WO2007138645A1 - 車両用補助電源装置 - Google Patents

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Hideo Okayama
Yoshinobu Koji
Kiyonobu Ueda
Yasuhisa Adachi
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Mitsubishi Electric Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to an auxiliary power supply device for a vehicle that is installed in a box shape, for example, under a floor or on a roof in order to supply electric power to lighting equipment or air conditioning equipment of a railway vehicle.
  • Patent Document 1 discloses a device mounted in a box shape under the floor. Further, for example, a device mounted in a box shape on the roof is disclosed in Patent Document 2.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-258263 (FIG. 3)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 7-17396 (Fig. 3)
  • An object of the present invention is to provide an auxiliary power supply device for a vehicle.
  • the auxiliary power supply for a vehicle includes a plurality of functional modules and the functional module.
  • each functional module includes an interface surface to which either or both of the signal line and the power line are connected.
  • the function module is divided into a first interface region where a signal line terminal to which the signal line is connected is arranged and a second interface region where a power line terminal to which the power line is connected is arranged.
  • the first interface regions are aligned adjacent to each other in the same direction, and the second interface regions are aligned adjacent to each other in the same direction.
  • the functional modules are arranged horizontally, and the first interface region and the second interface region are separately arranged on the same interface surface of the functional module, The interface surfaces face in the same direction, and the first interface region is commonly arranged on one end side, and the second interface region is commonly arranged on the other end side.
  • the plurality of functional modules are divided into two groups, and the interface surface of one group and the interface surface of the other group are faced to each other! /
  • the first interface region and the second interface region are separately arranged on the interface surface, and the first interface region is arranged on one end side in common, and the second interface region is Commonly arranged on the other end side.
  • the input and output of the power line are a single number or a single set number.
  • the functional module includes the first interface region in which the signal line terminals are arranged and the second interface region in which the power line terminals are arranged.
  • Each interface surface has a first interface area in common on one end side and a second interface area in common on the other end side. Therefore, the wiring route is simplified, the wiring work is simplified, and the electromagnetic noise route can be easily identified. Therefore, more effective electromagnetic compatibility measures can be taken.
  • the functional module has an interface surface that divides a first interface region in which signal line terminals are arranged and a second interface region in which power line terminals are arranged, and includes a plurality of interface surfaces.
  • the functional modules are divided into two groups and arranged in two rows, and each interface surface has the one interface area in each row commonly arranged between the rows and the other interface area in common. Since it is arranged on the opposite side of the row, the wiring route is simplified, the wiring work is simplified, and the electromagnetic noise route can be easily identified, so more effective electromagnetic compatibility measures can be taken. Can be applied.
  • the function module has a single power line input and output power or a single set, the power module can easily and quickly be used in the event of a problem with a function module having a vehicle auxiliary power supply. It can be inspected and replaced, and the equipment can be quickly restored.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an auxiliary power supply for a vehicle according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a specific example of FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an interface surface of the functional module according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a vehicle auxiliary power supply device according to a second embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a vehicle auxiliary power supply device according to a third embodiment.
  • FIG. 6 is an external perspective view showing another vehicular auxiliary power supply according to Embodiment 4 with the outer box removed.
  • FIG. 7 is an external perspective view showing an auxiliary power supply device for a vehicle covered with an outer box according to a fourth embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a vehicular auxiliary power supply device according to a fifth embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a vehicular auxiliary power supply apparatus according to the first embodiment. The figure also shows the division into several functional modules.
  • 1 is an overhead wire
  • 2 is an auxiliary power supply body for a vehicle, and is connected to the overhead wire 1 through an input terminal group 3.
  • 4A to 4E are function modules, and all function modules 4A—4E have a first interface area 5A—5E in which signal line terminals are aggregated, and function modules other than function module 4E 4A—4D Is equipped with a second interface area 6A-6D where power line terminals are integrated!
  • Reference numeral 7 denotes a rear tuttle, which is connected to the vehicular auxiliary power supply main body 2 via a terminal group 9.
  • Reference numeral 8 denotes a transformer (insulation transformer), which is connected to the vehicle auxiliary power supply main body 2 via the terminal groups 10a and 10b.
  • Reference numeral 11 denotes an output terminal group of the vehicle auxiliary power supply main body.
  • Reference numeral 12 denotes a wire bundle storage unit (wiring duct) for storing a bundle of signal wires.
  • Reference numeral 13 denotes a control input terminal group for transmitting / receiving information to / from a controller that controls the auxiliary power supply device for a vehicle at the upper level.
  • the function module 4A is a circuit breaker having a function of electrically connecting to and disconnecting from the overhead line 1 (in this case, a DC power supply).
  • the function module 4B has a DC voltage charging / discharging function.
  • Function module 4C is direct It has a function of converting a current voltage into an AC voltage.
  • the functional module 4D has an electrical connection and disconnection function with a load connected to the output terminal group 11.
  • the load includes a vehicle lighting device and an air conditioner.
  • the function module 4E is a control circuit that controls the entire auxiliary power supply device for a vehicle according to a signal sent from the control input terminal group 13 by means of a control board and a relay circuit.
  • FIG. 2 shows a circuit example of the auxiliary power supply device for vehicles. At the same time, an example of division according to the function definition of the function module 4A force 4E is also shown. At least the indispensable parts are explained as the component requirements of each functional module 4.
  • the functional module 4B is a charge / discharge circuit, and includes a reverse blocking semiconductor switch 15, a charge resistor 16, a discharge switch 17, and a discharge resistor 18.
  • the functional module 4C is an inverter and includes a capacitor 19 and a DC Z AC converter 20.
  • the functional module 4D uses a contactor 21 to open and close the power supplied to the load. In FIG. 2, for example, voltage sensors and current sensors are not shown.
  • each functional module 4 will be described.
  • the second interface region 6 of one functional module 4 and the second interface region 6 of another functional module 4 are connected by a power line.
  • the number of power lines or the number of sets (for example, three-phase AC) that connect the functional modules 4 to each other is equal to the potential of the overhead line 1, and only one DC or multi-phase AC
  • Each function module 4 is designed to be the only pair. That is, each functional module 4 is designed so that each functional module 4 has a single number input or a single set number input, and a single number output or a single set number output. In this way, if a problem occurs in the function module 4 with the auxiliary power supply for a vehicle, the function module 4 must always be checked or replaced. It can be replaced and the equipment can be restored quickly.
  • FIG. 3 shows an interface surface 22 having the first interface region 5 and the second interface region 6 of one functional module 4 on the same surface.
  • the first interface area 5 is a collection of signal line terminals
  • the second interface area 6 is a collection of power line terminals.
  • 51 is a signal line bundle and its function module 4 The wiring inside.
  • the first interface area 5 and the second interface area 6 are physically divided into upper and lower parts by dotted lines as shown in FIG. 3, and in FIG.
  • the second interface region 6 is arranged on the upper side. This hierarchical relationship may be reversed, but the hierarchical relationship must be unified for all function modules 4. All functional modules applied to the first embodiment are designed based on a unified design rule as shown in FIG.
  • each functional module having a signal line terminal and a power line terminal has a first interface area in which the signal line terminals are aggregated. And a second interface area in which power line terminals are aggregated.
  • Each interface face has a first interface area in common on one end side, and a second interface area. The common interface area is located on the other end side.
  • this is called wiring pre-arrangement design.
  • the interface surface having the first interface region and the interface surface having the second interface region do not necessarily have to be the same surface.
  • the vehicle auxiliary power supply main body 2 is configured by the plurality of functional modules 4 having the interface surface 22 of the design rule unified in advance, the maintenance / inspection unit functions. It is possible to streamline maintenance and inspection work by concentrating separately.
  • the first interface region 5 and the second interface region 6 are arranged separately, for example, vertically, electromagnetic interference between the signal line and the power line can be effectively suppressed. In other words, the effects of EMC countermeasures can be obtained stably.
  • the number of power lines can be reduced, the work processes required for assembly and maintenance 'inspection can be reduced.
  • the functional module 4E is a separate functional module 4E having a first interface region 5E and an interface surface having no second interface region.
  • the first interface area 5E on the interface side of its separate functional module 4E is the interface of the other functional module 4A—4D
  • the first interface region 5A-5D of the surface is commonly arranged on the side where the first interface region 5A-5D is arranged (in this case, the lower end side).
  • the function module 4E will reduce the control circuit board, relays, etc. that will interfere with the sound operation of the entire device, especially if it malfunctions due to noise. As a result, it can be separated from the power line as much as possible, and noise countermeasures can be applied to this function module 4E.
  • the assembly / maintenance / inspection work can be rationalized, and the first interface area 5E can be reduced.
  • the effect of EMC countermeasures can be obtained stably.
  • the second interface region of each functional module 4 is used. It is possible to unify the cable diameter as the power line connecting the 6 to each other, or the width and thickness of the conductor bus bar.
  • the signal line corresponds to a control signal for a semiconductor switch element, a power signal of about 100 V or less, a relay output signal, wiring for transmitting / receiving a sensor input power or output signal, and its wiring material.
  • the power line is a wiring and its wiring material not included in the signal line.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an auxiliary power supply for a vehicle according to the second embodiment.
  • the additional function module 4 In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted. The same shall apply hereinafter.
  • a function module 4F battery charging circuit having a function of charging a battery mounted on a vehicle
  • a function module 4E by reducing the DC voltage input from the overhead line 1
  • Function module 4G electronic power supply circuit
  • function module 4H DC step-down function
  • the function module 4G as an emergency power supply circuit functions when the battery voltage drops below the rating.
  • the function module 4F requires the AC voltage output from the function module 4D to charge the battery.
  • the circuit configuration is not limited as long as it is an alternating current z direct current conversion circuit that can convert it to a necessary direct current voltage.
  • the function module 4G can be used in any DC / DC converter circuit that can step down the DC voltage input from the high voltage overhead line 1 to an appropriate low voltage that can be handled by the function module 4E.
  • the functional module 4H can be of any circuit configuration as long as it is a DC Z-DC converter that can step down the DC voltage output from the functional module 4F to a different DC voltage
  • FIG. 5 is a block diagram showing an auxiliary power supply device for a vehicle according to the third embodiment.
  • the arrangement of functional modules when the box shape of the device is different will be described.
  • all functional modules 4A force 4H are arranged horizontally side by side!
  • the functional module 4 is divided into two groups, and arranged in two upper and lower rows (or two rows in the horizontal direction).
  • Each functional module 4 has an interface surface having a first interface region 5 in which signal line terminal groups are aggregated and a second interface region 6 in which power line terminal groups are aggregated. Divide the interface surface vertically and horizontally (or horizontally). Each interface surface having the first interface region 5 in each row is arranged in common between the rows. Each interface surface having the first interface region in each row is arranged on the opposite side between each row in common. Between each row, signal line bundle storage portions 12 are arranged to store signal lines connected to the respective first interface regions 5. As described above, when the interface surfaces having the first interface regions 5 in each column are arranged in common between the columns, the signal line is at a low voltage, so that the interval between the columns can be reduced. Each interface having the first interface region 5 in each row On the other hand, the interface surfaces having the second interface region 6 in each row may be arranged in common between the rows.
  • the vehicle auxiliary power supply main body 2 is constituted by the plurality of function modules 4 having the interface surface 22 of the unified design rule.
  • the first interface region 5 in each column and the second interface region 6 in each column are arranged separately between the columns and on the opposite side, so that electromagnetic interference between the signal line and the power line is effectively prevented. Can be suppressed. In other words, the effect of EMC measures can be obtained stably.
  • the work processes required for assembly, maintenance and inspection can be reduced. In this way, the same effect can be obtained even when the box shapes are different.
  • FIG. 6 is an external perspective view showing the auxiliary power supply for a vehicle according to the fourth embodiment except for the outer case.
  • each functional module has an interface surface 22 that separates a first interface area in which signal line terminal groups are aggregated and a second interface area in which power line terminal groups are aggregated.
  • the functional modules are divided into two groups, and each interface surface of one group and each interface surface of the other group are arranged facing each other, and each interface surface has a common first interface area on one side. (The lower end side in the figure) and the second interface region is commonly arranged on the other side (upper end side in the figure). Dividing a plurality of functional modules into two groups, and arranging each interface surface of one group facing each interface surface of the other group, the length of the power lines and signal lines can be shortened.
  • the input terminal group 3 and the output terminal group 11 are arranged on the right side, and the terminal groups 9, 10a, 10b are arranged on the left side and arranged on the upper side.
  • the wire bundle storage portion 12 is disposed on the lower side. By arranging the wire bundle storage portion 12 on the lower side, when there are many signal wires or signal wire bundles, the lower side force of the vehicle can be applied to facilitate assembly, maintenance, and inspection of the device. In addition, the signal line or signal line bundle can be easily stored in the wire bundle storage part. I can accept it.
  • FIG. 6 shows a case where the interface surfaces 22 of a plurality of functional modules 4 arranged in the horizontal direction are flush with each other, which is an optimal embodiment.
  • the embodiment power of the invention is not deviated as long as the interface surfaces 22 are parallel to each other.
  • the basic flow line of the operator who mechanically mounts or electrically connects the functional module 4 is not limited, regardless of the box shape of the device. It can be set in the left-right direction, and the difficulty of the work itself can be reduced, and at the same time the work process can be reduced. Also, it is easy to confirm that the work has been performed reliably. For example, an operator who installs a bundle of signal wires, a so-called harness, can work without frequently raising and lowering the line of sight. In addition, electromagnetic interference between the power line and the signal line can be effectively suppressed in the same way.
  • the wiring duct-shaped wire bundle common to the signal lines connected to the first interface region 5 of the functional modules 4 is used.
  • a storage section 12 can be provided.
  • FIG. 7 is an external perspective view showing a device for mounting a functional module 4 shown in FIG. 6 in a box shape and mounting it on an actual vehicle by using a device box 25 to force it.
  • Each function module 4 is basically capable of maintenance and inspection at the front and back of Fig. 7.
  • Reference numeral 26 denotes an inspection force bar. For example, if the inspection cover 26 is opened, it is possible to see the functional modules 4 that require inspection, particularly the functional modules 4D and 4F in FIG.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a vehicular auxiliary power supply according to the fifth embodiment.
  • FIG. 1 shows a configuration in which the rear tuttle 7 and the transformer 8 separated from the apparatus main body are housed in the vehicle auxiliary power supply main body 2 in FIG. Even in this case, the rear tuttle 7 and the transformer 8
  • Each separate functional module 41, J is composed of a second interface area 61, 6J in which power line terminal groups are aggregated, and does not have a first interface area.
  • the second interface areas 61, 6J are commonly arranged on one side (the upper end side in the figure) in accordance with the second interface areas 6A-6D of the other functional modules 4A-4D. In this way, the device can be manufactured without affecting the configuration and structure of the other functional modules 4A-4D.
  • the functional modules 41 and J can be assembled and maintained as well as the other functional modules 4A-4D.
  • the EMC countermeasure effect can be obtained stably.

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Abstract

　車両の照明機器や空調機器に電力を供給するために床下や屋根上に箱形状にて装備される車両用補助電源装置において、複数の機能モジュール４から構成され、前記機能モジュール４はそれぞれ、信号線用端子が配置された第一のインターフェース領域５と電力線用端子が配置された第二のインターフェース領域６とを分けたインターフェース面２２を有し、前記各インターフェース面２２はそれぞれ、前記第一のインターフェース領域５を共通に一方端部側に配置し、前記第二のインターフェース領域６を共通に他方端部側に配置する。

Description

明 細 書
車両用補助電源装置
技術分野
[0001] この発明は、鉄道車両の照明機器や空調機器などに電力を供給するために床下 や屋根上等に例えば箱形状にて艤装される車両用補助電源装置に関するものであ る。
背景技術
[0002] 床下に箱形状にて艤装される機器については、例えば特許文献 1に開示されてい る。また屋根上に箱形状にて艤装される機器については、例えば特許文献 2に開示 されている。
[0003] 特許文献 1 :特開 2001— 258263号公報（図 3)
特許文献 2：特開平 7— 17396号公報（図 3)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 特許文献 1の従来技術においては、箱に収納される主要部品の配置は記載されて いるものの電気的に接続する信号線や電力線の配置関係についてはほとんど触れ られていない。また、実際には、部品間を接続するための信号線や電力線が縦横無 尽に引き通されていることが一般的である。従って、部品を箱に取り付ける、あるいは 取り外す作業が容易でな 、と 、う問題があり、保守 ·点検が簡単ではな 、と 、う問題 がある。また信号線や電力線が張り巡らされていることから、半導体スィッチによる電 磁ノイズ経路が複雑ィ匕するため、電磁適合性 (EMC :
electro-magnetic compatibility )対策部品の選定が難しくなるという問題がある。
[0005] この発明は、上記問題点に鑑み、装置の組立作業の簡素化や長年に渡って装置 の性能を維持するための保守及び点検作業の合理化、及び EMC対策部品の効果 の安定化が図れる車両用補助電源装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0006] この発明の車両用補助電源装置は、複数の機能モジュールと、前記機能モジユー ル間を接続する信号線及び電力線を備え、前記各機能モジュールは前記信号線ま たは前記電力線の何れか又は両方が接続されるインターフェース面を有する車両用 補助電源装置において、前記インターフェース面は、前記信号線が接続される信号 線用端子が配置される第一のインターフェース領域と前記電力線が接続される電力 線用端子が配置される第二のインターフェース領域に分けられており、前記機能モ ジュールは、前記第一のインターフェース領域同士が同じ方向を向いて隣接して並 び、前記第二のインターフェース領域同士が同じ方向を向いて隣接して並ぶように 酉己置されるものである。
[0007] また、前記機能モジュールを水平に並べ、前記機能モジュールの同一の前記イン ターフェース面には、前記第一のインターフェース領域と前記第二のインターフエ一 ス領域が分けて配置され、前記インターフェース面同士は同じ方向を向いて、前記 第一のインターフェース領域を共通に一方端部側に配置し、前記第二のインターフ ース領域を共通に他方端部側に配置されるものである。
[0008] さらに、前記複数の機能モジュールを 2群に分け、その一方群の前記インターフエ ース面とその他方群の前記インターフェース面を向か!/、合わせて配置し、前記機能 モジュールの同一の前記インターフェース面には、前記第一のインターフェース領域 と前記第二のインターフェース領域が分けて配置され、前記第一のインターフェース 領域を共通に一方端部側に配置し、前記第二のインターフェース領域を共通に他方 端部側に配置されるものである。
[0009] さらに、前記機能モジュールは、前記電力線の入力と出力が、単一本数又は単一 組数である。
発明の効果
[0010] この発明に係る車両用補助電源装置によれば、機能モジュールは、信号線用端子 が配置された第一のインターフェース領域と電力線用端子が配置された第二のイン ターフェース領域とを分けたインターフェース面を有し、前記各インターフェース面は それぞれ、第一のインターフェース領域を共通に一方端部側に配置し、第二のインタ 一フェース領域を共通に他方端部側に配置するものであるため、配線経路が簡素化 されて、配線作業の簡素化が図られると共に、電磁ノイズ経路が容易に特定できるこ とから、より効果的な電磁適合性対策を施すことができる。
[0011] また、機能モジュールは、信号線用端子が配置された第一のインターフェース領域 と電力線用端子が配置された第二のインターフェース領域とを分けたインターフエ一 ス面を有し、複数の機能モジュールを 2群に分けて 2列に配置し、前記各インターフ エース面はそれぞれ、各列の前記一方のインターフェース領域を共通に各列間側に 配置し、前記他方のインターフェース領域を共通に各列間と反対側に配置するように したため、配線経路が簡素化されて、配線作業の簡素化が図られると共に、電磁ノィ ズ経路が容易に特定できることから、より効果的な電磁適合性対策を施すことができ る。
[0012] さらに、前記機能モジュールは、電力線の入力と出力力 単一本数又は単一組数 であるので、車両用補助電源装置のある機能モジュールに問題が生じた場合に、短 時間で容易に点検、交換ができ、すみやかに装置を復旧することができる。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]この発明の実施の形態 1による車両用補助電源装置を示すブロック図である。
[図 2]図 1の具体例を示す回路構成図である。
[図 3]実施の形態 1の機能モジュールのインターフェース面を示す斜視図である。
[図 4]実施の形態 2による車両用補助電源装置を示すブロック図である。
[図 5]実施の形態 3による車両用補助電源装置を示すブロック図である。
[図 6]実施の形態 4による他の車両用補助電源装置を外箱を除いて示す外形斜視図 である。
[図 7]実施の形態 4による外箱で被った車両用補助電源装置に示す外形斜視図であ る。
[図 8]実施の形態 5による車両用補助電源装置を示すブロック図である。
符号の説明
[0014] 1 架線 2 車両用補助電源装置本体
3 入力端子群 4 機能モジュール
5 第一のインターフェース領域 6 第二のインターフェース領域
7 リアタトル 8 変圧器 9 顺丁肝 10 端子群
11 出力端子群 12 線束収納部
13 制御用入力端子群 14 遮断器
15 逆阻止形半導体スィッチ 16 充電抵抗
17 放電スィッチ 18 放電抵抗
19 コンデンサ 20 直流 Z交流変換器
21 接触器 22 インターフェース面
23 Jnra j W 24 端子群
25 壮
お直相 26 点検カバー
発明を実施するための最良の形態
[0015] 実施の形態 1.
この発明の実施の形態を図 1一図 3によって説明する。図 1は実施の形態 1による 車両用補助電源装置を示すブロック図である。図では同時に幾つかの機能モジユー ルへの分割も示している。まず図 1の構成について説明する。 1は架線、 2は車両用 補助電源装置本体であり、架線 1とは入力端子群 3を介して接続される。 4Aから 4E は機能モジュールであり、全ての機能モジュール 4A— 4Eは、信号線用端子群が集 約された第一のインターフェース領域 5A— 5Eを備え、また機能モジュール 4E以外 の機能モジュール 4A— 4Dは電力線用端子群が集約された第二のインターフェース 領域 6A— 6Dを備えて!/、る。
[0016] 7はリアタトルであり、端子群 9を介して車両用補助電源装置本体 2と接続される。ま た、 8は変圧器 (絶縁トランス)であり、端子群 10a, 10bを介して車両用補助電源装 置本体 2と接続される。 11は車両用補助電源装置本体の出力端子群である。 12は 信号線の束を収納する線束収納部（配線ダクト）である。 13は図示しな ヽが車両用補 助電源装置を上位で制御する制御器と情報を送受信するための制御入力端子群で ある。
[0017] 各機能モジュールの主たる機能につ!、て説明する。機能モジュール 4Aは架線 1 ( この場合は、直流電源)との電気的接続及び切り離しを行う機能を有する遮断器であ る。機能モジュール 4Bは直流電圧の充放電機能を有する。機能モジュール 4Cは直 流電圧から交流電圧に変換する機能を有する。機能モジュール 4Dは出力端子群 1 1に接続される負荷との電気的接続及び切り離し機能を有する。通常、負荷としては 車両用照明器具、空調装置などがある。機能モジュール 4Eは制御基板やリレー回 路を構成要素にもって上位制御器力も制御用入力端子群 13を介して送られる信号 に従い車両用補助電源装置全体を制御する制御回路である。
[0018] 図 2に車両用補助電源装置の回路例を示す。また同時に機能モジュール 4A力 4 Eの機能定義に応じた分割例を併せて示す。各機能モジュール 4の構成要件として 少なくとも必要不可欠な部品を説明する。機能モジュール 4Aに関しては遮断器 14 である。機能モジュール 4Bは、充放電回路で、逆阻止形半導体スィッチ 15、充電抵 抗 16、放電スィッチ 17、放電抵抗 18である。機能モジュール 4Cは、インバータで、 コンデンサ 19、直流 Z交流変換器 20を有する。また機能モジュール 4Dは接触器 21 で、負荷への供給電力を開閉する。なお、図 2には、例えば電圧センサや電流セン サなどは図示していない。
[0019] 図 1及び図 2に示すように、各機能モジュール 4を説明すると、ある機能モジュール 4の第二のインターフェース領域 6と他の機能モジュール 4の第二のインターフェース 領域 6が電力線によって接続されて 、る場合に、相互の機能モジュール 4を接続する 電力線の本数または組数 (例えば、 3相交流）は、架線 1の電位と等しくなる電力線つ いて、直流について唯 1本、又は多相交流について唯一組となるように各機能モジュ ール 4を設計する。つまり、各機能モジュール 4毎に、単一本数入力又は単一組数入 力であり、且つ単一本数出力又は単一組数出力となるように、各機能モジュール 4が 設計される。このようにすると、車両用補助電源装置のある機能モジュール 4に問題 が生じた場合に、点検又は交換しなければならな 、機能モジュール 4を常に少な ヽ 台数に抑制でき、短時間で容易に点検、交換ができ、すみやかに装置を復旧するこ とがでさる。
[0020] 図 3には 1つの機能モジュール 4の第一のインターフェース領域 5と第二のインター フェース領域 6を同一面に持つインターフェース面 22を示す。第一のインターフエ一 ス領域 5は信号線用端子群が集約されており、また第二のインターフェース領域 6は 電力線用端子群が集約されている。なお、 51は、信号線束でその機能モジュール 4 内の配線である。また、第一のインターフェース領域 5と第二のインターフェース領域 6とは図 3に示すように点線部にて物理的に両領域が上下に分けられ、図 3では下側 に第一のインターフェース領域 5を、上側に第二のインターフェース領域 6を配置して いる。この上下関係が逆になつても良いが、全ての機能モジュール 4について上下関 係は統一されなければならな 、。実施の形態 1に適用される全ての機能モジュール は、図 3に示すごとぐ予め統一されたデザインルールに基づいて設計されることにな る。
[0021] つまり、この実施の形態 1の予め統一されたデザインルールは、信号線用端子と電 力線用端子を有する各機能モジュールはそれぞれ、信号線用端子が集約された第 一のインターフェース領域と電力線用端子が集約された第二のインターフェース領 域とを分けたインターフェース面を有し、各インターフェース面はそれぞれ、第一のィ ンターフェース領域を共通に一方端部側に配置し、第二のインターフェース領域を 共通に他方端部側に配置することである。ここでは、これを配線のプレアレンジメント 設計と呼ぶ。なお、各機能モジュールは第一のインターフェース領域を有するインタ 一フェース面と第二のインターフェース領域を有するインターフェース面とは、必ずし も同一面になる必要はない。
[0022] この実施の形態によれば、車両用補助電源装置本体 2が予め統一されたデザイン ルールのインターフェース面 22を持つ複数の機能モジュール 4によって構成されるこ とから、保守 ·点検単位が機能別に集約されることによって、保守'点検作業の合理 化を図ることができる。また第一のインターフェース領域 5と第二のインターフェース 領域 6とを例えば、上下に分けて配置することから、信号線と電力線との電磁干渉を 効果的に抑制することができる。つまり EMC対策の効果を安定的に得ることができる 。更に電力線の本数を低減できるために組立や保守 '点検に必要な作業工程を低減 することができる。
[0023] また、機能モジュール 4Eは図 1から分力るように、第一のインターフェース領域 5E を持ち、第二のインターフェース領域を持たないインターフェース面を有する別個な 機能モジュール 4Eである。その別個な機能モジュール 4Eのインターフェース面の第 一のインターフェース領域 5Eは、他の機能モジュール 4A— 4Dのインターフェース 面の第一のインターフェース領域 5A—5Dが配置される側（この場合は、下端部側） に共通に配置される。機能モジュール 4Eには、制御回路基盤、リレーなど、特にノィ ズで誤動作すると装置全体の健全な動作に支障をきたすもの^^約する。これによ つて電力線とは極力分離することができ、またこの機能モジュール 4Eに集中してノィ ズ対策を施すこともできる。
[0024] このようにして、機能モジュール 4Eにおいても、他の機能モジュール 4A— 4Dと同 様に、組立'保守 ·点検作業の合理ィ匕を図ることができ、また第一のインターフェース 領域 5Eを他の第一のインターフェース領域 5A— 5Dと同じ側に配置することにより、 EMC対策の効果を安定的に得ることができる。
[0025] また図 3に示すように各機能モジュール 4の第二のインターフェース領域 6を構成す る電力線用端子に全て同じ形状の端子を用いれば、各機能モジュール 4の第二のィ ンターフェース領域 6を相互に接続する電力線としてのケーブル径、もしくは導体ブ スバーの幅や厚さを統一することができる。なお、ここで信号線とは、半導体スィッチ 素子の制御信号、 100V程度以下の電源信号、リレー出力信号、センサの入力電源 や出力信号を送受信するための配線及びその配線材などが該当する。電力線とは 信号線に含まれな 、配線及びその配線材である。
[0026] 実施の形態 2.
図 4は実施の形態 2による車両用補助電源装置を示すブロック図である。特に機能 モジュール 4の追カ卩について説明する。なお、各図において、同一符号は同一又は 相当部分を示し、その説明を省略する。以下同様とする。
[0027] ここで追加する機能モジュールの例として、車両に搭載される電池を充電する機能 を有する機能モジュール 4F (電池充電回路）と、架線 1から入力される直流電圧を降 圧して機能モジュール 4Eに給電する機能を有する機能モジュール 4G (非常用給電 回路）と、機能モジュール 4Fの出力電圧を入力して降圧して図示しない他の車両搭 載機器に給電する機能を有する機能モジュール 4H (直流降圧回路)を挙げる。なお 、非常用給電回路としての機能モジュール 4Gは、電池電圧が定格より低くなつたとき に機能する。
[0028] 機能モジュール 4Fは機能モジュール 4Dの出力である交流電圧を電池の充電に必 要な直流電圧に変換できる交流 z直流変換回路であれば、回路構成は問わない。 また機能モジュール 4Gは高電圧な架線 1から入力される直流電圧を機能モジユー ル 4Eが扱える適当な低電圧に降圧できる直流 Z直流変換回路であれば、回路構成 は問わな!/、。更に機能モジュール 4Hは機能モジュール 4Fの出力する直流電圧を 異なる直流電圧に降圧できる直流 Z直流変換回路であれば、回路構成は問わない
[0029] このように機能モジュール 4F、 4G、 4Hを追カ卩した場合においても、実施の形態 1 の統一されたデザインルールを同じように適用することによって、他の機能モジユー ル 4のインターフェース面 22の構成を一切変更することなぐ新たな機能を持つ機能 モジュール 4F、 4G、 4Hを簡単に追加することができる。つまり車両用補助電源装置 の機能拡張する際に、構造設計を簡単ィ匕することができる。またもともとの機能モジュ ール 4の構成は変更されることがな 、ことから、それらの機能モジュール 4の信頼性は そのまま維持される。
実施の形態 3.
[0030] 図 5は実施の形態 3による車両用補助電源装置を示すブロック図である。特に装置 の箱形状が異なる場合の機能モジュールの配列にっ 、て説明する。図 4では全ての 機能モジュール 4A力 4Hが水平に横並びに配列されて!、る。図 5では機能モジュ ール 4を 2群に分け、上下 2列（又は水平方向に 2列）に配置している。
[0031] 各機能モジュール 4はそれぞれ、信号線用端子群が集約された第一のインターフ エース領域 5を有するインターフェース面と、電力線用端子群が集約された第二のィ ンターフェース領域 6を有するインターフェース面とを上下（又は水平方向）に分けて V、る。各列の第一のインターフェース領域 5を有する各インターフェース面を共通に 各列間側に配置して 、る。各列の第-のインターフェース領域を有する各インターフ エース面を共通に各列間と反対側に配置している。各列間には、信号線の線束収納 部 12を配置して、各第一のインターフェース領域 5と接続した信号線を収納している 。このように、各列の第一のインターフェース領域 5を有する各インターフェース面を 共通に各列間側に配置すると、信号線は低電圧であるので、各列間の間隔を狭める ことができる。なお、各列の第一のインターフェース領域 5を有する各インターフエ一 ス面を共通に各列間側に配置した力 反対に各列の第-のインターフェース領域 6 を有する各インターフェース面を共通に各列間側に配置してもよい。
[0032] 実施の形態 3によれば、車両用補助電源装置本体 2が予め統一されたデザインル ールのインターフェース面 22を持つ複数の機能モジュール 4によって構成されること から、保守 *点検単位が機能別に集約されることによって、保守'点検作業の合理ィ匕 を図ることができる。また各列の第一のインターフェース領域 5と各列の第二のインタ 一フェース領域 6とを各列間とその反対側に分離配置することから、信号線と電力線 との電磁干渉を効果的に抑制することができる。つまり EMC対策の効果を安定的に 得ることができる。更に電力線の本数を低減できるために組立や保守'点検に必要な 作業工程を低減することができる。このように、箱形状が異なる場合でも得られる効果 は同じように得ることができる。
[0033] 実施の形態 4.
図 6は実施の形態 4による車両用補助電源装置を外箱を除いて示す外形斜視図で ある。特に装置の箱形状が異なる場合の機能モジュールの配列について更に具体 的に説明する。図において、各機能モジュールはそれぞれ、信号線用端子群が集約 された第一のインターフェース領域と電力線用端子群が集約された第二のインター フェース領域とを分離したインターフェース面 22を有し、複数の機能モジュールを 2 群に分け、その一方群の各インターフェース面とその他方群の各インターフェース面 を向かい合わせて配置し、各インターフェース面はそれぞれ、第一のインターフエ一 ス領域を共通に一方側（図では下端部側）に配置し、第二のインターフェース領域を 共通に他方側（図では上端部側）に配置している。複数の機能モジュールを 2群に分 け、その一方群の各インターフェース面とその他方群の各インターフェース面を向か い合わせて配置させることにより、電力線や信号線の長さを短縮できる。
[0034] 図 6では、入力端子群 3と出力端子群 11は図に向力つて右側に配置され、端子群 9, 10a, 10bは左側に配置されて、それぞれ上側に配置されている。線束収納部 12 は下側に配置されている。線束収納部 12を下側に配置することにより、信号線又は 信号線束が多い場合に、車両の下側力 覼くことにより、装置の組立て作業と保守 · 点検作業が容易になる。合わせて、信号線又は信号線束を線束収納部に容易に収 納受けできる。
[0035] さまざまな大きさの機能モジュール 4が並べられた場合にも、インターフェース面 22 が平行である。図 6では横方向に配置される複数の機能モジュール 4のインターフエ ース面 22が互いに同一面になっているケースであって、最適な実施例である。但し、 一部の機能モジュール 4のインターフェース面 22がずれて!/、る場合でも、インターフ エース面 22が互いに平行であれば、発明の実施の形態力も外れることはない。
[0036] 図 6から理解できるように、装置の箱形状がどのように異なる場合にぉ 、ても、機能 モジュール 4を機械的に実装したり電気的に接続する作業者の基本的動線を左右方 向とすることができ、作業自体の難易度を低くすることができると同時に作業工程を 低減することができる。また作業が確実に行われたことを確認する作業も容易になる 。例えば、信号線の束いわゆるハーネスの取り付け作業者は目線を頻繁に上げ下げ することなく作業することができる。また電力線と信号線の電磁干渉を同じように効果 的に抑制することができる。
[0037] 図 6に示すように、各機能モジュール 4のインターフェース面 22を平行配置すること によって、各機能モジュール 4の第一のインターフェース領域 5に接続される信号線 に共通な配線ダクト状の線束収納部 12を設けることができる。これにより信号線束い わゆるハーネスの取り付け状態は、作業ばらつきによる影響を受け難ぐ常に安定と なることから、機能モジュール 4の外部での信号線と電力線との電磁的分離を確実な ものとし、耐ノイズ性を高めることができる。
[0038] 図 7は図 6に示す機能モジュール 4を箱形状に配置したものを装置箱 25によって力 バーして実際の車両に艤装する装置を示す外形斜視図である。各々の機能モジュ ール 4は、基本的には図 7の手前や奥力 保守 ·点検が可能である。 26は点検用力 バーであり、例えばこの点検用カバー 26を開放すれば、点検が必要な機能モジユー ル 4、特に図 7においては機能モジュール 4D、 4Fを見ることが可能である。
[0039] 実施の形態 5.
図 8は実施の形態 5による車両用補助電源装置を示すブロック図である。図 1では 装置本体から分離させたリアタトル 7や変圧器 8を、図 8では、車両用補助電源本体 2 に収納させた構成を示している。このような場合においても、リアタトル 7や変圧器 8を 構成する別個な各機能モジュール 41, Jはそれぞれ、電力線用端子群が集約され た第二のインターフェース領域 61, 6Jを持ち第一のインターフェース領域を持たな ヽ インターフェース面を備え、各インターフェース面はそれぞれ、第二のインターフエ一 ス領域 61, 6Jを他の機能モジュール 4A— 4Dの第二のインターフェース領域 6A— 6 Dに合わせて、共通に一方側（図では上端部側）に配置する。このようにすれば、他 の機能モジュール 4A— 4Dの構成や構造に影響を与えることなく装置を製作するこ とがでさる。
[0040] このようにして、機能モジュール 41, Jにお!/、ても、他の機能モジュール 4A— 4Dと 同様に、組立'保守 ·点検作業の合理ィ匕を図ることができ、また第二のインターフエ一 ス領域 61, 6Jを他の第二のインターフェース領域 6A— 6Dと同じ側に共通に配置す ることにより、 EMC対策の効果を安定的に得ることができる。
[0041] 上述した各実施の形態によれば、耐ノイズ性能が高ぐ安定した車両用補助電源 装置を得ることができる。組立作業の難易度を低くすることができると同時に作業ェ 程を低減することができる。これらの効果が、装置の箱構造に依存し難いものにでき る。また、車両搭載機器は 10年以上の長期に渡り機能を維持していく必要があるが 、その際に必要な保守 ·点検作業を効率的に実施することができる。さらに、万一、あ る部品が故障した場合や保守部品が製造中止となった場合においても、関係する機 能モジュールだけを再設計して交換することができるので、車両運行に支障をきたす リスクを抑制することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 複数の機能モジュールと、
前記機能モジュール間を接続する信号線及び電力線を備え、
前記各機能モジュールは前記信号線または前記電力線の何れか又は両方が接続さ れるインターフェース面を有する車両用補助電源装置において、
前記インターフェース面は、前記信号線が接続される信号線用端子が配置される第 一のインターフェース領域と前記電力線が接続される電力線用端子が配置される第 二のインターフェース領域に分けられており、
前記機能モジュールは、前記第一のインターフェース領域同士が同じ方向を向いて 隣接して並び、前記第二のインターフェース領域同士が同じ方向を向いて隣接して 並ぶように配置されることを特徴とする車両用補助電源装置。
[2] 前記機能モジュールを水平に並べ、前記機能モジュールの同一の前記インターフ エース面には、前記第一のインターフェース領域と前記第二のインターフェース領域 が分けて配置され、前記インターフェース面同士は同じ方向を向いて、前記第一のィ ンターフェース領域を共通に一方端部側に配置し、前記第二のインターフェース領 域を共通に他方端部側に配置されるようにしたことを特徴とする請求項 1記載の車両 用補助電源装置。
[3] 前記複数の機能モジュールを 2群に分け、その一方群の前記インターフェース面と その他方群の前記インターフェース面を向かい合わせて配置し、
前記機能モジュールの同一の前記インターフェース面には、前記第一のインターフ エース領域と前記第二のインターフェース領域が分けて配置され、前記第一のインタ 一フェース領域を共通に一方端部側に配置し、前記第二のインターフェース領域を 共通に他方端部側に配置されるようにしたことを特徴とする請求項 1記載の車両用補 助電源装置。
[4] 前記機能モジュールは、前記第一のインターフェース領域と前記第二のインターフ エース領域とを上下に分けたインターフェース面を有し、前記各インターフェース面 はそれぞれ、前記第一のインターフェース領域を共通に下端部側に配置し、前記第 二のインターフェース領域を共通に上端部側に配置するようにしたことを特徴とする 請求項 1又は請求項 2記載の車両用補助電源装置。
[5] 前記複数の機能モジュールを 2群に分けて 2列に配置し、前記インターフェース面 は各列の前記一方のインターフェース領域を共通に各列間側に配置し、各列の前記 他方のインターフェース領域を共通に各列間と反対側に配置するようにしたことを特 徴とする請求項 1記載の車両用補助電源装置。
[6] 前記インターフェース面は、各列の前記第一のインターフェース領域を共通に各列 間側に配置し、各列の前記第二のインターフェース領域を共通に各列間と反対側に 配置するようにしたことを特徴とする請求項 5記載の車両用補助電源装置。
[7] 前記機能モジュールは、前記電力線の入力と出力が、単一本数又は単一組数で あるようにしたことを特徴とする請求項 1、請求項 2又は請求項 3記載の車両用補助電 源装置。
[8] 前記機能モジュールの前記第二のインターフェース領域における電力線用端子は それぞれ、その形状が同じであることを特徴とする請求項 1、請求項 2又は請求項 3 記載の車両用補助電源装置。
[9] 前記第一のインターフェース領域を持ち、前記第二のインターフェース領域を持た ないインターフェース面を有する機能モジュールを少なくとも 1つ備え、その機能モジ ユールの前記インターフェース面の前記第一のインターフェース領域は、他の前記 機能モジュールの前記インターフェース面の前記第一のインターフェース領域が配 置される端部側に配置されることを特徴とする請求項 1、請求項 2又は請求項 3記載 の車両用補助電源装置。
[10] 前記第一のインターフェース領域を持ち、前記第二のインターフェース領域を持た な!、インターフェース面を有する機能モジュールは、制御回路である請求項 9記載の 車両用補助電源装置。
[11] 前記機能モジュールの前記第一のインターフェース領域における信号線用端子を 相互接続する信号線は、配線ダクトを経由して保持されていることを特徴とする請求 項 1、請求項 2又は請求項 3記載の車両用補助電源装置。
[12] 前記第二のインターフェース領域を持ち、前記第一のインターフェース領域を持た ないインターフェース面を有する機能モジュールを少なくとも 1つ備え、その機能モジ ユールの前記インターフェース面の前記第二のインターフェース領域は、他の前記 機能モジュールの前記インターフェース面の前記第二のインターフェース領域が配 置される端部側に配置されることを特徴とする請求項 1、請求項 2又は請求項 3記載 の車両用補助電源装置。
前記複数の機能モジュールは、遮断器の機能モジュール、充放電回路の機能モジ ユール、インバータの機能モジュール、及び、接触器の機能モジュールを有すること を特徴とする請求項 1、請求項 2又は請求項 3記載の車両用補助電源装置。
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