(57)【要約】      （修正有）【課題】より確実に負荷への電源供給を遮断させる電源システムを提供する。【解決手段】電源システム１は、車両に設けられた電源１０と、車両に設けられた電気負荷４０と、電源が接続される第１コイル２４と第２コイル３２との間で電磁誘導によって非接触で電力伝送を行い、電気負荷の側に電力供給する電力伝送部と、第１コイルと第２コイルとの間の磁束を遮断する遮断部材５０と、車両に対して閾値以上の加速度が作用した場合に、第１コイルと第２コイルとの間に遮断部材を突入させて、第１コイルと第２コイルとの間を通過する磁束を遮断させる遮断動作発生部５２とを備える。【選択図】図３
2018153005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に設けられた電源と、
前記車両に設けられた電気負荷と、
前記電源が接続される第１コイルと第２コイルとの間で電磁誘導によって非接触で電力伝送を行い、前記電気負荷の側に電力供給する電力伝送部と、
第１コイルと第２コイルとの間の磁束を遮断する遮断部材と、
前記車両に対して閾値以上の加速度が作用した場合に、前記第１コイルと前記第２コイルとの間に前記遮断部材を突入させて、前記第１コイルと前記第２コイルとの間を通過する磁束を遮断させる遮断動作発生部と、
を備える電源システム。
【請求項２】
前記遮断動作発生部は、前記加速度を受けて変位する慣性体を備え、前記慣性体に所定以上の変位が生じる場合に前記遮断部材を移動させることで、前記第１コイルと前記第２コイルとの間に前記遮断部材を突入させて、前記第１コイルと前記第２コイルとの間を通過する磁束を遮断させる、
請求項１記載の電源システム。
【請求項３】
それぞれ並列に接続された複数の電気負荷を備え、
前記電力伝送部、前記遮断部材、および前記遮断動作発生部は、前記電気負荷ごとに設けられる、
請求項１または請求項２記載の電源システム。
【請求項４】
前記電力伝送部、前記遮断部材、前記遮断動作発生部、および前記電気負荷は、前記車両のエンジンルーム内に設けられる、
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項５】
前記電源と、複数の電気負荷との間に設けられ、制御信号に基づいて前記電源と前記電気負荷とを導通状態から遮断状態にするスイッチ部と、
前記車両に対して所定以上の加速度が作用した場合に、前記制御信号を前記スイッチ部に出力し、前記スイッチ部を遮断状態に制御する遮断制御部と、を更に備え、
前記遮断動作発生部は、前記遮断制御部が前記スイッチ部を前記導通状態から遮断状態に制御しない場合においても、前記遮断部材を作動させる、
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の電源システム。
【請求項６】
前記電気負荷は、モータ、前記モータを制御するパワーコントロールユニット、またはコンプレッサーのうち少なくとも１つを含む、
請求項１から５のうちいずれか１項に記載の電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バッテリからの電源が供給される給電コイルと、給電コイルから非接触で電源供給され、負荷に電力を供給する受電コイルとを備え、給電コイルと受電コイルが、車両の衝突によって位置ずれして、バッテリから負荷への電源供給が遮断されるように設けられている電源遮断装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１３６２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の技術では、バッテリから負荷への電源供給を遮断させることができない場合があった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、より確実に負荷への電源供給を遮断させることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、車両（Ｍ）に設けられた電源（１０）と、前記車両に設けられた電気負荷（４０、４２、４４）と、前記電源が接続される前記第１コイル（２４）と前記第２コイル（３２）との間で電磁誘導によって非接触で電力伝送を行い、前記電気負荷の側に電力供給する電力伝送部（２０、２６、３０、３６）と、第１コイルと第２コイルとの間の磁束を遮断する遮断部材（５０）と、前記車両に対して閾値（第２閾値）以上の加速度が作用した場合に、前記第１コイルと前記第２コイルとの間に前記遮断部材を突入させて、前記第１コイルと前記第２コイルとの間を通過する磁束を遮断させる遮断動作発生部（５２）とを備える電源システムである。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電源システムであって、前記遮断動作発生部は、前記加速度を受けて変位する慣性体を備え、前記慣性体に所定以上の変位が生じる場合に前記遮断部材を移動させることで、前記第１コイルと前記第２コイルとの間に前記遮断部材を突入させて、前記第１コイルと前記第２コイルとの間を通過する磁束を遮断させる。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の電源システムであって、それぞれ並列に接続された複数の電気負荷を備え、前記電力伝送部、前記遮断部材、および前記遮断動作発生部は、前記電気負荷ごとに設けられるものである。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のうちいずれか１項に記載の電源システムであって、前記電力伝送部、前記遮断部材、前記遮断動作発生部、および前記電気負荷は、前記車両のエンジンルーム内に設けられるものである。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の電源システムであって、前記電源と、前記複数の電気負荷との間に設けられ、制御信号に基づいて前記電源と前記複数の電気負荷とを導通状態から遮断状態にするスイッチ部（７０Ａ、７０Ｂ）と、前記車両に対して所定（第１閾値）以上の加速度が作用した場合に、前記制御信号を前記スイッチ部に出力し、前記スイッチ部を遮断状態に制御する遮断制御部（８２）と、を更に備え、前記遮断動作発生部は、前記遮断制御部が前記スイッチ部を前記導通状態から遮断状態に制御しない場合においても、前記遮断部材を作動させるものである。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の電源システムであって、前記電気負荷は、モータ（ｍ）、前記モータを制御するパワーコントロールユニット（４２）、またはコンプレッサー（４４）のうち少なくとも１つを含むものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１、４、または６記載の発明によれば、車両に対して閾値以上の加速度が作用した場合に、遮断部材を作動させて第１コイルと第２コイルとの間に遮断部材を突入させて、第１コイルと前記第２コイルとの間を通過する磁束を遮断させることにより、より確実に負荷への電源供給を遮断させることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、遮断動作発生部が、電気的なエネルギーを用いることなく、慣性体が加速度を受けて変位するのに応じて遮断部材を移動させることにより、より安全性を確保することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、負荷が複数存在する場合であっても、負荷ごとに電源供給を遮断させることができる。
【００１４】
請求項５記載の発明によれば、スイッチ部が遮断状態に制御されない場合であっても、遮断部材が作動するため、局所的に加速度が作用した場合であっても、加速度が作用した付近に設けられた負荷への電源供給を遮断させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電源システム１が搭載された車両Ｍの一例を示す図である。
【図２】電源システム１を中心とした機能構成を示す図である。
【図３】伝送ユニットＵを中心とした機能構成を示す図である。
【図４】非遮断状態である遮断部材５０、および遮断動作発生部５２の一例を示す図である。
【図５】遮断状態である遮断部材５０、および遮断動作発生部５２の一例を示す図である。
【図６】遮断動作発生部５２Ａの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照し、本発明の電源システムの実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、電源システム１が搭載された車両Ｍの一例を示す図である。上記の電源システム１は、車両Ｍの前方に設けられると好適である。電源システム１は、例えば車両ＭのエンジンルームＥ内に搭載される。
【００１８】
図２は、電源システム１を中心とした機能構成を示す図である。電源システム１は、例えば、電源部１０と、伝送ユニットＵ１と、伝送ユニットＵ２と、パワーコントロールユニット（ＰＣＵ；Power Control Unit）４２と、電気機器４４と、スイッチ部７０Ａと、スイッチ部７０Ｂと、モータｍとを備える。以下、伝送ユニットＵ１およびＵ２を区別しない場合は、「伝送ユニットＵ」と称し、ＰＣＵ４２および電気機器４４を区別しない場合は、「負荷４０」と称する。
【００１９】
電源部１０は、例えば、鉛バッテリやリチウムイオン電池などの二次電池である。鉛バッテリである電源部１０の定格電圧は、例えば１２［Ｖ］である。電源部１０には、第１供給線ＥＬ１が接続されている。第１供給線ＥＬ１は、スイッチ部７０Ａおよび７０Ｂを介して第２供給線ＥＬ２が接続されている。スイッチ部７０Ａおよび７０Ｂは、後述する制御部８２から出力された制御信号に基づいて、第１供給線ＥＬ１と第２供給線ＥＬ２とを導通状態から遮断状態に制御する。
【００２０】
伝送ユニットＵ１およびＰＣＵ４２と、伝送ユニットＵ２および電気機器４４とは、並列に接続されている。第２供給線ＥＬ２には、伝送ユニットＵ１とＰＣＵ（Power Control Unit）４２とが直列に接続されている。ＰＣＵ４２は、昇圧コンバータやインバータを備え、モータｍを駆動する。第３供給線ＥＬ３は、接点Ｐ１および接点Ｐ２によって第２供給線ＥＬ２から分岐している。第３供給線ＥＬ３には、伝送ユニットＵ２と電気機器４４とが直列に接続されている。
【００２１】
車両Ｍは、更に加速度センサ８０と、制御部８２と、乗員保護装置８４とを備える。加速度センサ８０は、例えば車両Ｍの重心に設けられ、車両Ｍの重心に作用する加速度を検知する。制御部８２は、加速度センサ８０から取得した加速度が第１閾値以上の場合、乗員保護装置８４に含まれるエアバッグ装置を作動させる。また、制御部８２は、取得した検知結果が第１閾値以上の場合、スイッチ部７０Ａおよび７０Ｂに制御信号を送信する。これにより、第１閾値以上の加速度が車両Ｍの重心に作用した場合、ＰＣＵ４２や電気機器４４に供給される電力が遮断される。
【００２２】
図３は、伝送ユニットＵを中心とした機能構成を示す図である。伝送ユニットＵは、第１回路２０と、送電側制御部２６と、第２回路３０と、受電側制御部３６と、遮断部材５０と、遮断動作発生部５２とを備える。第１回路２０と、送電側制御部２６と、第２回路３０と、受電側制御部３６とは、「電力伝送部」の一例である。
【００２３】
第１回路２０は、第１変換部２２と、第１コイル２４とを有する。第１変換部２２は、電源部１０から出力された直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を第１コイル２４に供給する。第１コイル２４には、第１変換部２２から供給された交流電力が流れ、磁束が発生する。送電側制御部２６は、第１変換部２２を制御して、所望の交流電力を第１コイル３２に供給する。
【００２４】
第２回路３０は、第２コイル３２と、第２変換部３４を有する。第２コイル３２には、第１コイル２４に発生した磁束の影響により生じる電磁誘導によって交流電流が発生する。この電磁誘導によって発生する交流電流は、第２変換部３４に出力される。第２変換部３４は、第２コイル３２により出力された交流電力を直流電力に変換し、負荷４０に供給する。受電側制御部３６は、第２変換部３４を制御して、所望の直流電力を負荷４０に供給する。これによって、交流電力が流れていなければ第１回路２０と第２回路３０とは絶縁された状態であるので、単に電力線で接続された構成よりも安全性を確保することができる。
【００２５】
負荷４０は、ＰＣＵ４２や電気機器４４の他、コンプレッサー、その他車内に設けられた機器等を含んでもよい。
【００２６】
遮断部材５０は、磁束を遮断する材料（例えば、金属板や、アルミニウム、銅等）により板状に形成されている。遮断部材５０の大きさは、第１コイル２４や第２コイル３２等の寸法により、適宜決定される。遮断部材５０は、遮断動作発生部５２の動作によって非遮断状態から遮断状態に変化する。遮断状態とは、遮断部材５０が、第１コイル２４と第２コイル３２との間に位置し、第１コイル２４と第２コイル３２との間を通過する磁束を遮断する状態である。非遮断状態とは、遮断部材５０が、第１コイル２４と第２コイル３２との間には位置せず、第１コイル２４と第２コイル３２との間に発生する磁束を遮断しない状態である。
【００２７】
遮断動作発生部５２は、閾値以上の加速度が作用した場合に、遮断部材５０を非遮断状態から遮断状態に変化させる。遮断動作発生部５２は、例えば、機械的な構成によって遮断部材５０を非遮断状態から遮断状態に変化させる。
【００２８】
図４は、非遮断状態である遮断部材５０、および遮断動作発生部５２の一例を示す図である。以下、ＸＹＺ座標を用いて説明する。例えば、Ｘ方向は、車両Ｍが前進する方向である。遮断部材５０の一端５０Ａは、棒状に形成された連結部材６７を介してバネ６８に連結されている。遮断部材５０のマイナスＺ方向の面には、凹部５１が設けられる。凹部５１には、ストッパーＳが引っ掛けられている。この状態で、バネ６８は、プラスＸ方向に付勢されている。
【００２９】
遮断動作発生部５２は、例えば、ホルダー５３と、慣性体５８と、カバー部６０とを備える。ホルダー５３は、マイナスＺ軸方向に窪んだ凹部５４を有する。凹部５４は、第１面５５および第２面５６によって形成されている。第１面５５は、マイナスＸ方向に対して下降した面である。第２面５６は、マイナスＸ方向に対して上昇した面である。第１面５５の下端５５Ａと第２面５６の下端５６Ａとが連結された位置が凹部５４の底部５４Ａである。ホルダー５３の凹部５４には、断面が円形でＹ方向に延在する円柱状の慣性体５８が載置されている。
【００３０】
慣性体５８は、例えば、Ｙ方向に沿って延在する回転軸を中心にして回転する。ホルダー５３のＹ方向側の両端には、側壁（不図示）が設けられている。この側壁によって慣性体５８はＹ方向への移動が規制されている。慣性体５８は、凹部５４に沿って、Ｘ方向に回転自在である。慣性体５８の上方には、カバー部６０が配置されている。
【００３１】
カバー部６０は、回動部６１と、第１カバー部６２と、第２カバー部６３と、突出部６４とを備える。回動部６１は、Ｙ方向に沿って延在する固定軸Ｒに対して相対回転し、固定軸Ｒを中心にして、カバー部６０を時計回りに回転させる。第１カバー部６２は、プラスＸ方向に対して下方に湾曲した形状である。第２カバー部６３は、マイナスＸ方向に対して下方に湾曲した形状である。第１カバー部６２の基端６２Ａは、回動部６１に連結されている。第１カバー部６２の先端６２Ｂと、第２カバー部６３の基端６３Ａとが連結されている。また、第１カバー部６２の先端６２Ｂと第２カバー部６３の基端６３Ａとが連結された連結部付近には、プラスＺ方向側に突出する突出部６４の基端６４Ａが連結されている。突出部６４の先端は、プラスＸ方向に対して下降した傾斜面６５である。
【００３２】
遮断動作発生部５２に作用する加速度が小さい場合、慣性体５８は、凹部５４の底部５４Ｂに位置する。これに対して、遮断動作発生部５２に作用するＸ方向の加速度が第２閾値以上となると、慣性体５８が慣性力によって凹部５４の第１面５５または第２面５６を登る。この時、カバー部６０には、固定軸Ｒを中心にカバー部６０を回転させる力が加わり、回動部６１が時計回りに回転する。そして、傾斜面６５が遮断部材５０の一端５０Ａ
に当接して、遮断部材５０に対してＸ方向の力を与える。この力によって、凹部５１に引っ掛けられたストッパーＳが解放される。そして、バネ６８の付勢力によって遮断部材５０がレール部Ｌに沿ってＸ方向に摺動する。その後、遮断部材５０は、第１コイル２４と第２コイル３２との間に移動する。この結果、遮断部材５０が遮断状態となり、第１コイル２４から第２コイル３２に供給される磁束が抑制され、第１コイル２４と第２コイル３２とにおける電力伝送が遮断される。図５は、遮断状態である遮断部材５０、および遮断動作発生部５２の一例を示す図である。
【００３３】
ここで、上述したように、車両Ｍの重心に第１閾値以上の加速度が作用した場合、スイッチ部７０Ａおよび７０Ｂが遮断状態となる。しかしながら、車両Ｍの前方などに対して局所的に加速度が作用した場合、車両Ｍの車体が加速度を吸収するため、前方側では比較的大きい加速度が作用しているにも関わらず、車両Ｍの重心に作用する加速度は第１閾値未満になることがある。このように場合、車両Ｍの前方に搭載された負荷４０に電力を供給することを遮断したいことがある。
【００３４】
そこで、本実施形態では、並列に接続された負荷４０ごとに伝送ユニットＵを設けるものとした。これにより、車両Ｍの重心に作用する加速度が第１閾値未満である場合であっても、遮断動作発生部５２に第２閾値以上の加速度が作用すると、遮断動作発生部５２が、第１コイル２４と第２コイル３２との間に遮断部材５０を突入させて、第１コイル２４と第２コイル３２との間を通過する磁束を遮断させる。これにより、局所的な加速度が車両Ｍに作用した場合であっても、負荷４０への電力を遮断することができる。なお、第２閾値は、第１閾値と同一の値であってもよいし、異なる値であってもよい。
【００３５】
また、遮断動作発生部は、図４および図５で説明したものと異なる態様であってもよい。図６は、遮断動作発生部５２Ａの一例を示す図である。遮断動作発生部５２Ａは、金属板である遮断部材５０を電磁石９６の磁力によって保持し、スイッチ９４の動作に応じて解放する構成を有する。
【００３６】
遮断動作発生部５２Ａは、蓄電部９０と、圧電素子９２と、スイッチ９４と、電磁石９６とを備える。蓄電部９０は、電源部１０と電気的に接続され、電源部１０から供給された電力を蓄電する。蓄電部９０は、蓄電した電力をスイッチ９４に供給する。スイッチ９４は、供給された電力を電磁石９６に供給する。圧電素子９２は、所定以上の加速度が生じることで加わる周囲の部材からの圧力が所定以上となると、所定の信号をスイッチ９４に出力し、スイッチ９４の状態をオン状態からオフ状態に変化させる。
【００３７】
これにより、電磁石９６の磁力は減衰し、磁力によって保持されていた遮断部材５０が解放されて、第１コイル２４と第２コイル３２との間に突入する。この結果、第１コイル２４と第２コイル３２との間を通過する磁束が遮断される。
【００３８】
以上説明した実施形態によれば、車両Ｍに設けられた電源部１０と、車両Ｍに設けられた負荷４０と、電源部１０が接続される第１コイル２４と第２コイル３２との間で電磁誘導によって非接触で電力伝送を行い、電気負荷の側に電力を供給する伝送ユニットＵと、第１コイルと第２コイルとの間の磁束を遮断する遮断部材５０と、車両Ｍに対して閾値以上の加速度が作用した場合に、第１コイル２４と第２コイル３２との間に遮断部材５０を突入させて、第１コイル２４と第２コイル３２との間を通過する磁束を遮断させる遮断動作発生部５２とを備えることにより、より確実に負荷への電源供給を遮断させることができる。
【００３９】
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１‥電源システム、１０‥電源部、２０‥第１回路、２４‥第１コイル、２６‥送電側制御部、３０‥第２回路、３４‥第２コイル、３６‥受電側制御部、４０‥負荷、５０‥遮断部材、５２‥遮断動作発生部、Ｕ，Ｕ１，Ｕ２‥伝送ユニット
【図１】
2018153005.tif 000003
【図２】
2018153005.tif 000004
【図３】
2018153005.tif 000005
【図４】
2018153005.tif 000006
【図５】
2018153005.tif 000007
【図６】
2018153005.tif 000008