치의 회로 구성도이다.
도 31은 도 30에 있어서 기능 모듈(4R, 4S, 4X), 및 모듈(4T, 4U, 4V, 4W)의 배치 관계를 나타내는 블록도이다.
도 32는 컨버터-인버터의 조합예 1을 나타내는 블록도이다.
도 33은 컨버터-인버터의 조합예 2를 나타내는 블록도이다.
도 34는 컨버터-인버터의 조합예 3을 나타내는 블록도이다.
도 35는 컨버터-인버터의 조합예 4를 나타내는 블록도이다.
도 36은 도 32에 상당하는 회로 구성도이다.
도 37은 도 33에 상당하는 회로 구성도이다.
도 38은 도 34에 상당하는 회로 구성도이다.
도 39는 도 35에 상당하는 회로 구성도이다.

실시 형태 1.

본 발명의 실시 형태 1을 도 1 ~ 도 8에 의해 설명한다. 도 1은 실시 형태 1에 의한 차량용 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이다. 동 도면에서는 동시에 몇개 기능 모듈로의 분할도 나타내고 있다. 우선 도 1의 구성에 대해 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 차량용 제어 장치 본체(2)는 가선(架線)(1; 가선측과 대지측)과 입력 단자군(端子群)(3)을 통해 접속된다. 차량용 제어 장치 본체(2)는 기능 모듈(4A ~ 4E)을 구비하고 있고, 모든 기능 모듈(4A ~ 4E)은 신호선용 단자군이 집약된 제1 인터페이스 영역(5A ~ 5E)을 구비하고, 또 기능 모듈(4E) 이외의 기능 모듈(4A ~ 4D)은 전력선용 단자군이 집약된 제2 인터페이스(6A ~ 6D)를 구비하고 있다. 또한, 단자에는 부호 a, b, c를 부여한 것이 있다.

차량용 제어 장치 본체(2)의 외부에는 리액터(7)가 설치되어 있고, 이 리액터(7)는 단자군(9)을 통해 차량용 제어 장치 본체(2)와 접속된다. 또, 차량용 제어 장치 본체(2)의 외부에는 변압기(절연 트랜스; 8)가 설치되어 있고, 이 변압기(절연 트랜스; 8)는 단자군(10a, 10b)을 통해 차량용 제어 장치 본체(2)와 접속된다. 차량용 제어 장치 본체(2)에는 출력 단자군(11)이 마련되어 있다. 차량용 제어 장치 본체(2)의 내부에는 신호선의 다발을 수납하는 선속 수납부(線束收納部, 배선 덕트; 12)가 배치되어 있다. 또, 차량용 제어 장치 본체(2)에는 도시하지 않지만 차량용 제어 장치를 상위(上位)에서 제어하는 제어기와 정보를 송수신하기 위한 제어 입력 단자군(13)이 마련되어 있다.

각 기능 모듈의 주된 기능에 대해 설명한다. 기능 모듈(4A)은 가선(1; 이 경우는 직류 전원)과의 전기적 접속 및 분리를 행하는 기능을 가지는 개폐 회로이다. 기능 모듈(4B)은 직류 전압의 충방전 기능을 가지고, 필요에 따라서 전자 노이즈를 억제할 수 있는 기기(예를 들어, 코어)를 배치 가능한 스페이스를 가지고 있다. 기능 모듈(4C)은 직류 전압으로부터 교류 전압으로 변환하는 기능을 가진다. 기능 모듈(4D)은 출력 단자군(11)에 접속되는 부하와의 전기적 접속 및 분리 기능을 가지고, 필요에 따라서 전자 노이즈를 억제할 수 있는 기기(예를 들어, 코어)를 배치 가능한 스페이스를 가지고 있다. 통상, 부하로서는 차량용 조명 기구, 공조(空調) 장치 등이 있다. 기능 모듈(4E)은 제어 기판이나 릴레이 회로를 구성 요소로 가져서 상위 제어기로부터 제어용 입력 단자군(13)을 통해 보내지는 신호에 따라 차량용 제어 장치 전체를 제어하는 제어 회로이다. 이 차량용 제어 장치는 예를 들어, 보조 전원 장치로서 이용된다.

도 2는 도 1의 차량용 제어 장치의 회로 구성도이다. 기능 모듈(4A 내지 4E)의 기능 정의에 따른 분할예를 아울러 나타낸다. 각 기능 모듈(4)의 구성 요건으로서 주요한 부품을 설명한다. 기능 모듈(4A)에 관해서는 스위치(14)이다. 기능 모듈(4B)은 충방전 회로와, 역저지형 반도체 스위치(15), 충전 저항(16), 방전 스위치(17), 방전 저항(18)을 가진다. 기능 모듈(4C)은 인버터, 컨덴서(19), 스위칭 회로(20)를 가진다. 또 기능 모듈(4D)은 접촉기(21)에서, 부하로의 공급 전력을 개폐한다. 또한, 도 2에는 예를 들어 전압 센서나 전류 센서 등은 도시하고 있지 않다.

다음에, 기능 모듈(4A ~ 4D)의 특성에 대해 설명한다. 기능 모듈(4A ~ 4D)은 각각, 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위이다. 여기서, 「입출력 전위의 변동에 기여하는 부품 단위」는 그 작용에 의해 출력 전위가 입력 전위와 다른 상태로 되는 부품 단위이며, 「최소의 부품 단위」는 이와 같은 부품 단위 중에서, 다시 분할하여 복수의 「입출력 전위의 변동에 기여하는 부품 단위」로 할 수 없는 최소의 부품 단위를 의미한다. 따라서 본 실시 형태의 기능 모듈(4A ~ 4D)은 각각, 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품을 유일하게 포함한다. 단, 각 기능 모듈은 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품은 임의 개수 포함할 수 있다. 기능 모듈(4A ~ 4D)로의 분할은 각 기능 모듈이 각각 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위로 되도록 한 것이다.

예를 들어, 기능 모듈(4A)은 스위치(14)를 구비하고 있는데, 이 스위치(14)에 의해 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소 부품 단위로서의 기능을 가진다. 즉, 스위치(14)의 온ㆍ오프에 의해 입력 전위와 출력 전위가 다른 상태로 되기 때문에, 기능 모듈(4A)은 입출력 전위의 변동에 기여하는 부품을 포함하고, 그외에 입출력 전위의 변동에 기여하는 부품을 구비하지 않기 때문에, 최소의 부품 단위이다.

또, 기능 모듈(4B)은 역저지형 반도체 스위치(15), 충전 저항(16), 방전 스위치(17), 방전 저항(18)을 구비하지만, 이 중에서, 역저지형 반도체 스위치(15) 및 충전 저항(16)의 조(組)가 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소 부품으로서의 기능을 가진다. 이에 대해, 방전 스위치(17) 및 방전 저항(18)의 조는 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품이다. 즉, 방전 스위치(17) 및 방전 저항(18)의 조로 이루어진 부품에 대해서는 입력측의 2개 단자와 출력측의 2개 단자 사이에 전위차에 변동이 없고, 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는다. 기능 모듈(4B)은 역저지형 반도체 스위치(15) 및 충전 저항(16)의 조로 이루어진 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품을 구비함과 아울러, 방전 스위치(17) 및 방전 저항(18)의 조로 이루어진 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품을 구비하고 있다. 따라서 기능 모듈(4B)은 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위이다.

또, 기능 모듈(4C)은 컨덴서(19) 및 스위칭 회로(20)를 구비한다. 이 중에서, 스위칭 회로(20)는 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소 부품으로서의 기능을 가진다. 한편, 컨덴서(19)는 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는다. 즉, 컨덴서(19)는 입력측의 2개 단자와 출력측의 2개 단자 사이에서 전위차에 변동이 없다. 따라서 기능 모듈(4C)은 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위이다.

또, 기능 모듈(4D)은 접촉기(21)를 구비하고, 부하로의 공급 전력의 개폐에 의해, 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위로서 기능한다.

후술하는 바와 같이, 이와 같이 구성된 기능 모듈(4A ~ 4D)에 의하면, 기능 모듈 사이에서 서로 비간섭이기 때문에, 예를 들어, 하나의 기능을 추가/삭제할 때에, 그 기능만을 독립하여 추가/삭제할 수 있어, 설계, 제작에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 또, 문제가 생긴 경우에도, 단시간에 점검ㆍ교환할 수 있고, 신속하게 장치를 복구할 수 있다.

전술한 바와 같이, 기능 모듈(4A 내지 4E)의 기능 정의에 따라 분할한 경우, 기능 모듈(4C)에는 전자 노이즈를 주로 발생하는 기기, 즉 인버터가 집약되고, 기능 모듈(4B)과 기능 모듈(4D)에는 필요에 따라서 노이즈 필터 기능을 갖게 할 수 있다. 또, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 각 기능 모듈(4)을 배치하고, 어느 기능 모듈(4)의 제2 인터페이스 영역(6)과 다른 기능 모듈(4)의 제2 인터페이스 영역(6)이 전력선에 의해 접속되어 있는 경우에, 상호의 기능 모듈(4)을 접속하는 전력선의 선수(number of lines) 또는 조수(number of sets)(예를 들어, 3상 교류)는, 가선측의 전위와 대지측의 전위에 동등하게 되는 전력선 이외의 전력선에 대해, 직류에 대해 단 1개 선, 또는 다상 교류에 대해 유일조로 되도록 기능 모듈(4)을 설계할 수 있다. 즉, 기능 모듈(4)마다, 단일 선수 입력 또는 단일 조수 입력이며 또한 단일 선수 출력 또는 단일 조수 출력으로 되도록, 기능 모듈(4)을 설계할 수 있다.

이것을 도 1에 대해 설명하면, 가선측의 전위와 대지측의 전위에 동등하게 되는 전력선, 즉 가선측의 단자(3b)-단자(6Aa), 대지측의 단자(3a)-단자(6Bc), 및 대지측의 단자(3a)-단자(6Ca)를 제외하고, 전력선, 즉 기능 모듈(4B)에 대해서는 입력측의 단자(9b)-단자(6Ba)와, 출력측의 단자(6Bb)-단자(6Cb), 기능 모듈(4C)에 대해서는 입력측의 단자(6Bb)-단자(6Cb)와, 출력측의 단자(6Cc)-단자(10a), 기능 모듈(4D)에 대해서는 입력측의 단자(10b)-단자(6Da)와, 출력측의 단자(6Db)-단자(11)와 같이, 복수의 기능 모듈에 대해, 단일 선수 입력 또는 단일 조수 입력이며 또한 단일 선수 출력 또는 단일 조수 출력으로 된다.

실시 형태 1과 같이, 복수의 기능 모듈은, 개폐 회로의 기능 모듈, 충방전 회로의 기능 모듈, 인버터의 기능 모듈, 및 접촉기의 기능 모듈이, 이 순서로 접속되는 것에 의해, 기능 모듈(4B, 4C, 4D)마다 단일 선수 입력 또는 단일 조수 입력이며 또한 단일 선수 출력 또는 단일 조수 출력으로 된다. 이와 같이 하면, 가선(1)으로부터 입력된 전기는 차량용 보조 전원 장치로부터 출력될 때까지, 차량용 보조 전원 장치 내에 늘어놓여진 기능 모듈 사이를 일방향으로 흐르기 때문에, 기능 모듈 사이 전력선의 배선 경로를 짧게 할 수 있다. 또, 차량용 제어 장치의 어떤 기능에 문제가 생긴 경우에, 점검 또는 교환해야 하는 기능 모듈(4)을 한정된 것으로 억제할 수 있고, 단시간에 용이하게 점검 또는 교환을 할 수 있어, 신속하게 장치를 복구할 수 있다.

또, 주로 전자 노이즈의 발생원으로 되는 인버터를 가지는 기능 모듈(4C)은 기능 모듈(4B)과, 변압기(8)를 경유하여 기능 모듈(4D)에만 접속되고, 다른 기능 모듈에 접속되지 않기 때문에, 보조 전원 장치로서는 노이즈 발생원을 하나로 집약할 수 있고, 전자 노이즈를 효과적으로 억제할 수 있고, 노이즈 발생 개소를 용이하게 특정할 수 있으므로, EMC 대책을 효과적으로 실시할 수 있다. 그리고 도 1과 같이 제어 회로의 기능 모듈(4E)을 접속하면, 기능 모듈(4E)은 전자 노이즈를 발생하는 기능 모듈(4C)로부터 멀리 배치될 수 있다.

이와 같이, 보조 전원 장치로서 이용되는 차량용 제어 장치는 각각 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위인 복수의 기능 모듈로서, 개폐 회로를 가지는 기능 모듈, 충방전 회로를 가지는 기능 모듈, 인버터를 가지는 기능 모듈, 및 접촉기를 가지는 기능 모듈로 분할되어 있으므로, 기능 모듈 사이에서 서로 비간섭으로 되어, 보수, 점검을 기능별로 분리할 수 있고, 신속하게 실시할 수 있음과 아울러, 인버터를 가지는 기능 모듈에는 전자 노이즈를 주로 발생하는 기기가 집약되어 노이즈 대책을 용이하게 실시할 수 있다.

도 3은 기능 모듈(4A ~ 4D)의 다른 구성예를 회로 구성도 상에서 나타낸 도면이며, 도 4는 도 3에 상당하는 차량용 제어 장치의 블록도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 회로 구성 자체는 도 2와 동일하지만, 기능 모듈(4B)과 기능 모듈(4C)의 구성이 도 2의 경우와는 다르다. 즉, 도 3에서 기능 모듈(4B)은 역저지형 반도체 스위치(15) 및 충전 저항(16)을 구비하고, 이러한 조가 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위로서 기능하지만, 이들 이외의 부품을 포함하지 않았다. 또, 동 도면 중, 기능 모듈(4C)은 방전 스위치(17), 방전 저항(18), 컨덴서(19), 및 스위칭 회로(20)를 구비하고, 이 중에서 스위칭 회로(20)는 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소 부품으로서의 기능을 가진다. 한편, 방전 스위치(17), 방전 저항(18), 및 컨덴서(19)는 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품이다.

기능 모듈(4B, 4C)의 구성을 도 3과 같이 하면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 도 1과 비교하여, 단자수가 줄어 들어, 부품수 및 작업 공정수가 감소하는 효과가 있다. 구체적으로, 도 4에서는 기능 모듈(4B)의 단자수가 2개로 되어 있는데, 도 1에서는 3개로 되어 있다.

또, 도 4에서도, 상호의 기능 모듈(4)을 접속하는 전력선의 선수 또는 조수는 가선측의 전위와 대지측의 전위에 동등하게 되는 전력선 이외의 전력선에 대해, 단일 선수 입력 또는 단일 조수 입력이며 또한 단일 선수 출력 또는 단일 조수 출력으로 할 수 있다. 예를 들어, 기능 모듈(4B)에 대해서는 입력측의 단자(9b)-단자(6Ba) 사이의 전력선이 단일 선수 입력이며, 출력측의 단자(6Bb)-단자(6Cb) 사이의 전력선이 단일 선수 출력이다. 그외의 기능 모듈(4)에 대해서도 도 1의 경우와 동일하게 하여 설명할 수 있다.

따라서 도 3, 도 4에 나타내는 구성에서도, 기능 모듈(4A ~ 4D) 사이 전력선의 배선 경로를 짧게 할 수 있다. 또, 차량용 제어 장치의 어떤 기능에 문제가 생긴 경우에, 점검 또는 교환해야 하는 기능 모듈 또는 모듈을 한정된 것으로 억제할 수 있고, 단시간에 용이하게 점검 또는 교환을 할 수 있어, 신속하게 장치를 복구할 수 있다. 또, 도 3, 도 4와 같이, 각 기능 모듈(4)에 포함되는 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품을 조정하는 것에 의해, 단자수를 삭감하여, 부품수 및 작업 공정수가 감소될 수 있다.

도 5는 기능 모듈(4A ~ 4D) 및 기능 모듈과는 다른 모듈(4Y)에 의한 모듈 구성예를 회로 구성도 상에서 나타낸 도면이며, 도 6은 도 5에 상당하는 차량용 제어 장치를 나타내는 블록도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 회로 구성 자체는 도 2, 도 3과 동일하지만, 기능 모듈(4C)의 구성이 도 3의 경우와는 달리, 추가로, 기능 모듈과는 다른 모듈(4Y)이 마련되어 있다. 즉, 기능 모듈(4C)은 스위칭 회로(20)만을 가지고, 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소 부품으로서의 기능을 가진다. 한편, 모듈(4Y)은 방전 스위치(17), 방전 저항(18), 및 컨덴서(19)를 가지며, 이들은 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품이다. 본 실시 형태로 말하는 기능 모듈은 입출력하는 전력선이 단일 선수 또는 단일 조수이며, 또한 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위이므로, 모듈(4Y)은 기능 모듈과는 다른 모듈이며, 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품만으로 이루어진 모듈이다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 기능 모듈(4A ~ 4D)의 단자수는 각각 도 4와 동일하지만, 모듈(4Y)이 마련되어 있기 때문에, 모듈수가 증가하게 된다.

또한, 도 6에서도 기능 모듈(4A ~ 4D) 및 모듈(4Y)을 서로 접속하는 전력선의 선수 또는 조수는 가선측의 전위와 대지측의 전위에 동등하게 되는 전력선 이외의 전력선에 대해, 단일 선수 입력 또는 단일 조수 입력이며 또한 단일 선수 출력 또는 단일 조수 출력으로 된다. 구체적으로, 가선측의 전위와 대지측의 전위에 동등하게 되는 전력선, 즉 가선측의 단자(3b)-단자(6Aa), 대지측의 단자(3a)-단자(6Yc), 및 대지측의 단자(3a)-단자(6Ca)를 제외하고, 전력선, 즉 기능 모듈(4B)에 대해서는 입력측의 단자(9b)-단자(6Ba)와, 출력측의 단자(6Bb)-단자(6Yb), 모듈(4Y)에 대해서는 입력측의 단자(6Bb)-단자(6Ya)와, 출력측의 단자(6Yb)-단자(6Cb), 기능 모듈(4C)에 대해서는 입력측의 단자(6Yb)-단자(6Cb)와, 출력측의 단자(6Cc)-단자(10a), 기능 모듈(4D)에 대해서는 입력측의 단자(10b)-단자(6Da)와, 출력측의 단자(6Db)-단자(11)과 같이, 기능 모듈(4A ~ 4D) 및 모듈(4Y)에 대해, 단일 선수 입력 또는 단일 조수 입력이며 또한 단일 선수 출력 또는 단일 조수 출력으로 된다.

따라서 도 5, 도 6에 나타내는 구성에서도, 기능 모듈(4A ~ 4D), 모듈(4Y) 사이 전력선의 배선 경로를 짧게 할 수 있다. 또, 차량용 제어 장치의 어떤 기능에 문제가 생긴 경우에, 점검 또는 교환해야 하는 기능 모듈 또는 모듈을 한정된 것으로 억제할 수 있고, 단시간에 용이하게 점검 또는 교환을 할 수 있어, 신속하게 장치를 복구할 수 있다.

도 1 ~ 도 6에서, 차량용 제어 장치 본체(2)는 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위이며, 또한 입출력하는 전력선이 단일 선수 또는 단일 조수인 복수의 기능 모듈(4A ~ 4D)을 구비하여 구성하도록 하고, 추가로 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품은 기능 모듈(4A ~ 4D)에 포함하게 하도록 하거나 또는 독립한 모듈(4Y)로서 마련하도록 했다. 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위를 복수 포함하는 것은 본 실시 형태의 기능 모듈에는 상당하지 않지만, 이것은 최소의 부품 단위인 쪽이, 다양한 설계 변경ㆍ유지 보수에 신속히 대응할 수 있기 때문이다. 즉, 기능 모듈을 적어도 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위로 규정하는 것에 의해, 예를 들어, 하나의 기능(즉, 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위)을 추가/삭제할 때에, 그 기능만을 독립하여 추가/삭제할 수 있어, 설계, 제작에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다. 이에 대해, 입출력 전위를 변화시키지 않는 부품에 대해서는 어느 기능 모듈에 포함시켜도 좋으며, 또는 단독으로 마련하는 구성이라도 좋으며, 설계 사항으로 할 수 있다. 단, 모듈의 총수를 저감시키는 관점에서는 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품 단위를 독립한 모듈로 하지 않고, 기능 모듈에 포함시키는 양태가 바람직하다.

이상 요점을 정리하면, 본 실시 형태에서는 차량용 제어 장치 본체(2)를 각각 독립한 「기능」을 가지는 복수의 기능 모듈로 분할함과 아울러, 기능 모듈마다 단일 선수 입력 또는 단일 조수 입력, 또한 단일 선수출 또는 단일 조수 출력으로 했다(단, 가선측의 전위와 대지측의 전위에 동등하게 되는 전력선은 제외함). 여기서, 각 「기능」은 입출력 전위를 변화시키는 작용이고, 따라서 기능 모듈은 입출력 전위를 변화시키는 최소 부품 단위로서의 기능을 가진다. 이와 같이, 최소의 독립인 기능 모듈로 분할하는 것에 의해, 본 실시 형태의 효과를 얻는 것이 가능하게 된다.

도 7에는 1개 기능 모듈(4)의 제1 인터페이스 영역(5)과 제2 인터페이스 영역(6)을 동일면에 가지는 인터페이스면(22)을 나타낸다. 또한, 이하에서는 도 1 및 도 2에 나타내는 구성을 예에 설명하지만, 도 3 ~ 도 6의 경우에도 동일하다. 제1 인터페이스 영역(5)은 신호선용 단자군이 집약되어 있고, 또 제2 인터페이스 영역(6)은 전력선용 단자군이 집약되어 있다. 또한, 제1 인터페이스 영역(5)에는 신호선속(51)이 배치되며, 이들은 그 기능 모듈(4) 내의 배선이다. 또, 제1 인터페이스 영역(5)과 제2 인터페이스 영역(6)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 점선부에 의해 물리적으로 양 영역이 상하로 나누어지고, 도 7에서는 하단부측에 제1 인터페이스 영역(5)을, 상단부측에 제2 인터페이스 영역(6)을 배치하고 있다. 이 상하 관계가 거꾸로 되어도 좋지만, 모든 기능 모듈(4; 기능 모듈(4E, 4I, 4J)을 제외하고, 4I, 4J는 후술함)에 대해 상하 관계는 통일되어야 한다. 실시 형태 1에 적용되는 모든 기능 모듈(기능 모듈(4E)을 제외함)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 미리 통일된 디자인 룰에 기초하여 설계된다.

즉, 이 실시 형태 1의 미리 통일된 디자인 룰은 신호선용 단자와 전력선용 단자를 가지는 각 기능 모듈은 각각, 신호선용 단자가 집약된 제1 인터페이스 영역(5)과 전력선용 단자가 집약된 제2 인터페이스 영역(6)을 나눈 일방측의 인터페이스면을 가진다. 추가로, 각 기능 모듈에 있는 인터페이스면은 각각, 모든 기능 모듈에 공통으로 제1 인터페이스 영역(5)을 일방 단부측에 배치하고, 제2 인터페이스 영역(6)을 타방 단부측에 배치하는 것이다. 여기서는 이것을 배선의 프리-어레인지먼트(pre-arrangement) 설계라고 부른다.

각 기능 모듈에 대해, 제1 인터페이스 영역(5)과 제2 인터페이스 영역(6)은 반드시 동일면으로 될 필요는 없다. 예를 들어, 기능 모듈의 한 측면에, 제1 인터페이스 영역(5)과 제2 인터페이스 영역(6)이 모두 존재하고 있지만, 어느 일방의 영역이 오목해도, 즉 제1 인터페이스 영역(5)과 제2 인터페이스 영역(6)에 단차(段差)가 있어도 좋으며, 요점은 제1과 제2 인터페이스 영역을 가지는 인터페이스면이 기능 모듈의 일방측에 있는 면이면 좋다.

또, 복수의 기능 모듈의 사이에서는 인터페이스면은 반드시 서로 동일면으로 될 필요는 없다. 그러나 각 인터페이스 영역의 최적인 배치는 각 기능 모듈에 있는 제1 인터페이스 영역(5)의 각각이 동일 평면 상에 있고, 각 기능 모듈에 있는 제2 인터페이스 영역(6)의 각각이 동일 평면 상에 있는 경우이다. 이 경우는 배선 경로가 가장 간소화됨과 아울러, 배선 길이의 단축, 전력선 가공의 간소화에 의해, 저비용 및 경량인 전력선을 이용할 수 있다.

다음에, 기능 모듈(4) 내부의 인터페이스에 대해 설명한다. 일례로서, 도 1 및 도 2에 있어서 기능 모듈(4C)의 내부 인터페이스에 대해 설명하지만, 다른 기능 모듈 등에 대해서도 동일하다. 기능 모듈(4C)은 컨덴서(19)와 스위칭 회로(20)를 가진다. 그래서 이 기능 모듈(4C)을, 스위칭 회로(20)로 이루어진 스위칭 회로부(도시하지 않음)와, 컨덴서(19) 등을 수납하는 수납부(도시하지 않음)로 분할 가능하게 되도록, 스위칭 회로부와 수납부에 각각 제３ 인터페이스 영역을 마련한다. 즉, 스위칭 회로부에 설치된 제３ 인터페이스(도시하지 않음)와, 수납부에 설치된 제３ 인터페이스(도시하지 않음)를 통해, 스위칭 회로부와 수납부를 결합하거나 또는 분리한다. 이와 같이, 기능 모듈 내부에 제３ 인터페이스를 마련하고, 기능 모듈을 추가로 세분화할 수 있어, 사양 변경 등에 대해 자유도가 높은 것으로 된다. 예를 들어 상기의 예에서는 형상이 다른 2개 스위칭 회로부에 대해서도, 제３ 인터페이스를 개재시키는 것에 의해, 공통의 수납부와 결합 또는 분리가 가능하다. 또, 수납부 내에 수납하는 컨덴서(19)의 개수를 바꿀 수도 있으므로, 스위칭 회로부와 수납부가 조합을 설계 사양에 기초하여 자유롭고 또 용이하게 실현할 수 있다. 또한, 이와 같은 내부 구성에 의하면, 스위칭 회로(20)만으로 이루어진 기능 모듈(4C; 도 5 참조. 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품을 포함시키지 않는 경우)을, 상기 기능 모듈(4C)로부터 얻는 것도 용이하다.

도 8은 실시 형태 1의 차량용 제어 장치 일례의 단면도이다. 도 8은 복수 기능 모듈(4)의 인터페이스면(22)끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 제1 인터페이스 영역(5)이 공통으로 일방 단부측(도면에서는 하단부측)에 배치되고, 제2 인터페이스 영역(6)이 공통으로 타방 단부측(도면에서는 상단부측)에 배치된 차량용 제어 장치에 있어서 단면도이다. 이 경우는 복수 기능 모듈(4)의 인터페이스면(22)이 동일면으로 되는 바람직한 형태이다. 각 기능 모듈(4)은 각 기능 모듈(4) 단위로 장착, 분리가 가능하도록, 기능 모듈의 프레임(352)에 재치(載置)되거나 또는 둘러싸이고, 기능 모듈을 수납하는 케이싱(25)에 볼트(353)로 고정되어 있다.

이 볼트(353)의 사이즈(볼트의 직경)와 전력선용 단자용 볼트(354)의 사이즈(볼트의 직경)를 동일하게 하는 것이 기능 모듈(4)의 장착, 분리에는 작업 효율상 바람직하다. 이와 같이 하면, 기능 모듈(4)의 장착, 분리 시에, 전력선용 단자용 볼트(354)와 볼트(353)에 대한 한 종류의 사이즈의 렌치(wrench)를 준비하면 좋으며, 작업성이 향상된다. 또한, 동 도면 중, 신호선용 단자용 볼트(커넥터; 355), 기능 모듈의 냉각용 핀(356)이 나타나 있다. 또, 차량용 제어 장치는 브라켓(340)에 의해 차체에 고정된다.

이 실시 형태에 의하면, 복수의 기능 모듈은 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여져 있다. 또한, 기능 모듈 사이에는 대소(大小)의 틈새가 있어도 좋다. 미리 통일된 디자인 룰의 인터페이스면(22)을 가지는 복수의 기능 모듈(4)에 의해 구성되기 때문에, 보수, 점검 단위가 기능별로 집약되는 것에 의해, 보수, 점검 작업의 합리화를 도모할 수 있다. 즉, 전력선용 단자와 신호선용 단자가 집약된 인터페이스면이 동일한 방향을 향하도록, 복수의 기능 모듈을 늘어놓는 것에 의해, 기능 모듈에 접속하는 전력선과 신호선의 장착이나 분리는 일방측, 예를 들어, 일측면으로부터의 작업으로 된다. 도 8에서는 점검 커버(357)를 제거하고, 점검 커버(357)측으로부터 작업하게 된다. 또, 기능 모듈(4)의 차량용 제어 장치 케이싱으로의 장착, 분리는 작업 스페이스가 크고, 작업성이 좋은 차량용 제어 장치 케이싱(25)의 측면으로부터 실시할 수 있어, 합리화된다. 도 8에서는 전력선과 신호선을 일방측으로부터 분리, 기능 모듈(4)의 차량용 제어 장치 케이싱으로부터의 분리는 타측면으로부터 실시할 수 있다.

또 제1 인터페이스 영역(5)과 제2 인터페이스 영역(6)을 예를 들어, 상하로 나누어 배치하기 때문에, 신호선과 전력선의 전자 간섭을 효과적으로 억제할 수 있고, 전자 노이즈 경로가 용이하게 특정될 수 있다. 즉 EMC 대책의 효과를 안정적으로 얻을 수 있다. 더욱 전력선의 선수를 저감할 수 있기 때문에 조립, 분리나 보수, 점검에 필요한 작업 공정을 저감할 수 있다.

또, 기능 모듈(4E)은 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 제1 인터페이스 영역(5E)을 가지고, 제2 인터페이스 영역을 가지지 않는 인터페이스면을 가지는 별개인 기능 모듈이다. 그 별개인 기능 모듈(4E)의 인터페이스면의 제1 인터페이스 영역(5E)은 다른 기능 모듈(4A - 4D)의 인터페이스면의 제1 인터페이스 영역(5A - 5D)이 배치되는 측(이 경우는 하단부측)에 공통으로 배치된다. 기능 모듈(4E)에는 제어 회로 기반(基盤), 릴레이 등, 특히 노이즈로 오동작하면 장치 전체의 건전한 동작에 지장을 초래하는 것을 집약한다. 이로 인해 전력선과는 극력 분리할 수 있고, 또 이 기능 모듈(4E)에 집중하여 노이즈 대책을 실시할 수도 있다.

이와 같이 하여, 기능 모듈(4E)에 있어서도 다른 기능 모듈(4A - 4D)과 동일하게, 조립, 분리나 보수, 점검 작업의 합리화를 도모할 수 있고, 또 제1 인터페이스 영역(5E)을 다른 제1 인터페이스 영역(5A - 5D)과 동일한 측에 배치함으로써, EMC 대책의 효과를 안정적으로 얻을 수 있다.

또 도 7에 나타내는 바와 같이 복수 기능 모듈(4)의 제2 인터페이스 영역(6)을 구성하는 전력선용 단자에 모두 동일한 형상의 단자를 이용하면, 각 기능 모듈(4)의 제2 인터페이스 영역(6)을 서로 접속하는 전력선으로서의 케이블 직경, 또는 도체 버스바(busbar)의 폭이나 두께를 통일할 수 있다.

또한, 여기서 신호선은 반도체 스위치 소자의 제어 신호, 100V 정도 이하의 전원 신호, 릴레이 출력 신호, 센서의 입력 전원이나 출력 신호를 송수신하기 위한 배선 및 그 배선재(配線材) 등이 해당한다. 전력선과는 신호선에 포함되지 않는 배선 및 그 배선재이다.

도 15는 종래의 특허 문헌 3에 나타나는 차량용 제어 장치의 단면도이다. 차량(130)의 바닥 아래에는 상부 케이싱(131)이 차체의 브라켓(140)에 장착되어서 고정되고, 이것에 하부 케이싱(132)이 장착되어서 고정되어 있다. 하부 케이싱(132)에는 제어 장치의 주요 부품인 내장 기기 유닛(133)이 수납되어 있다. 하부 케이싱(132)의 일측면에는 점검 커버(134)가 개폐 가능하게 마련되어 있다. 하부 케이싱(132)의 타측면에는 점검 커버(135)가 개폐 가능하게 마련되어 있다. 내장 기기 유닛(133)의 일측면측에는 전력선용 고정 부재(136)가 있고, 이것에 접속된 전력선(137)이 상부 케이싱(131)에 배선되어 있다.

내장 기기 유닛(133)의 타측면측에는 기기의 신호선용 커넥터(138)가 있고, 이것에 접속된 신호선(139)이 상부 케이싱(131)에 배선되어 있다. 전력선(137)과 신호선(139)은 상부 케이싱(131) 내에서 분리되어서 배치되어 있다. 이 특허 문헌 3의 차량용 제어 장치에서도, 내장 기기 유닛(133)을 장착 또는 분리 시는 일측면측뿐만 아니라, 타측면측으로부터도 작업을 할 필요가 있고, 장착, 분리, 보수, 점검이 간단하지 않다고 하는 문제가 있고, 특히 긴급 수리 시에 시간이 걸리는 문제가 있었다. 또, 전력선(137)이 일측면에 배치되고, 신호선(139)이 타측면에 배치되어 있기 때문에, 내장 기기 유닛(133)의 장착 또는 분리는 작업성이 나쁜 케이싱 저면으로부터 행하게 되고, 내장 기기 유닛(133)의 장착 또는 분리의 작업은 용이하지 않다고 하는 문제가 있었다. 본 실시 형태에 의하면, 이와 같은 종래의 기술의 문제점이 해소된다.

실시 형태 2.

도 9는 실시 형태 2에 의한 차량용 제어 장치를 나타내는 블록도이다. 특히, 도 1 및 도 2의 구성에 관하여 기능 모듈(4)의 추가에 대해 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서, 도 1 및 도 2와 동일한 부호는 동일 또는 상당 부분을 나타내고, 그 설명을 생략한다. 이하 동일한 것으로 한다.

여기서 추가하는 기능 모듈의 예로서, 차량에 탑재되는 전지를 충전하는 기능을 가지는 기능 모듈(4F; 전지 충전 회로)과, 가선(1)으로부터 입력되는 직류 전압을 강압(降壓)하여 기능 모듈(4E)에 급전(給電)하는 기능을 가지는 기능 모듈(4G; 비상용 급전 회로)과, 기능 모듈(4F)의 출력 전압을 입력하고 강압하여 도시하지 않은 다른 차량 탑재 기기에 급전하는 기능을 가지는 기능 모듈(4H; 직류 강압 회로)을 든다. 또한, 비상용 급전 회로로서의 기능 모듈(4G)은 전지 전압이 정격보다 낮아졌을 때에 기능한다. 기능 모듈(4F, 4G, 4H)은 실시 형태 1에서 설명한 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소 부품 단위로서의 모듈이다.

기능 모듈(4F)은 기능 모듈(4D)의 출력인 교류 전압을 전지의 충전에 필요한 직류 전압으로 변환할 수 있는 교류/직류 변환 회로이면, 회로 구성은 상관없다. 또 기능 모듈(4G)은 가선(1)으로부터 입력되는 고전압인 직류 전압을 기능 모듈(4E)이 취급할 수 있는 적당한 저전압으로 강압할 수 있는 직류/직류 변환 회로이면, 회로 구성은 상관없다. 더욱 기능 모듈(4H)은 기능 모듈(4F)이 출력하는 직류 전압을 다른 직류 전압으로 강압할 수 있는 직류/직류 변환 회로이면, 회로 구성은 상관없다. 또한, 도 9에 있어서, 단자군(23, 24), 제1 인터페이스 영역(5F, 5G, 5 H), 제2 인터페이스 영역(6F, 6G, 6H)이 나타나 있다.

이와 같이 기능 모듈(4F, 4G, 4H)을 추가한 경우에도, 실시 형태 1의 통일된 디자인 룰을 동일하게 적용함으로써, 다른 기능 모듈(4)의 인터페이스면(22)의 구성을 일절 변경하는 일 없이, 새로운 기능을 가지는 기능 모듈(4F, 4G, 4H)을 간단하게 추가할 수 있다. 즉 차량용 제어 장치의 기능 확장할 때에, 구조 설계를 간단화할 수 있다. 또, 원래의 기능 모듈(4)의 구성은 변경되는 일이 없기 때문에, 그러한 기능 모듈(4)의 신뢰성은 그대로 유지된다.

기능 모듈은 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위로 하는 것에 의해, 기능 모듈 사이에서 서로 기능적으로 분리(비간섭화)하도록 설계함으로써, 기기 고장 시의 유지 보수는 다른 기능 모듈을 점검 또는 교환하는 일 없이, 문제가 생긴 기능 모듈만 점검 또는 교환하는 것에 의해, 장치의 복구를 신속하게 실시할 수 있다.

차량용 제어 장치의 케이싱 및 각 기능 모듈의 제작은 각각 기능적으로 분리하고 있고, 독립하여 실시할 수 있기 때문에, 장치 케이싱 및 각 기능 모듈은 병행하여 제작할 수 있고, 제작 기간(lead time)을 단축할 수 있다. 또, 장치 케이싱 및 각 기능 모듈의 설계도 동일하게 각각 기능적으로 분리하고 있고, 독립하여 실시할 수 있기 때문에, 어느 기능 모듈의 설계 변경을 하는 경우, 다른 기능 모듈의 설계 변경이 수반되지 않는다. 장치 케이싱 및 각 기능 모듈은 병행하여 설계할 수 있어, 설계 시간을 단축할 수 있다. 또한, 장치 케이싱 및 각 기능 모듈의 설계를 독립하여 실시할 수 있기 때문에, 설계의 외주(outsourcing)를 용이하게 실시할 수 있다.

도 10은 차량용 제어 장치의 설계, 제작 기간 단축을 나타내는 설명도이다. 종래로는 기능 모듈 1, 기능 모듈 2, 기능 모듈 3, 케이싱을 직렬적으로 설계, 제작하고 있었지만, 본 실시 형태에서는 기능 모듈 1, 기능 모듈 2, 기능 모듈 3, 케이싱을 분리하여 병렬적으로 설계, 제작할 수 있으므로, 설계, 제작 기간을 단축할 수 있다.

실시 형태 1의 차량용 보조 전원 장치는 기능적으로 분리된 기능 모듈의 조합에 의해 구성되기 때문에, 차량 운용 회사의 요구에 대응하여 기능 모듈의 추가, 삭제, 개선을 행하는 경우, 다른 기능 모듈의 설계 변경을 수반하지 않는다. 이로 인해, 차량용 보조 전원 장치에서는 제품마다 기능의 조합이 여러 가지가지만, 차량용 보조 전원 장치는 제품마다 필요한 기능에 따라 기능 모듈의 추가, 삭제, 개선을 용이하게 실시할 수 있기 때문에, 이 요구의 다양성에 용이하게 대응할 수 있어, 설계 변경 작업의 합리화를 도모할 수 있다. 또한, 만일 어느 부품이 고장난 경우나 보수 부품이 제조 중지로 된 경우에도, 관계하는 기능 모듈만을 재설계하여 교환할 수 있으므로, 차량 운행에 지장을 초래하는 리스크를 억제할 수 있다.

실시 형태 3.

도 11은 실시 형태 3에 의한 차량용 제어 장치를 나타내는 블록도이다. 도 9에서는 모든 기능 모듈(4A 내지 4H)이 옆으로 나란히 수평으로 배열되어 있다. 도 11에서는 기능 모듈(4)을 2개 군으로 나누어, 상하 2개 열(또는 수평 방향으로 2개 열)에 배치하고 있다.

각 기능 모듈(4)은 각각, 신호선용 단자군이 일방 단부측에 집약된 제1 인터페이스 영역(5)과, 전력선용 단자군이 타방 단부측에 집약된 제2 인터페이스 영역(6)을 가지는 하나의 인터페이스면(22)을 가지고 있다. 또한, 기능 모듈(4E)은 신호선용 단자군이 일방 단부측에 집약된 제1 인터페이스 영역(5)만을 가지는 인터페이스면을 가지고 있다. 각 열끼리의 각 인터페이스면은 공통으로 동일한 방향을 향해 배치되어 있다. 인터페이스면은 각 열끼리의 각 제1 인터페이스 영역(5)을 공통으로 각 열간측(列間側)에 배치하고, 각 열끼리의 각 제2 인터페이스 영역(6)을 공통으로 각 열간과 반대측에 배치한다. 각 열간에는 신호선의 선속 수납부(12)를 배치하고, 각 제1 인터페이스 영역(5)과 접속한 신호선을 수납하고 있다. 각 열간과 반대측에는 각 제2 인터페이스 영역(6)과 접속한 전력선을 배치하고 있다.

이와 같이, 각 열끼리의 각 제1 인터페이스 영역(5)을 공통으로 각 열간측에 배치하면, 신호선은 저전압이므로, 각 열간의 간격을 좁힐 수 있다. 또한, 각 열끼리의 각 제1 인터페이스 영역(5)을 공통으로 각 열간측에 배치했지만, 반대로 각 열끼리의 각 제2 인터페이스 영역(6)을 공통으로 각 열간측에 배치하는 것도 가능하다.

실시 형태 3에 의하면, 차량용 제어 장치 본체(2)의 각 열이 미리 통일된 디자인 룰의 인터페이스면(22)을 가지는 복수의 기능 모듈(4)에 의해 구성되기 때문에, 보수, 점검 단위가 기능별로 집약되는 것에 추가로, 일방측으로부터 보수, 점검 단위를 확인할 수 있는 것에 의해, 보수, 점검 작업의 합리화를 도모할 수 있다. 또 각 열의 제1 인터페이스 영역(5)과 각 열의 제2 인터페이스 영역(6)을 각 열간과 그 반대측에 분리 배치하기 때문에, 신호선과 전력선의 전자 간섭을 효과적으로 억제할 수 있다. 더욱 전력선의 선수를 저감할 수 있기 때문에 조립, 분리나 보수, 점검에 필요한 작업 공정을 저감할 수 있다.

실시 형태 4.

도 12는 실시 형태 4에 의한 차량용 제어 장치를 케이싱을 제거하고 나타내는 외형 사시도이다. 특히 형상이 다른 기능 모듈의 배열에 대해 더욱 구체적으로 설명한다. 도면에 있어서, 각 기능 모듈은 각각, 신호선용 단자군이 집약된 제1 인터페이스 영역과 전력선용 단자군이 집약된 제2 인터페이스 영역을 분리한 인터페이스면(22)을 가지고, 복수의 기능 모듈을 2개 군으로 나누고, 각 군의 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 그 일방군의 각 인터페이스면과 그 타방군의 각 인터페이스면을 서로 마주 보게 하여 배치하고, 각 인터페이스면은 각각, 제1 인터페이스 영역을 공통으로 일방측(도면에서는 하단부측)에 배치하고, 제2 인터페이스 영역을 공통으로 타방측(도면에서는 상단부측)에 배치하고 있다. 또한, 기능 모듈(4E)은 인터페이스면에 신호선용 단자군이 집약된 제1 인터페이스 영역만을 가지고, 그 제1 인터페이스 영역이 일방측(도면에서는 하단부측)에 배치되어 있다. 복수의 기능 모듈을 2개 군으로 나누고, 그 일방군의 각 인터페이스면과 그 타방군의 각 인터페이스면을 서로 마주 보게 하여 배치시키는 것에 의해, 전력선이나 신호선의 길이를 단축할 수 있다.

도 12에서는 입력 단자군(3)과 출력 단자군(11)은 도면의 우측에 배치되고, 단자군(9, 10a, 10b)은 좌측에 배치되고, 이들은 모두 상측에 배치되어 있다. 선속 수납부(12)는 하측에 배치되어 있다. 제1 인터페이스 영역이 하단부측에 있는 경우, 신호선을 매달아 고정할 필요가 없고, 케이싱의 저면에 설치된 신호선을 묶는 기능을 가지는 배선 덕트에 용이하게 수납할 수 있기 때문에, 신호선을 묶어 고정하는 방법을 간소화, 저비용화할 수 있다. 신호선 또는 신호선속이 많은 경우에, 차량의 하측으로부터 들여다 보는 것에 의해, 장치의 조립 작업과 보수, 점검 작업이 용이하게 된다.

다양한 크기의 기능 모듈(4)이 늘어놓여진 경우에도, 인터페이스면(22)은 평행이다. 도 12에서는 일방군의 각 인터페이스면과 타방군의 각 인터페이스면에 있어서, 횡방향에 배치되는 복수 기능 모듈(4)의 인터페이스면(22)이 서로 동일면으로 되어 있는 케이싱이며, 최적의 실시예이다. 단, 일부의 기능 모듈(4)의 인터페이스면(22)이 어긋나 있는 경우에도, 인터페이스면(22)이 서로 평행이면, 발명의 실시 형태로부터 벗어나는 일은 없다.

이와 같이, 각 인터페이스 영역의 최적인 배치로서는 각 기능 모듈에 있는 제1 인터페이스 영역의 각각이 동일 평면 상에 있고, 각 기능 모듈에 있는 제2 인터페이스 영역의 각각이 동일 평면 상에 있는 경우이다. 이 경우, 각 인터페이스 영역 사이를 접속하는 신호선 및 전력선을 동일 평면 상에 배치할 수 있고, 배선 경로가 가장 간소화됨과 아울러, 배선 길이의 단축, 전력선 가공의 간소화에 의해, 저비용 및 경량인 전력선을 이용할 수 있다.

도 12로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 기능 모듈(4)의 형상이 어느 정도 다른 경우에도, 기능 모듈(4)을 기계적으로 실장하거나 전기적으로 접속하는 작업자의 기본적 동선을 좌우 방향으로 할 수 있고, 작업 자체의 난이도를 낮게 할 수 있음과 아울러 작업 공정을 저감할 수 있다. 또 작업이 확실하게 행해진 것을 확인하는 작업도 용이하게 된다. 예를 들어, 신호선의 다발, 이른바 하네스(harness)의 장착 작업자는 시선을 빈번히 아래위로 돌리는 일 없이 작업할 수 있다. 또 전력선과 신호선의 전자 간섭을 동일하게 효과적으로 억제할 수 있다. 이와 같이, 기능 모듈(4)의 형상이 다른 경우에도 효과는 동일하게 얻을 수 있다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 복수 기능 모듈(4)의 인터페이스면(22)을 평행 배치함으로써, 각 기능 모듈(4)의 제1 인터페이스 영역에 접속되는 신호선에 공통된 배선 덕트 형상의 선속 수납부(12)를 마련할 수 있다. 이로 인해 신호선속, 이른바 하네스의 장착 상태는 작업 편차에 의한 영향을 받기 어렵고, 항상 안정하게 되기 때문에, 기능 모듈(4)의 외부에서의 신호선과 전력선의 전자적 분리를 확실하게 하여, 내노이즈성을 높일 수 있다.

도 13은 도 12에 나타내는 기능 모듈(4)을 상자 형상으로 배치한 것을 장치 케이싱(25)에 의해 커버하여 실제의 차량에 의장하는 장치를 나타내는 외형 사시도이다. 도 13에 있어서, 예를 들어 점검용 커버(26)를 개방하면, 점검이 필요한 기능 모듈(4)을 보는 것이 가능하다.

실시 형태 5.

도 14는 실시 형태 5에 의한 차량용 제어 장치를 나타내는 블록도이다. 도 1에서는 장치 본체로부터 분리시킨 리액터(7)나 변압기(8)를, 도 14에서는 차량용 보조 전원 본체(2)에 수납시킨 구성을 나타내고 있다. 이와 같은 경우에 있어서도, 리액터(7)나 변압기(8)를 구성하는 별개인 각 모듈(4I, 4J)은 각각, 전력선용 단자군이 집약된 제2 인터페이스 영역(6I, 6J)을 가지고 제1 인터페이스 영역을 가지지 않는 인터페이스면을 구비하고, 각 인터페이스면은 각각, 제2 인터페이스 영역(6I, 6J)을 다른 기능 모듈(4A - 4D)의 제2 인터페이스 영역(6A - 6D)에 맞추어, 공통으로 일방측(도면에서는 상단부측)에 배치한다. 이와 같이 하면, 다른 기능 모듈(4A - 4D)의 구성이나 구조에 영향을 주는 일 없이 장치를 제작할 수 있다.

이와 같이 하여, 모듈(4I, 4J)에 있어서도 다른 기능 모듈(4A - 4D)과 동일하게, 조립, 분리나 보수, 점검 작업의 합리화를 도모할 수 있고, 또 제2 인터페이스 영역(6I, 6J)을 다른 제2 인터페이스 영역(6A-6D)와 동일한 측에 공통으로 배치함으로써, EMC 대책의 효과를 안정적으로 얻을 수 있다.

실시 형태 6.

실시 형태 6을 도 16 ~ 도 21에 의해 설명한다. 도 1 ~ 도 6은 부하로서 주로, 차량용 조명 기구, 공조 장치를 대상으로 한 회로 구성이지만, 도 16 ~ 도 21은 부하로서 주로, 차량 구동용 전동기를 대상으로 한 회로 구성(VVVF)이다.

우선, 도 16 및 도 17에 대해 설명한다. 도 16은 실시 형태 6에 의한 차량용 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이고, 도 17은 도 16의 구체적인 예를 나타내는 회로 구성도이다. 또한, 도 16 ~ 도 21에 있어서, 도 1 ~ 도 6과 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 도 16에 있어서, 차량용 제어 장치 본체(2)는 가선(1; 가선측과 대지측)과 입력 단자군(3)을 통해 접속된다. 4K, 4L, 4M는 기능 모듈이며, 실시 형태 1과 동일하게, 각각 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위이다. 또, 4N은 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품으로 이루어진 모듈이다. 4E는 실시 형태 1과 동일한 기능 모듈이다. 모든 기능 모듈(4K, 4L, 4M, 4E) 및 모듈(4N)은 각각 신호선용 단자군이 집약된 제1 인터페이스 영역(5K, 5L, 5M, 5E, 5N)을 구비하고, 또 기능 모듈(4E) 이외의 기능 모듈(4K, 4L, 4M) 및 모듈(4N)은 각각 전력선용 단자군이 집약된 제2 인터페이스 영역(6K, 6L, 6M, 6N)을 구비하고 있다.

리액터(7)는 단자군(9)을 통해 차량용 제어 장치 본체(2)와 접속된다. 또, 전동기(31)는 단자군(10a, 10b)을 통해 차량용 제어 장치 본체(2)와 접속된다. 또, 차량용 제어 장치 본체(2)의 내부에는 신호선의 다발을 수납하는 선속 수납부(배선 덕트; 12)가 배치되어 있다. 또, 차량용 제어 장치 본체(2)에는 도시하지 않지만 차량용 제어 장치를 상위에서 제어하는 제어기와 정보를 송수신하기 위한 제어 입력 단자군(13)이 마련되어 있다.

각 기능 모듈 및 모듈의 주된 기능에 대해 설명한다. 기능 모듈(4K)은 가선(1; 이 경우는 직류 전원)과의 전기적 접속 및 분리를 행하는 기능을 가지는 개폐 회로이다. 기능 모듈(4L)은 전압 센서, 전류 센서 등을 구성 요소로 가지고, 차량용 제어 장치의 전압 및 전류의 동작 상황을 감시하는 기능과 각 기능 모듈 및 모듈끼리의 접속을 중계(中繼)하는 기능을 가진다. 모듈(4N)은 스위칭부와 저항을 구성 요소로 가져서 과전압을 억제하는 기능을 가진다. 기능 모듈(4M)은 직류 전압으로부터 교류 전압으로 변환하는 기능을 가진다. 기능 모듈(4E)은 상위 제어기로부터 보내지는 신호에 따라 차량용 제어 장치 전체를 제어하는 제어 회로이다.

도 17은 도 16의 차량용 제어 장치의 회로 구성도를 나타낸다. 또 동시에 기능 모듈(4K, 4L, 4M, 4E) 및 모듈(4N)의 기능 정의에 따른 분할예를 아울러 나타낸다. 각 기능 모듈 또는 모듈(4)의 구성 요건으로서 주요한 부품을 설명한다. 기능 모듈(4K)에 관해서는 스위치(32), 충전 접촉기(33), 충전 저항(34)이다. 기능 모듈(4L)에 관해서는 감시 회로에서, 가선 전류를 감시하는 전류 센서(35), 가선 전압을 감시하는 전압 센서(36), 정측(正側)과 부측(負側)의 전류차에 의해 새는 전류의 유무를 검출하는 차전류 센서(37), 그라운드 스위치(38), 스위칭 회로(39)의 직류 전압을 감시하는 전압 센서(40), 불필요한 전자파를 흡수하는 코어(41)이다. 기능 모듈(4M)은 인버터로서, 컨덴서(42), 스위칭 회로(39), 방전 저항(43)을 가진다. 또 모듈(4N)은 과전압 방지 회로로서, 스위칭부(44), 저항(45), 전압 센서(46)를 가진다. 도 17에서, 전압 센서(46)는 모듈(4N)에 배치했지만, 기능 모듈(4L)에 배치해도 좋다. 또한, 도 17에는 일부의 부품, 예를 들어 일부의 전압 센서나 전류 센서 등은 도시하고 있지 않다. 또한, 차량에 따라서는 개폐기 회로를 가지는 기능 모듈(4K)을, 차량용 제어 장치 본체의 외부에 배치하는 형식(도 22에서 상술)의 것도 있다.

감시 회로의 기능 모듈(4L)은 가선(1), 리액터(7), 개폐 회로의 기능 모듈(4K), 과전압 방지 회로의 모듈(4N), 인버터의 기능 모듈(4M)을 접속하여 접속의 중계 기능을 완수함과 동시에, 접속부에 있어서 각종 감시 기능을 완수하고 있다. 이와 같이 하여 감시 회로의 기능 모듈(4L)은 접속 기능과 각종 감시 기능을 겸비한 기능을 완수할 수 있어, 기능 모듈을 합리화할 수 있다. 본 실시 형태의 차량용 제어 장치에 있어서도, 어느 기능 모듈(4)에 문제가 생긴 경우에, 점검 또는 교환해야 하는 기능 모듈 및 모듈(4)을 항상 적은 대수로 억제할 수 있고, 단시간에 용이하게 점검, 교환을 할 수 있어, 신속하게 장치를 복구할 수 있다.

도 18은 기능 모듈(4K, 4L, 4M)의 다른 구성예를 회로 구성도 상에서 나타낸 도면이다. 도 18에 나타내는 바와 같이, 회로 구성 자체는 도 17과 동일하지만, 도 17의 모듈(4N)이 존재하지 않으며, 대신에 기능 모듈(4M)의 구성이 도 17의 경우와는 다르다. 즉, 기능 모듈(4M)은 모듈(4N)에 포함되어 있던 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품을 포함하고 있다. 도 19는 도 18에 상당하는 차량용 제어 장치의 블록도이다. 도 18 및 도 19와 같이 기능 모듈(4K, 4L, 4M)을 구성하면, 도 16 및 도 17의 경우와 비교하여, 모듈수가 줄어 들어, 부품수 및 작업 공정수가 감소하는 효과가 있다.

도 20은 기능 모듈(4K, 4L, 4M) 및 모듈(4N)의 다른 구성예를 회로 구성도 상에서 나타낸 도면이다. 도 20에 나타내는 바와 같이, 회로 구성 자체는 도 17과 동일하지만, 모듈(4N)와 기능 모듈(4M)의 구성이 도 17의 경우와 다르다. 즉, 도 20에서는 기능 모듈(4M)은 스위칭 회로(39)만을 포함하고, 모듈(4N)은 스위칭부(44), 저항(45), 전압 센서(46)에 더하여, 컨덴서(42), 방전 저항(43)을 포함하고 있다. 즉, 컨덴서(42) 및 방전 저항(43)은 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품이므로, 기능 모듈(4M)에 포함시키는 대신에, 모듈(4N)에 포함시킬 수도 있다. 도 21은 도 20에 상당하는 차량용 제어 장치의 블록도이다. 도 21에 나타내는 바와 같이, 이 경우 도 17과 비교하여 모듈수 및 단자수의 증감은 없다.

본 실시 형태에 있어서도 실시 형태 1과 동일하게, 각 기능 모듈 및 모듈(4)은 제1 인터페이스 영역(5)과 제2 인터페이스 영역(6)을 동일면에 가지는 인터페이스면(22; 도 7)을 가진다. 제1 인터페이스 영역(5)은 신호선용 단자군이 집약되어 있고, 또 제2 인터페이스 영역(6)은 전력선용 단자군이 집약되어 있다. 실시 형태 1에 적용되는 모든 기능 모듈 및 모듈(기능 모듈(4E)을 제외함)은 도 7에 나타내는 바와 같이, 미리 통일된 디자인 룰에 기초하여 설계된다.

즉, 실시 형태 1과 동일하게, 미리 통일된 디자인 룰에 의해, 신호선용 단자와 전력선용 단자를 가지는 각 기능 모듈 및 모듈은 각각, 신호선용 단자가 집약된 제1 인터페이스 영역(5)과 전력선용 단자가 집약된 제2 인터페이스 영역(6)을 나눈 일방측의 인터페이스면을 가지고, 각 인터페이스면은 각각, 제1 인터페이스 영역(5)을 공통으로 일방 단부측에 배치하고, 제2 인터페이스 영역(6)을 공통으로 타방 단부측에 배치하는 것이다.

본 실시 형태에 의하면, 복수의 기능 모듈 및 모듈은 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 미리 통일된 디자인 룰의 인터페이스면(22)을 가지는 복수의 기능 모듈 및 모듈(4)에 의해 구성되기 때문에, 보수, 점검 단위가 기능별로 집약되는 것에 의해, 보수, 점검 작업의 합리화를 도모할 수 있다. 또, 신호선과 전력선의 전자 간섭을 효과적으로 억제할 수 있다. 더욱 전력선의 선수를 저감할 수 있기 때문에 조립, 분리나 보수, 점검에 필요한 작업 공정을 저감할 수 있다.

또, 기능 모듈(4E)은 제1 인터페이스 영역(5E)을 가지고, 제2 인터페이스 영역을 가지지 않는 인터페이스면을 가지는 별개인 기능 모듈이다. 그 별개인 기능 모듈(4E)의 인터페이스면의 제1 인터페이스 영역(5E)은 다른 기능 모듈(4K, 4L, 4M) 및 모듈(4N)의 인터페이스면의 제1 인터페이스 영역(5K, 5L, 5M, 5N)이 배치되는 측에 공통으로 배치된다. 이로 인해, EMC 대책의 효과를 안정적으로 얻을 수 있다.

또한, 동일하게 전력선용 단자군이 집약된 제2 인터페이스 영역(6)을 가지고, 제1 인터페이스 영역을 가지지 않는 인터페이스면을 가지는 별개인 기능 모듈 또는 모듈(4)이 존재하는 경우에는, 그 인터페이스면의 제2 인터페이스 영역(6)을 다른 기능 모듈 및 모듈의 제2 인터페이스 영역(6)에 맞추어, 공통으로 동일한 측에 배치한다. 이로 인해, EMC 대책의 효과를 안정적으로 얻을 수 있다.

또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 각 기능 모듈 및 모듈(4)은 각 기능 모듈 또는 모듈(4) 단위로 장착, 분리가 가능하도록, 프레임(352)에 재치되거나 또는 둘러싸이고, 기능 모듈 또는 모듈을 수납하는 케이싱(25)에 볼트(353)로 고정되어 있다. 이 볼트(353)의 사이즈(볼트의 직경)와 전력선용 단자용 볼트(354)의 사이즈(볼트의 직경)를 동일하게 하는 것이 기능 모듈 또는 모듈(4)의 장착, 분리에는 작업 효율상 바람직하다. 이와 같이 하면, 기능 모듈(4) 또는 모듈의 장착, 분리 시에, 전력선용 단자용 볼트(354)와 볼트(353)에 대한 한 종류의 사이즈의 렌치를 준비하면 좋으며, 작업성이 향상된다.

실시 형태 7.

도 22는 실시 형태 7에 의한 차량용 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이다. 또한, 각 도면에 있어서, 동일 부호는 동일 또는 상당 부분을 나타내고, 그 설명을 생략한다. 이하 동일한 것으로 한다. 도 16에서는 차량용 제어 장치 케이싱에 수납된 개폐 회로의 기능 모듈(4K)을, 도 22에서는 장치 본체로부터 분리시킨 구성을 나타내고 있다. 도 22에서, 개폐 회로(52)는 장치 본체의 외부에 설치되어 있어고, 개폐 회로(52)는 기능 모듈(4K)과 동일한 개폐 회로이다. 또, 신호선(253)은 기능 모듈(4E)에 접속되고, 단자군(254)이 나타나 있다.

실시 형태 7의 경우, 감시 회로의 기능 모듈(4L)은 가선(1), 리액터(7), 개폐 회로(52), 과전압 방지 회로의 모듈(4N), 인버터의 기능 모듈(4M)을 접속하여 접속의 중계 기능을 완수함과 동시에, 접속부에 있어서 각종 감시 기능을 완수하고 있다. 이와 같이 하여 감시 회로의 기능 모듈(4L)은 접속 기능과 각종 감시 기능을 겸비한 기능을 완수할 수 있어, 기능 모듈을 합리화할 수 있다.

이 실시 형태에 나타내는 바와 같이, 차량용 제어 장치는 기능적으로 비간섭화 된 기능 모듈의 조합에 의해 구성되기 때문에, 기능 모듈의 추가, 삭제, 개선을 행하는 경우, 다른 기능 모듈 등의 설계 변경을 수반하지 않기 때문에, 다른 기능 모듈(4L, 4M, 4E) 및 모듈(4N)의 구성이나 구조에 영향을 주는 일 없이, 장치 본체에 대해 개폐 회로의 추가, 삭제, 개선을 행할 수 있다.

기능 모듈은 기능 모듈 사이에서 서로 기능적으로 분리(비간섭화)하도록 설계함으로써, 기기 고장 시의 유지 보수는 다른 기능 모듈 등을 점검 또는 교환하는 일 없이, 문제가 생긴 기능 모듈만 점검 또는 교환하는 것에 의해, 장치의 복구를 신속하게 실시할 수 있다.

차량용 제어 장치의 케이싱 및 각 기능 모듈의 제작은 각각 기능적으로 분리하고 있고, 독립하여 실시할 수 있기 때문에, 장치 케이싱 및 각 기능 모듈 등은 병행하여 제작할 수 있고, 제작 기간을 단축할 수 있다. 또, 장치 케이싱 및 각 기능 모듈 등의 설계도 동일하게 각각 기능적으로 분리하고 있고, 독립하여 실시할 수 있기 때문에, 어느 기능 모듈의 설계 변경을 하는 경우, 다른 기능 모듈 등의 설계 변경이 수반되지 않는다. 장치 케이싱 및 각 기능 모듈 등은 병행하여 설계할 수 있어, 설계 시간을 단축할 수 있다. 또한, 장치 케이싱 및 각 기능 모듈 등의 설계를 독립하여 실시할 수 있기 때문에, 설계의 외주를 용이하게 실시할 수 있다(도 10을 참조).

실시 형태 8.

도 23은 본 실시 형태에 의한 차량용 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이다. 특히 기능 모듈(4) 및 모듈의 변경과 추가에 대해 설명한다. 여기서는 기능 모듈(4N)을 변경하는 경우에, 스위칭 소자에 의해 브레이크 저항에서 소비되는 에너지를 제어하여, 스위칭 회로(39)의 과전압을 억제하는 기능을 가지는 기능 모듈(4P; 과전압 방지 회로)을 든다. 또, 추가하는 기능 모듈로서 차량측 회로와 제어용 회로를 분리하는 개폐 기능을 가지는 기능 모듈(4Q; CCOS=control circuit cut out switch)과, 열차 정보를 관리하여, 차량 상의 각 기기에 지령하는 기능을 가지는 기능 모듈(4R; 열차 정보 관리 시스템)을 든다. 또한, 도 23에 대해서는 브레이크 저항(50), 그 접속 단자군(251)이 나타나 있다.

도 23에서는 도 16의 과전압 방지 회로의 모듈(4N)의 변경으로서, 기능 모듈(4M)의 도면의 우측에 과전압 방지 회로의 기능 모듈(4P)을 배치하는 예를 들고 있다. 과전압을 방전하는 회로이면, 회로 구성은 상관없지만, 도 23의 경우는 브레이크 저항(50)이다. 또 기능 모듈(4Q)은 차량측 회로와 제어용 회로를 분리하는 회로이면, 회로 구성은 상관없다.

본 실시 형태의 경우, 감시 회로의 기능 모듈(4L)은 가선(1), 리액터(7), 개폐 회로의 기능 모듈(4K), 인버터의 기능 모듈(4M), 과전압 방지 회로의 기능 모듈(4P)을 접속하여 접속의 중계 기능을 완수함과 동시에, 접속부에 있어서 각종 감시 기능을 완수하고 있다. 이와 같이 하여 감시 회로의 기능 모듈(4L)은 접속 기능과 각종 감시 기능을 겸비한 기능을 완수할 수 있어, 기능 모듈을 합리화할 수 있다.

이와 같이, 배치 변경의 기능 모듈(4P), 추가의 기능 모듈(4Q, 4R)을 이용한 경우에 있어서도, 각 기능 모듈의 비간섭화와, 기초 기술의 통일된 디자인 룰을 동일하게 적용함으로써, 다른 기능 모듈(4)의 구성을 일절 변경하는 일 없이, 변경의 기능 모듈(4P), 추가의 기능 모듈(4Q, 4R)을 이용할 수 있다. 즉 차량용 제어 장치의 기능을 확장할 때에, 구조 설계를 간단화할 수 있다. 또, 원래의 기능 모듈(4)의 구성은 변경되는 일이 없기 때문에, 그러한 기능 모듈(4)의 신뢰성은 그대로 유지된다.

실시 형태 6 ~ 8에 나타내는 바와 같이, 각 기능 모듈을 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위로서 기능별로 정의하여 분할함으로써, 차량 운용 회사의 요구되는 기능 단위마다 기능 모듈이 분할되고, 그러한 기능 모듈을 조합하는 것에 의해, 차량 운용 회사의 기능 요구에 용이하게 대응할 수 있다. 도 24는 기능 모듈의 추가, 변경을 설명하는 도면이다. 예를 들어, 도 16에 나타내는 실시 형태 6에, 추가로 용량을 증가하기 위해, 기능 모듈(4Ma)을 추가하는 경우가 있다. 이 경우, 중계 기능을 가지는 기능 모듈(4L)이 있고, 기능 모듈(4Ma)이 다른 기능 모듈과 기능적으로 나누어져 있기 때문에, 다른 기능 모듈의 설계 변경을 수반하지 않으며, 추가되는 기능 모듈(4Ma)을 기능 모듈(4L)에 접속하는 것만으로, 이 요구에 용이하게 대응할 수 있다.

또, 중계 기능을 가지는 기능 모듈로서, 실시 형태 6 ~ 8에서는 감시 회로를 가지는 기능 모듈(4L)을 이용했지만, 감시 회로의 기능 모듈과는 별도로, 중계 기능을 가진 기능 모듈을 마련해도 좋다.

또, 차량 운용 회사의 기능 요구에 따라, 모듈(4N)와 기능 모듈(4P) 중 어느 하나를 차량용 제어 장치의 케이싱(25) 내에 배치할 필요가 있다(도 16과 도 23). 이 경우에도, 중계 기능을 가지는 기능 모듈(4L)이 있고, 모듈(4N) 및 기능 모듈(4P)은 각각, 다른 기능 모듈과 기능적으로 나누어져 있기 때문에, 다른 기능 모듈의 설계 변경을 수반하지 않으며, 차량 운용 회사의 기능 요구에 따라서 필요하게 되는 모듈(4N) 또는 기능 모듈(4P) 중 어느 하나를 기능 모듈(4L)에 접속하는 것만으로, 이 요구에 용이하게 대응할 수 있다.

또한, 기능 모듈(4K)은 차량용 제어 장치의 케이싱(25) 내에 배치되는 경우(도 16)와 차량용 제어 장치의 케이싱(25)의 외부에 배치되는 경우(도 22)가 있다. 기능 모듈(4K)을 전술한 바와 같이 정의하는 것에 의해, 다른 기능 모듈 등과 기능적으로 나누어져 있기 때문에, 다른 기능 모듈 등의 설계 변경을 수반하지 않으며 기능 모듈(4K)을 차량용 제어 장치의 케이싱(25)의 내부 또는 외부에 용이하게 배치할 수 있다.

즉, 다음과 같이 함으로써, 기능 모듈의 추가, 삭제, 변경이 용이하게 할 수 있다.

(1) 고객의 기능 요구 단위마다 기능 모듈을 정의하여 분할한다.

(2) 각 기능 모듈을 다른 기능 모듈로 기능적으로 나눈다.

(3) 중계 기능을 담당하는 기능 모듈을 존재시킨다. (필요한 기능 모듈을 기능 모듈(4L)에 접속하는 것에 의해, 고객 요구에 유연하게 대응할 수 있음)

실시 형태 9.

도 25는 실시 형태 9에 의한 차량용 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이다. 도 16에서는 모든 기능 모듈이 옆으로 나란히 수평으로 배열되어 있지만, 도 25에서는 기능 모듈(4)을 2개 군으로 나누어, 상하 2개 열(또는 수평 방향으로 2개 열)에 배치하고 있다. 또, 복수의 기능 모듈로 구성되는 각 군은 동일하다.

각 기능 모듈(4)은 각각, 신호선용 단자군이 일방 단부측에 집약된 제1 인터페이스 영역(5)과, 전력선용 단자군이 타방 단부측에 집약된 제2 인터페이스 영역(6)을 가지는 하나의 인터페이스면을 가지고 있다. 또한, 기능 모듈(4E)은 신호선용 단자군이 일방 단부측에 집약된 제1 인터페이스 영역(5)만을 가지는 인터페이스면을 가지고 있다. 각 열끼리의 각 인터페이스면은 공통으로 동일한 방향을 향해 배치되어 있다. 인터페이스면은 각 열끼리의 각 제1 인터페이스 영역(5)을 공통으로 각 열간측에 배치하고, 각 열끼리의 각 제2 인터페이스 영역(6)을 공통으로 각 열간과 반대측에 배치한다. 각 열간에는 신호선의 선속 수납부(12)를 배치하고, 각 제1 인터페이스 영역(5)과 접속한 신호선을 수납하고 있다. 각 열간과 반대측에는 각 제2 인터페이스 영역(6)과 접속한 전력선을 배치하고 있다.

본 실시 형태에 의하면, 차량용 제어 장치 본체(2)의 각 열이 미리 통일된 디자인 룰의 인터페이스면(22)을 가지는 복수의 기능 모듈(4)에 의해 구성되기 때문에, 보수, 점검 단위가 기능별로 집약되는 것에 추가로, 일방측으로부터 보수, 점검 단위를 확인할 수 있는 것에 의해, 보수, 점검 작업의 합리화를 도모할 수 있다. 또 각 열의 제1 인터페이스 영역(5)과 각 열의 제2 인터페이스 영역(6)을 각 열간과 그 반대측에 분리 배치하기 때문에, 신호선과 전력선의 전자 간섭을 효과적으로 억제할 수 있다. 더욱 전력선의 선수를 저감할 수 있기 때문에 조립, 분리나 보수, 점검에 필요한 작업 공정을 저감할 수 있다.

실시 형태 10.

도 26은 실시 형태 10에 의한 차량용 제어 장치를 케이싱을 제거하고 나타내는 외형 사시도이다. 특히 형상이 다른 기능 모듈의 배열에 대해 더욱 구체적으로 설명한다. 도면에 있어서, 각 기능 모듈은 각각, 신호선용 단자군이 집약된 제1 인터페이스 영역(5)과 전력선용 단자군이 집약된 제2 인터페이스 영역(6)을 분리한 인터페이스면(22)을 가지고, 복수의 기능 모듈을 2개 군으로 나누고, 각 군의 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 그 일방군의 각 인터페이스면과 그 타방군의 각 인터페이스면을 서로 마주 보게 하여 배치하고, 각 인터페이스면은 각각, 제1 인터페이스 영역(5)을 공통으로 일방 단부측(도면에서는 하단부측)에 배치하고, 제2 인터페이스 영역(6)을 공통으로 타방 단부측(도면에서는 상단부측)에 배치하고 있다. 또한, 기능 모듈(4E)은 인터페이스면(22)에 신호선용 단자군이 집약된 제1 인터페이스 영역만을 가지고, 그 제1 인터페이스 영역이 일방 단부측(도면에서는 하단부측)에 배치되어 있다. 복수의 기능 모듈을 2개 군으로 나누고, 그 일방군의 각 인터페이스면과 그 타방군의 각 인터페이스면을 서로 마주 보게 하여 배치시키는 것에 의해, 전력선이나 신호선의 길이를 단축할 수 있다.

도 26에서, 입력 단자군(3)은 도면의 좌측에 배치되고, 단자군(9, 10a, 10b, 251)은 우측에 배치되고, 이들 모두는 상측에 배치되어 있다. 선속 수납부(12)는 하측에 배치되어 있다. 제1 인터페이스 영역(5)이 하단부측에 있는 경우, 신호선을 매달아 고정할 필요가 없고, 케이싱의 저면에 설치된 신호선을 묶는 기능을 가지는 배선 덕트에 용이하게 수납할 수 있기 때문에, 신호선을 묶어 고정하는 방법을 간소화, 저비용화할 수 있다. 신호선 또는 신호선속이 많은 경우에, 차량의 하측으로부터 들여다 보는 것에 의해, 장치의 조립 작업과 보수, 점검 작업이 용이하게 된다.

다양한 크기의 기능 모듈(4)이 늘어놓여진 경우에도, 인터페이스면(22)은 평행이다. 도 26은 일방군의 각 인터페이스면과 타방군의 각 인터페이스면에 있어서, 횡방향에 배치되는 복수 기능 모듈(4)의 인터페이스면(22)이 서로 동일면으로 되어 있는 경우이며, 최적의 실시예이다. 단, 일부의 기능 모듈(4)의 인터페이스면(22)이 어긋나 있는 경우에도, 인터페이스면(22)이 서로 평행이면, 발명의 실시 형태로부터 벗어나는 일은 없다.

이와 같이, 각 인터페이스 영역의 최적인 배치로서는 각 기능 모듈에 있는 제1 인터페이스 영역(5)의 각각이 동일 평면 상에 있고, 각 기능 모듈에 있는 제2 인터페이스 영역(6)의 각각이 동일 평면 상에 있는 경우이다. 이 경우, 각 인터페이스 영역 사이를 접속하는 신호선 및 전력선을 동일 평면 상에 배치할 수 있고, 배선 경로가 가장 간소화됨과 아울러, 배선 길이의 단축, 전력선 가공의 간소화에 의해, 저비용 및 경량인 전력선을 이용할 수 있다.

도 26으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 기능 모듈(4)의 형상이 어느 정도 다른 경우에도, 기능 모듈(4)을 기계적으로 실장하거나 전기적으로 접속하는 작업자의 기본적 동선을 좌우 방향으로 할 수 있고, 작업 자체의 난이도를 낮게 할 수 있는 것과 아울러 작업 공정을 저감할 수 있다. 또 작업이 확실하게 행해진 것을 확인하는 작업도 용이하게 된다. 예를 들어, 신호선의 다발, 이른바 하네스의 장착 작업자는 시선을 빈번히 아래위로 돌리는 일 없이 작업할 수 있다. 또 전력선과 신호선의 전자 간섭을 동일하게 효과적으로 억제할 수 있다. 이와 같이, 기능 모듈(4)의 형상이 다른 경우에도 효과는 동일하게 얻을 수 있다.

도 26에 나타내는 바와 같이, 복수 기능 모듈(4)의 인터페이스면(22)을 평행 배치함으로써, 각 기능 모듈(4)의 제1 인터페이스 영역(5)에 접속되는 신호선에 공통된 배선 덕트 형상의 선속 수납부(12)를 마련할 수 있다. 이로 인해 신호선속, 이른바 하네스의 장착 상태는 작업 편차에 의한 영향을 받기 어렵고, 항상 안정하게 되기 때문에, 기능 모듈(4)의 외부에서의 신호선과 전력선의 전자적 분리를 확실하게 하여, 내노이즈성을 높일 수 있다.

도 27은 도 26에 나타내는 기능 모듈(4)을 상자 형상으로 배치한 것을 장치 케이싱(25)에 의해 커버하여 실제의 차량에 의장하는 장치를 나타내는 외형 사시도이다. 도 27에 나타내는 바와 같이, 점검용 커버(26)를 개방하면, 점검이 필요한 기능 모듈(4)을 보는 것이 가능하다.

실시 형태 11.

도 28은 실시 형태 11에 의한 차량용 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이다. 도면에 있어서, 복수의 기능 모듈로 구성되는 동일한 군이 2개, 중앙을 대칭으로 하여 옆으로 나란히 수평으로 배열되어 있다. 각 기능 모듈(4)은 각각, 신호선용 단자군이 일방 단부측에 집약된 제1 인터페이스 영역(5)과, 전력선용 단자군이 타방 단부측에 집약된 제2 인터페이스 영역(6)을 분리한 1개 인터페이스면을 가지고 있다. 각 군의 각 기능 모듈(4)은 각각 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 제1 인터페이스 영역(5)을 공통으로 일방 단부측(이 경우는 하단부측)에 배치하고, 제2 인터페이스 영역(6)을 공통으로 타방 단부측(이 경우는 상단부측)에 배치한다. 기능 모듈(4E)은 도 16과 동일하게, 제1 인터페이스 영역(5E)을 가지고, 제2 인터페이스 영역을 가지지 않기 때문에, 기능 모듈(4E)의 제1 인터페이스 영역(5E)은 다른 기능 모듈의 제1 인터페이스 영역(5)이 배치되는 측에 공통으로 배치된다.

이와 같이 하여 실시 형태 6과 동일하게, 기능 모듈(4)을 기계적으로 실장하거나 전기적으로 접속하는 작업자의 기본적 동선을 좌우 방향으로 할 수 있고, 작업 자체의 난이도를 낮게 할 수 있는 것과 아울러 작업 공정을 저감할 수 있다. 또 작업이 확실하게 행해진 것을 확인하는 작업도 용이하게 된다. 더욱 전력선과 신호선의 전자 간섭을 동일하게 효과적으로 억제할 수 있다.

상술한 실시 형태 6 ~ 10에 의하면, 내노이즈 성능이 높고, 안정된 차량용 제어 장치를 얻을 수 있다. 조립 작업의 난이도를 낮게 할 수 있는 것과 아울러 작업 공정을 저감할 수 있다. 이러한 효과가 장치의 케이싱 구조에 의존하기 어려운 것으로 할 수 있다. 또, 차량 탑재 기기는 10년 이상의 장기에 걸쳐 기능을 유지할 필요가 있지만, 그 때에 필요한 보수, 점검 작업을 효율적으로 실시할 수 있다. 또한, 만일 어느 부품이 고장난 경우나 보수 부품이 제조 중지로 된 경우에도, 관계하는 기능 모듈만을 재설계하여 교환할 수 있으므로, 차량 운행에 지장을 초래하는 리스크를 억제할 수 있다.

실시 형태 12.

본 실시 형태를 도 29 및 도 30에 의해 설명한다. 도 29는 본 실시 형태에 의한 차량용 제어 장치의 일례를 나타내는 블록도이다. 또, 도 30은 도 29의 차량용 제어 장치의 회로 구성도이다. 도 29 및 도 30은 부하로서 차량 구동용 전동기를 대상으로 한 컨버터-인버터를 구비한 회로 구성이다.

도 29에 나타내는 바와 같이, 차량용 제어 장치 본체(2)는 변압기(53) 및 입력 단자군(3)을 통해 가선(1; 가선측과 대지측)에 접속되어 있다. 즉, 가선(1)으로부터 공급된 교류 전력은 변압기(53)를 통해 입력 단자군(3)으로부터 차량용 제어 장치 본체(2)에 입력된다. 차량용 제어 장치 본체(2)는 각각 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위인 기능 모듈(4R, 4S, 4X, 4E)과, 각각 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품으로 이루어진 모듈(4T, 4U, 4V, 4W)을 구비하고 있다. 모든 기능 모듈(4R, 4S, 4X, 4E)은 신호선용 단자군이 집약된 제1 인터페이스 영역(5R, 5S, 5X)을 구비하고, 또 기능 모듈(4E) 이외의 기능 모듈(4R, 4S, 4X)은 전력선용 단자군이 집약된 제2 인터페이스(6R, 6S, 6X)를 구비하고 있다. 또, 모든 모듈(4T, 4U, 4V, 4W)은 신호선용 단자군이 집약된 제1 인터페이스 영역(5T, 5U, 5V, 5W)을 구비함과 동시에 전력선용 단자군이 집약된 제2 인터페이스(6T, 6U, 6V, 6W)를 구비하고 있다. 차량용 제어 장치 본체(2)에는 출력 단자군(67)이 마련되어 있다.

차량용 제어 장치 본체(2)의 내부에는 신호선의 다발을 수납하는 선속 수납부(배선 덕트; 12)가 배치되어 있다. 또, 차량용 제어 장치 본체(2)에는 도시하지 않지만 차량용 제어 장치를 상위에서 제어하는 제어기와 정보를 송수신하기 위한 제어 입력 단자군(13)이 마련되어 있다.

도 30에서는 기능 모듈(4R, 4S, 4X, 4E), 및 모듈(4T, 4U, 4V, 4W)의 기능 정의에 따른 분할예를 나타내고, 구성 요건으로서 주요한 부품을 설명한다. 기능 모듈(4R)은 스위치(54)를 가지고, 가선(1)과의 전기적 접속 및 분리를 행하는 기능을 가지는 개폐 회로이다.

기능 모듈(4S)은 스위칭 회로(55)를 가지고, 컨버터로서 기능한다. 이 컨버터는 가선(1)으로부터 공급되는 교류 전력을 최대 전위 단자, 중간 전위 단자, 및 최소 전위 단자의 3개 출력 단자를 통해 직류 전력으로서 출력한다.

모듈(4T)은 서로 직렬로 접속된 컨덴서(56, 57)로 이루어지고, 스위칭 회로(55)에 병렬로 접속되어 있다. 컨덴서(56)는 컨버터의 최대 전위 단자와 중간 전위 단자 사이에 접속되고, 컨덴서(57)는 컨버터의 중간 전위 단자와 최소 전위 단자 사이에 접속되어 있다.

모듈(4U)은 서로 직렬로 접속된 저항(58, 59)으로 이루어지고, 컨덴서(56, 57)로 이루어진 회로에 병렬로 접속되어 있다. 저항(58)은 컨버터의 최대 전위 단자와 중간 전위 단자 사이에 접속되고, 저항(59)은 컨버터의 중간 전위 단자와 최소 전위 단자 사이에 접속되어 있다.

모듈(4V)은 서로 직렬로 접속된 전압 센서(60, 61)로 이루어지고, 저항(58, 59)으로 이루어진 회로에 병렬로 접속되어 있다. 전압 센서(60)는 컨버터의 최대 전위 단자와 중간 전위 단자 사이에 접속되고, 전압 센서(61)는 컨버터의 중간 전위 단자와 최소 전위 단자 사이에 접속되어 있다.

모듈(4W)은 저항(62), 스위치(63), 저항(64), 스위치(65)로 이루어진다. 저항(62), 스위치(63), 저항(64), 스위치(65)는 직렬로 접속되고, 이들은 전압 센서(60, 61)로 이루어진 회로에 병렬로 접속되어 있다. 저항(62) 및 스위치(63)는 컨버터의 최대 전위 단자와 중간 전위 단자 사이에 접속되고, 저항(64) 및 스위치(65)는 컨버터의 중간 전위 단자와 최소 전위 단자 사이에 접속되어 있다.

기능 모듈(4X)은 스위칭 회로(66)를 가지고, 인버터로서 기능한다. 컨버터의 최대 전위 단자, 중간 전위 단자, 및 최소 전위 단자로부터 출력된 직류 전력은 모듈(4T, 4U, 4V, 4W)을 통해 인버터에 입력되고 있다. 인버터로부터 출력되는 교류 전력은 출력 단자군(67)을 통해 부하에 공급된다.

기능 모듈(4E)은 제어 기판이나 릴레이 회로를 구성 요소로 가져서 상위 제어기로부터 제어용 입력 단자군(13)을 통해 보내지는 신호에 따라 차량용 제어 장치 전체를 제어하는 제어 회로이다.

도 31은 도 30에 있어서 기능 모듈(4R, 4S, 4X), 및 모듈(4T, 4U, 4V, 4W)의 배치 관계를 나타내는 블록도이다. 또한, 기능 모듈(4E) 등 다른 구성 요소에 대해서는 도시를 생략하고 있다.

실시 형태 1에서 설명한 바와 같이, 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품은 모듈로서 독립하여 마련해도 좋으며, 기능 모듈에 포함시켜도 좋다. 즉, 차량용 제어 장치의 구성 시에는 이와 같은 자유도가 설계 사항으로서 존재한다. 그래서 도 29 ~ 도 31의 변형예로서, 다른 컨버터-인버터의 조합예에 대해 설명한다.

도 32는 컨버터-인버터의 조합예 1을 나타내는 블록도이고, 도 36은 도 32에 상당하는 회로 구성도이다. 도 36에 나타내는 바와 같이, 회로 구성 자체는 도 30과 동일하지만, 도 30의 모듈(4T)이 존재하지 않으며, 대신에 기능 모듈(4S)의 구성이 도 30의 경우와는 다르다. 즉, 기능 모듈(4S)은 모듈(4T)에 포함되어 있던 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품인 컨덴서(56, 57)를 포함하고 있다. 또, 도 32에서는 모듈(4T)이 기능 모듈(4S)에 포함되어 있는 것을 모식적으로 나타내고 있다. 또한, 도 32에 나타내는 조합예로 한정하지 않으며, 모듈(4T)을 예를 들어 모듈(4W) 또는 기능 모듈(4X)에 포함해도 좋으며, 또는 기능 모듈(4S), 모듈(4W), 및 기능 모듈(X)의 모두에 포함하는 등, 여러 가지의 조합이 가능하다.

도 33은 컨버터-인버터의 조합예 2를 나타내는 블록도이고, 도 37은 도 33에 상당하는 회로 구성도이다. 도 37에 나타내는 바와 같이, 회로 구성 자체는 도 30과 동일하지만, 도 30의 모듈(4T, 4W)이 존재하지 않으며, 대신에 기능 모듈(4S), 기능 모듈(4X)의 구성이 도 30의 경우와는 다르다. 즉, 기능 모듈(4S)은 모듈(4T)에 포함되어 있던 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품인 컨덴서(56, 57)를 포함하고 있고, 또 기능 모듈(4X)은 모듈(4W)에 포함되어 있던 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품인 저항(62), 스위치(63), 저항(64), 스위치(65)를 포함하고 있다. 또, 도 33에서는 모듈(4T)이 기능 모듈(4S)에 포함되고, 모듈(4W)이 기능 모듈(4X)에 포함되어 있는 것을 모식적으로 나타내고 있다.

도 34는 컨버터-인버터의 조합예 1을 나타내는 블록도이고, 도 38은 도 34에 상당하는 회로 구성도이다. 도 38에 나타내는 바와 같이, 회로 구성 자체는 도 30과 동일하지만, 도 30의 모듈(4U, 4V, 4W)이 존재하지 않으며, 대신에 모듈(4T), 기능 모듈(4X)의 구성이 도 30의 경우와는 다르다. 즉, 모듈(4T)은 모듈(4U)에 포함되어 있던 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품인 저항(58, 59)과, 모듈(4V)에 포함되어 있던 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품인 전압 센서(60, 61)를 포함하고 있다. 또, 기능 모듈(4X)은 모듈(4W)에 포함되어 있던 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품인 저항(62), 스위치(63), 저항(64), 스위치(65)를 포함하고 있다. 또, 도 34에서는 모듈(4U, 4V)이 모듈(4T)에 포함되고, 모듈(4W)이 기능 모듈(4X)에 포함되어 있는 것을 모식적으로 나타내고 있다.

도 35는 컨버터-인버터의 조합예 1을 나타내는 블록도이고, 도 39는 도 35에 상당하는 회로 구성도이다. 도 39에 나타내는 바와 같이, 회로 구성 자체는 도 30과 동일하지만, 도 30의 모듈(4T, 4V)이 존재하지 않으며, 대신에 기능 모듈(4S), 모듈(4W)의 구성이 도 30의 경우와는 다르다. 즉, 기능 모듈(4S)은 모듈(4T)에 포함되어 있던 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품인 컨덴서(56, 57)를 포함하고, 또 모듈(4W)은 모듈(4V)에 포함되어 있던 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품인 전압 센서(60, 61)를 포함하고 있다. 또, 도 35에서는 모듈(4T)이 기능 모듈(4S)에 포함되고, 모듈(4V)이 모듈(4W)에 포함되어 있는 것을 모식적으로 나타내고 있다.

본 실시 형태에 있어서도 실시 형태 1과 동일하게, 각 기능 모듈 및 모듈(4)은 제1 인터페이스 영역(5)과 제2 인터페이스 영역(6)을 동일면에 가지는 인터페이스면(22; 도 7)을 가진다. 제1 인터페이스 영역(5)은 신호선용 단자군이 집약되어 있고, 또 제2 인터페이스 영역(6)은 전력선용 단자군이 집약되어 있다. 실시 형태 1에 적용되는 모든 기능 모듈 및 모듈(기능 모듈(4E)을 제외함)은 도 7에 나타내는 바와 같이, 미리 통일된 디자인 룰에 기초하여 설계되는 것으로 된다.

또, 기능 모듈(4E)은 제1 인터페이스 영역(5E)을 가지고, 제2 인터페이스 영역을 가지지 않는 인터페이스면을 가지는 별개인 기능 모듈이다. 그 별개인 기능 모듈(4E)의 인터페이스면의 제1 인터페이스 영역(5E)은 다른 기능 모듈(4R, 4S, 4X) 및 모듈(4T, 4U, 4V, 4W)의 인터페이스면의 제1 인터페이스 영역(5)이 배치되는 측에 공통으로 배치된다. 이로 인해, EMC 대책의 효과를 안정적으로 얻을 수 있다.

본 발명은 차량의 기기 등에 전력을 공급하기 위해 바닥 아래나 지붕 위 등에 예를 들어 상자 형상으로 의장되는 차량용 제어 장치로서 유용하다.

1 가선
2 차량용 제어 장치 본체
3, 13 입력 단자군
4A ~ 4E 기능 모듈
5 제1 인터페이스 영역
6 제2 인터페이스 영역
7 리액터
9, 10a, 10b 단자군
8 변압기(절연 트랜스)
11 출력 단자군
12 선속 수납부(배선 덕트)
14 스위치
15 역저지형 반도체 스위치
16 충전 저항
17 방전 스위치
18 방전 저항
19 컨덴서
20 스위칭 회로
21 접촉기
22 인터페이스면
4N, 4T, 4U, 4V, 4W 모듈
32 스위치
33 충전 접촉기
34 충전 저항
35 전류 센서
36 전압 센서
37 차전류 센서
38 그라운드 스위치
39 스위칭 회로
40 전압 센서
41 코어
42 컨덴서
43 방전 저항
44 스위칭부
45 저항
46 전압 센서
53 변압기
54 스위치
55, 66 스위칭 회로
56, 57 컨덴서
58, 59 저항
60, 61 전압 센서
130 차량
131 상부 케이싱
132 하부 케이싱
133 내장 기기 유닛
134, 135 점검 커버
137 전력선
138 신호선용 커넥터
139 신호선
140 브라켓
352 프레임
353, 354 볼트
356 냉각용 핀
357 점검 커버

Claims

각각 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위임과 아울러 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품을 포함할 수 있는 복수의 기능 모듈과,
상기 기능 모듈을 접속하는 신호선 및 전력선을 구비하고,
상기 기능 모듈은 상기 신호선과 상기 전력선의 양쪽이 모두 접속되는 인터페이스면을 그 일측면에 가지고,
상기 각 인터페이스면은 상기 신호선이 접속되는 신호선용 단자가 배치되는 제1 인터페이스 영역과 상기 전력선이 접속되는 전력선용 단자가 배치되는 제2 인터페이스 영역으로 나누어져 있고,
복수의 상기 기능 모듈은 상기 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 상기 제1 인터페이스 영역이 공통으로 일방 단부측에 배치되고, 상기 제2 인터페이스 영역이 공통으로 타방 단부측에 배치되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품만으로 이루어진 하나 또는 복수의 모듈과,
상기 모듈을 접속하는 신호선 및 전력선을 추가로 구비하고,
상기 모듈은 상기 신호선과 상기 전력선의 양쪽이 모두 접속되는 인터페이스면을 그 일측면에 가지고,
상기 각 인터페이스면은 상기 신호선이 접속되는 신호선용 단자가 배치되는 제1 인터페이스 영역과 상기 전력선이 접속되는 전력선용 단자가 배치되는 제2 인터페이스 영역으로 나누어져 있고,
하나 또는 복수의 상기 모듈 및 복수의 상기 기능 모듈은 상기 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 상기 제1 인터페이스 영역이 공통으로 일방 단부측에 배치되고, 상기 제2 인터페이스 영역이 공통으로 타방 단부측에 배치되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
각각 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위임과 아울러 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품을 포함할 수 있는 복수의 기능 모듈과,
상기 기능 모듈을 접속하는 신호선 및 전력선을 구비하고,
상기 모듈은 상기 신호선과 상기 전력선의 양쪽이 모두 접속되는 인터페이스면을 그 일측면에 가지고,
상기 각 인터페이스면은 상기 신호선이 접속되는 신호선용 단자가 배치되는 제1 인터페이스 영역과 상기 전력선이 접속되는 전력선용 단자가 배치되는 제2 인터페이스 영역으로 나누어져 있고,
복수의 상기 기능 모듈은 2개 군으로 나누어져 2개 열에 배치되고, 상기 각 군의 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 그 일방군의 상기 인터페이스면끼리와 그 타방군의 상기 인터페이스면끼리가 서로 마주 보고 배치되고,
그 일방군과 타방군의 상기 인터페이스면끼리는 상기 제1 인터페이스 영역이 공통으로 일방 단부측에 배치됨과 아울러, 상기 제2 인터페이스 영역이 공통으로 타방 단부측에 배치되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
각각 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위임과 아울러 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품을 포함할 수 있는 복수의 기능 모듈과,
상기 기능 모듈을 접속하는 신호선 및 전력선을 구비하고,
상기 모듈은 상기 신호선과 상기 전력선의 양쪽이 모두 접속되는 인터페이스면을 그 일측면에 가지고,
상기 각 인터페이스면은 상기 신호선이 접속되는 신호선용 단자가 배치되는 제1 인터페이스 영역과 상기 전력선이 접속되는 전력선용 단자가 배치되는 제2 인터페이스 영역으로 나누어져 있고,
복수의 상기 기능 모듈은 2개 군으로 나누어져 2개 열에 배치되고, 상기 각 군의 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 그 일방군의 상기 인터페이스면끼리와 그 타방군의 상기 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 배치되고,
그 일방군과 타방군의 상기 인터페이스면끼리의 일방의 상기 인터페이스 영역이 각 열간측(列間側)에 배치됨과 아울러, 타방의 상기 인터페이스 영역이 각 열간과 반대측에 배치되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 4에 있어서,
복수의 상기 기능 모듈은 그 일방군과 타방군의 상기 인터페이스면끼리의 상기 제1 인터페이스 영역이 각 열간측에 배치됨과 아울러, 상기 제2 인터페이스 영역이 각 열간과 반대측에 배치되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기능 모듈은 상기 제1 인터페이스 영역과 상기 제2 인터페이스 영역을 상하로 나눈 인터페이스면을 가지고, 상기 각 인터페이스면은 각각, 상기 제1 인터페이스 영역이 공통으로 하단부측 또는 상단부측에 배치되고, 상기 제2 인터페이스 영역이 공통으로 그 타방 단부측에 배치되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 상기 기능 모듈은 직류 가선(架線)과의 전기적 접속 및 절리(切離)를 행하는 개폐 회로를 가지는 기능 모듈, 직류 전압을 충방전하는 충방전 회로를 가지는 기능 모듈, 직류 전압으로부터 교류 전압으로 변환하는 인버터를 가지는 기능 모듈, 및 부하와의 전기적 접속 및 절리를 하는 접촉기를 가지는 기능 모듈로 분할되고, 상기의 기재 순서로 접속되고, 보조 전원 장치로서 이용되는 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 7에 있어서,
복수의 상기 기능 모듈은 가선측의 전위와 대지측의 전위에 동등하게 되는 전력선 이외 상기 전력선의 입력과 출력이 각각, 단일 선수(number of lines) 또는 단일 조수(number of sets)이도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 상기 기능 모듈의 상기 제2 인터페이스 영역에 있어서 전력선용 단자는 각각, 그 형상이 동일한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 상기 기능 모듈의 상기 제2 인터페이스 영역에 있어서 전력선용 단자용 볼트의 사이즈는 상기 기능 모듈을 수납하는 케이싱에 상기 기능 모듈을 고정하는 볼트의 사이즈와 동일한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 인터페이스 영역을 가지고, 상기 제2 인터페이스 영역을 가지지 않는 인터페이스면을 가지는 기능 모듈을 적어도 하나 구비하고, 그 기능 모듈의 상기 인터페이스면의 상기 제1 인터페이스 영역은 다른 상기 기능 모듈의 상기 인터페이스면의 상기 제1 인터페이스 영역이 배치되는 단부측에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 상기 기능 모듈의 상기 제1 인터페이스 영역에 있어서 신호선용 단자를 상호 접속하는 신호선은 신호선을 묶는 기능을 가지는 배선 덕트를 경유하여 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 인터페이스 영역을 가지고, 상기 제1 인터페이스 영역을 가지지 않는 인터페이스면을 가지는 기능 모듈을 적어도 하나 구비하고, 그 기능 모듈의 상기 인터페이스면의 상기 제2 인터페이스 영역은 다른 상기 기능 모듈의 상기 인터페이스면의 상기 제2 인터페이스 영역이 배치되는 단부측에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
각각 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위임과 아울러 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품을 포함할 수 있는 복수의 기능 모듈을 가지고, 그 각 기능 모듈은 그 기능 모듈 단위로 장착, 분리가 가능하도록 프레임을 가지고, 복수의 상기 기능 모듈은 직류 가선과의 전기적 접속 및 절리를 행하는 개폐 회로를 가지는 기능 모듈, 직류 전압을 충방전하는 충방전 회로를 가지는 기능 모듈, 직류 전압으로부터 교류 전압으로 변환하는 인버터를 가지는 기능 모듈, 및 부하와의 전기적 접속 및 절리를 하는 접촉기를 가지는 기능 모듈로 분할되고, 보조 전원 장치로서 이용되는 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 14에 있어서,
개폐 회로의 상기 기능 모듈, 충방전 회로의 상기 기능 모듈, 인버터의 상기 기능 모듈, 및 접촉기의 상기 기능 모듈을, 상기 기재 순서로 접속하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 15에 있어서,
복수의 상기 기능 모듈은 가선측의 전위와 대지측의 전위에 동등하게 되는 전력선 이외 상기 전력선의 입력과 출력이 각각, 단일 선수 또는 단일 조수이도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
각각 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위임과 아울러 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품을 포함할 수 있는 복수의 기능 모듈과,
상기 기능 모듈을 접속하는 신호선 및 전력선을 구비하고,
상기 기능 모듈은 상기 신호선과 상기 전력선의 양쪽이 모두 접속되는 인터페이스면을 그 일측면에 가지고,
상기 각 인터페이스면은 상기 신호선이 접속되는 신호선용 단자가 배치되는 제1 인터페이스 영역과 상기 전력선이 접속되는 전력선용 단자가 배치되는 제2 인터페이스 영역으로 나누어져 있고,
복수의 상기 기능 모듈은 상기 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 상기 제1 인터페이스 영역이 공통으로 일방 단부측에 배치되고, 상기 제2 인터페이스 영역이 공통으로 타방 단부측에 배치되고,
복수의 상기 기능 모듈은 전압과 전류를 감시하는 감시 회로를 가지는 기능 모듈, 과전압 방지 회로를 가지는 기능 모듈, 및 직류 전압으로부터 교류 전압으로 변환하는 인버터를 가지는 기능 모듈을 적어도 구비하고, 감시 회로의 상기 기능 모듈은 가선과, 다른 상기 기능 모듈을 접속하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 17에 있어서,
복수의 상기 기능 모듈은 전기적 접속과 절리를 행하는 개폐 회로를 가지는 기능 모듈, 전압과 전류를 감시하는 감시 회로를 가지는 상기 기능 모듈, 과전압 방지 회로를 가지는 상기 기능 모듈, 및 직류 전압으로부터 교류 전압으로 변환하는 인버터를 가지는 상기 기능 모듈을 적어도 구비하고, 감시 회로의 상기 기능 모듈은 상기 가선과, 개폐 회로의 상기 기능 모듈과, 다른 상기 기능 모듈을 접속하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 17 또는 청구항 18에 있어서,
입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품만으로 이루어진 하나 또는 복수의 모듈과,
상기 모듈을 접속하는 신호선 및 전력선을 추가로 구비하고,
상기 모듈은 상기 신호선과 상기 전력선의 양쪽이 모두 접속되는 인터페이스면을 그 일측면에 가지고,
상기 각 인터페이스면은 상기 신호선이 접속되는 신호선용 단자가 배치되는 제1 인터페이스 영역과 상기 전력선이 접속되는 전력선용 단자가 배치되는 제2 인터페이스 영역으로 나누어져 있고,
하나 또는 복수의 상기 모듈 및 복수의 상기 기능 모듈은 상기 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 상기 제1 인터페이스 영역이 공통으로 일방 단부측에 배치되고, 상기 제2 인터페이스 영역이 공통으로 타방 단부측에 배치되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
각각 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위임과 아울러 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품을 포함할 수 있는 복수의 기능 모듈과,
상기 기능 모듈을 접속하는 신호선 및 전력선을 구비하고,
상기 기능 모듈은 상기 신호선과 상기 전력선의 양쪽이 모두 접속되는 인터페이스면을 그 일측면에 가지고,
상기 각 인터페이스면은 상기 신호선이 접속되는 신호선용 단자가 배치되는 제1 인터페이스 영역과 상기 전력선이 접속되는 전력선용 단자가 배치되는 제2 인터페이스 영역으로 나누어져 있고,
복수의 상기 기능 모듈은 2개 군으로 나누어져 2개 열에 배치되고, 상기 각 군의 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 그 일방군의 상기 인터페이스면끼리와 그 타방군의 상기 인터페이스면끼리가 서로 마주 보고 배치되고,
그 일방군과 타방군의 상기 인터페이스면끼리는 상기 제1 인터페이스 영역이 공통으로 일방 단부측에 배치됨과 아울러, 상기 제2 인터페이스 영역이 공통으로 타방 단부측에 배치되고,
복수의 상기 기능 모듈은 전압과 전류를 감시하는 감시 회로를 가지는 기능 모듈, 과전압 방지 회로를 가지는 기능 모듈, 및 직류 전압으로부터 교류 전압으로 변환하는 인버터를 가지는 기능 모듈을 적어도 구비하고, 감시 회로의 상기 기능 모듈은 가선과, 다른 상기 기능 모듈을 접속하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 20에 있어서,
복수의 상기 기능 모듈은 전기적 접속과 절리를 행하는 개폐 회로를 가지는 기능 모듈, 전압과 전류를 감시하는 감시 회로를 가지는 상기 기능 모듈, 과전압 방지 회로를 가지는 상기 기능 모듈, 및 직류 전압으로부터 교류 전압으로 변환하는 인버터를 가지는 상기 기능 모듈을 적어도 구비하고, 감시 회로의 상기 기능 모듈은 상기 가선과, 개폐 회로의 상기 기능 모듈과, 다른 상기 기능 모듈을 접속하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
각각 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위임과 아울러 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품을 포함할 수 있는 복수의 기능 모듈과,
상기 기능 모듈을 접속하는 신호선 및 전력선을 구비하고,
상기 기능 모듈은 상기 신호선과 상기 전력선의 양쪽이 모두 접속되는 인터페이스면을 그 일측면에 가지고,
상기 각 인터페이스면은 상기 신호선이 접속되는 신호선용 단자가 배치되는 제1 인터페이스 영역과 상기 전력선이 접속되는 전력선용 단자가 배치되는 제2 인터페이스 영역으로 나누어져 있고,
복수의 상기 기능 모듈은 2개 군으로 나누어져 2개 열에 배치되고, 상기 각 군의 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 그 일방군의 상기 인터페이스면끼리와 그 타방군의 상기 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 배치되고,
그 일방군과 타방군의 상기 인터페이스면끼리의 일방의 상기 인터페이스 영역이 각 열간측에 배치됨과 아울러, 타방의 상기 인터페이스 영역이 각 열간과 반대측에 배치되고,
복수의 상기 기능 모듈은 전압과 전류를 감시하는 감시 회로를 가지는 기능 모듈, 과전압 방지 회로를 가지는 기능 모듈, 및 직류 전압으로부터 교류 전압으로 변환하는 인버터를 가지는 기능 모듈을 적어도 구비하고, 감시 회로의 상기 기능 모듈은 가선과, 다른 상기 기능 모듈을 접속하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 22에 있어서,
복수의 상기 기능 모듈은 전기적 접속과 절리를 행하는 개폐 회로를 가지는 기능 모듈, 전압과 전류를 감시하는 감시 회로를 가지는 상기 기능 모듈, 과전압 방지 회로를 가지는 상기 기능 모듈, 및 직류 전압으로부터 교류 전압으로 변환하는 인버터를 가지는 상기 기능 모듈을 적어도 구비하고, 감시 회로의 상기 기능 모듈은 상기 가선과, 개폐 회로의 상기 기능 모듈과, 다른 상기 기능 모듈을 접속하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 21 또는 청구항 23에 있어서,
복수의 상기 기능 모듈은 그 일방군과 타방군의 상기 인터페이스면끼리의 상기 제1 인터페이스 영역이 각 열간측에 배치됨과 아울러, 상기 제2 인터페이스 영역이 각 열간과 반대측에 배치되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 17 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기능 모듈은 상기 제1 인터페이스 영역과 상기 제2 인터페이스 영역을 상하로 나눈 인터페이스면을 가지고, 상기 각 인터페이스면은 각각, 상기 제1 인터페이스 영역이 공통으로 하단부측에 배치되고, 상기 제2 인터페이스 영역이 공통으로 상단부측에 배치되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 17 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 상기 기능 모듈의 상기 제2 인터페이스 영역에 있어서 전력선용 단자용 볼트의 사이즈는 상기 기능 모듈을 수납하는 상체에 상기 기능 모듈을 고정하는 볼트의 사이즈와 동일한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 17 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 인터페이스 영역을 가지고, 상기 제2 인터페이스 영역을 가지지 않는 인터페이스면을 가지는 기능 모듈을 적어도 하나 구비하고, 그 기능 모듈의 상기 인터페이스면의 상기 제1 인터페이스 영역은 다른 상기 기능 모듈의 상기 인터페이스면의 상기 제1 인터페이스 영역이 배치되는 단부측에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 17 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 인터페이스 영역을 가지고, 상기 제1 인터페이스 영역을 가지지 않는 인터페이스면을 가지는 기능 모듈을 적어도 하나 구비하고, 그 기능 모듈의 상기 인터페이스면의 상기 제2 인터페이스 영역은 다른 상기 기능 모듈의 상기 인터페이스면의 상기 제2 인터페이스 영역이 배치되는 단부측에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
각각 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위임과 아울러 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품을 포함할 수 있는 복수의 기능 모듈과,
상기 기능 모듈을 접속하는 신호선 및 전력선을 구비하고,
상기 기능 모듈은 상기 신호선과 상기 전력선의 양쪽이 모두 접속되는 인터페이스면을 그 일측면에 가지고,
상기 각 인터페이스면은 상기 신호선이 접속되는 신호선용 단자가 배치되는 제1 인터페이스 영역과 상기 전력선이 접속되는 전력선용 단자가 배치되는 제2 인터페이스 영역으로 나누어져 있고,
복수의 상기 기능 모듈은 상기 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 상기 제1 인터페이스 영역이 공통으로 일방 단부측에 배치되고, 상기 제2 인터페이스 영역이 공통으로 타방 단부측에 배치되고,
복수의 상기 기능 모듈은 전압과 전류를 감시하는 감시 회로를 가지는 기능 모듈, 과전압 방지 회로를 가지는 기능 모듈, 직류 전압으로부터 교류 전압으로 변환하는 인버터를 가지는 기능 모듈, 및 가선과 상기 기능 모듈을 중계(中繼)하는 기능 모듈을 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
각각 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위임과 아울러 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품을 포함할 수 있는 복수의 기능 모듈을 가지고, 그 각 기능 모듈은 그 기능 모듈 단위로 장착, 분리가 가능하도록 프레임을 가지고, 복수의 상기 기능 모듈은 전압과 전류를 감시하는 감시 회로를 가지는 기능 모듈, 과전압 방지 회로를 가지는 기능 모듈, 및 직류 전압으로부터 교류 전압으로 변환하는 인버터를 가지는 기능 모듈로 분할되고, 감시 회로의 상기 기능 모듈은 다른 상기 기능 모듈과, 접속하는 중계 기능을 완수하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 30에 있어서,
감시 회로의 상기 기능 모듈은 가선과, 다른 상기 기능 모듈을 접속하는 중계 기능을 완수하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 30에 있어서,
복수의 상기 기능 모듈은 전기적 접속과 절리를 행하는 개폐 회로를 가지는 기능 모듈, 전압과 전류를 감시하는 감시 회로를 가지는 상기 기능 모듈, 과전압 방지 회로를 가지는 상기 기능 모듈, 및 직류 전압으로부터 교류 전압으로 변환하는 인버터를 가지는 상기 기능 모듈로 분할되고, 감시 회로의 상기 기능 모듈은 가선과, 개폐 회로의 상기 기능 모듈과, 다른 상기 기능 모듈을 접속하는 중계 기능을 완수하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 32에 있어서,
감시 회로의 상기 기능 모듈은 상기 가선과, 개폐 회로의 상기 기능 모듈과, 과전압 방지 회로의 상기 기능 모듈과, 인버터의 상기 기능 모듈을 접속하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
각각 입출력 전위의 변동에 기여하는 최소의 부품 단위임과 아울러 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품을 포함할 수 있는 복수의 기능 모듈과,
상기 기능 모듈을 접속하는 신호선 및 전력선을 구비하고,
상기 기능 모듈은 상기 신호선과 상기 전력선의 양쪽이 모두 접속되는 인터페이스면을 그 일측면에 가지고,
상기 각 인터페이스면은 상기 신호선이 접속되는 신호선용 단자가 배치되는 제1 인터페이스 영역과 상기 전력선이 접속되는 전력선용 단자가 배치되는 제2 인터페이스 영역으로 나누어져 있고,
복수의 상기 기능 모듈은 상기 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 상기 제1 인터페이스 영역이 공통으로 일방 단부측에 배치되고, 상기 제2 인터페이스 영역이 공통으로 타방 단부측에 배치되고,
복수의 상기 기능 모듈은 교류 가선과의 전기적 접속 및 절리를 행하는 개폐 회로를 가지는 기능 모듈, 교류 전압으로부터 직류 전압으로 변환하는 컨버터를 가지는 기능 모듈, 및 직류 전압으로부터 교류 전압으로 변환하는 인버터를 가지는 기능 모듈을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.
청구항 34에 있어서,
각각 입출력 전위의 변동에 기여하지 않는 부품만으로 이루어진 복수의 모듈과,
상기 모듈을 접속하는 신호선 및 전력선을 추가로 구비하고,
상기 모듈은 상기 신호선과 상기 전력선의 양쪽이 모두 접속되는 인터페이스면을 그 일측면에 가지고,
상기 각 인터페이스면은 상기 신호선이 접속되는 신호선용 단자가 배치되는 제1 인터페이스 영역과 상기 전력선이 접속되는 전력선용 단자가 배치되는 제2 인터페이스 영역으로 나누어져 있고,
하나 또는 복수의 상기 모듈 및 복수의 상기 기능 모듈은 상기 인터페이스면끼리가 동일한 방향을 향해 인접하여 늘어놓여지고, 상기 제1 인터페이스 영역이 공통으로 일방 단부측에 배치되고, 상기 제2 인터페이스 영역이 공통으로 타방 단부측에 배치되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 제어 장치.