(57)【要約】【課題】給電路からバッテリが切断された後にコネクタ手段が抜脱された際にコネクタ手段のコネクタ端子間にアークが発生する事を防止できる車載電源システムを提供する。【解決手段】この車載電源システム１は、プラグ手段１９により給電路２７から３６Ｖバッテリ５が電気的に切断されると、プラグ手段１９の切断検知機能（１９ｄ）により給電路２７から３６Ｖバッテリ５が電気的に切断された事が検知され、この検知結果に基づき、制御回路２１により例えばスイッチ手段１１ｂがオン制御されてコンデンサＣ１，Ｃ２の帯電電荷が給電路２７を通じて例えば負荷回路２９ｂ側に放電される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オルタネータにより発電される直流電源及びバッテリが共通の給電路を通じて１つ以上の負荷回路に接続されると共に、前記給電路の各枝路に、それら各枝路に前記各負荷回路を接続切離自在に接続するコネクタ手段及びそれら各枝路に接続された前記各負荷回路の給電を制御するスイッチ手段が介装され、前記給電路に於ける前記バッテリが接続される枝路に、前記バッテリと前記給電路とを接続切断自在に接続するプラグ手段が介装され、前記給電路に於ける前記直流電源と前記コネクタ手段との間の区間路と所定の低電位源との間にコンデンサが介装された車載電源システムに於いて、
前記プラグ手段により前記バッテリと前記給電路とが電気的に切断された事を検知する検知手段と、前記検知手段により前記バッテリと前記給電路とが電気的に切断された事が検知された場合に、何れかの前記スイッチ手段をオン制御して前記コンデンサの帯電電荷を前記給電路を通じて何れかの前記負荷回路側に放電させる制御手段とを備えることを特徴とする車載電源システム。
【請求項２】
前記コンデンサの帯電電荷は、その帯電電荷の放電を受けて作動されてもその作動された事が外見上分からない前記負荷回路側に放電されることを特徴とする請求項１に記載の車載電源システム。
【請求項３】
前記コンデンサの帯電電荷が放電される前記負荷回路の給電を制御する前記スイッチ手段は、その負荷回路の上流側に介装されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載電源システム。
【請求項４】
前記コンデンサは、前記直流電源を構成するインバータ内又は前記直流電源の後段の前記給電路上に介装される所定のＤＣ／ＤＣコンバータ内に配設されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の車載電源システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車に搭載された負荷回路への給電を行う車載電源システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、この種の車載電源システムでは、電圧レベルが１４Ｖから４２Ｖに高電圧化される傾向がある。その様な車載電源システムとして例えば図２に示されるものが提案されている。
【０００３】
この車載電源システム１００では、図２の様に、オルタネータ３ａにより発電される４２Ｖ直流電源３の出力端及び３６Ｖバッテリ５のプラス電極が、共通の給電路２７を通じて、１つ以上の４２Ｖ対応の負荷回路２９ａ，２９ｂ，…に接続されると共に降圧用ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を介して１つ以上の１４Ｖ対応の負荷回路（図示省略）に接続される。これにより、４２Ｖ直流電源３及び３６Ｖバッテリ５の各々からの電力は、４２Ｖ対応の負荷回路２９ａ，２９ｂ，…に対しては高電圧で給電され、１４Ｖ対応の負荷回路に対してはＤＣ／ＤＣコンバータ１３により１４Ｖに降圧されて給電される。
【０００４】
そして、給電路２７の各枝路には、それら各枝路に接続される各負荷回路２９ａ，２９ｂ，…の給電を制御するスイッチ手段１１ａ，１１ｂ，…及びそれら各枝路に各負荷回路２９ａ，２９ｂ，…を接続切離自在に接続するコネクタ手段９ａ，９ｂ，…が介装される。又、給電路２７に於ける３６Ｖバッテリ５が接続される枝路には、３６Ｖバッテリ５を給電路２７に接続切断自在に接続するプラグ手段１０１が介装される。又、給電路２７に於ける４２Ｖ直流電源３とコネクタ手段９ａ，９ｂ，…との間の区間路と接地点との間には、ノイズ除去用等のコンデンサＣ１，Ｃ２が介装される。ここでは、コンデンサＣ１は４２Ｖ直流電源３を構成するインバータ３ｂ内の出力側に介装され、コンデンサＣ２はＤＣ／ＤＣコンバータ１３内の入力側に介装される。
【０００５】
この様な車載電源システムでは、電圧レベルが従来と比べて３倍程度高いので、メンテナンス時の安全性（感電に関する安全性）がより一層要求される。その為、上記の車載電源システム１００では、メンテナンス時の安全性を確保する為に、３６Ｖバッテリ５のプラス電極付近に安全プラグ（上記プラグ手段１０１）が設けられている。即ち、メンテナンス時に安全プラグ１０１が抜かれる事により３６Ｖバッテリ５が車載電源システム１００から電気的に切断され、これによりメンテナンス時の安全性が確保される。尚、メンテナンス時は４２Ｖ直流電源３の発電は停止される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の車載電源システム１００では、電圧レベルの高電圧化に伴ってコンデンサＣ１，Ｃ２の帯電電荷も高電圧化される。その為、安全プラグ１０１が抜かれて車載電源システム１００から３６Ｖバッテリ５が電気的に切断された後でも、車載電源システム１００から負荷回路２９ａ，２９ｂ，…を切り離すべくコネクタ手段９ａ，９ｂ，…が抜脱された際に、コンデンサＣ１，Ｃ２の帯電電荷によりコネクタ手段９ａ，９ｂ，…のコネクタ端子間にアークが発生する欠点がある。又、そのアークによりコネクタ手段９ａ，９ｂ，…のコネクタ端子が破損される欠点もある。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、給電路からバッテリ（例えば３６Ｖバッテリ）が電気的に切断された後にコネクタ手段が抜脱された際にコネクタ手段のコネクタ端子間にアークが発生する事を防止できる車載電源システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為には、請求項１に記載の発明は、オルタネータにより発電される直流電源及びバッテリが共通の給電路を通じて１つ以上の負荷回路に接続されると共に、前記給電路の各枝路に、それら各枝路に前記各負荷回路を接続切離自在に接続するコネクタ手段及びそれら各枝路に接続された前記各負荷回路の給電を制御するスイッチ手段が介装され、前記給電路に於ける前記バッテリが接続される枝路に、前記バッテリと前記給電路とを接続切断自在に接続するプラグ手段が介装され、前記給電路に於ける前記直流電源と前記コネクタ手段との間の区間路と所定の低電位源との間にコンデンサが介装された車載電源システムに於いて、前記プラグ手段により前記バッテリと前記給電路とが電気的に切断された事を検知する検知手段と、前記検知手段により前記バッテリと前記給電路とが電気的に切断された事が検知された場合に、何れかの前記スイッチ手段をオン制御して前記コンデンサの帯電電荷を前記給電路を通じて何れかの前記負荷回路側に放電させる制御手段とを備えるものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記コンデンサの帯電電荷は、その帯電電荷の放電を受けて作動されてもその作動された事が外見上分からない前記負荷回路側に放電されるものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記コンデンサの帯電電荷が放電される前記負荷回路の給電を制御する前記スイッチ手段は、その負荷回路の上流側に介装されるものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記コンデンサは、前記直流電源を構成するインバータ内又は前記直流電源の後段の給電路上に介装される所定のＤＣ／ＤＣコンバータ内に介装されるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態に係る車載電源システムの構成概略図である。
【００１３】
この実施の形態に係る車載電源システム１は、図１の様に、高電圧直流電源（例えば４２Ｖ直流電源）３と、高電圧バッテリ（例えば３６Ｖバッテリ）５と、低電圧バッテリ（例えば１２Ｖバッテリ）７と、負荷回路接続用のコネクタ手段９ａ，９ｂ，…と、負荷回路給電制御用のスイッチ手段１１ａ，１１ｂ，…と、降圧用ＤＣ／ＤＣコンバータ１３と、ヒューズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，…と、ノイズ除去用等のコンデンサＣ１，Ｃ２と、切断検知機能（検知手段）を有する３６Ｖバッテリ切断用のプラグ手段１９と、スイッチ手段制御用の制御回路（制御手段）２１とを備えて構成される。
【００１４】
４２Ｖ直流電源３は、オルタネータ３ａと、オルタネータ３ａにより発電される三相交流電力を例えば４２Ｖの直流電力に変換するインバータ３ｂとを備えて構成される。
【００１５】
４２Ｖ直流電源３の出力端及び３６Ｖバッテリ５のプラス電極は、共通の給電路２７を通じて、１つ以上の４２Ｖ対応の負荷回路２９ａ，２９ｂ，…に接続されてそれら各負荷回路２９ａ，２９ｂ，…の後段で接地点に接地されると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３を介して１つ以上の１４Ｖ対応の負荷回路（図示省略）に接続されてそれら各負荷回路の後段で接地点に接地される。１２Ｖバッテリ７のプラス電極は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力端に接続される。これにより、４２Ｖ直流電源３及び３６Ｖバッテリ５の各々からの電力は相互補完的に、４２Ｖ対応の負荷回路２９ａ，２９ｂ，…に対しては高電圧で給電され、１４Ｖ対応の負荷回路に対してはＤＣ／ＤＣコンバータ１３により１４Ｖに降圧されて給電される。その際、１２Ｖバッテリ７からの電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３の出力と相互補完的に１４Ｖ対応の負荷回路に供給される。
【００１６】
各スイッチ手段１１ａ，１１ｂ，…はそれぞれ、例えばリレー又はＦＥＴとして構成される。これら各スイッチ手段１１ａ，１１ｂ，…はそれぞれ、給電路２７に於ける各負荷回路２９ａ，２９ｂ，…が接続される各枝路に介装され、制御回路２１の制御に応じて、介装された各枝路に接続された各負荷回路２９ａ，２９ｂ，…の給電を制御する。ここでは、各スイッチ手段１１ａ，１１ｂ，…はそれぞれ、例えば各負荷回路２９ａ，２９ｂ，…の上流側に介装される。
【００１７】
各コネクタ手段９ａ，９ｂ，…はそれぞれ、例えばワイヤーｔｏワイヤーコネクタとして構成される。これら各コネクタ手段９ａ，９ｂ，…はそれぞれ、給電路２７に於ける各負荷回路２９ａ，２９ｂ，…が接続される各枝路に介装され、介装された各枝路に各負荷回路２９ａ，２９ｂ，…を接続切離自在に接続する。ここでは、各コネクタ手段９ａ，９ｂ，…はそれぞれ、例えば各スイッチ手段１１ａ，１１ｂ，…の上流側に介装される。
【００１８】
各ヒューズ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，…はそれぞれ、給電路２７に於ける各負荷回路２９ａ，２９ｂ及び３６Ｖバッテリ５が接続される各枝路の例えば最上流側に介装され、介装された各枝路に過電流が流れる事を防止する。
【００１９】
各コンデンサＣ１，Ｃ２はそれぞれ、給電路２７に於ける４２Ｖ直流電源３と各コネクタ手段９ａ，９ｂ，…との間の区間路と接地点（所定の低電位源）との間に介装される。ここでは、コンデンサＣ１はインバータ３ａ内の出力側に介装され、コンデンサＣ２はＤＣ／ＤＣコンバータ１３内の入力側に介装される。
【００２０】
プラグ手段１９は、給電路２７に於ける３６Ｖバッテリ５が接続される枝路に介装され、３６Ｖバッテリ５と給電路２７とを接続切断自在に接続するものであり、当該プラグ手段１９により給電路２７から３６Ｖバッテリ５が切断された事を検知する切断検知機能を有して構成される。
【００２１】
詳細には例えば、プラグ手段１９は、給電路２７の切断箇所（プラグ手段１９の介装箇所）の各切断端１９ａ，１９ｂと、給電路２７の各切断端１９ａ，１９ｂを接続切断自在に接続する手動取扱される接続部品１９ｃと、接続部品１９ｃによる給電路２７の上記切断箇所の接続／切断に連動してオン／オフされる切断検知用のスイッチ１９ｄとを備えて構成される。
【００２２】
尚、ここでは例えば、スイッチ１９ｄは、接地点に接続された接点１９ｅ及び制御回路２１に接続された接点１９ｆを備えており、接続部品１９ｃによる給電路２７の上記切断箇所の切断時に、接続部品１９ｃにより両接点１９ｅ，１９ｆ間が電気的に接続される事によりスイッチ１９ｄがオンされ、その接続部品１９ｃによる給電路２７の上記切断箇所の接続時に、接続部品１９ｃと両接点１９ｅ，１９ｆとの接続が解除される事によりスイッチ１９ｄがオフされる様に構成される。
【００２３】
この構成により、このプラグ手段１９では、手動により接続部品１９ｃが給電路２７の上記切断箇所に係合されて上記切断箇所が電気的に接続されると、この接続に伴ってスイッチ１９ｄがオフにされ、このオフにより３６Ｖバッテリ５と給電路２７とが電気的に接続された事が検知され、その検知結果（接続通知信号）がプラグ手段１９から制御回路２１に通知される。他方、手動により接続部品１９ｃと給電路２７の上記切断箇所との係合が解除されて上記切断箇所が電気的に切断されると、この切断に伴ってスイッチ１９ｄがオンにされ、このオンにより３６Ｖバッテリ５と給電路２７とが電気的に切断された事が検知され、その検知結果（切断通知信号）がプラグ手段１９から制御回路２１に出力される。
【００２４】
制御回路２１は、給電時には、各スイッチ手段１１ａ，１１ｂ，…をオンオフ制御して各負荷回路２９ａ，２９ｂ，…の給電を制御し、非給電時には、各スイッチ手段１１ａ，１１ｂ，…をオフ制御して各負荷回路２９ａ，２９ｂの給電を停止すると共に、プラグ手段１９の切断検知機能により給電路２７から３６Ｖバッテリ５が電気的に切断された事が検知された場合（即ちプラグ手段１９から上記切断通知信号を受けた場合）に限り、何れかのスイッチ手段１１ａ，１１ｂ，…を例えば一時的にオン制御してコンデンサＣ１，Ｃ２の帯電電荷を給電路２７を通じて何れかの負荷回路２９ａ，２９ｂ側に放電させる。
【００２５】
詳細には例えば、制御回路２１は、コンデンサＣ１，Ｃ２の帯電電荷を放電させる際には、コンデンサＣ１，Ｃ２の帯電電荷の放電により作動されてもその作動された事が外見上分からない負荷回路（例えばリアウインドウデフォッガ）１１ｂ側にコンデンサＣ１，Ｃ２の帯電電荷を放電させる。尚、ここでは、コンデンサＣ１，Ｃ２の帯電電荷が放電される負荷回路２９ｂの給電を制御するスイッチ手段１１ｂは、その負荷回路２９ｂの上流側に介装される。
【００２６】
この車載電源システム１では、非給電時には、オルタネータ３ａが停止されると共に各スイッチ手段１１ａ，１１ｂ，…がオフ制御される。そして、この状態で、プラグ手段１９により給電路２７から３６Ｖバッテリ５が電気的に切断されると、その切断された事がプラグ手段１９の切断検知機能により検知され、この検知結果に基づき、制御回路２１により負荷回路（例えばリアウインドウデフォッガ）２９ｂの給電制御用のスイッチ手段１１ｂが例えば一時的にオン制御されて、コンデンサＣ１，Ｃ２の帯電電荷が給電路２７を通じて要素１５ｂ，９ｂ，１１ｂを経由して負荷回路２９ｂ側に放電される。これにより、給電路２７から３６Ｖバッテリ５が電気的に切断された後にコンデンサＣ１，Ｃ２の帯電電荷によりコネクタ手段９ａ，９ｂ，…に高電圧が掛かる事が防止され、これにより、給電路２７から３６Ｖバッテリ５が電気的に切断された後にコネクタ手段９ａ，９ｂ，…が抜脱された際にコネクタ手段９ａ，９ｂ，…のコネクタ端子間にアークが発生する事が防止される。
【００２７】
以上のように構成された車載電源システム１によれば、プラグ手段１９の切断検知機能により３６Ｖバッテリ５が給電路２７から電気的に切断された事が検知された場合に、制御回路２１により何れかのスイッチ手段（例えば１１ｂ）がオン制御されて、コンデンサＣ１，Ｃ２の帯電電荷が給電路２７を通じて何れかの負荷回路（例えば２９ｂ）に放電される為、給電路２７から３６Ｖバッテリ５が電気的に切断された後にコネクタ手段９ａ，９ｂ，…が抜脱された際にコネクタ手段９ａ，９ｂ，…のコネクタ端子間にアークが発生する事を防止できる。しかも、既存の給電路２７を通じてコンデンサＣ１，Ｃ２の帯電電荷が放電される為、安価な構成でコンデンサＣ１，Ｃ２の帯電電荷を放電できる。
【００２８】
又、コンデンサＣ１，Ｃ２の帯電電荷は、その帯電電荷の放電を受けて作動されてもその作動された事が外見上分からない負荷回路（例えばリアウインドウデフォッガ）に放電される為、コンデンサＣ１，Ｃ２の帯電電荷の放電による負荷回路の挙動を目立たない様にできる。
【００２９】
又、コンデンサＣ１，Ｃ２の帯電電荷が放電される負荷回路（例えば２９ｂ）の給電を制御するスイッチ手段（例えば１１ｂ）がその負荷回路２９ｂの上流側に介装される為、コンデンサＣ１，Ｃ２の放電特性上良好にコンデンサＣ１，Ｃ２の帯電電荷を放電できる。
【００３０】
尚、この実施の形態では、コンデンサＣ１，Ｃ２がインバータ３ｂ内及びＤＣ／ＤＣコンバータ１３内に配設される場合で説明したが、コンデンサＣ１，Ｃ２がインバータ３ｂ内及びＤＣ／ＤＣコンバータ１３内に配設される場合に限定されるものではない。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、検知手段によりバッテリと給電路とが電気的に切断された事が検知された場合に、制御手段により何れかのスイッチ手段がオン制御されて、コンデンサの帯電電荷が給電路を通じて何れかの負荷回路側に放電される為、給電路からバッテリが電気的に切断された後に、コネクタ手段が抜脱された際にコネクタ手段のコネクタ端子間にアークが発生する事を防止できる。しかも、既存の給電路を通じてコンデンサの帯電電荷が放電される為、安価な構成でコンデンサの帯電電荷を放電できる。
【００３２】
請求項２に記載の発明によれば、コンデンサの帯電電荷は、その帯電電荷の放電を受けて作動されてもその作動された事が外見上分からない負荷回路側に放電される為、コンデンサの帯電電荷の放電による負荷回路の挙動を目立たない様にできる。
【００３３】
請求項３に記載の発明によれば、コンデンサの帯電電荷が放電される負荷回路の給電を制御するスイッチ手段はその負荷回路の上流側に介装される為、コンデンサの放電特性上良好にコンデンサの帯電電荷を放電できる。
【００３４】
請求項４に記載の発明によれば、当該コンデンサが直流電源を構成するインバータ内又は直流電源の後段の給電路上に介装される所定のＤＣ／ＤＣコンバータ内に配設される車載電源システムに於いて、請求項１〜３の効果を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る車載電源システムの構成概略図である。
【図２】従来の車載電源システムの構成概略図である。
【符号の説明】
１  車載電源システム
３  ４２Ｖ直流電源
３ａ  オルタネータ
５  ３６Ｖバッテリ
９ａ，９ｂ  コネクタ手段
１１ａ，１１ｂ  スイッチ手段
１７ａ，１７ｂ  コンデンサ
１９  プラグ手段
２１  制御回路
２７  給電路
２９ａ，２９ｂ  負荷回路
【図１】
2004231047.tif 000003
【図２】
2004231047.tif 000004