JP5892533B2

JP5892533B2 - 電源供給装置

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Publication number: JP5892533B2
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Inventors: 佐竹　周二; 周二佐竹; 金澤　昭義; 昭義金澤
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Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2011-08-11
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Description

本発明は、電源供給装置に係り、特に、バッテリと、前記バッテリからの電源供給を受ける複数の負荷と、を備えた電源供給装置に関するものである。

自動車等の車両には、複数の負荷に電源を供給するための電源供給装置が搭載されている。この電源供給装置として、例えば、図１４に示されたものが知られている。同図に示すように、電源供給装置１００は、バッテリ１０１と、複数の負荷としてのランプ負荷１０２と、このバッテリ１０１及び複数のランプ負荷１０２間に設けられた制御装置１０３と、を備えている。

上記制御装置１０３は、例えばバッテリ１０１近くに設けられた電源ボックスに搭載されている。この制御装置１０３は、バッテリ１０１からの電源ラインを複数の分岐ラインに分岐する分岐回路１０３ａと、この分岐回路１０３ａにより分岐された分岐ライン上に各々設けられた複数のスイッチ素子１０３ｂと、を内蔵している。上記スイッチ素子１０３ｂとしては、メカリレーや半導体リレーが使用されている。上記スイッチ素子１０３ｂは、主駆動装置２００からの駆動信号を供給することによりオンオフが制御される。

図１４に示す電源供給装置１００によれば、主駆動装置２００によりスイッチ素子１０３ｂをオン制御すると、バッテリ１０１からの電源がランプ負荷１０２に供給され、主駆動装置２００によりスイッチ素子１０３ｂをオフ制御するとバッテリ１０１からランプ負荷１０２に供給される電源が遮断される。

また、自動車には、バッテリ１０１を充電するために、エンジンの機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機としてのオルタネータ１０４が搭載されている。このオルタネータ１０４が発電した電力を直接ランプ負荷１０２にも供給できるように、バッテリ１０１とランプ負荷１０２との間にオルタネータ１０４を設けることがある。また、バッテリ１０１が例えば４８Ｖ系であり、ランプ負荷１０２が１２Ｖ系である場合、バッテリ１０１とランプ負荷１０２の間にバッテリ１０１からの電源電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ１０５が設けられることもある。

ところで、上記バッテリ１０１と制御装置１０３との間を接続する電線Ｌ１０は、複数のランプ負荷１０２に流れる電流を合わせた大電流を流す必要があるため、電線サイズが大きく経路抵抗の小さいものが用いられている。一方、制御装置１０３と各ランプ負荷１０２とを接続する電線Ｌ１１は、接続されるランプ負荷１０２に流れる電流だけ流せばよく、電線サイズが小さく経路抵抗の大きいものが用いられている。

よって、上述したように制御装置１０３をバッテリ１０１近くの電源ボックス内に搭載すると、経路抵抗の小さい電線Ｌ１０に比べて経路抵抗の大きい電線Ｌ１１が長くなってしまい、電線Ｌ１１による電圧降下が大きくなる。このため、電線Ｌ１１による電力ロスが大きくなり、ランプ負荷１０２に印加される電圧が低くなってしまう、という問題があった。

また、上述したランプ負荷１０２は、定格電圧が規定されており、この定格電圧以上の電圧が加わった場合、ランプ負荷１０２が消費する電力は増加し、必要以上に明るくなる。このため、定格電圧以上の電圧がランプ負荷１０２に供給されると無駄な電圧が供給されていることとなる。さらに、ランプ負荷１０２に供給される電圧が高くなると、ランプ負荷１０２への電気的なストレスも多くなるため、寿命の短縮も懸念される（実際、フィラメントなどのランプ負荷１０２では、定格を超えると、短寿命になることが知られている。）

そこで、このオルタネータ１０４やＤＣ／ＤＣコンバータ１０５から出力される電圧をランプ負荷１０２の定格電圧まで落として無駄のないようにすることが考えられる。しかしながら、オルタネータ１０４などから出力される電圧を定格電圧まで落とすことはできない。この理由について説明すると、燃費向上のために自動車においては、オルタネータ１０４などによりバッテリ１０１を充電する電力回生が行われている。この電力回生において、例えばバッテリ１０１の電圧が１２Ｖである場合、オルタネータ１０４などから出力される電圧を１２Ｖより高い１４Ｖ程度にする必要がある。また、車両によっては、１４Ｖよりも高い電圧を出力する場合がある。従って、オルタネータ１０４などから出力される電圧を定格電圧まで落としてしまうとバッテリ１０１を充電することができないからである。

そこで、本発明は、電線による電力ロスを抑えることができる電源供給装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための請求項１記載の発明は、電源と、前記電源からの電源供給を受ける複数の負荷と、を備えた電源供給装置において、前記電源に接続された１つの電源ラインを前記複数の負荷に供給するために複数の分岐ラインに分岐する分岐回路と、前記電源に接続された第１端子金具と、前記負荷それぞれ接続された複数の第２端子金具と、これら前記第１端子金具及び前記第２端子金具を収容するコネクタハウジングと、が設けられた中継コネクタと、を備え、前記分岐回路が、前記第１端子金具及び前記第２端子金具に接続された状態で前記コネクタハウジング内に収容され、前記中継コネクタのコネクタハウジング内には、前記分岐ライン上に各々設けられた複数のスイッチ素子と、前記第１端子金具から入力された前記各負荷に供給された供給電圧を検出する電圧検出手段と、前記スイッチ素子を間欠的にオン制御すると共に前記電圧検出手段により検出された供給電圧が大きくなるに従って前記スイッチ素子のオン期間のデューティ比を小さくするオンオフ制御手段と、がさらに収容されていることを特徴とする電源供給装置に存する。

請求項２記載の発明は、前記分岐回路が、前記電源の位置と前記複数の負荷の位置との中間よりも前記複数の負荷に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電源供給装置に存する。

請求項３記載の発明は、前記分岐回路と前記複数の負荷との間を接続する複数の電線をさらに備え、前記電線が配索可能な範囲において前記複数の電線の合計電線長が最短となる位置に、前記分岐回路が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電源供給装置に存する。

請求項４記載の発明は、前記分岐回路と前記複数の負荷との間を接続する複数の電線をさらに備え、前記電線が配索可能な範囲において前記複数の電線の合計電力損失が最小となる位置に、前記分岐回路が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電源供給装置に存する。

請求項５記載の発明は、前記分岐回路と前記複数の負荷との間を接続する複数の電線をさらに備え、前記電線が配索可能な範囲において前記複数の電線の合計重量が最小となる位置に、前記分岐回路が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電源供給装置に存する。

以上説明したように請求項１〜５記載の発明によれば、分岐回路が複数の負荷近傍に配置されているので、電源−分岐回路間の太くて線路抵抗の小さい電線の長さを長くし、分岐回路−各負荷までの細くて経路抵抗の大きい電線の長さを短くすることができるため、電線による電力ロスを抑えることができる。

請求項１〜５記載の発明によれば、分岐回路が中継コネクタ内に内蔵されているため、簡単に電源供給装置に取り付けることができる。

請求項１〜５記載の発明によれば、オンオフ制御手段が、間欠的にスイッチ素子をオン制御すると共に、電圧検出手段により検出された供給電圧が大きくなるに従ってスイッチ素子のオン期間のデューティ比を小さくする。即ち、供給電圧が大きくなるほどスイッチ素子のオン期間を短くすることにより、電力としては一定に抑えることができる。これにより一定以上の無駄な電力が供給されることがなく、省電力化、長寿命化を図ることができる。しかも、コネクタ−各負荷までの経路を極力短くすることができるため、正確に負荷に供給される供給電圧を検出することができる。

（Ａ）は本発明の電源供給装置の第１実施形態を示す回路図であり、（Ｂ）は図１（Ａ）に示すコネクタの詳細な回路図である。（Ａ）は図１（Ｂ）に示すコネクタの外観斜視図であり、（Ｂ）は図２（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図１に示す電源供給装置を構成する電力制御装置のフローチャートである。（Ａ）は図１に示す電源供給装置を構成する中継コネクタの圧接電源端子５１ａから入力される入力電圧Ｖ_INのタイムチャートであり、（Ｂ）は図１に示す電源供給装置１を構成するタブ状電源端子５３ａ、圧接電源端子５３ｂ、５３ｃから出力される出力電圧Ｖ_OUTのタイムチャートである。中継コネクタの入力電圧に対するランプ負荷に供給される電力を示すグラフである。本発明の電源供給装置の第２実施形態を示す回路図である。本発明の電源供給装置の第３実施形態を示す回路図である。本発明の電源供給装置の第４実施形態を示す回路図である。本発明の電源供給装置の第５実施形態を示す回路図である。本発明の電源供給装置の第６実施形態を示す回路図である。図１０に示す中継コネクタの断面図である。図１０に示す電源供給装置が構成する電力制御装置のフローチャートである。他の実施形態における電源供給装置を示す回路図である。従来の電源供給装置の一例を示す回路図である。

第１実施形態
以下、本発明の電源供給装置を図面に基づいて説明する。この電源供給装置１は、ＩＣＥＶ（内燃機関自動車：Internal Combustion Engine Vehicle）に搭載されるものである。図１に示すように、電源供給装置１は、電源としてのバッテリ２と、このバッテリ２などから電源供給を受けて動作する複数の負荷ユニット３１〜３３と、バッテリ２及び複数の負荷ユニット３１〜３３間に設けられたオルタネータ４と、バッテリ２に接続された電源線Ｌ１１及びグランド線Ｌ１２と複数の負荷ユニット３１〜３３とを接続するための中継コネクタ５と、を備えている。

上記バッテリ２は、鉛電池の他、リチウム電池といった二次電池を用いていて、例えば車両のエンジンルームなどに配置されている。上記複数の負荷ユニット３１〜３３は各々、負荷としてのランプ負荷３ａと、これらランプ負荷３ａを保持、収容する筐体としてのホルダ３ｂと、このホルダ３ｂに一体に設けられたコネクタ３ｃと、を備えている。これら負荷ユニット３１〜３３は、車両内において互いに近い場所に配置されている。また、上記コネクタ３ｃは、ランプ負荷３ａの両端に接続される図示しない例えば雌型の端子金具と、これら端子金具を保持するホルダ３ｂに一体に設けられたハウジングと、から構成されている。

上記オルタネータ４は、エンジンの機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機であり、バッテリ２を充電したり、上述したランプ負荷３ａに直接電源を供給する。このオルタネータ４の代わりにバッテリ２からの供給電圧を降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ６がバッテリ２と複数の負荷ユニット３１〜３３との間に接続されることがあるが、ここではオルタネータ４が接続されている場合について説明する。

上記中継コネクタ５は、複数の負荷ユニット３１〜３３のうち１つである負荷ユニット３１のコネクタ３ｃにコネクタ接続されて取り付けられている。この負荷ユニット３１には、負荷ユニット３１〜３３に設けられたランプ負荷３ａのうち最も消費電流が大きいランプ負荷３ａが設けられている。この中継コネクタ５は、主駆動装置７からの駆動信号の出力に応じて複数の負荷ユニット３１〜３３に内蔵されたランプ負荷３ａに対する電源供給を開始し、駆動信号の出力停止に応じてランプ負荷３ａに対する電源供給を遮断する。

この中継コネクタ５には、図１（Ｂ）に示すように、圧接電源端子５１ａ、圧接グランド端子５１ｂ、圧接信号端子５１ｃと、第１分岐回路５２ａと、第２分岐回路５２ｂと、タブ状電源端子５３ａ、圧接電源端子５３ｂ、５３ｃと、タブ状グランド端子５４ａ、圧接グランド端子５４ｂ、５４ｃと、を備えている。上記第１端子金具としての圧接電源端子５１ａには、バッテリ２のプラス側に接続された電源線Ｌ１１が接続されバッテリ２からの電源のプラス側が入力される。

上記圧接グランド端子５１ｂには、バッテリ２のマイナス側に接続されたグランド線Ｌ１２が接続されバッテリ２からの電源のマイナス側が入力される。上記圧接信号端子５１ｃには、主駆動装置７に接続された信号線Ｌ１３に接続され駆動信号が入力される。分岐回路としての第１分岐回路５２ａは、圧接電源端子５１ａから入力された１つの電源ラインを複数の分岐ラインに分岐する回路である。上記第２分岐回路５２ｂは、圧接グランド端子５１ｂから入力された１つのグランドラインを複数の分岐ラインに分岐する回路である。

第２端子金具としてのタブ状電源端子５３ａ、圧接電源端子５３ｂ、５３ｃは、第１分岐回路５２ａによって分岐された複数の分岐ラインに各々接続され、前記各ランプ負荷３ａに対して電源のプラス側を出力する。タブ状電源端子５３ａ、圧接電源端子５３ｂ、５３ｃは、第２分岐回路５２ｂによって分岐された複数の分岐ラインに各々接続され、各ランプ負荷３ａに対して電源のマイナス側を出力する端子である。

また、上記中継コネクタ５には、第１分岐回路５２ａにより分岐された分岐ライン上に各々設けられているスイッチ素子５５ａ〜５５ｃと、圧接電源端子５１ａから入力された入力電圧Ｖ_INを各負荷ユニット３１〜３３に設けられたランプ負荷３ａに供給される供給電圧として検出する電圧検出手段としての電圧検出装置５６と、駆動信号及び電圧検出装置５６の検出結果に基づいてスイッチ素子５５ａ〜５５ｃのオンオフを制御するオンオフ制御手段としての電力制御装置５７と、が設けられている。

上記スイッチ素子５５ａ〜５５ｃは、例えば半導体リレーなどからなり、オンするとオルタネータ４からの電源をランプ負荷３ａに対して供給し、オフするとランプ負荷３ａに対するオルタネータ４からの電源の供給を遮断する。

上記電圧検出装置５６は、例えばＯＰアンプなどから構成され、検出した電圧を電力制御装置５７に対して供給する。上記電力制御装置５７は、例えば公知のマイコンなどから構成され、電源供給装置１全体の制御を司る。これら電圧検出装置５６及び電力制御装置５７は、圧接電源端子５１ａ及び圧接グランド端子５１ｂを介してバッテリ２からの電源の供給を受けて駆動する装置である。

また、上記中継コネクタ５は、図２に示すようにこれら端子５１ａ〜５１ｃ、５３ａ〜５３ｃ、５４ａ〜５４ｃが突出される封止体５８と、これら端子５１ａ〜５１ｃ、５３ａ〜５３ｃ、５４ａ〜５４ｃ及び封止体５８を収容するハウジング５９と、を備えている。

次に、上記封止体５８及びハウジング５９の説明をする前に、この封止体５８から突出された端子５１ａ〜５１ｃ、５３ａ〜５３ｃ、５４ａ〜５４ｃの構成について説明する。上記圧接電源端子５１ａ、圧接グランド端子５１ｂ、圧接信号端子５１ｃ、圧接電源端子５３ｂ及び５３ｃ、圧接グランド端子５４ｂ及び５４ｃは、導電性の金属から構成されていて、一端が後述する封止体５８内に挿入され、他端が封止体５８の互いに対向する一対の面の一方からそれぞれ突出している。

これら圧接電源端子５１ａ、圧接グランド端子５１ｂ、圧接信号端子５１ｃ、圧接電源端子５３ｂ及び５３ｃ、圧接グランド端子５４ｂ及び５４ｃには、その他端に圧接刃が形成されている。そして、圧接電源端子５１ａには電源線Ｌ１１の端末が圧接され、圧接グランド端子５１ｂにはグランド線Ｌ１２の端末が圧接され、圧接信号端子５１ｃには信号線Ｌ１３の端末が圧接されている。また、圧接電源端子５３ｂ、圧接グランド端子５４ｂには、負荷ユニット３３に接続された電線としての電源線Ｌ２１、グランド線Ｌ２２の一端が圧接されている。圧接電源端子５３ｃ、圧接グランド端子５４ｃには、負荷ユニット３２に接続された電線としての電源線Ｌ３１、グランド線Ｌ３２の一端が圧接されている。

なお、図１に示すように、上記電源線Ｌ２１、グランド線Ｌ２２の他端には、コネクタ９が取り付けられていて、このコネクタ９が負荷ユニット３３のコネクタ３ｃにコネクタ接続される。そして、コネクタ９と負荷ユニット３３のコネクタ３ｃとがコネクタ接続されると、電源線Ｌ２１、グランド線Ｌ２２が負荷ユニット３３のランプ負荷３ａの両端に接続される。

また、上記電源線Ｌ３１、グランド線Ｌ３２の他端にはコネクタ９が取り付けられていて、このコネクタ９が負荷ユニット３２のコネクタ３ｃにコネクタ接続される。そして、コネクタ９と負荷ユニット３２のコネクタ３ｃとがコネクタ接続されると、電源線Ｌ３１、グランド線Ｌ３２が負荷ユニット３２のランプ負荷３ａの両端に接続される。

また、上記タブ状電源端子５３ａ及びタブ状グランド端子５４ａは、導電性の金属から構成されていて、一端が後述する封止体５８内に挿入され、他端が封止体５８の互いに対向する一対の面の他方からそれぞれ突出している。タブ状電源端子５３ａ及びタブ状グランド端子５４ａの他端は、タブ状に形成されていて、負荷ユニット３１のコネクタ３ｃに設けられた雌型の端子金具に嵌合する。

次に、封止体５８及びハウジング５９について説明する。封止体５８は、上記第１分岐回路５２ａ、第２分岐回路５２ｂ、スイッチ素子５５ａ〜５５ｃ、電圧検出装置５６及び電力制御装置５７が搭載されたチップ５８ａと、これら端子５１ａ〜５１ｃ、５３ａ〜５３ｃ、５４ａ〜５４ｃと、をワイヤボンディングして接続した状態で、樹脂封止している。

上記ハウジング５９は、これら端子５１ａ〜５１ｃ、５３ａ〜５３ｃ、５４ａ〜５４ｃ及び封止体５８を収容している。上記ハウジング５９は、扁平な四角筒状に設けられていて、一方の開口から圧接電源端子５１ａ、圧接グランド端子５１ｂ、圧接信号端子５１ｃ、圧接電源端子５３ｂ及び５３ｃ、圧接グランド端子５４ｂ及び５４ｃが露出され、他方の開口からタブ状電源端子５３ａ及びタブ状グランド端子５４ａが露出されている。また、ハウジング５９の筒長さ方向の他方には、負荷ユニット３１に設けたコネクタ３ｃのハウジングが進入し嵌合するフード部５９ａが設けられている。このフード部５９ａに負荷ユニット３１に設けたコネクタ３ｃのハウジングが進入されると、タブ状電源端子５３ａ及びタブ状グランド端子５４ａにコネクタ３ｃの端子金具が接続される。

次に、上述した構成の電源供給装置１の動作について図３及び図４を参照して以下説明する。図３は、図１に示す電源供給装置１を構成する電力制御装置５７のフローチャートである。図４（Ａ）は図１に示す電源供給装置１を構成する中継コネクタ５の圧接電源端子５１ａから入力される入力電圧Ｖ_INのタイムチャートであり、図４（Ｂ）は図１に示す電源供給装置１を構成するタブ状電源端子５３ａ、圧接電源端子５３ｂ、５３ｃから出力される出力電圧Ｖ_OUTのタイムチャートである。

また、電力制御装置５７は、主駆動装置７からの駆動信号の入力に応じて動作を開始する。最初に、電力制御装置５７は、図３に示すように、主駆動装置７からの駆動信号がオフになっているか否かを判断する（ステップＳ１）。オフになっていれば（ステップＳ１でＹ）、電力制御装置５７はスイッチ素子５５ａ〜５５ｃに対する制御信号の出力を停止してスイッチ素子５５ａ〜５５ｃを常時オフ制御した後（ステップＳ２）、処理を終了する。これに対して、オフになっていなければ（ステップＳ１でＮ）、電力制御装置５７はステップＳ３に進む。

ステップＳ３において電力制御装置５７は、電圧検出装置５６により検出された入力電圧Ｖ_INを取り込む。次に、電力制御装置５７は、ステップＳ３で取り込んだ入力電圧Ｖ_INが予め設定されたランプ負荷３ａの定格電圧（所定値）を超えたか否かを判定する（ステップＳ４）。

入力電圧Ｖ_INが定格電圧以下であれば（ステップＳ４でＮ）、電力制御装置５７は、スイッチ素子５５ａ〜５５ｃを常時オンする制御信号を出力した後（ステップＳ５）、処理を終了する。

これに対して入力電圧Ｖ_INが定格電圧を超えていれば（ステップＳ４でＹ）、電力制御装置５７は、スイッチ素子５５ａ〜５５ｃを常時オンせずに間欠的にオン制御するパルス状の制御信号を出力した後（ステップＳ６）、処理を終了する。ステップＳ６において、電力制御装置５７は、入力電圧Ｖ_INが高いほどスイッチ素子５５ａ〜５５ｃのオン期間のデューティ比を小さくする。ここでオン期間のデューティ比とは、（スイッチ素子５５ａ〜５５ｃのオン期間）／（スイッチ素子５５ａ〜５５ｃがオンされる周期）を示す。

上述した動作によれば、図４に示すように、入力電圧Ｖ_INが定格電圧以下の間はランプ負荷３ａに対して常時電源が供給され、入力電圧Ｖ_INが定格電圧を超えると間欠的にランプ負荷３ａに電力が供給されるようになる。このとき、入力電圧Ｖ_INが高くなるに従ってオン期間のデューティ比が小さくなる。

このため、入力電圧Ｖ_INとランプ負荷３ａに供給される電力Ｐ_OUTとの関係は図５に示すようになる。即ち、入力電圧Ｖ_INが定格電圧より低い間、スイッチ素子５５ａ〜５５ｃは電力制御装置５７によって常時オン制御されるため、入力電圧Ｖ_INが増えるほど電力も増加する。入力電圧Ｖ_INが定格を超えると、スイッチ素子５５ａ〜５５ｃは電力制御装置５７によって間欠的にオン制御され、しかも入力電圧Ｖ_INが高くなるに従ってオン期間が短くなるので、電力Ｐ_OUTを一定に抑えることができる。

上述した電源供給装置１によれば、第１分岐回路５２ａを内蔵した中継コネクタ５を複数のランプ負荷３ａを収容するホルダ３ｂに取り付けることにより、バッテリ２−中継コネクタ５間の太くて線路抵抗の少ない電源線Ｌ１１の長さを長くし、中継コネクタ５−負荷ユニット３１に設けられたランプ負荷３ａまでの細くて経路抵抗の大きい経路を短くすることができる。また、負荷ユニット３１〜３３は互いに近接配置されているため、中継コネクタ５−負荷ユニット３２、３３に設けられたランプ負荷３ａまでの細くて経路抵抗の大きい電源線Ｌ２１、Ｌ３１も極力短くすることができる。このため、電線による電力ロスを抑えることができる。

また、上述した電源供給装置１によれば、消費電流が最も多いランプ負荷３ａを内蔵した負荷ユニット３１に中継コネクタ５を取り付けているため、より一層電力ロスを抑えることができる。

また、上述した電源供給装置１によれば、第１分岐回路５１ａが中継コネクタ５内に内蔵されているため、簡単に電源供給装置１に取り付けることができる。

また、上述した電源供給装置１によれば、電力制御装置５７が、間欠的にスイッチ素子５５ａ〜５５ｃをオン制御すると共に、電圧検出装置５６により検出された入力電圧Ｖ_INが大きくなるに従ってスイッチ素子５５ａ〜５５ｃのオン期間のデューティ比を小さくする。即ち、入力電圧Ｖ_INが大きくなるほどスイッチ素子５５ａ〜５５ｃのオン期間を短くすることにより、電力としては一定に抑えることができる。これにより一定以上の無駄な電力が供給されることがなく、省電力化、長寿命化を図ることができる。しかも、上述したように中継コネクタ５−各ランプ負荷３ａまでの経路を極力短くすることができるため、正確にランプ負荷３ａに供給される供給電圧を検出することができる。

また、上述した中継コネクタ５によれば、電力制御装置５７が、電圧検出装置５６により検出された入力電圧Ｖ_INが定格電圧以下のときスイッチ素子５５ａ〜５５ｃを常時オン制御し、入力電圧Ｖ_INが定格電圧を超えたときスイッチ素子５５ａ〜５５ｃを間欠的にオン制御するので、ランプ負荷３ａの機能を最大限に生かすことができる。

また、上述した中継コネクタ５によれば、バッテリ２に並列接続されたオルタネータ４又はＤＣ／ＤＣコンバータ６をさらに備え、スイッチ素子５５ａ〜５５ｃが、オルタネータ４又はＤＣ／ＤＣコンバータ６よりもランプ負荷３ａ側に設けられている。従って、オルタネータ４の場合、エンジン負荷が低減するために、オルタネータ４の発電トルク低減による省電力化を図り、燃費消費低減に貢献できる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ６の場合、出力電圧が低減しバッテリ２の消費量の低減を図ることができる。

なお、上述した実施形態によれば、圧接グランド端子５１ｂから入力したグランド電圧を分岐させてタブ状グランド端子５４ａ、圧接グランド端子５４ｂ、５４ｃから出力させて、各ランプ負荷３ａに供給していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、別ルートでランプ負荷３ａにグランド電圧を供給できる場合は、第２分岐回路５２ｂ、タブ状グランド端子５４ａ、圧接グランド端子５４ｂ、５４ｃを設けなくてもよい。また、別ルートでランプ負荷３ａにグランド電圧を供給できる場合は、圧接グランド端子５１ｂを廃止して、タブ状グランド端子５４ａ、圧接グランド端子５４ｂ、５４ｃの何れか１つを残して、複数のランプ負荷３ａの１つからグランド電圧を入力してもよい。

第２実施形態
なお、上述した第１実施形態では、中継コネクタ５を負荷ユニット３１のホルダ３ｂに取り付けることにより、中継コネクタ５を複数のランプ負荷３ａ近傍に配置していたが、本発明はこれに限ったものではない。上記中継コネクタ５としては、バッテリ２の位置と複数のランプ負荷３ａの位置との中間よりも複数のランプ負荷３ａに近い位置に配置されていればよく、例えば、図６に示すように、中継コネクタ５と負荷ユニット３１との間を電線としての電源線Ｌ４１、グランド線Ｌ４１で接続して、全ての負荷ユニット３１と中継コネクタ５とを電線で接続するようにしてもよい。なお、この場合、電源端子５３ａ及びグランド端子５４ｂはタブ状ではなく、圧接刃が形成され、電源線Ｌ４１、グランド線Ｌ４１が圧接される。

第３実施形態
また、例えば、各負荷ユニット３１〜３３が図７に示すように配置されていた場合、図７に示すように、各負荷ユニット３１〜３３の配置位置の中心に中継コネクタ５を配置して、電源線Ｌ２１、Ｌ３１、Ｌ４１、グランド線Ｌ２２、Ｌ３２、Ｌ４２が配索可能な範囲において複数の電源線Ｌ２１、Ｌ３１、Ｌ４１、グランド線Ｌ２２、Ｌ３２、Ｌ４２の合計電線長が最短となる位置に、中継コネクタ５が配置されるようにしてもよい。

第４実施形態
また、例えば、負荷ユニット３２、３３のランプ負荷３ａが５０Ｗで、負荷ユニット３１のランプ負荷３ａが２５Ｗであるとすると、図８に示すように、負荷ユニット３２、３３の配置位置の中心に中継コネクタ５を配置して、電源線Ｌ２１、Ｌ３１、Ｌ４１、グランド線Ｌ２２、Ｌ３２、Ｌ４２が配索可能な範囲において複数の電源線Ｌ２１、Ｌ３１、Ｌ４１、グランド線Ｌ２２、Ｌ３２、Ｌ４２の合計電力損失が最小となる位置に、中継コネクタ５が配置されるようにしてもよい。

第５実施形態
また、例えば、図９に示すように、負荷ユニット３２、３３に複数のランプ負荷３ａが内蔵され、中継コネクタ５と負荷ユニット３２、３３との間を複数の電源線Ｌ４１、Ｌ２１、グランド線Ｌ４２、Ｌ２２で接続する場合、負荷ユニット３１、３２の配置位置の中心に中継コネクタ５を配置して、中電源線Ｌ２１、Ｌ３１、Ｌ４１、グランド線Ｌ２２、Ｌ３２、Ｌ４２が配索可能な範囲において複数の電源線Ｌ２１、Ｌ３１、Ｌ４１、グランド線Ｌ２２、Ｌ３２、Ｌ４２の合計重量が最小となる位置に、中継コネクタ５が配置されるようにしてもよい。

第６実施形態
次に、第６実施形態の電源供給装置１について図１０〜図１２を参照して説明する。図１０は、本発明の電源供給装置１の第６実施形態を示す回路図である。図１１は、図１０に示す中継コネクタ５の断面図である。図１２は、図１０に示す電源供給装置１が構成する電力制御装置のフローチャートである。

上述した第１実施形態では、ランプ負荷３ａのオンオフ駆動と、入力電圧Ｖ_INに応じたデューティ制御と、を中継コネクタ５で行っていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、図１０に示すように、バッテリ２やオルタネータ４と、中継コネクタ５と、の間にスイッチ素子８を設け、ランプ負荷３ａのオンオフ駆動をスイッチ素子８で行い、デューティ制御を中継コネクタ５で行うようにしてもよい。

上記スイッチ素子８は、例えば、メカリレー、半導体リレーからなり、主駆動装置７からの駆動信号の出力に応じてオンしてランプ負荷３ａや中継コネクタ５に内蔵された電圧検出装置５６や電力制御装置５７に対する電源供給を開始し、主駆動装置７からの駆動信号の出力停止に応じてオフしてランプ負荷３ａや中継コネクタ５に内蔵された電圧検出装置５６や電力制御装置５７に対する電源供給を遮断する。

そして、中継コネクタ５においては、第１実施形態と異なり電力制御装置５７には駆動信号が供給されていない。従って、図１１に示すように、第１実施形態とは異なり中継コネクタ５には駆動信号を入力するための圧接信号端子５１ｃが備えられていない。

次に、上述した構成の第２実施形態における電源供給装置１の動作について図１２に示すフローチャートを参照して説明する。まず、主駆動装置７から駆動信号が入力すると、スイッチ素子８がオンして、電圧検出装置５６や電力制御装置５７に対する電源供給が開始され、電力制御装置５７が動作を開始する。

第１実施形態では、電力制御装置５７は、ステップＳ１で駆動信号の状態を確認していたが、第６実施形態では、ステップＳ１及びＳ２の動作を行わずに直ちにステップＳ３〜Ｓ６に進む。ステップＳ３〜Ｓ６については、上述した第１実施形態で既に説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。

なお、図１０については、第１実施形態を適用した例を示しているが、第２〜第５実施形態にも適用することができる。

また、上述した第１〜第６実施形態によれば、電力制御装置５７は、複数のスイッチ素子５５ａ〜５５ｃを一括で制御していたが、本発明はこれに限ったものではない。主駆動装置７からランプ負荷３ａ毎の駆動信号が出力される場合や、ランプ負荷３ａの定格電圧が異なる場合などは、複数のスイッチ素子５５ａ〜５５ｃを互いに独立して制御するようにしてもよい。

また、上述した第１〜第６及び第２実施形態によれば、電力制御装置５７により各スイッチ素子５５ａ〜５５ｃのデューティ比を制御していたが、本発明はこれに限ったものではない。電力制御装置５７としては、単に駆動信号が供給されたときにスイッチ素子５５ａ〜５５ｃを常時オン、駆動信号の供給が停止されたときにスイッチ素子５５ａ〜５５ｃを常時オフさせてもよい。また、中継コネクタ５内には、スイッチ素子５５ａ〜５５ｃ、電圧検出装置５６及び電力制御装置５７を設けていたが、本発明はこれに限ったものではない。中継コネクタ５内には少なくとも圧接電源端子５１ａ、第１分岐回路５２ａ、タブ状電源端子５３ａが設けられていればよく、スイッチ素子５５ａ〜５５ｃ、電圧検出装置５６及び電力制御装置５７は必須ではない。

また、上述した第１〜第６実施形態では、バッテリ２とランプ負荷３ａとの間にオルタネータ４が設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。オルタネータ４としては、バッテリ２に並列接続していればよく、ＩＣＥＶによっては、図１３（Ａ）に示す構成の電源供給装置１もあるが、このような場合にも適用できる。

また、上述した実施形態によれば、中継コネクタ５の一方から突出する端子５１ａ〜５１ｃ、５３ｂ、５３ｃ、５４ｂ、５４ｃに圧接刃を形成し、他方から突出する端子５３ａ、５４ａをタブ状に形成していが、端子５１ａ〜５１ｃ、５３ａ〜５３ｃ、５４ａ〜５４ｃの形状はこれに限定されるものではない。

また、上述した実施形態では、負荷としてランプ負荷３ａを挙げて説明していたが、本発明はこれに限ったものではない。負荷としては、バッテリ２から電源供給を受けて駆動するものであればよく、他にモータなどであってもよい。

また、上述した実施形態では、バッテリ２とランプ負荷３ａとの間にＤＣ／ＤＣコンバータ６が設けられていたが、本発明はこれに限ったものではない。ＤＣ／ＤＣコンバータ６としては、バッテリ２に並列接続していればよく、図１３（Ｂ）に示すように、２つのバッテリ２、１１とジェネレータ１０とが設けられた電源供給装置１を搭載するＨＥＶ（ハイブリッド電気自動車:Hybrid Electric Vehicle）及びＰＨＥＶ（プラグインハイブリッド自動車:Plug-In Hybrid Electric Vehicle）にも適用できる。また、図１３（Ｃ）に示すように２つのバッテリ２、１１が設けられた電源供給装置１を搭載するＢＥＶ（電池自動車:Battery Electric Vehicle）やＦＣＥＶ（燃料電池自動車:Fuel Cell Electric Vehicle）にも適用できる。

なお、図１３については、第１実施形態を適用した例を示しているが、第２〜第６実施形態にも適用することができる。

また、上述した実施形態によれば、第１分岐回路５２ａが中継コネクタ５内に内蔵されていたが、本発明はこれに限ったものではない。中継コネクタ５に内蔵されていなくてもよい。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１電源供給装置
２バッテリ（電源）
３ａランプ負荷（負荷）
３ｂホルダ（筐体）
５中継コネクタ
５１ａ圧接電源端子（第１端子金具）
５２ａ第１分岐回路（分岐回路）
５３ａタブ状電源端子（第２端子金具）
５３ｂ圧接電源端子（第２端子金具）
５３ｃ圧接電源端子（第２端子金具）
５５ａスイッチ素子
５５ｂスイッチ素子
５５ｃスイッチ素子
５６電圧検出装置（電圧検出手段）
５７電力制御装置（オンオフ制御手段）
５９ハウジング
Ｌ２１電源線（電線）
Ｌ３１電源線（電線）
Ｌ４１電源線（電線）

Claims

電源と、前記電源からの電源供給を受ける複数の負荷と、を備えた電源供給装置において、
前記電源に接続された１つの電源ラインを前記複数の負荷に供給するために複数の分岐ラインに分岐する分岐回路と、
前記電源に接続された第１端子金具と、前記負荷それぞれ接続された複数の第２端子金具と、これら前記第１端子金具及び前記第２端子金具を収容するコネクタハウジングと、が設けられた中継コネクタと、を備え、
前記分岐回路が、前記第１端子金具及び前記第２端子金具に接続された状態で前記コネクタハウジング内に収容され、
前記中継コネクタのコネクタハウジング内には、前記分岐ライン上に各々設けられた複数のスイッチ素子と、前記第１端子金具から入力された前記各負荷に供給された供給電圧を検出する電圧検出手段と、前記スイッチ素子を間欠的にオン制御すると共に前記電圧検出手段により検出された供給電圧が大きくなるに従って前記スイッチ素子のオン期間のデューティ比を小さくするオンオフ制御手段と、がさらに収容されている
ことを特徴とする電源供給装置。
前記分岐回路が、前記電源の位置と前記複数の負荷の位置との中間よりも前記複数の負荷に近い位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電源供給装置。
前記分岐回路と前記複数の負荷との間を接続する複数の電線をさらに備え、
前記電線が配索可能な範囲において前記複数の電線の合計電線長が最短となる位置に、前記分岐回路が配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電源供給装置。
前記分岐回路と前記複数の負荷との間を接続する複数の電線をさらに備え、
前記電線が配索可能な範囲において前記複数の電線の合計電力損失が最小となる位置に、前記分岐回路が配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電源供給装置。
前記分岐回路と前記複数の負荷との間を接続する複数の電線をさらに備え、
前記電線が配索可能な範囲において前記複数の電線の合計重量が最小となる位置に、前記分岐回路が配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の電源供給装置。