(57)【要約】【課題】発熱を抑制しつつモータ装置からの回生電力を消費することができる電力供給装置を提供する。【解決手段】モータ装置により発電が行われると、モータ装置からコンバータへ回生電力が帰還され、コンバータの出力電圧Ｖが上昇して所定のしきい値を超えると、制御回路７によりスイッチング素子６がオン状態となり、音源回路５のパルス形成回路８にコンバータ２の出力電圧Ｖが接続される。パルス形成回路８で所定周波数のパルス信号が形成されてコンバータのケース内に配置されたスピーカ９に出力され、スピーカ９から所定周波数の音波が発せられることにより、モータ装置からコンバータに帰還される回生電力が音エネルギーに変換されて消費される。【選択図】図２
2008131744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリからの電力をコンバータで所定の電圧に変換してモータ装置に供給する電力供給装置において、
前記モータ装置から前記コンバータに回生される電力を音エネルギーに変換して消費する音源回路を備えたことを特徴とする電力供給装置。
【請求項２】
前記音源回路は、前記コンバータのケース内に配置された音波発生器を有する請求項１に記載の電力供給装置。
【請求項３】
一対の前記音波発生器を互いに対向させて配置し、前記音源回路は双方の前記音波発生器から発せられる音波の位相を互いに逆位相とするための移相器をさらに備えた請求項２に記載の電力供給装置。
【請求項４】
バッテリからの電力をコンバータで所定の電圧に変換してモータ装置に供給する電力供給装置において、
前記モータ装置から前記コンバータに回生される電力を消費する冷却用電動ファンを備えたことを特徴とする電力供給装置。
【請求項５】
前記電動ファンは、前記コンバータのケース内に配置された請求項４に記載の電力供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力供給装置に係り、特にコンバータを介してモータ装置に電力を供給すると共にモータ装置からコンバータに回生される電力を消費する機構を備える電力供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置のような車載のモータ装置においては、バッテリからの電力をコンバータで所定の電圧に変換して供給することでモータ装置を駆動しているが、このモータ装置が発電機として動作する場合があり、発電された電力は回生電力としてコンバータ側に帰還される。この回生電力は、余剰電力となり、コンバータの構成部品の定格超過、部品破損等の一因となる。
そこで、例えば特許文献１には、コンバータへの給電点とグラウンドとの間に放熱抵抗とスイッチング素子を直列に接続し、回生電力が発生したときにスイッチング素子をオン状態とすることにより回生電力を放熱抵抗で消費させる装置が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１６６４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、コンバータ等に使用されている電子機器は一般に熱に対して弱く、温度環境の厳しい車載用装置において、さらに回生電力を放熱抵抗で熱エネルギーとして消費することは雰囲気温度の上昇につながり、好ましいことではない。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、発熱を抑制しつつモータ装置からの回生電力を消費することができる電力供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係る第１の電力供給装置は、バッテリからの電力をコンバータで所定の電圧に変換してモータ装置に供給する電力供給装置において、モータ装置からコンバータに回生される電力を音エネルギーに変換して消費する音源回路を備えたものである。
好ましくは、音源回路は、コンバータのケース内に配置される音波発生器を有している。この場合、一対の音波発生器を互いに対向させて配置し、音源回路が双方の音波発生器から発せられる音波の位相を互いに逆位相とするための移相器をさらに備えることが好ましい。
【０００６】
また、この発明に係る第２の電力供給装置は、バッテリからの電力をコンバータで所定の電圧に変換してモータ装置に供給する電力供給装置において、モータ装置からコンバータに回生される電力を消費する冷却用電動ファンを備えたものである。
電動ファンは、コンバータのケース内に配置することができる。
【０００７】
なお、この発明におけるコンバータは、ＤＣ−ＤＣコンバータの他、ＤＣ−ＡＣインバータ等、各種の電力変換器を意味するものとする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、モータ装置からコンバータに回生される電力を音源回路または冷却用電動ファンで消費させるため、発熱を抑制した回生電力の消費が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１にこの発明の実施の形態１に係る電力供給装置の電力フロー図を示す。この電力供給装置は、例えば自動車等の車両に搭載されるもので、バッテリ１にＤＣ−ＤＣコンバータ２を介してモータ装置３が接続されている。モータ装置３としては、例えば電動パワーステアリング装置、アクティブスタビライザー等、電動モータを有する装置が用いられる。
さらに、コンバータ２に、回生電力消費回路４が接続されている。
【００１０】
回生電力消費回路４の構成を図２に示す。コンバータ２の出力端子間に、音源回路５とスイッチング素子６が互いに直列に接続されており、スイッチング素子６に制御回路７が接続されている。制御回路７は、コンバータ２の出力電圧Ｖを監視し、出力電圧Ｖが所定のしきい値以下の場合にスイッチング素子６をオフ状態とし、所定のしきい値を超えた場合にスイッチング素子６をオン状態にする。なお、この所定のしきい値は、モータ装置３の駆動時にコンバータ２から出力される所定の電圧よりわずかに高い電圧値に設定されている。
【００１１】
また、音源回路５は、スイッチング素子６に直列に接続されたパルス形成回路８と、パルス形成回路８に接続された音波発生器としてのスピーカ９とから形成されている。パルス形成回路８は、スイッチング素子６がオン状態となったときに、コンバータ２の出力電圧Ｖを受けて所定周波数のパルス信号を形成する回路である。
図３に示されるように、スピーカ９はコンバータ２のケース１０内に配置され、ケース１０の天井面に下方を向けて設置されている。また、ケース１０内には基板１１上に搭載され且つコンバータ２を構成する電子部品１２が収容されている。
【００１２】
次に、実施の形態１の作用について説明する。モータ装置３の駆動時には、バッテリ１からの電力がコンバータ２で所定の電圧に変換された後、モータ装置３に供給される。このとき、コンバータ２の出力電圧Ｖは所定のしきい値より低い値であるため、制御回路７によりスイッチング素子６がオフ状態に保持され、音源回路５は非作動状態となる。
【００１３】
一方、モータ装置３の電動モータにより発電が行われると、モータ装置３からコンバータ２へ回生電力が帰還され、コンバータ２の出力電圧Ｖが所定の電圧から上昇する。その結果、コンバータ２の出力電圧Ｖが所定のしきい値を超えると、制御回路７によってスイッチング素子６がオン状態となり、音源回路５のパルス形成回路８にコンバータ２の出力電圧Ｖが接続される。これにより、パルス形成回路８で所定周波数のパルス信号が形成されてスピーカ９に出力され、コンバータ２のケース１０内においてスピーカ９から前記所定周波数の音波が発せられる。すなわち、モータ装置３からコンバータ２に帰還される回生電力はスピーカ９により音エネルギーに変換されて消費される。
【００１４】
このように、電気エネルギーを音エネルギーに変換するスピーカ９を用いることにより、発熱を抑制した回生電力の消費が可能となる。
なお、音波発生器としてのスピーカ９をコンバータ２のケース１０内に配置したので、ケース１０外部への音の漏れを低減することができると共に、省スペース化を図ることができる。
【００１５】
実施の形態２
図４にこの発明の実施の形態２に係る電力供給装置で用いられる回生電力消費回路の構成を示す。この回生電力消費回路は、図２に示した実施の形態１における回生電力消費回路において、一つのスピーカ９を有する音源回路５の代わりに、一対のスピーカ９ａ及び９ｂを有すると共に一方のスピーカ９ｂに１８０°移相器１３が接続された音源回路１５を用いたものである。すなわち、パルス形成回路８にスピーカ９ａが接続されると共に１８０°移相器１３を介してもう一つのスピーカ９ｂが接続されている。
【００１６】
図５に示されるように、これらのスピーカ９ａ及び９ｂは、コンバータ２のケース１０内に互いに対向して配置されている。
１８０°移相器１３は、スピーカ９ｂに供給されるパルス信号の位相を、スピーカ９ａに供給されるパルス信号の位相に対して１８０°ずらし、これら双方のスピーカ９ａ及び９ｂから発せられる音波の位相を互いに逆位相とするためのものである。
【００１７】
このような構成とすることにより、モータ装置３からコンバータ２へ回生電力が帰還されて制御回路７によってスイッチング素子６がオン状態となったときに、互いに対向して配置された双方のスピーカ９ａ及び９ｂからそれぞれ音波が発せられ、さらにこれらスピーカ９ａ及び９ｂから発せられた音波が、コンバータ２のケース１０内で干渉して互いに打ち消し合うこととなる。その結果、スピーカ９ａ及び９ｂからの音波による騒音の発生を最大限に抑制することができる。
【００１８】
なお、上述した実施の形態１及び２において、パルス形成回路８により形成されるパルス信号の周波数は、一般に人間の可聴域と言われる２０〜２００００Ｈｚ程度の範囲内の値とすることができるが、可聴域を超えた２００００Ｈｚ以上の超音波域に設定することもできる。
また、スピーカ９、９ａ及び９ｂの代わりに、圧電ブザー等を音波発生器として用いることもできる。
【００１９】
実施の形態３
図６にこの発明の実施の形態３に係る電力供給装置で用いられる回生電力消費回路の構成を示す。この回生電力消費回路は、図２に示した実施の形態１における音源回路５及び図４に示した実施の形態２における音源回路１５の代わりに、冷却用電動ファン１６をスイッチング素子６に直列に接続したものである。
図７に示されるように、冷却用電動ファン１６は、コンバータ２のケース１０内に配置されている。
【００２０】
モータ装置３からコンバータ２へ回生電力が帰還されて制御回路７によりスイッチング素子６がオン状態になると、コンバータ２の出力電圧Ｖによって冷却用電動ファン１６が駆動される。これにより、回生電力が消費されると共に、冷却用電動ファン１６の作用によってケース１０内の空気が吸引されてケース１０の外部へ排出される。その結果、コンバータ２の電子部品１２が収容されているケース１０内の冷却を同時に行うことが可能となる。
【００２１】
なお、冷却用電動ファン１６の駆動によってケース１０内の空気をケース１０の外部へ排出したが、これとは逆にケース１０外部の空気をケース１０内へ取り込むように構成してもよい。
なお、冷却用電動ファン１６をコンバータ２のケース１０内に配置したので、省スペース化を図ることができる。
【００２２】
上記の実施の形態１及び２では、電気エネルギーを音エネルギーに変換して回生電力を消費させたが、電気エネルギーを光エネルギーに変換して回生電力を消費させるように構成することもできる。電気エネルギーから光エネルギーへの変換は、例えば発光ダイオードを使用して実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電力供給装置の電力フロー図である。
【図２】実施の形態１の電力供給装置で用いられる回生電力消費回路の構成を示す回路図である。
【図３】実施の形態１の電力供給装置で用いられるコンバータのケース内を概略的に示す断面図である。
【図４】実施の形態２の電力供給装置で用いられる回生電力消費回路の構成を示す回路図である。
【図５】実施の形態２の電力供給装置で用いられるコンバータのケース内を概略的に示す断面図である。
【図６】実施の形態３の電力供給装置で用いられる回生電力消費回路の構成を示す回路図である。
【図７】実施の形態３の電力供給装置で用いられるコンバータのケース内を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  バッテリ、２  コンバータ、３  モータ装置、４  回生電力消費回路、５，１５  音源回路、６  スイッチング素子、７  制御回路、８  パルス形成回路、９，９ａ，９ｂ  スピーカ、１０  ケース、１１  基板、１２  電子部品、１３  １８０°移相器、１６  冷却用電動ファン。
【図１】
2008131744.tif 000003
【図２】
2008131744.tif 000004
【図３】
2008131744.tif 000005
【図４】
2008131744.tif 000006
【図５】
2008131744.tif 000007
【図６】
2008131744.tif 000008
【図７】
2008131744.tif 000009